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Die Erfindung betrifft eine Rollvorrichtung mit gleichzeitiger Brems- und Feststellfunktion für unterschiedliche Anwendungen nach dem Prinzip einer Stirndrehhysteresekupplung.
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In der Regel werden Hysteresekupplungen für einstellbare, drehzahlunabhängige Drehmomentenübertragungen genutzt, welche Drehmomente durch mehr oder minder dichte Trennwände übertragen, oder Aufwickel- und Abwickelprozesse steuern können oder auch überwachen, oder die eine Drehmomentbegrenzung oder auch Drehschwingungsdämpfung ermöglichen. Des Weiteren sind eine Vielzahl von technischen Lösungen bekannt, welche die drehzahlunabhängige Bremswirkung einer Stimdreh- oder Zentraldrehhysteresekupplung für verschiedene Anwendungen nutzen. Solcherart Hysteresekupplungen sind dem Konstruktionsprinzip nach meistens als Glockenläufer bzw. als Topfläufer aufgebaut.
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So ist zum Beispiel in der Offenlegungsschrift
DE 37 32 766 A1 eine dauermagneterregte Hysteresekupplung bzw. Hysteresebremse beschrieben, bei der das Hystereseteil in der Art eines Glockenläufers ausgebildet ist. Die Polpaare der Dauermagnete sind über Polringe starr miteinander verbunden. Die Einstellung des zu übertragenden Drehmomentes bzw. die Einstellung der wirksamen Bremskraft erfolgt durch Veränderung der Eintauchtiefe eines Hystereseringkörpers zwischen den Polpaaren indem die Stellung des Hystereseringkörpers über eine Gewindespindel in axialer Richtung variiert wird.
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In der
DE 197 05 290 A1 ist eine andere Art einer konstruktiv relativ einfach aufgebauten dauermagneterregten Hysteresebremse zur Führung eines Fadens in einer Textilverarbeitungsmaschine beschrieben, bei der der Hysteresering mit einer Laufrolle drehfest verbundenen ist und der Magnetring mit den Magnetpolen konzentrisch zum Hysteresering angeordnet ist. Dabei erfolgt die Veränderung des Drehmomentes mittels einer axial wirkenden Verstelleinrichtung, mit der ein geschlossener Magnetring aus Permanentmagnetmaterial direkt verbunden und durch diese auch geführt ist. Der Luftspalt ist hier als ein nicht veränderbarer axialer Ringluftspalt ausgebildet.
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In der
DE 44 24 457 A1 in eine elektromagnetisch wirkende Hysteresekupplung mit veränderlichem Luftspalt beschrieben bei der sich die Luftspalte universell einstellen lassen um mehrere konstruktiv gleichartig aufgebaute Hysteresebremsen untereinander besser als bisher eichen zu können. Dies geschieht indem der einstellbare Luftspalt einmal mittels eines vorgegebenen Eichstromes eingestellt wird. Allerdings bedarf diese Lösung einer zusätzlichen Regelung um die ebenfalls axialen Luftspalte einmal genau einstellen zu können. Zudem ist der Luftspalt hier in diesem Fall keilförmig ausgebildet.
Aus der
DE 28 45 738 A1 ist dagegen eine Konstruktion einer Kupplung oder Bremse bekannt, bei der sowohl der Luftspalt radial als auch eine Hystersescheibe angeordnet ist. Die Permanentmagnete zur Ummagnetisierung der Hysteresescheibe sind ebenfalls scheibenartig als eine feste durchgehende Magnetscheibenkonstruktion ausgebildet. ausgebildet ist. Die Brems- oder Kupplungswirkung wird jeweils über eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle abgenommen.
Eine weitere Magnetkupplung nach dem Hystereseprinzip mit der sehr seltenen konstruktiven Anordnung eines radialen Luftspaltes ist in der
DE 694 03 158 T2 beschrieben. Bei dieser aufwändigen Konstruktion sind auf einer Welle eine Vielzahl von einzelnen hintereinander angeordneten Rädern, sogenannten Induktorrädern angebracht. Das Hysteresematerial ist hier ebenfalls in einer Vielzahl von einzelnen Ringen verteilt angeordnet, welche untereinander einzeln axial getrennt voneinander ausgebildet und angeordnet sind. Die erforderlichen Permanentmagnete sind in dieser technischen Lösung sehr klein (nur wenige Quadratmillimetergroß) ausgebildet und in sehr großer Zahl in den Induktorrädern verteilt angeordnet. Neben der genauen Auslegung des zu übertragenden Drehmomentes soll diese Konstruktion vor allem bei längerem Dauerbetrieb eine unnötige Erwärmung vermeiden und erhebliche Vorteile bei der Kühlung besitzen.
