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Die Erfindung betrifft eine elektromechanisch lösbare Bremse für eine medizinische Versorgungseinheit, insbesondere eine elektromechanisch lösbare Bremse, die zum Festhalten von Schwenkarmen der medizinischen Versorgungseinheit verwendet wird.
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Zur Vermeidung von ungewünschten Bewegungen der Schwenkarme von medizinischen Versorgungseinheiten werden üblicherweise Friktionsbremsen eingesetzt. Da die Friktionsbremsen, insbesondere bei schweren an der medizinischen Versorgungseinheit aufgehängten Lasten, auf eine hohe Bremskraft eingestellt werden müssen, wird der Bedienkomfort verschlechtert. Gegen diesen Nachteil werden ansteuerbare Bremsen, die mit Fremdenergie betätigt werden, eingesetzt. Um nun bei einem Ausfall einer Energieversorgung für die Bremsen zu gewährleisten, dass sich die Arme oder Versorgungsköpfe nicht willkürlich bewegen, werden so genannte Ruhebremsen eingesetzt, die die Bremswirkung meist mittels einer Federkraft bereitstellen. Die Fremdenergie wird dann zum Lösen der Bremse benötigt.
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Da in annähernd sämtlichen medizinischen Versorgungseinheiten Druckluftleitungen vorhanden sind, wurde das Lösen ihrer Bremsen vornehmlich mittels einer, beispielsweise über einen Balg oder Zylinder, druckluftbetätigten Mechanik vorgesehen. Dabei ergaben sich aber die Probleme, dass in einzelnen Ländern medizinische Druckluft nicht für den Betrieb von Geräten zugelassen ist, und dass sich der Druck der zur Verfügung gestellten Druckluft stark unterscheidet, was zu Auslegungs- und Dichtigkeitsproblemen führt. Ferner gibt es inzwischen immer mehr Anwendungsfälle, bei denen in der medizinischen Versorgungseinheit keine Druckluftversorgung mehr vorgesehen ist.
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Aus diesem Grund wurden auch Elektromagnete zum Lösen der Bremsen eingesetzt. Diese Bremsen wurden so ausgeführt, dass Dauermagnete oder Spiralfedern mit ringförmigen Bremsbelägen in Drehverbindern zwischen den Stativarmen integriert wurden. Die Bremsbeläge werden durch die Dauermagnete oder Spiralfedern gegen eine ringförmige Bremsfläche des Drehverbinders gedrückt. Zum Lösen der Bremse zieht ein Elektromagnet, der ebenfalls ringförmig in dem Drehverbinder integriert ist, die Bremsbeläge weg von der Bremsfläche. Jedoch ist, beispielsweise in einem Servicefall, bei einer solchen Anordnung der Bremsbelag nicht wechselbar, ohne ein durch die medizinische Verbindungseinheit geführtes Kabel- und Schlauchpaket aufwendig auszubauen. Dies zieht außerdem zusätzlich einen großen Aufwand an Dichtigkeits- und Gasartenprüfungen nach sich.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine lösbare Bremse bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile überwindet und eine lösbare Bremse für eine medizinische Versorgungseinheit bereitstellt, die von Druckluft unabhängig und platzsparend ist, und die einen einfachen Service ermöglicht, wobei ein sicherer und kostengünstiger Betrieb gewährleistet ist.
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Die Aufgabe wird durch eine elektromechanisch lösbare Bremse gemäß Anspruch 1, eine Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 11 und ein Verfahren gemäß Anspruch 15 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Durch die Ausbildung der elektromechanisch lösbaren Bremse gemäß Anspruch 1 wird gewährleistet, dass eine geringe Kraft des Aktors zum Lösen der Bremse ausreichend ist, um gegen eine große Vorspannkraft eines elastischen Elements, die notwendig ist, um eine erforderliche Bremskraft zu erreichen, zu wirken.
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Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mittels der beigefügten Zeichnungen erläutert.
