CH664903A5 - Betaetigungseinrichtung fuer baumodelle, insbesondere bauspielzeuge. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungseinrichtung für Baumodelle, insbesondere Bauspielzeuge, zur Darstellung einer hydromechanischen Betätigung der Baumodelle.

Es ist des öftern erwünscht, bei Baumodellen verschiedenster Art zur Betätigung von beweglichen Baumodellteilen, zum Beispiel der Arme und der Schaufel eines Baggers, der Schwenkarme eines Muldenkippers, der Kippbrücke und anderer Geräte eines Baulastwagens usw., Betätigungsvor-richtungen vorzusehen, welche einerseits die spezifischen Merkmale und Wirkungen einer hydromechanischen Betätigung aufweisen und andererseits dem tatsächlichen Vorbild sowohl bezüglich Aussehens als auch bezüglich Funktion möglichst naturgetreu entsprechen.

Es sind bereits Baumodell-Systeme für Spiel- und Lernzwecke bekannt, bei welchen ein Hydraulikfluid, nämlich Wasser, als Übertragungsmedium vorgesehen ist. Andere bekannte Baumodell-Systeme sind zur Vermeidung der bei einer Leckage auftretenden nachteiligen Folgen von pneumatischer Art, indem als Übertragungsmedium Luft vorgesehen wird.

Beide Systeme, sowohl das hydraulische mit Wasser, als auch das pneumatische mit Luft, weisen jedoch bei ihrer Verwendung in Baumodeilen und insbesondere in Bauspielzeugen grundsätzliche Nachteile auf. Ein Hauptgrund liegt in den physikalischen Gesetzmässigkeiten, aufgrund von welchen sich bei linearer Massstabverkleinerung der Baumodelle die ausübbaren Kräfte überproportional verringern, so dass unbrauchbar hohe Mediumdrücke erforderlich wären. Bezüglich pneumatischer Systeme ist festzuhalten, dass Luft im Gegensatz zu Wasser oder Öl kompressibel ist, so dass es schwierig ist, eine bestimmte Betätigungsbewegung schnell und exakt auszuführen sowie eine betätigte Vorrichtung in jeder Lage gegen eine Rückstellkraft, z.B. das Eigengewicht oder das Gewicht einer Last, festzuhalten. Da das Übertragungsmedium (Wasser, Luft) unter Druck durch Schläuche kleinen Durchmessers geleitet werden muss, stellt sich das Problem der Abdichtungen an den Verbindungsstellen, die absolut leckfrei sein müssen, sowie das Problem, dass die Schläuche sehr leicht knicken können und damit unbrauchbar werden. Auch die Erzeugung und Steuerung des Druckes für das hydraulische oder pneumatische Übertragungsmedium ist bei den bekannten Baumodell-Systemen mit wesentlichen Nachteilen verbunden. Da zur Druckerzeugung eine kleine Handpumpe am Baumodell wenig realistisch und zudem platzraubend, für Kinder nur mit Mühe betätigbar und insbesondere bei Luft als Druckmedium von geringem Wirkungsgrad ist, muss eine kleine motorgetriebene Wasserpumpe bzw. ein kleiner motorgetriebener Luftkompressor vorgesehen werden. Solche kleine motorgetriebene Druckerzeuger sind aber als Gesamtaggregat verhältnismässig gross und kostspielig. Zur Steuerung des Druckes ist es erforderlich, Rückschlagventile und Wegeventile vorzusehen, was ebenfalls beträchtliche Kosten verursacht, die Betätigung erschwert und die erwähnten Abdichtungsprobleme mit sich bringt. Ferner ist der Parallelbetrieb von Betätigungsorganen, wie es beispielsweise bei einem Modell eines Absetzkippers für dessen Arme erforderlich ist, bei hydraulischer oder pneumatischer Betätigung nur mit einem beträchtlichen Aufwand bezüglich Steuerung zu verwirklichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Betätigungseinrichtung für Baumodelle, insbesondere Bauspielzeuge, zu schaffen, welche die angeführten und weitere Nachteile bekannter hydraulischer und pneumatischer Betätigungseinrichtungen für Baumodelle vermeidet und bezüglich Massstabtreue und Funktionsweise ein realistisches und in einfacher Weise verwirklichbares Abbild tatsächlicher hydraulischer Antriebe der Grosstechnik darstellt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine mechanische Simulierung einer hydromechanischen Betätigungseinrichtung eine vorteilhafte Lösung der genannten Aufgabe möglich ist.

