DE202008004190U1 - Roll or joint arrangement - Google Patents
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Abstract
Rollanordnung (R) für ein antreibbares oder nicht-antreibbares fahrbares Objekt (O), wie Fahrzeug, Flugzeug, Vorrichtung, Gerät, Wagen, Plattform, Bühne, Fortbewegungsmittel für Sport und Freizeit oder dgl., mit wenigstens einem z. B. für das Abrollen auf einem Untergrund (U) bestimmten, mit einem horizontalen oder im Wesentlichen horizontalen Achskörper (1) ausgestatteten Radkörper (2) und mit einem an dem Objekt (O) befestigbaren horizontal oder im Wesentlichen horizontal liegenden, eine Führungsschiene bildenden Kreisringkörper (3), in welchem die beiden einander gegenüberliegenden Enden des Achskörpers (1) derart aufgenommen sind, dass der Achskörper (1) bezüglich einer vertikalen oder im Wesentlichen vertikalen geometrischen Achse (A) um bis zu 360° schwenkbar ist.roll arrangement (R) for a drivable or non-drivable mobile Object (O), such as vehicle, plane, device, device, Cart, platform, stage, means of transport for Sports and leisure or the like., With at least one z. For example rolling on a substrate (U), with a horizontal or substantially horizontal axle body (1) equipped wheel center (2) and with a to the object (O) attachable horizontal or lying substantially horizontally, a guide rail forming annular body (3), in which the two each other opposite ends of the axle body (1) in such a way are recorded, that the axle body (1) with respect a vertical or substantially vertical geometric axis (A) can be swiveled up to 360 °.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Rollanordnung für ein antreibbares oder nicht-antreibbares fahrbares Objekt. Als Objekte kommen bspw. alle Arten von Fahrzeugen, wie Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und deren Anhänger, Abschleppfahrzeuge, Traktoren, Bagger, Strallenreinigungsfahrzeuge, Gabelstapler, Roboterfahrzeuge sowie Rasenmäher, Staubsauger und dgl. auch in Form von Spielzeugen, in Betracht. Die Rollanordnung kommt aber auch bspw. für Flugzeuge, alle Arten von Vorrichtungen und Geräten im industriellen und medizinischen Bereich, Luft- und Raumfahrt sowie auch für Rollwagen, Regalwagen, Plattformen, Bühnen oder dgl. in Verkaufsläden, Büros, Veranstaltungsräumen, Lagerräumen und Industrie in Betracht, aber auch bspw. für Skateboards, Roller und dgl. Fortbewegungsmittel für Sport und Freizeit. Ein weiteres Einsatzgebiet der Erfindung ist im Bereich von Maschinen/Werkzeugen und drehenden Teilen, z. B. als Kreissägeblatt oder Schleifstein zu sehen. Ebenso kann die Erfindung als Gelenkanordnung die Übertragung von Rotation/Kraft in Gelenken zwischen zueinander beweglichen Teilen von Objekten, wie von Roboterarmen oder anderen Kragarmen, z. B. bei Kränen oder Baggerschaufeln, bewältigen.The The invention relates to a rolling arrangement for a drivable or non-drivable mobile object. As objects come, for example. all types of vehicles, such as passenger cars, trucks and their trailers, towing vehicles, tractors, excavators, Strallenreinigungsfahrzeuge, forklifts, robotic vehicles and Lawn mowers, vacuum cleaners and the like, also in the form of toys, in Consideration. The roll arrangement also comes, for example, for aircraft, all kinds of devices and devices in industrial and medical field, aerospace and also for Trolley, rack cart, platforms, stages or the like in Shops, offices, event rooms, Warehouses and industry into consideration, but also, for example. for skateboards, scooters and the like means of transportation for Sport and freetime. Another field of application of the invention is in the field of machinery / tools and rotating parts, eg. B. seen as a circular saw blade or whetstone. Likewise the invention as a hinge assembly the transmission of rotation / force in joints between moving parts of objects, like robot arms or other cantilevers, eg. In cranes or excavator buckets.