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Insbesondere zeigt
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1 eine medizinische Versorgungseinheit mit erfindungsgemäßen Bremsen;
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2 eine erste Ausführungsform einer elektromechanisch lösbaren Bremse; und
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3 eine zweite Ausführungsform der elektromechanisch lösbaren Bremse.
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1 zeigt ein Deckenstativ als eine medizinische Versorgungseinheit 1. Die medizinische Versorgungseinheit 1 weist eine Deckenbefestigung auf, die mittels eines Baldachins 2 abgedeckt ist. An der Deckenbefestigung ist ein oberer Drehverbinder 3 befestigt, an dem wiederum ein oberer Stativarm 4 im Bereich eines seiner Enden angebracht ist. Im Bereich des gegenüberliegenden Endes des oberen Stativarms 4 ist ein mittlerer Drehverbinder 5 vorgesehen, der mit einem unteren Stativarm 6 im Bereich eines seiner Enden verbunden ist. Im Bereich des gegenüberliegenden Endes des unteren Stativarms 6 ist ein unterer Drehverbinder 7 befestigt, an den sich eine Stativkopfsäule 8 anschließt. Die Stativkopfsäule 8 ist mit einem Stativkopf 9 verbunden. An oder in dem Stativkopf 9, in dieser Ausführungsform an einer Plattform, ist für jede ansteuerbare Bremse ein Betätigungselement 10 vorgesehen.
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Die Drehverbinder 3, 5, 7 sind mit einstellbaren Friktionsbremsen und/oder mit elektromechanisch lösbaren Bremsen 11 versehen, so dass in dieser Ausführungsform der medizinischen Versorgungseinheit bis zu drei elektromechanisch lösbare Bremsen 11 vorhanden sein können. Die Anzahl der Bremsen ist allerdings nicht auf 3 drei elektromagnetische Bremsen beschränkt, sondern abhängig von der Anzahl der verwendeten Tragarme und/oder dem auftretenden Lastfall. Im Schwerlastfall können beispielsweise pro Drehverbinder 3, 5, 7 jeweils zwei elektromagnetisch lösbare Bremsen 11 vorgesehen sein. Diese sind dann bevorzugt nebeneinander längs des Tragarms angeordnet. Die Bremsen sind also in Ihrer Anordnung um 90° gedreht nebeneinander.
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In den Stativarmen 4, 6 ist eine Steuerungsvorrichtung 12 vorgesehen, die mit den Betätigungselementen 10 und mit den elektromechanisch lösbaren Bremsen 11 über Kabel oder alternativ auch kabellos über Funk oder Infrarot verbunden ist. Die Steuerungsvorrichtung 12 kann alternativ auch an einer anderen Stelle in der medizinischen Versorgungseinheit 1, beispielsweise unter dem Baldachin 2 oder dem Stativkopf 9 untergebracht sein. Es kann eine zentrale Steuerungsvorrichtung 12 vorgesehen sein, oder alternativ sind dezentrale, den elektromechanisch lösbaren Bremsen zugeordnete Steuerungsvorrichtungen 12 vorhanden.
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2 zeigt eine erste Ausführungsform der elektromechanisch lösbaren Bremse 11 (im Folgenden als Bremse 11 bezeichnet). Die Bremse 11 weist ein Trägerelement 13 auf, das aus mehreren Bauelementen 13', 13'', 13''', 13'''' besteht, die aneinander befestigt sind. Alternativ kann das Trägerelement 13 auch einstückig ausgeführt sein.
