EP1794398B1

EP1794398B1 - Vorrichtung zur lagerung von verschiebbaren trennelementen

Info

Publication number: EP1794398B1
Application number: EP05777536.3A
Authority: EP
Inventors: Gregor Haab; Cornel Füglistaller; Stefan Hagger; Reto Beck
Original assignee: Hawa AG
Current assignee: Hawa Sliding Solutions AG
Priority date: 2004-09-20
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2025-09-09
Also published as: CA2580549A1; JP5126831B2; US7752810B2; CA2580549C; EP1794398A1; JP2008513631A; AU2005287844A1; CN101061286A; US20080209813A1; AU2005287844B2; CN101061286B; WO2006032157A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung von verschiebbaren Trennelementen, insbesondere Schiebetüren, Schiebeläden oder Fenstern, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Trennelemente, die zum Abschliessen und/oder Unterteilen von Räumen dienen, sind normalerweise an einem Laufwerk aufgehängt, das in einer Laufschiene geführt ist, wie dies nachstehend in Figur 34 gezeigt ist.
Figur 34 zeigt eine im Schnitt dargestellte Schiene 2000, in der ein Laufwerk 1000 geführt ist, das mittels einer Verbindungsschraube 32 mit einer Befestigungsvorrichtung 31 verbunden ist, mittels der ein Trennelement 3 gehalten ist. Das Laufwerk 1000, das einen Laufwerkskörper 1100 sowie zwei auf Laufflächen 2100 der Schiene 2000 abrollende und mittels Wellen 80 gelagerte Räder 8 aufweist, befindet sich am rechten, durch eine Puffervorrichtung 9000 gebildeten Anschlag des Laufweges. Aus Figur 34 ist ersichtlich, dass die vom Trennelement 3 ausgehenden Gewichtskräfte über die Verbindungsschraube 32, den Laufwerkskörper 1100, die Wellen 80 und die Räder 8 entlang einer Linie, auf der Räder 8 jeweils stehen, auf die Laufflächen 2100 der Schiene 2000 übertragen werden.
Aufgrund der oft sehr hohen Gewichtskräfte der Trennelemente 3 sind die genannten Teile der Laufwerke 1, insbesondere die Laufräder 8 entsprechend auszugestalten, d.h. aus geeignetem Material zu fertigen und zu dimensionieren. Aufgrund der hohen Gewichtskräfte kann nach längerer Betriebsdauer trotzdem eine Abnutzung an den Teilen der Laufwerke 1000 auftreten, wodurch sich Laufgeräusche der Laufwerke 1000 normalerweise deutlich erhöhen können.
Bei der beschriebenen Technologie zur Lagerung von verschiebbaren Trennelementen bestehen daher folgende Nachteile. Es werden relativ grosse Laufwerke benötigt, die nur in Laufschienen mit entsprechend grossen Innenabmessungen verwendbar sind. Aufgrund der punktuellen Übertragung hoher Kräfte können eine relativ starke Abnutzung und störende Laufgeräusche resultieren. Die letztgenannten Nachteile treten verstärkt bei Kurvenfahrten in Erscheinung. Zur Realisierung von Fahrten in Kurven mit kleinen Kurvenradien wurde daher bereits vorgeschlagen, Laufwerke mit nur einem Laufrad zu verwenden, das jedoch entsprechend höher belastet wird.
Ein mechanischer Verschleiss von Vorrichtungsteilen kann hingegen vermieden werden, wenn das gehaltene Trennelement, beispielsweise ein Türflügel, mittels zusammenwirkender Magnete berührungsfrei schwebend gehalten wird, wie dies in [1], DE 40 16 948 A1 beschrieben ist. Bei dieser Lösung resultiert jedoch eine aufwendige und voluminöse Konstruktion, bei der viele Spezialteile erforderlich sind. Standardteile wie konventionelle Schienen sind hingegen nicht verwendbar. Diese Problematik der aufwendigen Magnetlagerung ist mit ein Grund, dass sich diese Technologie in diesem Anwendungsbereich bei der bekannten Preisentwicklung bisher nicht durchgesetzt hat.
Aus [2], US 2003/0110696 A1 ist eine Vorrichtung zur Aufhängung einer Lifttür bekannt, bei der Elmente zur magnetischen Lagerung der Tür durch eine Platte 3 vollständig getrennt von Elementen zur mechanischen Lagerung der Tür vorgesehen sind, weshalb eine grossvolumige und entsprechend aufwendige Lösung mit vielen speziellen Konstruktionselementen resultiert.
Aus [3], GB 1 089 605 A ist eine weitere Vorrichtung zur magnetischen Lagerung eines verschiebbaren Trennelements bekannt, welche ausserordentlich aufwendig und voluminös ausgestaltet und in der Praxis kaum anwendbar ist Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Lagerung von verschiebbaren Trennelementen anzugeben.
Insbesondere ist eine Vorrichtung zur Lagerung von verschiebbaren Trennelementen anzugeben, die in kleineren Dimensionen realisierbar ist und die praktisch verschleiss- und geräuschfrei arbeitet.
Ferner sollen für diese Vorrichtung konventionelle Konstruktionselemente in einfacher Weise verwendbar sein, so dass die erfindungsgemässe Vorrichtung einfach und kostengünstig herstellbar und montierbar ist.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Die Vorrichtung, die der Lagerung eines verschiebbaren Trennelements, insbesondere einer Schiebetür oder eines Fensters, dient, weist ein mittels einer Schiene geführtes mit einem Laufwerkskörper versehenes Laufwerk auf, das das mittels Rollen oder mittels wenigstens eines Gleitelements innerhalb der Schiene mechanisch gelagert ist, die ein Mittelteil und zwei Seitenteile aufweist, an denen gegeneinander gerichtete Schienenfüsse vorgesehen sind, die der mechanischen Lagerung des Laufwerks dienen.
Erfindungsgemäss ist der Laufwerkskörper mit wenigstens einem hartmagnetischen Laufwerksmagneten versehen, der eine Kraft auf wenigstens einen mit der Schiene verbundenen ferromagnetischen, gegebenenfalls hartmagnetischen Schienenmagneten ausübt, welche der vom Trennelement auf das Laufwerk ausgeübten Gewichtskraft vorzugsweise achsparallel entgegen wirkt.
Der Begriff Schienenmagnet umfasst ferromagnetische Materialien jeglicher Art, sofern sie die erforderliche Permeabilität aufweisen. Eine spürbare Remanenz ist nicht erforderlich, da die Magnetwirkung durch den stets hartmagnetischen wenigstens einen Laufwerksmagneten 12 erbracht wird.
Die der mechanischen Lagerung dienenden Roll- oder Gleitelemente sind während des Betriebs des Laufwerks daher einer reduzierten Belastung unterworfen, weshalb eine höhere Lebensdauer der mechanischen Lagerelemente, ein reduzierter Wartungsaufwand und reduzierte Laufgeräusche resultieren. Aufgrund der reduzierten Belastung der mechanischen Lagerelemente können diese kostengünstiger aufgebaut und in kleineren Dimensionen realisiert werden. Ferner resultiert ein reduzierter Reibungswiderstand, weshalb sich die erforderliche Antriebskraft entsprechend reduziert.
Besonders vorteilhaft ist, dass bekannte Schienen mit kleinen Querschnitten, gegebenenfalls nur mit geringfügigen Profilanpassungen, und bekanntes Roll- und Gleitmaterial verwendbar sind, so dass die Erfindung einfach und kostengünstig realisierbar ist. Die Erfindung stellt daher eine optimale Synthese der Technologien der mechanischen Lagerung und der magnetischen Lagerung dar, weshalb diese Technologien nicht nur einfach, Platz sparend und kostengünstig, sondern auch funktional vorteilhaft umgesetzt werden.
Bei der Wahl hochwertiger magnetischer Elemente und entsprechender Materialien kann die Belastung der mechanischen Lagerelemente auf ein Minimum reduziert werden. In den letzten Jahren wurden immer leistungsfähigere Materialien gefunden und Legierungen entwickelt, wie Ferrit, AlNiCo, SmCo, NdFeB. Ferner wurden kunststoffgebundene Magnete entwickelt.
Die Laufwerks- und Schienenmagnete werden derart angeordnet, dass sie eine Anziehungskraft oder eine Abstossungskraft (nur bei Verwendung hartmagnetischer Schienenmagnete) aufeinander ausüben. Eine normalerweise genügend hohe Anziehungskraft wird kostengünstig erzielt, indem ein ferromagnetischer, typischerweise weichmagnetischer Schienenmagnet mit dem Laufwerksmagnet zusammenwirkt. Bei dieser Anordnung entstehen bei der Verschiebung keine Polübergänge und somit keine störenden Krafteinwirkungen, die einen ruckartigen Lauf des Trennelements verursachen könnten.
Eine stärkere gegenseitige Anziehungskraft kann mit höherem Aufwand erzielt werden, indem ein hartmagnetischer Schienenmagnet mit entsprechender Polausrichtung verwendet wird. Dabei wird jedoch vorgesehen, dass die magnetische Kraft die Kraft der Last nie vollständig kompensiert, so dass die mechanische Lagerung stets in Betrieb ist.
Sofern der oder die Schienenmagnete oberhalb des Laufwerks angeordnet sind, wird dieses nach oben gezogen und verbleibt nur aufgrund der um vorzugsweise ein Viertel höheren Kraft, die vom Trennelement auf das Laufwerk ausgeübt wird, in Verbindung mit der Schiene.
Bei der Verwendung von hartmagnetischen Laufwerks- und Schienenmagneten kann eine Abstossungskraft erzielt werden, die vorteilhaft einsetzbar ist. Sofern der oder die Schienenmagnete mit entsprechender Polaritätsausrichtung unterhalb des Laufwerks angeordnet sind, wird dieses nach oben gedrückt und verbleibt wiederum nur aufgrund der höheren Kraft, die vom Trennelement auf das Laufwerk ausgeübt wird, in Verbindung mit der Schiene.
Zur Realisierung einer Anziehungskraft liegt wenigstens ein Paar ungleicher magnetischer Pole einander gegenüber oder es wird ein hochpermeabler vorzugsweise ferromagnetischer Schienenmagnet verwendet, der die auf dem Laufwerkskörper und den Laufwerksmagneten unterschiedlich ausgebildeten magnetischen Pole miteinander verbindet, wobei die Polachsen vorzugsweise senkrecht, geneigt oder auch waagrecht ausgerichtet sein können. Zur Realisierung einer Abstossungskraft liegen wenigstens zwei Paare gleicher magnetischer Pole einander gegenüber, wobei die Polachsen senkrecht oder vorzugsweise gegeneinander geneigt ausgerichtet sein können, so dass ein magnetischer Kraftvektor resultiert, der antiparallel zum Lastvektor verläuft. Bei der Neigung der Polachsen wird das Laufwerk automatisch zentriert und ausgerichtet.
Durch die Ausrichtung der magnetischen Achsen der Laufwerks- und Schienenmagnete senkrecht zur Schwerachse des Trennelements und senkrecht zu der durch das Trennelement definierten Ebene können beide Polpaare der Magneten nahe beieinander liegend angeordnet werden, weshalb bei dieser Lösung kleinere Dimensionen des Laufwerks und der Schiene erzielt werden. Ferner sind insbesondere bei dieser Ausgestaltung kunststoffgebundene, beispielsweise in Form von Bändern vorliegende Magnete vorteilhaft einsetzbar. Zu beachten ist ferner, dass bei dieser Anordnung der magnetischen Elemente der magnetische Kreis fast ausschliesslich durch dieselben gebildet wird, weshalb eine hohe Kraftwirkung erzielt wird. Aufgrund der voneinander beabstandeten Polpaare erfolgt ferner eine Stabilisierung des Laufwerks bzw. eine weitere Entlastung des mechanischen Lagers. Sofern die Laufwerksmagnete und/oder die Schienenmagnete durchgehend magnetisierte Bänder sind, können Polübergänge und somit ein ruckartiger Lauf des Trennelements vermieden werden. Die Bänder können ferner lediglich hochpermeable, vorzugsweise ferromagnetische Stoffe enthalten, die mit den Laufwerksmagneten zusammenwirken.
Für die Laufwerksmagnete, gegebenenfalls auch für die Schienenmagnete, werden vorzugsweise topf-, pillen- oder zylinderförmige, hartmagnetische Rundmagnete verwendet, die über das gesamte Volumen sehr gute magnetische Eigenschaften aufweisen und einfach montiert werden können. Durch die Einbettung eines Rundmagneten in eine entsprechend angepasste, zylindrische Ausnehmung des Laufwerkskörpers, die als Eisenrückschlussplatte dient, wird der in die Ausnehmung eingesenkte Pol über den vernachlässigbar kleinen magnetischen Widerstand des Laufwerkskörpers ringförmig und konzentrisch zum zweiten Pol mit der Oberfläche des Laufwerkskörpers verbunden, so dass eine optimale Wechselwirkung mit einem ferromagnetischen oder hartmagnetischen Schienenmagnet erzielt wird, der entweder die beiden an der Oberfläche des Laufwerkskörpers vorhandenen Pole des Laufwerksmagneten magnetisch miteinander oder mit seinen ungleichen oder gleichen magnetischen Polen verbindet, um die gewünschte Anziehungs- oder Abstossungskraft zu erzielen. Die Kontaktstellen in der Ausnehmung des Laufwerkskörpers sind geometrisch an den anliegenden Pol des Laufwerksmagneten angepasst und vorzugsweise oberflächenvergütet und/oder metallisch veredelt, um eine möglichst glatte und/oder korrosionsresistente Oberfläche zu gewährleisten, an die der anliegende Magnetpol optimal ankoppelbar ist.
Die Anziehungskraft kann vorteilhaft erzielt werden, indem der oder die Schienenmagneten über dem Laufwerk beim Mittelstück der Schiene vorzugsweise auf Halterippen und die Laufwerksmagnete an der Oberseite des Laufwerkskörpers angeordnet werden.
Die Abstossungskraft kann vorteilhaft erzielt werden, indem der oder die Schienenmagneten unterhalb des Laufwerks in die Schienenfüsse integriert und die Laufwerksmagnete an der Unterseite des Laufwerkskörpers angeordnet werden.
Sofern das Laufwerk schwimmend, d.h. dreh- und verschiebbar gelagert ist, insbesondere um Kurvenfahrten in gekrümmten bzw. gebogenen Schienen zu realisieren, wird es vorzugsweise mittels Führungsmagneten in einer Mittenposition gehalten (siehe auch den Kommentar zu Figur 33, in dem die Führungsfunktion durch die Laufwerks- und Schienenmagnete beschrieben ist), die beispielsweise an den Seitenteilen der Schiene derart angeordnet sind, dass deren magnetische Achsen parallel oder senkrecht zur magnetischen Achse dazu korrespondierender Laufwerksmagnete vorlaufen, wobei sich jeweils wenigstens ein Paar gleicher magnetischer Pole gegenüber liegen.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausgestaltung sind mehrere erfindungsgemässe Laufwerke mittels Kopplungselementen vorzugsweise derart miteinander gekoppelt, dass die Last des Trennelements gleichmässig auf die Laufwerke verteilt wird. Beispielsweise sind die Laufwerke mit elastisch gelagerten und nur senkrecht verschiebbaren Elementen versehen, die mit einer Kopplungsachse verbunden sind. Eine auf die Kopplungsachse einwirkende Last bewirkt daher identische Auslenkungen der verschiebbaren Elemente.
Für die Realisierung von Kurvenfahrten ist ferner ein einachsiges Laufwerk vorteilhaft einsetzbar, das beidseits mittels Flanschen und vorzugsweise magnetischen Kopplungselementen derart mit wenigstens je einem einachsigen Laufwagen verbunden ist, dass das Laufwerk und die Laufwagen, die sich die Last des Trennelements teilen und über Laufwerks- und Schienenmagnete weiterleiten, nur in einer Ebene drehbar sind.
Die Verbindung der Schienenmagnete mit der Schiene oder mit den Laufwerken kann mittels fest vorgesehenen oder montierbaren Halteelementen, beispielsweise an den Seitenteilen der Schiene vorgesehenen Halterippen oder mittels eines Klebstoffs erfolgen. Vorzugsweise sind der Aufnahme der magnetischen Elemente dienende Ausnehmungen vorgesehen, die beispielsweise anhand von vorzugsweise nicht-magnetischen Arretierelementen abschliessbar sind. Kunststoffgebundene, elastische Magnete, einschliesslich in Kunststoff gebundene Hochenergie-Magnete, können daher rasch und einfach in die Ausnehmungen eingelegt und fixiert und gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt ausgetauscht werden. Sofern die Hartmagnete in Ausnehmungen des Laufwerkskörpers installiert sind werden sie dort selbsttätig gehalten.
Um eine Optimierung der Vorrichtung bzw. eine Reduktion des Luftspalts zwischen den magnetischen Elementen zu erlauben, können diese verschiebbar gelagert sein. Insbesondere ist es vorteilhaft, den oder die auf dem Laufwerk vorgesehenen Laufwerksmagneten senkrecht verschiebbar zu lagern. Zu diesem Zweck können die Laufwerksmagnete in den Ausnehmungen im Laufwerkskörper durch Schraubenbolzen gestützt oder selbst mit einem Gewinde versehen sein.
Zur Änderung der magnetischen Kraftwirkung ist es ferner möglich auf dem Laufwerkskörper längs oder quer verlaufende, z.B. T-Profil-förmige Haltenuten vorzusehen in die ein oder mehrere Schienenmagneten in gewünschter Anzahl einführbar sind.
In weiteren vorzugsweisen Ausgestaltungen ist das Laufwerk und/oder die Schiene mit wenigstens einer Spule versehen, mittels der Magnetfelder der magnetischen Elementen bei der Vorbeifahrt erfasst und in elektrische Ströme gewandelt werden, die zum Laden eines Akkumulators, zur Stromversorgung einer Steuereinheit, zur Ermittlung der Position oder der Bewegung, der Beschleunigung oder Geschwindigkeit des Trennelements verwendbar ist.
Mittels der Steuereinheit kann beispielsweise ein parallel zur Spule liegender Schalter und/oder ein parallel zur Spule liegender variabler Widerstand, oder eine Bremseinheit betätigt werden, um den Lauf des Trennelements zu beeinflussen oder dieses gar zu stoppen und zu arretieren. Beispielsweise werden die Schalter von Spulen im Bereich der Endlage des Trennelements geschlossen, sofern dieses eine zu hohe Geschwindigkeit aufweist. Nach Unterschreiten einer Minimalgeschwindigkeit werden diese beispielsweise wieder geöffnet um das langsame Fahren in die Endlage nicht zu behindern.
In einer vorzugsweisen Ausgestaltung ist mittels der Steuereinheit ferner eine optische Ausgabeeinheit und/oder eine akustische Ausgabeeinheit betätigbar, um die Fahrt des Trennelements zu signalisieren und Kollisionen zu vermeiden.
Vorzugsweise kann mittels der Steuereinheit ferner ein elektrisches Schloss betätigt werden, beispielsweise sobald die Endlage erreicht ist.
Daten, welche den Zustand, die Bewegung und/oder die Position des Trennelements betreffen, sind von der Steuereinheit vorzugsweise drahtlos oder drahtgebunden zu einer Empfangseinheit übertragbar, um den Lauf verschiedener Trennelemente zu koordinieren.
In vorzugsweiser Ausgestaltung sind in der Steuereinheit von einer manuell oder automatisch betätigten Eingabeeinheit drahtlos oder drahtgebunden übertragene Steuersignale verarbeitbar und der Schalter; der variable Widerstand; die optische Ausgabeeinheit; die akustische Ausgabeeinheit; und/oder das elektrische Schloss entsprechend den Steuersignalen, den Positionsdaten und/oder den Bewegungsdaten steuerbar. Die Eingabeeinheit kann beispielsweise ein Distanzwarngerät sein, das den Abstand zu einem Anschlag oder zu einem benachbarten Trennelement anzeigt.
Die erfindungsgemässe Lösung erlaubt daher den Ausbau der verschiebbaren Trennelemente zu autonomen und intelligenten Einheiten. Die Trennelemente können ferner mit Antriebsaggregaten versehen werden. Beispielsweise sind Elektromotoren einsetzbar, die die Rollen der Laufwerke antreiben oder über eine Welle und ein Zahnrad in einen Zahnriemen eingreifen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

