WO2005004083A2 - Drive for a simulation and training sphere - Google Patents

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WO2005004083A2
WO2005004083A2 PCT/IB2004/051111 IB2004051111W WO2005004083A2 WO 2005004083 A2 WO2005004083 A2 WO 2005004083A2 IB 2004051111 W IB2004051111 W IB 2004051111W WO 2005004083 A2 WO2005004083 A2 WO 2005004083A2
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WO
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drive unit
rollers
drive
ball
roller
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PCT/IB2004/051111
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German (de)
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WO2005004083A3 (en
Inventor
Adrián Carlos GONZÀLEZ DE MENDOZA Y KÄDING
Original Assignee
Gonzalez De Mendoza Y Kaeding
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes

Definitions

  • the present invention relates to pivotable friction rollers, electromotively driven, hollow hollow balls which are accessible to one or more users and whose drives are controlled by an electronic control. Such balls are able to rotate around any axis intersecting their center point by 360 °. In the following, they are referred to as simulation and training balls.
  • Simulation and training balls are mainly used as flight simulators and fitness devices, with a user usually sitting in a kind of pulpit inside the ball and controlling the movements of the ball by means of control wheels, joysticks and the like.
  • More recent publications describe simulation and training spheres that enable a user to move through virtual rooms with the help of modern computer-controlled display devices. (e.g. EP 0839 559 AI; US 5,980,256 and others).
  • friction rollers are not rotationally fixed, but are connected to one another, for example, via a differential, such a drive can be pivoted more easily, in particular when the ball is stationary become.
  • the support load is distributed over two support points, which makes it possible to produce a less pressure-resistant and therefore lighter ball cover.
  • the gear pairings produce undesirable noise and vibrations in this arrangement. If the traction of the friction rollers is uneven during operation, the drive power must be based on the friction roller with the lower traction, otherwise slipping of the friction roller is to be expected, which in turn can damage the ball surface. Differences in traction arise, for example, from an uneven contact load on the friction rollers or from liquid noises on the ball surface.
  • the structure of the spherical shell therefore results in the requirement for a friction roller bearing surface that is large enough to roll over openings and gaps in the spherical surface without this being perceived as vibration or noise by the occupant.
  • a large friction roller contact surface is also necessary to reduce the point load on a sensitive transparent plastic surface.
  • a friction drive that wants to meet this requirement depends on optimum traction between the friction roller and ball surface in all operating conditions. Traction can be influenced by many factors, such as dust deposits, liquid films, shape and position inaccuracies of the ball, vibrations, changes in the load on individual friction rollers due to braking and acceleration processes, wear effects and much more. In order to maintain the transparency of a spherical surface made of transparent plastic, slipping of individual friction rollers on the spherical surface should be avoided.
  • each friction roller receives its own independently controlled motor, which is advantageously designed as a direct drive.
  • the interaction of motors and control can be designed in such a way that the undesired spinning of a roller within a fractions of customers are recognized and prevented.
  • such a drive is connected to a self-diagnosis system that can draw conclusions about the condition of the rollers and the ball surface from the correction movements that have occurred.
  • the running surfaces of the rollers adapt to the curvature of the ball, that is to say they are slightly constricted in the middle.
  • the V-shaped arrangement of the roller axes can also be used profitably for the double roller drives corresponding to the preamble, independently of other features of the invention.
  • the rollers are mounted on a rocker whose pendulum axis intersects the pivot axis.
  • the pendulum axis is perpendicular to the plane in which the pivot axis and the two roller axes are arranged.
  • the rocker is mounted in a fork-shaped component that is attached to the swivel device. This arrangement offers the advantage that the bearing load is always distributed evenly over both rollers and thus optimal traction is achieved in all operating situations, or slipping of individual rollers is avoided.
  • the rocker simultaneously reduces the requirements for the shape accuracy of the ball and the positional accuracy of the drive unit in relation to the ball position.
  • rocker bearing of the rollers can also be used independently of other features of the invention for the double roller drives corresponding to the preamble.
  • the support load is taken up by a passive spring-damper combination, which is arranged between the fixed and the displaceable part of the drive base, and so the support load takes the peaks.
  • the Load on the rollers is detected by a suitable sensor element (such as a load cell) and passed on to a controller.
  • a suitable sensor element such as a load cell
  • a controller which determines in real time and within the scope of the current movement possibilities the movements necessary to reduce the amplitude fluctuation of the bearing load and controls an actuator which is arranged between the fixed and the displaceable part of the drive base.
  • an actuator can be, for example, an electric or hydraulic linear drive.
  • Such an arrangement can, however, also be used to cause the control in the case of a known ball position to compensate for known errors in the ball shape by automatic tracking of the rollers, in order to ensure that the ball runs more smoothly.
  • such actuators can be used not only to reduce amplitude fluctuations in the bearing load, but on the contrary, in order to transmit impacts and vibrations to the ball in a targeted manner, and to effect low translations of the entire ball. This can be useful in the context of certain simulation applications.
  • the rocker bearing arrangement corresponding to the third main feature of the invention is of great advantage since it can ensure the contact of both rollers to the ball surface over the entire linear travel path regardless of the swivel position.
  • the drive unit which can be moved linearly in the swivel axis direction can also be used for the generic term corresponding double roller drives independently of other features of the invention.
  • suction devices are located in the area of the rollers in the rolling direction in front of and behind the contact surface between the roller and the ball surface, which extract the dust from the ball surface.
  • there are electrically grounded brushes with fine, electrically conductive bristles in this area which bring about an additional cleaning of the spherical surface and also discharge electrostatic charges from the spherical surface. This is particularly useful if the friction lining of the rollers cannot be made electrically conductive itself.
  • the rollers can be surrounded with a wheel housing, which is only one has a small opening in the area of the contact surface.
  • the opening angle # is primarily dependent on the roller spacing X.
  • the direct drives 7 drive the friction rollers 3 standing on the ball sleeve 2, which can rotate about the friction roller axes 4 (degree of freedom A).
  • the direct drives 7 are attached to the rocker 9, which is mounted on the pendulum axis 5 and has the degree of freedom W.
  • the fork 10 carries the self-aligning bearing and is attached to the pivot bearing 8. This allows free rotation about the pivot axis 6 (degree of freedom S).
  • FIG. 3 shows a three-dimensional representation of an embodiment of the invention according to the main features 1-4.
  • the column house 14 can be seen here, in which the displaceable main column 22 is guided. In the embodiment shown, this is driven by a double-acting hydraulic cylinder 19 which is pressurized by a central (not shown) hydraulic unit via the hydraulic lines 20.
  • hydraulic lines 15 and 17 for the swivel axis brake 25 and for the roller brakes 16 can be seen, which pressurize them and thereby ventilate them as long as the system is supplied with electrical voltage.
  • the voltage supply and the signal lines are fed to the drive unit via the supply cable 18.
  • switch box 12 flanged to the drive unit which houses the engine control and other electronic components.
  • the weight of the switch box must be counterbalanced by a counterweight 13 in order to minimize the unbalance of the drive unit. Facing the ball housing 2 (not shown), there is a screw-out ball support 11 on the rocker 10 with which the ball for work on the tires and on the drives can be lifted.
  • FIG. 4 shows the lower part of the embodiment shown in FIG. 3 cut away.
  • the double-acting hydraulic cylinder 19, which drives the main column 22 via its piston 21, can be seen again. This is secured against rotation by a sliding block 23.
  • the cross roller bearing 24 is fastened on the main column 22 so that the drive unit can be pivoted.
  • the material measure 26 of the rotary encoder for the pivot axis is also firmly connected to the main column.
  • the customer 27 is fastened on the pivotable part of the drive unit.
  • the fail-safe design as a disc brake 25 can also be seen.
  • FIG. 5 shows the upper part of the embodiment shown in FIG. 3 cut away.
  • the drive shaft 35 which is supported by two tapered roller bearings 36, is arranged in the same axis as the roller axis 4.
  • the friction roller rim 38 which carries the pneumatic tires 39, is flanged onto the drive shaft 35.
  • the rotor of the direct drive 7 is connected directly to the roller rim 38.
  • On the inside of the motor shaft there is the disc brake 16 and the rotary encoder 37 required for the motor control.
  • the spring-actuated, hydraulically released disc brake is pressurized via the elastic hydraulic line 34. This in turn is supplied with pressure oil by the hydraulic rotary union 33 in the column center.
  • FIG. 5 also shows the unscrewable ball support 11.
  • the bearing of the rocker body about the pendulum axis 5 in the bearing bush 32 and the rotary unions for the electrical power transmission and the signal lines are also shown.
  • the lower four slip rings 28 are reserved for signal transmission, the upper three slip rings 29 for power transmission.
  • the electrical voltages are removed from the slip rings in the current collector housing 30 and fed to the switch box 12 with the aid of the cable harness 31.
  • FIG. 6 shows the schematic representation of a drive unit according to the main features 1-4.
  • the main column 22 is supported on the base 50 by a spring element 40.
  • the spring element 40 is associated with a shock absorber 41 which dampens the resilience.
  • FIG. 7 shows a further schematic illustration of a drive unit according to the main features 1-4.
  • the main column 22 is supported with respect to the base 50 on an electric linear drive 42.
  • a load cell 43 which measures the bearing load, is located below the linear drive 42. The values determined by the load cell 43 are forwarded to the control (not shown) of the linear drive 42, which causes the linear drive 42 to react to the influence of force according to predetermined parameters.
