DE102007057264A1

DE102007057264A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Abbremsen eines sich in eine Bewegungsrichtung bewegenden Elements

Info

Publication number: DE102007057264A1
Application number: DE102007057264A
Authority: DE
Inventors: Volker Schmitt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2009-05-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abbremsen eines sich in eine Bewegungsrichtung (v2) bewegenden Elements (2), mit - mindestens einem Widerlager (3), das in einem spitzen Winkel (alpha) zum Element (2) anordbar ist, - mindestens einem Bremskörper (1), der an dem Widerlager (3) an dessen dem Element (2) zugewandten Oberfläche entlang verschiebbar ist, so dass eine Bremswirkung entsteht, - mindestens einem Aktuator zum Erzeugen einer Kraft und mit - Verbindungsmitteln, welche zur Übertragung der Kraft zwischen einem Aktuator und dem Bremskörper (1) angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders einfach aufgebaut und ermöglicht die Erzeugung einer vom Reibungskoeffizienten des bewegten Elementes (2) annähernd unabhängige, leicht zu kontrollierende Bremskraft. Hierzu leiten die Verbindungsmittel entgegen der Bewegungsrichtung (v2) des bewegten Elementes (2) Kräfte (FA) in den mindestens einen Bremskörper (1) ein.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abbremsen eines sich in eine Bewegungsrichtung bewegenden Elements, mit

– mindestens einem Widerlager, das in einem spitzen Winkel zum Element anordnenbar ist,
– mindestens einem Bremskörper, der an dem Widerlager an dessen dem Element zugewandten Oberfläche entlang verschiebbar ist, so dass eine Bremswirkung entsteht,
– mindestens einem Aktuator zum Erzeugen einer Kraft, und mit
– Verbindungsmitteln, welche zur Übertragung der Kraft zwischen einem Aktuator und dem Bremskörper angeordnet sind.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Abbremsen eines sich in eine Bewegungsrichtung bewegenden Elements, bei dem eine Kraft erzeugt und in mindestens einen an einem Widerlager zwangsgeführter Bremskörper eingeleitet wird, wodurch der mindestens eine Bremskörper in einem spitzen Winkel auf das Element zubewegt wird und sich am Widerlager abstützend mit diesem in eine reibschlüssige Verbindung gebracht wird.
Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren sind aus der DE 10 2005 052 689 bekannt. Die dort beschriebene Vorrichtung dient insbesondere dem Abbremsen eines Kraftfahrzeugs und umfasst zwei Widerlager, welche in einem spitzen Winkel zum Element anordnenbar sind und zwei Bremskörper, die an jeweils einem der beiden Widerlager entlang verschiebbar sind. Ferner sind ein Aktuator zum Erzeugen einer Kraft und Verbindungsmittel vorgesehen, welche zur Übertragung der Kraft zwi schen dem Aktuator und einem der beiden Bremskörper angeordnet sind. Darüber hinaus sind Kopplungselemente zwischen den beiden Bremskörpern beschrieben, wodurch sich die beiden Bremskörper nur synchron und gegenläufig verschieben lassen. Über diese Kopplungselemente werden Kräfte, welche auf die Bremskörper einwirken, auf den jeweils anderen Bremskörper übertragen. Bei geschlossener Vorrichtung liegen die Bremskörper an dem bewegten Element an, so dass durch die Bewegung des Elementes auf den einen der Bremskörper eine sich selbst verstärkende Kraft wirkt, welche durch die auf den anderen Bremskörper wirkende, selbstlösende Kraft insoweit ausgeglichen wird, dass die Vorrichtung insgesamt eine selbstlösende Vorrichtung ist, wobei die effektiv auf das bewegte Element übertragende Bremskraft proportional zu der vom Aktuator aufgebrachten Kraft und proportional zum momentanen Reibungskoeffizient ist. Bei nicht exakt synchronem Lauf der Bremskörper kann eine unbeabsichtigte Selbstverstärkung der Kräfte eintreten. Dies kann zu einer abrupten Blockierung des abzubremsenden Elements und in Folge der hierbei auftretenden Kräfte zu einer Beschädigung der Vorrichtung führen. Ferner ist die auf das Element effektiv übertragene Bremskraft stark vom momentanen Reibungskoeffizienten abhängig. Dies kann bei ungünstigen Verhältnissen wie Regen oder Schnee, welcher zwischen Element und Bremskörper gelangt, zu einem Ausfall der Vorrichtung führen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche besonders einfach aufgebaut ist und eine vom Reibungskoeffizient des bewegten Elementes annähernd unabhängige, leicht zu kontrollierende Bremskraft erzeugt.