Figur 1: eine mit einem ferromagnetischen gegebenenfalls weichmagnetischen Schienenmagneten 22" versehene Laufschiene 2 mit einem teilweise ausgezogenen Laufwerk 1, das einen hartmagnetischen Laufwerksmagneten 12 trägt und mit einem Trennelement 3 verbunden ist;
Figur 2: das Laufwerk 1 und die Schiene 2 von Figur 1 in einer Schnittdarstellung;
Figur 3: das Laufwerk 1 und die mit einem hartmagnetischen Schienenmagneten 22 versehene Schiene 2 von Figur 2;
Figur 4: das Laufwerk 1 und die Schiene 2 von Figur 3 mit magnetischen Elementen 12, 22, deren magnetische Achsen mx senkrecht ausgerichtet sind;
Figur 5: das Laufwerk 1 und die Schiene 2 von Figur 3 mit magnetischen Elementen 12', 22', deren magnetische Achsen mx parallel zueinander horizontal ausgerichtet sind;
Figur 6: kunststoffgebundene Schienenmagnete 22; 220 entweder mit eingeschlossenen Hochenergie-Magnet-Segmenten (220) oder mit konventionellen ferromagnetischen Materialien;
Figur 7: das Laufwerk 1 und die mit einer Spule 25 versehene Schiene 2 von Figur 4 oder Figur 5 mit einem Stromversorgungsteil 51, 52 und einer Steuereinheit 50 sowie verschiedenen Steuereinheiten 50a, ... 50g;
Figur 7a: das mit einer Spule 15 versehene Laufwerk 1 mit einer Spule 15, die ebenfalls mit einer Schaltungsanordnung verbindbar ist, wie sie in Figur 7 gezeigt ist;
Figur 8: das mittels eines Flanschs 19 mit einem Trennelement 3 verbundene mit wenigstens zwei Laufwerksmagneten versehene Laufwerk 1 von Figur 4;
Figur 9: das Laufwerk 1 von Figur 5 mit wenigstens zwei Laufwerksmagneten 12' und einem Induktionsmagneten 14 mittels dessen ein Strom in der in Figur 7 gezeigten Spule induziert werden kann;
Figur 10: das mittels einer Verbindungsschraube 32 mit einem Trennelement 3 verbundene Laufwerk 1 von Figur 9, das an der Schiene 2 verschiebbar gelagert ist;
Figur 11: ein in der Schiene 2 drehbares Laufwerk 1, das für den Betrieb in gebogenen Schienen 2 geeignet ist;
Figur 12: zwei in der Schiene 2 drehbare Laufwerke 1, die miteinander gekoppelt sind;
Figur 13: ein erfindungsgemässes Laufwerk 1 mit einem in ein U-Profil-förmiges Gleitelement 110 eingesetzten quaderförmigen Laufwerkskörper 10, der eine Gewindebohrung 13 und sechs Ausnehmungen 18 aufweist, von denen vier mit Laufwerksmagneten 12 bestückt sind;
Figur 14: das Laufwerk 1 von Figur 13 mit einem der Pufferung und Parkierung dienenden, mittels eines Zwischenpuffers 191 elastisch gehaltenen Endstücks 190, in das zwei Puffermagnete 129 eingesetzt sind;
Figur 15: das Laufwerk 1 von Figur 13 eingesetzt in eine Schiene 2;
Figur 16: das Laufwerk 1 und die Schiene 2 von Figur 15 in Schnittdarstellung entlang dem Schnitt B-B;
Figur 17: ein Laufwerk 1 mit einem in ein U-Profil-förmiges Gleitelement 110 eingesetzten Laufwerkskörper 10, der an der Unterseite 10U in den Randbereichen 10L, 10R je mit einer Reihe von Laufwerksmagneten 12L, 12R bestückt ist, die von Schienenmagneten 2200L-R, 2200L'-R' abgestossen werden, die in einer Öffnung 210 in den Füssen 21 der Schiene 2 vorgesehen sind;
Figur 18: das Laufwerk 1 von Figur 17 von oben gesehen;
Figur 19: das Laufwerk 1 von Figur 17 von unten gesehen;
Figur 20: ein erfindungsgemässes Laufwerk 1 mit einem quaderförmigen Laufwerkskörper 10, der eine Gewindebohrung 13 und sechs Ausnehmungen 18 aufweist, von denen vier mit Laufwerksmagneten 12 bestückt sind und an dessen Enden Wellen 80 mit Laufrollen 8 vorgesehen sind;
Figur 21: das Laufwerk 1 von Figur 20 mit einem Seitenschnitt durch die Gewindebohrung 13 und die sechs Ausnehmungen 18;
Figur 22: das Laufwerk 1 von Figur 20 eingesetzt in eine Schiene 2;
Figur 23: das Laufwerk 1 und die mit einem hartmagnetischen Schienenmagneten 22 versehene Schiene 2 von Figur 22 in Schnittdarstellung entlang dem Schnitt A-A;
Figur 24: in räumlicher Darstellung das Laufwerk 1 von Figur 20 mit nur vier Ausnehmungen 18;
Figur 25: in räumlicher Darstellung das Laufwerk 1 und die mit einem ferromagnetischen Schienenmagneten 22 versehene Schiene 2 von Figur 22 in Schnittdarstellung entlang dem Schnitt A-A;
Figur 26: ein erfindungsgemässes Laufwerk 1 mit vorzugsweise ausgestaltetem Laufwerkskörper 10, dessen Endstück 190 von einem Puffer 9 gehalten ist;
Figur 27: den Puffer 9 von Figur 26 in räumlicher Darstellung;
Figur 28: ein erfindungsgemässes Laufwerk 1 mit einem Laufwerkskörper 10, der mit zwei Reihen von Laufwerksmagneten 12 mit alternierender Polarität bestückt ist;
Figur 29: ein Segment der Schiene 2 von Figur 16 oder Figur 23 in räumlicher Darstellung;
Figur 30: ein Segment der Schiene 2 von Figur 17 in räumlicher Darstellung;
Figur 31: ein erfindungsgemässes Laufwerk 1X, das nur eine vorzugsweise mittels eines elastischen Elements 85 gelagert Welle 80 mit zwei Laufrädern 8 aufweist, dessen Laufwerkskörper 10X beidseits mittels Flanschelementen 106X und einem vorzugsweise magnetischen Gelenkbolzen 120 derart mit je einem einachsigen Laufwagen 1Y) verbunden ist, dass das mittels einer Verbindungsschraube 32 mit dem Trennelement 3 verbindbare Laufwerk 1X und die Laufwagen 1Y nur in einer Ebene gegeneinander drehbar sind;
Fig. 31a: das mit einer Aufhängeschraube 32 versehene Laufwerk 1X von unten gesehen;
Figur 32: das Laufwerk von Figur 1, in dessen Laufwerkskörper 10, wie in Figur 13 gezeigt, zylinderförmige Laufwerksmagnete 12 eingebettet sind;
Figur 33: das Laufwerk von Figur 32 und einen ferromagnetischen Schienenmagneten 22 in den hartmagnetische, zylinderförmige Laufwerksmagnete 2212 eingebettet sind; und

