DE102004057739A1 - Brake unit for braking of rotor of wind power plant has block valve designed as directional seating valve installed in pressure medium path between tank connection of directional valve and pressure medium sink - Google Patents

Brake unit for braking of rotor of wind power plant has block valve designed as directional seating valve installed in pressure medium path between tank connection of directional valve and pressure medium sink Download PDF

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Karlheinz Eigenbrod
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Abstract

The brake unit for the braking of a rotor of a wind power plant has a hydraulically operated brake cylinder (56,58), and a piston defining a chamber chargeable with a pressure which is adjustable by a constantly adjustable directional valve (26). The pressure connection (P) of the directional valve is connected to a pressure medium source (8,10), the tank connection (T) is connected to a pressure medium sink, and the working connection (A) to the pressure chamber. A block valve (34) designed as a directional seating valve is installed in the pressure medium path between the tank connection and pressure medium sink.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung zum Abbremsen eines Rotors einer Windenergieanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a braking device for braking a rotor a wind turbine according to the preamble of claim 1

In der US 6,254,197 B1 ist eine Bremseinrichtung für eine Windenergieanlage gezeigt, bei der eine Bremseinrichtung mit einer so genannten passiven Bremse ausgeführt ist. Bei einer derartigen Bremse ist ein Kolben eines Bremszylinders mittels eines Federspeichers in Richtung Bremseingriff vorgespannt. Das Lüften der Bremse erfolgt mittels eines hydraulischen Drucks, der von einem Bremsmodul generiert. wird. Bei dieser bekannten Lösung ist das Bremsmodul mit zwei hintereinander geschalteten Wegesitzventilen ausgeführt, die in einer federvorgespannten Grundposition die Verbindung zwischen einer Druckmittelquelle (Pumpe, Hydrospeicher) zum Bremszylinder absperren, so dass die Bremse durch die Kraft des Federspeichers den Rotor abbremst. Dabei ist ein Druckraum des Bremszylinders mit einem Tank verbunden, so dass am Bremszylinder kein Druck anliegt – es wirkt die maximale Bremskraft.In the US 6,254,197 B1 a braking device for a wind turbine is shown, in which a braking device is designed with a so-called passive brake. In such a brake, a piston of a brake cylinder is biased by means of a spring accumulator in the direction of braking engagement. The brake is released by means of a hydraulic pressure generated by a brake module. becomes. In this known solution, the brake module is designed with two series-connected directional seat valves that shut off the connection between a pressure medium source (pump, hydraulic accumulator) to the brake cylinder in a spring-biased position, so that the brake brakes the rotor by the force of the spring accumulator. In this case, a pressure chamber of the brake cylinder is connected to a tank, so that no pressure is applied to the brake cylinder - it affects the maximum braking force.

Zum Verringern oder Modulieren der Bremskraft wird das dem Bremszylinder nächstliegende Wegesitzventil in eine Durchgangsstellung gebracht und die Verbindung zum Tank abgesperrt, dieses Wegesitzventil wirkt als Sicherheitsventil. Des Weiteren wird über die Steuerung der Windenergieanlage das weitere Wegesitzventil in seine Schaltstellung umgeschaltet, in der die Druckmittelquelle (Pumpe, Hydrospeicher) mit dem Druckraum des Bremszylinders verbunden ist und entsprechend die Bremse gegen die Kraft des Federspeichers gelüftet wird – die Drehzahl des Rotors steigt durch die verringerte Bremskraft an, beim Erreichen einer vorbestimmten Drehzahl wird dann das zuletzt genannte Wegesitzventil wieder in seine Sperrstellung umgeschaltet und die Verbindung zum Tank T hin auf gesteuert, so dass der Lüftungsdruck wieder verringert und entsprechend die Bremskraft durch die Wirkung des Federspeichers erhöht wird. Das heißt, bei dieser Lösung erfolgt die Einstellung des wirksamen Bremsdrucks, oder genauer gesagt, des Bremslüftungsdrucks durch Umschalten des oben genannten Wegesitzventils.To the Reducing or modulating the braking force becomes the brake cylinder nearest directional seat valve placed in a passage position and the connection to the tank shut off, this directional seat valve acts as a safety valve. Of Further will be over the control of the wind turbine the further directional seat valve in switched its switching position, in which the pressure medium source (Pump, hydraulic accumulator) connected to the pressure chamber of the brake cylinder is and accordingly the brake against the force of the spring accumulator revealed will - the speed of the rotor increases due to the reduced braking force when reaching a predetermined speed then becomes the latter directional seat valve switched back to its blocking position and the connection to the Tank T is controlled on, so that the ventilation pressure decreases again and accordingly the braking force by the action of the spring accumulator elevated becomes. This means, in this solution takes place the setting of the effective brake pressure, or more precisely, the brake release pressure Switching the above directional seat valve.