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Als nahe liegender Stand der Technik ist in der
DE 297 04 905 U1 eine aufwändige verstellbare magnetische Kupplung zur Drehmomentübertragung beschrieben, welche auch eine Hysteresekupplung umfasst. Dabei werden die wirksamen Magnetpole durch Fliehkräfte zu einem Hysteresering bewegt und durch Federkraft von dieser weg zurück bewegt. Dabei dreht sich ein zylindrischer Hysteresering und in diesem sind mehrere Magnete jeweils um einen festgelegten Drehpunkt gelagert, so dass diese schwenkbar sind. Damit wird der jeweils wirksame Abstand zwischen einen Magneten eines ersten Stranges und einem zweiten Magnet bzw. einer elektrisch leitenden oder dauermagnetischen Scheibe eines zweiten Stranges verändert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine neuartige universell einsetzbare Rollvorrichtung zu schaffen, welche sowohl eine ausreichende Brems- als auch eine sichere Feststellfunktionen für unterschiedliche Anwendungen realisiert, nach dem Prinzip einer Hysteresekupplung arbeitet, schaltbar und verschleißfrei funktioniert und sich bei Bedarf bei geschlossener Bremse trotzdem mit erhöhten Kraftaufwand aus dem Stand weiter bewegen lässt.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des 1. Patentanspruchs gelöst. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der rückbezüglichen Unteransprüche. Die erfindungsgemäße Rollvorrichtung 0 mit gleichzeitiger Brems- und Feststellfunktion für unterschiedliche Anwendungen nach dem Prinzip einer Hysteresekupplung ist mittels eines Befestigungsfußes 2.2, welcher am Gehäuse 2 angeordnet ist, mit entsprechenden Befestigungsvorrichtungen z. B. an einem Container, oder an einem mobilen Terminal, an einem Geräte- oder Servierwagen oder an einem Rollbett oder dergleichen drehbar oder fest verbunden. Das Gehäuse 2 kann dabei wahlweise aus zwei oder mehreren Gehäuseteilen 2.1 ausgebildet sein. An einem feststehenden Gehäuseteil 2.1 ist mindestens eine Laufrolle 1 oder an zwei Gehäuseteilen 2.1 ist je einer Laufrolle 1 mit einer Lauflagerwelle bzw. Lauflagerachse 1.4 verbunden. Im Gehäuse 2 oder den Gehäuseteilen 2.1 oder in der/den Laufrolle(n) 1 ist mindestens eine zentrale Hysteresescheibe oder ein Hysteresering 1.3 integriert angeordnet. Im Inneren des Gehäuses 2 sind mindestens zwei oder mehrere Paare aus Permanentmagneten 3.4 angeordnet, welche wahlweise sowohl als Einzelpole 3.5, als auch als Polpaare 3.6 oder gegebenenfalls auch als Poltrippel 3.7 ausgebildet sein können. Diese können einzeln oder jeweils zusammen auf beweglichen Schwenkarmen 3.3 verdreh-, verschieb- oder verschwenkbar gegenüber dem Hysteresering 1.3 gelagert sind. Die Betätigung und Steuerung der Schwenkarme 3.3 erfolgt von außen über einen Verstellmechanismus 4, welcher von außen schaltbar ausgebildet ist. Die Polpaarausbildung der Permanentmagnete 3.4 erfolgt aus einer Kombination von Einzelpolen 3.5 und/oder Polpaaren 3.6 und/oder Poltrippeln 3.7.
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Durch das erfindungsgemäßen Verfahren zur Veränderung des Drehmoments der Rollvorrichtung 0 mit gleichzeitiger Brems- und Feststellfunktion kann dass das Drehmoment von Null auf einen Maximalwert eingestellt werden, indem die verdreh-, verschieb- oder verschwenkbaren Polpaare 3.6 aus Permanentmagneten 3.4 mechanisch, elektrisch, hydraulisch, oder pneumatisch einzeln, gruppenweise gekoppelt oder alle zusammen gekoppelt betätigt, d. h. aus dem Wirkungsbereich der Hysteresescheibe 1.3 teilweise entfernt oder ganz entfernt werden. Dadurch ist es möglich, dass das Bremsmoment der Rollvorrichtung 0 nahezu stufenlos gesteuert bzw. geschaltet werden kann.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Veränderung des Drehmoments der Rollvorrichtung 0 mit gleichzeitiger Brems- und Feststellfunktionen erfolgt die Veränderung des Drehmoments von nahezu Null auf einen Maximalwert bevorzugt, indem die verdreh-, verschieb- oder verschwenkbaren Polpaare 3.6 aus Permanentmagneten 3.4 mechanisch, elektrisch, hydraulisch, oder pneumatisch einzeln gruppenweise gekoppelt oder alle zusammen gekoppelt bevorzugt radial betätigt, d. h. in radialer Richtung aus dem Wirkungsbereich der Hysteresescheibe oder des Hystereseringes 1.3 teilweise geschwenkt oder vollständig herausgeschwenkt und damit gesteuert und geschaltet werden.