Figur 34 das eingangs besprochene bekannte Laufwerk 100.
In den Figuren 1 bis 19 sind Lösungen beschrieben, bei denen der Körper 10 des Laufwerks 1 mittels Gleitelementen 11, 110 auf den Füssen 21 der Schiene 2 mechanisch gelagert ist. In den Figuren 20 bis 28 sind Lösungen beschrieben, bei denen der Laufwerkskörper 1 mittels Wellen 80 und Rollen oder Rädern 8 auf den Füssen 21 der Schiene 2 mechanisch gelagert ist. Der beschriebene Einsatz der Laufwerks- und Schienenmagnete 12, 120 bzw. 22. 22', 22', 220, 220', 2200 ist, vorbehaltlich der Ausgestaltung von Figur 17, für beide Lösungsarten austauschbar; d.h. der Laufwerkskörper 10 der beschriebenen Laufwerke kann beliebig mit Roll- oder Gleitmaterial versehen werden. Für die Lagerung der Rollen 8 können Gleitlager oder Kugellager vorgesehen werden. Hinsichtlich der geforderten Laufruhe der Laufwerke 1 sind Rollen mit Gleitlager bevorzugt.
Figur 1 zeigt eine mit einem ferromagnetischen, beispielsweise weichmagnetischen Schienenmagneten 22" versehene Laufschiene 2 mit einem Mittelteil 2' und zwei Seitenteilen 2", in die ein mit einem Laufwerkskörper 10 versehenes Laufwerk 1 eingeführt ist, das mit einem Trennelement 3 verbunden ist.
Die Schienen 2 sind vorzugsweise aus Aluminium mit einer guten Oberflächenqualität [z.B. N6 (0,8 -1,0 µm)] gefertigt und z.B. mit einer Eloxalschicht im Bereich von 10 bis 12µm veredelt. Möglichkeiten zur Montage der Schiene 2 sind beispielsweise in [4], EP 1 197 624 A1 beschrieben.
Der Laufwerkskörper 10 ist an dessen Seiten mit parallel zueinander verlaufenden Nuten 16 versehen, in die U-Profilförmige Gleitelemente 11 eingepasst sind. Die Seitenteile 2" der Schiene 2 sind an den unteren Enden je mit gegeneinander gerichteten Schienenfüssen 21 versehen, die als Gleitrippen dienen und zumindest teilweise in den Laufwerkskörper 10 bzw. in das zugehörige Gleitelement 11 eingreifen. Die Schienenfüsse 21 sind an der Unterseite und der Oberseite, vorzugsweise auch an der Frontseite, mit Gleitflächen versehen, so dass sie an allen Innenseiten der vorzugsweise selbstschmierenden Gleitelemente 11 praktisch reibungsfrei gleitend gelagert sind. Die Gleitelemente 11 sind vorzugsweise mit einem Fest- oder Trockenschmiermittel versehen, das für eine lebenslange Schmierung des Gleitlagers sorgt. Vorzugsweise werden mit einem Fest- oder Trockenschmiermittel versehene selbstschmierende Gleitelemente verwendet. Es werden daher vorzugsweise Gleitelemente 11 mit einer hohen mechanischen Festigkeit, Steifigkeit und Härte, mit einer niedrigen und konstanten Gleitreibungszahl, mit einem sehr hoher Verschleisswiderstand und einer sehr hohen Dimensionsstabilität eingesetzt. Geeignet sind harte Kunststoffe wie Teflon oder im Handel erhältliche technische Kunststoffe wie ERTALON®PA, NYLATRON®, ERTACETAL®POM, ERTALYTE®PET oder das mit Festschmiermittel versehene ERTALYTE®TX oder Werkstoffe mit vergleichbaren Eigenschaften. Besonders vorteilhaft sind gleitmodifizierte POM-Typen wie Hostaform verwendbar, das optimal mit eloxierten Schienen 2 zusammenwirkt und auch für die Produktion der Rollen bzw. Räder der Laufwerke 1 der Figuren 20 bis 28 bestens geeignet ist.
Der vorzugsweise ferromagnetische Laufwerkskörper 10 weist an dessen Oberseite ferner eine Ausnehmung 18 auf, in die ein hartmagnetischer Laufwerksmagnet 12 eingepasst ist, dessen Feldlinien den Schienenmagneten 22" durchlaufen, der unterhalb des Mittelteils 2' der Schiene 2 mit dieser verbunden ist.
Der Laufwerksmagnet 12 und der Schienenmagnet 22" sind vorzugsweise mit dem Laufwerkskörper 10 bzw. der Schiene 2 formschlüssig verbunden (siehe Figur 1) oder mit diesen verleimt, verschraubt, verkeilt oder in einer anderen Art miteinander verbunden. Sofern der Laufwerksmagnet 12 in der Ausnehmung 18 vom ferromagnetischen Laufwerkskörper 10 weitgehend umschlossen ist, wird dieser ohne weitere Hilfsmittel fest in der Ausnehmung 18 gehalten und kann bei der Ausgestaltung von Figur 13 oder Figur 20 praktisch nur gelöst werden, indem ein Durchlasskanal 181 vorgesehen wird, durch den ein Werkzeug von der Gegenseite in die beispielsweise zylinderförmige Ausnehmung 18 einführbar ist.
Besonders vorteilhaft lassen sich kunststoffgebundene Magnete 220, 220', wie sie in Figur 6 gezeigt sind, in den Laufwerkskörper 10 oder in die Schiene 2, beispielsweise in eine für Kurvenfahrten gebogene Schiene 2 einpassen. Ein solcher mit eingeschlossenen Magneten oder ferromagnetischen Stoffen versehener Kunststoffstreifen kann mit konventionellen Fräsen bearbeitet, insbesondere abgelängt werden.
Figur 2 zeigt das Laufwerk 1 und die Schiene 2 von Figur 1 in einer Schnittdarstellung. Figur 3 zeigt das Laufwerk 1 und die mit einem hartmagnetischen Schienenmagneten 22 versehene Schiene 2 von Figur 2. In den Figuren 2 und 3 ist schematisch gezeigt, dass durch die Verwendung von zwei hartmagnetischen Elementen 12, 22 ein höherer magnetischer Fluss und somit eine stärkere Wechselwirkung bzw. eine höhere magnetische Kraft resultiert, mittels der die beiden hartmagnetischen Elemente 12, 22 bzw. das Laufwerk 1 und die Schiene 2 gegeneinander gezogen werden. Sofern der Schienenmagnet 22 nicht ein Hartmagnet ist, ist wesentlich, dass er eine hohe Permeabilität (u_r >> 1) aufweist, was bei bekannten ferromagnetischen, jedoch nicht bei paramagnetischen Stoffen der Fall ist.
Die magnetischen Achsen mx12, mx22 der beiden hartmagnetischen Elemente 12, 22 sind in der Vorrichtung von Figur 4 parallel und in der Vorrichtung von Figur 5 senkrecht zur Schwerachse x des Tragelements ausgerichtet, wobei in Figur 4 ein Paar ungleicher Pole und in Figur 5 zwei Paare ungleicher Pole gegenüber liegen. Die Vorteile dieser Anordnungen wurden oben erläutert.
Wie oben erwähnt kann die Belastung der verwendeten mechanischen Lager bei der Wahl hochwertiger magnetischer Elemente und entsprechender Materialien auf ein Minimum reduziert werden. In den letzten Jahren wurden immer leistungsfähigere Materialien gefunden und Legierungen entwickelt, wie Ferrit, AlNiCo, SmCo, NdFeB. Ferner wurden kunststoffgebundene Magnete entwickelt.
Hartferrit-Magnete sind die weltweit am häufigsten eingesetzten Werkstoffe. Bariumferrit und Strontiumferrit sind Sinterwerkstoffe der Metalloxyde BaO2 bzw. SrO2 in Verbindung mit Fe2O3. Diese Rohstoffe stehen in grossen Mengen zur Verfügung und sind günstig. Die Magnete werden isotrop und anisotrop hergestellt. Isotrope Magnete haben in allen Richtungen etwa gleiche magnetische Werte und können so in allen Achsrichtungen magnetisiert werden. Sie haben eine geringe Energiedichte und sind vergleichsweise günstig. Anisotrope Magnete werden in einem Magnetfeld hergestellt und erhalten dadurch eine Vorzugsrichtung der Magnetisierung. Gegenüber isotropen Magneten ist die Energiedichte um ca. 300% höher. Die Koerzitivfeldstärke ist im Verhältnis zur Remanenz hoch.
AlNiCo-Magnete, die normalerweise anisotrop hergestellt werden, sind metallische Legierungsmagnete aus Aluminium, Nickel, Cobalt sowie Eisen, Kupfer und Titan. Deren Herstellung erfolgt durch Sandguss, Kokillenguss, Vaküüm-Feinguss und Sintern. AlNiCo-Magnete haben eine geringe Koerzitivfeldstärke bei einer hohen Remanenz, weshalb sie eine grosse Länge in Magnetisierungsrichtung aufweisen müssen, um eine gute Entmagnetisierungbeständigkeit zu haben.
Als Hochenergie-Magnete werden Dauermagnete aus den seltenen Erden bezeichnet. Diese Materialien zeichnen sich durch ihr hohes Energieprodukt von über 300 kJ pro Kubikmeter aus. Von praktischer Bedeutung sind dabei Materialien der Lanthanidengruppe, insbesondere Samarium-Cobalt (SmCO) und Neodymium-Eisen-Bor (NdFeB). Ein Bariumferritmagnet muss bei gleicher Wirkung (z.B. 100mT Induktion in 1 mm Entfernung von der Polfläche) 25x grösser sein, als ein Samarium-Cobalt-Magnet. Das Energieprodukt von NdFeB ist sogar noch einmal ca. 50% höher. Die Herstellung von SmCo- und NdFeB-Magneten erfolgt durch Einschmelzen der Legierung. Danach werden die Materialblöcke zerbrochen und zu einem feinen Pulver gemahlen, im Magnetfeld gepresst und anschliessend gesintert. Aus den Rohblöcken werden mit der Diamantsäge unter Wasser die Formmagnete zugeschnitten. Für grosse Stückzahlen wird das Pulver in Formen gepresst und anschliessend gesintert. Nach der Formgebung erfolgt die Magnetisierung bis zur Sättigung. Dazu werden hohe magnetische Feldstärken benötigt. Zur Erzeugung dieser hohen Feldstärken werden aufgeladene Kondensator-Batterien in einer Luftspule impulsentladen. Der im Innenloch der niederohmigen Luftspule liegende Magnetkörper wird durch die Impulsentladung bis zur Sättigung magnetisiert. Grundsätzlich ist eine Magnetisierung nur in der bei der Herstellung eingeprägten Vorzugsrichtung möglich. SmCo-Magnete sind sehr hart und spröde, NdFeB-Magnete sind hart und weniger spröde. Auch starke Magnetfelder bewirken keine Schwächung des Magnetfeldes. Beide Materialien sind gegen anorganische Säuren und Laugen nicht beständig. Auch ein ständiger Kontakt mit Wasser führt zur Korrosion (bei NdFeB bewirkt bereits eine hohe Luftfeuchtigkeit eine Oberflächenoxydation) (aus Permanentmagnet-Grundlagen, Institut für Elektrische Energietechnik, Fachbereich Elektrotechnik, TU Berlin, 1.7.1998 (siehe http://www.iee.tu-berlin.de/forschung/permmag/grundlagen.html). Vorzugsweise werden die verwendeten Hartmagnete daher versiegelt oder mit Metallen beschichtet. Vorzugsweise werden die Ausnehmungen 18 beispielsweise mittels eines Lacks dicht abgeschlossen.