Es zeigte sich, dass mit einer derartigen Steuerung der erforderliche Bremsdruck und damit die Drehzahl des Rotors nicht mit der gewünschten Genauigkeit einstellbar ist und dass auch ein sanftes Abbremsen des Rotors nur schwierig realisierbar ist.It showed that with such a control of the required Brake pressure and thus the speed of the rotor not with the desired accuracy is adjustable and that even a gentle braking of the rotor only difficult to realize.

Dieser Nachteil lässt sich mit einer aus der EP 1 389 686 A1 bekannten Lösung vermeiden, bei der der Bremslüftungsdruck über ein stetig verstellbares Druckbegrenzungsventil eingestellt ist. Der Druckaufbau erfolgt über ein parallel geschaltetes Wegesitzventil.This disadvantage can be with one from the EP 1 389 686 A1 avoid known solution in which the brake release pressure is set via a continuously adjustable pressure relief valve. The pressure builds up via a parallel-connected directional seat valve.

Das stetig verstellbare Druckbegrenzungsventil ist als Sitzventil ausgeführt und erlaubt somit eine weitestgehend leckagefreie Absperrung. Ein Nachteil bei dieser Lösung ist jedoch, dass es das Druckbegrenzungsventil nicht ermöglicht, den Lüftungsdruck vollständig abzubauen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der Aufbau dieser bekannten Lösung mit einem proportional verstellbaren Druckbegrenzungsventil und einem parallel geschalteten Wegesitzventil relativ aufwändig ist.The steadily adjustable pressure relief valve is designed as a seat valve and thus allows a largely leak-free barrier. A disadvantage in this solution is, however, that it does not allow the pressure relief valve the ventilation pressure Completely dismantle. Another disadvantage is that the structure this known solution with a proportionally adjustable pressure relief valve and a parallel-connected Wegesitzventil is relatively expensive.

In der nachveröffentlichten Patentanmeldung DE 103 20 580 der Anmelderin wird eine verbesserte Lösung offen bart, bei der die Bremsdruck- oder Bremslüftungsdruckmodulation über ein proportional verstellbares Wegeventil erfolgt. Problematisch bei der in dieser Druckschrift offenbarten Lösung ist, dass ein derartiges proportional verstellbares Wegeventil keine leckagedichte Absperrung ermöglicht.In the post-published patent application DE 103 20 580 The Applicant discloses an improved solution in which the brake pressure or brake release pressure modulation is effected via a proportionally adjustable directional control valve. A problem with the solution disclosed in this document is that such a proportionally adjustable directional control valve does not allow leak-tight shut-off.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremseinrichtung zum Abbremsen eines Rotors einer Windenergieanlage zu schaffen, bei der eine leckagedichte Absperrung eines hydraulisch betätigten Bremszylinders gewährleistet ist und eine Bremsdruck- oder Bremslüftungsdruckmodulation mit hoher Genauigkeit möglich ist, so dass ein sanftes Abbremsen des Rotors ermöglicht wird.Of the Invention is based on the object, a braking device for Braking a rotor of a wind turbine to create at the one leak-tight shut-off of a hydraulically actuated brake cylinder guaranteed is and a brake pressure or brake release pressure modulation with high accuracy possible is, so that a gentle deceleration of the rotor is made possible.

Diese Aufgabe wird durch eine Bremseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 eingelöst.These The object is achieved by a braking device having the features of the patent claim 1 redeemed.

Erfindungsgemäß erfolgt die Druckmodulation mittels eines stetig verstellbaren Wegeventils, über das zum Einstellen des Bremsdruckes ein Druckraum des Bremszylinders mit einer Druckmittelquelle oder einer Druckmittelsenke verbindbar ist. Um eine leckagefreie Absperrung zu ermöglichen, ist im Druckmittelströmungspfad zwischen dem stetig verstellbaren Wegeventil und dem Tank ein 2/2-Wegesitzventil angeordnet.According to the invention the pressure modulation by means of a continuously adjustable directional control valve, via the for adjusting the brake pressure, a pressure chamber of the brake cylinder connectable to a pressure medium source or a pressure medium sink is. To allow a leak-free shut-off is in the pressure medium flow path between the continuously adjustable directional control valve and the tank a 2/2-way seat valve arranged.

Die erfindungsgemäße Bremseinrichtung kann sowohl mit einer aktiven Bremse, bei der ein Kolben des Bremszylinders über einen Federspeicher in Richtung Bremse lösen vorgespannt ist und der Bremsdruck hydraulisch erzeugt wird, als auch bei einer passiven Bremse eingesetzt werden, bei der der Federspeicher in Richtung Bremsdruckaufbau wirkt.The The braking device according to the invention can Both with an active brake, in which a piston of the brake cylinder via a Spring accumulator in the direction of brake release is biased and the Brake pressure is generated hydraulically, as well as in a passive Brake are used in which the spring accumulator in the direction Brake pressure build-up acts.

Das Wegesitzventil ist vorzugsweise in seine Sperrposition vorgespannt und kann über einen Schaltmagneten in seine Durchgangsstellung umgeschaltet werden.The directional seat valve is preferably in his Locked biased position and can be switched via a solenoid in its passage position.

Bei einer passiven Bremse wirkt das Wegesitzventil als Sicherheitsventil, über das bei Ausfall des stetig verstellbaren Wegeventils eine Vollbremsung des Rotors verhindert wird, da das Druckmittel nur durch Umschalten dieses Wegesitzventils zum Tank abströmen kann.at a passive brake, the directional seat valve acts as a safety valve, over the in case of failure of the continuously adjustable directional control valve full braking of the rotor is prevented, since the pressure medium only by switching this directional seat valve can flow to the tank.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist in dem Druckmittelströmungspfad zwischen dem Bremszylinder und dem stetig verstellbaren Wegeventil ein 3/2-Wegesperrventil angeordnet, das in einer Schaltstellung die Verbindung zum Druckraum des Bremszylinders öffnet und in der anderen Schaltstellung diese Verbindung leckagefrei absperrt und den Druckraum mit dem Tank verbindet.at a particularly preferred embodiment is in the pressure medium flow path between the brake cylinder and the continuously adjustable directional control valve a 3/2-way check valve arranged which opens the connection to the pressure chamber of the brake cylinder in a switching position and in the other switching position, this connection shuts off leak-free and connects the pressure chamber with the tank.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der zum Tank abströmende Druckmittelvolumenstrom über einen Stromregler eingestellt werden.at an embodiment the invention, the pressure fluid flow flowing to the tank via a Current regulator can be adjusted.

Dieser Stromregler wird vorzugsweise durch eine Druckwaage und eine Messblende gebildet.This Current regulator is preferably by a pressure compensator and a metering orifice educated.

Erfindungsgemäß können über das stetig verstellbare wegeventil mehrere Bremszylinder angesteuert werden. So können beispielsweise zwei Bremszylinder jeweils ein Bremskaliper ausbilden und über das stetig verstellbare Wegeventil zwei derartige Bremskaliper mit Druckmittel versorgt werden. Jedem Bremskaliper ist dann ein Wegesitzventil und ein Stromregler zugeordnet.According to the invention can over the continuously adjustable directional valve controlled several brake cylinders become. So can For example, two brake cylinders each form a Bremskaliper and on the steadily adjustable directional control valve two such Bremskaliper with pressure medium be supplied. Each brake caliper is then a directional seat valve and a current controller assigned.

Als Druckmittelquelle wird vorzugsweise eine Pumpe und ein Hydrospeicher vorgesehen. Der maximale System druck kann mittels eines Druckbegrenzungsventils begrenzt werden.When Pressure medium source is preferably a pump and a hydraulic accumulator intended. The maximum system pressure can be achieved by means of a pressure relief valve be limited.

Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind Gegenstand der sonstigen Unteransprüche.Further advantageous embodiments are Subject of the other dependent claims.

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.in the The following will be a preferred embodiment of the invention explained in more detail with reference to schematic drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen Hydraulikschaltplan einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung zum Abbremsen eines Rotors einer Windenergieanlage und 1 a hydraulic circuit diagram of a braking device according to the invention for braking a rotor of a wind turbine and

2 ein Detail des Schaltplans aus 1. 2 a detail of the wiring diagram 1 ,

Die in 1 schematisch dargestellte Bremseinrichtung ermöglicht ein sanftes Abbremsen eines Rotors einer Windenergieanlage, wobei durch den schonenden Abbremsvorgang die Verzahnung und Wälzlager eines Getriebes der Windenergieanlage im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen minimal belastet sind.In the 1 schematically illustrated braking device allows a gentle braking of a rotor of a wind turbine, which are minimally burdened by the gentle deceleration of the teeth and bearings of a transmission of the wind turbine compared to conventional solutions.

Die erfindungsgemäße Bremseinrichtung 1 hat eine Bremsanordnung 2, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Bremskalipern 4, 6 besteht. Die Bremsanordnung 2 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel als passive Bremse ausgeführt, bei der die Bremse durch Federkraft betätigt und hydraulisch durch Druckmittelbeaufschlagung gelöst wird. Die Druckmittelversorgung der Bremskaliper 4 erfolgt über eine Pumpe 8 und einen Hydrospeicher 10, die über einen Bremsblock 12 hydraulisch mit dem Bremskalipern 4, 6 verbunden sind.The braking device according to the invention 1 has a brake assembly 2 in the illustrated embodiment of two brake calipers 4 . 6 consists. The brake assembly 2 is executed in the illustrated embodiment as a passive brake, in which the brake is actuated by spring force and is released hydraulically by pressure medium. The pressure medium supply of the brake caliper 4 via a pump 8th and a hydraulic accumulator 10 that have a brake block 12 hydraulically with the brake calipers 4 . 6 are connected.