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In dem Trägerelement 13 ist eine Bremsbelagaufnahme 14 axial bewegbar gelagert. An einem Ende der Bremsbelagaufnahme 14 ist ein Bremsbelag 15 in einer Vertiefung aufgenommen. Die Bremsbelagaufnahme 14 erstreckt sich durch eine Einstellmutter 16 und weist einen Bund 17 auf. Zwischen dem Bund 17 und einem inneren Absatz der Einstellmutter 16 ist ein Federpaket mit optional wechselseitig geschichteten Tellerfedern als ein elastisches Element 18 eingespannt. Durch das Federpaket wird eine Vorspannkraft auf die Bremsbelagaufnahme 14 in Richtung des Bremsbelags 15 aufgebracht. Mit Hilfe der Einstellmutter 16 kann das elastische Element 18 beliebig vorgespannt werden, so dass eine erforderliche Reibkraft zwischen dem Bremsbelag 15 und einer Bremsfläche an einem der Drehverbinder 3, 5, 7 erzeugt wird.
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An dem Trägerelement 13 ist ein elektromechanischer Aktor 19 angebracht. Der Aktor 19 ist schwenkbar mit dem Trägerelement 13 über eine Ausgleichslagerung verbunden. Der Aktor 19 weist einen Betätiger 20 auf. Der Betätiger 20 hat eine Bewegungsachse A, entlang der er relativ zu dem Trägerelement 13 beweglich ist.
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Der Aktor 19 ist in dieser Ausführungsform ein Elektromagnet mit dem als einen beweglichen Anker ausgeführten Betätiger 20. Der Aktor 19 kann alternativ aber auch als eine Lineareinheit mit einem Elektromotor ausgeführt sein.
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Der Betätiger 20 ist mit einem Ende eines ersten Gelenkhebels 21 gelenkig verbunden. Dazu weisen sowohl der Betätiger 20 als auch der erste Gelenkhebel 21 eine Bohrung auf, in die ein Bolzen 23 eingebracht ist. Der erste Gelenkhebel 21 ist an seinem anderen Ende an einer ersten Verbindungsstelle 22 mit der Bremsbelagaufnahme 14 gelenkig verbunden. Dazu weist die Bremsbelagaufnahme 14, die hier als ein Stößel ausgebildet ist, eine Öse auf. In die Öse ist ein weiterer Bolzen 23 eingebracht, mit dem die Bremsbelagaufnahme 14 und der Betätiger 20 über den ersten Gelenkhebel 21 gelenkig verbunden sind.
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Alternativ zu dem Stößel kann die Bremsbelagaufnahme 14 auch plattenartig mit einem aufgeklebten Bremsbelag 15 oder in einer anderen geeigneten Form ausgeführt sein.
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Der Betätiger 20 ist ferner mit einem zweiten Gelenkhebel 24 gelenkig verbunden. Die Verbindung erfolgt ebenfalls über den Bolzen 23 und eine Bohrung in dem zweiten Gelenkhebel 24 an einem seiner Enden. Der zweite Gelenkhebel 24 ist an seinem anderen Ende an einer zweiten Verbindungsstelle 25 ebenfalls über eine Bohrung und eine weiteren Öse 35 mit dem Trägerelement 13 gelenkig verbunden.
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Die weitere Öse 35 weist einen Gewindebolzen 36 auf. Der Gewindebolzen 36 verbindet die weitere Öse 35 über eine Gewindebuchse 37 mit dem Trägerelement 13.
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Die Gewindebuchse 37 weist einen Bund auf, so dass sie sich zumindest in der Richtung zu der Bremsbelagaufnahme 14 axial nicht bewegen kann. Die Gewindebuchse 37 ist in dem Trägerelement 13 drehbar gelagert und weist eine Eingriffsmöglichkeit für ein Werkzeug auf, mit dem die Gewindebuchse 37 gedreht werden kann. Durch die Gewindebuchse 37 und den Gewindebolzen 36 kann ein Abstand zwischen der Öse der Bremsbelagaufnahme 14 und der weiteren Öse 35 eingestellt werden. Mit dem Einstellen des Abstands kann eine erste Einstellung der Bremse 11 so ausgeführt werden, dass ein Weg des Betätigers 20 des Magneten von mindestens 1 mm möglich ist. Dadurch wird ein Lösen der Bremse 11 ermöglicht. Bei einem Nachstellen der Bremsbelagaufnahme 14 auf Grund von Verschleiß kann dann durch Drehen der Gewindebuchse 37 wieder der mögliche Weg des Betätigers von mindestens 1 mm eingestellt werden.
