Schwingeinrichtung zur Erzeugung einer Bewegung von lose auf eine Fläche aufgesetzten Spielgegenständen für Spielzwecke Zinn Spielen werden vielfach bewegliche Nebenstände verwendet, wobei die Bewegung durch kleine Motorantriebe oder durch eine <B>i</B> -in ein Uhrwerk angeschlossene rotierende Welle liervorgertifen wird.
Unter Umständen verlangt ein derartiger Antrieb einen relativ bi'Ulien Aufwand. \ Die Erfindung betrifft eine Seliwingein- riehtunb zur Erzeugung einer Bewegung Von lose auf eine Fläche aufgesetzten Spielgegen ständen für Spielzweeke, bei welcher diese ohne besondere Präparation und ohne eigenen Antrieb bewegt werden.
Erfindungsgemäss ist mindestens ein elektrischer Seliwingantrieb vorgesehen, der die Fläche mit den Spielgegen ständen in eine Schwingung mit weniger als 11)11i Schwingungsweite und von einer Rich- tung., die eine waagrechte und eine senkrechte lion)ponente bat, derart versetzt, dass die Spielgegenstände auf der Fläche verschoben werden.
Der Antrieb kann ein elektromagnetischer Vibrator sein. Den gleichen Effekt. kann auch ein elektrodynamischer Vibrator haben. Der artige Vibratoren ermöglichen kleine Förder anlagen zum Transport von kleinen Spiel- gegetist.änden jeder Art wie auch von Imita tionen von Tieren, Menschen und technischen Gebilden wie Autos usw.
Die Schwingeinrichtung kann eine streifen förmige Fläche aufweisen, die von dem Schwingantrieb derart in Schwingungen ver setzt wird, dass die aufgesetzten Gegenstände auf der Fläche geradlinig bewegt werden. Es sind auch kreis- oder wendelförmige Flächen möglich, auf denen die aufgesetzten Gegen stände dann eine Kreisbewegung ausführen.
Vorteilhaft sind die mehr oder weniger steif gehaltenen Flächen schwingfähig mit einem z. B. für 24 V ausgelegten Klein vibrator verbinden.
Die Schwingungsweite ist finit weniger als -1,I,; mm so klein gehalten, dass die Schwingung mit dem blossen Auge nicht wahrgenommen werden kann, wodurch ein verblüffender Effekt entsteht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf der Zeichnung dargestellt und nachste hend beschrieben. Fig.1 gibt eine Einrich tung mit ebener, streifenförmiger Fläche 1 wieder, die über Federn 2 an einer kleinen steifen Grundplatte 3 schwingfähig gelagert ist. Die Fläche 1 wird mit Hilfe eines elektro magnetischen Vibrators 4 in Schwingungen vorgegebener Richtung versetzt. Der Anker teil 5 des Erregers ist mit der Fläche 1 ver bunden, während der Magnetteil 6 an der Grundplatte 3 angebracht ist. Die Teile 5 und 6 sind durch den Luftspalt 7 voneinander ge trennt.
Bei Erregung des Vibrators 4 mit Wechselstrom gerät. die Fläche 1 in kleine schnelle, mit weniger als -1j5 mm Schwingungs- weite vom Auge nicht wahrnehmbare Schwin- gungen von einer Frequenz, die, sofern keine weiteren Schaltelemente hinzugenommen wer den, doppelt so gross ist wie die Frequenz der Erreger-Wechselspannung. Ein auf die Fläche 1 gelegter Spielgegenstand wandert in Richtung des Pfeils 8 weiter.
Ein Ausführungsbeispiel zur Erzielung einer kreisförmigen Bewegung ist in Fig. 2 in Seiten- und in Fig. 3 in Draufsicht dargestellt. Hier ist eine kreisförmige Fläche 9 vorhanden, die in ähnlicher Weise wie in Fig.1 durch vier auf einem Kreisumfang angeordnete Stütz federn 10 auf der Grundplatte 11 abgestützt ist. Durch z.