  • electrically conductive brushes 46 are placed in front of the friction roller 3, which effect an additional cleaning of the ball surface and dissipate electrostatic charges.

Abstract

The present invention addressed the problem of providing a drive unit for a simulation and training sphere driven on friction rollers, improving the force transmission conditions from the friction roller (3) to the surface of the sphere, minimising slip between friction roller (3) and the surface of the sphere, and keeping low the inevitable abrasion on the surface of the sphere and the lining of the friction roller. This problem is solved by a double-roller drive which advantageously has the following five features according to the invention, it being possible, however, to implement these five features independently: 1. directly driven rollers; 2. V-shaped arrangement of the roller axes; 3. arrangement of the pair of rollers in a rocker; 4. linearly displaceable drive unit in the direction of the swivelling axis; 5. measures for preventing and eliminating dust deposits on the surface of the sphere and friction rollers (3).

Description

Beschreibung description
ANTRIEB FÜR EINE SIMULATIONS- UND TRAININGSKUGEL Technisches UmfeldDRIVE FOR A SIMULATION AND TRAINING BALL Technical environment
[001] Die vorliegende Erfindung betrifft mittels schwenkbarer Reibrollen elektromotorisch angetriebene raumfest gelagerte Hohlkugeln, die für ein oder mehrere Benutzer zugänglich sind und deren Antriebe von einer elektronischen Steuerung kontrolliert werden. Solche Kugeln sind in der Lage um jede beliebige ihren Zentrumspunkt schneidende Achse um 360° zu rotieren. Sie werden im folgenden als Si- mulations- und Trainingskugeln bezeichnet.The present invention relates to pivotable friction rollers, electromotively driven, hollow hollow balls which are accessible to one or more users and whose drives are controlled by an electronic control. Such balls are able to rotate around any axis intersecting their center point by 360 °. In the following, they are referred to as simulation and training balls.
[002] Simulations- und Trainingskugeln finden vor allem Anwendung als Flugsimulatoren und Nergnügungsgeräte, wobei ein Benutzer in der Regel in einer Art Kanzel im Inneren der Kugel sitzt und mittels Steuerädern, Joysticks und ähnlichem die Bewegungen der Kugel kontrolliert. (z.B. US 2,344,454 u.a.). Neuere Veröffentlichungen beschreiben Simulations- und Trainingskugeln, mit denen ein Benutzer in die Lage versetzt wird sich mit Hilfe moderner computergesteuerter Anzeigegeräte durch virtuelle Räume zu bewegen. (z.B. EP 0839 559 AI; US 5,980,256 u.a.).Simulation and training balls are mainly used as flight simulators and fitness devices, with a user usually sitting in a kind of pulpit inside the ball and controlling the movements of the ball by means of control wheels, joysticks and the like. (e.g. US 2,344,454 and others). More recent publications describe simulation and training spheres that enable a user to move through virtual rooms with the help of modern computer-controlled display devices. (e.g. EP 0839 559 AI; US 5,980,256 and others).
[003] Die Antriebseinheiten bilden bei Simulations- und Trainingskugeln häufig gleichzeitig deren Lagerung. Dabei liegt die Kugel zweckmäßigerweise auf mindestens drei verschwenkbaren Rollen oder Rollenpaaren auf, die in gleichmäßiger Verteilung unterhalb des Kugeläquators angeordnet sind. Mindestens eine dieser Rollen bzw. Rollenpaare ist dabei angetrieben und damit in der Lage die Kugel in Rotation zu versetzen. Um für alle denkbaren Rotationsachsen eine gleichmäßig hohe Antriebsleistung auf die Kugelhülle übertragen zu können ist es sinnvoll mindestens drei Reibrollen bzw. Reibrollenpaare anzutreiben. Werden mehrere Reibrollen bzw. Reibrollenpaare angetrieben und/oder aktiv verschwenkt, müssen diese durch eine gemeinsame Steuerung verbunden sein, die die Schwenkbewegungen und die Reibrollendrehzahlen entsprechend der intendierten Rollrichtung und -geschwindigkeit der Kugel koordiniert.The drive units often form their bearings in simulation and training balls at the same time. The ball expediently rests on at least three pivotable rollers or pairs of rollers, which are arranged in a uniform distribution below the ball equator. At least one of these rollers or pairs of rollers is driven and thus able to set the ball in rotation. In order to be able to transmit a uniformly high drive power to the ball sleeve for all conceivable axes of rotation, it makes sense to drive at least three friction rollers or pairs of friction rollers. If several friction rollers or pairs of friction rollers are driven and / or actively pivoted, they must be connected by a common control which coordinates the pivoting movements and the friction roller speeds according to the intended direction and speed of the ball.
[004] Mit dem konkreten Aufbau der Antriebseinheiten beschäftigen sich die Veröffentlichungen nur am Rande. Während anfänglich nur Einzelrollen verwendet wurden, die um ihr Auflagezentrum herum verschwenkt wurden (z.B. US 2,344,454; US 4,489,932; NL 9000722) kam später der Doppelrollenantrieb hinzu. Die Reibrollen liegen bei bisherigen Ausfuhrungsformen des Doppelrollenantriebs auf einer gemeinsamen Achse, die im rechten Winkel zur Schwenkachse angeordnet ist und diese schneidet (z.B. DE 3730670; US 5,980,256). Die Auflagezentren der hierbei verwendeten zwei Reibrollen liegen in gleichem Abstand rechts und links der Schwenkachse. Der Doppelrollenantrieb hat mehrere Vorteile. Sind die Reibrollen nicht drehfest, sondern beispielsweise über ein Differential miteinander verbunden, kann ein solcher Antrieb insbesondere bei unbewegter Kugel leichter verschwenkt werden. Gleichzeitig wird die Auflagelast auf zwei Auflagepunkte verteilt, was es ermöglicht eine weniger druckfeste und damit leichtere Kugelhülle herzustellen.The publications deal with the specific structure of the drive units only marginally. While initially only single rollers were used which were pivoted around their support center (e.g. US 2,344,454; US 4,489,932; NL 9000722), the double roller drive was added later. In previous embodiments of the double roller drive, the friction rollers lie on a common axis which is arranged at right angles to the swivel axis and intersects it (for example DE 3730670; US 5,980,256). The support centers of the two friction rollers used here are equidistant to the right and left of the swivel axis. The double roller drive has several advantages. If the friction rollers are not rotationally fixed, but are connected to one another, for example, via a differential, such a drive can be pivoted more easily, in particular when the ball is stationary become. At the same time, the support load is distributed over two support points, which makes it possible to produce a less pressure-resistant and therefore lighter ball cover.
[005] Bei dem aus dem US-Patent US 5,980,256 bekannten Doppelrollenantrieb erfolgt der Antrieb beider Reibrollen durch einen gemeinsamen Motor, der sein Drehmoment mittels eines Differentialgetriebes auf die beiden Reibrollen verteilt. Befindet sich darüber hinaus, wie dort dargestellt, die Motorwelle im rechten Winkel zu den Reibrollenachsen, erfordert dies noch ein zwischengeschaltetes Kegelradgetriebe.In the double roller drive known from US Pat. No. 5,980,256, the two friction rollers are driven by a common motor which distributes its torque to the two friction rollers by means of a differential gear. If, as shown there, the motor shaft is also at right angles to the friction roller axes, this requires an intermediate bevel gear.
[006] Die Zahnradpaarungen erzeugen jedoch bei dieser Anordnung unerwünschte Geräusche und Vibrationen. Ist die Traktion der Reibrollen während des Betriebes ungleichmäßig, muss sich die Antriebsleistung an der Reibrolle mit der geringeren Traktion orientieren, da sonst ein Durchrutschen derselben zu erwarten ist, was wiederum zu einer Beschädigung der Kugeloberfläche führen kann. Traktionsunterschiede entstehen zum Beispiel durch ungleiche Auflagelast auf die Reibrollen oder durch Flüssigkeitslϊlme auf der Kugeloberfläche.However, the gear pairings produce undesirable noise and vibrations in this arrangement. If the traction of the friction rollers is uneven during operation, the drive power must be based on the friction roller with the lower traction, otherwise slipping of the friction roller is to be expected, which in turn can damage the ball surface. Differences in traction arise, for example, from an uneven contact load on the friction rollers or from liquid noises on the ball surface.
[007] Aus dem Aufbau der Kugelhülle, die ja die Lauffläche für die Reibrollen darstellt, ergeben sich weitere Anforderungen an den Antrieb. Vorangegangene Veröffentlichungen beschreiben Kugelhüllen die im Interesse der Belüftung des Kugelinneren eine gelochte und damit nicht mehr gänzlich glatte Oberfläche besitzen. Zudem wird die sinnvolle Forderung nach einer transparenten Kugelhülle gestellt, die den Vorteil einer Sichtverbindung zwischen Benutzer und Umgebung besitzt. Als Material für eine solche Kugelhülle kommen in erster Linie transparente Kunststoffe in Betracht, da Glas zu schwer und zu brüchig ist.From the structure of the ball sleeve, which is the running surface for the friction rollers, there are further requirements for the drive. Previous publications describe spherical sleeves that have a perforated and therefore no longer completely smooth surface in the interest of venting the interior of the sphere. In addition, there is a sensible demand for a transparent spherical shell, which has the advantage of a line of sight between the user and the environment. Transparent plastics are primarily considered as the material for such a spherical shell, since glass is too heavy and too brittle.
