Lösung

vom scheibenrad zum magball

Die  Anforderungen an das Rad als zentrales Konstruktionselement für Fahrwerke und Fahrzeuge werden im Standard von einer scheibenförmigen Geometrie erfüllt: Die allbekannten Konstruktionselemente sind Achse, Lager,  Nabe, Speiche, Felge und Reifen. Die Bewegung erfolgt linear als Abwicklung  des Radumfanges auf der Fahrebene. Geführt wird das Rad durch die Achse, die fest oder beweglich über ein Lenkgestänge mit dem Fahrwerk verbunden ist. Das Rad bewegt sich senkrecht zur Radachse.

Wollte man eine Bewegungsmöglichkeit in Richtung der Radachse und auf ein Lenkgestänge verzichten, so wurde traditionell das Schwenkrad (Schwenkrolle, Caster oder Sviwelwheel) eingesetzt.

Beim Schwenkrad bewirkt eine Kraft senkrecht zur Fahrtrichtung eine Richtungsänderung - mit der oft störenden Nebenwirkung, dass sich  bedingt durch die Exzentrizität des Rades  gegenüber der Schwenkachse auch die Radstellung gegenüber dem Fahrwerk verändert. Die Kippstabilität des Fahrwerks ( zum Beispiel bei der Kinderkarre mit drei Rädern) wird vermindert, und mehrere Schwenkräder können sich gegenseitig behindern. Beispiele aus dem täglichen Leben sind vom Bürostuhl, Einkaufswagen aber auch vom Rollator bekannt. Ein weiterer bauartbedingter Nachteil des Schwenkrades ist es, dass das Schwenkrad um 180 grad einschlägt, wenn die Fahrtrichtung des Fahrwerkes von VOR auf ZURÃœCK - oder umgekehrt - geändert wird.

Will man diese Nachteile des Schwenkrades bei einer allseitigen Bewegung vermeiden, so bieten neuere technische Entwicklungen wie das Allseitenrad und Kugelräder verbesserte Lösungen an.

  • Allseitenrad
  • Topfrolle
  • GoodYearreifen

    Eine futuristische Variante der Topfrolle ist der GOODYEAR EAGLE, bei  dem ein Kugelreifen im Magnetfeld stabilisiert wird.  Die berührungslose Lagerung ist auf den ersten Blick für Technikfreaks  faszinierend, erinnert jedoch bei näherer Betrachtung an die Magnetschwebetechnik der Bahn, deren Zweckmäßigkeit und Wirtschaftlichkeit  nicht nachgewiesen ist. Effektiver ist es, das Kugelrad achsengebunden zu führen und die allseitige Beweglichkeit durch Hinzufügen einer zweiten Achse zu nutzen. Dieser Lösungsansatz ist Grundlage für die rechts gelisteten Kugelradvarianten.

    goodyear_reifen
  • Omniball

    Der Omniball wurde in Japan für den Antrieb von Robotern entwickelt. Bei dieser Bauart ist die Kugel in zwei Halbschalen geteilt, die auf einer inneren Achse gelagert sind. Diese innere Achse ist biegesteif mit einer äußeren Antriebsachse verbunden, die durch den Spalt zwischen den Halbkugeln austritt. Die Grenzen dieser Bauart sind gesetzt durch den Ringspalt, der im Laufflächenbereich  keine konstruktiv  saubere Lösung zulässt. Die Breite des Ringspaltes wird durch den Durchmesser der Antriebsachse bestimmt. Dementsprechend vergrößert sich das Problem mit höheren Drehmomenten und prädestiniert den Omniball für kleinere Fahrwerke. Der Omniball ist dann auch im LEGO Baukasten  bei Modellbauern  ein beliebtes Rad geworden.

    omniball
  • EXCENTERBALL
  • TRIBALL
  • MAGBALL
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