B. zwei Vibratoren 12 und 13, die zur senkrechten Achse symmetrisch und gleichsinnig um diese wirkend angeordnet sind, wird die Fläche 9 durch das in bezug auf diese Achse erzeugte Drehmoment in einer Richtung bewegt, die eine Rotations- (Dreh schwingung) und eine Vertikalkomponente (Hubschwingung) aufweist. Dadurch wird er reicht, dass auf diese Fläche lose gelegte Spiel gegenstände eine kreisförmige Bewegung in Richtung des Pfeils ausführen.
Neigt man die Fläche der Einrichtung nach Fig. 1 abwärts oder auch aufwärts, so erfolgt gleichzeitig ein Förder- bzw. Trans porteffekt, wobei dann die Gegenstände auf der Fläche 1 abwärts bzw. aufwärts sich be wegen. Überträgt man diese Aufwärts- oder Abwärtsneigung auf die Fläche nach Fig.3 dadurch, dass man eine wendelförmige oder schraubengangförmige Fläche anwendet, so erhält man eine wendet- oder schraubenför mige Aufwärtsbewegung der auf eine solche Fläche gesetzten losen Spielgegenstände.
Es können am Schwingantrieb Mittel vor gesehen sein zur vorzugsweise stufenlosen Än derung der Bewegungsimpulse für die auf die Fläche aufgesetzten Gegenstände, wodurch sich eine Änderung der Marsch- bzw. Wander geschwindigkeit der Gegenstände ergibt.
Man kann zur Erzielung dieses Effektes den Stosskraftwinkel bei gleichbleibender Stoss kraft; ändern. Hierbei ändert sich das Ver hältnis zwischen vertikaler und horizontaler Komponente und damit die Geschwindigkeit des auf der Fläche sich bewegenden Gegen standes. Diese Möglichkeit der Änderung der Bewegungsimpulse verursacht gewisse Schwie rigkeiten in der konstruktiven Ausbildung.
Die zweite Möglichkeit der Änderung der Bewegungsimpulse besteht darin, dass man den Stosskraft: Richtungswinkel in bezug auf die Schwingfläche beibehält und die Stoss kraft selbst durch Änderung der speisenden Spannung ändert. Hierbei bleibt .das Ver hältnis zwischen vertikaler und horizontaler Komponente beibehalten, und die kleine Wurf parabel, in der sich die Spielgegenstände be wegen, wird länger oder kürzer. Da die Grösse der Parabel unter anderem die Bewe gungsgeschwindigkeit bestimmt, entsteht auf diese Art die gewünschte Bewegungsänderung.
Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4 dargestellt. Auf der Schwingfläche 14, die eben oder geneigt. angeordnet sein kann, bewegen sieh die Spielgegenstände 16. Als Antrieb für die Schwingfläche ist der Schwin gungserreger 15 vorgesehen, der unter einem Winkel a Schwingimpulse auf die Schwing fläche ausübt. Die Schwingimpulse teilen sich in eine Horizontal- und eine Vertikalkompo nente a bzw. b auf. Dadurch führt der auf die Schwingfläche lose aufgesetzte Spielgegen stand eine wurfparallelähnliehe Bewegung 17 aus.
Es ist nun ein Potentiometer <B>1.8</B> vorge sehen, das eine Änderung der speisenden Span nung für den Schwingungserreger ermöglicht. Durch Änderung der Spannung wird eine Ver grösserung oder\ Verkleinerung der Geschwin digkeit des Gegenstandes 16 bewirkt.
Unter Umständen kann es auch von Vorteil sein, sieh zur Erzielung der Geschwindigkeits änderung der Bewegung der Spielgegen stände beider vorstehend geschilderten Ände rungsmöglichkeiten zu bedienen.
Ein Ausführungsbeispiel mit einem Schwingkörper aus mehreren a.neinanderge- setzten Teilen wird an Hand der Fig. 5 näher erläutert. In dem Beispiel sind drei Teil geräte 19, 20, 21 aneinander angeschlossen, von denen das Teilgerät 19 direkt mit dem Vi- brator 22 verbunden ist. Das Teilgerät 19 wird von dem Vibrator in Schwingungen versetzt. Die Schwingungen des Teilgerätes 19 werden dann auf die angeschlossenen Teilgeräte 20 und 21 weitergeleitet. Die Förderflächen 23, 24, 25 können als ebene Flächen mit trapez- förmigen Seitenwänden ausgebildet sein oder als Rohre.
