DE102004045991A1

DE102004045991A1 - Elektromagnetische Haltebremse

Info

Publication number: DE102004045991A1
Application number: DE102004045991A
Authority: DE
Inventors: Conny Johansson; Bruno Dr. Slettenmark
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2005-05-19
Also published as: US20050068137A1; US7258195B2; JP2005098503A

Abstract

Elektromagnetische Haltebremse, die einen umschaltbaren Elektromagneten (4) zum Halten einer beweglichen Platte (6) in einer vorbestimmten Position umfaßt, wobei die Bremse weiterhin eine zweite fixierte Platte (5) umfaßt, die im wesentlichen parallel zu der beweglichen Platte (6) angeordnet ist, so daß die bewegliche Platte (6) zwischen dem Elektromagneten (4) und der zweiten Platte (5) festgeklemmt wird, wenn der Strom eingeschaltet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Haltebremse, die einen schaltbaren Elektromagnet zum Halten einer beweglichen Platte in einer vorbestimmten Position umfaßt.
Elektromagnetische Haltebremsen dieser Art werden in medizinischen Geräten verwendet, um eine bewegliche Platte festzuklemmen und zu halten. Die bewegliche Platte ist mit einem bestimmten Teil des medizinischen Geräts verbunden, dessen Position geändert werden kann. Die Bremskraft oder Haltekraft kann als die Kraft definiert werden, mit der die Platte gezogen werden kann, ohne daß es zwischen dem Elektromagneten und der Platte zu irgendwelchen Bewegungen kommt. Die Bremskraft hängt von der Dicke der Platte, den magnetischen Eigenschaften der Platte, der Leistung des Elektromagneten und der Oberflächenreibung zwischen dem Elektromagneten und der Platte ab.
Übliche Stahlplatten zeigen das Phänomen "Restmagnetismus". Wenn der Strom im Elektromagnet abgeschaltet wird, bleibt der Restmagnetismus in der Platte zurück, und dann ist es sehr schwierig, den Elektromagneten von der Platte zu lösen. Dieses Problem verstärkt sich bei stärkeren Magneten und dickeren Platten. Ein Elektromagnet erfordert eine spezifische kleinste Plattendicke, um sicherzustellen, daß die erforderliche Haltekraft erzeugt wird. Somit ist es unmöglich, die Dicke der Platte über eine bestimmte Grenze hinaus zu reduzieren. Der Restmagnetismus nimmt jedoch mit stärkeren Elektromagneten und dickeren Platten zu.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb in der Bereitstellung einer elektromagnetischen Halte bremse, die weniger Restmagnetismus zeigt und außerdem die erforderliche Bremskraft erzeugen kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe in der oben definierten elektromagnetischen Haltebremse dadurch gelöst, daß die Bremse weiterhin eine zweite fixierte Platte umfaßt, die im wesentlichen parallel zu der beweglichen Platte angeordnet ist, so daß die bewegliche Platte zwischen dem Elektromagneten und der zweiten Platte festgeklemmt wird, wenn der Strom eingeschaltet wird.

Bei der elektromagnetischen Haltebremse gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein System aus einem Elektromagneten und zwei Platten. Zusätzlich zu der bisher verwendeten beweglichen Platte umfaßt es eine zweite fixierte Platte, so daß die bewegliche Platte zwischen dem Elektromagneten und der fixierten Platte festgeklemmt werden kann. Auf diese Weise werden die Reibungsoberflächen erheblich vergrößert, was im Vergleich zu einer herkömmlichen elektromagnetischen Haltebremse zu höheren Bremskräften führt. Weiterhin wird die restliche Magnetkraft in der elektromagnetischen Haltebremse der vorliegenden Erfindung auf einen sehr niedrigen Wert reduziert.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Dicke der zweiten fixierten platte größer als die Dicke der ersten beweglichen Platte. Auf diese Weise nimmt die Bremskraft zu, weil der Elektromagnet nur mit der ersten beweglichen Platte, die dünner ist als die zweite fixierte Platte, in direktem Kontakt steht. Die geringere Dicke der ersten beweglichen Platte reduziert auch die restliche Magnetkraft auf einen sehr niedrigen Wert.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß der Elektromagnet an einem Lager fixiert ist und in einer im wesentlichen senkrecht zu der Ebene der ersten und zweiten Platte verlaufenden Richtung bewegt werden kann und die Bewegung des Elektromagneten durch Ein- und Ausschalten des Stroms leicht gesteuert werden kann. Bei der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, daß das Lager ein Gleitlager ist, insbesondere ein Gelenklager. Ein derartiges Lager ermöglicht einen flüssigen Betrieb der elektromagnetischen Haltebremse der vorliegenden Erfindung. Deshalb wird bevorzugt, daß der Elektromagnet auf einer fixierten Achse bewegt werden kann. Diese Achse verläuft senkrecht zu der Ebene der beiden Platten, so daß der Elektromagnet senkrecht zu der Ebene bewegt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bestehen die erste und zweite Platte aus Stahl oder einem Material mit magnetischen Eigenschaften. Es wird bevorzugt, Stahlplatten zu verwenden, die preiswert sind.

