Schwebende Möbelteile

Stand der Technik:

Bisher werden magnetische Systeme mit schwebendem Zustand nur bei Hochgeschwindigkeitsbahnen, wie den Transrapid eingesetzt. Dabei wird der Zug durch magnetische Kräfte beschleunigt und durch die Luftverdrängung im schwebenden Zustand gehalten. Der Vorteil ist, dass die Luft einen geringeren Reibungswiderstand als eine Auflagefläche hat.

Im Möbelbau werden Magnete nur in Haltesystemen eingesetzt. In Depatisnet konnten im Bereich Möbel, Bett, Couch, Sessel und Tisch mit dem Begriff schwebend oder Levitation keine Patente gefunden werden.

Problem:

Um einen Gegenstand mit Magneten permanent in der Schwebe zu halten muss eine vertikale als auch eine horizontale Rotation berücksichtigt werden. So gibt es im Internet einige Veröffentlichungen mit eingestellten Videos, die beschreiben, dass man durch Permanentmagneten Objekte aufgrund der Rotation nicht permanent in der Luft halten kann. (Ein Video hierzu ist im Netz veröffentlicht unter http://www.ich-bin-heimwerker.de/2013/1 1/16/schwebender-magnet- schwebt-nicht/ ). Die gleichen Probleme hat der schwebende Globus, der von der Firma Shenzen Wrbest Technology Co. Ltd bzw. das Kinderspielzeug Levitron, das einen Kreisel über einem Magneten schweben lässt.

Zwei gleichgepolte Magnete stoßen sich ab. Kann sich ein Magnet drehen, ziehen sie sich an. Diese Eigenschaft macht Magnete auch gefährlich, da durch die Beschleunigung viel kinetische Energie freigesetzt werden kann, so dass bei starken Magneten aufeinanderschlagende Magnete zersplittern können.

Lösung:

Es wird eine Magnetfeldsenke vorgeschlagen. Das bedeutet, dass die Rotation zum Zentrum ausgerichtet wird. Bei fest installierten Magneten auf einem Grundrahmen kann dadurch die Rotation vermieden werden.

Hierzu stehen mehrere Möglichkeiten zur Verfügung.

1 ) Man hat mindestens vier Eckpunkte an denen man Magnete hat. Alle haben die gleiche Polung nach oben. Am zu tragenden Objekt werden leicht zum Zentrum versetzt Magnete angebracht, die alle die gleiche Polung (wie die unten verwendeten Magnete nach oben haben), jedoch nach unten besitzen. An den Eckpunkten müssen Stabilisatoren aufgebaut werden, die die vertikale Drehung verhindern. Stabilisatoren können entweder weitere schwächere Magnete sein, oder mechanische Halterungen, die Bewegungen, die aus der Magnetfeldsenke herausführen können, blockieren.

2) Man bringt im Zentrum einen oder mehrere Magnete an. An den Eckpunkten müssen Stabilisatoren aufgebaut werden, die die vertikale bzw. horizontale Drehung verhindern. Stabilisatoren können entweder weitere Magnete oder mechanische Halterungen sein.

3) Man winkelt die Magnete an. Am zu schwebende Objekt werden die Magnete parallel ausgerichtet zu den an der Bodenplatte befestigten Magneten. Hierbei muss wie bei 1 darauf geachtet werden, dass die gleiche Polarität zum Zentrum ausgerichtet wird. Für diese Vorgehensweise reichen schon 3 Magnete in der Bodenplatte und 3 Magnete an dem zu tragenden Objekt. Wichtig ist, dass die im Zentrum verwendeten Magnete größer sind als der Spalt der im äußeren Ring verwendeten Magnete. Die Spalten dienen dabei als Fixierungspunkte des schwebenden Objektes. Während beim ersten bzw. zweiten Vorgehen eher stationäre großflächige Bauteile, z.B. ein Bett oder eine Couch permanent in der Schwebe gehalten wird, können nach der dritten Vorgehensweise auch drehbare Objekte in der Luft gehalten werden.

