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Die Erfindung betrifft einen Bremswagen, der beispielsweise für ein Deckenstativ einsetzbar ist.
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Die Befestigung von technischen Einrichtungen an der Decke eines Raumes erlaubt in vielen Situationen einen ökonomischen Umgang mit dem vorhandenen Platz. Zum flexibleren Einsatz von an der Decke aufgehängten Geräten verwendet man häufig Deckenlängslaufschienen mit Laufwagen, die eine Verschiebung bzw. Verfahrung des an dem Wagen befestigten technischen Gerätes ermöglichen. Man findet an der Decke aufgehängte technische Geräte nicht nur in Fabriken, sondern auch in Krankenhäusern, womit medizinische Diagnosegeräte derart befestigt werden. So ist beispielsweise in der
EP 1 569 557 A1 ein Röntgendeckenstativ mit einem entlang einer Deckenlängslaufschiene verfahrbaren Röntgengerät beschrieben.
(Denkbar sind auch Geräte, die am Boden oder an der Wand befestigt eine lineare Bewegung ausführen und gebremst werden müssen.)
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Die für derartige Anwendungen zum Einsatz kommenden Laufwagen müssen in einem gewissen Rahmen steuerbar sein, um eine erforderliche Positionierung vorzunehmen. Dazu ist es unter anderem erforderlich, diese Laufwägen mit einem Bremsmechanismus zu versehen. Bremsmechanismen, die für vergleichbare Zwecke zum Einsatz kommen, sind beispielsweise in der
DE 197 37 120 A1 und der
DE 100 09 331 C2 beschrieben.
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Für Laufwagen verwendete Bremsvorrichtungen funktionieren in der Regel derart, dass zum Bremsen ein Bremsbelag an die Laufschienen oder die Laufoberfläche gedrückt wird. Dieser Bremsbelag ist vielfach nicht verschleißfrei. Durch Abnützung des Belages wird der Bremsspalt größer. Dadurch erhöht sich die Lautstärke beim Ansprechen der Bremse, und ein sicheres Lösen der Bremse ist wegen dem vergrößerten Spaltmaß nicht mehr in allen Fällen gewährleistet. Daher muss im Zuge von Servicearbeiten der Bremsspalt nach einer bestimmten Betriebszeit nachgestellt werden.
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Die Erfindung hat zur Aufgabe einen Bremswagen anzugeben, der im Vergleich zu herkömmlichen Bremsen aufwandsarm zu warten ist.
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Die Erfindung wird durch die Ansprüche gelöst.
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Die Erfindung geht aus von einem Bremswagen, der einen Bremsbelag mit einer ersten Dicke in einer Richtung orthogonal bzw. senkrecht zu einer Oberfläche aufweist, auf welcher sich der Bremswagen bewegen kann. Weiter weist dieser Bremswagen einen Mechanismus zum Andrücken des Bremsbelages an die Oberfläche auf. Der Bremswagen ist zudem mit einer Haltevorrichtung gebildet, welche für ein Halten des Bremsbelages bei ungebremstem Betrieb des Laufwagens ausgebildet ist.
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Dieser Bremswagen kann beispielsweise für eine magnetisch bewirkte Bremsung ausgestaltet sein. In diesem Fall wäre z. B. der Bremsbelag mit einem magnetischen Material gebildet und die Haltevorrichtung würde einen Elektromagneten umfassen. (Der Bremsbelag setzt sich z. B. aus einem eigentlichen Bremsbelag, dessen Material für eine hohe Reibung und damit ein wirkungsvolles Bremsen beim Kontakt mit der Oberfläche ausgestaltet ist, und einer damit verbundenen, mit einem magnetischen Material gebildeten Platte zusammen. Der Bremsspalt wäre dann z. B. definiert als der Spalt zwischen dem Elektromagneten und der Platte bei Bremsung.) Die Bremsung kann beispielsweise mittels einer Feder oder Federn bewirkt werden, welche den Mechanismus zum Andrücken des Bremsbelages an die Oberfläche bilden.