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Von Vorteil ist es weiterhin, wenn beim Verfahren zur Veränderung des Drehmoments der Rollvorrichtung 0 mit gleichzeitiger Brems- und Feststellfunktion das automatische Schließen der Bremse der Rollvorrichtung 0 vorzugsweise durch magnetische Rückstellkräfte erfolgt.
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Eine beträchtliche Erhöhung der Brems- und Feststellkräfte der erfindungsgemäßen Rollvorrichtung 0 mit gleichzeitiger Brems- und Feststellfunktion ist erreichbar, wenn im Gehäuse 2 anstelle einer Hysteresescheibe oder eines Hystereseringes 1.3 zwei Hysteresescheiben oder Hystereseringe 1.3 und zwei Lagen von Paaren aus Permanentmagneten 3.4 mit Wirkung auf je einen zugeordneten Hysteresering 1.3 angeordnet sind. Auch hier ist es vorteilhaft, wenn das Schließen durch magnetische Rückstellkräfte erfolgt.
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Um die Wirkung des radial des nach außen und/oder innen radial verschwenkbaren Magnetsystems 3 innerhalb der Rollvorrichtung 0 auf das ummagnetisierbare Hysteresematerial außerhalb bzw. innerhalb der beiden Durchmesser der Hysteresescheibe bzw. des Hystereseringes 1.3 gänzlich zu unterbinden ist es sinnvoll, dass im Gehäuse 2 oder Innen auf dem oder den Laufkörper(n) 1.1 außerhalb des größeren Durchmessers der oder des Hystereseringe(s) 1.3 und/oder innerhalb des kleineren Durchmessers der oder des Hystereringe(s) 1.3 eine oder mehrere Isolierscheibe(n) 1.7 angeordnet sind. Durch diese Isolierscheibe bzw. Isolierscheiben werden die Magnetfeldlinien beim radialen Schwenken des Magnetsystems 3 ab erreichen der Durchmesserlinien, welche die Hysteresescheibe 1.3 begrenzen, sofort unterbrochen und es kann keinerlei Brems- oder Haltemoment mehr auftreten, d. h. die Laufrolle bzw. die Laufrollen 1.1 können sich frei drehen, da keinerlei Magnetisierkräfte mehr auf das Material der Hysteresescheibe 1.3 wirken können. Der gleiche Effekt bei der neuartigen Rollvorrichtung 0 mit gleichzeitiger Brems- und Feststellfunktionen kann erreicht werden, wenn anstelle der Isolierscheibe 1.7 der oder die Laufkörper 1.1 teilweise oder als ganzes aus magnetisch isolierendem Material ausgebildet sind. Das hat den Vorteil, dass dann keinerlei magnetische Gegenstände angezogen werden können. Dabei sollte auch das Gehäuse 2 bzw. die Gehäuseteile 2.1 ebenfalls aus nicht magnetischen Materialien bestehen.
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Mit der neuartigen Rollvorrichtung 0 ist es generell möglich auf Grund der erzeugten magnetischen Kräfte sowohl eine ausreichende Brems- als auch eine sichere Feststellfunktion für unterschiedlichste Anwendungen realisieren zu können. Diese Rollvorrichtung 0, die nach dem Prinzip einer Hysteresekupplung arbeitet, ist einfach schaltbar und funktioniert verschleißfrei. Sie lässt sich bei Bedarf bei geschlossener Bremse trotzdem mit erhöhtem Kraftaufwand aus dem Stand noch weiter bewegen. Beim Lüften der bremse also Schalten der Rollvorrichtung 0 kann das bremsende Drehmoment auf Null bzw. je nach konstruktiver Ausführung auf nahezu Null reduziert werden. Das eigentliche Feststell- und Bremsmoment wird verschleißfrei allein durch Magnetkräfte erzeugt. Diese Kräfte sind abhängig von der Anzahl der sich im Eingriff befindenden Paare von Permanentmagneten 3.4 und der Stärke des durch die jeweiligen Permanentmagnete erzeugten Magnetfeldes und der Beschaffenheit der Hysteresescheibe 1.3. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass diese neuartige Ausbildung in der Art einer Hysteresebremse auch als eine sogenannte Totmannbremse eingesetzt werden kann. Zudem ist es möglich, eine gleichzeitige Betätigung mehrer Bremsen in verschiedenen Laufrollen zu bewirken bzw. aufeinander abzustimmen oder zielgerichtet einzustellen. Die neuartige Rollvorrichtung 0 ist wie eine Hysteresebremse über einen sehr langen Zeitraum wartungsfrei und kann bei entsprechender Isolation in jeglicher Umgebung eingesetzt werden.
