DE202018006389U1

DE202018006389U1 - Magnetisches Antriebssystem

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Publication number: DE202018006389U1
Application number: DE202018006389.4U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2018-03-12
Publication date: 2020-03-26
Anticipated expiration: 2028-03-13

Abstract

Magnetisches Antriebssystem eines auf einer Bewegungsoberfläche (1) einer Deckplatte (3) fortbewegbaren Gegenstandes (2), umfassend den darauf frei beweglichen und mittelbar oder unmittelbar mit einem Dauermagneten (4) verbundenen oder magnetischen oder magnetisierbaren fortbewegbaren Gegenstand (2), eine unter der Deckplatte (3) verfahrbar angeordnete Antriebseinheit (5;6) mit einem Elektromotor (22), einem Antriebsrad (7) und einem nach oben gerichteten Haltemagneten (8), mit dem der unmittelbar darüber auf der Deckplatte (3) platzierte fortbewegbare Gegenstand (2) magnetisch gekoppelt ist und weiterhin umfassend eine Stromversorgung und eine Steuerungselektronik, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite der Deckplatte (3) mechanisch führungsfrei ausgestaltet ist, das magnetische Antriebssystem eine Fernsteuerung für die Antriebseinheit (5;6;25;26) und damit den fortbewegbaren Gegenstand (2) aufweist, die Antriebseinheit (5;6;25;26) eine ferngesteuerte Lenkvorrichtung aufweist und dass die Antriebseinheit (5;6;25;26) in beliebige Richtungen unter der Deckplatte (3) steuerbar ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Antriebssystems eines auf einer Bewegungsoberfläche einer Deckplatte fortbewegbaren Gegenstandes gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches, insbesondere ein elektromechanisches System zum Antrieb einer Vielzahl von fortbewegbaren Gegenständen in beliebige Richtungen und mit variablen Geschwindigkeiten auf einer Bewegungsoberfläche, wie beispielsweise die Fortbewegung von Miniaturkraftfahrzeugmodellen auf einer Modellanlage, über eine für den Betrachter verborgene Vorrichtung unter Anwendung des Kraftschlusses durch Magnetismus.
Es ist ein magnetisches Antriebssystem für Modelle, insbesondere von Miniaturkraftfahrzeugmodellen bekannt, EP 1 759 748 B1 , welches eine Deckplatte mit einer Bewegungsoberfläche mit einem darauf frei beweglichen und mit einem Dauermagneten versehenen fortbewegbaren Gegenstand aufweist, sowie eine unter der Deckplatte verfahrbar angeordnete Antriebseinheit mit einem Elektromotor, einer Stromversorgung, einer Steuerungselektronik, einem Antriebsrad, einer Lenkvorrichtung und einem nach oben gerichteten Dauermagneten, mit dem der unmittelbar darüber auf der Deckplatte platzierte fortbewegbare Gegenstand magnetisch gekoppelt ist, wobei die Antriebseinheit entlang mechanischer Führungen unterhalb der Deckblatte geführt und an ferromagnetischen Haltedrähten unterhalb der Deckplatte gehalten ist.
Nachteilig an diesem vorbekannten magnetischen Antriebssystem für Modelle ist insbesondere, dass die mechanische Führung der Antriebseinheiten zu einer sehr starren und quasi unveränderlichen Fahrspur eines auf der Bewegungsoberfläche mitgeführten fortbewegbaren Gegenstandes führt und dass das System während des Betriebs auch keine Änderungen der Fahrwege erlaubt, und dass damit auch keine realistischen Fahrsituationen wie beispielsweise Überholmanöver oder ein seitliches Vorwärts- oder Rückwärtseinparken eines als Miniaturkraftfahrzeugmodell ausgebildeten fortbewegbaren Gegenstandes möglich sind. Nachteiligerweise treten weiterhin durch das wiederholte Befahren von exakt denselben Bereichen auf der Bewegungsoberfläche zudem auch deutlich sichtbare Spuren durch Abrieb auf. Eine weitere Einschränkung ergibt sich in den Kreuzungsbereichen der Fahrbahnen durch die Überlagerung der einzelnen Fahrspuren. Auch gibt es eng einzuhaltende und stark eingrenzende Vorgaben bei der Verlegung der ferromagnetischen Haltedrähte und der Führungsnuten, was die zulässigen Abstände der Drähte und Führungsnuten zueinander und die erlaubten Winkel bei Überschneidungen betrifft. Das bedeutet insgesamt, dass bei diesem bekannten System kein wirklichkeitsgetreues Verkehrsgeschehen mit einer hohen Verkehrsdichte dargestellt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein magnetisches Antriebssystem mindestens eines auf einer Bewegungsoberfläche fortbewegbaren Gegenstandes zur Verfügung zu stellen, welches eine möglichst realitätsnahe und weitestgehend beliebige Bewegung auf einer Bewegungsoberfläche ermöglicht. Zudem soll sich ein fortbewegbarer Gegenstand automatisiert softwaregesteuert oder per Handsteuerung frei entlang in einem Rechner virtuell festlegbaren Leitspuren navigieren lassen, die sich auch während des Betriebs ändern lassen sollen. Als Folge soll ein System zur Verfügung gestellt werden, mit dem sich eine Vielzahl von präzise gesteuerten Einzelbewegungen von fortbewegbaren Gegenständen in beliebige Richtungen unabhängig voneinander ermöglichen lassen, auch in geringem Abstand zueinander und mit variablen Geschwindigkeiten. Außerdem soll eine flexible Festlegung oder Änderung der Bewegungsabläufe, auch während des Betriebs, gegeben sein.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des ersten Patentanspruches erfindungsgemäß aus den technischen Merkmalen dessen kennzeichnenden Teils dadurch, dass die Unterseite der Deckplatte mechanisch führungsfrei ausgestaltet ist, das magnetische Antriebssystem eine Fernsteuerung für die Antriebseinheit und damit für den fortbewegbaren Gegenstand aufweist, die Antriebseinheit eine ferngesteuerte Lenkvorrichtung aufweist und die Antriebseinheit spurfrei und manuell oder softwaregesteuert in beliebige Richtungen unter der Deckplatte steuerbar ausgebildet ist. Durch diese weitgehende Spurfreiheit kann auf einer Bewegungsfläche auf einer Deckplatte ein beliebiges Straßenbild aufgezeichnet und der Straßenverlauf mittels eines Computerprogramms in einen Rechner eingegeben werden, sodass beispielsweise dem Aufbau eines absolut realitätsnahen Landschaftsmodells keine Beschränkungen auferlegt werden müssen.