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Durch den Abstand zwischen der Haltevorrichtung (z. B. Elektromagneten) und dem Bremsbelag bei Bremsung des Bremswagen ist ein Bremsspalt gegeben bzw. wird definiert. Dieser Bremsspalt erhöht sich, wenn durch Verschleiß die Dicke des Bremsbelages sich verringert. Die Erfindung schlägt vor, den Bremswagen für eine automatische bzw. selbsttätige Korrektur einer Vergrößerung des Bremsspaltes durch Verschleiß auszubilden. Diese Korrektur wird im Sinne einer gleichbleibenden Größe des Bremsspaltes durchgeführt.
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Durch die automatische Korrektur einer Vergrößerung des Bremsspaltes entfällt eine Nachstellung des Bremsspaltes per Hand bei Wartungsarbeiten. Der erfindungsgemäße Bremswagen ist somit aufwandsärmer bezüglich seines Betriebes. Die Korrektur des Bremsspaltes kann mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch bewirkt werden. Möglich ist auch eine Kombination dieser verschiedenen Technologien.
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Die Korrektur selber erfolgt vorzugsweise durch eine Veränderung der Position der Haltevorrichtung orthogonal zur Oberfläche im Sinne eines geringeren Abstandes zwischen Haltevorrichtung und Oberfläche bei ungebremstem Betrieb des Laufwagens.
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Gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes umfasst der Bremswagen eine Nachstelleinheit und eine Ausgleichseinheit, welche derart ausgebildet und angeordnet sind, dass eine Vergrößerung des Bremsspaltes eine Wirkung bei der Nachstelleinheit erzeugt und über die Nachstelleinheit eine Beeinflussung der Ausgleichseinheit erfolgt, wodurch mittels der Ausgleichseinheit eine Reduzierung des Bremsspaltes bewirkt wird. Die Nachstelleinheit kann beispielsweise mit einer vorgespannten Drehfeder gebildet sein und die Ausgleichseinheit mit einer Verstellwelle. Ein entsprechender Mechanismus könnte dann so aussehen, dass die Drehfeder mittels der Haltekraft bzw. durch die Reibung einer mit ihr in Kontakt stehenden Platte gehalten wird. Bei einer Vergrößerung des Bremsspaltes bewirkt diese dann eine Reduktion der Haltekraft der Drehfeder, so dass diese sich dreht und die Verstellwelle antreibt. Diese wiederum verstellt die Position der Haltevorrichtung im Sinne einer Reduktion des Bremsspaltes. Dieser Mechanismus kann so ausgestaltet sein, dass bei Erreichen der gewünschten Bremsspaltgröße die Kräfte wieder im Gleichgewicht sind, d. h. die Drehfeder wieder gehalten wird.
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Generell kann der Bremswagen derart ausgestaltet sein, dass ein Kräftegleichgewicht zwischen wenigstens zwei Kräften (z. B. Federkraft und Haltekraft) besteht und dass eine Vergrößerung des Bremsspaltes zu einer Störung dieses Kräftegleichgewichtes führt. Dieses Kräftegleichgewicht ist dann so konzipiert, dass ein Wiederherstellen dieses Gleichgewichtes zu einer Reduzierung des Bremsspaltes im Sinne einer Kompensation dessen Vergrößerung (?) führt.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist der Laufwagen mit einem Detektor versehen, welcher die Spaltgrößte detektiert. Dies kann beispielsweise mittels Sensoren und Abstandsmessung erfolgen. Wenn der Bremsspalt eine vorgegebene Größe überschreitet, wird dann dem Detektor eine Steuerung eine Verstellung des Bremsspaltes mit einer Verstellvorrichtung ausgelöst.