Die erfindungsgemässe Betätigungseinrichtung weist die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale auf.

Dadurch, dass die hydraulische Kraft durch eine Drehkraft simuliert wird, lässt sich eine starre und exakte Kraftübertragung mittels einfacher und leicht steuerbarer bzw. motorisierbarer Drehbewegung erzielen. Insbesondere kann die Übertragungswelle eine biegsame Welle kleinen äusseren Durchmessers sein, die einen Hydraulikschlauch realistisch nachbildet. Da die Antriebs- und die Betätigungseinheit einfache mechanische Vorrichtungen sein können, ist es möglich, sie unter Wahrung einer wirklichkeitsnahen oder dem betreffenden Baumodell-System angepassten äusseren Form sehr klein zu gestalten. Auch die lösbare Verbindung zwischen der Übertragungswelle und der Antriebseinheit bzw. der Betätigungseinheit ist beispielsweise mittels steckbarer Kupplungen einfach zu verwirklichen.

Von besonderem Vorteil ist die erfindungsgemässe Betätigungseinrichtung, wenn sie zur Abgabe einer Verstellkraft entsprechend einem doppelwirkenden Hydraulikzylinder mit zugehöriger Kolbenstange ausgebildet ist. Hierzu kann die Betätigungseinheit einen in einem Gehäuse gleitend angeordneten, rohrförmigen und mit einem Innengewindeelement versehenen Kolben sowie eine im Innern des Kolbens angeordnete, in Eingriff mit dem Innengewindeelement stehende Gewindespindel aufweisen, deren eines Ende mit dem Ende der Übertragungswelle lösbar verbindbar ist. Dadurch kann das Ein- und Ausfahren des Kolbens in das bzw. aus dem vorzugsweise zylindrischen Gehäuse in wirklichkeitsnaher und massstabgetreuer Weise durch einfache Drehbewegungen simuliert und gesteuert werden.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, einer mit beidseitigen Steckkupplungen versehenen biegsamen Übertragungswelle, welche einen Hydraulikschlauch simuliert,

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Fig. 2 eine stirnseitige Draufsicht auf ein Anschlusselement der Übertragungswelle gemäss dem Pfeil II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Antriebs- oder Betätigungseinheit. welche eine Hydraulikpumpe bzw. einen Hydraulikmotor simuliert,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Antriebs- oder Betätigungseinheit längs der Linie IV —IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Ansicht eines Zylindergehäuses einer Betätigungseinheit, welche einen hydraulischen Zylinder simuliert, Fig. 6 eine stirnseitige Draufsicht auf das Zylindergehäuse gemäss dem Pfeil VI in Fig. 5,

Fig. 7 einen Schnitt durch das Zylindergehäuse längs der Linie VII —VII in Fig. 5,

Fig. 8 eine Innenansicht der einen Gehäusehälfte des Zylindergehäuses der Fig. 5,

Fig. 9 eine Ansicht einer Kolbenstange für das Zylindergehäuse gemäss Fig. 5 bis 8 der Betätigungseinheit,

Fig. 10 einen Längsschnitt durch die Kolbenstange längs der Linie X — X in Fig. 9,

Fig. 11 einen Schnitt durch die Kolbenstange längs der Linie XI-XI in Fig. 10,

Fig. 12 eine Ansicht einer Mutter für die Kolbenstange der Fig. 9 bis 11,

Fig. 13 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Gewindespindel für die mit der Mutter gemäss Fig. 12 versehene Kolbenstange der Fig. 9 bis 11,

Fig. 14 eine stirnseitige Draufsicht auf ein Anschlussteil der Gewindespindel gemäss dem Pfeil XIV in Fig. 13,

Fig. 15 einen Längsschnitt durch eine Verbindungsmuffe für zwei Übertragungswellen gemäss den Fig. 1 und 2,

Fig. 16 einen Schnitt durch die Verbindungsmuffe längs der Linie XVI -XVI in Fig. 15,

Fig. 17 eine Seitenansicht eines Spielzeug-Modellbaggers mit mehreren erfmdungsgemässen Betätigungseinrichtun-gen.