Die Flächen 23, 24, 25 sind über Lenkerfedern 26 auf den kleinen Fundament rahmen 27, 28, 29 gelagert. Die Teilgeräte 19, 20, 21 werden normalerweise in einer Horizon talebene angeordnet. Es ist auch möglich, die Teilgeräte so anzuordnen, dass sie eine Stei gung überwinden, so dass sie eine Förderung schräg auf- oder abwärts bewirken. Die kraftschlüssige Verbindung zwischen den För- derflächen 23, 24, 25 wird durch Schrauben 30 erzielt.
Auch die Fundamentrahmen 27, 28, 29 können mit Hilfe von Schrauben 31 kraft schlüssig miteinander verbunden sein.
Die Förderflächen 23, 24, 25 können aus Blech hergestellt sein; es ist auch möglich, die Förderflächen aus einem Kunststoff herzu stellen. Die Einrichtung wird zweckmässig mit einer Schutzspannung, z. B. 24 V, betrieben. Dies bietet den Vorteil, dass sie an denselben Spiel zeug-Transformator angeschlossen werden kann, der beispielsweise für eine elektrische Spielzeug-Eisenbahn vorgesehen ist..
Der Vibrator 22 kann wahlweise an einen der Teile 19, 20, 21 angeschlossen sein. Es ist auch möglich, bei einer Mehrzahl von miteinander gekuppelten Schwingkörperteilen mehr als einen Teil direkt mit einem Schwin gungserreger zu verbinden.
Die Erregung der Schwingfläche kann, wie aus den vorstehenden Ausführungen hervor geht, derart erfolgen, dass die Schwingimpulse unter einem vorgegebenen Winkel, der kleiner als 90 ist, auf die Schwingfläche eingeleitet werden, die auf Lenkerfedern gelagert ist und auf diese Weise zwangläufig geführt ist.
Es ist jedoch auch möglich, den oder die Schwingungserreger so anzubringen, dass die Schwingungserregung in einer Richtung senk recht zur Schwingspielfläche eingeleitet wird. Eine derartige Ausführung hat den Vor teil der Vereinfachung der praktischen kon struktiven Ausbildung der Einrichtung, ohne den Effekt der schrägen Spielflächen-Schwing- bewegung herabzusetzen.
Ein Ausführungsbeispiel, in dem die Schwingimpulse in senkrechter Richtung ein geleitet werden, wird an Hand der Fig. 6 er läutert. In dieser Figur ist die Schwingfläche 32, die üblicherweise auf den schrägstehenden Lenkerfedern 33 gelagert ist, auf einem Grundrahmen 34 abgestützt, wobei der ganze Schwingkörper mit Hilfe der Cxummipuffer 35 auf einer festen Unterlage ruht.
Auf dem Grundrahmen 34 befindet sich der Magnetteil 36 mit der Wicklung 37, wäh rend der Ankerteil 38 an der Schwingfläche 32 angebracht ist. Die Teile 36 und 38 sind so angeordnet, dass die magnetische Kraft senkrecht zur Spielfläche 32 zur Wirkung kommt. Die Stossrichtung des Schwingungs erregers ist durch den Pfeil 39 gekennzeichnet.
Die in senkrechter Richtung auf die Schwingfläche 32 eingeleitete Schwingungs erregung wird durch die schräg angeordneten Lenkerfedern in eine schräge Schwingbewe gung der Schwingfläche 32 umgewandelt, wo durch eine Bewegung der auf die Fläche 32 aufgesetzten Spielgegenstände in der ge wünschten Richtung entsteht.