Diese „Spurfreiheit“ bedeutet aber auch, dass ein etwa als Miniaturkraftfahrzeugmodell ausgebildeter fortbewegbarer Gegenstand auf einer auf der Bewegungsoberfläche aufgezeichneten Straße nicht permanent in der Mitte seiner Fahrspur bleiben muss, sondern bei mehrmaligem Befahren der Straße auch leicht versetzt dazu weiter rechts oder links fahren kann, sodass in der Folge kaum Verschleißspuren auftreten, ebenso wie diese Spurfreiheit beispielsweise ein Rückwärtseinparken in eine Parkbucht oder ein Überholen anderer Modelle an beliebiger Stelle erlaubt, was bei einer mechanisch geführten Version gemäß dem vorgenannten Stand der Technik unmöglich ist. Jedem fortbewegbaren Gegenstand ist dabei genau eine Antriebseinheit zugeordnet. Weiterhin ist die genaue Lage und Bewegungsrichtung einer Antriebseinheit über eine Sensorik auf wenige Millimeter genau auswertbar, ebenso wie eine ununterbrochene Strom- und Informationsübertragung zu den Antriebseinheiten möglich ist. Das erfinderische Antriebssystem eignet sich aber nicht nur für die Bewegung von Miniaturkraftfahrzeugmodellen auf Modellbahnen, sondern ist auch in anderen Anwendungen zur kontrollierten Bewegung von Gegenständen einsetzbar, zum Beispiel für Spielzeugfiguren, Spielfiguren, Spielzeugfahrzeugen oder Kugeln oder in Demonstrations- oder Werbeanlagen, wobei die mechanische Vorrichtung zur Bewegung der Gegenstände für den Betrachter vorteilhafterweise nicht sichtbar ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich mit und in Kombination aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Gemäß einer ersten, besonders bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist unterhalb der Deckplatte eine parallel beabstandete Unterplatte angeordnet, wobei diese Parallelität durch eine Mehrzahl gleich langer Distanzstücke erzeugt wird, wodurch gewährleistet ist, dass die Antriebseinheit, die auf der Unterplatte aufgesetzt ist, immer den identischen Abstand zur Deckplatte aufweist, sodass die magnetische Kopplung des fortbewegbaren Gegenstandes sicher dauerhaft aufrechterhalten werden kann. Nur diese allerdings beliebig versetzbaren Distanzstücke beschränken die Absolutheit der Spurfreiheit des fortbewegbaren Gegenstandes, da nur dort der Antriebseinheit der Weg versperrt ist, weil auch die Oberseite der Unterplatte vollständig mechanisch führungsfrei ausgebildet ist.
Bei einer zweiten besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist unterhalb der Deckplatte eine magnetisierbare Schicht angeordnet und die Antriebseinheit mit einem nach oben gerichteten Haltemagneten versehen, welcher die Antriebseinheit unterplattenfrei an die Unterseite der Deckplatte magnetisch angezogen hält, sodass das Erfordernis einer Unterplatte vollständig entfällt, was einen vereinfachten Einbau des Systems sowie eine vereinfachte Zugriffsmöglichkeit auf die Antriebseinheit ermöglicht, falls diese zu Reparatur- oder Wartungszwecken abgenommen werden muss.
Die nachfolgend beschriebenen weiteren vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung betreffen im Wesentlichen jeweils beide Ausführungsformen mit Deckplatte und Unterplatte oder nur mit einer Deckplatte.
Entsprechend einer solchen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist entweder nur unter der Deckplatte oder auch auf der Unterplatte oder auf der Unterplatte und unter der Deckplatte eine stromleitende Schicht als Deck- oder Bodenschicht angeordnet, wobei die Antriebseinheit entsprechend entweder nur nach oben, nur nach unten oder nach oben und unten gerichtete Stromabnehmer aufweist, sodass sich im Wesentlichen drei mögliche Varianten ergeben, und zwar als erste Variante eine, bei der die Boden- und die Deckschicht jeweils aus einer durchgängigen leitenden Schicht bestehen, eine zweite Variante, bei der die Bodenschicht oder die Deckschicht mit einer Vielzahl von Kontaktflächen versehen ist und die gegenüberliegende Schicht aus einer durchgängig leitenden Schicht besteht, oder eine dritte Variante, bei der entweder die Bodenschicht oder die Deckschicht mit Kontaktflächen versehen ist und die gegenüberliegende stromleitende Schicht entfällt. So ist bei der ersten Variante eine einfache Strom- und Signalübertragung möglich und bei der zweiten und dritten Variante zusätzlich eine Positions- und Bewegungszustandserfassung des fortbewegbaren Gegenstandes.
Die stromleitenden Deck- und/ oder Bodenschichten versorgen die Antriebseinheit ununterbrochen mit einer Fahrspannung, wobei von der Steuerungselektronik über eine Modulation der Fahrspannung zusätzlich Informationen für die Steuerungselektronik der Antriebseinheit übermittelt werden können und die Antriebseinheit mit einer bestimmbaren Geschwindigkeit und Richtung fernsteuerbar ist, wodurch sich die fast absolute Spurfreiheit des Antriebssystems einstellt. Solche Informationen lassen sich jedoch vorteilhafterweise auch von einer Signalsende- und Empfangsvorrichtung durch optische Signale oder durch Funksignale von der Steuerungselektronik an die Antriebseinheit oder von dieser zurück an die Steuerungselektronik übermitteln.
Die stromleitenden Deck- und/ oder Bodenschichten der zweiten und dritten Variante sind bevorzugt in eine Vielzahl von elektrisch voneinander getrennten Kontaktflächen unterteilt, die vorteilhafterweise als runde oder eckige Flächenpunkte ausgeführt sind, wobei die Bereiche zur elektrischen Isolation zwischen den Kontaktflächen flächenmäßig möglichst so gering ausgebildet sind, dass ein Stromabnehmer der Antriebseinheit an jeder Position eine Kontaktfläche elektrisch sicher berührt und ein elektrischer Stromkreis mit der gegenüberliegenden stromleitenden Schicht oder mit einer anderen Kontaktfläche auf derselben Ebene geschlossen werden kann und eine ununterbrochene Stromübertragung und/ oder Signalübertragung zu den Antriebseinheiten erfolgt und eine Rückübertragung von Informationen von den Antriebseinheiten erfolgen kann. Die einzelnen Kontaktflächen sind untereinander elektrisch isoliert und sind entweder mit einzelnen Anschlüssen versehen oder die einzelnen Kontaktflächen werden vorteilhafterweise elektrisch zu Gruppen zusammengeschaltet, wobei bevorzugt Gruppen von Kontaktflächen als gerade oder bogenförmige Reihen und Spalten angeordnet werden und die einzelnen Reihen und Spalten ein mehrspaltiges und mehrzeiliges, vorteilhafterweise rechtwinkliges, Koordinatensystem bilden, sodass über eine geeignete Elektronik die Ortsinformation eines vorderen und/ oder eines hinteren Stromabnehmers der Antriebseinheit ausgelesen und verarbeitet werden kann. Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Kontaktflächen der Reihen und Spalten abwechselnd verschachtelt angeordnet und die Stromabnehmer der Antriebseinheit liegen an jeder Position mindestens auf einer Kontaktfläche einer Reihe und mindestens auf einer Kontaktfläche einer Spalte auf und die erkannte Ortsinformation des Stromabnehmers wird immer gleichzeitig aus mindestens einer erkannten Reihe und mindestens einer erkannten Spalte gebildet.
Andere Positions- und Bewegungserfassungsvorrichtungen sind denkbar, etwa eine, die mit einer Auswerteelektronik ausgestattet ist und bei der die Kontaktflächen der Unterplatte und/ oder der Deckplatte elektrisch mit Sensoren verbunden sind, die mit der Auswerteelektronik gekoppelt sind, mittels derer die Position, die Bewegungsrichtung und der Bewegungszustand der Antriebseinheit bestimmbar ist, oder eine, bei der jede Kontaktfläche mit einer auslesbaren Ortsinformation ausgestattet ist, wobei die Antriebseinheit dann mit einem entsprechenden Sensor zur Informationserkennung ausgestattet ist, oder eine, bei der die Antriebseinheit einen optischen Wegsensor aufweist und unter der Deckplatte und/ oder auf der Unterplatte Fahrlinien aufgezeichnet sind, die mit Ortsinformationen versehen sind, wobei die Antriebseinheit mittels des Wegsensors an oder zwischen den Fahrlinien entlangführbar ausgebildet sein kann, oder eine, bei der unter der Deckplatte und/ oder auf der Unterplatte auslesbare Informationen zur Bestimmung der Position in Form optischer Marken oder von Barcodes oder sonstigen optischen Codes aufgebracht sind, wobei die Antriebseinheit einen optischen Sensor aufweist, der als Detektor oder als Barcodeleser ausgebildet ist, oder eine, bei der unter der Deckplatte und/ oder auf der Unterplatte auslesbare Informationen in einem automatischen Identifikationssystem als Teil eines Radio-Frequency-Identification-Systems (RFID-Systems) in Transpondern kodiert sind, wobei die Antriebseinheit dazu einen Decoder für die Transpondersignale aufweist, oder eine, bei der die Positions- und Bewegungserfassungsvorrichtungen aus einem Ortungssystem mit mehreren unter der Deckplatte angeordneten Sendern besteht, wobei die Antriebseinheit dann mit einem Empfänger versehen ist und aus der geometrischen Anordnung der stationären Sender zu dem beweglichen Empfänger der Antriebseinheit rechnerunterstützt Informationen zu Position und Bewegungsrichtung der Antriebseinheit ermittelbar sind, oder eine, bei der die Positions- und Bewegungserfassungsvorrichtung für die Antriebseinheit und/ oder den fortbewegbaren Gegenstand aus einem optischen Ortungssystem mit einem für den fortbewegbaren Gegenstand über der Bewegungsoberfläche und/ oder mit einem für die Antriebseinheit bei einer unterplattenfreien Ausführungsform unter der Deckplatte angeordneten Kamerasystem und aus einer zugeordneten Auswerteeinheit besteht, oder eine, bei der mindestens ein Kamerasystem mit einem Abstand über der Bewegungsoberfläche angeordnet ist und die Bewegungen der Gegenstände optisch erfasst werden und eine zugeordnete elektronische Auswerte- und Steuerungseinheit die Bewegungen der Gegenstände ausführt oder unterstützt.
Die Deckplatte selber oder auch die mit der Unterplatte versehenen Deckplatte zusammen kann dabei bevorzugt dauerhaft verformbar ausgebildet sein, sodass sich nicht nur eine ebene zweidimensionale Bewegungsoberfläche verwirklichen lässt, sondern auch eine dreidimensionale Bewegungsoberfläche, wodurch sich zum Beispiel Erhöhungen und Senken einer Modelllandschaft erzeugen lassen, die von dem fortbewegbaren Gegenstand durchfahren werden kann.
Die Antriebseinheiten weisen dabei bevorzugt als Gleitkontakte ausgeführte Stromaufnehmer auf, wobei die Gleitkontakte ganz besonders vorteilhafte, flexible Metallfolien als eigentliche Kontaktflächen aufweisen, unter denen jeweils ein weiches elastisches Puffermaterial angeordnet ist, sodass der Gleitkontakt elastisch vorgespannt an die stromleitenden Deck- oder Bodenschichten angedrückt gehalten werden kann, ohne dort mechanische Schleifspuren zu hinterlassen oder die Reibwerte der Auflagerflächen der Antriebsräder nachteilig zu beeinflussen, wie dies bei Kontakten aus Graphit der Fall sein könnte.
Bei der Anordnung von stromleitenden Kontaktflächen auf nur einer Ebene mit dem Entfall der gegenüberliegenden stromleitenden Schicht gemäß der dritten Variante sind die Kontaktflächen abwechselnd mit unterschiedlichen Spannungspotentialen belegt und die Stromabnehmervorrichtung der Antriebseinheit ist mit zwei oder mehreren voneinander getrennten Einzelkontakten versehen, so dass an jeder Position immer mindestens ein Einzelkontakt auf dem einen Spannungspotential und ein weiterer Einzelkontakt auf dem anderen Spannungspotential aufliegt und ein Stromfluss zustande kommt und dass über die stromaktiven Kontaktflächen eine Erfassung der Ortsbestimmung der Stromabnehmervorrichtung durchführbar ist.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Antriebseinheit mit einem aufladbaren Energiespeicher, wie etwa einem Akku oder einem Kondensator ausgestattet, in dem permanent oder getaktet übertragene elektrische Energie zwischengespeichert werden kann. Durch diese Art der Stromversorgung wird ein kontinuierlicher Betrieb des Antriebssystems ohne zeitlichen Ausfall auf Grund begrenzter Akkulaufzeiten oder vorteilhaft auch die Überbrückung nicht stromführender Bereiche ermöglicht.
Alternativ dazu kann ein magnetisches Antriebssystem auch mit einer kabellosen Energie- und/ oder Signalübertragungsvorrichtung für die Antriebseinheit über eine Nahfeldübertragung oder eine Fernfeldübertragung von Energie und von Signalen ausgestattet sein, wobei die Antriebseinheit und die Deckplatte oder auch die Unterplatte für eine Nahfeldübertragung mit Mitteln für eine induktive oder eine kapazitive Kopplung ausgestattet sein kann, etwa mit einer separaten metallischen Schicht oder mit einer auch für diese Zwecke mitbenutzbaren magnetisierbaren Schicht zum Anziehen der Antriebseinheit an die Deck- oder Unterplatte. Das magnetische Antriebssystem kann dagegen für eine Fernfeldübertragung mit Mitteln zur Erzeugung und zum Empfang von elektromagnetischen Wellen, wie etwa Mikrowellensendern, unterhalb der Deckplatte und Mikrowellenempfängern an den Antriebseinheiten ausgestattet sein.
Bevorzugterweise sind auch im fortbewegbaren Gegenstand eine Empfangselektronik und etwa Leuchtmittel oder andere aktivierbare Bauteile angeordnet, wobei der fortbewegbare Gegenstand und die Antriebseinheit eine gegenseitige induktive Energie- und Informationsübertragungsvorrichtung aufweisen, sodass von der Antriebseinheit eine Energieübertragung zum fortbewegbaren Gegenstand erfolgen kann sowie eine Ansteuerung etwa von Fahrlicht, Blinkern oder eines akustischen Signalgebers eines als Fahrzeugmodell ausgebildeten fortbewegbaren Gegenstandes, sodass dieser noch realitätsnäher gestaltet werden kann.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung besteht die Lenkvorrichtung der Antriebseinheit aus zwei seitlich daran angeordneten Antriebsrädern, die jeweils von einem separaten Elektromotor angetrieben sind, wobei ein eigentlicher Lenkvorgang durch eine unterschiedlich schnelle Drehzahlansteuerung der Antriebsräder erfolgt, wodurch für einen als Miniaturkraftfahrzeugmodell ausgebildeten fortbewegbaren Gegenstand realitätsnahe Kurvenbewegungen mit kleinen Radien erzeugbar sind.
Entsprechend einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung weist die Antriebseinheit mindestens eine aktiv lenkbare Vorderachse mit einer Lenkvorrichtung, mindestens ein Rad und mindestens ein angetriebenes Vorder- oder Hinterrad auf, wobei mindestens eine Achse zweispurig und die andere Achse ein- oder zweispurig ausgebildet sein kann. Eine Ausführung mit Rädern verbessert dabei die Laufruhe und verringert zudem den Verschleiß. Das nur eine angetriebene Rad erspart weiterhin ein ansonsten erforderliches und technisch aufwendiges Differentialgetriebe.
Bevorzugterweise ist die zweispurige Antriebseinheit zwischen Vorder- und Hinterachse um eine Längsachse durch die Antriebseinheit drehbar mit einem Drehgelenk ausgestattet, wodurch ein permanenter Kontakt aller Räder, aber insbesondere des einen Antriebsrades mit der Oberfläche gewährleistet werden kann.
Mit den unterschiedlichen Antriebseinheiten können unterschiedlich groß und leistungsfähig ausgeführte Varianten zur Verfügung gestellt werden, um damit z.B. unterschiedlich große oder schwere Gegenstände auf der Deckplatte bewegen zu können.
Bei einem magnetischen Antriebssystem mit einer Unterplatte kann diese vorteilhafterweise mit einer magnetisierbaren Schicht und die Antriebseinheit selber mit einem nach unten gerichteten Haltemagneten ausgestattet sein, sodass die Antriebseinheit permanent an die Unterplatte angezogen gehalten wird, wodurch eine ausreichend starke Traktion der Antriebsräder der Antriebseinheit auf der Unterplatte gewährleistet ist und nicht die Gefahr besteht, dass die Antriebseinheit zwischen Deckplatte und Unterplatte stecken bleibt. Alternativ kann die Antriebseinheit jedoch auch mit einem freilaufendem Rad oder Schleifstück versehen sein, welches sich über eine Federkraft gegen die Unterseite der Deckplatte abstützt und so die Antriebseinheit als Reaktionskraft auf die Unterplatte angedrückt hält und damit ebenfalls die nötige Traktion der Antriebsräder sicherstellt. Eine umgekehrte Alternative ist natürlich genauso vorteilhaft zu verwirklichen, mit einem sich auf der Oberseite der Unterplatte abstützenden Rad oder Schleifstück, welches die Antriebseinheit fest unter der Deckplatte angedrückt hält.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der fortbewegbare Gegenstand mit mindestens einem einen Dauermagneten tragenden Gleitschlitten gekoppelt, der gleitend auf der Bewegungsoberfläche der Deckplatte aufliegt, wozu er oder zumindest seine Kontaktfläche zur Verminderung der Reibung aus einem Material mit sehr geringen Reibwert besteht, beispielsweise aus PTFE.
Der Gleitschlitten weist bevorzugt nach oben gerichtete Aufnahmedorne und der fortbewegbare Gegenstand von unten in ihn eingebrachte und dort vorhandene Vertiefungen auf, sodass die Aufnahmedorne vertikal frei beweglich in die Vertiefungen einführbar sind und der fortbewegbare Gegenstand spielbehaftet lose mit dem Gleitschlitten verbunden ist. Der Gleitschlitten ist dabei schmaler ausgebildet als die innere Spurweite eines beispielsweise als zweispuriges Fahrzeugmodell ausgebildeten fortbewegbaren Gegenstandes, sodass ein Fahrzeugmodell mit seinen eigenen Rädern auf der Bewegungsoberfläche aufstehen und darauf abrollen kann, wodurch sich die Authentizität der Modelle einer Modelllandschaft weiter verbessert.
Vorteilhafterweise ist der Gleitschlitten vorne in Fahrtrichtung eines solchen Fahrzeugmodells und hinten entgegen der Fahrtrichtung mit zwei voneinander beabstandeten Dauermagneten ausgestattet, deren magnetische Wirkung gleich oder bevorzugt umgekehrt gepolt nach unten gerichtet ist, wobei auch die Antriebseinheit mit zwei korrespondierend zu den Dauermagneten nach oben gerichteten, jeweils gegenpolig ausgerichteten Antriebsmagneten ausgestattet ist, sodass beispielsweise bei einer Kurvenfahrt der Antriebseinheit der fortbewegbare Gegenstand eine realitätsnahe Bewegungsänderung eines zweispurigen Fahrzeugmodells vollführt. Eine umgekehrte Polung der Magneten führt dabei zu einer zwangsweise immer richtigen Fahrtrichtungsanordnung eines Modells über einer Antriebseinheit.
Besonders bevorzugt ist in dem dem magnetischen Antriebssystem zugehörigen Rechner ein Computerprogramm installiert, welches die Bewegungsoberfläche in der Programm- und Datenstruktur abbildet, mit dem wahlfrei virtuelle Bereiche, Wege, Straßen mit Fahrspuren unterschiedlicher Breite und Spuranzahl oder Plätze erzeugbar sind, auf denen der fortbewegbare Gegenstand frei beweglich steuerbar ist, wobei die Bewegungsoberfläche auch auf einem Bildschirm darstellbar und/ oder frei veränderbar ausgebildet ist, sodass der Ausnutzung der vorhandenen Bewegungsoberfläche keinerlei Beschränkungen hinsichtlich ihrer Gestaltung auferlegt werden müssen, welche einzig von den die Deckplatte und die Unterplatte in definiertem Abstand zueinander haltenden Distanzstücken eingeschränkt wird, die jedoch ebenfalls frei zwischen der Deck- und der Unterplatte platziert werden können.
Dieses erfinderische magnetische Antriebssystem erlaubt es im Weiteren mehrere oder sogar beliebig viele fortbewegbare Gegenstände unabhängig voneinander detektierbar und unabhängig voneinander auf der Bewegungsoberfläche zu steuern, sodass mit einem Positionserfassungssystem mit den auf wenigen Millimetern genauen Koordinaten der Antriebssysteme die Steuerungssoftware die Bewegung mehrere Modellfahrzeuge so fein steuern kann, dass sogar eine hohe Verkehrsdichte und beispielsweise ein Aufstauen vor einer roten Ampel mit einem verzögerten Anfahren sowie auch Überholmanöver oder die Umsetzung von Vorfahrtsregeln problemlos verwirklicht werden können.
Denkbar ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, dass ein fortbewegbarer Gegenstand bzw. die Antriebseinheit über eine individuelle Steuerungsvorrichtung von einer Person frei oder entlang vordefinierter Routen und nur die Richtung vorgebend auf der Bewegungsfläche steuerbar ausgebildet ist, etwa per Handsteuerung mit miniaturisiertem Lenkrad oder sonstigen Controllern, sodass sich damit beispielsweise bei der Verwendung mehrere fortbewegbarer Gegenstände von mehreren Personen realistische Verkehrsverläufe oder Wettfahrten frei nachfahren lassen.
Die stromleitende Deck- und/ oder Bodenschicht ist vorteilhafterweise auf einseitigen, zweiseitigen oder mehrlagigen, starren oder flexiblen Leiterplatten erzeugt, die ggf. beliebig aneinander anreihbar sind, wodurch die Herstellung der Kontaktflächen und der leitenden Verbindungen der unterschiedlichen Potentiale auf oder in den Leiterplatten durch übliche bekannte Verfahren erzeugbar sind.
Nachfolgend sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

1 eine räumliche Teilansicht des magnetischen Antriebssystems zwischen einer Deckplatte und einer Unterplatte,
2 eine Explosionsdarstellung des Gegenstandes der 1,
3 eine seitliche Teilansicht eines zweiten magnetischen Antriebssystems mit nur einer Deckplatte,
4 eine Explosionsdarstellung einer Antriebseinheit des magnetischen Antriebssystems gemäß den 1 und 2,
5 eine erste Gesamtansicht einer stromleitenden Bodenschicht mit Ober- und Unterseite,
6 eine Ansicht des Gegenstandes der 5 von oben,
7 eine Ansicht des Gegenstandes der 5 von unten,
8 eine zweite Gesamtansicht einer stromleitenden Bodenschicht mit Ober- und Unterseite,
9 eine Ansicht des Gegenstandes der 8 von oben,
10 eine Ansicht des Gegenstandes der 8 von unten,
11 eine räumliche Explosionsdarstellung einer mit dem magnetischen Antriebssystem ausgestatteten Modelllandschaft,
12 eine räumliche Darstellung einer dritten Antriebseinheit des magnetischen Antriebssystems von schräg oben,
13 eine räumliche Darstellung der Antriebseinheit gem. 12 von schräg unten,
14 eine räumliche Darstellung einer vierten Antriebseinheit des magnetischen Antriebssystems von schräg oben, und
15 eine räumliche Darstellung der Antriebseinheit gem. 14 von schräg unten.

Das magnetische Antriebssystem eines auf einer Bewegungsoberfläche 1 fortbewegbaren Gegenstandes 2 besteht aus einer Deckplatte 3 mit der Bewegungsoberfläche 1 und einem darauf frei beweglich fortbewegbaren Gegenstand 2, der hier als Miniaturkraftfahrzeugmodell ausgebildet ist, aber auch als beliebiges anderes Miniaturmodell oder sonstiger beweglicher Gegenstand ausgeführt sein könnte, sowie aus einer angepassten Steuerungselektronik und einer Stromversorgung für die verschiedenen Bauteile.
Unter der Deckplatte 3 sind mehrere Antriebseinheiten 5;6;25;26 angeordnet mit jeweils mindestens einem Elektromotor 22, einer Steuerungselektronik, einem Antriebsrad 7 sowie mit einem Haltemagneten 8. Eine Antriebseinheit 6, wie sie in 3 dargestellt ist, zeigt nur einen Haltemagneten 8, die Antriebseinheiten, wie sie in den 1, 2, 4 und 12 - 15 dargestellt sind, sind dagegen mit jeweils zwei nach oben gerichteten Haltemagneten 8 versehen, wobei jede Antriebseinheit 5;6;25;26 mit einem unmittelbar darüber auf der Deckplatte 3 platzierten fortbewegbaren Gegenstand 2 magnetisch gekoppelt ist.
Diese Kopplung erfolgt unter Zwischenschaltung eines zwei Dauermagneten 4 tragenden Gleitschlittens 18, der aus einem Material mit sehr geringem Reibwert besteht, wie beispielsweise aus PTFE oder der mit einer entsprechenden Kontaktschicht zur Bewegungsoberfläche 1 hin ausgebildet ist und darauf gleitend aufliegt, wobei der Gleitschlitten 18 schmaler ausgeführt ist als die innere Spurweite des als zweispurigen Fahrzeugmodells ausgebildeten fortbewegbaren Gegenstandes 2, sodass dieser mit seinen eigenen drehbaren Rädern 20 selber auf der Bewegungsoberfläche 1 aufstehen und dort abrollen kann.
Der Gleitschlitten 18 weist des Weiteren zwei nach oben gerichtete Aufnahmedorne 19 und der fortbewegbare Gegenstand 2 von unten in ihn eingebrachte oder dort bereits vorhandene Vertiefungen auf, sodass sich bei einem einfachen Aufsetzen des fortbewegbaren Gegenstandes 2 die Aufnahmedorne 19 frei in die Vertiefungen hinein erstrecken können, wodurch der fortbewegbare Gegenstand 2 spielbehaftet und lose mit dem Gleitschlitten 18 verbunden ist. Auch mechanische, elastische, kraft- oder stoffschlüssige Verbindungen des fortbewegbaren Gegenstandes 2 mit dem Gleitschlitten 18 sind möglich, auch solche, bei denen der Gleitschlitten 18 geringfügig von der Oberfläche der Deckplatte 3 geringfügig abgehoben ist, die aber zeichnerisch nicht dargestellt sind.
Die Dauermagneten 4 des Gleitschlittens 18 des fortbewegbaren Gegenstandes 2 sind vorne in Fahrtrichtung und hinten entgegen der Hauptbewegungsrichtung voneinander beabstandete und in ihrer magnetischen Ausrichtung umgekehrt gepolt nach unten ausgerichtet daran angeordnet, sodass der Gleitschlitten 18 des fortbewegbaren Gegenstandes 2 immer nur richtig in der Hauptbewegungsrichtung der Antriebseinheit 5;6;25;26 mit ihren zwei korrespondierend dazu angeordneten Antriebsmagneten 8 aufsetzbar ist.