[008] Aus dem Aufbau der Kugelhülle ergibt sich also zum einen die Forderung nach einer Reibrollenauflagefläche , die groß genug ist, Öffnungen und Spalte in der Kugeloberfläche zu überrollen, ohne daß dies als Vibration oder Geräusch für den Insassen wahrnehmbar wird. Eine große Reibrollenauflagefläche ist des weiteren notwendig, um die Punktlast auf eine empfindliche transparente Kunststoffoberfläche zu reduzieren.The structure of the spherical shell therefore results in the requirement for a friction roller bearing surface that is large enough to roll over openings and gaps in the spherical surface without this being perceived as vibration or noise by the occupant. A large friction roller contact surface is also necessary to reduce the point load on a sensitive transparent plastic surface.
[009] Bei näherer Betrachtung wird deutlich, dass die Forderungen nach geringem Abrieb und einer großen Reibrollenauflagefläche (also einer breiten Reibrolle) einen Widerspruch bergen. Wird ein Reibrollenpaar verschwenkt bewegt sich der innen liegende Teil der Rollflächen auf einem kleineren Radius als der außen liegende. Da aber der innere und äußere Teil nicht mit unterschiedlichen Drehzahlen auf der Kuge- loberfläche abrollen können, entsteht Schlupf und damit Abrieb. Die Abriebneigung ist dabei um so größer, desto breiter die Rollfläche und desto geringer der Rollenabstand und damit der mittlere Rollradius beim Verschwenken ist.On closer inspection it becomes clear that the demands for low abrasion and a large friction roller contact surface (ie a wide friction roller) bear a contradiction. If a pair of friction rollers is swiveled, the inner part of the rolling surfaces moves on a smaller radius than the outer part. However, since the inner and outer part cannot roll on the ball surface at different speeds, slippage and thus abrasion occur. The greater the tendency to abrasion, the wider the rolling surface and the smaller the roller spacing and thus the mean rolling radius when swiveling.
[010] Da aber eine breite Rollfläche unumgänglich erscheint, können die resultierenden Belastungen auf die Kugeloberfläche durch einen großen Rollenabstand kompensiert werden. Ein großer Rollenabstand bietet darüber hinaus den Vorteil, die Auflagelast auf zwei weiter voneinander entfernt liegende Punkte auf der Kugeloberfläche zu verteilen, was eine leichtere Kugelkonstruktion bei gleicher Formstabilität ermöglicht. Weit auseinanderliegende Rollen haben jedoch den Nachteil eines höheren Trägheitsmomentes was der Schwenkdynamik entgegensteht. Außerdem vergrößert sich die Gefahr, dass aufgrund von Form- oder Lageungenauigkeiten der Kugel die Auflagelast nicht gleichmäßig auf beide Rollen verteilt ist.However, since a wide rolling surface appears to be unavoidable, the resulting loads on the ball surface can be compensated for by a large roller spacing. A large distance between the rollers also offers the advantage of placing the bearing load on two points on the surface of the sphere that are further apart distribute, which enables a lighter ball construction with the same dimensional stability. However, widely spaced rollers have the disadvantage of a higher moment of inertia, which prevents the swivel dynamics. In addition, there is an increased risk that the bearing load is not evenly distributed over both rollers due to the shape or positional inaccuracies of the ball.
[011] Drehen beide Rollen überdies um die selbe Achse, wie dies bei bekannten Lösungen der Fall ist, konzentriert sich bei zylindrischen Rollen aufgrund der Krümmung der Kugeloberfläche die Auflagelast auf die Innenkanten der Rollen. Um dies zu vermeiden wurden konische Rollflächen verwendet (DE 3730670). Umso größer der Rollenabstand in Relation zum Kugeldurchmesser ist, umso größer ist auch die erforderliche Konizität. Eine Konizität der Rollfläche bedeutet aber auch einen unterschiedlichen Abrolldurchmesser zwischen Innen- und Aussenkante der Rolle. Bleibt die Rotationsachse der Kugel konstant, laufen die Rollen auf der Kugeloberfläche also quasi geradeaus, entsteht notwendigerweise an der Innen- und Aussenkante der Rolle Schlupf, der die Rolle und die Kugeloberfläche gleichermaßen belastet und überdies den Wirkungsgrad verringert. Andererseits begünstigt eine Konizität der Rollflächen das Verschwenken auf der Stelle. Dies kommt aber im Vergleich zu allen anderen Be- triebszuständen relativ selten vor.Rotating both rollers also about the same axis, as is the case with known solutions, concentrates the cylindrical load on the inner edge of the rollers due to the curvature of the spherical surface. To avoid this, conical rolling surfaces were used (DE 3730670). The greater the roller spacing in relation to the ball diameter, the greater the required taper. However, a taper of the rolling surface also means a different rolling diameter between the inside and outside edge of the roll. If the axis of rotation of the ball remains constant, the rollers run quasi straight on the surface of the ball, slippage necessarily occurs on the inside and outside edge of the roller, which loads the roller and the surface of the ball equally and furthermore reduces the efficiency. On the other hand, a taper of the rolling surfaces promotes pivoting on the spot. However, this happens relatively rarely in comparison to all other operating states.
[012] Dient die Kugel zu Bewegungssimulationen innerhalb virtueller Umgebungen wird von einem Antrieb erwartet, dass er einerseits geräuscharm arbeitet, und andererseits dass er die Bewegungen, die die Simulation erfordert so realitätsnah wie möglich erzeugt. Um plötzliche Änderungen der Rotationsrichtung zu ermöglichen, werden insbesondere hohe Ansprüche an die Verschwenkgeschwindigkeit der Antriebe gestellt. Außerdem sollte ein solcher Antrieb im Interesse der Dynamik einer solchen Kugel hohe Kräfte übertragen können.[012] If the ball is used for motion simulations within virtual environments, a drive is expected to work quietly on the one hand, and on the other hand to generate the movements that the simulation requires as realistically as possible. In order to enable sudden changes in the direction of rotation, high demands are placed in particular on the pivoting speed of the drives. In addition, such a drive should be able to transmit high forces in the interest of the dynamics of such a ball.
[013] Um eine noch größere Realitätsnähe zu gewährleisten wurden in früheren Veröffentlichungen (z.B. US 5,980,256; FR 2747819 DE 19637884) Systeme dargestellt mit denen die Kugel (zusammen mit den Kugelantrieben) entlang einer oder mehrerer Raumachsen beschleunigt werden kann. Allen dargestellten Systemen ist gemeinsam, dass die dafür notwendigen Einrichtungen einen erheblichen Raumbedarf haben und einen großen technologischen Zusatzaufwand erfordern. Offenbarung der Erfindung Technisches ProblemIn order to ensure an even greater degree of realism, previous publications (e.g. US 5,980,256; FR 2747819 DE 19637884) presented systems with which the ball (together with the ball drives) can be accelerated along one or more spatial axes. All of the systems shown have in common that the facilities required for this take up a considerable amount of space and require a large amount of additional technology. Disclosure of the Invention Technical Problem
[014] Einige Anwendungen für eine Simulations- und Trainingskugel verlangen nach einem hochdynamischen Antrieb. Ein Friktionsantrieb, der diese Forderung erfüllen will, ist auf eine in allen Betriebszuständen optimale Traktion zwischen Reibrolle und Kugeloberfläche angewiesen. Die Traktion kann dabei durch viele Faktoren beeinflusst werden, wie z.B. Staubablagerungen, Flüssigkeitsfilme, Form- und Lageungenauigkeiten der Kugel, Vibrationen, Veränderungen in der Belastung einzelner Reibrollen durch Brems- und Beschleunigungsvorgänge, Abnutzungseffekte und einiges mehr. Um die Transparenz einer Kugeloberfläche aus transparentem Kunststoff zu erhalten, sollte ein Durchrutschen einzelner Reibrollen auf der Kugeloberfläche unbedingt vermieden werden.Some applications for a simulation and training ball require a highly dynamic drive. A friction drive that wants to meet this requirement depends on optimum traction between the friction roller and ball surface in all operating conditions. Traction can be influenced by many factors, such as dust deposits, liquid films, shape and position inaccuracies of the ball, vibrations, changes in the load on individual friction rollers due to braking and acceleration processes, wear effects and much more. In order to maintain the transparency of a spherical surface made of transparent plastic, slipping of individual friction rollers on the spherical surface should be avoided.
[015] Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe bestand deshalb darin, an reibrollengetriebenen Simulations- und Trainingskugeln die Bedingungen für die Krafrübertragung von der Reibrolle auf die Kugeloberfläche zu verbessern, den Schlupf zwischen Reibrolle und Kugeloberfläche zu minimieren, sowie den unvermeidlichen Abrieb auf der Kugeloberfläche und dem Reibrollenbelag gering zu halten. Technische LösungThe object underlying the present invention was therefore to improve the conditions for the force transmission from the friction roller to the ball surface, to minimize the slip between the friction roller and the ball surface, and to minimize the inevitable abrasion on the friction roller-driven simulation and training balls Keep the ball surface and the friction roller surface low. Technical solution
[016] Diese Aufgabe wird mit einem Doppelrollenantrieb gelöst, der vorteilhafterweise die folgenden fünf erfindungsgemäßen Hauptmerkmale aufweist. Diese können jedoch auch unabhängig voneinander realisiert werden.[016] This object is achieved with a double roller drive which advantageously has the following five main features according to the invention. However, these can also be implemented independently of one another.