Aufgabe der Erfindung ist ferner, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches eine vom Reibungskoef fizient unabhängige leicht zu kontrollierende Bremskraft erzeugt.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Verbindungsmittel entgegen der Bewegungsrichtung des bewegten Elementes Kräfte in den mindestens einen Bremskörper einleiten.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass auf das sich bewegende Element eine Bremskraft übertragbar ist, welche im wesentlichen der vom Aktuator erzeugten Kraft entspricht und somit annähernd unabhängig vom momentanen Reibungskoeffizienten ist, wenn in den mindestens einen Bremskörper eine zur Geschwindigkeitsrichtung im Wesentlichen entgegengesetzte Kraft eingeleitet wird. Dabei wird der mindestens eine Bremskörper im spitzen Winkel entgegen der Bewegungsrichtung des Elements an dieses herangeschoben. Eine Selbstverstärkung der Bremskraft findet im Gegensatz zur gattungsgemäßen Vorrichtung nicht statt. Die Verbindungsmittel halten den mindestens einen Bremskörper während des Abbremsvorgangs mittels der in den Bremskörper konstant eingeleiteten Kraft gegen das Widerlager gepresst, so dass je nach Stärke der vom Aktuator erzeugten Kraft eine Bremskraft auf das sich bewegende Element übertragen wird, für welche näherungsweise gilt:
mit

F_A: := in den Bremskörper eingeleitete Kraft;
F_B: := Bremskraft;
α: := spitzer Winkel;
μ_Reib: := Reibungskoeffizient.

Das sich in die Bewegungsrichtung bewegende Element kann Teil eines Fahrzeugs sein. Beispielsweise kann es sich um ein Rad eines Schienenfahrzeugs handeln oder um eine Bremsscheibe. Das sich bewegende Element kann aber auch Teil einer unbeweg lichen Maschine sein, welche abzubremsende Teile aufweist. Das sich in eine Bewegungsrichtung bewegende Element kann auch weitere Bewegungsrichtungen aufweisen. Beispielsweise kann es sich um ein Rad handeln, welches sich je nach Zeitpunkt vor- oder rückwärts dreht. Ändert sich die Bewegungsrichtung des Elementes beispielsweise in die entgegengesetzte Richtung, kann für die geänderte Bewegungsrichtung eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung angeordnet sein, so dass für diese erfindungsgemäße Vorrichtung die zugehörigen Verbindungsmittel entgegen der geänderten Bewegungsrichtung des bewegten Elements Kräfte in den zugehörigen mindestens einen Bremskörper einleiten. Zumindest bei Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung muss also gewährleistet sein, dass die in den mindestens einen Bremskörper eingeleiteten Kräfte der Bewegungsrichtung entgegengesetzt sind. Dies ist dann der Fall, wenn die Kräfte zumindest eine Komponente parallel und entgegen der Bewegungsrichtung aufweisen.
Die Vorrichtung weist mindestens ein Widerlager auf, an dem entlang ein Bremskörper verschiebbar ist und welches in einem spitzen Winkel α zum Element anordbar ist. Das Widerlager kann in unterschiedlichster Weise ausgebildet sein. Wesentliches Merkmal des Widerlagers ist, dass der Bremskörper entlang des Widerlagers verschiebbar ist, und der Bremskörper hierbei eine Kurve im Raum beschreibt welche unter einem spitzen Winkel zum Element unmittelbar an diesem endet, so dass der geführte Bremskörper an der dem Element zugewandten Oberfläche des Widerlagers unter einem spitzen Winkel und sich am Widerlager abstützend mit dem Element in eine reibschlüssige Verbindung bringbar ist.