Wie in den 1, 2 und 11 dargestellt ist, weist eine erste Ausführungsform der Erfindung eine unter der Deckplatte 3 angeordnete Unterplatte 9 auf und zwischen den Platten 3;9 eine Mehrzahl gleich langer Distanzstücke 10, die an beliebigen Stellen festgelegt werden können und zwischen denen die Antriebseinheit 5 bzw. mehrere Antriebseinheiten 5, wie in 11 gezeigt, vollkommen spurfrei und manuell oder softwaregesteuert in beliebige Richtungen fernsteuerbar angeordnet sind.
Eine zweite Ausführungsform, wie sie in 3 dargestellt ist, weist unterhalb der Deckplatte 3 eine magnetisierbare Schicht 11 auf, an die die Antriebseinheit 6 mit einem nach oben gerichteten Haltemagneten 8 magnetisch an die Unterseite der Deckplatte 3 angezogen gehalten wird, sodass diese zweite Version ohne eine zusätzliche Unterplatte 9 auskommt. Ihr Stromabnehmer 14 ist innerhalb eines als Ring ausgebildeten Gleitstückes 30 angeordnet, das im Wesentlichen die magnetische Haltekraft abstützt.
Die Antriebseinheiten 5;6 der in den 1-4 und 11 dargestellten Versionen weisen beidseitige Antriebsräder 7 als Hinterräder auf, die von je einem Elektromotor 22 separat angetrieben sind, sodass durch deren identischer oder variierender Drehzahlansteuerung eine geradlinige Fortbewegung oder beliebige Kurvenfahrten möglich sind.
Weiterhin weist eine Antriebseinheit 5 zwei nach oben gerichtete Haltemagnete 8, einen nach oben gerichteten Stromabnehmer 14, einen nach unten gerichteten Stromabnehmer 15 sowie einen nach unten gerichteten Haltemagneten 23 auf, der mit einer magnetisierbaren Schicht 11 unter der stromleitenden Bodenschicht 13 der Unterplatte 9 zusammenwirkt und damit die Traktion der Antriebsräder 7 der Antriebseinheit 5 auf der Unterplatte 9 verbessert. Der nach unten oder oben gerichtete Stromabnehmer 14;15 dieser Versionen dient gleichzeitig als Gleitfläche des Vorderteils der Antriebseinheit 5;6 und damit als Ersatz von Vorderrädern, wobei die Funktion einer Gleitfläche auch hier im Wesentlichen wieder von einem separaten Gleitstück 30 übernommen werden kann, welches um die Stromabnehmer 14;15 herum angeordnet ist, wie dies insbesondere aus 4 deutlich wird.
Die in 12 und 13 gezeigte dritte Antriebseinheit 25 des magnetischen Antriebssystems weist ebenso wie die in 14 und 15 dargestellte vierte Antriebseinheit 26 eine aktiv lenkbare zweispurige Vorderachse mit einer Lenkvorrichtung 29 und mit zwei nicht angetriebenen Rädern 27 und jeweils ein angetriebenes Hinterrad 7 auf, wobei die Hinterachse der Antriebseinheit 25 ebenfalls zweispurig ausgeführt ist, wohingegen die Hinterachse der Antriebseinheit 26 nur einspurig ausgebildet ist, sodass die insgesamt dreirädrige Ausführung für stets sicheren Stand und zuverlässige Funktion sorgt, wozu die dritte zweispurige Version der Antriebseinheit 25 zwischen Vorder- und Hinterachse mit einem um eine Längsachse durch die Antriebseinheit 25 drehbaren Drehgelenk 28 ausgestattet ist, wodurch ein permanenter Kontakt aller Räder, aber insbesondere des Antriebsrades mit der Oberfläche sicher gewährleistet wird.
Die Deckplatte 3 und/ oder die Unterplatte 9 weisen der Antriebseinheit 5 als Deckschicht 12 und Bodenschicht 13 zugewandte stromleitende Kontaktschichten mit einer Vielzahl von Kontaktflächen 16;17 zur Stromübertragung und/ oder zur Übertragung von Informationen in Form einer modulierten Fahrspannung auf, die über die Stromabnehmer 14;15, die als Gleitkontakte ausgeführt sind, von der Antriebseinheit 5;6 abgenommen wird. Die Stromabnehmer 14;15 bestehen jeweils aus einer dünnen flexiblen Metallfolie, unter der ein weiches elastisches Puffermaterial 24 angeordnet ist, mit dem ein Gleitkontakt elastisch auf die stromleitenden Deck- oder Bodenschicht 12;13 angedrückt gehalten ist.
Die zur Verwirklichung eines Stromkreises erforderlichen Kontaktflächen 16;17 zur Stromübertragung, und auch zur Signalübertragung, sowie zum Detektieren des Orts der Stromabnahme, sind als runde oder eckige Flächenpunkte ausgebildet und wie in den 5-10 dargestellt, in Reihen und Spalten nebeneinander angeordnet, wobei diese beispielsweise auf einer Seite einer zweiseitigen Leiterplatte erzeugt sind und einander benachbarte Kontaktflächen 16;17 jeweils abwechselnd entweder einer Reihe oder einer Spalte zugeordnet sind und bei der Stromabnahme durch einen Stromabnehmer 14;15 der Antriebseinheit 5;6;25;26 ein Stromkreis einer Reihe und/ oder ein Stromkreis einer Spalte auch für das Auslesen der Ortsinformation geschlossen wird und über den angeschlossenen Prozessrechner die Spalte und/ oder die Reihe der Stromabnahme detektierbar und damit die Position der Antriebseinheit 5;6;25;26 erkennbar ist.
Bei einer Ausführungsform, wie sie in den 5-7 dargestellt ist, sind zeilen- oder spaltenversetzt angeordnete Kontaktflächen 16;17 in zwei parallelen Spalten auf der Oberfläche miteinander elektrisch verbunden und die dazwischen angeordneten Kontaktflächen 17;16 dazu querverbunden auf der Unterseite der Leiterplatte. Bei einer anderen Ausführungsform, wie sie in den 8-10 gezeigt ist, erfolgt die Verbindung der einzelnen Kontaktflächen 16;17 zeilen- und spaltenweise unterhalb der Kontaktflächen 16;17, wobei jeweils die 5 und 8 Gesamtansichten darstellen, die 6 und 9 die Oberflächen und die 7 und 10 die Rückseiten der Leiterplatten mit ihren jeweiligen Verbindungen der Kontaktflächen 16;17 auf deren Oberseiten.
Bei der Strom- und/ oder Signalübertragung, und/ oder der Informationsrückübertragung über nur eine Ebene beim Entfall der gegenüberliegenden stromleitenden Schicht sind die Stromabnehmer 14;15 der Antriebseinheit 5;6;25;26, zeichnerisch nicht dargestellt, mit mehreren Einzelkontakten ausgestattet, die über Gleichrichterdioden abwechselnd antiparallel zusammengeschaltet sind, dass die Stromübertragung über mindestens zwei gleichzeitig stromwirksame Kontaktflächen 16;17 unterschiedlichen Potentials erfolgt, mit mindestens einer Kontaktberührung für die Stromzuführung und mindestens einer Kontaktberührung für die Stromrückführung, wodurch auch die Stromabnahme über die Kontaktflächen 16;17 einer Spalte und einer Reihe durch den angeschlossenen Prozessrechner zur Ortsbestimmung detektierbar ist und damit die Position der Antriebseinheit 5;6;25;26 erkennbar ist.