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Die Verbindung zwischen dem Betätiger 20 und den beiden Gelenkhebeln 21, 24 erfolgt hier durch einen einzigen Bozen 23. Alternativ kann auch jeweils ein separater Bolzen 23 vorgesehen sein. In weiteren alternativen Ausführungen sind die Verbindungen mittels Bolzen, die in den Gelenkhebeln 21, 24, oder in dem Betätiger 20 und Verbindungsgliedern zu dem Trägerelement 13 und zu der Bremsbelagaufnahme 14 integriert sind, und entsprechenden Ausprägungen am jeweiligen Gegenstück ausgeführt.
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In einer alternativen Ausführungsform kann der Aktor 19 so eingebaut sein, dass der Betätiger 20 mit dem Trägerelement 13 verbunden ist, und der Aktor 19 mit den Gelenkhebeln 21, 24 verbunden ist.
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In einer weiteren alternativen Ausführungsform sind der erste Gelenkhebel 21 und der zweite Gelenkhebel 24 jeweils zweifach ausgeführt. Die Verbindungsstellen 22, 25 sind dann so ausgeführt, dass die zwei ersten Gelenkhebel 21 und die zwei zweiten Gelenkhebel 24 jeweils über einen der Bolzen 23 verbunden sind, und die Bolzen 23 in jeweils einer Lagerstelle, bezüglich der sich die Gelenkhebel 21, 24 jeweils gegenüberliegen, mit dem Trägerelement 13, dem Betätiger 20 und der Bremsbelagaufnahme 14 verbunden sind.
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Der erste Gelenkhebel 21 und der zweite Gelenkhebel 24 sind so angeordnet, dass sie sich in einem Zustand, in dem sich die Bremsbelagaufnahme 14 in einer Endstellung in Richtung des Bremsbelags 15 befindet, in einer leicht abgewinkelten, oder annähernd oder vollständig gestreckten Stellung befinden. Der Aktor 19 ist dabei so angeordnet, dass die Bewegungsachse A des Betätigers 20 in einer senkrechten oder annähernd senkrechten Richtung zu einer Verbindungslinie V zwischen der ersten Verbindungsstelle 22 und der zweiten Verbindungsstelle 25 ausgerichtet ist. Dadurch ergibt sich eine Anordnung nach dem Kniehebelprinzip. Bei einem großen Betätigungsweg des Betätigers 20 erfolgt eine kleine Bewegung der Bremsbelagaufnahme 14, wodurch sich durch eine relativ kleine Kraft an dem Betätiger 20 eine relativ große Kraft an der Bremsbelagaufnahme 14 ergibt. Somit kann mit einem Aktor 19, der eine relativ kleine Kraft aufbringt, eine relativ große Kraft zum Lösen der Bremse 11 erzeugt werden und die Bremsbelagaufnahme 14 gegen die große Vorspannkraft des elastischern Elements 18 bewegt werden.
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In 3 ist eine zweite Ausführungsform der elektromechanisch lösbaren Bremse dargestellt. Der Unterschied zu der in 2 gezeigten elektromechanisch lösbaren Bremse liegt darin, dass statt nur einem Aktor 19 ein zweiter Aktor 31 vorgesehen ist.
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Der zweite Aktor 31 ist in dieser Ausführungsform ebenfalls ein Elektromagnet mit einem als einen Anker ausgeführten weiteren Betätiger 26. Auch der zweite Aktor 31 kann alternativ als eine Lineareinheit mit einem Elektromotor ausgeführt sein.