Der hydraulische Bremsblock 12 hat einen Druckanschluss P, einen Tankanschluss T, zwei Arbeitsanschlüsse A1, A2, einen Speicheranschluss S sowie zwei Signalanschlüsse MA und MP. Die Pumpe 8 ist über eine Pumpenleitung 14 an den Druckanschluss P, ein Tank T über eine Tankleitung 16 an den Tankanschluss T, die beiden Bremskaliper 4 und 6 sind über Bremsleitungen 22, 24 an die Arbeitsanschlüsse A1 bzw. A2 und der Hydrospeicher 10 an den Speicheranschluss S angeschlossen. An die beiden Signalanschlüsse MA und MP sind ein Drucksensor 18 und eine Druckanzeige 20 angeschlossen.The hydraulic brake block 12 has a pressure port P, a tank port T, two working ports A1, A2, a storage port S and two signal ports MA and MP. The pump 8th is via a pump line 14 to the pressure port P, a tank T via a tank line 16 to the tank connection T, the two brake calipers 4 and 6 are via brake lines 22 . 24 to the working ports A1 and A2 and the hydraulic accumulator 10 connected to the storage port S. At the two signal terminals MA and MP are a pressure sensor 18 and a pressure gauge 20 connected.

Der Bremsblock 12 hat ein stetig verstellbares Wegeventil 26, dessen Druckanschluss P über einen Druckkanal 28 mit dem Druckanschluss P des Bremsblocks 12 verbunden ist. von diesem Druckkanal 28 zweigt ein Speicherkanal 30 zum Speicheranschluss S hin ab.The brake block 12 has a continuously adjustable directional control valve 26 , whose pressure port P via a pressure channel 28 with the pressure port P of the brake block 12 connected is. from this pressure channel 28 branches a memory channel 30 towards the storage port S out.

Ein Tankanschluss T des Wegeventils 26 ist über einen Tankkanal 32 mit dem Tankanschluss T verbunden. In diesem Tankkanal 32 ist ein als 2/2-Wegesitzventil ausgeführtes Sperrventil 34 angeordnet, das mittels einer Feder in seine Sperrstellung vorgespannt ist. Der Tankkanal 32 und der Druckkanal 28 sind über einen Verbindungskanal 36 miteinander verbunden, in dem ein Druckbegrenzungsventil 38 angeordnet ist. Dieses Druckbegrenzungsventil ist mit einer Bypassleitung 40 ausgeführt, die zu Wartungszwecken geöffnet werden kann, um den Druckkanal 28 mit dem Tankkanal 32 zu verbinden. Über dieses Druckbegrenzungsventil 38 wird der Systemdruck auf einen Maximalwert, beispielsweise 250 bar begrenzt. Die Pumpe 8 ist so ausgelegt, dass sie einen Maximaldruck liefert, der unterhalb dieses maximalen Systemdrucks liegt.A tank connection T of the directional control valve 26 is via a tank channel 32 connected to the tank connection T. In this tank channel 32 is a designed as a 2/2-way seat valve check valve 34 arranged, which is biased by a spring in its blocking position. The tank channel 32 and the pressure channel 28 are via a connection channel 36 interconnected in which a pressure relief valve 38 is arranged. This pressure relief valve is equipped with a bypass line 40 which can be opened for maintenance to the pressure channel 28 with the tank channel 32 connect to. About this pressure relief valve 38 the system pressure is limited to a maximum value, for example 250 bar. The pump 8th is designed to deliver a maximum pressure that is below this maximum system pressure.

Das stetig verstellbare Wegeventil 26 hat zwei Arbeitsanschlüsse A, B, von denen letzterer abgesperrt ist und der Arbeitsanschluss A an einem Bremskanal 42 angeschlossen ist. Dieser verzweigt in zwei Bremszweigkanäle 44, 46, in denen jeweils ein 3/2-Wegesitzventil 48, 50 angeordnet ist. Die Tankanschlüsse T dieser Wegesitzventile 48, 50 sind über Ablaufkanäle 52 bzw. 54 mit dem Tankkanal 32 verbunden, der in den Tankanschluss T einmündet. In jedem Ablaufkanal 52, 54 ist jeweils ein Stromregler 56, 58 vorgesehen, über den der ablaufende Druckmittelvolumenstrom konstant gehalten werden kann. Die beiden Schaltventile 48, 50 ermöglichen im Störungsfall eine Notbremse. Im normalen Betrieb sind diese Wegesitzventile 48, 50 in ihre Schaltstellung (2) umgeschaltet und die Verbindung zu den Bremskalipern 4, 6 ist geöffnet. Im Fall einer Störung werden die Wegesitzventile 48, 50 in ihre federvorgespannte Grundposition (1) umgeschaltet und die Verbindung zum Tank T wird geöffnet, wobei die Stromregler 56, 58 dafür sorgen, dass ein konstanter Druckmittelvolumenstrom unabhängig von der Viskosität des Druckmittels strömt. Der Druck in den Druckräumen 66 wird dann entsprechend der Auslegung der Stromregler 56, 58 gleichmäßig abgebaut und eine vergleichsweise sanfte Notbremsung eingeleitet.The continuously adjustable directional valve 26 has two working ports A, B, the latter of which is locked off and the working port A at one brake channel 42 connected. This branches into two brake branch channels 44 . 46 in each of which a 3/2-way seat valve 48 . 50 is arranged. The tank connections T of these directional seat valves 48 . 50 are via drainage channels 52 respectively. 54 with the tank channel 32 connected, which opens into the tank connection T. In each drainage channel 52 . 54 is in each case a current regulator 56 . 58 provided over which the running pressure medium volume flow can be kept constant. The two switching valves 48 . 50 allow an emergency brake in case of failure. In normal operation, these directional seat valves 48 . 50 switched to its switching position (2) and the connection to the brake calipers 4 . 6 it is open. In the event of a fault, the directional seat valves 48 . 50 Switched to its spring-biased home position (1) and the connection to the tank T is opened, the current regulator 56 . 58 ensure that a constant pressure medium volume flow flows independently of the viscosity of the pressure medium. The pressure in the pressure chambers 66 is then according to the interpretation of the current regulator 56 . 58 evenly degraded and initiated a comparatively gentle emergency braking.