[017] 1. Direktangetriebene Rollen[017] 1. Directly driven rollers
[018] 2. V-förmige Anordnung der Rollenachsen2. V-shaped arrangement of the roller axes
[019] 3. Rollenpaar in WippeThird pair of rollers in seesaw
[020] 4. in Schwenkachsenrichtung linear verfahrbare Antriebseinheit4. Drive unit which can be moved linearly in the swivel axis direction
[021] 5. Vermeidung und Beseitigung von Staubablagerungen auf Kugeloberfläche und Rollen5. Avoiding and eliminating dust deposits on the ball surface and rollers
[022] Zu 1.: Dem ersten Hauptmerkmal der Erfindung entsprechend erhält jede Reibrolle einen eigenen unabhängig gesteuerten Motor, der vorteilhafterweise als Direktantrieb ausgeführt ist. Diese AnordnungRe 1 .: According to the first main feature of the invention, each friction roller receives its own independently controlled motor, which is advantageously designed as a direct drive. This arrangement
[023] löst die vorbeschriebene Aufgabe dadurch, dass für jede einzelne Rolle gezielt die den jeweiligen Betriebsbedingungen optimal angepasste Drehzahl gewählt werden kann. Diese kann selbst dann gehalten werden, wenn die Traktion zwischen Rolle und Kugeloberfläche gering ist, (etwa in Folge von Staubeinwirkung) oder, wie im Falle einer kurzzeitig abhebenden Rolle, sogar gänzlich fehlt. Auf diese Weise wird Schlupf zwischen Rolle und Kugeloberfläche weitestgehend vermieden. Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Schwenkmotor entfallen, die Schwenkbewegung wird hierbei durch Drehzahlunterschiede der Rollen eingeleitet. Dazu ist eine ununterbrochene Überprüfung der Schwenkrichtung mittels eines in die Schwenkachse eingebauten Drehwertgebers erforderlich. Weicht die Ist-Richtung der Schwenkachse von der Soll-Richtung ab, werden die Drehzahl und gegebenenfalls die Drehrichtung der Rollen von der Steuerung so verändert, dass die Antriebseinheit wieder auf die Soll-Richtung einschwenkt. Dies bietet den Vorteil, dass die volle Antriebsleistung gleichermaßen der Schwenkbewegung und dem Kugelvortrieb zur Verfügung steht. Eine Antriebseinheit, die dem in US 5,980,256 beschriebenen Aufbau (s.o.) folgt, benötigte bei gleicher Dynamik nahezu die doppelte installierte Gesamtantriebsleistung.[023] solves the above-described task in that the speed optimally adapted to the respective operating conditions can be specifically selected for each individual role. This can be maintained even if the traction between the roller and the ball surface is low (due to the effects of dust, for example) or, as in the case of a roller that takes off for a short time, is even completely absent. In this way, slip between the roller and the ball surface is largely avoided. According to an advantageous embodiment of the invention, the swivel motor can be omitted, the swiveling movement being initiated by speed differences of the rollers. This requires an uninterrupted check of the swivel direction using a rotary encoder built into the swivel axis. If the actual direction of the swivel axis deviates from the target direction, the speed and, if necessary, the direction of rotation of the rollers are changed by the control system in such a way that the drive unit swivels back into the target direction. This offers the advantage that the full drive power is equally available for the swivel movement and the ball drive. A drive unit that follows the structure described in US Pat. No. 5,980,256 (see above) required almost twice the total installed drive power with the same dynamics.
[024] Das Zusammenspiel von Motoren und Steuerung kann bei einer solchen Lösung so gestaltet werden, dass das unerwünschte Durchdrehen einer Rolle innerhalb von Se- kundenbruchteilen erkannt und unterbunden wird.With such a solution, the interaction of motors and control can be designed in such a way that the undesired spinning of a roller within a fractions of customers are recognized and prevented.
[025] Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein solcher Antrieb mit einem Eigendiagnosesystem verbunden, dass aus den aufgetretenen Korrekturbewegungen Rückschlüsse auf den Zustand der Rollen und der Kugeloberfläche ziehen kann.According to an advantageous embodiment of the invention, such a drive is connected to a self-diagnosis system that can draw conclusions about the condition of the rollers and the ball surface from the correction movements that have occurred.
[026] Entsprechend einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens eine der beiden Rollen sowie die Schwenkachse mit einer mechanischen Bremse versehen. Diese Bremsen dienen dazu die Kugel im Falle einer Betriebsstörung unabhängig von den Antriebsmotoren kontrolliert abzubremsen. Die Bremsen sind dabei in Fail- Safe-Bauweise ausgeführt, d.h. sie werden elektrisch oder hydraulisch gelüftet und fallen federbetätigt ein sobald das System stromlos ist. Dies bewirkt, dass die Kugel bei einem Stromausfall oder nach Abschalten der Versorgungsspannung festgesetzt wird.[026] According to another advantageous embodiment, at least one of the two rollers and the pivot axis are provided with a mechanical brake. These brakes are used to brake the ball in a controlled manner in the event of a malfunction, regardless of the drive motors. The brakes are designed in a fail-safe design, i.e. they are released electrically or hydraulically and engage spring-operated as soon as the system is de-energized. This causes the ball to become stuck in the event of a power failure or after the supply voltage is switched off.
[027] Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird durch einen Kraftsensor die Auflagelast der Kugel auf das Rollenpaar kontrolliert. Bei Unterschreitung eines Grenzwertes wird die Steuerung veranlasst die Schwenkachse festzusetzen. Dies verhindert das unkontrollierte Verschwenken des Rollenpaares bei einem kurzzeitigen Abheben der Kugel, wie dies z.B. unter dem Einfluss einer zu hohen Unwucht geschehen kann.According to a further advantageous embodiment, the bearing load of the ball on the pair of rollers is controlled by a force sensor. If a limit value is undershot, the control is prompted to fix the swivel axis. This prevents the uncontrolled swiveling of the pair of rollers when the ball is lifted for a short time, e.g. can happen under the influence of too high an unbalance.
[028] Die Verwendung unabhängiger Antriebe für beide Rollen ist auch für die dem zweiten Hauptmerkmal der Erfindung folgende V-fÖrmige Anordnung der Rollenachsen besonders vorteilhaft. Würden, wie bei der aus US 5,980,256 bekannten Antrieblösung, die Rollen das Antriebsdrehmoment von einem gemeinsamen Differentialgetriebe beziehen, würde die V-förmige Anordnung der Rollenachsen Getriebe oder Kupplungen notwendig machen, die den Winkelversatz der Achsen überwindet.[028] The use of independent drives for both rollers is also particularly advantageous for the V-shaped arrangement of the roller axles that follows the second main feature of the invention. If, as in the case of the drive solution known from US Pat. No. 5,980,256, the rollers obtain the drive torque from a common differential gear, the V-shaped arrangement of the roller axles would necessitate gearboxes or clutches which overcome the angular misalignment of the axles.
[029] Solche Kupplungen bzw. Getriebe verringern je nach Bauart die Positionsgenauigkeit des Antriebs, erzeugen unerwünschte Geräusche und/oder verringern den Wirkungsgrad.Depending on the type of construction, such clutches or gears reduce the positional accuracy of the drive, generate undesirable noises and / or reduce the efficiency.
[030] Der Direktantrieb der Rollen kann für dem Oberbegriff entsprechende Doppelrollenantriebe auch unabhängig von anderen Merkmalen der Erfindung eingesetzt werden.[030] The direct drive of the rollers can also be used independently of other features of the invention for the double roller drives corresponding to the preamble.
[031] Zu 2.: Bei den nebeneinanderliegenden Rollen eines dem Oberbegriff entsprechenden Doppelrollenantriebs liegt die Kugellast auf den Innenkanten der Laufflächen, vorausgesetzt, die beiden Rollen weisen die gleiche Rotationsachse auf und besitzen eine zylindrische Lauffläche. Eine konische Lauffläche, wie dies durch DE 3730670 nahegelegt wird, hat im Geradeauslauf erheblichen Schlupf zur Folge, erhöht somit die Abriebneigung und verringert den Wirkungsgrad.2 .: In the case of the adjacent rollers of a double roller drive corresponding to the preamble, the ball load lies on the inner edges of the running surfaces, provided that the two rollers have the same axis of rotation and have a cylindrical running surface. A conical tread, as suggested by DE 3730670, results in considerable slippage in straight running, thus increasing the tendency to wear and reducing efficiency.
[032] Entsprechend dem zweiten Hauptmerkmal der Erfindung bilden die beiden Reibrollenachsen ein leicht geöffnetes V, dessen Öffnung der Kugeloberfläche zugewandt ist und die zusammen mit der Schwenkachse einen gemeinsamen Schnittpunkt besitzen. Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass die Laufflächenform in Bezug auf Schlupf und Abriebneigung besser optimierbar ist. Je nach Anwendungsfall der Simulationsund Trainingskugel stehen Schwenk- und Geradeausfahrten in einem ermittelbaren durchschnittlichen Verhältnis zueinander. Abhängig von diesem Verhältnis kann bei dieser Anordnung im Interesse eines geringen und gleichmäßigen Abriebs die Konizität der Rollen und der Öffhungswinkel des Vs frei bestimmt werden.According to the second main feature of the invention, the two friction roller axes form a slightly open V, the opening of which faces the spherical surface and which, together with the pivot axis, have a common point of intersection. This arrangement offers the advantage that the tread shape can be better optimized with regard to slippage and tendency to wear. Depending on the application of the simulation and training ball, swiveling and driving straight ahead are in a determinable average relationship to each other. Depending on this ratio, the conicity of the rollers and the opening angle of the V can be freely determined with this arrangement in the interest of low and uniform abrasion.
[033] Die Laufflächen der Rollen passen sich dabei entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Krümmung der Kugel an, sind also in der Mitte leicht eingeschnürt. Die V-förmige Anordnung der Rollenachsen kann für dem Oberbegriff entsprechende Doppelrollenantriebe auch unabhängig von anderen Merkmalen der Erfindung gewinnbringend eingesetzt werden.According to an advantageous embodiment, the running surfaces of the rollers adapt to the curvature of the ball, that is to say they are slightly constricted in the middle. The V-shaped arrangement of the roller axes can also be used profitably for the double roller drives corresponding to the preamble, independently of other features of the invention.
[034] Zu 3.: Dem dritten Hauptmerkmal der Erfindung entsprechend sind die Rollen auf einer Wippe gelagert, deren Pendelachse die Schwenkachse schneidet. Die Pendelachse steht dabei lotrecht auf der Ebene in der die Schwenkachse und die beiden Rollenachsen angeordnet sind. Die Wippe ist in einem gabelförmigen Bauelement gelagert, das auf der Schwenkeinrichtung befestigt ist. Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass die Auflagelast immer gleichmäßig auf beide Rollen verteilt wird und somit in allen Betriebssituationen eine optimale Traktion erzielt, bzw. ein Durchrutschen einzelner Rollen vermieden wird. Durch die Wippe sinken gleichzeitig die Anforderungen an die Formtreue der Kugel und an die Lagegenauigkeit der Antriebseinheit in Bezug auf die Kugelposition.3: According to the third main feature of the invention, the rollers are mounted on a rocker whose pendulum axis intersects the pivot axis. The pendulum axis is perpendicular to the plane in which the pivot axis and the two roller axes are arranged. The rocker is mounted in a fork-shaped component that is attached to the swivel device. This arrangement offers the advantage that the bearing load is always distributed evenly over both rollers and thus optimal traction is achieved in all operating situations, or slipping of individual rollers is avoided. The rocker simultaneously reduces the requirements for the shape accuracy of the ball and the positional accuracy of the drive unit in relation to the ball position.
[035] Die Wippenlagerung der Rollen kann für dem Oberbegriff entsprechende Doppelrollenantriebe auch unabhängig von anderen Merkmalen der Erfindung Verwendung finden.The rocker bearing of the rollers can also be used independently of other features of the invention for the double roller drives corresponding to the preamble.
[036] Zu 4.: Durch Form- und Lageungenauigkeiten der Kugel, Vibrationen sowie Veränderungen in der Belastung einzelner Reibrollen durch Brems- und Beschleunigungsvorgänge unterliegt die Auflagelast starken Schwankungen. Eine zu hohe Auflagelast auf die Reibrollen hat erhöhten Abrieb und unter Umständen sogar Beschädigungen der korrespondierenden Oberflächen zur Folge. Eine zu geringe Auflagelast vermindert das übertragbare Drehmoment und führt gegebenenfalls zu einem Durchrutschen der Reibrollen.4: Due to shape and position inaccuracies of the ball, vibrations and changes in the load of individual friction rollers due to braking and acceleration processes, the bearing load is subject to strong fluctuations. An excessive load on the friction rollers results in increased abrasion and possibly even damage to the corresponding surfaces. If the bearing load is too low, the transmissible torque is reduced and the friction rollers may slip.
[037] Um die negativen Wirkungen kurzzeitig auftretender starker Abweichungen von der idealen Auflagelast zu reduzieren, wird die gesamte Antriebseinheit dem vierten Hauptmerkmal der Erfindung entsprechend auf einem Führungselement befestigt, das eine kurzhubige lineare Verschiebung der Antriebseinheit in Richtung des Kugelzentrums ermöglicht.In order to reduce the negative effects of short-term strong deviations from the ideal bearing load, the entire drive unit is fastened according to the fourth main feature of the invention on a guide element which enables a short-stroke linear displacement of the drive unit in the direction of the ball center.
[038] Dabei wird die Auflagelast von einer passiven Feder-Dämpfer-Kombination aufgenommen, die zwischen dem festen und dem verschiebbaren Teil des Antriebssockels angeordnet ist, und so der Auflagelast die Spitzen nimmt.The support load is taken up by a passive spring-damper combination, which is arranged between the fixed and the displaceable part of the drive base, and so the support load takes the peaks.
[039] Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Last auf die Rollen durch ein geeignetes sensorisches Element (wie z.B. einer Kraftmessdose) erfasst und an eine Steuerung weitergegeben. Diese ermittelt in Echtzeit und im Rahmen der momentanen Bewegungsmöglichkeiten die zur Reduzierung der Amplitudenschwankung der Auflagelast notwendigen Bewegungen und steuert einen Aktuator, der zwischen dem festen und dem verschiebbaren Teil des Antriebssockels angeordnet ist. Ein solcher Aktuator kann z.B. ein elektrischer oder hydraulischer Linearantrieb sein. Eine solche Anordnung lässt sich aber auch nutzen, um bei bekannter Kugellage die Steuerung zu veranlassen bekannte Fehler der Kugelform durch eine automatische Nachführung der Rollen auszugleichen, um so einen ruhigeren Lauf der Kugel zu gewährleisten.[039] According to a further advantageous embodiment of the invention, the Load on the rollers is detected by a suitable sensor element (such as a load cell) and passed on to a controller. This determines in real time and within the scope of the current movement possibilities the movements necessary to reduce the amplitude fluctuation of the bearing load and controls an actuator which is arranged between the fixed and the displaceable part of the drive base. Such an actuator can be, for example, an electric or hydraulic linear drive. Such an arrangement can, however, also be used to cause the control in the case of a known ball position to compensate for known errors in the ball shape by automatic tracking of the rollers, in order to ensure that the ball runs more smoothly.
[040] Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können solche Aktuatoren nicht nur eingesetzt werden um Amplitudenschwankungen der Auflagelast zu reduzieren, sondern im Gegenteil, um gezielt Stöße und Vibrationen auf die Kugel zu übertragen, sowie geringe Translationen der gesamten Kugel zu bewirken. Dies kann im Rahmen bestimmter Simulationsanwendungen sinnvoll sein.According to a further advantageous embodiment of the invention, such actuators can be used not only to reduce amplitude fluctuations in the bearing load, but on the contrary, in order to transmit impacts and vibrations to the ball in a targeted manner, and to effect low translations of the entire ball. This can be useful in the context of certain simulation applications.
[041] Die dem dritten Hauptmerkmal der Erfindung entsprechende Wippenlagerung ist dabei von großem Vorteil, da sie den Kontakt beider Rollen zur Kugeloberfläche über den gesamten linearen Verfahrweg hinweg unabhängig von der Schwenklage sicherzustellen vermag.The rocker bearing arrangement corresponding to the third main feature of the invention is of great advantage since it can ensure the contact of both rollers to the ball surface over the entire linear travel path regardless of the swivel position.
[042] Die in Schwenkachsenrichtung linear verfahrbare Antriebseinheit kann für dem Oberbegriff entsprechende Doppelrollenantriebe auch unabhängig von anderen Merkmalen der Erfindung Verwendung finden.The drive unit which can be moved linearly in the swivel axis direction can also be used for the generic term corresponding double roller drives independently of other features of the invention.
[043] Zu 5.: Wird eine transparente oder teilweise transparente Kugelhülle gefordert, stellen Staubablagerungen auf der Oberfläche ein ernstzunehmendes Problem dar, da der Staub der zwischen Rolle und Kugeloberfläche gerät die letztere mit der Zeit zerkratzt, wodurch die Durchsichtigkeit beeinträchtigt wird. Größere Staubablagerungen, die sich beispielsweise aufgrund eines längeren Stillstandes der Kugel auf der Oberfläche bilden, können auch zu einer erheblichen Reduzierung der Traktion führen. Durch die Tendenz von Kunststoff- und insbesondere von PMMA-Oberflächen sich elektrostatisch aufzuladen wird die Staubablagerung zusätzlich begünstigt.5: If a transparent or partially transparent spherical shell is required, dust deposits on the surface represent a serious problem, since the dust that gets between the roller and the spherical surface scratches the latter over time, which impairs the transparency. Larger dust deposits, which form on the surface due to the ball being stationary for a longer period of time, can also lead to a significant reduction in traction. Due to the tendency of plastic and in particular PMMA surfaces to become electrostatically charged, dust deposition is additionally promoted.
[044] Entsprechend einer vorteilhaften Ausf hrungsform der Erfindung befinden sich im Bereich der Rollen in Rollrichtung vor und hinter der Berührungsfläche zwischen Rolle und Kugeloberfläche Absaugeinrichtungen, die den Staub von der Kugeloberfläche absaugen. Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform befinden sich in diesem Bereich elektrisch geerdete Bürsten mit feinen, elektrisch leitfähigen Borsten, die eine zusätzliche Reinigung der Kugeloberfläche bewirken und außerdem elektrostatische Ladungen der Kugeloberfläche ableiten. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der Reibbelag der Rollen nicht selbst elektrisch leitend ausgeführt werden kann. Um Staubablagerungen auf den Rollen im Stillstand zu reduzieren, können die Rollen mit einem Radkasten umgeben werden, der nur eine kleine Öffnung im Bereich der Auflagefläche aufweist. [045] Kurze Beschreibung von ZeichnungenIn accordance with an advantageous embodiment of the invention, suction devices are located in the area of the rollers in the rolling direction in front of and behind the contact surface between the roller and the ball surface, which extract the dust from the ball surface. According to a further advantageous embodiment, there are electrically grounded brushes with fine, electrically conductive bristles in this area, which bring about an additional cleaning of the spherical surface and also discharge electrostatic charges from the spherical surface. This is particularly useful if the friction lining of the rollers cannot be made electrically conductive itself. In order to reduce dust deposits on the rollers at a standstill, the rollers can be surrounded with a wheel housing, which is only one has a small opening in the area of the contact surface. [045] Brief description of drawings
[046] Fig. 1 Simulations- und Trainingskugel[046] Fig. 1 simulation and training ball
[047] Fig. 2 FunktionsschemaFig. 2 functional diagram
[048] Fig.3 3D-Darstellung Antrieb KomplettFig. 3 3D representation of drive complete
[049] Fig. 4 3D-Darstellung Antrieb Schnitt Schwenkachse4 3D representation drive section swivel axis
[050] Fig. 53D-Darstellung Antrieb Schnitt Motorachse53D representation of drive section of motor axis
[051] Fig. 6 Funktionsschema mit Federung[051] Fig. 6 functional diagram with suspension
[052] Fig.7 Funktionsschema mit LinearantriebFig. 7 Functional diagram with linear drive
[053] Fig. 8 Staubschutzmaßnahmen[053] Fig. 8 Dust protection measures
[054] Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the following exemplary embodiments. Show it:
[055] Fig. 1 eine dem Oberbegriff in Anspruch 1 entsprechende Simulations- und Trainingskugel gelagert auf drei dem Oberbegriff des Anspruches 1 entsprechenden Antriebseinheiten 1.1 shows a simulation and training ball corresponding to the preamble of claim 1 supported on three drive units 1 corresponding to the preamble of claim 1.
[056] Fig. 2 eine Schematische Darstellung einer Antriebseinheit 1, die die Hauptmerkmale 1,2 und 3 beinhaltet. Der Öffhungswinkel # ist dabei in erster Linie abhängig vom Rollenabstand X. Die Direktantriebe 7 treiben die auf der Kugelhülle 2 aufstehenden Reibrollen 3 an, die um die Reibrollenachsen 4 rotieren können (Freiheitsgrad A). Die Direktantriebe 7 sind auf der Wippe 9 befestigt, die auf der Pendelachse 5 gelagert ist und den Freiheitsgrad W besitzt. Die Gabel 10 trägt das Pendellager und ist auf dem Schwenklager 8 befestigt. Dieses erlaubt eine freie Rotation um die Schwenkachse 6 (Freiheitsgrad S).2 shows a schematic illustration of a drive unit 1 which contains the main features 1, 2 and 3. The opening angle # is primarily dependent on the roller spacing X. The direct drives 7 drive the friction rollers 3 standing on the ball sleeve 2, which can rotate about the friction roller axes 4 (degree of freedom A). The direct drives 7 are attached to the rocker 9, which is mounted on the pendulum axis 5 and has the degree of freedom W. The fork 10 carries the self-aligning bearing and is attached to the pivot bearing 8. This allows free rotation about the pivot axis 6 (degree of freedom S).
[057] Fig. 3 eine dreidimensionale Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung entsprechend den Hauptmerkmalen 1-4. Neben den Bauelementen die schematisch in Fig. 2 gezeigt wurden ist hier das Säulenhaus 14 zu sehen, in dem die verschiebbare Hauptsäule 22 geführt ist. Diese wird in der dargestellten Ausführungsform durch einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 19 angetrieben, der von einer zentralen (nicht dargestellten) Hydraulikeinheit über die Hydraulikleitungen 20 mit Druck beaufschlagt wird. Weiterhin sind Hydraulikleitungen 15 und 17 für die Schwenkachsenbremse 25 und für die Rollenbremsen 16 erkennbar, die diese mit Druck beaufschlagen und sie dadurch anlüften solange das System mit elektrischer Spannung versorgt wird. Die Spannungsversorgung und die Signalleitungen werden der Antriebseinheit über das Versorgungskabel 18 zugeführt. Au#erdem ist der an die Antriebseinheit angeflanschte Schaltkasten 12 dargestellt, der die Motorsteuerung und andere elektronische Bauelemente beherbergt. Das Gewicht des Schaltkastens muss durch ein Gegengewicht 13 ausgeglichen werden, um die Unwucht der Antriebseinheit zu minimieren. Dem (nicht dargestellten) Kugelgehäuse 2 zugewandt, befindet sich auf der Wippe 10 eine herausschraubbare Kugelstütze 11 mit der die Kugel für War- tungsarbeiten an der Bereifung und an den Antrieben angehoben werden kann.3 shows a three-dimensional representation of an embodiment of the invention according to the main features 1-4. In addition to the components that were shown schematically in FIG. 2, the column house 14 can be seen here, in which the displaceable main column 22 is guided. In the embodiment shown, this is driven by a double-acting hydraulic cylinder 19 which is pressurized by a central (not shown) hydraulic unit via the hydraulic lines 20. Furthermore, hydraulic lines 15 and 17 for the swivel axis brake 25 and for the roller brakes 16 can be seen, which pressurize them and thereby ventilate them as long as the system is supplied with electrical voltage. The voltage supply and the signal lines are fed to the drive unit via the supply cable 18. In addition, the switch box 12 flanged to the drive unit is shown, which houses the engine control and other electronic components. The weight of the switch box must be counterbalanced by a counterweight 13 in order to minimize the unbalance of the drive unit. Facing the ball housing 2 (not shown), there is a screw-out ball support 11 on the rocker 10 with which the ball for work on the tires and on the drives can be lifted.
[058] Fig. 4 aufgeschnitten den unteren Teil der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform. Wiederum zu sehen ist der doppeltwirkende Hydraulikzylinder 19 der über seinen Kolben 21 die Hauptsäule 22 antreibt. Diese ist durch einen Nutenstein 23 gegen Verdrehen gesichert. Auf der Hauptsäule 22 ist das Kreuzrollenlager 24 befestigt, dass die Verschwenkbarkeit der Antriebseinheit gewährleistet. Ebenfalls fest mit der Hauptsäule verbunden ist die Maßverkörperung 26 des Drehwertgebers für die Schwenkachse. Der Abnehmer 27 ist auf dem verschwenkbaren Teil der Antriebseinheit befestigt. Ebenfalls zu sehen ist die in Fail-Safe-Bauweise als Scheibenbremse ausgeführte Schwenkachsenbremse 25.[058] FIG. 4 shows the lower part of the embodiment shown in FIG. 3 cut away. The double-acting hydraulic cylinder 19, which drives the main column 22 via its piston 21, can be seen again. This is secured against rotation by a sliding block 23. The cross roller bearing 24 is fastened on the main column 22 so that the drive unit can be pivoted. The material measure 26 of the rotary encoder for the pivot axis is also firmly connected to the main column. The customer 27 is fastened on the pivotable part of the drive unit. The fail-safe design as a disc brake 25 can also be seen.
[059] Fig. 5 (zeigt) aufgeschnitten den oberen Teil der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform. Achsgleich mit der Rollenachse 4 ist die Antriebswelle 35 angeordnet, die von zwei Kegelrollenlagern 36 getragen wird. Auf der Au#enseite ist auf die Antriebswelle 35 die Reibrollenfelge 38 aufgeflanscht, die die Luftbereifung 39 trägt. Der Rotor des Direktantriebes 7 ist direkt mit der Rollenfelge 38 verbunden. Auf der Innenseite der Motorwelle befindet sich die Scheibenbremse 16 und der für die Motorsteuerung erforderliche Drehwertgeber 37. Die federbetätigte, hydraulisch gelüftete Scheibenbremse wird über die elastische Hydraulikleitung 34 mit Druck beaufschlagt. Diese wiederum wird von der hydraulischen Drehdurchführung 33 im Säulenzentrum mit Drucköl versorgt. Fig. 5 zeigt au#erdem erneut die herausschraubbare Kugelstütze 11. Weiterhin dargestellt sind die Lagerung des Wippenkörpers um die Pendelachse 5 in der Lagerbuchse 32 und die Drehdurchführungen für die elektrische Leistungsübertragung und die Signalleitungen. Die unteren vier Schleifringe 28 sind dabei der Signalübertragung, die oberen drei Schleifringe 29 der Leistungsübertragung vorbehalten. Die elektrischen Spannungen werden im Stromabnehmergehäuse 30 von den Schleifringen abgenommen und mit Hilfe des Kabelbaums 31 dem Schaltkasten 12 zugeführt.[059] FIG. 5 (shows) the upper part of the embodiment shown in FIG. 3 cut away. The drive shaft 35, which is supported by two tapered roller bearings 36, is arranged in the same axis as the roller axis 4. On the outside, the friction roller rim 38, which carries the pneumatic tires 39, is flanged onto the drive shaft 35. The rotor of the direct drive 7 is connected directly to the roller rim 38. On the inside of the motor shaft there is the disc brake 16 and the rotary encoder 37 required for the motor control. The spring-actuated, hydraulically released disc brake is pressurized via the elastic hydraulic line 34. This in turn is supplied with pressure oil by the hydraulic rotary union 33 in the column center. FIG. 5 also shows the unscrewable ball support 11. The bearing of the rocker body about the pendulum axis 5 in the bearing bush 32 and the rotary unions for the electrical power transmission and the signal lines are also shown. The lower four slip rings 28 are reserved for signal transmission, the upper three slip rings 29 for power transmission. The electrical voltages are removed from the slip rings in the current collector housing 30 and fed to the switch box 12 with the aid of the cable harness 31.