Die Antriebseinheit 5;6;25;26 ist mit einem zeichnerisch nicht dargestellten aufladbaren Energiespeicher in Form eines Akkus oder Kondensators ausgestattet, sodass elektrische Energie auch getaktet übertragen werden kann oder kleine Bereiche auch ohne Stromzufuhr sicher von der Antriebseinheit 5;6;25;26 überbrückt werden können. Zeichnerisch ebenfalls nicht dargestellt ist eine kabellose Energie- und/ oder Signalübertragungsvorrichtung für die Antriebseinheit 5;6, mit einer Nahfeldübertragung über eine induktive oder kapazitive Kopplung oder mit einer Fernfeldübertragung mittels elektromagnetischer Wellen, für die der Zwischenraum zwischen den beiden Platten 3;9 hermetisch gegen austretende elektromagnetische Wellen abgeschirmt sein müsste.
11 zeigt eine beispielhaft dargestellte Modelllandschaft mit einer Bewegungsoberfläche 1 auf einer Deckplatte 3 mit mehreren als Miniaturkraftfahrzeugmodellen ausgebildeten fortbewegbaren Gegenständen 2, die jeweils mit korrespondierend unmittelbar darunter angeordneten Antriebseinheiten 5 magnetisch gekoppelt und von diesen entlang der frei programmierbaren Fahrspuren bewegbar sind, wobei diese vollkommene Spurfreiheit nur von den Distanzstücken 10 zwischen der Deckplatte 3 und der Unterplatte 9 eingeschränkt wird, die jedoch beliebig umplatzierbar ausgebildet sind, sodass die Antriebseinheiten 5 tatsächlich vollkommen spurfrei manuell oder softwaregesteuert in beliebige Richtungen unter der Deckplatte 3 fernsteuerbar ausgebildet sind. Gleiches gilt für die anderen beschriebenen Antriebseinheiten 6;25;26.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1759748 B1 [0002]

Claims

Magnetisches Antriebssystem eines auf einer Bewegungsoberfläche (1) einer Deckplatte (3) fortbewegbaren Gegenstandes (2), umfassend den darauf frei beweglichen und mittelbar oder unmittelbar mit einem Dauermagneten (4) verbundenen oder magnetischen oder magnetisierbaren fortbewegbaren Gegenstand (2), eine unter der Deckplatte (3) verfahrbar angeordnete Antriebseinheit (5;6) mit einem Elektromotor (22), einem Antriebsrad (7) und einem nach oben gerichteten Haltemagneten (8), mit dem der unmittelbar darüber auf der Deckplatte (3) platzierte fortbewegbare Gegenstand (2) magnetisch gekoppelt ist und weiterhin umfassend eine Stromversorgung und eine Steuerungselektronik, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite der Deckplatte (3) mechanisch führungsfrei ausgestaltet ist, das magnetische Antriebssystem eine Fernsteuerung für die Antriebseinheit (5;6;25;26) und damit den fortbewegbaren Gegenstand (2) aufweist, die Antriebseinheit (5;6;25;26) eine ferngesteuerte Lenkvorrichtung aufweist und dass die Antriebseinheit (5;6;25;26) in beliebige Richtungen unter der Deckplatte (3) steuerbar ausgebildet ist.
Magnetisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass parallel beabstandet unter der Deckplatte (3) eine Unterplatte (9) angeordnet ist und zwischen der Deckplatte (3) und der Unterplatte (9) eine Mehrzahl gleich langer Distanzstücke (10) angeordnet ist, auch die Oberseite der Unterplatte (9) mechanisch führungsfrei ausgestaltet ist und die Antriebseinheit (5;25;26) zwischen diesen Platten (3;4) fernsteuerbar ist.
Magnetisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Deckplatte (3) eine magnetisierbare Schicht (11) angeordnet und die Antriebseinheit (6) mit einem nach oben gerichteten Haltemagneten (8) versehen ist, welcher die Antriebseinheit (6) unterplattenfrei an die Unterseite der Deckplatte (3) magnetisch angezogen hält.
Magnetisches Antriebssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass unter der Deckplatte (3) und/ oder auf der Unterplatte (9), soweit vorhanden, stromleitende Deck- und/ oder Bodenschichten (12;13) angeordnet sind und dass die Antriebseinheit (5;6;25;26) nur nach oben oder nur nach unten oder nach oben und unten gerichtete Stromabnehmer (14;15) aufweist und dass durch diese eine Stromübertragung und/ oder über die Steuerungselektronik eine Übertragung von Informationen mittels elektrischer Signale in Form einer modulierten Fahrspannung zur Antriebseinheit durchführbar ist und/ oder dass das magnetische Antriebssystem optische Sender und Empfänger und/ oder Funksender und -empfänger aufweist und die Informationen durch optische Signale und/ oder durch Funksignale übermittelbar sind.
Magnetisches Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die stromleitende Bodenschicht (13) und/ oder die stromleitende Deckschicht (12) in eine Vielzahl von elektrisch voneinander getrennten Kontaktflächen (16;17) unterteilt ist/ sind, die als Flächenpunkte ausgebildet sind und mit elektrischen Spannungspegeln zur Strom- und/ oder Signalübertragung beaufschlagbar sind und dass der Stromfluss über die Kontaktflächen (16;17) zur Bestimmung der stromaktiven Kontaktflächen (16;17) zur Positionsrückmeldung detektierbar ist.
Magnetisches Antriebssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (3) oder die Deckplatte (3) und die Unterplatte (9) zusammen mit der stromleitenden Deck- und/ oder Bodenschicht (12;13) aus einer zweidimensionalen Ebene heraus dauerhaft verformbar ausgebildet ist/ sind und eine dreidimensionale Bewegungsoberfläche (1) erzeugt ist.
Magnetisches Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromabnehmer (14;15) der Antriebseinheit (5;6;25;26) als Gleitkontakte ausgeführt sind, und ein Gleitkontakt eine dünne flexible Metallfolie als Kontaktfläche aufweist, unter der ein weiches elastisches Puffermaterial (24) angeordnet ist und der Gleitkontakt elastisch vorgespannt auf der stromleitenden Deck- und/ oder Bodenschicht (12;13) angedrückt gehalten ist.
Magnetisches Antriebssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Strom- und/ oder Signalübertragung angeordneten Kontaktflächen (16;17) untereinander in Gruppen elektrisch miteinander verbunden sind, dass voneinander isolierte gerade oder bogenförmige Reihen oder Spalten aus Kontaktflächen (16;17) gebildet sind und die Kontaktflächen (16;17) der einzelnen Reihen und Spalten verschachtelt angeordnet sind, dass ein Stromabnehmer einer Antriebseinheit (5;6;25;26) eine Kontaktfläche (16;17) einer Reihe und auch einer Spalte berührt und dass eine Ortsinformation der stromaktiven Kontaktflächen (16;17) auslesbar ist.