Weitere Einzelheiten der vorbeschriebenen mechanischen und hydraulischen Bauelemente werden anhand 2 beschrieben, die einen Ausschnitt des Schaltplans aus 1 mit dem Sperrventil 34, dem stetig verstellbaren Wegeventil 26, dem Wegesitzventil 48, dem Stromregler 58 und dem Bremskaliper 4 zeigt.Further details of the above-described mechanical and hydraulic components are based 2 described a section of the schematic 1 with the shut-off valve 34 , the continuously adjustable directional control valve 26 , the directional seat valve 48 , the current regulator 58 and the brake caliper 4 shows.

Der Bremskaliper 4 hat zwei Bremszylinder 78, 80, in denen jeweils ein Kolben 60 axial verschiebbar geführt ist. Dieser wird mittels eines Federspeichers 62 in Richtung Bremseingriff beaufschlagt, so dass Bremsbeläge an einer Bremsscheibe 64 des Rotors anliegen. Die Bremszylinder 78, 80 sind ortsfest an einem Gestell der Wind energieanlage befestigt, die Bremsscheibe 64 ist drehfest mit dem Rotor verbunden. Jeder Kolben 60 begrenzt stirnseitig einen Druckraum 66 der Bremszylinder 78, 80. Die beiden Druckräume sind über die Bremsleitung 22 mit dem Arbeitsanschluss A1 des Bremsblocks 12 verbunden, so dass die Bremse durch Druckaufbau in den Druckräumen 66 gegen die Kraft der Federspeicher 62 gelöst werden kann.The brake caliper 4 has two brake cylinders 78 . 80 , in each of which a piston 60 is guided axially displaceable. This is done by means of a spring store 62 acted upon in the direction of brake intervention, so that brake pads on a brake disc 64 of the rotor abut. The brake cylinders 78 . 80 are fixedly attached to a frame of the wind energy system, the brake disc 64 is rotatably connected to the rotor. Every piston 60 limited frontally a pressure chamber 66 the brake cylinder 78 . 80 , The two pressure chambers are over the brake line 22 with the working port A1 of the brake block 12 connected so that the brake by pressure build-up in the pressure chambers 66 against the force of the spring accumulator 62 can be solved.

Das stetig verstellbare Wegeventil 26 ist über eine Zentrierfederanordung in eine Grundposition (0) vorgespannt, in der der Bremskanal 42, der Druckkanal 28 und der zwischen dem Wegeventil 26 und dem Sperrventil 34 verlaufende Druckmittelströmungspfad über kleine Querschnitte, die durch Düsen angedeutet sind, miteinander verbunden sind.The continuously adjustable directional valve 26 is biased via a Zentrierfederanordung in a basic position (0), in which the brake channel 42 , the pressure channel 28 and between the directional valve 26 and the check valve 34 extending pressure fluid flow path via small cross-sections, which are indicated by nozzles, connected to each other.

Die Betätigung des Wegeventils 26 erfolgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel elektrisch über zwei Proportionalmagnete 68, 70, wobei der Weg eines Ventilschiebers des Proportionalmagneten über ein Wegmesssystem 72 erfasst wird.The actuation of the directional control valve 26 takes place in the illustrated embodiment electrically via two proportional magnets 68 . 70 , wherein the path of a valve spool of the proportional solenoid via a displacement measuring system 72 is detected.

Durch geeignete Ansteuerung der Proportionalmagnete 68, 70 kann das Wegeventil 26 in eine seiner mit (a) gekennzeichneten Positionen verschoben werden, in der die Verbindung vom Arbeitsanschluss A zum Tankanschluss T des Wegeventils 26 und die Verbindung vom Druckanschluss P zum abgesperrten Arbeitsanschluss B aufgesteuert wird. In den mit (b) gekennzeichneten Positionen wird die Verbindung von P nach A allmählich aufgesteuert und entsprechend die Verbindung zum Tankanschluss T zugefahren.By suitable control of the proportional solenoids 68 . 70 can the directional valve 26 be moved to one of his (a) marked positions in which the connection from the working port A to the tank port T of the directional control valve 26 and the connection from the pressure port P to the shut-off working port B is turned on. In the positions marked with (b), the connection from P to A is gradually opened and the connection to the tank connection T is closed accordingly.