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Die Erfindung soll nachstehend an Hand der 1 bis 13 näher erläutert werden.
- 1 zeigt eine zusammengebaute erfindungsgemäße Rollvorrichtung 0
- 2 zeigt eine Explosionszeichnung einer Ausführungsform einer Rollvorrichtung 0
- 3 zeigt eine Ausführungsform eines ersten Magnetsystems 3
- 4 zeigt eine Ausführungsform eines zweiten Magnetsystems 3
- 5 zeigt eine Ausführungsform eines dritten Magnetsystems 3
- 6 zeigt eine Ausführungsform eines vierten Magnetsystems 3
- 7 zeigt eine Ausführungsform eines fünften Magnetsystems 3
- 8 zeigt eine Ausführungsform eines sechsten Magnetsystems 3
- 9 zeigt eine Ausführungsform eines siebenten Magnetsystems 3
- 10 zeigt eine Ausführungsform eines ersten Verstellmechanismus 4
- 11 zeigt eine Ausführungsform eines zweiten Verstellmechanismus 4
- 12 zeigt eine Ausführungsform eines dritten Verstellmechanismus 4
- 13 zeigt eine Ausführungsform eines vierten Verstellmechanismus 4
- 14 zeigt eine Ausführungsform eines fünften Verstellmechanismus 4
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Rollvorrichtung 0 in ihrer äußeren Form abgebildet. Dabei ist in der Draufsicht eine Laufrolle 1 und eine bevorzugte Ausführung eines Gehäuses 2 aus zwei Gehäuseteilen 2.1 mit einem runden Befestigungsfuß 2.2 abgebildet. Aus der Schnittdarstellung ist der Aufbau einer solcherart Rollvorrichtung 0 nach dem Prinzip einer Hysteresebremse ersichtlich. In den beiden Laufrollen 1 mit ebenen Laufflächen 1.2 ist je eine Hysteresescheibe 1.3, hier bevorzugt als ein Hysteresering 1.3 ausgeformt, form- oder kraftschlüssig in zwei gegenüber liegenden Laufkörper 1. leingearbeitet. Die beiden Laufrollen 1 sind über die Lauflager 1.4 auf einer Lauflagerwelle 1.5, welche die zentrische Lauflagerachse bildet, gelagert und durch diese untereinander verbunden. Zur Verdeutlichung des Inneren Aufbaus zeigt das in 1 abgebildete Detail den Luftspalt 1.6 zwischen einer Hysteresescheibe 1.3 und einem Permanentmagneten 3.4. Der Permanentmagnet 3.4 ist auf der Verbindungswelle 3.2 befestigt.
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In der 2 ist sind die einzelnen Teile einer bevorzugten Ausführung einer neuartigen Rollvorrichtung 0 in einer Explosionsdarstellung übersichtshalber gezeigt. Die Rollvorrichtung 0 besitzt zwei Laufrollen 1, welche aus dem Laufkörpern 1.1 bestehen, auf denen hier Reifen aus geeignetem Material mit einer abgeflachten Lauffläche 1.2 aufgezogen sind. Diese Laufrollen 1 sind über Lauflager 1.4 auf der Lauflagerwelle 1.5 drehbar gelagert und untereinander verbunden. Innen in den Laufrollen 1 sind Hysteresescheiben 1.3 befestigt und eingearbeitet. Das Gehäuse 2 besteht aus zwei spiegelbildlich gestalteten Gehäuseteilen 2.1, an denen ein geteilter Befestigungsfuß 2.2 angeordnet ist. An diesem ist ein Befestigungsfußteil 2.2.2 und eine Befestigungsfußplatte 2.2.1 angebracht. Innerhalb des Befestigungsfußes 2.2 ist der Schaltsystemstab 2.6.2 in einer Befestigungsfußführung in geeigneter Art und Weise geführt und gelagert. In den beiden Gehäuseteilen 2.1 sind mittig Bohrungen für die Lauflagerwellendurchführung eingebracht. Gleichfalls sind in beiden spiegelbildlichen Gehäuseteilen 2.1 vier Bohrungen als Magnetsystemlagerungsöffnungen 2.3 angeordnet. Damit von den paarweise angeordneten Permanentmagneten 3.4, die direkt auf den Hysteresering 1.3 wirken, jeweils mindestens ein Permanentmagnet aus dessen Wirkungsbereich radial heraus geschwenkt werden kann, sind vier Aussparungen 2.4 in beiden Gehäuseteilen 2.1 angebracht. Durch diese Aussparungen für die Magnetsystemführung 2.4 ragen hier Einzelpole 3.5 hindurch. Die Einzelpole 2.5 können deshalb radial gegenüber den Hystereseringen 1.3 innerhalb der von den Aussparungen für die Magnete 2.4 vorgegebenen Bereiche radial verschwenkt werden. Dieses Verstellen kann wahlweise durch radiales Schwenken nach Außen oder Innen erfolgen. Die Paare aus Permanentmagneten 3.4 bestehen in diesem Ausführungsbeispiel aus