Im
Stand der Technik sind zahlreiche Versuche bekannt, Roll- oder Radanordnungen
zu schaffen, mit welchen ohne eine besondere Lenkeinrichtung ein
Objekt auf einfache Weise in eine auswählbare Richtung
unter Verwendung normaler Rollen oder Räder gefahren werden
kann (vgl. z. B. die
Aus
der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rollanordnung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit welchem bei einfachem, stabilem und kompaktem Aufbau ein schneller Richtungswechsel ohne Radienverluste um bis zu 360° möglich ist.task The present invention is a rolling arrangement of the above to suggest the type mentioned, with which in simple, stable and compact design a quick change of direction without loss of radius up to 360 ° is possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Rollanordnung mit wenigstens einem z. B. für das Abrollen auf einem Untergrund bestimmten, mit einem z. B. horizontalen oder im Wesentlichen horizontalen Achskörper ausgestatteten, z. B. scheibenförmigen Radkörper und mit einem an dem Objekt befestigbaren horizontal oder im Wesentlichen horizontal liegenden (d. h. zum Untergrund parallelen), eine Führungsschiene bildenden Kreisringkörper gelöst, in welchem die beiden einander gegenüberliegenden Enden des Achskörpers derart aufgenommen sind, dass der Achskörper bezüglich einer z. B. vertikalen oder im Wesentlichen vertikalen (d. h. senkrecht zu sich selbst und damit zum Untergrund stehenden) geometrischen Achse um bis zu 360° schwenkbar ist. Hierbei handelt es sich um eine einfache Zwei-Punkt-Lagerung des Achskörpers direkt im Kreisringkörper. Dadurch kann die Dimension des Kreisringkörpers im Ver gleich zu der Dimension des Radkörpers wesentlich geringer sein als beim Stand der Technik.These Object is according to the invention with a rolling arrangement with at least one z. B. for unrolling on a surface certain, with a z. B. horizontal or substantially horizontal Axle body equipped, z. B. disk-shaped Wheel body and with a fastened to the object horizontally or substantially horizontal (i.e., to the ground parallel), a guide rail forming annular body solved, in which the two opposite ends the axle body are received so that the axle body with respect to a z. B. vertical or substantially vertical (ie perpendicular to itself and thus to the ground) geometric Axis can be swiveled up to 360 °. This is it This is a simple two-point mounting of the axle body directly in the circular ring body. This allows the dimension of the annular body in comparison to the dimension of the Radkörpers essential be lower than in the prior art.
Für den Fall des Einsetzens einer derartigen Rollanordnung als Gelenkanordnung zur Übertragung von Rotation/Kraft in Gelenken zwischen zueinander beweglichen Teilen von Objekten braucht der Achskörper natürlich nicht "horizontal" im Sinne einer Parallelität zu einem Untergrund zu sein, bei bleibender Schwenkbarkeit um eine zu ihm senkrechte geometrische Achse.For the case of the insertion of such a rolling arrangement as a hinge assembly for the transmission of rotation / force in joints between The axle body needs moving parts of objects Of course not "horizontal" in the sense of parallelism to be underground, with permanent pivoting around one geometric axis perpendicular to it.
Zur Befestigung an dem Objekt kann die Rollanordnung ein festes Rahmengestell aufweisen, welches den Kreisringkörper trägt. Innerhalb des Kreisringkörpers ist dann der Radkörper mittels des Achskörpers an seinen beiden Enden in der von dem Kreisringkörper gebildeten Führungsschiene aufgenommen, um eine zu der eigenen Drehachse senkrechte geometrische Achse um bis zu 360° schwenkbar, so dass der Radkörper jede beliebige Richtung einnehmen kann. Da der Achskörper an zwei symmetrisch einander gegenüberliegenden Punkten gelagert ist, können die beim Kurvenfahren entstehenden Querkräfte besonders gut aufgenommen werden. Aufgrund der Schwenkbarkeit um bis zu 360° kann ein vereinfachter Antrieb eingesetzt werden, welcher den Radkörper jeweils nur vorwärts anzutreiben braucht. Die Rollanordnung kann selbstverständlich mit Lenkung, Bremsen, Schwingungs- und Stoßdämpfer, Motor, Antriebsmechanik und Synchronisation, wenn mehrere Rollanordnungen an ein und demselben Objekt angebracht sind, ausgestattet sein.to Attachment to the object, the rolling assembly can be a solid frame have, which carries the circular ring body. Within the annular body is then the wheel body by means of the axle body at its two ends in the of The guide rail formed the annular body taken to a perpendicular to its own axis of rotation geometric Axis can be swiveled up to 360 ° so that the wheel body can take any direction. Because the axle body at two symmetrically opposite points is stored, can arise when cornering Transverse forces are particularly well received. Due to the Pivoting up to 360 ° can be a simplified drive are used, which the wheel body only forward needs to drive. The rolling arrangement can of course with steering, brakes, vibration and shock absorbers, Engine, drive mechanics and synchronization when multiple rolling arrangements attached to one and the same object.