Gemäß einer vorteilhaften Entwicklung der vorliegenden Erfindung kann zwischen dem Elektromagneten und der beweglichen Platte eine Feder angeordnet werden, so daß die Feder das Lösen des Elektromagneten von der Platte unterstützt, wenn der Strom abgeschaltet wird. Je nach den magnetischen Eigenschaften des Plattenmaterials kann es nützlich sein, diese Feder dazu zu verwenden, sicherzustellen, daß sich der Elektromagnet leicht von der Platte löst, wenn der Strom abgeschaltet wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein medizinisches Gerät. Das medizinische Geräte gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine elektromagnetische Haltebremse wie beschrieben.

Die Erfindung und das ihr zugrundeliegende. Prinzip lassen sich bei Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform besser verstehen.
In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer elektromagnetischen Haltebremse gemäß der vorliegenden Erfindung in einem ersten Zustand, wenn der Strom eingeschaltet ist, und
2 die elektromagnetische Haltebremse von 1 in einem zweiten Zustand, wenn der Strom abgeschaltet ist.
Die elektromagnetische Haltebremse von 1 umfaßt einen Elektromagneten 4 mit einer Verbindungsmuffe 3, die zwischen dem Elektromagneten 4 und einem Gelenklager 2 angeordnet ist. Der Elektromagnet 4 wird an dem Lager 2 fixiert und kann nur in einer Richtung auf einer fixierten Achse 1 bewegt werden. Die Bewegungsrichtung des Elektromagneten 4 ist in 1 durch Pfeil 9 angegeben.
Der Elektromagnet 4 ist über Leitungen 8 mit einer Stromquelle 7 verbunden. 1 zeigt die elektromagnetische Haltebremse, wenn der Strom eingeschaltet ist. In diesem Zustand wird die elektromagnetische Bremskraft oder Haltekraft erzeugt, und der Elektromagnet 4 klemmt eine bewegliche Platte 6 gegen eine fixierte Platte 5.
Die bewegliche Platte 6 ist Teil eines medizinischen Geräts und ermöglicht das Bewegen und Positionieren bestimmter Teile dieses Geräts. Wie man in 1 sehen kann, ist die bewegliche Platte 6 dünner als die fixierte Platte 5. Dies führt zu dem Effekt, daß der Restmagnetismus im Vergleich zu der erzeugten Haltekraft auf einem sehr niedrigen Wert gehalten wird. Dies ist außerdem auf die Tatsache zurückzuführen, daß zwei Reibungsoberflächen vorliegen, eine zwischen dem Elektromagneten 4 und der beweglichen Platte 6 und eine zwischen der beweglichen Platte 6 und der fixierten Platte 5. Bei dieser Ausführungsform ist die Bremskraft aufgrund der zusätzlichen Reibungsoberfläche um etwa 50% vergrößert. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Bremskraft mit der dünneren beweglichen Platte 6 zunimmt.
2 zeigt die elektromagnetische Haltebremse von 1 in einem zweiten Zustand, wenn der Strom abgeschaltet ist. Wenn der Strom abgeschaltet wird, bewegt sich der Elektromagnet 4 auf der fixierten Achse 1 nach links und bleibt in dem zweiten Zustand, wie in 2 gezeigt. In diesem Zustand befindet sich der Elektromagnet nicht länger in Kontakt mit der beweglichen Platte 6, was das Bewegen der Platte 6 ermöglicht. Nach dem Abschalten des Stroms haftet die bewegliche Platte 6 nicht am Elektromagnet 4, weil der Restmagnetismus in der relativ dünnen Platte 6 sehr niedrig ist.
Unter bestimmten Umständen kann es jedoch angebracht sein, eine Feder zwischen dem Elektromagneten 5 und der beweglichen Platte 6 anzuordnen, so daß die Feder das Lösen des Elektromagneten 4 von der Platte 6 unterstützt, wenn der Strom abgeschaltet wird.

Claims

Elektromagnetische Haltebremse, die einen umschaltbaren Elektromagneten (4) zum Halten einer beweglichen Platte (6) in einer vorbestimmten Position umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse weiterhin eine zweite fixierte Platte (5) umfaßt, die im wesentlichen parallel zu der beweglichen Platte (6) angeordnet ist, so daß die bewegliche Platte (6) zwischen dem Elektromagneten (4) und der zweiten Platte (5) festgeklemmt wird, wenn der Strom eingeschaltet wird.
Elektromagnetische Haltebremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der zweiten fixierten Platte (5) größer ist als die Dicke der ersten beweglichen Platte (6).
Elektromagnetische Haltebremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (4) an einem Lager fixiert ist und in einer im wesentlichen senkrecht zu der Ebene der ersten und zweiten Platte (5, 6) verlaufenden Richtung bewegt werden kann.
Elektromagnetische Haltebremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager ein Gleitlager ist, insbesondere ein Gelenklager (2).
Elektromagnetische Haltebremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (4) auf einer fixierten Achse (1) bewegt werden kann.
Elektromagnetische Haltebremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Platte (5, 6) aus Stahl oder einem Material mit magnetischen Eigenschaften bestehen.
Elektromagnetische Haltebremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder zwischen dem Elektromagneten (4) und der beweglichen Platte (6) angeordnet ist, so daß die Feder das Lösen des Elektromagneten (4) von der Platte (6) unterstützt, wenn der Strom abgeschaltet wird.
Medizinisches Gerät, dadurch gekennzeichnet, daß es eine elektromagnetische Haltebremse nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfaßt.