DE102016008592A1

DE102016008592A1 - Fahrwerkseinheit, Fahrwerk, Landfahrzeug, Verfahren zum Fortbewegen eines Landfahrzeugs sowie Massagevorrichtung und Verwendung einer Fahrwerkseinheit als Massagekopf

Info

Publication number: DE102016008592A1
Application number: DE102016008592.4A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-07-13
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2018-01-18
Anticipated expiration: 2036-07-14
Also published as: DE102016008592B4

Abstract

Die Erfindung betrifft die Fahrwerkseinheit (1), das Fahrwerk (4), das Landfahrzeug (3), das Verfahren zur Fortbewegung eines solchen Landfahrzeugs (3) sowie eine Massagevorrichtung mit einer Fahrwerkseinheit (1) als Massagekopf und die Verwendung einer Fahrwerkseinheit (1) als Massagekopf. Um eine omnidirektionale Beweglichkeit der Fahrwerkseinheit (1) auf einer Fahrbahn (10) oder, allgemein gesprochen, einer Oberfläche zu ermöglichen, weist die Fahrwerkseinheit (1) das Gehäuse (6), das um die Schwenkachse (S) schwenkbar gelagert an dem Befestigungselement (2) angeordnet ist, und einen Wälzkörper (8) auf, mit dem die Fahrwerkseinheit (1) die Fahrbahn (10) oder Oberfläche punktförmig kontaktiert. Um das Gehäuse (6) gezielt zu verschwenken, ist der Lenkantrieb (7) vorgesehen. Zwischen dem Gehäuse (6) und dem Wälzkörper (8) ist das um die Führungsachse (F) drehbar an dem Gehäuse (6) gelagerte Führungselement (9) vorgesehen, an dem der Wälzlörper (8) ebenfalls punktförmig anliegt und das zusammen mit der Schwenkstellung des Gehäuses (6) eine Rollrichtung des Wälzkörpers (8) und damit eine Fortbewegungsrichtung des Landfahrzeugs (3) vorgibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrwerkseinheit, die einen Bestandteil eines Fahrwerks eines Landfahrzeugs bildet, ein Fahrwerk für ein Landfahrzeug, ein Landfahrzeug mit einem Fahrwerk sowie ein Verfahren zum Fortbewegen eines Landfahrzeugs.
Zudem betrifft die Erfindung auch eine Massagevorrichtung sowie die Verwendung einer Fahrwerkseinheit als Massagekopf einer Massagevorrichtung.
Fahrwerkseinheiten, über die ein Kontakt in der Regel zwischen einem Landfahrzeug und einer Fahrbahn, oder ganz allgemein einer Oberfläche, auf der die Fahrwerkseinheit bewegt werden soll, hergestellt werden kann, Fahrwerke für Landfahrzeuge sowie Landfahrzeuge mit Fahrwerken und auch Verfahren der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichsten Ausführungsformen vorbekannt.
Insbesondere bei sogenannten fahrerlosen Transportsystemen, aber auch anderen Landfahrzeugen, besteht häufig der Bedarf, ein Antriebskonzept bereitzustellen, das ein Höchstmaß an Manövrierfähigkeit und -genauigkeit erlaubt. Je nach Bedarf kann es dabei notwendig sein, das ganz allgemein als Landfahrzeug bezeichnete Transportsystem omnidirektional und mit einer wenig oder sogar überhaupt nicht eingeschränkten Flächenbeweglichkeit auf einem Untergrund oder einer Fahrbahn bewegen zu können.
Zu diesem Zweck sehen bisher bekannte Antriebskonzepte unterschiedliche Radfahrwerke, Differenzialantriebe vor. Auch sind Fahrwerke oder Fahrgestelle mit sogenannten Mecanum-Rädern vorbekannt, die eine omnidirektionale Beweglichkeit des damit ausgestatteten Fahrzeugs zulassen sollen.
Insbesondere bei angetriebenen Rädern oder Differenzialantrieben oder auch bei Verwendung sogenannter Mecanum-Rädern ist ein echtes oder uneingeschränktes omnidirektionales Verfahren oder Bewegen des mit derartigen Rädern, Differenzialantrieben und/oder Mecanum-Rädern ausgestatteten Landfahrzeugs bauartbedingt nur mit Einschränkungen oder sogar überhaupt nicht möglich.
So ist es oftmals notwendig, für Richtungsänderungen bei mit derartigen Antriebskonzepten ausgestatteten Landfahrzeugen, Kurven zu fahren oder für Richtungswechsel auf engem oder engstem Raum Rangiervorgänge durchzuführen. Dies ist jedoch vergleichsweise umständlich und schon aus wirtschaftlichen Aspekten zu vermeiden.
Ferner besteht das Risiko, dass Landfahrzeuge, insbesondere sogenannte fahrerlose Transportsysteme mit herkömmlichen Antrieben, sich in beengten Situationen in nicht mehr fahrbare Positionen manövrieren können. Hochgenaues Anfahren von definierten An- und Abladepositionen, beispielsweise an Andockstationen und auch Drehungen des Landfahrzeugs um seine eigene Achse und um frei programmierbare Drehpunkte sind nur mit großem Aufwand oder überhaupt nicht realisierbar.
Die aus dem Stand der Technik vorbekannten Lösungen zum omnidirektionalen Fahren von Landfahrzeugen weisen zudem bauartbedingt Nachteile bei Fahrten auf unebenem Boden oder zum Beispiel bei sogenannter Diagonalfahrt auf. Bei unter dem Begriff „Omni-Wheel” bekannten Antriebskonzepten oder auch solchen, die auf Mecanum-Räder zurückgreifen, kann ein weiterer Nachteil darin bestehen, dass hier die mit dem Boden, der Fahrbahn oder dem Untergrund, auf dem das Fahrzeug bewegt werden soll, in Kontakt kommenden Elemente, also in der Regel Räder oder dergleichen, einem vergleichsweise hohen Verschleiß durch Abrieb unterworfen sein können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Fahrwerkseinheit für ein Fahrwerk eines Landfahrzeugs, ein Fahrwerk für ein Landfahrzeug sowie ein Landfahrzeug und ein Verfahren zur Fortbewegung eines Landfahrzeugs bereitzustellen, mit denen sich die Nachteile der aus dem Stand der Technik vorbekannten Antriebskonzepte vermeiden und grundsätzlich eine omnidirektionale Bewegung eines mit einer derartigen Fahrwerkseinheit ausgestatteten Fahrzeugs mit geringerem Aufwand und besserem Ergebnis erzielen lassen.
Diese Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit durch die Mittel und Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Insbesondere wird eine Fahrwerkseinheit mit einem Befestigungselement zur Befestigung der Fahrwerkseinheit an einem Landfahrzeug und mit einem Gehäuse vorgeschlagen. Dabei ist das Gehäuse um eine Schwenkachse schwenkbar oder drehbar gelagert mit dem Befestigungselement verbunden. Ferner weist die Fahrwerkseinheit erfindungsgemäß einen Lenkantrieb sowie einen Wälzkörper und ein zwischen dem Gehäuse und dem Wälzkörper angeordnetes Führungselement auf. Das Führungselement ist seinerseits um eine Führungsachse drehbar an dem Gehäuse gelagert. Erfindungsgemäß ist der Lenkantrieb dazu eingerichtet, das Gehäuse um die Schwenkachse relativ zu dem Befestigungselement zu drehen oder zu verschwenken. Dies, um eine Fahrtrichtung eines mit der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit ausgestatteten Landfahrzeugs vorzugeben. Der Wälzkörper weist jeweils eine punktförmige Auflage an einer Fahrbahn einerseits und an dem Führungselement andererseits auf. Die Schwenkachse des Gehäuses verläuft durch einen Mittelpunkt des Wälzkörpers und ist beabstandet zu der Führungsachse des Führungselements angeordnet.
Besonders bevorzugt ist die Schwenkachse, um die das Gehäuse relativ zu dem mit der Fahrwerkseinheit ausgestatteten Landfahrzeug schwenkbar ist, parallel beabstandet zu der Führungsachse des Führungselements angeordnet.
Auf diese Weise wird eine Fahrwerkseinheit geschaffen, deren Gehäuse mithilfe ihres Lenkantriebs und aufgrund der Verschwenkbarkeit des Gehäuses relativ zu dem Befestigungselement, das in Gebrauchsstellung der Fahrwerkseinheit an einem Landfahrzeug oder auch einem Fahrwerk eines Landfahrzeugs angeordnet ist, in einer gewünschten Schwenkstellung relativ zu dem Landfahrzeug ausgerichtet werden kann, um das Landfahrzeug in eine entsprechende Richtung verfahren zu können. Hierbei kann die Fahrwerkseinheit als sogenannte Lenkeinheit dienen.
Das Führungselement gibt aufgrund seiner Anordnung und drehbaren Lagerung um die Führungsachse je nach Winkelstellung des in eine bestimmte Richtung oder Ausrichtung verschwenkten Gehäuses der Fahrwerkseinheit eine Vorzugsrichtung der Bewegung des Wälzkörpers vor. Das drehbar gelagerte Führungselement dient dabei als Widerlager einer Rollbewegung des Wälzkörpers. Dieser rollt bei Fortbewegung des Landfahrzeugs einerseits auf der Fahrbahn und andererseits an dem drehbar gelagerten Führungselement ab. Da sich zwischen dem Führungselement und dem Wälzkörper aufgrund der Anordnung des Führungselements zwischen dem Gehäuse und dem Wälzkörper und der auf die Fahrwerkeinheit einwirkenden Gewichtskraft eine reibschlüssige Verbindung ergibt, können in gewissem Umfang und in Abhängigkeit von der Stärke des Reibschlusses zwischen dem Wälzkörper und dem Führungselement auch Querkräfte aufgenommen werden. Dies kann zu einer erhöhten Spurstabilität des mit einer erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit ausgestatteten Landfahrzeugs beitragen.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass das Gehäuse um die Schwenkachse je nach Bedarf und Anwendungsfall in einem begrenzten Winkelbereich zwischen 0° und 360° oder aber auch in einem unbegrenzten Winkelbereich zwischen 0° und einem Vielfachen von 360° verschwenkt werden kann. Insbesondere die zweite Variante hinsichtlich der unbeschränkten Verschwenkbarkeit des Gehäuses der Fahrwerkseinheit relativ zu dem Befestigungselement, ist vorteilhaft, um eine echte omnidirektionale Beweglichkeit des Landfahrzeugs mit Hilfe der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit bewerkstelligen zu können.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Fahrwerkseinheit eine drehfest mit dem Gehäuse verbundene Wälzkörperaufnahme, in der der Wälzkörper in seiner Gebrauchsstellung angeordnet und beweglich geführt ist, aufweist. Bei der Wälzkörperaufnahme kann es sich beispielsweise um einen Käfig handeln, in dem der Wälzkörper angeordnet und beweglich geführt sowie axial vor einem Herausfallen gesichert ist. Die Wälzkörperaufnahme oder der Käfig kann gemeinsam mit dem bereits zuvor beschriebenen Führungselement dazu beitragen, den Wälzkörper kontrolliert und in einer vorbestimmten Richtung, die maßgeblich von der Schwenkstellung des Gehäuses relativ zu dem Befestigungselement der Fahrwerkseinheit definiert wird, kontrolliert geführt abzurollen.
Grundsätzlich ist es denkbar, dass es sich bei dem Wälzkörper um einen tonnenförmigen Wälzkörper handelt, der eine im technischen Sinne punktförmige Auflage auf der Fahrbahn einerseits und an dem Führungselement andererseits hat. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn es sich bei dem Wälzkörper um eine Kugel handelt. Dies kann für eine echte omnidirektionale Beweglichkeit der Fahrwerkseinheit auf der Fahrbahn günstig sein.
Zur Führung des Wälzkörpers, insbesondere einer Kugel, in der Wälzkörperaufnahme kann es zweckmäßig sein, wenn an der Wälzkörperaufnahme zwei sich gegenüberliegend angeordnete Kraftübertragungselemente vorgesehen sind. Auf diese Weise ist es möglich, eine Antriebskraft, mit der das mit der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit ausgestattete Fahrzeug bewegt wird, über die Wälzkörperaufnahme und die daran angeordneten Kraftübertragungselemente auf den Wälzkörper zu übertragen. Sofern eine Antriebskraft über den Wälzkörper auf die Fahrbahn übertragen werden soll, kann der Wälzkörper die Fahrwerkseinheit mitbewegen, indem er gegen die Kraftübertragungselemente bewegt wird. So kann die Antriebskraft über den Wälzkörper auf das Gehäuse und das Befestigungselement der Fahrwerkseinheit auf ein mit dieser verbundenes Fahrzeug übertragen werden.
Zweckmäßig kann es sein, wenn es sich bei den Kraftübertragungselementen um zwei sich gegenüberliegend an der Wälzkörperaufnahme angeordnete Paare von drehbar an der Wälzkörperaufnahme gelagerten Kraftübertragungsrollen handelt. Rotationsachsen dieser Kraftübertragungsrollen können bevorzugt quer oder rechtwinklig zu der Schwenkachse des Gehäuses ausgerichtet sein. Die Verwendung von Kraftübertragungsrollen kann besonders zweckmäßig sein, wenn eine Kugel als Wälzkörper zum Einsatz kommt, und erst recht, wenn die Kugel mittels eines weiter unten beschriebenen Fahrantriebs der Fahrwerkseinheit angetrieben werden soll, um eine mit der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit ausgestattetes Landfahrzeug anzutreiben.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Führungselement eine, insbesondere runde oder kreisrunde, Führungsscheibe ist.
Wie bereits zuvor angedeutet, kann die erfindungsgemäße Fahrwerkseinheit einen Fahrantrieb umfassen. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Fahrantrieb einen an dem Gehäuse angeordneten Fahrantriebsmotor umfasst, der über eine Drehmomentübertragungsverbindung, insbesondere über eine Reibradverbindung und/oder eine Zahnradverbindung, mit dem drehbar gelagerten Führungselement verbunden und dazu eingerichtet ist, das Führungselement rotierend anzutreiben. Dabei kann der Fahrantriebsmotor so an dem Gehäuse angeordnet sein, dass die Schwenkachse des Gehäuses zwischen dem Fahrantriebsmotor und der Führungsachse verläuft.
Da sich zumindest bei Belastung eines mit einer erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit ausgestatteten Landfahrzeugs zwischen dem Führungselement und dem Wälzkörper, insbesondere der Kugel, der Fahrwerkseinheit eine reibschlüssige Verbindung einstellt, kann eine von dem Fahrantriebsmotor über die Drehmomentübertragungsverbindung auf das Führungselement übertragene Drehbewegung über die reibschlüssige Verbindung zwischen dem Führungselement und dem Wälzkörper auch auf den Wälzkörper übertragen werden. Auf diese Weise kann das mit der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit ausgestattete Landfahrzeug mittels der Fahrwerkseinheit aktiv angetrieben werden. Vorteilhaft ist diese Variante der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit vor allem deswegen, weil so ein separater Fahrzeugantrieb, der an anderer Position des Landfahrzeugs angeordnet werden müsste, entbehrlich ist. Ferner kann die erfindungsgemäße Fahrwerkseinheit auf diese Weise eine Doppelfunktion erfüllen, nämlich einerseits als Lenkeinheit eine Fahrrichtung des Landfahrzeugs vorgeben und andererseits als Antriebseinheit für die Fortbewegung des Landfahrzeugs sorgen.
Da auch hier erfindungsgemäß vorgesehen sein kann, dass das Gehäuse der Fahrwerkseinheit relativ zu dem Befestigungselement der Fahrwerkseinheit schwenkbar oder sogar frei schwenkbar, das heißt um einen beliebigen Winkel zwischen 0 und einem Vielfachen von 360° schwenkbar ist, bietet die erfindungsgemäße Fahrwerkseinheit sämtliche Voraussetzungen, um eine omnidirektionale Bewegung eines mit der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit ausgestatteten Landfahrzeugs zu erlauben.
Die Drehmomentübertragungsverbindung kann beispielsweise eine Zahnrad-Zahnrad-Verbindung oder auch eine Reibrad-Reibradverbindung sein oder auch mittels eines Riementriebs erfolgen. Bei Verwendung von Zahnrädern oder Reibrädern kann ein Zahnrad beziehungsweise ein Reibrad beispielsweise an einem Außenumfang des Führungselementes oder an einer mit dem Führungselement verbundenen Achse des Führungselementes angeordnet sein, während das jeweils andere Zahnrad beziehungsweise Reibrad mit einer Abtriebswelle des Fahrantriebsmotors verbunden ist.
Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn das Gehäuse der Fahrwerkseinheit in einer definierten Winkelstellung relativ zu dem Befestigungselement, das in Gebrauchsstellung mit einem Landfahrzeug verbunden werden kann, arretierbar ist. Diese Arretierung der Winkelstellung des Gehäuses relativ zu dem Befestigungselement kann dabei mittels des Lenkantriebs geschehen. Auf diese Weise ist es möglich, das Gehäuse und damit den mit dem Gehäuse verbundenen Wälzkörper mit Hilfe des Lenkantriebs in eine bestimmte Winkelstellung zu bringen, um eine Fahrtrichtung des Landfahrzeugs vorzugeben, und dann, sobald die gewünschte Winkelstellung des Gehäuses erreicht ist, das Gehäuse in der eingenommenen Winkelstellung zu arretieren. So kann eine ungewünschte Verstellung der Winkelstellung des Gehäuses und damit der Fahrtrichtung effektiv vermieden werden.
Nicht nur in diesem Zusammenhang kann es ferner vorteilhaft sein, wenn der Lenkantrieb einen zwischen dem Gehäuse und dem Befestigungselement und/oder einem Landfahrzeug wirkenden und anordenbaren oder angeordneten Lenkantriebsmotor sowie ein zwischen dem Gehäuse und dem Befestigungselement und/oder dem Landfahrzeug anordenbares oder angeordnetes Lenkantriebsübertragungselement aufweist. Mit Hilfe des Lenkantriebsmotors und des Lenkantriebsübertragungselementes können die für das Verschwenken des Gehäuses relativ zu dem Befestigungselement erforderlichen Kräfte auf das Gehäuse übertragen werden. Je nach Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit kann vorgesehen sein, dass das Lenkantriebsübertragungselement ein Stirnradgetriebe und/oder ein Reibradgetriebe oder, besonders bevorzugt, ein Schneckenradgetriebe umfasst. Bei Verwendung eines Schneckenradgetriebes kann vorgesehen sein, dass ein Schneckenrad des Schneckenradgetriebes drehfest mit dem Gehäuse verbunden und eine Schnecke des Schneckenradgetriebes zusammen mit dem Lenkantriebsmotor entweder an dem Landfahrzeug anordenbar oder angeordnet oder an dem Befestigungselement der Fahrwerkseinheit anordenbar oder angeordnet ist.
Grundsätzlich ist aber auch eine Anordnung des Lenkantriebsmotors an dem Gehäuse und eine entsprechend umgekehrte Anordnung der übrigen für die Übertragung der Lenkkräfte erforderlichen Elemente an dem Befestigungselement der Fahrwerkseinheit oder direkt an dem Landfahrzeug denkbar.
Ein, beispielsweise der bereits zuvor erwähnte, Lenkantriebsmotor und/oder ein, beispielsweise der bereits zuvor erwähnte, Fahrantriebsmotor, können dabei als Elektromotor, Hydraulikmotor und/oder als Pneumatikmotor ausgebildet sein. Die Auswahl der Art des Motors kann dabei abhängig von den Umgebungsbedingungen sein, unter denen die erfindungsgemäße Fahrwerkseinheit zum Einsatz kommen soll.
Um eine Energieübertragung von Lenkenergie und/oder Antriebsenergie auf entsprechende Elemente, die an dem schwenkbar oder drehbar an dem Befestigungselement gelagerten Gehäuse der Fahrwerkseinheit angeordnet sind, zu erlauben, ohne dass die Drehbarkeit oder Schwenkbarkeit des Gehäuses der Fahrwerkseinheit eingeschränkt wird, kann die Fahrwerkseinheit zumindest einen Drehübertrager zur Übertragung von Energie aufweisen. Dabei kann der Drehübertrager zur Übertragung von Energie an einen an dem Gehäuse angeordneten Fahrantriebsmotor und/oder Lenkantriebsmotor eingerichtet sein. Je nachdem, was für eine Art Motor als Fahrantriebsmotor oder Lenkantriebsmotor zum Einsatz kommt, kann es sich bei dem Drehübertrager zur Übertragung von Energie um einen elektrischen Drehübertrager, insbesondere um einen Schleifringübertrager, um einen hydraulischen Drehübertrager oder auch um einen pneumatischen Drehübertrager handeln.
Die Fahrgeschwindigkeit, die mittels einer erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit und ihres Fahrantriebs erzeugt werden kann, lässt sich beispielsweise über eine Steuerung des Fahrantriebsmotors vorgeben. Eine andere Möglichkeit zur Veränderung der Fahrgeschwindigkeit kann aber auch darin bestehen, einen Abstand zwischen der Schwenkachse und der Führungsachse zu verändern. Wird der Abstand der Führungsachse bei einer gleichbleibenden Rotationsgeschwindigkeit des Führungselementes und auch des Fahrantriebsmotors verringert, verringert sich auch der Abstand zwischen einem Auflagepunkt des Wälzkörpers an dem Führungselement und der Führungsachse, um die das Führungselement rotierend angetrieben wird. Somit legt der Wälzkörper an dem Führungselement bei einer Umdrehung des Führungselementes einen kürzeren Weg auf dem Führungselement zurück als zuvor. Dies führt bei gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit des Führungselements zu einer Verringerung der Rollgeschwindigkeit des Wälzkörpers und damit zu einer Verringerung der Fahrgeschwindigkeit eines mit der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit ausgestatteten Fahrzeugs.
Wird der Abstand zwischen der Schwenkachse und der Führungsachse vergrößert, wandert auch der Auflagepunkt des Wälzkörpers an dem Führungselement weiter nach außen. Dies führt dazu, dass der Wälzkörper bei einer konstanten Rotationsgeschwindigkeit oder Winkelgeschwindigkeit des Führungselementes um die Führungsachse einen größeren Weg als zuvor zurücklegen muss. Da zwischen dem Wälzkörper und dem Führungselement bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Erfindung kein Schlupf auftritt, muss der Wälzkörper mit höherer Geschwindigkeit abrollen, was zu einer entsprechend größeren Fahrgeschwindigkeit des mit der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit ausgestatteten Landfahrzeugs führt.
Insbesondere bei einer erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit, bei der das Führungselement mit einem, beispielsweise dem bereits zuvor erwähnten, Fahrantrieb aktiv angetrieben werden kann, kann es vorteilhaft sein, wenn das Führungselement zwischen dem Gehäuse der Fahrwerkseinheit und dem Wälzkörper vorgespannt gehalten ist. Auf diese Weise kann ein ungewünschter Schlupf zwischen dem Führungselement und dem Wälzkörper der Fahrwerkseinheit auch bei vergleichsweise hohen Antriebskräften und Antriebsdrehmomenten vermieden werden.
Eine gute Belastbarkeit der Fahrwerkseinheit lässt sich erzielen, wenn das Führungselement mittels eines Axiallagers drehbar an dem Gehäuse gelagert ist. Um die Stabilität der Fahrwerkseinheit weiter zu steigern, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn ein Radius dieses Axiallagers zumindest gleich oder sogar größer als ein Abstand zwischen der Schwenkachse und der Führungsachse ist.
Vorzugsweise kann der Wälzkörper aus einem nahezu inkompressiblen Werkstoff bestehen. Inkompressible Werkstoffe im Sinne der Erfindung sind dabei solche, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Fahrwerkseinheit keine nennenswerte Volumenänderung durch Belastung der Fahrwerkseinheit oder eines damit ausgestatteten Fahrzeugs erfahren. So kann der Wälzkörper der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit beispielsweise aus Stahl oder Edelstahl bestehen.
Insbesondere dann, wenn Schäden durch Benutzung der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit an einem Untergrund oder einer Fahrbahn, auf der die Fahrwerkseinheit eingesetzt werden soll, zu vermeiden sind, kann es zweckmäßig sein, wenn der Werkstoff, aus dem der Wälzkörper besteht, eine geringere Härte als der Untergrund oder die Fahrbahn aufweist. Daher kommen vorzugsweise Wälzkörper aus Hartkunststoff zum Einsatz, da hier eine Beschädigung der Fahrbahn durch die erfindungsgemäße Fahrwerkseinheit weitgehend vermieden werden kann.
Um einen Verschleiß des Führungselements der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit möglichst gering zu halten, kann das Führungselement aus Metall bestehen. Es sind hierbei jedoch auch vielerlei Materialien verwendbar, beispielsweise Karbon, Metallbeschichtungen und so weiter. Insbesondere kann das Führungselement aus Stahl oder Edelstahl oder aus einer Legierung davon hergestellt sein.
Die eingangs definierte Aufgabe wird auch durch ein Fahrwerk mit den Mitteln und Merkmalen des Anspruches 14 und insbesondere dadurch gelöst, dass das Fahrwerk wenigstens eine erfindungsgemäße Fahrwerkseinheit aufweist.
Eine weitere, besonders zweckmäßige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrwerks kann vorsehen, dass das Fahrwerk wenigstens eine erfindungsgemäße Fahrwerkseinheit mit einem Fahrantrieb und wenigstens eine weitere Fahrwerkseinheit ohne einen Fahrantrieb umfasst. Eine Fahrwerkseinheit ohne einen Fahrantrieb kann dann die Funktion einer Lenkeinheit übernehmen, so wie sie bereits zuvor beschrieben wurde. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass sämtliche Fahrwerkseinheiten, die bei dem erfindungsgemäßen Fahrwerk vorgesehen sind, aus erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheiten mit Fahrantrieben bestehen. Auf diese Weise kann eine besonders hohe Antriebskraft gleichmäßig an mehreren Auflagepunkten des Fahrwerks auf die Fahrbahn, auf der das Fahrwerk bewegt werden soll, übertragen werden.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird auch ein Landfahrzeug mit den Mitteln und Merkmalen des Anspruches 16 vorgeschlagen. Insbesondere wird ein Landfahrzeug vorgeschlagen, das ein erfindungsgemäßes Fahrwerk, so wie es in den auf das Fahrwerk gerichteten Ansprüchen beansprucht ist, aufweist.
Die eingangs definierte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Fortbewegung eines Landfahrzeugs, insbesondere eines Landfahrzeugs gemäß Anspruch 16, gelöst, wobei wenigstens ein Wälzkörper in einer punktförmigen Auflage auf eine Fahrbahn gestellt wird. Ein Gehäuse einer Fahrwerkseinheit eines Fahrwerks des Landfahrzeugs wird an dem Wälzkörper abgestützt. Eine an dem Gehäuse angeordnete Wälzkörperaufnahme ist oder wird mit dem Wälzkörper derart gekoppelt, dass eine Lageveränderung des Wälzkörpers auf der Fahrbahn eine korrespondierende Lageveränderung des Landfahrzeugs erzwingt, wobei zur Fortbewegung des Landfahrzeugs auf den Wälzkörper eine entlang eines Tangentialvektors ausgerichtete, motorisch erzeugte Antriebskraft eingebracht wird und wobei eine Richtung des Tangentialvektors relativ zu dem Wälzkörper geändert wird, um eine Fahrtrichtung des Landfahrzeugs zu ändern. So kann das Fahrzeug omnidirektional fortbewegt werden.
Bei dem gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren fortbewegten Landfahrzeug kann es sich um ein erfindungsgemäßes Landfahrzeug nach Anspruch 16 und bei dem zuvor erwähnten Fahrwerk und der zuvor erwähnten Fahrwerkseinheit jeweils um ein erfindungsgemäßes Fahrwerk und um erfindungsgemäße Fahrwerkseinheiten handeln.
Ferner sei angemerkt, dass der Wälzkörper, auf den die motorisch erzeugte Antriebskraft eingebracht wird, vorzugsweise eine Kugel ist.
Ferner betrifft die Erfindung auch eine Massagevorrichtung mit den Mitteln und Merkmalen des Anspruchs 19. Somit wird eine Massagevorrichtung mit einem eine zu massierende Körperoberfläche bei Gebrauch der Massagevorrichtung berührenden Massagekopf vorgeschlagen, bei der der Massagekopf eine Fahrwerkseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ist. Somit lassen sich die Vorteile der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit hinsichtlich ihrer omnidirektionalen Beweglichkeit auch auf einer Körperoberfläche auf dem technischen Gebiet der Massagevorrichtungen nutzen.
Des Weiteren wird auch die Verwendung einer Fahrwerkseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als Massagekopf zur Durchführung von Massagen erfindungsgemäß beansprucht. Es hat sich nämlich überraschenderweise herausgestellt, dass die mit der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit verbundenen Vorteile auch bei Massagen zum Tragen kommen und sich damit gute Massageergebnisse erzielen lassen.
Nachfolgend sind anhand der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen in teilweise stark schematisierter Darstellung:
1: eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit, die als Lenkantriebseinheit mit einem Lenkantrieb und einem Fahrantrieb ausgebildet ist, wobei ein um eine Schwenkachse der Fahrwerkseinheit relativ zu einem Befestigungselement, hier einer Grundplatte der Fahrwerkseinheit, schwenkbares Gehäuse und ein daran um eine Führungsachse drehbar gelagert an dem Gehäuse befestigtes Führungselement in Form einer Führungsantriebsscheibe zum Antrieb eines kugelförmigen Wälzkörpers zu erkennen sind,
2: eine schematisierte Draufsicht der in 1 dargestellten Fahrwerkseinheit,
3: eine Unteransicht einer in 1 dargestellten Wälzkörperaufnahme der Fahrwerkseinheit aus den 1 und 2, wobei beidseits des als Kugel ausgebildeten Wälzkörpers Kraftübertragungselemente in Form von drehbar an der Wälzkörperaufnahme gelagerten Kraftübertragungsrollen in Anlage an dem Wälzkörper dargestellt sind, sowie
4: eine mit 1 vergleichbare Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit, hier jedoch ohne Fahrantrieb, die auch als Lenkeinheit bezeichnet werden kann.
Die 1, 2 und 4 zeigen eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Fahrwerkseinheit. Die Fahrwerkseinheit 1 weist an ihrem in den 1 und 4 oberen Ende ein Befestigungselement 2 auf, mit dem die Fahrwerkseinheit 1 in Gebrauchsstellung an einem Landfahrzeug 3, beispielsweise an einem fahrerlosen Transportsystem oder dergleichen, beziehungsweise an einem Fahrwerk 4 befestigt werden kann. Das Befestigungselement 2 ist hier als Grundplatte ausgebildet, die über eine Verschraubung 5 mit dem Landfahrzeug 3 beziehungsweise dem Fahrwerk 4 eines derartigen Landfahrzeugs 3 verbunden werden kann.
Sämtliche der in den Figuren dargestellten Fahrwerkseinheiten 1 weisen ferner jeweils ein Gehäuse 6 auf, das um eine Schwenkachse S schwenkbar gelagert mit dem Befestigungselement 2 verbunden ist. Ferner weist jede der Fahrwerkseinheiten 1 jeweils einen Lenkantrieb 7, einen Wälzkörper 8 und ein zwischen dem Gehäuse 6 und dem Wälzkörper 8 angeordnetes, um eine Führungsachse F drehbar an dem Gehäuse 6 gelagertes Führungselement 9 auf. Der Lenkantrieb 7 ist dazu eingerichtet, das Gehäuse 6 gezielt um die Schwenkachse S relativ zu dem Befestigungselement 2 zu drehen beziehungsweise zu verschwenken.
Der Wälzkörper 8 weist jeweils eine punktförmige Auflage an einer Fahrbahn 10 einerseits und an dem Führungselement 9 andererseits auf. Punktförmig ist dabei im Kontext der Erfindung im technischen und nicht im mathematischen Sinne zu verstehen. Die Schwenkachse S des Gehäuses 6 verläuft durch einen Mittelpunkt 11 des Wälzkörpers 8 und ist zudem parallel beabstandet zu der Führungsachse F des Führungselements 9 angeordnet und ausgerichtet.
Die Fahrwerkseinheit 1 weist eine drehfest mit dem Gehäuse 6 verbundene Wälzkörperaufnahme 12 in Form eines Käfigs auf. In diesem Käfig 12 ist der Wälzkörper 8 in Gebrauchsstellung angeordnet und zudem beweglich geführt. Ferner ist der Käfig 12 so ausgestaltet, dass er den Wälzkörper 8 vor einem Herausfallen aus dem Käfig 12 beziehungsweise der Wälzkörperaufnahme sichert.
Die 1 und 4 zeigen, dass der Wälzkörper 8 eine Kugel ist. Insbesondere die Unteransicht auf die Wälzkörperaufnahme 12 mit der darin angeordneten Kugel als Wälzkörper 8 gemäß 3 verdeutlicht, dass an der Wälzkörperaufnahme 12 zwei sich gegenüberliegend angeordnete Kraftübertragungselemente 13 vorgesehen sind. Bei den Kraftübertragungselementen 13 handelt es sich um zwei sich gegenüberliegend an dem Käfig 12 angeordnete Paare von drehbar an der Wälzkörperaufnahme 12 gelagerten Kraftübertragungsrollen 14. Die Kraftübertragungsrollen 14 sind so an dem Käfig 12 angeordnet, dass ihre Rotationsachsen quer zu der Schwenkachse S des Gehäuses 6 ausgerichtet sind.