Einrichtungen mit einem Schwingerreger in Form einer in sich geschlossenen Baueinheit sind in den Fig. 7, 8, 9 dargestellt. In Fig. 7 ist A. die in sich geschlossene Erregereinheit und 40 deren Magnetteil, der die Erregerwick lung 41 trägt. Bei entsprechender Ausbildung des Magnetteils 40 ist über eine Blattfeder 42 eine Masse 43, die gleichzeitig die Anker masse darstellt., angeordnet, so dass bei Spei sung der Wicklung 41 die Ankermasse 43 nach Massgabe der Wechselfrequenz in Schwingun gen versetzt wird. Bei entsprechender frei schwingfähiger Anordnung dieser Erregerein heit werden die Masse 40 und die Masse 43 bei Einleitung der Erregung gegeneinander schwingen, so dass eine über den Flansch 44 starr angekoppelte Schwingfläche ebenfalls in Schwingungen versetzt wird.
Die Anwendung dieser Schwingeinheit bei zwei Schwingeinrichtungen ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt.
In Fig.8 ist die Schwingfläche 45 kraft schlüssig an eine Erregereinheit A nach Fig. 7 angeschlossen. Das so gebildete Schwingsystem ist über Lenkfedern 46 auf einem Grundrah men 47 schwingfähig angeordnet, wobei die ganze Einrichtung über Gummipuffer 48 auf eine feste Unterlage aufgestellt werden kann. In Fig. 9 stellt 45 wiederum die Schwingfläche, z. B. einen Fördertrog, dar, mit, einer starr angekoppelten Einheit 14 nach Fig. 7. Hierbei ist jedoch das Zweimassenschwingsystem über weiche Schraubenfedern 49, die auch durch weiche Gummipuffer ersetzt sein können, schwingfähig aufgehängt bzw. angeordnet.
In beiden Fällen wird bei Einschaltung des Schwingerregers infolge der schrägen Stoss richtung zur Schwingfläche diese in schräge Schwingungen versetzt, wodurch dann der Fortbewegungseffekt aufgesetzter Spielgegen stände erreicht wird.
Um mit optimalem Effekt arbeiten zu kön nen, wird man die Abstimmung des Zweimas- senschwingsystems so vornehmen, dass die Eigenfrequenz des Zweimassensystems in der Nähe der Erregerfrequenz liegt.
Bei der Herstellung der Schwingfläche ist es schon mit Rücksicht auf eine etwaige Ab stimmung des schwingenden Systems zweek- mässig, Material mit möglichst niedrigem spe zifischem Gewicht zu verwenden, um die Schwingfläche selbst dimensionsmässig gross machen zu können. Hierfür ist als Werkstoff ein Leichtmetall oder auch Kunststoff geeig net. Der Kunststoff ist, ausserdem insofern interessant, als sich bei Massenfertigung grosse Stückzahlen nach dem Spritzverfahren fer tigen lassen.
Die beschriebenen Einrichtungen können eine vielfältige Anwendung finden. Es ist möglich, mehrere Einrichtungen miteinander zu kombinieren, wodurch ein Transport oder eine Bewegung der Spielgegenstände über län gere Strecken in einer geraden Linie oder auch z. B. um einen rechten Winkel, dazu noch auf- oder abwärts, erreicht wird. Die Einrichtungen z. B. in Form einer Rinne las sen sich in einfacher Weise unten an Zusatz spielgeräte, z. B. kleine Vorratsbunker oder d,-I., anhängen. Es ist auch möglich, die Ein richtungen in Kombination mit andern auf dem Markt befindlichen Spiel- oder Bastler baukästen unter Anwendung von Schraub-, Steck- oder Klemmverbindungen zu verwen den. Auf diese Weise wird dem Spieltrieb besonderer Vorschub geleistet, da. es z. B.
möglich ist, komplette Verladebrücken und Anlagen zu bauen, bei denen eine den wirk lichen Verhältnissen entsprechende Nach ahmung des Transportes von bestimmten Ge genständen oder Schüttgütern durchgeführt werden kann und wobei z. B. durch elektro magnetische Schwingungserreger die Zufuhr der Gegenstände oder Güter in einfachster Weise möglich ist.