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Der weitere Betätiger 26 ist mit einem Ende eines dritten Gelenkhebels 27 gelenkig verbunden. Dazu weisen sowohl der weitere Betätiger 26 als auch der dritte Gelenkhebel 27 eine Bohrung auf, in die ein Bolzen 23 eingebracht ist. Der dritte Gelenkhebel 27 ist an seinem anderen Ende an einer dritten Verbindungsstelle 28 mit der Bremsbelagaufnahme 14 gelenkig verbunden. Dazu weist die Bremsbelagaufnahme 14, die hier ebenfalls als ein Stößel ausgebildet ist, die Öse auf. In die Öse ist ein weiterer Bolzen 23 eingebracht, mit dem die Bremsbelagaufnahme 14 und der weitere Betätiger 26 über den Gelenkhebel 27 gelenkig verbunden sind.
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Der weitere Betätiger 26 ist ferner mit einem vierten Gelenkhebel 29 gelenkig verbunden. Die Verbindung erfolgt ebenfalls über einen Bolzen 23 und eine Bohrung in dem vierten Gelenkhebel 29 an einem seiner Enden. Der vierte Gelenkhebel 29 ist an seinem anderen Ende an einer vierten Verbindungsstelle 30 ebenfalls über eine Bohrung und eine weiteren Öse durch einen weiteren Bolzen 23 mit dem Trägerelement 13 gelenkig verbunden.
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Die Verbindung zwischen dem weiteren Betätiger 26 und den beiden Gelenkhebeln 27, 29 erfolgt hier durch einen einzigen Bozen 23. Alternativ kann auch jeweils ein separater Bolzen 23 vorgesehen sein. In weiteren alternativen Ausführungen sind die Verbindungen mittels Bolzen, die in den Gelenkhebeln 27, 29, oder in dem weiteren Betätiger 26 und in den Verbindungsgliedern zu dem Trägerelement 13 und zu der Bremsbelagaufnahme 14 integriert sind, und entsprechenden Ausprägungen am jeweiligen Gegenstück ausgeführt.
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Wie bei einer der Alternativen der ersten Ausführungsform, bei der die Gelenkhebel 21, 24 jeweils zweifach ausgeführt sind, können hier sämtliche Gelenkhebel 21, 24, 27, 29 zweifach ausgeführt sein. Die Verbindung erfolgt analog zu der oben diesbezüglich beschriebenen alternativen Ausführungsform.
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Der dritte Gelenkhebel 27 und der vierte Gelenkhebel 29 sind ebenfalls so angeordnet, dass sie sich in einem Zustand, in dem sich die Bremsbelagaufnahme 14 in einer Endstellung in Richtung des Bremsbelags 15 befindet, in einer leicht abgewinkelten, oder annähernd oder vollständig gestreckten Stellung befinden. Der zweite Aktor 31 ist so angeordnet, dass eine Bewegungsachse B des weiteren Betätigers 26 in einer senkrechten oder annähernd senkrechten Richtung zu einer Verbindungslinie zwischen der dritten Verbindungsstelle 27 und der vierten Verbindungsstelle 30 ausgerichtet ist. Dadurch ergibt sich auch hier eine Anordnung nach dem oben beschriebenen Kniehebelprinzip.
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Durch das Vorsehen von zwei Aktoren 19, 24, ist es möglich, schwächere Aktoren 19, 24 zu verwenden. Bei einer Anordnung, so dass die Bewegungsachsen A, B fluchten und die durch die Aktoren 19, 24 erzeugten Kräfte an dem jeweiligen Betätiger 20, 26 entgegengesetzt gerichtet sind, heben sich Querkräfte auf die Bremsbelagaufnahme 14 auf, so dass die Lagerung der Bremsbelagaufnahme 14 einfacher ausgeführt werden kann und trotzdem ein verringerter Verschleiß erreicht wird.