den Süd- und Nordpolen von Permanentmagneten 3.4, d.h. aus einem feststehenden Einzelpol 3.5, z. B einem Nordpol, der auf der Verbindungswelle 3.2 angeordnet ist und einen verschwenkbaren Einzelpol 3.5, einem Südpol, welcher außen an dem Schwenkarm 3.3 angeordnet ist und mittels des Schwenkarmes 3.3 innerhalb der Aussparung zur Magnetsystemführung 2.4 radial verschwenkt werden kann. Die verschwenkbaren, symmetrisch gegenüber liegenden Pole der Permanentmagnete 3.4, hier in diesem Beispiel die Südpole sind mittels Verbindungswellen 3.2 untereinander verbunden. Jeweils auf den Enden der Verbindungswellen 3.2 sind die Einzelpole 3.5, d. h. die einzelnen ringförmigen Permanentmagnete 3.4 befestigt. Das gesamte Magnetsystem 3 mit jeweils zwei verschiedenen Einzelpolen 3.5, welche die zusammen wirkenden Paare aus Permanentmagneten 3.4 bilden, befindet sich im wirksamen Eingriff (höchstes Brems- und Feststellmoment), wenn die Position der Polpaare so gesteuert wird, dass die Mitte der beide Einzelpole genau mit dem mittigen Durchmesser des Hystereseringes 1.3 übereinstimmen. Wird in dieser Stellung die Rollvorrichtung 0 bewegt, d. h. die Laufrollen 1 drehen sich, wird der Hysrteresering 1.3 ständig ummagnetisiert und der Bewegung der Laufrollen 1 wird entsprechend gehemmt. Werden die schwenkbaren Einzelpole 3.5, die Südpole aus dieser Position nach außen bzw. nach innen aus dieser Mittenposition heraus bewegt, verringern sich die Brems- und Feststellkräfte, da die Ummagnetisierung immer geringer ausfällt, je weiter sich die schwenkbaren Einzelpole 3.5 aus dem Bereich der kreisringförmigen Hysteresescheibe 1.3 bewegen. Sind die Südpole bis in ihre Endstellung bewegt, besitzen diese nur noch einen sehr geringen bzw. gar keine magnetisierende Wirkung mehr auf den Hysteresering 1.3. In diesem Fall befinden sich nur noch die nicht schwenkbaren Nordpole in Eingriff und der Hysteresering 1.3 wird nicht mehr oder nur noch in geringem Maße ummagnetisiert. In dieser Endstellung wirken daher keinerlei Brems- oder Feststellkräfte mehr auf die Laufrollen 1.1 und die Rollvorrichtung 0 kann frei bewegt werden. Die vier Schwenklager 3.1 werden in diesem Beispiel durch die vier Einzelpole 3.5, d. h. vier Nordpole von Permanentmagneten 3.4 gebildet, um die sich die vier entgegen gesetzten Einzelpole 3.5 d. h. die Südpole mittels der Schwenkarme 3.3 verschwenken und aus dem Eingriff auf den Hysteresering 1.3 entfernen lassen.
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Des Weiteren ist in 2 ein bevorzugter Verstellmechanismus 4 aus Verstellzahnrädern 4.1 beschrieben mit dem das Magnetsystem 3, d. h. die Stellung der Permanentmagnete 3.4 zueinander und gegenüber dem Hysteresering 1.3 verstellt werden kann. Hier sind im Inneren der beiden Gehäuseteile 2.1 mittig vier Verbindungszahnräder 4.1.2 so auf einem Kreisring verteilt angeordnet und in den Bohrungen, den Magnetsystemlagerungsöffnungen 2.4 gelagert, dass diese über ein Verstellmittenzahnrad 4.1.1 untereinander gekoppelt werden können. Das bedeutet, wird an einem der vier Verbindungszahnräder 4.1.2 ein Drehmoment angelegt, werden alle vier Verbindungszahnräder 4.1.2 gleichzeitig in eine Richtung gedreht. Dadurch ist es möglich, dass die Magnetpole, die außen auf den Enden der Schwenkarme 3.3, d. h. die Südpole in Richtung zur Hysteresescheibe 1.3 hin, befestigt sind, in den Aussparungen zur Magnetsystemführung 2.5 je nach Bedarf in Eingriff oder in eine beliebig andere Stellung von außen über den Verstellmechanismus 4 bewegt werden können. Links und rechts der Verbindungszahnräder 4.1.2 sind beidseitig die nicht verschwenkbaren Magnetpole, d. h. die Nordpole so gelagert, dass deren Mitte jeweils mit dem mittigen Durchmesser des Hystereringes 1.3 übereinstimmt. Dabei wirken die linken Magnetpole auf den in der linken Laufrolle 1 befestigen Hysteresering 1.3 und die rechten Magnetpole (Paare von Permanentmagneten 3.4) auf den in der rechten Laufrolle 1 integriert angeordneten Hysteresering 1.3.