Bei einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung weist der Kreisringkörper, vorzugsweise auf seiner Innenseite, ein Wälzlager für die beiden Enden des Achskörpers auf. So kann bspw. das Wälzlager für die Führung der Enden des Achskörpers als ein Teil eines Kugellagerringes ausgebildet sein, während die Enden des Achskörpers den anderen Teil des Kugellagerringes bilden. Es können aber auch an den Enden des Achskörpers vorgesehene Laufräder z. B. im Inneren eines als U-Profil ausgebildeten Kreisringkörpers laufen.In a simple embodiment of the inventions tion, the annular body, preferably on its inner side, a rolling bearing for the two ends of the axle body. Thus, for example, the rolling bearing for guiding the ends of the axle body may be formed as part of a ball bearing ring, while the ends of the axle body form the other part of the ball bearing ring. But it can also be provided at the ends of the axle body wheels z. B. in the interior of a trained as a U-shaped circular ring body.
Sowohl bei antreibbaren als auch bei nicht-antreibbaren fahrbaren Objekten kann entweder der Radkörper auf dem Achskörper, um dessen geometrische Achse drehbar oder der Achskörper mit dem darauf drehfest angeordneten Radkörper um seine geometrische Achse drehbar in dem Kreisringkörper aufgenommen sein. Der Antrieb kann dann entweder auf den Radkörper oder den Achskörper einwirken.Either for drivable as well as non-drivable mobile objects can either the wheel body on the axle body, rotatable about the geometric axis or the axle body with the rotationally fixed arranged wheel body to its geometric Axis be rotatably received in the annular body. The drive can then either on the wheel body or the Acting axle body.
Als Antrieb für den Radkörper oder die Einheit aus Radkörper und Achskörper können verschiedene Antriebsarten dienen, wie Direktantrieb, Zahnradantrieb, Kegelradantrieb, Kettenantrieb, Riemenantrieb sowie Kombinationen davon.When Drive for the wheel center or the unit off Wheel body and axle body can be different Drive types serve, such as direct drive, gear drive, bevel gear, Chain drive, belt drive and combinations thereof.
Wenn die Fahrtrichtung des Objektes für bestimmte Zeit beibehalten werden soll, kann auch eine Fixiereinrichtung vorgesehen sein, welche verhindert, dass sich der Achskörper gegenüber dem Kreisringkörper verschwenkt. Entsprechendes gilt für eine Lenkung.If maintain the direction of travel of the object for a certain period of time is to be provided, a fixing device may be provided, which prevents the axle body opposite pivoted the annular body. The same applies to a steering.
Die Rollanordnung kann insbesondere mit einer Antriebsanordnung ausgestattet sein, welche ein Getriebe mit zwei sich gegenüberliegenden von je einem Motor um eine zu dem Achskörper senkrechte Achse antreibbaren Tellerrädern und zwei im Bereich der Enden des Achskörpers, auf welchem der Radkörper festgelegt ist, und zwischen den Tellerrädern laufenden Getrieberädern aufweist, von welchen das eine mit dem Achskörper drehfest verbunden und von welchen das andere freilaufend auf dem Achskörper derart angeordnet ist, dass bei gegenläufig synchronem Antrieb der Tellerräder der Achskörper mit dem Radkörper drehend angetrieben wird, und bei gegenläufig nicht synchronem Antrieb der Tellerräder ein Verschwenken des Achskörpers mit dem Radkörper um die senkrechte Achse und damit eine Lenkung des Radkörpers erfolgt. Das Getrie be kann dabei also als Kegelradgetriebe mit zwei sich gegenüberliegenden von je einem Motor um eine zu dem Achskörper senkrechte Achse antreibbaren kegeligen Tellerrädern und zwei im Bereich der Enden des Achskörpers, auf welchem der Radkörper festgelegt ist, und zwischen den Tellerrädern laufenden kegeligen Getrieberädern, von welchen das eine mit dem Achskörper drehfest verbunden und von welchem das andere freilaufend auf dem Achskörper angeordnet ist, ausgebildet sein. Der Aufbau kann also analog eines Kegelradgetriebes zwei sich gegenüberliegende Tellerräder und zwei sich gegenüberliegende Kegelräder aufweisen. Die Tellerräder sind mit ihrer Verzahnung einander zugewandt und kämmen mit den dazwischen laufenden beiden senkrecht stehenden Kegelrädern. Die Kegelräder können bei einfachen Anwendungen auch Gummiräder sein, welche von dem oberen und unteren Tellerrad angetrieben werden. Haben die beiden Motoren gleiche Drehzahl, dann bleiben die Getrieberäder in ihrer Lage und der Radkörper, wenn er senkrecht auf einem Untergrund steht, bewegt sich auf einer Geraden vorwärts oder rückwärts. Sobald einer der Motoren weniger schnell