Die in Fig. 1 dargestellte biegsame Übertragungswelle weist in an sich bekannter und handelsüblicher Weise eine auf Torsion beanspruchbare Wellenseele 1, z.B. eine Stahlseite, und einen kunststoffummantelten Schutzschlauch 2 auf. Auf beide Enden des Schutzschlauches 2 ist ein aus Kunststoff bestehendes, im wesentlichen zylindrisches Verbindungselement 3 aufgebracht, welches einen Griffteil 4 und einen zum Einführen in eine Bohrung bestimmten Steckteil 5 hat. Der Steckteil 5 ist an seinem stirnseitigen Ende mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Schlitzen 6 und einem Randwulst 7 versehen, um ein federndes Einführen des Steckteils 5 in die genannte Bohrung und ein Festhalten des Steckteils 5 in einer ringförmigen Nut der Bohrungswand zu ermöglichen, was nachstehend noch erläutert wird.

Die über die Verbindungselemente 3 hinausragende Wellenseele 1 ist mit je einem Anschlusselement 8 versehen, das gemäss Fig. 2 das Profil einer Kreuzachse hat. Das Anschlusselement 8 besteht beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung und ist auf die Wellenseele 1 fest aufgepresst.

Die vorliegende biegsame Übertragungswelle ist dazu bestimmt. einen der Zuführung eines Hydraulikmediums von einer Hydraulikpumpe zu einem Hydraulikmotor oder zu einem Hydraulikzylinder mit Kolben und Kolbenstange dienenden Hydraulikschlauch in einem Baumodell zu simulieren, und zwar durch Übertragung eines mechanischen Drehmoments. Zur realistischen Simulierung kann der äussere Durchmesser der Kunststoffummantelung des Schutzschlauches 2 beispielsweise 4 mm betragen. Die Verbindungselemente 3 und die für die Übertragung des Drehmoments bestimmten Anschlusselemente 8 bilden hierbei nachstehend noch erläuterte, vorteilhafte Schnellkupplungen für die biegsame Welle.

In den Fig. 3 und 4 ist eine Antriebseinheit für die biegsame Welle der Fig. 1 und 2 dargestellt, welche dazu dient, einerseits eine Hydraulikpumpe zu simulieren und andererseits das Drehmoment einer äusseren Drehkraftquelle auf die biegsame Welle zu übertragen.

Die dargestellte Antriebseinheit hat ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuse 10, das aus zwei miteinander fest verbundenen Gehäusehälften 11 und 12 zusammengesetzt ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 10 bezüglich seiner äusseren Form als auch seiner äusseren Abmessungen entsprechend einem an sich bekannten Baustein für Spielzeug-Baumodelle ausgebildet. Demnach weist das Gehäuse 10 an der Aussenseite seiner einen Gehäusehälfte 11 zwei Reihen von je drei Kupplungszapfen 13 und an der Aussenseite seiner anderen Gehäusehälfte 12, welche hohl ist, zwei Vorsprünge 14 in der Form runder Rohrstücke auf, welche bekanntlich dazu dienen, Kupplungszapfen eines anderen, benachbarten Bausteins zusammen mit Wandteilen festzuklemmen.

Das Gehäuse weist eine abgestufte zentrale Axialbohrung auf, welche auf der einen Gehäuseseite als Verbindungsmuffe 15 zur Aufnahme des Steckteils 5 des Verbindungselements 3 (Fig. 1) der biegsamen Welle ausgebildet ist. Auf der anderen Gehäuseseite ist in der Axialbohrung ein aus Kunststoff bestehéndes Drehelement 16 radial und axial gelagert, wobei zur axialen Lagerung des Drehelements 16 die beiden Gehäusehälften 11,12 mit je einem halbkreisförmigen Ringvorsprung 17 versehen sind, die in eine entsprechende Ringnut des Drehelements 16 greifen. Das Drehelement 16 ist ferner beidseitig mit Längsbohrungen 18 bzw. 19 versehen, welche ein Kreuzachsenprofil gleicher Ausbildung wie dasjenige der Anschlusselemente 8 der Wellenseele 1 (Fig. 1,2) der biegsamen Welle haben. Somit kann die biegsame Welle der Fig. 1 durch einfaches Einstecken mit der in den Fig. 3,4 dargestellten Antriebseinheit gekuppelt werden, wodurch der Schutzschlauch 2 der biegsamen Welle über ihr Steckteil 5 und über die Verbindungsmuffe 15 des Gehäuses 10 mit diesem verbunden wird und die Wellenseele 1 der biegsamen Welle über ihr Anschlusselement 8 und die Längsbohrung 18 des Drehelements 16 an dieses angeschlossen wird. Der die Längsbohrung 18 aufweisende Teil des Drehelements 16 weist hierbei eine solche Länge auf, dass zwischen dessen Stirnseite und der Verbindungsmuffe 15 eine ringförmige Nut 20 gebildet wird. Diese dient dazu, den Randwulst 7 am Steckteil 5 des Verbindungselements 3 der in Fig. 1 dargestellten biegsamen Welle aufzunehmen. Dadurch werden das Verbindungselement 3 und damit die ganze biegsame Welle in der Verbindungsmuffe 15 festgehalten. Die andere Längsbohrung 19 des Drehelements 16 ist dazu vorgesehen, ein Wellenstück mit Kreuzachsenprofil einer Drehkraftquelle, beispielsweise eines Handrads oder eines Elektromotors bzw. eines von einem Elektromotor angetriebenen Getriebes, insbesondere eines Elektromotors oder eines Getriebes mit umsteuerbarer Drehrichtung, aufzunehmen.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte, als Simulierung einer Hydraulikpumpe vorgesehene Antriebseinheit kann in identischer Ausführungsform ohne Änderung auch als Betätigungseinheit verwendet werden, welche einen Hydraulikmotor simuliert, also eine Drehkraft abgibt. Die angetriebene biegsame Welle gemäss Fig. 1 wird in diesem Fall in gleicher Weise mit der Verbindungsmuffe 15 und der Längsbohrung 18 des Drehelements 16 im Gehäuse 10 durch Einstecken in Verbindung gebracht, während in die Längsbohrung 19 des Drehelements ein Wellenstück mit Kreuzachsenprofil der in Drehbewegung zu versetzenden Vorrichtung gesteckt wird.