Diese Produkte bieten unter anderem folgenden Vorteile:

1 ) So kann man einen Tisch von einer Seite eindecken, indem man ihn dreht, bzw. auch drehbare Sessel konstruieren. Auch bei den drehbaren Varianten können Stabilisatoren eingesetzt werden.

2) Im Falle des Bettes können Bewegungen eines bettlägerigen Patienten ausgeglichen werden und damit zu Verringerung von Druckstellen durch Bewegung führen. Im Gegensatz zum Wasserbett kann die Unterlage aber hart gewählt werden, so dass die Wirbelsäule geschont wird.

3) Quecksilber, das z.B. durch Energiesparlampen emittiert werden kann, wird durch die Magnete angezogen und aus der Raumluft entfernt, indem es mit der Nickelschicht des Magneten ein Amalgam bildet (also fest gebunden wird).

Die Magnete werden in Rahmen eingearbeitet und zur Sicherheit mit einem weiteren Werkstoff abgedeckt. Hierfür eignen sich z.B. Plexiglas, Kunststoffbeschichtungen bzw. Metallplatten, die z.B. mit dem Rahmen verschraubt sein können.

Die Halterungen für die magnetischen Stabilisatoren bzw. die mechanischen Stabilisatoren können sowohl Holz, Kunststoff, Glas oder Plexiglas sein. Glas und Plexiglas bietet den Vorteil, dass sie durchsichtig sind und man den schwebenden Effekt von allen Seiten auch optisch wahrnehmen kann. Günstig kann es sein die Stabilisatoren auf Magnetbasis höhenverstellbar zu machen, um sie dem Gebrauchsgewicht anpassen zu können, da auch diese Magnete der Rotation unterliegen

Man kann sowohl Permanentmagnete wie auch Elektromagnete einsetzen.

Permanentmagnete bieten den Vorteil, dass beim Gebrauch keine zusätzliche Energie angewendet werden muss.

Bei Elektromagneten muss die Konstruktion so gestaltet werden, dass bei Nichtbetrieb Aufsatzflächen vorhanden sein müssen. Dafür bieten Elektromagnete einen Sicherheitsvorteil beim Aufbau und der Herstellung der Möbel.

Beispiel schwebendes Bett.

In einen Holzrahmenl , 20 m x 2,00 m werden an den Eckpunkten mit 2 cm Abstand zum äußeren Rand 8X8cm große Flächen ausgebeitelt. In diese Flächen werden Neodym Magnete mit einer Tragkraft von 300kg gesetzt und mit Plexiglas abgedeckt. Dann werden mit 1 cm Abstand an den Eckpunkten Leisten angebracht, in die ebenfalls etwas kleinere Magnete integriert sind, die die vertikale Drehung verhindern (Tragkraft 50kg). Abstände schwebender Rahmen zu den Stabilisatoren 1,5 cm.

Dann wird der obere Rahmen aufgebaut. 1 ,20 m x 2,00 m. An den Eckpunkten wird mit 2,5cm Abstand zum äußeren Rand eine 8X8cm große Fläche ausgebeitelt und auch hier nach Befestigung der stabilisierenden Magnete an den Seitenflächen des Rahmens Neodym-Magnete eingesetzt. Bei einer Last von 120 kg schwebt das Bett bei 1 cm starken Magneten ca. 3cm, bei 2cm starken Magneten ca. 7cm über dem Grundrahmen. Die Höhe des schwebenden Zustandes änderte sich nach 3 Monaten nicht (Bild! , Bild 2 und Bild 3). Bezugszeichenliste zu den Bildern:

Bild 1 Schwebender Bettrahmen

Bild 2 Oberer und unterer Rahmen ist deckungsgleich übereinander. Bild 3 Schwebendes Bett mit Lattenrost und Matratze