[060] Fig. 6 die schematische Darstellung einer Antriebseinheit entsprechend den Hauptmerkmalen 1-4. Statt auf einen Hydraulikzylinders 19 wie in den Fig 2-4 dargestellt, stützt sich die Hauptsäule 22 über ein Federelement 40 auf dem Sockel 50 ab. Dem Federelement 40 ist ein Stoßdämpfer 41 beigeordnet, der die Nachfederung abdämpft.6 shows the schematic representation of a drive unit according to the main features 1-4. Instead of a hydraulic cylinder 19 as shown in FIGS. 2-4, the main column 22 is supported on the base 50 by a spring element 40. The spring element 40 is associated with a shock absorber 41 which dampens the resilience.
[061] Fig. 7 eine weitere schematische Darstellung einer Antriebseinheit entsprechend den Hauptmerkmalen 1-4. Statt des Hydraulikzylinders 19 in den Fig 2-4 stützt sich die Hauptsäule 22 gegenüber dem Sockel 50 auf einem elektrischen Linearantrieb 42 ab. Unterhalb des Linearantriebs 42 befindet sich eine Kraftmessdose 43, die die Auflagelast misst. Die von der Kraftmessdose 43 ermittelten Werte werden an die (nicht dargestellte) Steuerung des Linearantriebs 42 weitergegeben, die diesen veranlasst nach vorgegebenen Parametern auf den Krafteinfluss zu reagieren.7 shows a further schematic illustration of a drive unit according to the main features 1-4. Instead of the hydraulic cylinder 19 in FIGS. 2-4, the main column 22 is supported with respect to the base 50 on an electric linear drive 42. A load cell 43, which measures the bearing load, is located below the linear drive 42. The values determined by the load cell 43 are forwarded to the control (not shown) of the linear drive 42, which causes the linear drive 42 to react to the influence of force according to predetermined parameters.
[062] Fig. 8 ein Detail einer Ausführungsform der Erfindung, die mit Staubschutzmaßnahmen versehen ist. Die auf der Kugelhülle 2 abwälzende Reibrolle 3 ist hierzu von einem Radkasten 45 umgeben. In Rollrichtung sind vor und hinter der Reibrolle 3 Saugdüsen 47 angebracht, die die Oberfläche der Kugel von Staubablagerungen befreien, bevor sie in Kontakt mit der Reibrolle 3 kommt. Um einen für die Saugwirkung idealen Abstand zur Kugelhülle zu gewährleisten ist die Saugdüse in einer Schwinge gelagert, die sich über eine Distanzrolle 48 auf der Kugeloberfläche abstützt. Die Schwinge wird dabei mit leichtem Druck von einer Andruckfeder 49 gegen die Kugelhülle gedrückt.8 shows a detail of an embodiment of the invention which is provided with dust protection measures. The friction roller 3 rolling on the ball sleeve 2 is for this purpose surrounded by a wheel arch 45. In the rolling direction, 3 suction nozzles 47 are attached in front of and behind the friction roller, which free the surface of the ball from dust deposits before it comes into contact with the friction roller 3. In order to ensure an ideal distance from the spherical shell for the suction effect, the suction nozzle is mounted in a rocker arm which is supported on the spherical surface via a spacer roller 48. The rocker is pressed against the ball sleeve with a slight pressure by a pressure spring 49.
[063] Zusätzlich sind elektrisch leitfähige Bürsten 46 vor die Reibrolle 3 gesetzt, die eine zusätzliche Reinigung der Kugeloberfläche bewirken und elektrostatische Ladungen abführen.[063] In addition, electrically conductive brushes 46 are placed in front of the friction roller 3, which effect an additional cleaning of the ball surface and dissipate electrostatic charges.
[064] Bezugszeichenliste[064] List of reference symbols
[065] 1 Antriebseinheit[065] 1 drive unit
[066] 2 Kugelhülle[066] 2 spherical shell
[067] 3 Reibrolle[067] 3 friction rollers
[068] 4 Reibrollenachse (= Motorachse bei Direktantrieb)[068] 4 friction roller axis (= motor axis with direct drive)
[069] 5 Pendelachse[069] 5 pendulum axis
[070] 6 Schwenkachse6 swivel axis
[071] 7 Direktantrieb[071] 7 direct drive
[072] 8 Schwenklager[072] 8 swivel bearings
[073] 9 Gabel[073] 9 fork
[074] 10 Wippe[074] 10 seesaw
[075] 11 herausschraubbare Kugelstütze[075] 11 unscrewable ball supports
[076] 12 Schaltkasten[076] 12 switch box
[077] 13 Gegengewicht für Schaltkasten[077] 13 Counterweight for control box
[078] 14 Säulenhaus[078] 14 column house
[079] 15 Hydraulikzuleitung für Reibrollenbremse[079] 15 hydraulic feed line for friction roller brake
[080] 16 Reibrollenbremse (Fail-Safe-Bauweise)16 friction roller brake (fail-safe design)
[081] 17 Hydraulikzuleitung für Schwenkachsen-Bremse[081] 17 Hydraulic supply line for swivel axis brake
[082] 18 Elektrischer Anschluss[082] 18 Electrical connection
[083] 19 Doppeltwirkender Hydraulikzylinder[083] 19 double-acting hydraulic cylinder
[084] 20 Hydraulikleitungen für Hydraulikzylinder[084] 20 hydraulic lines for hydraulic cylinders
[085] 21 Kolben[085] 21 pistons
[086] 22 Hauptsäule[086] 22 main column
[087] 23 Verdrehsicherung (Nutenstein)[087] 23 anti-rotation lock (sliding block)
[088] 24 Kreuzrollenlager[088] 24 crossed roller bearings
[089] 25 Schwenkachsenbremse (Fail-Safe-Bauweise)[089] 25 swivel axis brake (fail-safe design)
[090] 26 Drehwertgeber - Maßverkörperung[090] 26 Rotary value encoder - material measure
[091 ] 27 Drehwertgeber - Abnehmer[091] 27 rotary encoder - customer
[092] 28 Schleifringe für Signalleitungen[092] 28 slip rings for signal lines
[093] 29 Schleifringe für Leistungsübertragung [094] 30 Stromabnehmergehäuse[093] 29 slip rings for power transmission [094] 30 current collector housing
[095] 31 Kabelbaum zum Schaltkasten[095] 31 Wiring harness to the control box
[096] 32 Lagerbuchse (Pendellager)[096] 32 bearing bush (self-aligning bearing)
[097] 33 Drehdurchführung Hydraulik[097] 33 Hydraulic rotating union
[098] 34 Hydraulikzuleitung innen für Reibrollenbremse[098] 34 Hydraulic supply line inside for friction roller brake
[099] 35 Antriebswelle35 drive shaft
[100] 36 Antriebswellenlager[100] 36 drive shaft bearings
[101] 37 Drehwertgeber Motorachse[101] 37 Rotary encoder motor axis
[102] 38 Reibrollenfelge[102] 38 friction roller rim
[103] 39 Bereifung[103] 39 tires
[104] 40 Feder[104] 40 feather
[105] 41 Stoßdämpfer[105] 41 shock absorbers
[ 106] 42 Elektrischer Linearantrieb[106] 42 Electric linear drive
[107] 43 Kraftmessdose[107] 43 load cell
[108] 44 Entlastungsfeder[108] 44 relief spring
[109] 45 Radkasten[109] 45 wheel arch
[110] 46 elektrisch leitfähige Bürste[110] 46 electrically conductive brush
[111] 47 Saugdüse[111] 47 Suction nozzle
[112] 48 Distanzrolle[112] 48 spacer roller
[113] 49 Andruckfeder[113] 49 pressure spring
[114] 50 Sockel Die beste Art und Weise, die Erfindung auszunutzen[114] 50 sockets The best way to use the invention
[115] Der beste Weg zur Ausführung der Erfindung beinhaltet eine Kombination aller Merkmale, die in den Ansprüchen 1-11 sowie 13-15 und in den Figuren 1 bis 5 sowie 7 bis 8 dargestellt sind. Der Anspruch 12 versteht sich als preiswerte aber funktionseingeschränkte Alternative zu der in den Ansprüchen 10 und 11 und in Figur 7 dargestellten Merkmalen. Darüber hinaus verweise ich auf die Zeichnungen und die Zeichnungsbeschreibung aus denen der beste Weg zur Ausführung der Erfindung hervorgeht. The best way to carry out the invention includes a combination of all the features that are shown in claims 1-11 and 13-15 and in Figures 1 to 5 and 7 to 8. Claim 12 is understood as an inexpensive but functionally restricted alternative to the features shown in claims 10 and 11 and in FIG. 7. In addition, I refer to the drawings and the drawing description from which the best way to carry out the invention emerges.