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3 zeigt eine schematisch vereinfacht dargestellte Ausführungsform eines ersten möglichen Magnetsystems 3, welches aus einer Hysteresescheibe 1.3, d. h. einem Hysteresering 1.3 mit vier Polpaaren 3.6 besteht und innerhalb einer Rollvorrichtung 0 im Gehäuse 2 angeordnet, gelagert und verstellbar ausgebildet ist. Der Übersichtlichkeit halber sind hier zwei Polpaare 3.6 in einer Stellung gezeigt, in der sich beide Einzelpole 3.5 in Eingriff befinden. Hier wirkt dann die maximale Brems- und Feststellkraft. Die beiden anderen Polpaare 3.6 sind in einer Stellung gezeigt, in der diese keine oder nur geringe Wirkung auf die Hysteresescheibe 1.3 haben. In Wirklichkeit sind alle Polpaare so gekoppelt, dass die Mitte der verschwenkbar angeordneten Magnetpole immer einen gleichen Abstand zur zentrischen Drehachse 1.5 besitzen, d. h. die Mitte der verschwenkbaren Einzelpole, hier in diesem Beispiel die Mitte der vier Südpole liegt immer auf dem gleichen Radius bezüglich zur Lauflagerwelle bzw. Lauflagerachse 1.4 bzw. zur Drehachse 1.5. In dieser speziellen ersten Ausführungsform eines Magnetsystems 3 wird jeweils ein Pol eines Polpaares 3.6 einzeln um den jeweils anderen zugehörigen Pol, dem auf der Position des Hystereseringes 1.3 festgelegten Einzelpol 3.5, mittels der Schwenkarme 3.3 nach innen geschwenkt. Hier sind die Nordpole durch die Verbindungswelle 3.2 mit dem Verstellmechanismus 4 verbunden. Durch Verdrehen der Verbindungswelle 3.2 werden die Nordpole gedreht, wodurch auch die vier Schwenkarme 3.3 gedreht und die Südpole an den Enden der Schwenkarme radial nach innen verschwenkt werden. Die Nordpole sind in den Magnetsystemlagerungsöffnungen 2.3 des Gehäuses 2 gelagert und die Südpole werden in den Aussparungen für die Magnetsystemführung 2.4 immer in gleichem Radius bezüglich der Drehachse 1.5 geschwenkt und geführt.
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In 4 ist eine andere Ausführungsform eines zweiten möglichen Magnetsystems 3 mit hier vier Poltrippeln 3.7 gezeigt, so dass praktisch pro Schwenkarm 3.3 zwei Paare von Permanentmagneten 3.4 pro Schwenkarm 3.3 angeordnet sind. In diesem Fall teilen sich zwei Polpaare mit je einem Nordpol einen Südpol bzw. das nächste Poltrippel entsprechend genau umgekehrt. Die beiden Nordpole bzw. Südpole eines Poltrippels schwenken um jeweils einen gemeinsamen Südpol bzw. Nordpol, wobei jeweils dieser Pol über dem Hysteresering 1.4 drehbar positioniert ist. Drehpunk ist jeweils die Verbindungswelle 3.2, welche auch das Verdrehen der Nordpole, Südpole aus der wirksamen Eingriffsstellung in die Nichteingriffsstellung bewirkt. Generell ist es möglich eine beliebige gerade Zahl von Poltrippeln 3. 6 verteilt anzuordnen. Dies ist abhängig von der Größe des Hysteresringes 1.3 und der darauf abgestimmten zugehörigen Magnetpolpaare.