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Die Aktoren 19, 31 sind in dieser Ausführungsform bezüglich einer Ebene, auf der ihre Bewegungsachsen A, B senkrecht stehen und die die erste Verbindungsstelle 22 bzw. die zweite Verbindungsstelle 25 enthält, also bezüglich der Gelenkhebel, gegenüberliegend angeordnet. In einer alternativen Ausführungsform können die Aktoren 19, 31 auch auf derselben Seite der Ebene angeordnet sein, um gegebenenfalls einen vorhandenen Bauraum besser auszunutzen. In jedem Fall sind die Wirkbewegungen der Aktoren in entgegengesetzte Richtungen gerichtet, um, wie oben beschriebenen, einen geringeren Verschleiß zu erzielen.
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In den beschriebenen Ausführungsformen ist jeweils nur ein Bolzen 23 für die erste Verbindungsstelle 22 (2) und die dritte Verbindungsstelle 28 (3) und nur ein Bolzen 23 für die zweite Verbindungsstelle 25 und die vierte Verbindungsstelle 30 vorhanden. Alternativ können für die einzelnen Verbindungsstellen 22, 25, 28, 30 auch jeweils eigene Bolzen 23 oder Verbindungsmittel vorgesehen sein.
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Wie oben beschrieben, sind die elektromechanisch lösbaren Bremsen 11 mit der Steuerungsvorrichtung 12 verbunden. Die Steuerungsvorrichtung 12 weist dazu eine Spannungsausgangsbaugruppe auf, an der die Aktoren 19, 31 über jeweils eine Leitung 32, 33 an einem Ausgang angeschlossen sind. Im Fall der ersten Ausführungsform ist nur ein Ausgang erforderlich, wohingegen im Fall der zweiten Ausführungsform die Aktoren 19, 31 an einer Ausgangsbuchse an zwei Ausgängen, die gleichzeitig geschaltet werden, angeschlossen sind. Die Spannungsausgangsbaugruppe ist in der Lage, verschiedene Ausgangsspannungen an den Ausgängen bereitzustellen. Die maximal mögliche Spannung entspricht der Versorgungsspannung der Steuerungsvorrichtung 12. Die Spannung wird über eine in der Steuerungsvorrichtung 12 integrierte Einrichtung reduziert. Eine mögliche Einrichtung ist eine Ansteuerungseinrichtung für eine Pulsweitenmodulation. Weitere alternative Einrichtungen sind beispielsweise Spannungsteiler oder eine Phasenanschnittsteuerung.
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Bei der Spannungsausgangsbaugruppe mit jeweils zwei Ausgängen kann deren Ausgangsspannung auch über eine geänderte Schaltungsart der Versorgungsspannung verändert werden. Bei einer Parallelschaltung der jeweils beiden Ausgänge der hier beschriebenen Ausführungsform liegt an beiden Ausgängen eine Ausgangsspannung an, die maximal der Versorgungsspannung entspricht. Im Falle einer Reihenschaltung, durch die bei einer Verwendung von Magneten als Aktoren 19, 31 die beiden Wicklungen der Magneten in Reihe geschaltet werden, liegt, unter der Voraussetzung, dass gleiche Magnete verwendet werden, dann an den Ausgängen jeweils eine Spannung an, die maximal der Hälfte der Versorgungsspannung entspricht.
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Die Steuerungsvorrichtung 12 weist weiterhin ein über Software realisiertes Zeiteinstellmittel auf, über das eine vorbestimmte Zeitdauer einstellbar ist. Ein Ablaufen der vorbestimmten Zeitdauer wird durch ein Betätigen des Betätigungselements 10 gestartet. Nach dem Ablaufen der vorbestimmten Zeitdauer ist die Steuerungsvorrichtung 12 angepasst, wie später genauer erläutert, die Ausgangsspannung an den Ausgängen zu verändern. Das Zeiteinstellmittel kann alternativ auch über einen Hardware-Baustein realisiert sein.