Zum Aufbau eines Bremslösedrucks wird somit das stetig verstellbare Wegeventil 26 in eine seiner mit (b) gekennzeichneten Positionen gefahren und dadurch ein Bremslösedruck aufgebaut. Mit Hilfe des Drucksensors 18 und des Wegeventils 26 kann jeder gewünschte Bremslösedruck eingeregelt werden. Zur Bremskrafterhöhung wird das Wegeventil in die mit (a) gekennzeichneten Positionen verfahren, so dass der Bremslösedruck zum Tank T hin abgebaut wird.To build up a brake release pressure is thus the continuously adjustable directional control valve 26 moved into one of his (b) marked positions and thereby built up a brake release pressure. With the help of the pressure sensor 18 and the directional valve 26 Any desired brake release pressure can be adjusted. To increase the braking force, the directional control valve is moved to the positions marked with (a), so that the brake release pressure to the tank T is reduced.

Das Wegesitzventil 48 ist über eine Feder in eine Grundposition (siehe 2) vorgespannt, in der der Bremszweigkanal 44 zum Wegeventil 26 hin abgesperrt ist und mit dem Ablaufkanal 54 verbunden ist, so dass das Druckmittel aus den Druckräumen 66 über den Stromregler 58 in den Tankkanal 32 abströmen kann. Durch Umschalten des Wegesitzventil 48 aus seiner Grundposition (1) in seine Schaltposition (2) wird die Verbindung zum Ablaufkanal 54 abgesperrt und die Druckräume 66 werden mit dem Arbeitsanschluss A des stetig verstellbaren Wegeventils 26 verbunden, so dass der Bremslösedruck im Druckraum 66 gezielt erhöht oder erniedrigt werden kann.The directional seat valve 48 is about a spring in a basic position (see 2 ), in which the brake branch channel 44 to the directional valve 26 is shut off and with the drainage channel 54 is connected, so that the pressure medium from the pressure chambers 66 over the current regulator 58 in the tank channel 32 can flow out. By switching the directional seat valve 48 from its basic position (1) in its switching position (2), the connection to the drain channel 54 shut off and the pressure chambers 66 be with the working port A of the continuously adjustable directional control valve 26 connected, so that the brake release pressure in the pressure chamber 66 can be specifically increased or decreased.

Einzelheiten der Ansteuerung des Wegeventils 26 und des Wegesitzventils 48 sind der nachveröffentlichen Patentanmeldung DE 103 20 580 entnehmbar.Details of the control of the directional control valve 26 and the directional seat valve 48 are the post-published patent application DE 103 20 580 removable.

Wie bereits erwähnt, wird über den Stromregler 58 der zum Tank T über das sich in seiner Grundstellung befindliche Wegesitzventil 48 zurückströmende Druckmittelvolumenstrom weitgehend konstant gehalten. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht dieser Stromregler aus einer Messblende 74 und einer Druckwaage 76, die in Öffnungsrichtung von der Kraft einer Feder sowie dem Druck stromabwärts der Messblende 74 und in Schließrichtung vom Druck stromaufwärts der Messblende 74 beaufschlagt ist. Durch eine derartige Schaltung lässt sich der Druckabfall über der Messblende 74 und somit der zum Tank T hin abströmende Druckmittelvolumenstrom konstant halten.As already mentioned, is via the current regulator 58 the to the tank T on the located in its basic position Wegesitzventil 48 flowing back pressure medium flow largely constant. In the illustrated embodiment, this current regulator consists of a metering orifice 74 and a pressure balance 76 in the opening direction of the force of a spring and the pressure downstream of the orifice plate 74 and in the closing direction from the pressure upstream of the metering orifice 74 is charged. Such a circuit allows the pressure drop across the metering orifice 74 and thus keep constant to the tank T out flowing pressure medium flow.

Das im Tankkanal 32 angeordnete Sperrventil 34 hat bei einer passiven Bremse (Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2), bei der die Bremse durch den hydraulischen Druck gelöst werden muss, eine wichtige Funktion, da es in seiner federvorgespannten Grundposition die Verbindung vom Wegeventil 26 zum Tank T hin leckagefrei absperrt, so dass die Bremse mit geringen Verlusten zuverlässig gelöst gehalten werden kann.The in the tank channel 32 arranged shut-off valve 34 has in a passive brake (embodiment according to the 1 and 2 ), in which the brake must be released by the hydraulic pressure, an important function, since it in its spring-biased home position the connection from the directional control valve 26 to leak-free shut off to the tank T, so that the brake can be kept reliably solved with low losses.

Die leckölfreie Einsperrung des Druckmittels über das Sperrventil 34 ist jedoch auch bei aktiven Bremsen vorteilhaft, bei denen der Bremsdruck hydraulisch erzeugt wird.The leakage oil-free locking of the pressure medium via the check valve 34 However, it is also advantageous in active brakes, in which the brake pressure is generated hydraulically.