Ferner sind heute kunststoffgebundene Magnete erhältlich. Zu deren Herstellung werden Magnetwerkstoffe pulverisiert, mit geeigneten Kunststoffen vermischt und durch Kalendrieren, Extrudieren, Pressen oder Spritzgiessen zu fertigen Magneten verarbeitet. Wie in Figur 6 gezeigt können auch Hochenergiemagnet-Segmente in einen Kunststoff eingebunden werden, um einen elastischen und trotzdem leistungsfähigen, lang gezogenen Magneten zu realisieren.
Die Verwendung von magnetischen Elementen zur Entlastung der mechanischen hat weitere Vorteile. Mittels Spulen 15, 25 (siehe die Figuren 7 und 7a), die auf dem Laufwerk 1 oder innerhalb der Schiene 2 befestigt sind, können bei Relativbewegungen zwischen Laufwerk 1 und Schiene 2 Feldänderungen erfasst und in elektrische Ströme gewandelt werden, die einerseits zur Ermittlung der Position oder von kinematischen Daten des Laufwerks 1 bzw. des Trennelements 3 und andererseits zum Laden eines Akkumulators 52 geeignet sind. Durch das Kurzschliessen oder niederohmige Abschliessen der Spulen 15, 25 mittels eines Schalters 50a bzw. mittels eines steuerbaren Widerstands 50b können in der Spule 15, 25 magnetische Felder erzeugt werden, die den Feldern der vorbei fahrenden Magneten entgegenwirken, so dass der Lauf des Trennelement 3 wahlweise gebremst oder bedämpft werden kann. Wie in den Figuren 7a und 9 gezeigt, werden für die Wechselwirkung mit der Spule 15 bzw. 25 gesonderte vorzugsweise vierte magnetische Elemente 14, 24 verwendet, deren Polarität senkrecht zu den Polaritäten der weiteren magnetischen Elemente steht. Dies erlaubt die präzise Lokalisierung des Laufwerks 1 innerhalb der Schiene 2. Vorzugsweise sind entlang des Laufwegs des Laufwerks 1 mehrere Spulen 25 oder Magnete 24 vorgesehen, mittels denen weitere Positionsdaten und kinematische Daten, Daten betreffend die Geschwindigkeit und die Beschleunigung, für das Trennelement 3 ermittelt werden können. Anhand dieser Daten und vorliegenden Instruktionen, gegebenenfalls in einer Speichereinheit 500 permanent abgelegten oder über eine Eingabeeinheit 50i zugeführten Steuerdaten, sind verschiedene Steuerfunktionen vorteilhaft realisierbar. Beispielsweise bei hohen Geschwindigkeiten, insbesondere im Bereich einer Endlage können der Schalter 50a oder der steuerbare Widerstand 50b oder eine elektromechanische Bremsvorrichtung 50f betätigt werden. Die Eingabeeinheit 50i kann auch zur Messung der Distanz zu Hindernissen oder eines Endanschlags geeignet sein, so dass entsprechende Bremsmanöver eingeleitet werden können. Ferner können eine Anzeigeeinheit 50c und ein Lautsprecher 50d vorgesehen sein, mittels derer das Verhalten des Trennelements 3 signalisierbar ist. Beispielsweise wird während der Fahrt ein rotes Signal blinkend, während des Stillstands ein grünes Signal und im abgeschlossenen Zustand ein blaues Signal gezeigt. Sofern entsprechende Instruktionen vorliegen kann das Trennelement 3 in der Endlage automatisch mittels eines elektrischen Schlosses 50e abgeschlossen werden. Zur Realisierung dieser Funktionen weist die in Figur 7 gezeigte Steuervorrichtung 5 eine Steuereinheit 50 auf, die mit einer oder mehreren Spulen 15, 25 verbunden und an den Akkumulator 52 angeschlossen ist, der über eine Diode 51 mit einer oder mehreren Spulen 15, 25 verbunden ist.
Mittels der Steuereinheit 50 kann auch ein elektrischer Antrieb 50g betätigt werden, der von einer externen Stromquelle 5000 gespeist wird. Entsprechende Antriebs- und Steuervorrichtungen, die innerhalb des Trennelements 3 oder verbunden mit dem Laufwerk 1 innerhalb der Schiene 2 angeordnet sind, sind beispielsweise in der WO 2004/005656 A1 beschrieben.
Die in Figur 7 gezeigten Vorrichtungsteile 50a, ..., 50i können daher wahlweise einzeln oder gesamthaft in der Schiene 2 oder im Trennelement 3, beispielsweise innerhalb der Profilteile derselben realisiert werden. Zur Steuerung eines Systems mit mehreren Trennelementen 3, werden die lokalen Steuereinheiten 50 drahtlos oder drahtgebunden mit einer zentralen Steuereinheit 5001 verbunden.
Wie oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung bei geraden oder für Kurvenfahrten gebogenen Schienen 2 eingesetzt werden. Zur Realisierung von Fahrten in einer gebogenen Schiene 2 wird ein Laufwerk 1 mit Gleitelementen 11 vorgesehen, das von der Schiene 2 bzw. den Gleitrippen 21 in einer Ebene drehbar und/oder verschiebbar gehalten wird. Wie in 10 gezeigt, werden zur zentrierten Führung des drehbar und/oder verschiebbar gehaltenen Laufwerks 1 seitlich montierte hartmagnetische Führungsmagneten 23 vorgesehen, von denen wenigstens ein Pol mit einem gleichgerichteten Pol der Laufwerksmagnete 12, 12' zusammenwirkt, so dass diese mit dem Laufwerk 1 von beiden Seiten in eine Mittellage gedrückt werden. Besonders Platz sparend kann dies mit Führungsmagneten 23 geschehen, deren magnetische Achsen mx23 senkrecht zu den magnetischen Achsen mx12 der Laufwerksmagnete 12' liegen. Dabei ist es von Vorteil, die magnetischen Pole der Schienenmagnete 22' und der Führungsmagnete 23 voneinander zu entkoppeln. Dazu sind beidseits der Schienenmagnete 22' tiefe Schlitze 29 in das Mittelteil 2' der Schiene 2 eingearbeitet, die vorzugsweise mit einem magnetisch nicht- bzw. kaum leitenden, vorzugsweise diamagnetischen Material 290 gefüllt werden.
Weiter ist in Figur 10 gezeigt, dass die Gleitrippen 21 nur teilweise in die Gleitelemente 11 eintreten, so dass das Laufwerk 1 zwischen den Seitenteilen 11 verschiebbar ist; von den Führungsmagneten 23 jedoch stets zurück in eine Mittellage gestossen wird.
Zur Aufnahme der Schienenmagnete 22' und der Führungsmagnete, 23 ist die Schiene 2 mit Ausnehmungen 27a, 27b versehen, in die dieselben einsetzbar oder einschiebbar sind. Zum Halten der gegebenenfalls kunststoffgebundenen Magnete 22', 23 sind Halteelemente 28 und/oder vorzugsweise magnetisch nichtleitende bzw. diamagnetische Arretierelemente 280 vorgesehen, mittels derer die Ausnehmungen 27a, 27b abschliessbar sind.
In Figur 10 ist der Laufwerkskörper 10 schematisch mit zwei Teilen 10A, 10B gezeigt, deren gegenseitiger Abstand mittels Schrauben 10C einstellbar ist, wodurch gleichzeitig ein passender Luftspalt zwischen den ersten und zweiten magnetischen Elementen 12, 12' und 22, 22', 22" resultiert. Beim Laufwerk 1 von Figur 21 gelingt dies mit einfacheren Massnahmen.
Die wirksamen magnetischen Kräfte können daher durch Änderung des Luftspalts den vorliegenden Lastverhältnissen bzw. dem Gewicht des Trennelements angepasst werden. Zusätzlich oder alternativ kann auch die entsprechende Verwendung anderer magnetischer Materialien oder eine angepasste Anzahl magnetischer Elemente oder eine Volumenanpassung der magnetischen Elemente vorgesehen werden.
In Figur 10 ist ferner eine weitere Vorrichtung gezeigt, mittels der sich Laufwerkskörpers 10 mit dem Trennelement 3 verbinden lässt. Dabei ist eine justierbare Verbindungsschraube 32, die mittels einer Befestigungsvorrichtung 31 das Trennelement 3 hält, in eine im Laufwerkskörper 10 vorgesehene Gewindebohrung 13 eingedreht. In der Vorrichtung von Figur 8 weist der Laufwerkskörper 10 hingegen einen Flansch 19 auf, der mit dem Trennelement 3 verbunden ist.
Figur 11 zeigt in zwei Lagen ein in der Schiene 2 drehbar gelagertes Laufwerk 1, das parabolisch verlaufende Aussenseiten aufweist, die von den Gleitelementen 11 vorzugsweise überragt werden, damit diese mit den Innenseiten der Seitenteile 2" der Schiene 2 ein Gleitlager bilden, sofern sie in Kontakt geraten. Diese Laufwerke 1 werden wie oben beschrieben mit magnetischen Elementen bestückt, können jedoch auch ohne dieselben verwendet werden.
Figur 12 zeigt zwei in der Schiene 2 drehbar gelagerte Laufwerke 1A bzw. 1B, die anhand einer Kopplungsvorrichtung 100 und daran beidseitig vorgesehenen Verbindungs- oder Lagervorrichtungen 101, 102 miteinander gekoppelt sind. Die Kopplungsvorrichtung 100 ist beispielsweise ein Metallprofil mit einer Gewindebohrung, in die die Verbindungsschraube 32 einführbar ist.
Figur 13 zeigt ein erfindungsgemässes Laufwerk 1 mit einem quaderförmigen Laufwerkskörper 10, der eine Gewindebohrung 13 und sechs Ausnehmungen 18 aufweist, von denen beidseits der Gewindebohrung 13 je zwei mit Laufwerksmagneten 12 bestückt sind. Die Laufwerksmagneten 12 und die Ausnehmungen 18 sind derart bemessen, dass der äussere Pol des Laufwerksmagneten 12 den Laufwerkskörper überragt und freiliegt, so dass einerseits kein direkter Rückschluss der beiden Pole über den Laufwerkskörper 10 erfolgen kann und gleichzeitig die Kontrolle des Abstands zum Schienenmagneten 22;... vereinfacht wird. Zur kontrollierten Reduktion des Rückschlusses zwischen dem Laufwerksmagneten 12 und dem Laufwerkskörper 10, welcher den Laufwerksmagneten 12 in die Ausnehmung 18 zieht, kann ferner, wie in Figur 21 gezeigt, eine ringförmige Ausnehmung 185 am äusseren Ende der Ausnehmung 18 vorgesehen werden, durch die der betreffende Pol gegenüber dem Laufwerkskörper isoliert wird. Wie eingangs erwähnt ist die Verwendung von topf- oder zylinderförmigen, hartmagnetische Rundmagneten besonders vorteilhaft, da diese gute magnetische Eigenschaften aufweisen, mechanisch einfach montiert werden können. Die Laufwerksmagnete 12 können alle mit derselben Polausrichtung in den Laufwerkskörper 10 eingesetzt werden. Für eine gegebenenfalls bevorzugte Ausbildung des Magnetfeldes können die Laufwerksmagnete 12 jedoch auch mit um vorzugsweise 90° oder 180° ändernder Polausrichtung eingesetzt werden, so dass beispielsweise ein Halbach-Magnet-Array oder eine ähnlich wirkendes Magnetsystem resultiert. Mittels dieser Technik lassen sich beispielsweise stärker gerichtete Felder und reduzierte Polausprägungen und somit ein ruhigerer Lauf des Laufwerks 1 erzielen.
Möglich Ausrichtungen der Magneten sind beispielsweise in http://www.powerditto.de/magnetsystem.html und in http://www.wondermagnet.com/halbach.html gezeigt und beschrieben. Figur 28 zeigt beispielsweise ein erfindungsgemässes Laufwerk 1 mit einem Laufwerkskörper 10, der mit zwei Reihen von Laufwerksmagneten 12 mit alternierender Polarität bestückt ist. Die Positionierung der Ausnehmungen 18 und die Ausrichtung der Magnetachsen der Laufwerksmagnete 12 wird dabei vorzugsweise individuell bestimmt, wobei sich insbesondere rechteckige, dreieckige, in Sägezahnlinien verlaufende und bienenwabenförmige Positionierungen der Ausnehmungen 18 als gut geeignet erwiesen haben. Ebenso wird die geeignete Anzahl der Ausnehmungen 18 und die Bestückungszahl der Laufwerksmagneten 12 gewählt. Die genannten Positionierungen der Ausnehmungen 18 können natürlich auch bei uniformer Ausrichtung der Magnetachsen in so gewählt werden.
Die in Figur 13 gezeigte Ausgestaltung des Laufwerkskörpers 10, ob mit Verwendung von Gleitmaterial (siehe Fig. 13) oder mit Verwendung von Rollmaterial (siehe Fig. 20) hat zahlreiche Vorteile. Der ferromagnetische, beispielsweise aus Eisen gefertigte Laufwerkskörper 10, der mit geringen Abmessungen einfach herstellbar ist, dient als Eisenrückschlusskörper, in dem die Laufwerksmagneten 12 durch einfaches Einsetzen stabil montiert und eingebettet werden können. Die Ausnehmungen 18 sind dabei vorzugsweise derart Ausgestaltet, dass deren Innenfläche dicht am Laufwerksmagneten 12 anliegt und diesen zumindest seitlich stabil hält. Sofern die Innenfläche der Ausnehmung 18 auch seitlich am Laufwerksmagneten 12 anliegt resultiert ein beliebig wählbarer Rückschluss der Magnetfeldlinien, durch den der Laufwerksmagnet 12 in der Ausnehmung gehalten wird.
die den Laufwerksmagneten 12 können mit einfachen Massnahmen in den Laufwerkskörper 10 eingefügt und oberflächenveredelt, beispielsweise poliert werden, um eine geringe Oberflächenrauheit zu erzielen. Mit minimalem Herstellungs- und Montageaufwand kann daher ein Laufwerkskörper 10 gefertigt werden, der sich optimal in das magnetische System einfügt. Aufgrund der geringen Abmessungen des Laufwerkskörpers 10 kann das resultierende Laufwerk 1 in Schienen 2 mit minimalem Durchmesser eingefügt werden, was insbesondere bei der Verwendung im Möbelbereich besonders vorteilhaft ist. Aufgrund der magnetischen Lagerung sind selbst bei geringen Abmessungen jedoch trotzdem hohe Lasten montierbar. Ferner kann der Laufwerkskörper wahlweise mit einer entsprechend der Last gewählten Anzahl von Laufwerksmagneten 12 bestückt werden, so dass ein breiter Anwendungsbereich für ein Laufwerk 1 resultiert. Sofern eine höhere Anzahl von Laufwerksmagneten 12 benötigt wird, wird ein längerer Laufwerkskörper 10 mit einer entsprechend höheren Anzahl von Ausnehmungen 18 gewählt. Insgesamt resultiert eine für den mit der Installation dieser Systeme betrauten Anwender ausserordentlich vorteilhafte Modularität, die minimale Anforderungen an die Lagerverwaltung stellt.
In Figur 13 ist der Laufwerkskörper 10 spielfrei in ein U-Profil-förmiges Gleitelement 110 eingesetzt, dessen ebene Unterseite 110U in den Randbereichen 110L, 110R auf den Laufflächen 2100 der Schienenfüsse 21 gleiten kann, wie dies in den Figuren 15 und 16 gezeigt ist (siehe auch die Figuren 18 und 19). Das vorzugsweise aus Hostaform gefertigte Gleitelement 110 weist ferner eine Öffnung 113 auf, durch die hindurch eine Verbindungsschraube 32 in die im Laufwerkskörper 10 vorgesehene Gewindebohrung 13 eingeführt werden kann, um das Trennelement 3 zu montieren (siehe Figur 10). Die Seitenwände 110S des Gleitelements 110 weisen zwei wellenförmige Ausbuchtungen 111 auf, die an den Innenseiten der Seitenelemente 2', 2" der Schiene 2 geführt sind und die bei Kontaktaufnahme mit der Schiene 2 nur einen geringen Reibungswiderstand verursachen.
Figur 14 zeigt das Laufwerk 1 von Figur 13 mit einem der Pufferung und Parkierung dienenden, mittels eines Zwischenpuffers 191 elastisch gehaltenen Endstücks 190, in das zwei Puffermagnete 129 in der Weise eingesetzt sind, wie dies für die Laufwerksmagnete 12 beschrieben wurde. In der Parkposition treffen die Puffermagnete 129, die eine unterschiedliche Polarität aufweisen, auf ein dünnes elastisches Randelement, das eine Eisenrückschlussplatte abdeckt, welche die unterschiedlichen Pole der beiden Puffermagnete 129 miteinander verbindet und das Laufwerk 1 festhält. Durch einen Ruck oder durch Verschieben der Eisenrückschlussplatte können die Puffermagnete 129 wieder gelöst werden. Der Zwischenpuffer 191 dient beim Einfahren in die Parkposition hingegen als Stossdämpfer.
Figur 15 zeigt das Laufwerk 1 von Figur 13 eingesetzt in eine Schiene 2. Figur 16 zeigt das Laufwerk 1 und die Schiene 2 von Figur 15 in Schnittdarstellung entlang dem Schnitt B-B.
Figur 17 zeigt ein Laufwerk 1 mit einem in den Figuren 18 und 19 von unten und von oben räumlich dargestellten Laufwerkskörper 10, der an der Unterseite 10U in den geneigten Randbereichen 10L, 10R je mit einer Reihe von Ausnehmungen 18L, 18R versehen ist, in die Laufwerksmagnete 12L, 12R eingesetzt sind. Der Laufwerkskörper 1 ist spielfrei in ein beispielsweise aus Hostaform gefertigtes, U-Profil-förmiges Gleitelement 110 eingesetzt, dessen Unterseite 110U in den geneigten Randbereichen 110L, 110R auf den ebenfalls geneigten Laufflächen 2100 der Schienenfüsse 21 gleiten kann, wie dies in Figur 17 gezeigt ist. In den Randbereichen 110L, 110R des Gleitelements 110 sind Öffnungen 118 vorgesehen, durch die die Laufwerksmagnete 12L, 12R gegebenenfalls hindurch und teilweise in einen Aufnahmekanal 210 im Schienenfuss 21 eintreten können.
In den Aufnahmekanal 210 jedes Schienenfusses 21 werden hartmagnetische Schienenmagnete 2200L, 2200R bzw. 2200L', 2200R' derart eingesetzt, dass sich gleiche Pole der Laufwerksmagneten 12 und der Schienenmagneten 2200 gegenüberliegen, so dass auf das Laufwerk 1 einwirkende Abstossungskräfte entstehen, deren resultierender Vektor parallel, aber entgegengesetzt zum Lastvektor des mit dem Laufwerk 1 verbundenen Trennelements 3 verläuft. Durch die lediglich vorzugsweise Neigung beider Randbereiche 10L, 10R; 110L, 110R des Laufwerkskörpers 10 und des Gleitelements 110 resultiert bei gleichzeitiger Einwirkung des Lastvektors eine zentrische Positionierung des Laufwerks 1, das gleichzeitig entlang der Achse der Schiene 2 ausgerichtet wird.
Die in den T-Profil-förmigen Aufnahmekanal 210 jedes Schienenfusses 21 eingefügten Schienenmagnete 2200, 2200 können unterschiedlich beschaffen sein. Einerseits sind kunststoffgebundene Bandmagneten 2200L', 2200R' einsetzbar. Andererseits können Rundmagnete 2212 in ferromagnetische Profile 2210 eingesetzt werden, die ihrerseits in den Aufnahmekanal 210 eingeschoben werden und die, wie die Laufwerkskörper 10, als Rückschlusskörper dienen.
Mit den in den Figuren 1 bis 19 gezeigten Laufwerken 1 lassen sich bei Einsatz der erfindungsgemässen Lösung daher sehr gute Resultate erzielen. Das in den Figuren 20 bis 28 gezeigte Rollmaterial ist zur Lagerung der Laufwerke 1 ebenfalls vorteilhaft verwendbar. Die Gleit- und Rolltechnologien weisen dabei verschiedene Eigenschaftsprofile auf, so dass der Anwender oder der Hersteller die eine oder die andere Technologie bevorzugen wird. Interessant ist, dass die erfindungsgemässe Lösung bei beiden Technologien besonders vorteilhaft anwendbar ist, so dass in jedem Fall ausserordentlich leistungsfähige Vorrichtungen zur Lagerung von verschiebbaren Trennelementen resultieren, die gleichzeitig reduzierte Abmessungen aufweisen.
Figur 20 zeigt ein erfindungsgemässes Laufwerk 1 mit einem quaderförmigen Laufwerkskörper 10, der eine Gewindebohrung 13 und sechs Ausnehmungen 18 aufweist, von denen vier mit Laufwerksmagneten 12 bestückt sind und an dessen Enden Wellen 80 mit Laufrollen 8 vorgesehen sind. Die Anordnung und Montage der Laufwerksmagneten 12 im Laufwerkskörper 10 entspricht derjenigen von Figur 13. In Figur 20 ist zusätzlich eingezeichnet, dass der Abstand zwischen den Mittelpunkten von zwei benachbarten Ausnehmungen 18 etwa um den Faktor 1,2 grösser ist als der Durchmesser einer Ausnehmungen 18 bzw. eines Laufwerksmagneten 12. Dadurch wird unter weitgehender Vermeidung störender Wechselwirkungen eine optimale Wirkung der eingesetzten Laufwerksmagneten 12 erzielt. Der genannte Faktor kann natürlich auch abweichend vom angegebenen Wert gewählt werden und kann beispielsweise deutlich höher sein als 1,2 sofern dies die Abmessungen des Laufwerks 1 erlauben.
In den Figuren 20 und 21 ist ferner gezeigt, dass der Boden oder die Basis 182 der Ausnehmung 18, die vorzugsweise oberflächenbehandelt (z.B. durch Schleifen, Honen, Reiben) und/oder oberflächenveredelt (z.B. durch Beschichten oder durch Einlagerung von geeigneten Materialien) wird, an einen beidseitig geöffneten Durchlasskanal 181 anschliesst, der es Flüssigkeit, Feuchtigkeit oder Luft erlaubt, aus der Ausnehmung 18 zu entweichen, insbesondere wenn der Laufwerksmagnet 12 eingesetzt wird. Ferner kann ein Werkzeug in den Durchlasskanal 181 eingeführt werden, um einen eingesetzten Laufwerksmagneten 12 aus der Ausnehmung 18 zu entfernen.
In Figur 21 ist ferner gezeigt, dass die Ausnehmung 18 in einer vorzugsweisen Ausgestaltung vollständig durchgebohrt und mit einem Gewinde versehen werden kann, in das ein Schraubenbolzen 185 eingedreht werden kann, um den darauf liegenden Laufwerksmagneten 12 zu justieren. Möglich ist auch die Verwendung eines hartmagnetischen Gewindebolzens 185, der seinerseits den Laufwerksmagneten 12 bildet. Vorteilhaft bei der Verwendung von Gewindebolzen 185 ist ferner, dass diese durch spezialisierte Hersteller mit einer gewünschten Oberflächenvergütung oder Veredelung herstellbar sind.
In Figur 21 ist ferner gezeigt, dass der äussere Rand der Ausnehmung 18 mit einer Ringbohrung 188 versehen werden kann, die den anliegenden Pol des Laufwerksmagneten 12 vom Laufwerkskörper trennt. Dadurch wird ein störender direkter Rückschluss von diesem Pol auf den Laufwerkskörper 10 verhindert, d.h. der Rückschluss erfolgt praktisch vollständig über den Schienenmagneten 22; ....
Der Laufwerkskörper 10 ist an jedem Ende mit einer Welle 80 versehen, die fest gehalten ist, und auf der die aufgesetzten Rollen 8 gleiten, die beispielsweise aus Hostaform gefertigt sind. In den Figuren 22 und 23 ist gezeigt, dass die Rollen 8 ein erstes Rollenteil 82, das auf der Gleitfläche 2100 eines Schienenfusses 21 abrollt, und ein zweites Rollenteil 81 aufweisen, das den Schienenfusses 21 seitlich überragt und das Laufwerk 1 führt.
Der Laufwerkskörper 1 weist ferner Abschlusselemente 190 auf, die für Kopplungs- oder Pufferzwecke einsetzbar sind.
Figur 24 zeigt in räumlicher Darstellung das Laufwerk 1 von Figur 20, wobei nur vier mit Laufwerksmagneten 12 bestückte Ausnehmungen 18 vorgesehen sind.
Figur 25 zeigt in räumlicher Darstellung das Laufwerk 1 und die mit einem ferromagnetischen Schienenmagneten 22 versehene Schiene 2 von Figur 22 in Schnittdarstellung entlang dem Schnitt A-A.
Figur 26 zeigt ein erfindungsgemässes Laufwerk 1 mit vorzugsweise ausgestaltetem Laufwerkskörper 10, dessen Endstück 190 von einem Puffer 9 gehalten ist. Der Laufwerkskörper 10 ist derart ausgestaltet, dass er die Feldlinien der eingesetzten Laufwerksmagneten 12 optimal bündelt.
Figur 27 zeigt den Puffer 9 von Figur 26, der ein elastische Pufferelement 92 und eine Klammer 91 aufweist, mittels dessen ein parkiertes Trennelement 3 gehalten werden kann.
Figur 28 zeigt ein erfindungsgemässes Laufwerk 1 mit einem Laufwerkskörper 10, der mit zwei Reihen von Laufwerksmagneten 12 bestückt ist. Die Anordnung und auch die Ausgestaltung der Laufwerksmagneten 12 ist daher keineswegs auf die angegebenen Beispiele beschränkt und kann insbesondere in Abhängigkeit der Last und der Schienen- und Laufwerksabmessung optimiert werden, wobei symmetrische Anordnungen hinsichtlich wenigstens einer Hauptachse des Laufwerks 1 bevorzugt werden.
Figur 29 zeigt ein Segment der Schiene 2 von Figur 16 oder Figur 23 in räumlicher Darstellung.
Figur 30 zeigt ein Segment der Schiene 2 von Figur 17 in räumlicher Darstellung. Hier ist die bevorzugte Anordnung des Aufnahmekanals 210 für die Schienenmagnete 2200 gut ersichtlich. Da diese den grösseren Lastanteil aufnehmen sind sie nahe an den Seitenelementen der Schiene 2 angeordnet, die Laufflächen 2100, die eine weitgeringere Last aufnehmen, sind nach innen versetzt. Insgesamt wird das auf jeden Schienenfuss 21 einwirkende Moment dadurch auf ein Minimum reduziert.
Figur 31 zeigt ein erfindungsgemässes Laufwerk 1X, das nur eine vorzugsweise mittels eines elastischen Elements 85 gelagert Welle 80 mit zwei Laufrädern 8 aufweist, dessen Laufwerkskörper 10X beidseits mittels Flanschelementen 106X und einem vorzugsweise magnetischen Gelenkbolzen 120 derart mit je einem einachsigen Laufwagen 1Y verbunden ist, dass das mittels einer Verbindungsschraube 32 mit dem Trennelement 3 verbindbare Laufwerk 1X und die Laufwagen 1Y nur in einer Ebene gegeneinander drehbar sind. Der magnetischen Gelenkbolzen 120 wird vorzugsweise in der für die Laufwerksmagneten 12 beschriebenen Art in eine Ausnehmung 1800 im Laufwerkskörper 10X oder einem der Flanschelemente 1060X davon eingesetzt. Durch die Verwendung elastischer Elemente 85 wird gewährleistet, dass die über das Laufwerk 1X einwirkende Last gleichmässig auf alle Kettenglieder 1X, 1Y1, 1Y2, ... verteilt wird und mittels Laufwerksmagneten 12, 120 auf Schienenmagnete 22; ... abgeleitet werden kann. Zusätzliche Laufwagen 1Y2, 1Y3, ... können daher bedarfsweise in Abhängigkeit der zu tragenden Last beidseitig an das Laufwerk X1 angehängt werden. Aufgrund der gelenkigen Verbindung des Laufwerk 1X und der Laufwagen 1, Y1, 1Y2, 1Y3, ... sind Fahrten in gekrümmten Schienen 2 durchführbar.
Figur 32 zeigt das Laufwerk 1 von Figur 1, in dessen Laufwerkskörper 10, wie in Figur 13 gezeigt, zylinderförmige Laufwerksmagnete 12 eingebettet sind.
Figur 33 zeigt das Laufwerk 1 von Figur 32 und einen ferromagnetischen Schienenmagneten 22 in den hartmagnetische, zylinderförmige Laufwerksmagnete 2212 eingebettet sind. Die erfindungsgemässen Technologien, die oben beschrieben wurden, sind daher kombinierbar. Bei Anwendung dieser Lösung wird das Laufwerk zudem automatisch zentriert.
Figur 31 zeigt das eingangs besprochene bekannte Laufwerk 100.
Die Erfindung wurde anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Anhand der offengelegten Erfindungslehre sind in fachmännischer Weise weitere Ausgestaltungen der Erfindung realisierbar. Insbesondere sind verschiedene weitere Arten der mechanischen Lagerung realisierbar. Beispielsweise können auch Gleit- und Rollenelemente kombiniert zur Anwendung kommen. Wie in Figur 11 schematisch gezeigt, kann mittels Gleitelementen 11 die Last partiell aufgenommen werden, während Rollelemente 800 für die Kurvenführung verantwortlich sind.
Ferner sind natürlich auch die Formen, Ausgestaltungen, Materialien und Positionierungen der Ausnehmungen 18 und der Laufwerksmagnete 12 abweichend von den Ausführungsbeispielen gewählt werden.
Besonders vorteilhaft kann auch die Kombination verschiedener Magnetkräfte eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein Laufwerk 1 von einem ersten Schienenmagneten 22, 220, ... nach oben gezogen und gleichzeitig von zweiten Schienenmagneten 2200 nach oben gedrückt werden.

Literaturverzeichnis

[1]: DE 40 16 948 A1
[2]: US 2003/0110696 A1
[3]: GB 1 089 605 A
[4]: EP 1 197 624 A1

Bezugszeichenliste für die erfindungsgemässe Vorrichtung

1: Laufwerk
1A, 1B: gekoppelte Laufwerke 1
1X, 1Y: Laufwerksglieder
10: Laufwerkskörper, Eisenrückschlussplatte
10X, 10Y: Körper der Laufwerksglieder 1X, 1Y
10A, 10B: Teile des zweiteiligen Laufwerkskörpers 10
10C: Justierschrauben für den zweiteiligen Laufwerkskörper 10
10L, 10R: gegebenenfalls geneigte Randbereiche der Unterseite des Laufwerkskörpers 10
10M: Mittelbereich der Unterseite des Laufwerkskörpers 10
100: Oberseite des Laufwerkskörpers 10
10U: Unterseite des Laufwerkskörpers 10
100: Kopplungselement für die Laufwerke 1A, 1B
101, 102: Lagerelemente für das Kopplungselement 100
104: Induktionsmagnet
105: Zwischenflansch
1050: Öffnung im Zwischenflansch 105
106: Doppelflansch
1060: Öffnungen im Doppelflansch
11: mit dem Laufwerk 1 verbundene Gleitelemente
110: mit dem Laufwerk 1 verbundenes Gleitelement
111: seitliche Kontaktzonen des Gleitelements 110
113: Öffnung im Gleitelement 110 zur Durchführung der Verbindungsschraube 32
118: Öffnung im Gleitelement 110 zur Durchführung eines Laufwerksmagneten 12L; 12R
12, 12': Laufwerksmagnet
12L, 12R: Laufwerksmagnet an den Unterseiten 10, 10b des Laufwerkskörpers 10
120: Kopplungselement oder Laufwerkskopplungsmagnet
129: Puffermagnet am Abschlussstück 190
13: Gewindebohrung im Laufwerkskörper 10
130: Bohrung im Laufwerkskörper 10 für die Aufnahme der Welle 80 und gegebenenfalls des Dämpfungselements 85
14: Induktionsmagnet im Laufwerk 1
15: Laufwerksspule
16: Nutenkanäle zur Aufnahme der Gleitemente 11
18: Ausnehmung für einen Laufwerksmagneten 12
180, 1800: Ausnehmungen für Schrauben- bzw. Gelenkbolzen
181: Durchlasskanal in der Ausnehmung 18
182: Basis der Ausnehmung 18
185: Schraubenbolzen in der Ausnehmung 180
1850: veredeltes Endstück des Schraubenbolzens 185
188: Ringbohrung
19: Flanschelemente am Laufwerkskörper 10
190: Abschlussstück
191: elastischer Zwischenpuffer
2: Schiene zur Aufnahme des Laufwerks 1
2': Schienenmittelteil
2": Schienenseitenteile
21: Gleitrippen, Schienenfuss
210: Aufnahmekanal
2100: Gleitflächen bzw. Laufflächen
22, 22', 22": ferromagnetischer, gegebenenfalls weich oder hartmagnetischer, Schienenmagnet 2
220, 220': kunstoffgebundener, elastischer und bandförmiger Schienenmagnet mit und ohne Hartmagnet-Segmente
2200A, B: zusammengesetzter Schienenmagnet im Schienenfuss
2200A', B': kunstoffgebundener Schienenmagnet im Schienenfuss 21
2210: Rückschlusskörper des zusammengesetzten Schienenmagneten 2200A, 2200B
2212: Hartmagnet für den Rückschlusskörper 2210
2218: Aufnahmeöffnung im Rückschlusskörper 2210
23: Führungsmagnet
24: Induktionsmagnet in der Schiene
25: Schienenspule
27a: erste Ausnehmung in der Schiene zur Einpassung der zweiten magnetischen Elemente 22, 22'
27b: zweite Ausnehmungen in der Schiene zur Einpassung des Schienenseitenmagneten 23
28: Halterippe
280: Arretierelement
29: Spalt, gefüllt oder ungefüllt
290: diamagnetisches Material
3: Trennelement wie Schiebetür oder Fenster
31: Montagevorrichtung
32: Verbindungsschraube
5: Steuervorrichtung
50: Steuereinheit
50a: steuerbarer Schalter
50b: steuerbarer Widerstand
50c: Anzeigeeinheit, Warnsignal
50d: Lautsprecher
50e: elektrisches Schloss
50f: elektromechanische Bremsvorrichtung
50g: elektromechanische Antriebsvorrichtung
50h: Antenne
5Öi: Eingabeeinheit, Distanzmessvorrichtung
51: Diode
52: Akkumulator
500: Speichereinheit mit Steuerdaten
501: Sende- / Empfangsvorrichtung
5000: externe Stromversorgung
5001: Steuereinheit
8, 800: Laufrad, Laufrolle; Führungsrolle
80: Welle für die Laufräder 8
81: Führungsteil des Laufrads 8
82: Abrollteil des Laufrads 8
85: Dämpfungselement
9: Puffer
91: Klammerteil
92: Pufferteil