Zur Herstellung der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Antriebs- bzw. Betätigungseinheit wird das Drehelement 16 in

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die eine Gehäusehälfte 11 oder 12 eingelegt, worauf die andere Gehäusehälfte 12 bzw. 11 aufgelegt und mit der erstgenannten Gehäusehälfte fest verbunden wird, zum Beispiel durch Verkleben, Verschweissen oder Einrasten.

Das Gehäuse 10 der Antriebs- bzw. Betätigungseinheit kann selbstverständlich auch irgend eine andere äussere Form haben, die dem jeweiligen Baumodell-System ange-passt ist oder einer Forderung nach einer bestimmten räumlichen Darstellung nachkommt.

Um einen doppelwirkenden Hydraulikzylinder zur hydraulischen Erzeugung einer linearen Verstellung nachbilden zu können, wird nachstehend eine entsprechende, an die biegsame Welle der Fig. 1 anschliessbare Betätigungseinheit anhand der Fig. 5 bis 14 beschrieben. Diese Betätigungseinheit weist ein zweiteiliges Zylindergehäuse 21 (Fig. 5 bis 8), eine rohrförmige Kolbenstange 22 mit eingelegter Mutter 23 (Fig. 9 bis 12) und eine Gewindespindel 24 (Fig. 13, 14) auf.

Wie aus den Fig. 5 bis 8 ersichtlich ist, besteht das Zylindergehäuse 21 aus zwei im wesentlichen halbzylindrischen, gegengleichen, aus einem Kunststoff geformten Gehäusehälften 25 und 26, die im zusammengebauten Zustand unter Einbau der nachfolgend noch beschriebenen Kolbenstange und der Gewindespindel aufeinandergelegt und fest miteinander verbunden sind. Die beiden zusammengesetzten Gehäusehälften 25,26 weisen eine Längsbohrung auf, welche mehrere Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers hat. Ein erster Abschnitt 27 dient der Aufnahme der in axialer Richtung verschiebbaren rohrförmigen Kolbenstange 22 (Fig. 9 bis 12) und weist, wie aus Fig. 7 ersichtlich, einen Querschnitt auf, der nicht exakt kreisförmig ist, sondern zwei einander diametral gegenüberliegende, gerade Bereiche 28 hat. Da die Kolbenstange 22 teilweise eine entsprechende Querschnittsform hat (Fig. 9 bis 11), kann sie sich im Bohrungsabschnitt 27 nicht drehen, sondern nur in axialer Richtung verschieben.

Ein weiterer Bohrungsabschnitt 29 dient der drehbaren Lagerung eines Kopfteils der Gewindespindel 24 (Fig. 13). Ein dritter Endabschnitt 30 der Bohrung ist als Verbindungsmuffe für die biegsame Welle der Fig. 1 ausgebildet und entspricht der anhand der Fig. 3 beschriebenen Verbindungsmuffe 15 der Antriebseinheit. Eine ringförmige Nut 31 dient wiederum der Aufnahme des Randwulstes 7 am Steckteil 5 der biegsamen Welle der Fig. 1.