dreht, beginnt eine Lenkung in jede beliebige Richtung.The Rolling arrangement can in particular be equipped with a drive arrangement which is a gearbox with two opposite ones each of a motor about an axis perpendicular to the axle body drivable ring gears and two in the area of the ends of the axle body on which the wheel body is fixed is, and between the wheels running gears of which one rotatably with the axle body connected and from which the other freewheeling on the axle body is arranged such that in counter-synchronous Drive the crown wheels of the axle body with the Radkörper is driven in rotation, and in opposite directions non-synchronous drive the ring gears pivoting of the axle body with the wheel center around the vertical Axis and thus a steering of the wheel body is done. The Getrie be able to do so as a bevel gear with two opposite each of a motor about a perpendicular to the axle body Axis drivable bevel gear wheels and two in the field the ends of the axle body on which the wheel body is fixed, and running between the gears conical gear wheels, of which the one with the axle body rotatably connected and from which the other freewheeling on the Achskörper is arranged to be formed. The structure So can analogous to a bevel gear two opposite each other Cogwheels and two opposite bevel gears exhibit. The crown wheels are with their teeth each other facing and combing with the two running in between vertical bevel gears. The bevel gears Rubber wheels can also be used in simple applications which are driven by the upper and lower ring gear. If the two motors have the same speed, then the gears remain in their position and the wheel center when he is perpendicular to a subsoil moves forward on a straight line or backwards. As soon as one of the engines less Turns quickly, a steering begins in any direction.
Damit
ist die erfundene Roll- und Gelenkanordnung omnidirektional und
sehr vielseitig einsetzbar. Der Stand der Technik (
Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung dieser Antriebsvarianten sind die Tellerräder als Kreisringkörper ausgebildet, in deren Zentrum sich der Radkörper in allen Richtung verschwenken kann.at a particular embodiment of the invention of these drive variants the ring gears are designed as circular ring body, in the center of which the wheel center can pivot in all directions.
Das gegenüber dem Achskörper verdrehbare Getrieberad kann über ein Wälzlager oder über ein Planetengetriebe bei Umkehrung des Drehsinnes kraftschlüssig mit dem Achskörper verbunden sein.The rotatable gear wheel relative to the axle body Can be via a rolling bearing or via a planetary gear upon reversal of the sense of rotation frictionally with the axle body be connected.
Die Getrieberäder sind bei einer weiteren besonderen Ausgestaltung der Erfindung bei entsprechender Gegenverzahnung der Tellerräder geradeverzahnt, schrägverzahnt oder bogenverzahnt.The Gear wheels are in a further particular embodiment the invention with corresponding counter-toothing of the crown wheels straight-toothed, helical or arc-toothed.
Die Tellerräder und die Getrieberäder können auch als aneinander angreifende Reibräder, zum Beispiel aus Gummi ausgebildet sein. Ferner ist es möglich, die Tellerräder als ein Elektromotor auszubilden, welcher die Getrieberäder antreibt.The Cog wheels and the gears can also as mutually engaging friction wheels, for example be formed of rubber. Furthermore, it is possible to To design ring gears as an electric motor, which the Gear wheels drives.
Die beiden Motoren können als Hohlwellenmotoren zentrisch über dem Radkörper, Rücken an Rücken mit Freiraum für die Ausfädelung von Motoren- und Encoderkabel angeordnet sein, um eine kompakte abgeschlossene Einheit zu bilden.The Both motors can be used as hollow shaft motors centric over the wheel center, back to back with free space for the unthreading of motor and encoder cables be arranged to form a compact enclosed unit.
Zusätzlich können auch noch Bremsen angeordnet sein, welche die gegenläufige Drehbewegung der Motoren schnell blockieren können.additionally can also be arranged brakes, which are the opposite Rotary motion of the engines can block quickly.
Als Variante können seitlich der Tellerräder an jeder beliebige Stelle die beiden Motoren horizontal oder vertikal angeordnet sein und dabei über Zahn- oder Gummiräder das obere und untere Tellerrad antreiben.When Variant may be the side of the crown wheels on each anywhere the two motors are arranged horizontally or vertically be there about toothed or rubber wheels drive upper and lower ring gear.