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5 zeigt eine andere mögliche Ausführungsform eines dritten Magnetsystems 3 (jeweils nur mit verschwenkbaren Einzelpolen 3.5, bei der jeweils kein einzelner Pol über dem Hystresering 1.3 festgelegt ist. Hier werden die Einzelpole 3.5 als jeweils abwechselnd angeordnete Süd- und Nordpole, so dass immer wieder letztlich ein Polpaar entsteht, um die Verbindungswellenachse 3.2 (in der Zeichnung nicht dargestellt) radial nach Innen, oder nach Außen oder sowohl nach Innen und Außen aus dem Wirkungsbereich der Hysteresescheibe 1.3 verschwenkt.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines vierten Magnetsystems 3 mit einzelnen um die Verbindungswellen 3.2 verschwenkbaren Polpaaren 3.6, bei dem jeweils keiner der einzelnen Polpaare 3.6 direkt über der Hysteresescheibe 1.3 festgelegt ist, wobei die Polpaare 3.6 um die Verbindungswellen 3.2 bezüglich der Drehachse 1.5 radial nach innen oder außen aus dem Wirkungsbereich der Hysteresescheibe 1.3verschwenkt werden können.
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7 zeigt eine andere Ausführungsform eines fünften Magnetsystems 3 mit acht Einzelpolen 3.5, bei dem alle Einzelpole 3.5 um je eine Verbindungswelle 3.2 verschwenkt werden, wobei alle Verbindungswellen 3.2 außerhalb der Kreisringscheibe, der Hysteresescheibe 1.3 angeordnet und festgelegt sind. Prinzipiell ist es auch möglich die Verbindungswellen 3.2 aufgeteilt innerhalb und außerhalb des Hystereseringes 1.3 anzuordnen.
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8 zeigt eine Ausführungsform eines sechsten Magnetsystems 3 mit vier Polpaaren 3.6 bei dem die Polpaare 3.6 mittels winklig ausgebildete Schwenkarme 3.3 um eine Verbindungswelle 3.2 verschwenkt werden, wobei die Verbindungswellen 3.2 außerhalb der Kreisringscheibe des Hystereseringes 1.3 angeordnet und festgelegt sind.
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9 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines siebenten Magnetsystems 3 bei dem die Einzelpole 3.5 mittels geeigneter technischer Mittel radial nach außen verschoben aus dem Wirkungsbereich der Hysteresescheibe 1.3 verschoben werden können.
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10 zeigt eine Ausführungsform eines ersten Verstellmechanismus 4 bei dem über einen kreisringförmig um die Drehachse 1.5 angeordneten Ring aus Verstellzahnrädern 4.1, d. h. aus acht ineinandergreifenden Verstellzahnrädern 4.1.2 alle acht Polpaare 3.6, welche mittels der Verbindungswelle 3.2 gelagert sind und sich um die Verbindungswellen 3.2 radial verschwenken lassen, gleichzeitig verschwenkt werden können, wobei nur ein einzelnes Verstellzahnrad 4.1.2 angetrieben zu werden braucht. Dies geschieht hier beispielsweise mittels einer Schaltzahnstange 2.5.1 welche über eine daran angeordnete Verstellstange 4.8 verstellt werden kann.
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11 zeigt eine andere Ausführungsform eines zweiten Verstellmechanismus 4 bei dem über acht kreisringförmig verteilt angeordnete Verstellzahnräder 4.1.2, d. h. nicht ineinandergreifende Verstellzahnrädern 4.1.2, welche durch ein Verstellmittenzahnrad 4.1.1 untereinander gekoppelt und gleichzeitig so angetrieben werden können, dass alle acht Polpaare 3.6 gleichzeitig in eine gleiche Richtung verschwenkt werden, wobei nur ein einziges Verstellzahnrad 4.1.2 angetrieben zu werden braucht. Die Verstellbewegung erfolgt über ein zentral auf der Lauflagerachse 1.5 angeordnetes Verstellmittenzahnrad 4.1.1, in welches alle anderen Verstellzahnräder 4.1.2 eingreifenden und das die Verstellbewegung auf die Polpaare 3.6, welche mit den Verstellzahnrädern 4.1.2 gekoppelt sind, übertragen.
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12 zeigt eine Ausführungsform eines dritten Verstellmechanismus 4 bei dem über einzelne Verstellnockenhebel 4.3 alle Einzelpole 3.5 gleichzeitig gegenüber dem Hysteresering 1.3 verschwenkt werden können, wobei nur ein Verstellnockenhebel 4.3 (Kipphebel) über eine Verstellstange 4.8 betätigt werden muss. Auf der Lauflagerachse 1.5 ist eine Verstellnockenscheibe 4.2 gelagert, so dass alle Einzelpole 3.5 gleichzeitig mittels der zentral angeordneten Verstellnockenscheibe 4.2 betätigt werden, wobei die Verstellnockenhebel 4.3 auf der Verstellnockenscheibe 4.2 mittels Verstellnockenrollen 4.4 betätigt werden können, was dazu führt, dass die Verstellbewegung aller Einzelpole 3.5 gegenüber dem Hysteresering 1.3 gleichzeitig erfolgt.