Das Widerlager ist am Element anordbar. Dies beinhaltet auch, dass das Widerlager relativ zum Element fest verankerbar ist. Beispielsweise kann das Widerlager fest mit einer starren Einheit verbindbar sein, an welcher auch die Lagerung des sich bewegenden Elements angeordnet ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass der Bremskörper an das Element unter Abstützung am Widerlager anpressbar ist.
Der verschiebbare Bremskörper kann durch das Widerlager selbst zwangsgeführt sein, beispielsweise indem zwischen den beiden eine Nut-Feder-Verbindung besteht. Eine Führung des verschiebbaren Bremskörpers entlang des Widerlagers kann aber auch auf andere Weise bewirkt sein. Beispielsweise durch zusätzliche Führungselemente. Die Führungselemente können beispielsweise identisch mit den Verbindungselementen sein.
Der Aktuator kann beispielsweise auf einem elektromagnetischen Funktionsprinzip beruhen. Das Funktionsprinzip ist aber nicht erfindungswesentlich. Die von dem mindestens einen Aktuator erzeugte Kraft ist der benötigten Bremskraft anzupassen. Beispielsweise, indem der mindestens eine Aktuator mittels einer Bremssteuerung angesprochen wird. Die Anzahl der Aktuatoren und deren Abmessungen kann beispielsweise an die baulichen Bedingungen des sich bewegenden Elements angepasst werden.
Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Verbindungselemente die Kraft parallel zur Bewegungsrichtung in den mindestens einen Bremskörper einleiten.
Somit wird die Kraft entgegengesetzt und parallel zur Bewegungsrichtung in den mindestens einen Bremskörper eingeleitet. Dies ermöglicht eine optimale Ausnutzung der vom Aktuator erzeugten Kraft, da sich der in Bremskraft umgesetzte Anteil der Kraft somit erhöht. Vorteilhafterweise liegt die eingeleitete Kraft, die Oberflächennormale des Widerlagers und die Bewegungsrichtung des bewegten Elements in einer Ebene.
Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der mindestens eine Bremskörper keilförmig ausgestaltet ist.
Der keilförmig ausgestaltete Bremskörper ist dafür vorgesehen mit dem spitzen Winkel voran entlang des Widerlagers an das sich bewegende Element derart herangeschoben zu werden, dass der keilförmig ausgestaltete Bremskörper mit seiner einen Seitenfläche an dem sich bewegenden Element anliegt und mit dem spitzen Winkel entgegen der Bewegungsrichtung zwischen dem Widerlager und dem sich bewegenden Element beidseitig zur Anlage kommt, so dass zur Aufnahme der Reaktionskräfte des Widerlagers der Bremskörper mit der den spitzen Winkel bildenden anderen Seitenfläche am Widerlager anliegt. Mit anderen Worten ist der keilförmig ausgestaltete Bremskörper formäquivalent zum spitzen Winkel zwischen dem Widerlager und dem sich bewegenden Element ausgebildet. Ein derart keilförmig ausgestalteter Bremskörper kann die Reaktionskräfte des Widerlagers optimal in das sich bewegende Element einleiten, da die Kräfte senkrecht zu seiner Oberfläche angreifen. Einem unbeabsichtigten Verkippen des Bremskörpers wird somit entgegen gewirkt.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass zwischen Bremskörper und Widerlager Mittel zur Lagerung des Bremskörpers angeordnet sind.
Die Mittel zur Lagerung des Bremskörpers können in Form eines Kugellagers ausgebildet sein. Die Lagerung erleichtert das Verschieben des Bremskörpers entlang des Widerlagers während des Öffnens und Schließens der Vorrichtung zum Abbremsen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass der mindestens eine Bremskörper eine Seitenfläche mit einem Reibbelag aufweist.