Magnetisches Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromabnehmer (14;15) mindestens zwei oder mehrere elektrisch voneinander isolierte Einzelkontakte aufweist und die Einzelkontakte so angeordnet sind, dass mindestens zwei Einzelkontakte des Stromabnehmers (14;15) mindestens zwei mit unterschiedlichen Spannungspotenzialen beaufschlagte Kontaktflächen (16;17) der stromleitenden Boden- oder Unterschichten (12;13) elektrisch berühren und einen Stromkreis zur Strom- und/ oder Informationsübertragung und Positionsrückmeldung auf einer Ebene schließen.
Magnetisches Antriebssystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Antriebseinheit (5;6;25;26) ein aufladbarer Energiespeicher, ein Akku oder ein Kondensator angeordnet ist, in dem permanent oder getaktet übertragene elektrische Energie zwischenspeicherbar ist.
Magnetisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer kabellosen Energie- und/ oder Signalübertragungsvorrichtung für die Antriebseinheit (5;6;25;26) mit einer Nahfeldübertragung und/ oder mit einer Fernfeldübertragung von Energie und/ oder Signalen ausgestattet ist und dass für eine Nahfeldübertragung Mittel für eine induktive oder eine kapazitive Kopplung oder für eine Fernfeldübertragung Mittel zur Erzeugung und Empfang von elektromagnetischen Wellen daran angeordnet sind.
Magnetisches Antriebssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im fortbewegbaren Gegenstand (2) eine Empfangselektronik oder auch zusätzliche elektrisch aktivierbare Bauteile wie Leuchtmittel oder akustische Signalgeber angeordnet sind und dass der fortbewegbare Gegenstand (2) und die Antriebseinheit (5;6;25;26) eine induktive Energie- und/ oder Informationsübertragungsvorrichtung aufweisen und dass von der Antriebseinheit (5;6;25;26) eine Energieübertragung zum fortbewegbaren Gegenstand (2) oder zusätzlich eine Ansteuerung dieser Bauteile durchführbar ist.
Magnetisches Antriebssystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (5;6) zwei beidseitig angeordnete Antriebsräder (7) aufweist, die jeweils von einem separaten Elektromotor (22) angetrieben sind und dass die Lenkvorrichtung aus einer unterschiedlichen Drehzahlansteuerung der Antriebsräder (7) gebildet ist.
Magnetisches Antriebssystem nach einem der vorgenannten Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (25;26) eine aktiv lenkbare Vorderachse mit einer Lenkvorrichtung (29), mindestens einem Rad (27) und mindestens ein angetriebenes Vorder- oder Hinterrad (7) aufweist.
Magnetisches Antriebssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (25;26) zwischen Vorder- und Hinterachse um eine Längsachse durch die Antriebseinheit (5;6) drehbar mit einem Drehgelenk (28) ausgestattet ist.
Magnetisches Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterplatte (9) eine magnetisierbare Schicht (11) und die Antriebseinheit (5;25;26) einen nach unten gerichteten Haltemagneten (23) aufweist, der sie permanent an die Unterplatte (9) angezogen hält und/ oder dass die Antriebseinheit (5;25;26) mit einem freilaufenden Rad oder einem Schleifstück versehen ist, welches über eine Federkraft gegen die Deckplatte (3) angedrückt gehalten und als Reaktionskraft eine Andruckkraft der Antriebsräder (7) der Antriebseinheit (5) auf die Unterplatte (9) erzeugt ist oder umgekehrt.
Magnetisches Antriebssystem nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Positions- und Bewegungszustandserfassungsvorrichtung für die Antriebseinheit (5;6;25;26) ausgestattet ist.
Magnetisches Antriebssystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der fortbewegbare Gegenstand (2) mit einem mindestens einen Dauermagneten (4) tragenden Gleitschlitten (18) gekoppelt ist.
Magnetisches Antriebssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitschlitten (18) nach oben gerichtete Aufnahmedorne (19) und der fortbewegbare Gegenstand (2) von unten in ihn eingebrachte oder dort vorhandene Vertiefungen aufweist und dass die Aufnahmedorne (19) vertikal frei beweglich in die Vertiefungen des fortbewegbaren Gegenstandes (2) eingeführt sind oder dass der fortbewegbare Gegenstand (2) spielbehaftet lose mit dem Gleitschlitten (18) verbunden ist.
Magnetisches Antriebssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitschlitten (18) vorne in Fahrtrichtung und hinten entgegen der Fahrtrichtung mit zwei voneinander beabstandeten Dauermagneten (4) ausgestattet ist, deren magnetische Wirkungen gleich oder umgekehrt gepolt nach unten gerichtet sind, und dass die Antriebseinheit (5;6;25;26) ebenfalls zwei korrespondierend zu den Dauermagneten (4) nach oben gerichtete, jeweils gegenpolig ausgerichtete Haltemagnete (8) aufweist.
Magnetisches Antriebssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitschlitten (18) schmaler ausgebildet ist als die innere Spurweite eines als zweispuriges Fahrzeugmodell ausgebildeten fortbewegbaren Gegenstandes (2) und dass der fortbewegbare Gegenstand (2) mit seinen Rädern (20) auf der Bewegungsoberfläche (1) aufsteht, die darauf abrollbar ausgebildet sind.
Magnetisches Antriebssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitschlitten (18) oder seine Kontaktschicht mit der Bewegungsoberfläche (1) aus einem Material mit sehr geringem Reibbeiwert oder aus PTFE gefertigt ist.
Magnetisches Antriebssystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ihm ein Rechner mit einem Computerprogramm zugeordnet ist, welches die Bewegungsoberfläche (1) in der Programm- und Datenstruktur des Computerprogramms abbildet, mit dem wahlfrei virtuelle Bereiche, Wege, Straßen mit Fahrspuren unterschiedlicher Breite und Spuranzahl oder Plätze bestimmbar sind, auf denen der fortbewegbare Gegenstand (2) frei beweglich steuerbar ist und dass die Bewegungsoberfläche (1) auf einem Bildschirm darstellbar und/ oder frei veränderbar abgebildet ist.
Magnetisches Antriebssystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine individuelle Steuerungsvorrichtung für eine Person aufweist und dass der fortbewegbare Gegenstand (2) bzw. die Antriebseinheit (5;6;25;26) von einer Person frei oder entlang vordefinierter Routen und nur die Richtung vorgebend auf der Bewegungsoberfläche (1) steuerbar ausgebildet ist.
Magnetisches Antriebssystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stromleitenden Schichten (12;13) und/ oder die Kontaktflächen (16;17) auf einseitigen, zweiseitigen oder mehrlagigen starren oder flexiblen Leiterplatten erzeugt sind.