Insbesondere 2 verdeutlicht, dass das Führungselement 9 eine kreisrunde Führungsscheibe 15 ist. Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit 1 gemäß 1 weist neben dem Lenkantrieb 7 zudem einen Fahrantrieb 16 auf. Der Fahrantrieb 16 umfasst einen an dem Gehäuse 6 angeordneten Fahrantriebsmotor 17, der über eine Drehmomentübertragungsverbindung 18 mit dem Führungselement 9 verbunden ist. Der Fahrantriebsmotor 17 ist dazu eingerichtet, das Führungselement 9 rotierend anzutreiben. Dabei ist der Fahrantriebsmotor 17 so an einer Außenseite des Gehäuses 6 angeordnet, dass die Schwenkachse S zwischen dem Fahrantriebsmotor 17 und der Führungsachse F verläuft. Diese Anordnung des Fahrantriebsmotors 17 kann günstig für eine gute Balance der Fahrwerkseinheit 1 sein und lässt sich prinzipiell auch bei anderen, in den Figuren nicht dargestellten erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheiten 1 realisieren. 1 verdeutlicht, dass es sich bei der Drehmomentübertragungsverbindung 18 der dort dargestellten Fahrwerkseinheit 1 um eine Zahnradverbindung handelt. Konkret ist vorgesehen, dass an einer Abtriebswelle 19 des Fahrantriebsmotors 17 ein erstes Zahnrad 20 drehfest mit dieser verbunden angeordnet ist. Am Außenumfang des als kreisrunde Führungsscheibe 15 ausgebildeten Führungselementes 9 ist ein Zahnkranz 21 angeordnet, der mit den Zähnen des Zahnrads 20 in Eingriff steht und mit diesen kämmt. Auf diese Weise lässt sich ein Drehmoment von dem Fahrantriebsmotor 17 über die Drehmomentübertragungsvorrichtung 18 auf das Führungselement 9 übertragen. Über eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem so angetriebenen Führungselement 9 und dem Wälzkörper 8 wird das Drehmoment des Lenkantriebsmotors 17 dann auf den Wälzkörper 8 übertragen, um das mit der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit 1 ausgestattete Landfahrzeug 3 auf der Fahrbahn 10 angetrieben fortzubewegen.
Mittels des Lenkantriebs 7 kann das Gehäuse 6 in einer definierten Winkelstellung relativ zu dem Befestigungselement 2 arretiert werden. Der Lenkantrieb 17 umfasst einen Lenkantriebsmotor 22 und ein Lenkantriebsübertragungselement 23. Sowohl die 1 als auch die 3 zeigen, dass der Lenkantriebsmotor 22 an dem Befestigungselement 2 der Fahrwerkseinheit 1 angeordnet ist. Das Lenkantriebsübertragungselement 23 ist gemäß den Ausführungsbeispielen der 1 und 4 jeweils als Schneckenradgetriebe 24 ausgebildet. Dabei ist eine Schnecke 25 des Schneckenradgetriebes 24 drehfest an einer Abtriebswelle des Lenkantriebsmotors 22 befestigt, während ein Schneckenrad 26 des Schneckenradgetriebes 24 an einem oberen Ende des Gehäuses 6 drehfest mit diesem verbunden ist.
Die Verwendung eines Schneckenradgetriebes 24 ist besonders vorteilhaft, da die verwendeten Schneckenradgetriebe 24 selbsthemmend sind, sodass das Gehäuse 6 in einer gewählten Winkelstellung relativ zu dem Befestigungselement 2 auch bei unbetätigtem Lenkantriebsmotor 22 in der zuvor eingestellten Winkelstellung verharrt. Zudem lassen sich mittels der dargestellten Schneckenradgetriebe 24 hohe Lenkkräfte übertragen, was insbesondere bei mit erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheiten 1 ausgestatteten Landfahrzeugen 3, die hohe Lasten aufnehmen sollen, wie beispielsweise fahrerlose Transportsystemen im industriellen Einsatz, vorteilhaft ist.
In den vorliegenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheiten 1 sind die verwendeten Lenkantriebsmotoren 22 und der Fahrantriebsmotor 17 der Fahrwerkseinheit 1 gemäß 1 Elektromotoren. Denkbar ist aber auch die Verwendung von Hydraulikmotoren und/oder Pneumatikmotoren als Lenkantriebsmotoren 22 beziehungsweise Fahrantriebsmotoren 17.
Die Fahrwerkseinheit 1 gemäß 1 weist zudem einen Drehübertrager 27 zur Übertragung elektrischer Energie an den an dem Gehäuse 6 angeordneten Fahrantriebsmotor 17 auf. Der elektrische Drehübertrager 27 ist dabei als elektrischer Schleifringübertrager ausgebildet und in der 1 nur stark schematisiert dargestellt.
Eine Geschwindigkeitsregelung der in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit 1 erfolgt über eine Steuerung des Fahrantriebsmotors 17. Bei einer anderen, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform einer ebenfalls erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheit 1 ist zur Geschwindigkeitsregelung vorgesehen, dass ein Abstand zwischen der Schwenkachse S und der Führungsachse F zum Zwecke einer Geschwindigkeitsänderung veränderbar ist.
Um eine gute Kraftübertragung von dem Fahrantrieb 16 über das Führungselement 9 an den Wälzkörper 8 zu ermöglichen, ohne dass selbst bei höheren Belastungen Schlupf zwischen dem Führungselement 9 und dem Wälzkörper 8 auftritt, ist das Führungselement 9 zwischen dem Gehäuse 6 und Wälzkörper 8 zumindest in Gebrauchsstellung der Fahrwerkseinheit 1 schon allein aufgrund der Gewichtskraft, die auf die Fahrwerkseinheit 1 einwirkt, vorgespannt gehalten. Je höher die Gewichtsbelastung ist, die auf die Fahrwerkseinheit 1 und ihre Elemente einwirkt, desto höher ist auch die Kraft, mit der das Führungselement 9 auf den kugelförmigen Wälzkörper 8 gepresst wird.
Das Gehäuse 6 ist mittels eines ersten Axiallagers 28 gegenüber dem Befestigungselement 2 drehbar gelagert. Das Führungselement 9 ist mittels eines zwischen dem Gehäuse 6 und dem Führungselement 9 angeordneten weiteren Axiallagers 29 drehbar an dem Gehäuse 6 gelagert.
Bemerkenswert ist, dass ein Radius des Axiallagers 29 größer als der Abstand zwischen der Führungsachse F und der Schwenkachse S ist. Dies hat den Effekt, dass das Führungselement 9 auch bei großer Belastung der Fahrwerkseinheit 1 nicht wegkippt und sich nicht von dem Gehäuse 6 ablöst. Dies begünstigt eine gute Stabilität der Fahrwerkseinheit 1 auch bei höheren Belastungen.
Das Befestigungselement 2 weist einen Zapfen 31 auf, auf den das Gehäuse 6 in Gebrauchsstellung aufgesteckt ist. An dem Zapfen 31 sind Radiallager 30 angeordnet, die der drehbaren Lagerung des Gehäuses 6 auf dem Zapfen 31 dienen.