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Die Erfindung wird im Folgenden im Rahmen eines Ausführungsbeispiels anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen
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1 einen Bremswagen,
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2a bis 2c eine schematische Darstellung der Funktionsweise der Erfindung,
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3 einen Bremswagen mit einer Baugruppe zur Selbstnachstellung,
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4 eine Explosionsansicht der Baugruppe zur Selbstnachstellung,
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5 eine Darstellung des Bremswagen mit einer erfindungsgemäßen Nachstellvorrichtung
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6 einen Ausschnitt zur Erläuterung der Funktionsweise der Nachstelleinheit,
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7 eine Darstellung eines Details zum Spalt der Nachstelleinheit,
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8 eine Darstellung der Wirkung der Nachstellung.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Bremswagen. An einem Stütz- oder Rahmenteil 107 sind Federn 100, 104 befestigt. Dieser Stützteil 107 ist in dem Sinne ein feststehender Teil der Bremsvorrichtung, als dass seine vertikale Position beim Bremsvorgang positionsfest ist. Der Stützteil 107 ist mit Hilfe von den Federn 100 zur Abfederung bzw. zum Ausgleich von Unebenheiten an einem Trägerteil 108 befestigt. Dieser Trägerteil 108 trägt einen Elektromagneten 106. Zudem ist der Trägerteil 108 für ein Rollen auf Lauf- bzw. Führungsschienen 109 ausgestaltet und für diesen Zweck mit Laufrollen 105 versehen. Zu diesem Zweck umfasst der Trägerteil Beine 110, die die Rollen 105 tragen. Weiter umfasst die Bremsvorrichtung einen Bremsbelag 102 für eine Bremsung durch Drücken des Belags auf die Oberfläche der Laufschienen 109. Rückseitig, d. h. auf der der Oberfläche abgewandten Seite ist der Bremsbelag 102 mit einer magnetischen Platte 103 versehen. Dabei bedeutet „magnetische Platte”, dass die Platte mit einem magnetischen Material gebildet ist, d. h. einem Material, auf welches durch einen Magneten eine Anziehungskraft ausgeübt wird. Auf die magnetische Platte wirken die dem Trägerteil 108 befestigte starke Federn 104. Die Federstärke wird entsprechend der erforderlichen Bremskraft gewählt, z. B. 400 N zur Abbremsung eines Laufwagens. Das Adjektiv „stark” bezieht sich darauf, dass die Federkraft der Federn 104 für eine effiziente Bremsung ausreichend stark ist und dass weitere Federn 100 vorgesehen sind, deren Federkraft schwächer (in der Regel deutlich schwächer) ist. Diese weiteren Federn 100 – im Folgenden „schwache Federn” genannt – dienen der Andrückung des Bremswagens bzw. genauer des Trägerteils 108 an die Laufschienen 109. Ein typischer Wert für die Federkraft wäre 50 N bei einer Federkraft von 400 N der starken Federn 104. Der Abstand zwischen den Laufschienen 109 und dem Bremsbelag 102 ist durch Verstellung des Trägerteils 108 mittels eines Exzenters einstellbar. Dieser Abstand bleibt in Fahrposition immer konstant, da Rollen 105 und Elektromagnet 106 beide an dem Trägerteil 108 befestigt bzw. angebracht sind. Das Trägerteil 108 ist mit Beinen 110 versehen, deren Enden die Rollen 105 tragen. Durch Veränderung der Position der Rollen 109 (mittels Exzenter) an den Beinen 110 des Trägerteils 108 wird der Abstand bzw. Bremsspalt festgelegt.
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2a bis 2c zeigen das prinzipielle Funktionieren einer erfindungsgemäßen Bremsspaltkorrektur. 