Claims

Vorrichtung zur Lagerung eines verschiebbaren Trennelements (3), insbesondere einer Schiebetür, aufweisend eine Schiene (2), die ein Mittelteil (2') und zwei Seitenteile (2") aufweist und mit einem in der Schiene (2) geführten Laufwerk (1), der einen mit dem Trennelement (3) verbindbaren Laüfwerkskörper (10) aufweist, welcher mit wenigstens einem hartmagnetischen Laufwerksmagneten (12, 120) versehen ist, der eine Kraft auf wenigstens einen mit der Schiene (2) verbundenen ferromagnetischer, gegebenenfalls hartmagnetischen Schienenmagneten (22, 22', 22", 220, 2200) ausübt, welche der vom Trennelement (3) auf das Laufwerk (1) ausgeübten Gewichtskraft vorzugsweise achsparallel entgegen wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufwerkskörper (10) Rollen (8) und/oder wenigstens ein Gleitelement (11; 110) aufweist, welche innerhalb der Schiene (2), mechanisch auf an den Seitenteilen (2") vorgesehenen, gegeneinander gerichteten Schienenfüssen (21) derart abgestützt sind, dass sie die Gewichtskraft des Trennelements (3) aufnehmen können, wobei der Laufwerksmagnet (12, 120), gegebenenfalls jeder einzelne einer oder mehrerer Reihen von Laufwerksmagneten (12, 120), je in einer Ausnehmung (18) des ferromagnetischen Laufwerkskörpers (10) eingebetet und, vorbehaltlich der gegen den Schienenmagnet (22, 22', 22" , 220, 2200) gerichteten Polfläche vom Laufwerkskörper (10) teilweise oder vollständig umschlossen ist, wobei die Magneten mit gleicher oder um vorzugsweise 90° schriftweise ändernder Polausrictung eingesetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufwerkskörper (10) eine Gewindebohrung (13) aufweist, in die eine dem Halten des Trennelements (3) dienende Verbindungsschraube (32) eingesetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Trennelement (3) abgewandten Oberseite (100) des Laufwerkskörpers (10) mehrere Laufwerksmagnete (12, 120) angeordnet sind, die mit dem wenigstens einen innerhalb der Schiene (2) darüber angeordneten Schienenmagneten (22, 22', 22", 220) zusammenwirken und/oder dass an jedem Rand (10L, 10R) der dem Trennelement (3) zugewandten Unterseite (10U) des Laufwerkskörpers (10) je wenigstens eine Reihe von in Ausnehmungen (18L; 18R) angeordneten Laufwerksmagneten (12L; 12R) vorgesehene ist, die je mit dem darunter angeordneten, vom zugehörigen Schienenfuss (21) gehaltenen oder darin integrierten Schienenmagnet (2200) zusammenwirken.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Laufwerksmagnet (12, 120) formschlüssig oder ausschliesslich durch magnetische Kraft in der Ausnehmung (18) des Laufwerkskörpers (10) gehalten ist, wobei die freiliegende Polfläche die umgebende Fläche des Laufwerkskörpers (10) vorzugsweise überragt und/oder durch eine Ringausnehmung (1850) vom Laufwerkskörper (10) getrennt ist und/oder dass die Fläche des Laufwerkskörpers (10), gegebenenfalls die Basis (182) der Ausnehmung (18), an der die Polfläche des Laufwerksmagneten (12, 120) anliegt, dieser Polfläche angepasst und vorzugsweise derart bearbeitet ist, dass sie eine reduzierte Oberflächenrauheit aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Polfläche des Laufwerksmagneten (12, 120) anliegende Basis (182) der Ausnehmung (18) einen nach aussen offenen Kanal (181) aufweist oder durch einen justierbaren Schraubenbolzen (185) aufweist und/oder dass der wenigstens eine Laufwerksmagnet (12, 120) versiegelt, gegebenenfalls mittels eines Metalls wie Nickel, Gold, Zink, etc. beschichtet ist und/oder dass der Laufwerksmagnet (12, 120) in Rundform oder Topfform vorliegt und die Ausnehmung (18) entsprechend ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung einer bestimmten magnetischen Kraft der Luftspalt zwischen dem Laufwerksmagneten (12, 120) und dem Schienenmagneten (22, 22', 220, 2200) gegebenenfalls durch Justierung des Schraubenbolzens (185) einstellbar ist und/oder dass die Abmessungen, die Materialien und/oder die Anzahl der eingesetzten Laufwerksmagnete und/oder Schienenmagnete (12, 12L, 12R; 120; 22', 220, 2200, 2212) entsprechend gewählt ist und/oder dass die Oberflächengüte der Kontaktflächen entsprechend gewählt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der Aufnahme der Laufwerksmagnete (12) dienende, zylinderförmige Ausnehmungen (18) in einer Reihe vorzugsweise entlang einer Gerade und vorzugsweise symmetrische zur Gewindebohrung (13) in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der etwa 15-25 % des Durchmessers einer Ausnehmung (18) entspricht, wobei die Ausnehmungen (18) entsprechend der Last des Trennelements (3) mit Laufwerksmagneten (12) bestückt sind, um durch die resultierende Magnetkraft vorzugsweise etwa 75% - 90% der Last des Trennelements (3) aufzunehmen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
a) der Laufwerkskörper (10) auf beiden Seiten mit Nuten (16) versehen ist, in die vorzugsweise U-Profilförmige Gleitelemente (11) eingesetzt sind, in denen je ein Laufwerksfuss (21) gelagert ist; oder

b) dass der Laufwerkskörper (10) in ein zumindest annähernd U-Profilförmiges Gleitelement (110) eingefügt ist, dessen gegebenenfalls geneigte und gegebenenfalls mit Durchführungsöffnungen (118) versehene Randbereiche (11L, 11R) der Unterseite (11U), aufweist, die auf den gegebenenfalls entsprechend geneigten und gegebenenfalls mit Schienenmagneten (2200) versehenen Schienenfüssen (21) gleiten; oder

c) dass der Laufwerkskörper (10) mit wenigstens einer Welle (80) versehen ist, die je zwei Laufrollen (8) trägt, welche auf den Schienenfüssen (21) abrollen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitelemente (11; 110) derart ausgestaltet sind, dass das Laufwerk (1) quer zur Schiene (2) verschiebbar oder innerhalb der Schiene (2) drehbar ist und/oder dass die Gleitelemente (11; 110) aus einem metallischen oder nicht-metallischen, vorzugsweise selbstschmierenden Material gefertigt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
a) der wenigstens eine Schienenmagnet (22, 22', 22") ein als Rückschlussplatte dienendes ferromagnetisches oder ein hartmagnetisches Stabelement (22") ist; oder

b) dass der wenigstens eine Schienenmagnet (22", 2200, 2212) aus einem ferromagnetischen Stab (22") oder Körper (2210) besteht, in den Hartmagnete (2212) eingebettet sind; oder

c) dass der wenigstens eine vorzugsweise bandförmig ausgestaltete Schienenmagnet (220, 2200') aus flexiblem Material besteht, in das vorzugsweise hochpermeable und/oder hartmagnetische Segmente oder Materialien eingebunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schienenmagnet (22, 22', 22", 220, 2200) mittels Halterippen (28) oder einem Arretierelement (280) formschlüssig oder mittels eines Klebstoffs vom Mittelteil (2') oder von wenigstens einem der Seitenteile (2") der Schiene (2) gehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrollen (8) ein auf der Lauffläche (2100) des Schienenfusses (21) abrollendes erstes Rollenteil (82) und ein zweites Rollenteil (81) aufweisen, welches die Lauffläche (2100) nach unten überragt und das erste Rollenteil (82) entlang der Lauffläche (2100) führt und/oder dass die Laufrollen (8), gegebenenfalls deren erstes oder zweites Rollenteil (82, 81) als Distanzhalter dienen, indem sie derart bemessen sind, dass sie an ein Vorrichtungsteil, gegebenenfalls die Halterippe (28), anstossen, bevor der Laufwerksmagnet (12) den Schienenmagnet (22, 22', 22", 202) kontaktiert.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Laufwerke (1; 1A, 1B) miteinander koppelbar oder gekoppelt sind oder dass das Laufwerk (1X), das nur eine vorzugsweise mittels eines elastischen Elements (85) elastisch gelagert Welle (80) mit zwei Laufrädern (8) aufweist, beidseits mittels Flanschelementen (106X) und einem vorzugsweise magnetischen Gelenkbolzen (120) derart mit je einem einachsigen Laufwagen (1Y) verbunden ist, dass das mittels einer Verbindungsschraube (32) mit dem Trennelement (3) verbindbare Laufwerk (1X) und die Laufwagen (1Y) nur in einer Ebene gegeneinander drehbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufwerk (1) und/oder die Schiene (2) mit wenigstens einer Spule (15; 25) versehen ist, mittels der Magnetfelder der Laufwerks- oder Schienenmagneten bei der Vorbeifahrt erfasst und in elektrische Ströme gewandelt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Netzteil mit einem Akkumulator (52) vorgesehen ist, der mittels den in der Spule (15; 25) induzierten Strömen aufladbar ist und/oder dass eine gegebenenfalls an den Akkumulator (52) angeschlossene Steuereinheit (50) vorgesehen ist, mittels der
a) ein parallel zur Spule (15; 25) liegender Schalter (50a) betätigbar ist; und/oder

b) ein parallel zur Spule (15; 25) liegender variabler Widerstand (50b) betätigbar ist; und/oder

c) wenigstens eine optische Ausgabeeinheit (50c) betätigbar ist; und/oder

d) wenigstens eine akustische Ausgabeeinheit (50d) betätigbar ist; und/oder

e) ein elektrisches Schloss (50e) betätigbar ist; und/oder

f) eine Bremseinheit (50f) betätigbar ist; und/oder

g) Daten, welche den Zustand, die Bewegung und/oder die Position des Trennelements (3) betreffen, drahtlos oder drahtgebunden zu einer Empfangseinheit übertragbar sind; und/oder

h) die von der Spule (15; 25) zugeführten Signale in Positions- oder Bewegungsdaten wandelbar sind; und/oder

i) von einer Eingabeeinheit (50h) drahtlos oder drahtgebunden übertragene Steuersignale oder Systeminformationen verarbeitbar und der Schalter (50a); der variable Widerstand (50b); die optische Ausgabeeinheit (50c); die akustische Ausgabeeinheit (50d); und/oder das elektrische Schloss (50e) entsprechend den Steuersignalen, den Positionsdaten und/oder den Bewegungsdaten steuerbar ist.