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13 zeigt eine weitere andere Ausführungsform eines möglichen vierten Verstellmechanismus 4 bei dem die radiale Verschiebung der Einzelpole 3.5 (Permanentmagnete 3.4) gegenüber dem Hysteresering 1.3 mittels eines Verstellmittenzahnrades 4.1.1 und mittels eines auf diesen angeordneten Spiralrings 4.5 erfolgt, wobei der Spiralring 4.5 auf einem mittig angeordneten Verstellmittenzahnrad 4.1.1 so angebracht ist, dass dies über ein zwischen geordnetes Zahnrad über eine Schaltgewindeschnecke 2.5.3 verstellt werden kann. Bei Betätigung der Verstellstange 4.8 wird eine Schaltgewindeschnecke 2.5.3 bewegt, welche über das Zwischenzahnrad das Verstellmittenzahnrad 4.1.1 betätigt. Durch dessen Drehbewegung werden die auf einem Kreisring abwechseln angeordneten Einzelpole 3.6, mittels des Spiralringes 4.5 je nach Bedarf nach innen oder außen bewegt. Damit erfolgt die Verstellbewegung gegenüber der hier nicht gezeichneten Hysteresescheibe 1.3, d. h. die Paare von aus Permanentmagneten 3.4 werden in den Wirkungsbereich der Hysteresescheibe bewegt, so dass eine Brems- bzw. Feststellwirkung eintritt. Werden die Polpaare 3.6 wieder aus dem Wirkungsbereich der Hysteresescheibe 1.3 radial ausgeschwenkt, werden die Brems bzw. Haltekräfte wieder geringer bzw. gehen gegen Null, wenn die Polpaare 3.6 entsprechend weit von der Hysteresescheibe 1.3 weg bewegt werden.
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14 zeigt eine weitere Ausführungsform eines fünften Verstellmechanismus bei dem beispielsweise acht Einzelpole 3.5, wobei immer zwei benachbarte je ein Polpaar 3.6 bilden, angeordnet sind. Hier werden jeweils nur die Nordpole mittels eine Verstellseilzuges 4.7 (oder gegebenenfalls auch mittels eines Verstellbandes), der über Verstellseilrollen 4.6 geführt ist, d. h. nur eine Art der Einzelpole 3.5 radial gegenüber dem Hysteresering 1.3 verschwenkt. Dabei ist eine Polarität, hier in diesem Fall sind die Nordpole der Einzelpole 3.5 auf den vier Verstellseilrollen 4.6 gelagert und geführt sind.
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Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar bei Rollensystemen für Container, mobile Terminals, Geräte- oder Servierwagen, Rollbetten oder dergleichen.
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Bezugszeichenliste
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- 0.
- Rollvorrichtung
- 1.
- Laufrolle
- 1.1
- Laufkörper
- 1.2
- Lauffläche
- 1.3
- Hysteresescheibe bzw. Hysteresering
- 1.4
- Lauflager
- 1.5
- Lauflagerwelle bzw. Lauflagerachse
- 1.6
- Luftspalt
- 1.7
- Isolierscheibe
- 2.
- Gehäuse
- 2.1
- Gehäuseteil
- 2.2
- Befestigungsfuß
- 2.2.1
- Befestigungsfußplatte
- 2.2.2
- Befestigungsfußteil
- 2.3
- Magnetsystemlagerungsöffnung
- 2.4
- Aussparung Magnetsystemführung
- 2.5
- Schaltmechanismus
- 2.5.1
- Schaltzahnstange
- 2.5.2
- Schaltsystemstab
- 2.5.3
- Schaltgewindeschnecke
- 2.5.4
- Schaltseilrolle
- 3
- Magnetsystem
- 3.1
- Schwenklager
- 3.2
- Verbindungswelle bzw. Achse
- 3.3
- Schwenkarm
- 3.4
- Permanentmagnet
- 3.5
- Einzelpol
- 3.6
- Polpaar
- 3.7
- Poltrippel
- 4.
- Verstellmechanismus
- 4.1
- Verstellzahnrad
- 4.1.1
- Verstellmittenzahnrad
- 4.1.2
- Verbindungszahnrad
- 4.2
- Verstellnockenscheibe
- 4.3
- Verstellnockenhebel
- 4.4
- Verstellnockenrollen
- 4.5
- Spiralring
- 4.6
- Verstellseilrollen
- 4.7
- Verstellseil- oder Verstellband
- 4.8
- Verstellstange
- 4.9
- Seil- oder Bandbefestigung