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Die Aktoren 19, 31, im speziellen in der Ausführungsform als Magneten, sind optional jeweils mit einem Thermoelement 34 versehen. Durch das Thermoelement 34 wird im Überhitzungsfall, also bei einem Überschreiten eines vorbestimmten Temperaturgrenzwerts, ein Stromkreis, der den Magneten versorgt und der das Thermoelement 34 und die Wicklung des Magneten enthält, unterbrochen. Nach einem Abkühlen setzt sich das Thermoelement 34 zurück und der Stromkreis wird selbsttätig wieder geschlossen. Das Thermoelement 34 ist in dieser Ausführungsform ein Bimetall-Thermoschalter, kann aber alternativ auch ein hitzeempfindlicher Widerstand sein.
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Alternativ wird von dem Thermoelement 34 optional zusätzlich ein Signal an die Steuerungsvorrichtung 12 gegeben sobald eine vorbestimmte Temperaturgrenze in den Aktoren 19, 31 überschritten wird. In einer weiteren Alternative wird ein ständiges Temperatursignal an die Steuerungsvorrichtung 12 gegeben, die dann selbst erfasst, wenn eine vorbestimmte Temperatur überschritten ist.
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Die einzelnen beschriebenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden.
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Im Betrieb der medizinischen Versorgungseinheit 1 sind die Gelenke, also die Drehverbinder 3, 5, 7, in einem Ruhezustand der medizinischen Versorgungseinheit durch die Bremsen 11 gebremst, so dass gewährleistet ist, dass sich die Arme 4, 5 nicht bewegen, da sonst, durch Trennen von Anschlüssen von Geräten auf der medizinischen Versorgungseinheit 1 zu einem Patienten, lebensgefährliche Situationen entstehen können. Die Bremsbelagaufnahmen 14 sind dabei jeweils durch das elastische Element 18 in Richtung des Bremsbelags 15 vorgespannt und durch die Vorspannkraft auf den Bremsbelag 15 wird mit einer Bremsfläche der Drehverbinder 3, 5, 7 eine Reibkraft erzeugt.
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Wenn die Arme 4, 6 aber bewusst bewegt werden sollen, ist es möglich, die Bremsen 11 zu lösen, um so ein leichtes Bewegen der Arme 4, 6 zu gestatten. Dazu betätigt ein Bediener das zu der jeweiligen Bremse 11 zugeordnete Betätigungselement 10. Alternativ können auch alle Bremsen oder eine Gruppierung von Bremsen über ein Betätigungselement betätigt werden.
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Der Betrieb der Bremse 11 wird anhand der zweiten Ausführungsform beschrieben. Die Bremse 11 gemäß der ersten Ausführungsform funktioniert analog.
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Durch die Betätigung werden die Aktoren 19, 31 über die Ausgänge der Steuerungsvorrichtung 12 mit einer Spannung versorgt. Die Spannung entspricht hierbei maximal der Versorgungsspannung der Steuerungsvorrichtung.
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Sobald die Aktoren 19, 31 mit Spannung versorgt werden, werden die Betätiger 20, 26 so bewegt, dass sich die jeweils damit verbundenen Gelenkhebel 21, 24, 27, 29 aus ihrer leicht abgewinkelten, oder annähernd oder vollständig gestreckten Anordnung in eine abgewinkelte Stellung bewegen. Dadurch verkürzt sich jeweils der Abstand zwischen der ersten Verbindungsstelle 22 und der zweiten Verbindungsstelle 25 und zwischen der dritten Verbindungsstelle 28 und der vierten Verbindungsstelle 30. Da die erste Verbindungsstelle 22 und die dritte Verbindungsstelle 28 mit dem Trägerelement 13 verbunden sind und die Bremsbelagaufnahme 14 beweglich gelagert ist, bewegt sich die Bremsbelagaufnahme 14 in eine Richtung, so dass sich der Bremsbelag 15 von der Bremsfläche des Drehverbinders 3, 5, 7 wegbewegt und die Bremse gelöst wird.
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Durch die oben beschriebene Anordnung der Betätiger 20, 26 und der Gelenkhebel 21, 24, 27, 29 ist die Wegstrecke des Betätigers 20, 26 im Verhältnis zu der Wegstrecke der Bremsbelagaufnahme 14 groß, so dass nur eine relativ geringe Kraft bei einer großen Wegstrecke erforderlich ist, um die Bremsbelagaufnahme 14 mit einer relativ großen Kraft auf einer kleinen Wegstrecke zu bewegen.
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Nach Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer von 250 ms wird die Ausgangsspannung der Steuerungsvorrichtung 12 mittels einer Software verändert, nämlich reduziert, so dass im Falle der Magnete als Aktoren 19, 31 eine geringere Kraft durch die Betätiger 20, 26 auf die Gelenkhebel 21, 24, 27, 29 aufgebracht wird. Alternativ kann die vorbestimmte Zeitdauer auch auf den speziellen Bremsenaufbau angepasst werden.
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Die Magnete bringen im angezogenen Zustand, also wenn sich die Anker möglichst weit innerhalb der Spulen befinden, eine größere Kraft auf als in einem ausgefahrenen Zustand. Auch ist eine Reduzierung der Kraft in dem angezogenen Zustand nicht direkt proportional zu einer Spannungsreduzierung, sondern geringer, so dass die geringere Kraft ausreichend ist, die Bremsbelagaufnahme 14 in dem Zustand zu halten, in dem die Bremse 11 gelöst ist. Daher ist es möglich, die Spannung in einem eingefahrenen Zustand der Betätiger 20, 26 in dem gelösten Zustand der Bremse 11 zu reduzieren und die geringere Kraft aufzubringen. Das Reduzieren der Ausgangsspannung wird durch ein Umschalten der Versorgung der Ausgänge von einer Parallelschaltung auf eine Reihenschaltung oder alternativ über eine Pulsweitenmodulation oder weitere Einrichtungen zur Spannungsreduzierung ausgeführt. Dadurch wird einerseits der Energieverbrauch reduziert, andererseits wird auch eine Erwärmung der Magnete verringert.
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Nach dem Ausführen der Bewegung der Stativarme 4, 6, wird das Betätigungselement 10 wieder losgelassen, die Spannungsversorgung der Aktoren 19, 31 wird durch die Steuerungsvorrichtung 12 abgeschaltet und durch die Vorspannkraft des elastischen Elements 18 drückt die Bremsbelagaufnahme 14 wieder in die Richtung des Bremsbelags 15, der dann wieder auf die Bremsfläche des Drehverbinders 3, 5, 7 gedrückt wird, um die Bremswirkung zu erzielen.
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Sollte sich zumindest einer der Magnete trotzdem über einen vorbestimmten zulässigen Temperaturgrenzwert hinaus erhitzen, schaltet das Thermoelement 34 den Magnet ab. Dadurch wird das Lösen der Bremse 11 wieder aufgehoben und das Gelenk der medizinischen Versorgungseinheit 1 wird wieder gebremst, so dass keine gefährliche Situation auftreten kann. In einer Notsituation kann die medizinische Versorgungseinheit 1 auch ohne das Lösen der Bremsen 11 mit einem erhöhten Kraftaufwand bewegt werden.
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Wenn sich der Magnet wieder unter einen vorbestimmten Schwellwert abkühlt, schaltet das Thermoelement 34 den Magnet wieder ein.
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In einer alternativen Ausführungsform der Steuerungsvorrichtung 12 werden die Ausgänge der Spannungsausgangsbaugruppe zeitlich versetzt angesteuert. Dadurch ist es möglich, selbst bei mehreren gleichzeitigen Signalen der Betätigungselement 10, die vorbestimmte Ausgangsspannung an einem weiteren Ausgang erst dann zu schalten, wenn ein vorangehend geschalteter Ausgang bereits auf die reduzierte Spannung geschaltet wurde. Damit ist der Einsatz eines Netzteils mit schwächerer Leistung möglich.