Bei passiven Bremsen übernimmt das Sperrventil 34 darüber hinaus noch eine Sicherheitsfunktion. Es sei angenommen, dass bei gelöster Bremse (Bremslösegsdruck am Bremskaliper 4 aufgebaut) das Wegeventil 26 aufgrund einer Störung in einer Position hängen bleibt, in der der Arbeitsanschluss A mit dem Tankanschluss T verbunden ist. Ohne das Sperrventil 34 könnte das Druckmittel über das hängengebliebene Wegeventil 26 ungehindert zum Tank abströmen – die Bremse würde einrücken und der Rotor würde mit maximaler Bremskraft abgebremst werden – eine derartige Vollbremsung beansprucht die Lager des Rotors und insbesondere die Verzahnung des Getriebes und kann bei ungünstigen Betriebsbedingungen zu einem Bruch führen. Erfindungsgemäß wird eine derartige Vollbremsung bei einem Hängenbleiben des stetig verstellbaren Wegeventils 26 durch das Sperrventil 34 in seiner Schließposition verhindert, so dass die Anlagensicherheit gegenüber herkömmlichen Lösungen erhöht ist.With passive brakes the shut-off valve takes over 34 in addition, a security function. It is assumed that when the brake is released (Bremslösegsdruck Bremskaliper 4 constructed) the directional control valve 26 due to a fault in a position stuck, in which the working port A is connected to the tank port T. Without the check valve 34 could the pressure medium on the stuck-way valve 26 the brake would engage and the rotor would be braked with maximum braking force - such full braking claimed the bearings of the rotor and in particular the teeth of the gearbox and can lead to breakage in unfavorable operating conditions. According to the invention, such a full braking is at a snagging of the continuously adjustable directional control valve 26 through the check valve 34 prevented in its closed position, so that the plant safety is increased compared to conventional solutions.

Der Aufbau des Bremskalipers 6 mit dem diesem zugeordneten Wegesitzventil 50 und dem Stromregler 56 ist der gleiche wie bei dem in 2 dargestellten Bremskaliper 4, so dass auf eine weitere Beschreibung verzichtet werden kann.The structure of the brake caliper 6 with the associated directional seat valve 50 and the current regulator 56 is the same as the one in 2 shown Bremskaliper 4 , so that can be dispensed with a further description.

Anstelle des passiven Bremssystems kann auch eine aktive Bremse verwendet werden, bei der der Federspeicher in Richtung Bremse lüften wirkt und der Bremsdruck durch den Druck im Druckraum des Bremszylinders aufgebaut wird.Instead of The passive braking system can also use an active brake in which the spring accumulator acts in the direction of the brake and the brake pressure built up by the pressure in the pressure chamber of the brake cylinder becomes.

Offenbart ist eine Bremseinrichtung zum Abbremsen eines Rotors einer Windenergieanlage. Die Bremseinrichtung hat zumindest einen hydraulisch betätigten Bremszylinder, dessen Bremsdruck mittels eines stetig verstellbaren Wegeventils regelbar ist. In einer Ablaufleitung von diesem Wegeventil zu einem Tank ist erfindungsgemäß ein Sperrventil angeordnet, das ein leckagefreies Absperren des Druckmittelströmungspfads zum Tank ermöglicht.Disclosed is a braking device for braking a rotor of a wind turbine. The braking device has at least one hydraulically actuated brake cylinder, its brake pressure by means of a continuously adjustable directional control valve is controllable. In a drain line from this directional control valve to a tank is a check valve according to the invention arranged that a leak-free shut off the pressure fluid flow path allowed to the tank.

11
Bremseinrichtungbraking means
22
Bremsanordnungbrake assembly
44
BremskaliperBremskaliper
66
BremskaliperBremskaliper
88th
Pumpepump
1010
Hydrospeicherhydraulic accumulator
1212
Bremsblockbrake block
1414
Pumpenleitungpump line
1616
Tankleitungtank line
1818
Drucksensorpressure sensor
2020
Anzeigedisplay
2222
Bremsleitungbrake line
2424
Bremsleitungbrake line
2626
Wegeventilway valve
2828
Druckkanalpressure channel
3030
Speicherkanalmemory channel
3232
Tankkanaltank channel
3434
Sperrventilcheck valve
3636
Verbindungskanalconnecting channel
3838
DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
4040
Bypasskanalbypass channel
4242
Bremskanalbrake channel
4444
BremszweigkanalBrake branch channel
4646
BremszweigkanalBrake branch channel
4848
WegesitzventilDirectional seated valve
5050
WegesitzventilDirectional seated valve
5252
Ablaufkanaldrain channel
5454
Ablaufkanaldrain channel
5656
Stromreglercurrent regulator
5858
Stromreglercurrent regulator
6060
Kolbenpiston
6262
Federspeicherspring
6464
Bremsscheibebrake disc
6666
Druckraumpressure chamber
6868
Proportionalmagnetproportional solenoid
7070
Proportionalmagnetproportional solenoid
7272
Wegmesssystemdisplacement measuring system
7474
Meßblendeorifice
7676
Druckwaagepressure compensator
7878
Bremszylinderbrake cylinder
8080
Bremszylinderbrake cylinder