2a zeigt Bestandteile eines Bremswagen. Bereits in der 1 gezeigte Elemente sind der Bremsbelag 102, die magnetische Platte 103, die starken Federn zum Andrücken des Bremsbelages 104, der Elektromagnet 106 und das Stützteil 107. Das Stützteil 107 hat Haltefunktionen und Bremsfunktionalität (an ihm sind die Federn 104 zur Bremsung angeordnet). Es kann als eine Art Rahmen ausgebildet sein, um dem Laufwagen mehr Stabilität zu verleihen. Zwischen Bremsbelag 102 bzw. magnetischer Platte 103 (welche für die Definition des Bremsspaltes als Bestandteil des Bremsbelages betrachtet wird) und Elektromagnet besteht der Bremsspalt A. Zur Kompensation von Bremsbelagabnutzung sind weitere Elemente vorgesehen. Es sind mit dem Bremsbelag 102 bzw. der magnetischen Platte 103 in Verbindung stehende Verbindungselemente 119 vorgesehen, welche eine erste Platte 114 tragen. Zwischen dieser ersten Platte 114 und einer zweiten Platte 115 ist eine Nachstelleinheit 111 angeordnet. Zudem ist zwischen dem Stützteil 107 und dem Elektromagnet 106 eine Ausgleichseinheit 112 vorgesehen. Die Funktionsweise dieser Elemente wird in den folgenden beiden Bildern 2b und 2c deutlich, die zeigen, wie eine Bremsspaltkorrektur erfolgt. In 2b hat sich die Dicke D des Bremsbelages auf die Dicke D' verringert, was einhergeht mit einer Vergrößerung des Bremsspaltes A zur Größe A'. Durch die geringere Dicke D' des Bremsbelages wird über die Verbindungselemente 119 die erste Platte 114 abgesenkt, so dass sich der Abstand zwischen erster Platte 114 und zweiter Platte 115 vergrößert. Dies beeinflusst die Nachstelleinheit 111, was in 2b als Erkennen des Verschleißes bezeichnet ist (Bezugszeichen 120 – der Abstand zwischen erster Platte 114 und zweiter Platte 115 vergrößert sich – eine Vergrößerung, die durch die Nachstelleinheit 111 detektiert bzw. im Wechselspiel mit der Ausgleichseinheit 112 zurückgeführt wird) Über die Nachstelleinheit 111 wird dann ein Agieren der Ausgleichseinheit 112 im Sinne der Kompensation der Vergrößerung des Bremsspaltes A' vermittelt. Dies ist in 2c dargestellt: Durch die Ausgleichseinheit 112 wurde der Elektromagnet 106 nachgeführt, so dass der Bremsspalt A wieder die ursprüngliche Dicke besitzt. Gleichzeitig ist der Abstand zwischen den beiden Platten 114 und 115 wiederhergestellt.
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Eine konkrete Realisierung dieses Mechanismus kann derart aussehen, dass beide Platten 114 und 115 im Gleichgewicht des Gesamtsystems einen festen Abstand haben. Wird dieser Abstand vergrößert (wie in 2b), so führt das zu einer automatischeren Wiederherstellung des Abstandes, was mit einer gleichzeitigen Verstellung des Elektromagneten 106 durch die Ausgleichseinheit 112 korrespondiert, wobei diese Verstellung quantitativ genau dem entspricht, um was der Abstand der beiden Platten korrigiert wurde.
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Die 3 bis 8 zeigen detailliert eine mögliche Ausgestaltung erfindungsgemäßer Mechanismen zum Nachstellen des Bremsspaltes. In 3 ist ein Bremswagen gezeigt. Dieser umfasst eine Bremse mit einer Halterung 300 (siehe auch 5 209). In den Laufwagen ist eine Baugruppe 200 zur Selbstnachstellung integriert. Diese Baugruppe ist in 4 mittels einer Explosionsansicht näher dargestellt. Die Baugruppe umfasst eine Bremsplatte 201, eine Drehfeder 202, eine Drehscheibe 203 und eine Druckplatte 204, welche mittels Federn 205 gegen die anderen Elemente gedrückt wird. Die Drehfeder 202 ist vorgespannt. Diese Vorspannung ist im Hinblick auf eine Verdrehung einer Verstellwelle (mit Gewinde) konzipiert. Ein Lösen der Spannung der Drehfeder 202 führt zum Drehen der Drehscheibe 203, welche mit der Verstellwelle verbunden ist und diese somit dreht. Der Elektromagnet 106 (siehe 1 und 2a bis 2c) ist wiederum mit der Verstellwelle verbunden, so dass ein Drehen der Verstellwelle eine Positionsänderung des Elektromagneten mit sich bringt. Die Drehscheibe 203 sitzt zwischen der Bremsplatte 201 und einer Druckplatte 204 und wird durch diese Elemente eingespannt. Die Bremsplatte 201 und die Druckplatte 204 sind verdrehsicher und ”fliegend” gelagert. Beide (Bremsplatte 201 und Druckplatte 204) werden durch die mittels der Federn 205 vermittelten Federkraft zusammengedrückt und Verklemmen die Drehplatte 203. Im Normalfall (2a) ist das Moment der Drehfeder 202 geringer als das Reibmoment zwischen Bremsplatte 201 und Drehplatte 203, so dass sich diese nicht verdrehen kann. Mit anderen Worten wird die Drehplatte 203 derart eingespannt, dass die durch die Reibung vermittelte Haltekraft den Druck der Drehfeder 202 kompensiert.