Das Führungselement 9 ist an einem freien Ende einer Führungswelle 32 angeordnet und drehfest mit dieser verbunden. Die Führungswelle 32 ist in eine Ausnehmung 33 des Gehäuses 6 eingesteckt. Innerhalb der Ausnehmung sind weitere Radiallager 30 angeordnet, mittels derer die Führungswelle 32 drehbar gelagert in der Ausnehmung 33 des Gehäuses 6 gehalten ist.
Der kugelförmige Wälzkörper 8 der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele der Fahrwerkseinheit 1 besteht aus einem bei bestimmungsgemäßem Gebrauch nahezu inkompressiblem Werkstoff. Denkbar ist es, den Wälzkörper 8 aus Stahl oder Edelstahl oder einer Legierung davon zu fertigen. Besonders bevorzugt ist jedoch die Verwendung eines Hartkunststoffes, da so ein Wälzkörper 8 geschaffen werden kann, bei dessen Verwendung auf unterschiedlichsten Fahrbahnen 10 aus unterschiedlichsten Materialen Beschädigungen der Fahrbahn 10 effektiv vermieden werden können.
Insbesondere bei Verwendung eines Wälzkörpers 8 aus Hartkunststoff kann ein Verschleiß des Führungselements 9 reduziert oder gar vollständig vermieden werden, wenn das Führungselement 9 aus Metall, beispielsweise aus Stahl oder Edelstahl oder einer Legierung davon gefertigt ist.
Die in den 1 und 4 dargestellten Fahrwerkseinheiten 1 sind Bestandteil eines in den Figuren nur stark schematisiert dargestellten Fahrwerks 4.
Das Fahrwerk 4 umfasst dabei mehrere der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheiten 1, wobei zumindest eine der erfindungsgemäßen Fahrwerkseinheiten 1 eine solche ist, wie sie in 1 dargestellt ist, also eine solche, die neben einem Lenkantrieb 7 auch einen Fahrantrieb 16 umfasst. Zumindest eine der übrigen Fahrwerkseinheiten 1 dieses Fahrwerks 4 ist eine solche, wie sie in 4 dargestellt ist, also eine Fahrwerkseinheit 4, die zwar einen Lenkantrieb 7, jedoch keinen Fahrantrieb 16 umfasst.
Das erfindungsgemäße Fahrwerk 4 ist dabei an dem ebenfalls nur stark schematisiert in den Figuren dargestellten Landfahrzeug 3 angeordnet. Bei dem Landfahrzeug 3 handelt es sich beispielsweise um ein fahrerloses Transportsystem für eine industrielle Anwendung. Andere Einsatzgebiete der Fahrwerkseinheiten 1 sind aber auch vorstellbar.
Mittels der in den Figuren dargestellten Fahrwerkseinheiten 1, dem Fahrwerk 4 und dem Landfahrzeug 3 lässt sich nachfolgend beschriebenes Verfahren zur Fortbewegung des Landfahrzeugs 3 durchführen.
Dabei ist vorgesehen, dass wenigstens ein Wälzkörper 8 des Landfahrzeugs 3 in einer punktförmigen Auflage auf die Fahrbahn 10 gestellt wird. Danach wird das Gehäuse 6 der jeweiligen Fahrwerkseinheiten 1 des Fahrwerks 4 des Landfahrzeugs 3 an dem jeweiligen Wälzkörper 8 abgestützt. Die an dem jeweiligen Gehäuse 6 angeordnete Wälzkörperaufnahme 12 ist derart mit dem Wälzkörper 8 gekoppelt, dass eine Lageveränderung des Wälzkörpers 8 auf der Fahrbahn 10 eine korrespondierende Lageveränderung des Landfahrzeugs 3 erzwingt.
Zur Fortbewegung des Landfahrzeugs 3 wird dann eine entlang eines Tangentialvektors ausgerichtete, motorisch erzeugte Antriebskraft auf den Wälzkörper 8 eingebracht und eine Richtung des Tangentialvektors relativ zu dem Wälzkörper 8 geändert, um eine Fahrtrichtung des Landfahrzeugs 3 zu ändern.
Die zuvor beschriebene Fahrwerkseinheit 1 kann auch bei einer in den Figuren nicht dargestellten Massagevorrichtung als Massagekopf, der eine zu massierende Körperoberfläche bei Gebrauch der Massagevorrichtung berührt zum Einsatz kommen und als Massagekopf verwendet werden.
Die Erfindung betrifft die Fahrwerkseinheit 1, das Fahrwerk 4, das Landfahrzeug 3, das Verfahren zur Fortbewegung eines solchen Landfahrzeugs 3 sowie eine Massagevorrichtung mit einer Fahrwerkseinheit 1 als Massagekopf und die Verwendung einer Fahrwerkseinheit 1 als Massagekopf. Um eine omnidirektionale Beweglichkeit der Fahrwerkseinheit 1 auf einer Fahrbahn 10 oder, allgemein gesprochen, einer Oberfläche zu ermöglichen, weist die Fahrwerkseinheit 1 das Gehäuse 6, das um die Schwenkachse S schwenkbar gelagert an dem Befestigungselement 2 angeordnet ist, und einen Wälzkörper 8 auf, mit dem die Fahrwerkseinheit 1 die Fahrbahn 10 oder Oberfläche punktförmig kontaktiert. Um das Gehäuse 6 gezielt zu verschwenken, ist der Lenkantrieb 7 vorgesehen. Zwischen dem Gehäuse 6 und dem Wälzkörper 8 ist das um die Führungsachse F drehbar an dem Gehäuse 6 gelagerte Führungselement 9 vorgesehen, an dem der Wälzkörper 8 ebenfalls punktförmig anliegt und das zusammen mit der Schwenkstellung des Gehäuses 6 eine Rollrichtung des Wälzkörpers 8 und damit eine Fortbewegungsrichtung des Landfahrzeugs 3 vorgibt (1).
Bezugszeichenliste

1: Fahrwerkseinheit
2: Befestigungselement
3: Landfahrzeug
4: Fahrwerk
5: Verschraubung
6: Gehäuse
7: Lenkantrieb
8: Wälzkörper
9: Führungselement
10: Fahrbahn
11: Mittelpunkt von 8
12: Wälzkörperaufnahme
13: Kraftübertragungselement
14: Kraftübertragungsrolle
15: Führungsscheibe
16: Fahrantrieb
17: Fahrantriebsmotor
18: Drehmomentübertragungsvorrichtung
19: Abtriebswelle von 17
20: Zahnrad
21: Zahnkranz
22: Lenkantriebsmotor
23: Lenkantriebsübertragungselement
24: Schneckenradgetriebe
25: Schnecke
26: Schneckenrad
27: Drehübertrager
28: Axiallager zwischen 2 und 6
29: Axiallager zwischen 6 und 9
30: Radiallager
31: Zapfen
32: Führungswelle
33: Ausnehmung in 6
S: Schwenkachse
F': Führungsachse

Claims

Fahrwerkseinheit (1) mit einem Befestigungselement (2) zur Befestigung der Fahrwerkseinheit (1) an einem Landfahrzeug (3) und mit einem Gehäuse (6), wobei das Gehäuse (6) um eine Schwenkachse (S) schwenkbar oder drehbar gelagert mit dem Befestigungselement (2) verbunden ist, mit einem Lenkantrieb (7) sowie mit einem Wälzkörper (8) und mit einem zwischen dem Gehäuse (6) und dem Wälzkörper (8) angeordneten, um eine Führungsachse (F) drehbar an dem Gehäuse (6) gelagerten Führungselement (9), – wobei der Lenkantrieb (7) dazu eingerichtet ist, das Gehäuse (6) um die Schwenkachse (S) relativ zu dem Befestigungselement (2) zu drehen oder zu verschwenken, – wobei der Wälzkörper (8) jeweils eine punktförmige Auflage an einer Fahrbahn (10) einerseits und an dem Führungselement (9) andererseits aufweist, – und wobei die Schwenkachse (S) des Gehäuses (6) durch einen Mittelpunkt (11) des Wälzkörpers (8) verläuft und beabstandet zu der Führungsachse (7) des Führungselements (9) ist.
Fahrwerkseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrwerkseinheit (1) eine drehfest mit dem Gehäuse (6) verbundene Wälzkörperaufnahme (12), insbesondere einen Käfig (12), aufweist, in der der Wälzkörper (8) angeordnet und beweglich geführt ist, insbesondere axial vor einem Herausfallen aus der Wälzkörperaufnahme (12) gesichert ist.
Fahrwerkseinheit (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (8) eine Kugel ist.
Fahrwerkseinheit (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Wälzkörperaufnahme (12) zwei sich gegenüberliegend angeordnete Kraftübertragungselemente (13) vorgesehen sind, insbesondere zwei sich gegenüberliegend angeordnete Paare von drehbar an der Wälzkörperaufnahme (12) gelagerten Kraftübertragungsrollen (14), deren Rotationsachsen quer oder rechtwinklig zu der Schwenkachse (S) des Gehäuses (6) ausgerichtet sind.
Fahrwerkseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (9) eine, insbesondere runde oder kreisrunde, Führungsscheibe (15) ist.
Fahrwerkseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrwerkseinheit (1) einen Fahrantrieb (16) mit einem an dem Gehäuse (6) angeordneten Fahrantriebsmotor (17) umfasst, der über eine Drehmomentübertragungsverbindung (18), insbesondere über eine Reibradverbindung und/oder eine Zahnradverbindung, mit dem Führungselement (9) verbunden und dazu eingerichtet ist, das Führungselement (9) rotierend anzutreiben.
Fahrwerkseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (6), insbesondere mittels des Lenkantriebs (7), in einer definierten Winkelstellung relativ zu dem Befestigungselement (2) arretierbar ist und/oder dass der Lenkantrieb (7) einen zwischen dem Gehäuse (6) und dem Befestigungselement (2) und/oder einem Landfahrzeug (3) anordenbaren oder angeordneten Lenkantriebsmotor (22) und ein zwischen dem Gehäuse (6) und dem Befestigungselement (2) und/oder einem Landfahrzeug (3) anordenbares oder angeordnetes Lenkantriebsübertragungselement (23), insbesondere ein Stirnradgetriebe und/oder ein Reibradgetriebe und/oder ein Schneckenradgetriebe (24), umfasst, mit denen für das Verschwenken des Gehäuses (6) relativ zu dem Befestigungselement (2) erforderliche Lenkkräfte übertragbar sind.
Fahrwerkseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder der Lenkantriebsmotor (22) und/oder ein oder der Fahrantriebsmotor (17) als Elektromotor, Hydraulikmotor und/oder als Pneumatikmotor ausgebildet ist/sind.
Fahrwerkseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrwerkseinheit (1) zumindest einen Drehübertrager (27) zur Übertragung von Energie an einen oder den an dem Gehäuse (6) angeordneten Fahrantriebsmotor (17) und/oder Lenkantriebsmotor (22) aufweist, insbesondere einen elektrischen Drehübertrager (27) und/oder einen hydraulischen Drehübertrager und/oder einen pneumatischen Drehübertrager.
Fahrwerkseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen der Schwenkachse (S) und der Führungsachse (F) veränderbar ist.
Fahrwerkseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (9) zwischen dem Gehäuse (6) und dem Wälzkörper (8) vorgespannt gehalten ist.
Fahrwerkseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (9) mittels eines Axiallagers (29) drehbar an dem Gehäuse (6) gelagert ist, insbesondere wobei ein Radius des Axiallagers (29) gleich oder größer als ein Abstand zwischen der Schwenkachse (S) und der Führungsachse (F) ist.
Fahrwerkseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (8) aus einem nahezu inkompressiblen Werkstoff, insbesondere aus Stahl oder Edelstahl oder aus einer Legierung davon oder vorzugsweise aus Hartkunststoff, besteht und/oder dass das Führungselement (9) aus Metall, insbesondere aus Stahl oder Edelstahl oder einer Legierung davon, und/oder aus Karbon besteht und/oder eine Metallbeschichtung aufweist.
Fahrwerk (4) mit wenigstens einer Fahrwerkseinheit (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche.
Fahrwerk (4) nach Anspruch 14, wobei das Fahrwerk (4) wenigstens eine Fahrwerkseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 mit einem Fahrantrieb (16) und wenigstens eine weitere Fahrwerkseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ohne einen Fahrantrieb (16) umfasst.
Landfahrzeug (3) mit einem Fahrwerk (4) nach Anspruch 14 oder 15.
Verfahren zur Fortbewegung eines Landfahrzeugs (3), wobei wenigstens ein Wälzkörper (8) in einer punktförmigen Auflage auf eine Fahrbahn (10) gestellt wird, ein Gehäuse (6) einer Fahrwerkseinheit (1) eines Fahrwerks (4) des Landfahrzeugs (3) an dem Wälzkörper (8) abgestützt wird und eine an dem Gehäuse (6) angeordnete Wälzkörperaufnahme (12) mit dem Wälzkörper (8) derart gekoppelt ist oder wird, dass eine Lageveränderung des Wälzkörpers (8) auf der Fahrbahn (10) eine korrespondierende Lageveränderung des Landfahrzeugs (3) erzwingt, wobei zur Fortbewegung des Landfahrzeugs (3) auf den Wälzkörper (8) eine entlang eines Tangentialvektors ausgerichtete, motorisch erzeugte Antriebskraft eingebracht wird und wobei eine Richtung des Tangentialvektors relativ zu dem Wälzkörper (8) geändert wird, um eine Fahrtrichtung des Landfahrzeugs (3) zu ändern.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Wälzkörper (8) eine Kugel ist.
Massagevorrichtung mit einem eine zu massierende Körperoberfläche bei Gebrauch der Massagevorrichtung berührenden Massagekopf, wobei der Massagekopf eine Fahrwerkseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ist.
Verwendung einer Fahrwerkseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als Massagekopf.