Claims (9)

Bremseinrichtung zum Abbremsen eines Rotors einer Windenergieanlage, mit zumindest einem hydraulisch betätigten Bremszylinder (56, 58), dessen einen Druckraum begrenzender Kolben (60) mit einem Druck beaufschlagbar ist, der über ein stetig verstellbares Wegeventil einstellbar ist, dessen Druckanschluss (P) mit einer Druckmittelquelle (8, 10), dessen Tankanschluss (T) mit einer Druckmittelsenke (T) und dessen Arbeitsanschluss (A) mit dem Druckraum (66) verbunden ist, wobei im Druckmittelströmungspfad zwischen dem Tankanschluss (T) des Wegeventils (26) und der Druckmittelsenke (T) ein als Wegesitzventil ausgeführtes Sperrventil (34) mit einer Sperrstellung und einer Durchgangsstellung angeordnet ist.Braking device for braking a rotor of a wind energy plant, with at least one hydraulically actuated brake cylinder ( 56 . 58 ), whose pressure chamber delimiting piston ( 60 ) can be acted upon with a pressure which is adjustable via a continuously adjustable directional control valve whose pressure port (P) with a pressure medium source ( 8th . 10 ), whose tank connection (T) with a pressure medium sink (T) and whose working connection (A) with the pressure chamber ( 66 ), wherein in the pressure medium flow path between the tank connection (T) of the directional control valve ( 26 ) and the pressure medium sink (T) designed as a directional control valve check valve ( 34 ) with a blocking position and a passage position is arranged. Bremseinrichtung nach Patentanspruch 1, wobei das Sperrventil (34) in seine Sperrstellung vorgespannt und über einen Schaltmagneten in seine Durchgangsstellung umschaltbar ist.Braking device according to claim 1, wherein the check valve ( 34 ) is biased in its blocking position and can be switched over by a solenoid in its passage position. Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei im Druckmittelströmungspfad zwischen dem Wegeventil (26) und dem Bremszylinder (56, 58) ein 3/2-Wegesperrventil (48, 50) angeordnet ist, das in einer Schaltstellung ((2)) die Verbindung zum Druckraum (66) öffnet und in einer anderen Schaltstellung ((1)) den Druckraum (66) mit der Druckmittelsenke (T) verbindet.Braking device according to one of the preceding claims, wherein in the pressure medium flow path between the directional control valve ( 26 ) and the brake cylinder ( 56 . 58 ) a 3/2-way check valve ( 48 . 50 ) is arranged, which in a switching position ((2)) the connection to the pressure chamber ( 66 ) opens and in another switching position ((1)) the pressure chamber ( 66 ) connects to the pressure medium sink (T). Bremseinrichtung nach Patentanspruch 3, wobei im Druckmittelströmungspfad zwischen dem Wegesperrventil (48) und der Druckmittelsenke (T) ein Stromregler (56, 58) angeordnet ist.Braking device according to claim 3, wherein in the pressure medium flow path between the directional control valve ( 48 ) and the pressure medium sink (T) a current regulator ( 56 . 58 ) is arranged. Bremseinrichtung nach Patentanspruch 4, wobei der Stromregler (56, 58) durch eine Messblende (74) und eine Druckwaage (76) gebildet ist, die vom Druck stromabwärts der Messblende (74) in Öffnungsrichtung und vom Druck stromaufwärts der Messblende (74) in Schließrichtung beaufschlagt ist.Brake device according to claim 4, wherein the current regulator ( 56 . 58 ) through a metering orifice ( 74 ) and a pressure balance ( 76 ) formed by the pressure downstream of the orifice plate ( 74 ) in the opening direction and from the pressure upstream of the metering orifice ( 74 ) is acted upon in the closing direction. Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche mit zwei Bremskalipern (4, 6) mit jeweils zwei Bremszylindern (56, 58).Brake device according to one of the preceding claims with two brake calipers ( 4 . 6 ) each with two brake cylinders ( 56 . 58 ). Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Druckmittelquelle eine Pumpe (8) und ein Hydrospeicher (10) ist.Braking device according to one of the preceding claims, wherein the pressure medium source is a pump ( 8th ) and a hydraulic accumulator ( 10 ). Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche mit einem Druckbegrenzungsventil (38) zur Begrenzung des Systemdrucks.Braking device according to one of the preceding claims with a pressure relief valve ( 38 ) to limit the system pressure. Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Kolben (60) des Bremszylinders (58, 56) über einen Federspeicher (62) in Bremseingriffsrichtung vorgespannt und in Richtung Bremse lösen vom Hydraulikdruck beaufschlagt ist.Brake device according to one of the preceding claims, wherein the piston ( 60 ) of the brake cylinder ( 58 . 56 ) via a spring store ( 62 ) biased in the brake engagement direction and in the direction of brake release is acted upon by the hydraulic pressure.
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