Der Reibbelag ist dafür vorgesehen in eine reibschlüssige Verbindung mit dem sich bewegenden Element gebracht zu werden. Vorzugsweise ist der Reibbelag aus einem Material beschaffen, welches einen ausreichenden Kraftschluss zwischen Bremskörper und dem sich bewegenden Element gewährleistet und sich bei starker Reibung nur geringfügig abnutzt. Häufige Wartungen werden dadurch vermieden.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der spitze Winkel kleiner als 30 Grad ist.
Wie der Gleichung (1) zu entnehmen ist, verringert sich mit abnehmendem Winkel der Einfluss des Reibungskoeffizienten auf die Bremskraft. Ferner ist der Gleichung (1) zu entnehmen, dass mit abnehmendem Winkel die in den Bremskörper eingeleitete Kraft in stärkerem Maße in Bremskraft umgesetzt wird. Der Winkel ist allerdings in Richtung kleinerer Werte zumindest in der Hinsicht beschränkt, dass der dadurch schmaler werdende Bremskörper zumindest noch eine ausreichende Stabilität zur Aufnahme der Reaktionskräfte aufweisen muss.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass eine Nachstelleinrichtung vorgesehen ist, welche einen durch Reibung hervorgerufenen Verschleiß ausgleicht.
Die stärkste Reibung tritt an der Kontaktfläche zwischen Bremskörper und dem sich bewegenden Element auf. Ein hierdurch hervorgerufener Verschleiß der Bremskörperoberfläche führt dazu, dass der Abstand zwischen Aktuator und dem sich am Widerlager abstützenden Bremskörper zunimmt. Dies kann mittels einer Nachstelleinrichtung ausgeglichen werden, so dass die von den Verbindungsmitteln übertragene Kraft trotz Verschleiß in gleich bleibender Stärke in den Bremskörper einleitbar ist. Bei der Nachstelleinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Einheit des Widerlagers oder des Bremskörpers oder des Aktuators oder der Verbindungsmittel handeln, so dass jeweils deren Bemessung und/oder Lage nachstellbar ist. Beispielsweise ist die Nachstelleinrichtung derart ausgebildet, dass das Widerlager in Richtung der Bewegungsrichtung des sich bewegenden Elements um eine entsprechende Wegdifferenz nachstellbar ist.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass wenigstens zwei Widerlager beidseitig des sich in eine Bewegungsrichtung bewegenden Elements anordnenbar sind, so dass eine beidseitig wirkende Bremswirkung entsteht.
Im Falle einer Bremsscheibe sind die zwei Widerlager beidseitig an den beiden kreisförmigen Seitenflächen der Bremsscheibe im spitzen Winkel anordnenbar. Um eine beidseitig wirkende Bremswirkung zu erzielen sind die Widerlager beispielsweise spiegelsymmetrisch zur Bremsscheibe angeordnet, so dass die an den Widerlagern geführten zwei Bremskörper spiegelsymmetrisch entgegen der Bewegungsrichtung an die kreisförmigen Seitenflächen der Bremsscheibe anpressbar sind.
Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass zu mindestens einem Widerlager ein Umkehr-Widerlager mit einem Umkehr-Bremskörper vorgesehen ist, welches in einem spitzen Winkel zum Element und in einem spitzen Winkel zu einer der Bewegungsrichtung entgegengesetzten Bewegungsrichtung anordnenbar ist.
Der Grundgedanke bei diesem Ausführungsbeispiel ist, dass im Falle eines Wechsels der Bewegungsrichtung, beispielsweise einer Umkehr der Bewegungsrichtung, die Verbindungsmittel in den oder die Umkehr-Bremskörper eine Kraft einleiten, wobei die Umkehr-Bremskörper an den jeweiligen Umkehr-Widerlagern geführt sind und an diesen entlang entgegen der neuen Bewegungsrichtung auf das sich bewegende Element zugeführt sind. Damit ist auch bei einem Wechsel der Bewegungsrichtung die Erzeugung einer Bremskraft entsprechend der Gleichung (1) ermöglicht. Zweckmäßigerweise ist eine Steuerungseinheit vorgesehen, die mit Messsensoren und einem Umstellglied verbunden ist. Die Messsensoren erfassen die Bewegungsrichtung für die Steuereinheit. Aufgrund der Messwerte der Messsensoren weist die Steuereinheit das Umstellglied an, die Kraft zum Bremsen über die jeweiligen Bremskörper oder den Umkehr-Bremskörper einzuleiten, so dass für jede Bewegungsrichtung eine Bremswirkung erzeugbar ist.
Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren löst die Erfindung die eingangs genannte Aufgabe dadurch, dass die Kraft entgegen der Bewegungsrichtung in den mindestens einen Bremskörper eingeleitet wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden wenigstens zwei Bremskörper verwendet.
Die beiden Bremskörper können beispielsweise beidseitig in einem spitzen Winkel und entgegen der Bewegungsrichtung auf das Element zu bewegt werden. Damit ist eine beidseitige, die Lagerung des Elements schonende Bremswirkung ermöglicht.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass die Bremskraft parallel zur Bewegungsrichtung in den Bremskörper eingeleitet wird.
Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der mindestens eine Bremskörper zwischen Widerlager und Element eingekeilt wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass der mindestens eine Bremskörper unter einem Winkel kleiner als 30 Grad auf das Element zu bewegt wird.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass wenigstens ein an einem Umkehr-Widerlager zwangsgeführter Umkehr-Bremskörper verwendet wird.
Zur Erzeugung einer Bremswirkung wird die Kraft in Abhängigkeit der Bewegungsrichtung entweder in den mindestens einen Bremskörper oder den mindestens einen Umkehr-Bremskörper eingeleitet, so dass diese in einem spitzen Winkel entgegen der Bewegungsrichtung auf das Element zu bewegt werden. Dies ermöglicht die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens unabhängig von einer Änderung der Bewegungsrichtung. Im Fall eines Bewegungsrichtungs-Wechsels in eine der bisherigen Bewegungsrichtung entgegengesetzte Bewegungsrichtung werden die bis dahin verwendeten Bremskörper auf Abstand zu dem sich bewegenden Element gehalten und die Kraft zur Erzeugung einer Bremswirkung in Umkehr-Bremskörper eingeleitet, welche an Umkehr-Widerlagern geführt sind, so dass die Umkehr-Bremskörper in einem spitzen Winkel entgegen der neuen Bewegungsrichtung auf das sich bewegende Element zu bewegt werden. Die Umkehr-Widerlager sind in einem spitzen Winkel zu dem sich bewegenden Element und in einem spitzen Winkel zu der neuen Bewegungsrichtung anordnenbar.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Aus führungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die beigefügte Figur der Zeichnung, wobei
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
2 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigen.
Sofern in den Figuren Vorrichtungen dargestellt sind, die gleichartig sind oder gleichartig wirken, sind diese Vorrichtungen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 zeigt einen keilförmigen Bremskörper 1, welcher zwischen einem Widerlager 3 und einem sich bewegenden Element 2 eingekeilt ist. Die von einem nicht dargestellten Aktuator erzeugte Kraft F_A, welche mittels Verbindungselementen (ebenfalls nicht dargestellt) in den Bremskörper 1 eingeleitet wird, hält den Bremskörper 1 entgegen der Bewegungsrichtung v₂ in der dargestellten Position zwischen Widerlager 3 und sich bewegendem Element 2. In dieser Position wirkt auf den Bremskörper 1 einerseits die Kraft F_A, und in Reaktion hierauf eine Normalkraft F_N3, eine Normalkraft F_N2 und eine Kraft F_B ein. Die Normalkraft F_N3 wird vom Widerlager 3 auf den Bremskörper 1 übertragen und ist gemäß dem physikalischen Prinzip actio gleich reactio durch das Anpressen des Bremskörpers 1 an das Widerlager 3 hervorgerufen. Die Normalkraft F_N3 wirkt in Normalenrichtung auf die Seitenfläche 7 des Bremskörpers 1 ein. Die Normalkraft F_N2 wird vom sich bewegenden Element 2 auf den Bremskörper 1 übertragen und ist gemäß dem physikalischen Prinzip actio gleich reactio durch das Anpressen des Bremskörpers 1 an das sich bewegende Element 2 hervorgerufen. Die Normalkraft F_N2 wirkt in Normalenrichtung auf die Seitenfläche 5 des Bremskörpers 1 ein. Da der Bremskörper entgegen der in 1 dargestellten Normalkraft F_N2 auf das sich bewegende Element 2 gepresst wird, entsteht eine durch Reibung hervorgerufene Kraft zwischen dem Bremskörper und dem sich bewegenden Element 2, welche in 1 als F_B dargestellt ist und die gemäß dem physikalischen Prinzip actio gleich reactio einerseits als Kraft F_B auf den Bremskörper 1 einwirkt und andererseits als Bremskraft entgegengesetzt zu der in 1 dargestellten Kraft F_B auf das sich bewegende Element 2 einwirkt.