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In 5 ist der gesamte Bremswagen einschließlich der Baugruppe zur Selbstnachstellung gezeigt. Neben den Vorrichtungselementen der Baugruppe wie Bremsplatte 201, Drehscheibe 203, Druckplatte 204 und kurze Druckfedern 205 sind weitere Vorrichtungselemente gezeigt, die für die Nachstellung des Bremsspaltes A zum Einsatz kommen. Die Verstellwelle, welche den Haftmagneten bzw. Elektromagneten 106 bewegt, ist mit dem Bezugszeichen 206 versehen. Spannbolzen 113 sind mit dem Bremsbelag 102 bzw. dem Bremsblech 103 verbunden. Eine Anschlagbuchse 208 ist mit dem Spannbolzen 113 verbunden. Zwischen Bremsplatte 201 und der Anschlagbuchse 208 besteht ein eingestellter Abstand. Bei einer neuen Bremse wird die Bremsplatte 201 bei Betätigung der Bremse nicht von der Anschlagbuchse 208 verschoben. Vergrößert sich dagegen der Bremsspalt A durch Verschleiß, so bewegt sich der Spannbolzen 113 mit der Anschlagbuchse 208 um die durch den Verschleiß bedingten Dickereduzierung weiter als zuvor. Die Bremsplatte 201 wird jetzt von der Anschlagbuchse 208 mitgenommen. Dies führt zu einem Spalt 211 zwischen der mittels Zylinderstiften 210 verdrehsicher gehaltenen Bremsplatte 201 und der Drehscheibe 203. Der Sachverhalt ist auch in 7 gezeigt. Der vergrößerte Bremsspalt A' führt zu einem Spalt 211 in der Nachstelleinheit. Dies bewirkt ein Nachstellen durch die Nachstelleinheit, was im Folgenden anhand von 6 näher ausgeführt wird.
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6 zeigt ein Prinzipbild der Nachstelleinheit mit Bremsplatte 201, Drehplatte 203 und Druckplatte 204. Durch den vergrößerten Bremsspalt hat sich hier in der Nachstelleinheit ein Spalt 211 zwischen Bremsplatte 201 und Drehplatte 203 gebildet. Bremsplatte 201, Drehscheibe 203 und Druckplatte 204 sind so konzipiert, dass zwischen der Bremsplatte 201 und der Drehscheibe 203 die Reibung größer ist als zwischen der Drehscheibe 203 und der Druckplatte 204. Dies wird beispielsweise dadurch realisiert, dass Bremsplatte 201 und Drehscheibe 203 aus Metall gebildet sind, während zwischen Drehscheibe 203 und Druckplatte 204 eine Teflonfolie vorgesehen ist, welche zu einer geringeren Reibung als der Reibung zwischen zwei Metallen führt. Entsteht nun ein Spalt 211 bzw. wird das Reibmoment zwischen Bremsplatte 201 und Drehscheibe 203 geringer als das Moment der Verstellwelle, so beginnt sich die Verstellwelle zu drehen und verringert den Spalt wieder. Die Bewegung erfolgt solange, bis das Reibmoment zwischen Bremsplatte 201 und Drehscheibe 203 wieder größer wird als das Drehmoment der Verstellwelle ist. Durch das Drehen der Verstellwelle wird die Position des Magneten 106 (2a–2c, 5) verändert und damit die Vergrößerung des Bremsspaltes durch Abnutzung kompensiert. Dies ist auch in 8 angedeutet, welche mit 7 zu vergleichen ist. Dort ist die Vergrößerung des Bremsspaltes kompensiert und die beiden Platten (Bremsplatte und Drehplatte) liegen wieder aneinander an.
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Das Ausführungsbeispiel ist nur illustrierend und soll eine Möglichkeit zur Realisierung des erfindungsgemäßen Gedankens darstellen. Dem Fachmann ist unmittelbar einsichtig, dass es eine Vielzahl von anderen Möglichkeiten gibt, das erfindungsgemäße Konzept umzusetzen. So muss beispielsweise keine rein mechanische Lösung vorgesehen werden. Die Spaltbildung in der Baugruppe zur Selbstnachstellung führt beispielsweise zur Änderung in den Druckverhältnissen, die auch sensorisch erfasst werden können und z. B. elektronisch eine Nachstellungseinheit ansteuern, die die Kompensation durchführt. Viele andere Varianten sind ebenfalls denkbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1569557 A1 [0002]
- DE 19737120 A1 [0003]
- DE 10009331 C2 [0003]