Für einen Radkörper sind dabei zwei Motoren notwendig, bei einem Objekt mit vier Rädern reichen vier horizontal angeordnete Motoren mit durchgehenden Antriebswellen aus. Die Anzahl der Motoren kann bei Einsatz entsprechender Kegelradgetriebe auch auf zwei reduziert werden.For a wheel body while two motors are necessary, at A four-wheeled object has four horizontally arranged ones Engines with continuous drive shafts made. The number of engines can also be reduced to two when using appropriate bevel gear become.
Sind bei einem Objekt, wie bspw. einem Kraftfahrzeug zwei oder mehr Rollanordnungen der erfindungsgemäßen Art angebracht, so können die Radkörper entweder unabhängig voneinander oder synchron zueinander, gleichgerichtet und/oder gegengerichtet, um ihre vertikale oder im Wesentlichen vertikale geometrische Achse schwenkbar sein. Wenn ein Kraftfahrzeug bspw. mit vier erfindungsgemäßen Rollanordnungen ausgestattet ist, können zur Lenkung die vorderen und hinteren Räder gleichgerichtet oder die vorderen und hinteren Räder gegengerichtet schwenkbar sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, bspw. nur die üblichen Vorderräder eines Fahrzeuges durch erfindungsgemäße Rollanordnungen zu ersetzen, während die Hinterräder in herkömmlicher Weise ausgebildet sind. Bei nicht-angetriebenen Rollwagen können die Radkörper unabhängig voneinander frei schwenkbar sein. Ein Objekt mit drei oder vier Rollanordnungen der erfindungsgemäßen Art könnte auch nur von einem zentral angeordneten angetriebenen Radkörper in alle Richtungen bewegt werden.are in an object, such as. A motor vehicle two or more rolling arrangements attached the type of the invention, so can the wheel bodies either independently or synchronous, rectified and / or counter-directed, around its vertical or substantially vertical geometric axis be swiveling. When a motor vehicle, for example. With four invention Rolling arrangements is equipped, can be used for steering the front and rear wheels rectified or the front and rear wheels can be pivoted in opposite directions. Of course It is also possible, for example, only the usual front wheels a vehicle by rolling arrangements according to the invention to replace while the rear wheels in conventional Way are formed. For non-powered trolleys can the wheel bodies can be freely swiveled independently of each other be. An object with three or four rolling arrangements of the invention Type could also only be driven by a centrally located Wheel body to be moved in all directions.
Weitere Ziele, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle bildlich dargestellten und/oder beschriebenen Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further Aims, features and applications of the invention result from the following description of exemplary embodiments based on the drawing. Here are all figuratively represented and / or described features alone or in any combination the subject of the invention, also independent of their Summary in individual claims or their dependency.
Es zeigen:It demonstrate:
Die
Rollanordnung R nach
Bei
dem Antriebskonzept gemäß
Ggf.
sind jeweils Mittel vorgesehen, um den Schwenkwinkel des Achskörpers
Die
Die
Vorteilhaft
kann bei
In
den
Aus
den
Bei
der Ausführung von
Gemäß
Bei
der Anordnung von
Bei
der Rollanordnung R nach
Bei
der in
Gemäß
In
- AA
- Achseaxis
- AMAT THE
- Antriebsmotordrive motor
- AOAO
- Antriebsanordnungdrive arrangement
- GG
- Getriebetransmission
- LALA
- Lenkungsantriebsteering drive
- LMLM
- Lenkungsmotorsteering engine
- OO
- Objektobject
- RR
- Rollanordnungroll arrangement
- RARA
- Rollantriebroll drive
- UU
- Untergrundunderground
- 11
- Achskörperaxle body
- 22
- RadkörperWheel center
- 33
- KreisringkörperAnnular body
- 44
- Antriebdrive
- 55
- Rahmenframe
- 66
- Motorwellemotor shaft
- 77
- KugellagerrollenBall bearing rollers
- 88th
- Stoßdämpfershock absorber
- 99
- Platteplate
- 1010
- Ritzel, ZahnräderPinion, gears
- 1111
- Lenkungsrädersteering wheels
- 1212
- Antriebswelledrive shaft
- 1313
- Motorengine
- 1414
- Motorengine
- 1515
- Tellerradcrown
- 1616
- Tellerradcrown
- 1717
- GetrieberadPinion
- 1818
- GetrieberadPinion
- 1919
- Spanfederntension springs
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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