Die Kräfte stehen dabei in folgendem Zusammenhang: FB = μReib·FN2 (2)
Unter Anwendung der Näherung sin α ≈ α für kleine Winkel ergibt sich hieraus
mit

F_A: := in den Bremskörper eingeleitete Kraft;
F_B: := Bremskraft;
α: := spitzer Winkel;
μ_Reib: := Reibungskoeffizient;
F_N2: := Normalkraft des sich bewegenden Elements auf den Bremskörper;
F_N3: := Normalkraft des Widerlagers auf den Bremskörper.

Somit wird entsprechend der Kraft F_A eine Bremskraft F_B in das sich bewegende Element 2 eingeleitet, welche annähernd unabhängig vom Reibungskoeffizienten zwischen dem Bremskörper 1 und dem sich bewegenden Element 2 ist und mittels der Kraft F_A in einfacher Weise steuerbar ist.
Die 2 zeigt in schematischer Darstellung einen quaderförmigen Bremskörper 1, welcher an einem Widerlager 3 zwangsgeführt und mittels der Kraft F_A entlang des Widerlagers 3 in Bewegungsrichtung v₁ verschiebbar ist. Die Seitenfläche 5 des Bremskörpers 1 nähert sich hierbei parallel und entgegen der Bewegungsrichtung v₂ dem sich bewegenden Element 2 an. Durch kontinuierliches Einwirken der Kraft F_A ist der Bremskörper bis an das sich bewegende Element 2 heran verschiebbar, so dass die Seitenfläche 5 mit ihrer gesamten Fläche in eine reibschlüssige Verbindung mit dem sich bewegenden Element 2 bringbar ist. Durch kontinuierliches Einwirken der Kraft F_A auf den Bremskörper 1 wird dieser im Kontakt mit dem sich bewegenden Element 2 gehalten und leitet, sich am Widerlager 3 abstützend, eine Bremskraft entgegen der Bewegungsrichtung v₂ in das sich bewegende Element 2 ein. Der Zusammenhang zwischen F_A und der Bremskraft ist durch die Gleichung (1) gegeben.
Das Widerlager 3 kann beispielsweise eine Stange 3 sein, wobei der Bremskörper einen Durchbruch zur Aufnahme der Stange 3 aufweisen kann, so dass dieser entlang der Stange 3 zwangsgeführt verschiebbar ist. Die Stange 3 kann in einer geraden Linie und im spitzen Winkel an dem sich bewegenden Element 2 anordbar sein. Die Stange kann aber auch einen anderen Verlauf aufweisen und in der Nähe des sich bewegenden Elements 2 in einem spitzen Winkel zum Element 2 enden. Wesentlich hierbei ist, dass der Bremskörper entgegen der Bewegungsrichtung v₂ und annähernd parallel zu dieser geführt mit dem Element 2 in Kontakt tritt. Dem Fachmann ist eine Vielzahl an Widerlagern bekannt, welche diese Bedingungen erfüllen. Ebenso ist dem Fachmann eine Vielzahl an Möglichkeiten bekannt, den Bremskörper entlang des Widerlagers unter Zwangsbedingungen verschiebbar anzuordnen. Hinsichtlich des Materials und der Form des Bremskörpers kann der Fachmann unter einer Vielzahl an Möglichkeiten wählen.