Claims

AnsprücheExpectations
[001] Antriebseinheit (1) für eine Simulations- und Trainingskugel bestehend aus zwei Reibrollen (3) die durch ein verschwenkbares Gestell (9; 10) miteinander verbunden sind und dessen Schwenkachse (6) in die Richtung des Kugelzentrums weist, sowie einer elektronischen Antriebssteuerung, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Reibrollen (3) einen eigenen, unabhängig gesteuerten Antrieb (7) besitzt.Drive unit (1) for a simulation and training ball consisting of two friction rollers (3) which are connected to each other by a pivotable frame (9; 10) and whose pivot axis (6) points in the direction of the ball center, and an electronic drive control , characterized in that each of the two friction rollers (3) has its own, independently controlled drive (7).
[002] Antriebseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Antriebe als elektromotorische Direktantriebe (7) ausgeführt sind, somit sich jeweils eine Rollenachse und eine Motorachse in gleicher Lage und Richtung befindet.Drive unit (1) according to claim 1, characterized in that both drives are designed as electromotive direct drives (7), thus there is a roller axis and a motor axis in the same position and direction.
[003] Antriebseinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (6) einen Drehwertgeber besitzt und dieser mit der Antriebssteuerung verbunden ist.Drive unit (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the pivot axis (6) has a rotary encoder and this is connected to the drive control.
[004] Antriebseinheit (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuerung aufgrund der von diesem Drehwertgeber übermittelten Drehposition einen Vergleich zwischen intendierter und tatsächlicher Rollrichtung anstellt, und bei Überschreitung eines Toleranzwertes durch eine kontrollierte Drehzahlveränderung eines oder beider Antriebe unter Verzicht auf einen separaten Schwenkmotor die Reibrollen (3) auf die intendierte Rollrichtung einschwenkt.Drive unit (1) according to claim 3, characterized in that the drive control makes a comparison between the intended and actual rolling direction on the basis of the rotational position transmitted by this rotary value encoder, and if a tolerance value is exceeded by a controlled change in speed of one or both drives, without one separate swivel motor swivels the friction rollers (3) in the intended direction of rolling.
[005] Antriebseinheit (1 Entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rollenachsen (4) ein leicht geöffnetes V bilden, dessen Öffnung der Kugeloberfläche zugewandt ist.Drive unit (1 according to the preamble of claim 1, characterized in that the two roller axes (4) form a slightly open V, the opening of which faces the spherical surface.
[006] Antriebseinheit (1) entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur gleichmäßigen Verteilung der Auflagelast auf beide Rollen (3) das verschwenkbare Gestell zweiteilig ausgeführt ist, wobei der eine Teil als Wippe (10) ausgebildet ist der die Rollen (3) trägt und der andere Teil (9) auf der Schwenkachse (6) gelagert ist, weiterhin, dass diese beiden Teile durch eine zentrale Pendelachse (5) miteinander verbunden sind, die die Schwenkachse (6) schneidet, wobei die Pendelachse (5) dabei lotrecht auf der Ebene steht in der die Schwenkachse (6) und die beiden Rollenachsen (4) angeordnet sind.Drive unit (1) according to the preamble of claim 1, characterized in that for uniform distribution of the bearing load on both rollers (3) the pivotable frame is made in two parts, one part being designed as a rocker (10) which the rollers (3) and the other part (9) is mounted on the swivel axis (6), furthermore that these two parts are connected to one another by a central pendulum axis (5) which intersects the swivel axis (6), the pendulum axis (5 ) is perpendicular to the plane in which the swivel axis (6) and the two roller axes (4) are arranged.
[007] Antriebseinheit (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Schwenkachse (6) zwischen unbeweglichem und verschwenkbarem Teil eine Bremse (25) oder eine Sperrvorrichtung angeordnet ist, die automatisch nach Wegfall der Stromversorgung einfällt.Drive unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a brake (25) or a locking device is arranged on the pivot axis (6) between the immovable and pivotable part, which engages automatically after the power supply ceases to exist.
[008] Antriebseinheit (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Rollen (3) eine Bremse (16) aufweist, die bei einem Wegfall der Stromversorgung automatisch einfällt, und die Kugel zum Stillstand bringt. [009] Antriebseinheit (1) nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Kraftmesseinrichtung, die an einem beliebigen Punkt zwischen Rollen und Antriebssockel angeordnet sein kann, die Auflagelast der Kugel auf das Rollenpaar kontrolliert wird, und diese bei Unterschreitung eines Grenzwertes die Steuerung veranlasst die Schwenkachse festzusetzen.Drive unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the two rollers (3) has a brake (16) which is automatically applied when the power supply ceases, and brings the ball to a standstill. Drive unit (1) according to claim 1 and 7, characterized in that by a force measuring device, which can be arranged at any point between the rollers and the drive base, the bearing load of the ball on the pair of rollers is controlled, and this is below a limit value the control causes the swivel axis to be fixed.
[010] Antriebseinheit (1) entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Antriebseinheit mindestens bestehend aus den beiden Reibrollen (3) und deren Lagerung, sowie einem gemeinsamen, verschwenkbaren Träger (9; 10) und dem zugehörigen Schwenklager (24) auf einem Führungselement (22) befestigt ist, das eine Translation der Antriebseinheit in Richtung des Kugelzentrums ermöglicht, wobei die Bewegung durch einen elektrischen (42) oder hydraulischen (19) Linearantrieb eingeleitet wird, dessen Stellbewegungen von den von einer &aftmesseinrichtung (43) gelieferten Werten und/oder von der Kugelform sowie der aktuellen Kugellage abhängig ist.Drive unit (1) according to the preamble of claim 1, characterized in that a part of the drive unit at least consisting of the two friction rollers (3) and their storage, as well as a common, pivotable carrier (9; 10) and the associated pivot bearing (24) is fastened on a guide element (22) which enables a translation of the drive unit in the direction of the ball center, the movement being initiated by an electric (42) or hydraulic (19) linear drive, the actuating movements of which are determined by a force measuring device (43 ) delivered values and / or depends on the spherical shape and the current spherical position.
[011] Antriebseinheit (l)nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Simulation von Stößen ein Teil der Antriebseinheit (1) mindestens bestehend aus den beiden Reibrollen (3) und deren Lagerung, sowie einem gemeinsamen, verschwenkbaren Träger und dem zugehörigen Schwenklager (24) auf einem Führungselement (22) befestigt ist, das eine Translation der Antriebseinheit (1) in Richtung des Kugelzentrums ermöglicht, wobei die Bewegung durch einen elektrischen (42) oder hydraulischen (19) Linearantrieb eingeleitet wird.Drive unit (l) according to one of the preceding claims, characterized in that for the simulation of impacts, part of the drive unit (1) at least consisting of the two friction rollers (3) and their storage, as well as a common, pivotable carrier and the associated Pivot bearing (24) is fastened on a guide element (22) which enables the drive unit (1) to be translated in the direction of the ball center, the movement being initiated by an electric (42) or hydraulic (19) linear drive.
[012] Antriebseinheit (1) entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Antriebseinheit mindestens bestehend aus den beiden Reibrollen (3) und deren Lagerung, sowie einem gemeinsamen, verschwenkbaren Träger (9; 10) und dem zugehörigen Schwenklager (24) auf einem Führungselement (22) befestigt ist, das eine Translation der Antriebseinheit in Richtung des Kugelzentrums ermöglicht, und dass sich zwischen diesem verschiebbaren Teil und dem Antriebssockel (50) ein Federelement (40) befindet.Drive unit (1) according to the preamble of claim 1, characterized in that part of the drive unit at least consisting of the two friction rollers (3) and their storage, as well as a common, pivotable carrier (9; 10) and the associated pivot bearing (24) is fastened on a guide element (22) which enables the drive unit to be translated in the direction of the ball center, and that a spring element (40) is located between this displaceable part and the drive base (50).
[013] Antriebseinheit (1) entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibrolle durch einen Radkasten (45) vor Staubablagerungen geschützt wird.Drive unit (1) according to the preamble of claim 1, characterized in that the friction roller is protected from dust deposits by a wheel arch (45).
[014] Antriebseinheit (1) entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Rollrichtung vor und hinter der Reibrolle Saugdüsen (47) angebracht sind, die die Kugeloberfläche von Staubablagerungen befreien.Drive unit (1) according to the preamble of claim 1, characterized in that suction nozzles (47) are attached in the rolling direction in front of and behind the friction roller, which free the spherical surface from dust deposits.
[015] Antriebseinheit (1) entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Rollrichtung vor und hinter der Reibrolle (3) elektrisch leitfähige Bürsten (46) auf die Kugeloberfläche einwirken, die die Kugeloberfläche von Staubablagerungen und elektrostatischen Ladungen befreien. Drive unit (1) according to the preamble of claim 1, characterized in that in the rolling direction in front of and behind the friction roller (3) electrically conductive brushes (46) act on the spherical surface, which free the spherical surface from dust deposits and electrostatic charges.
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