Die schematisch dargestellte Seitenfläche 5 ist eben ausgestaltet und wird beim Verschieben des Bremskörpers zumindest in unmittelbarer Nähe zum sich bewegenden Element 2 parallel an dieses herangeführt. Die Seitenfläche 5 könnte aber auch konvex oder in anderer Weise ausgestaltet sein und/oder einen Neigungswinkel zu dem sich bewegenden Element 2 aufweisen. Hierdurch verändert sich nur die Größe der Kontaktfläche zwischen der Seitenfläche 5 und dem sich bewegenden Element 2, nicht aber das Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

1: Bremskörper
2: sich bewegendes Element
3: Widerlager
V₂: Bewegungsrichtung des sich bewegenden Elementes
5: Seitenfläche des Bremskörpers mit Reibbelag
6: Seitenfläche des Bremskörpers
7: Seitenfläche des Bremskörpers
8: Lager
α: spitzer Winkel
F_A: von den Verbindungsmitteln in den Bremskörper eingeleitete Kraft
F_B: Bremskraft
F_N2: Normalkraft des sich bewegenden Elementes auf den Bremskörper
F_N3: Normalkraft des Widerlagers auf den Bremskörper
V₁: Bewegungsrichtung des Bremskörpers

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005052689 [0003]

Claims

Vorrichtung zum Abbremsen eines sich in eine Bewegungsrichtung (v2) bewegenden Elements (2), mit – mindestens einem Widerlager (3), das in einem spitzen Winkel (α) zum Element (2) anordnenbar ist, – mindestens einem Bremskörper (1), der an dem Widerlager (3) an dessen dem Element (2) zugewandten Oberfläche entlang verschiebbar ist, so dass eine Bremswirkung entsteht, – mindestens einem Aktuator zum Erzeugen einer Kraft und mit – Verbindungsmitteln, welche zur Übertragung der Kraft zwischen einem Aktuator und dem Bremskörper (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel entgegen der Bewegungsrichtung (v₂) des bewegten Elementes (2) Kräfte (F_A) in den mindestens einen Bremskörper (1) einleiten.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel die Kraft (F_A) parallel zur Bewegungsrichtung (v₂) in den mindestens einen Bremskörper (1) einleiten.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Bremskörper (1) keilförmig ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Bremskörper (1) und Widerlager (3) Mittel zur Lagerung (8) des Bremskörpers (1) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Bremskörper (1) eine Seitenfläche (5) mit einem Reibbelag aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der spitze Winkel (α) kleiner als 30 Grad ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nachstelleinrichtung vorgesehen ist, welche einen durch Reibung hervorgerufenen Verschleiß ausgleicht.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Widerlager (3) beidseitig des sich in eine Bewegungsrichtung bewegenden Elements (2) anordnenbar sind, so dass eine beidseitig wirkende Bremswirkung entsteht.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu mindestens einem Widerlager (3) ein Umkehr-Widerlager mit einem Umkehr-Bremskörper vorgesehen ist, welches in einem spitzen Winkel (α) zum Element (2) und in einem spitzen Winkel (α) zu einer der Bewegungsrichtung (v₂) entgegengesetzten Bewegungsrichtung anordnenbar ist.
Verfahren zum Abbremsen eines sich in eine Bewegungsrichtung (v₂) bewegenden Elements (2), bei dem eine Kraft erzeugt wird und in mindestens einen an einem Widerlager (3) zwangsgeführten Bremskörper (1) eingeleitet wird, wodurch der mindestens eine Bremskörper (1) in einem spitzen Winkel (α) auf das Element zubewegt wird und sich am Widerlager (3) abstützend mit diesem in eine reibschlüssige Verbindung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft (F_A) entgegen der Bewegungsrichtung (v₂) in den mindestens einen Bremskörper (1) eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Bremskörper (1) verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft (F_A) parallel zur Bewegungsrichtung (v₂) in den Bremskörper (1) eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Bremskörper (1) zwischen Widerlager (3) und Element (2) eingekeilt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Bremskörper (1) unter einem Winkel (α) kleiner als 30 Grad auf das Element (2) zu bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein an einem Umkehr-Widerlager zwangsgeführter Umkehr-Bremskörper verwendet wird.