Die beiden Gehäusehälften 25 und 26 sind zudem mit angeformten, aufeinanderliegenden, seitlichen Laschen 32 versehen, welche eine durchgehende Bohrung 33 aufweisen. Die Laschen 32 und die Bohrung 33 dienen dazu, das Zylindergehäuse 21 in einem Baumodell schwenkbar zu lagern. Falls statt einer schwenkbaren Lagerung des Zylindergehäuses 21 dieser Betätigungseinheit eine feste Lagerung in einem Baumodell erwünscht ist, kann das Zylindergehäuse 21 beispielsweise zwischen entsprechend ausgebildete Bauteile, insbesondere Spielzeug-Bausteine, eingeklemmt werden.

Wie aus den Fig. 9 und 10 ersichtlich ist, weist die aus Kunststoff bestehende, rohrförmige Kolbenstange 22 einen zylindrischen Hauptabschnitt 34 auf, an welchen am einen Ende ein Kopfteil 35 und am andern Ende eine Befestigungsöse 36 angeformt sind. Die Schnittdarstellung gemäss Fig. 11 zeigt, dass die Aussenfläche des Kopfteils 35 nicht exakt zylindrisch ist, sondern zwei einander gegenüberliegende ebene Abflachungen 37 aufweist, derart, dass die in den Bohrungsabschnitt 27 des Zylindergehäuses 21 (Fig. 5, 7, 8) eingelegte Kolbenstange 22 in diesem Bohrungsabschnitt gegen eine Verdrehung gesichert geführt ist. Der Kopfteil 35 ist zudem mit einer Queröffnung 38 rechteckigen Querschnitts versehen, in welche die Mutter 23 gemäss Fig. 12 eingelegt wird. Die angeformte Befestigungsöse 36 ist mit einer Bohrung 39 versehen und dient dazu, die Kolbenstange 22 mit

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einem zu verstellenden Element des Baumodells zu verbinden.

Die in Fig. 13 dargestellte Gewindespindel 24 hat einen Gewindeteil 40 und einen Kopfteil 41. Der Gewindeteil 40 passt zur Mutter 23 der Kolbenstange 22, und der Kopfteil 41 ist im Zylindergehäuse 21 im Bohrungsabschnitt 29 (Fig. 8) drehbar in radialer und axialer Richtung gelagert. Der Kopfteil 41 ist zudem mit einer Längsbohrung 42 versehen, welche gemäss Fig. 14 ein Kreuzachsenprofil hat, das demjenigen der Anschlusselemente 8 (Fig. 1, 2) der Wellenseele 1 der biegsamen Welle entspricht.

Der Zusammenbau der mit ihren Einzelteilen in den Fig. 5 bis 14 dargestellten Betätigungseinheit erfolgt in der Weise, dass die Mutter 23 in die Kolbenstange 22 eingelegt wird, die Gewindespindel 24 ein Stück weit in die Mutter 23 eingedreht wird, die Kolbenstange 22 mit der Gewindestange 24 in die eine Gehäusehälfte 25, 26 des Zylindergehäuse 21 eingelegt wird, wobei der Kopfteil 41 der Gewindespindel 24 in den Bohrungsabschnitt 29 des Zylindergehäuses 21 eingelegt wird, und das Zylindergehäuse 21 durch Auflegen der anderen Gehäusehälfte 26, 25 verschlossen wird, wobei die beiden Gehäusehälften beispielsweise durch Verkleben, Verschweissen oder Einrasten fest miteinander verbunden werden. Es ist ersichtlich, dass bei einer Drehbewegung der Wellenseele 1 (Fig. 1) der mit dieser Betätigungseinheit gekoppelten biegsamen Welle die Kolbenstange 22 mit der über das Zylindergehäuse 21 herausragenden Befestigungsöse 36 je nach Richtung der Drehbewegung aus dem Zylindergehäuse 21 ausgefahren oder in das Zylindergehäuse 21 eingefahren wird, wobei die jeweilige Ruhelage selbsthemmend fixiert ist. Um ein Herausfallen der Kolbenstange 22 aus dem Gehäuse 21 zu verhindern, wenn die Gewindespindel 24 fortgesetzt gedreht wird, weist ein Endbereich 43 beider Gehäusehälften 25,26 (Fig. 7, 8) einen kreisförmigen Querschnitt mit dem Durchmesser des zylindrischen Hauptabschnitts 34 (Fig. 9,10) der Kolbenstange 22 auf. Der Endbereich 43 bildet demnach einen Anschlag für den Kopfteil 35 der Kolbenstange 22. Somit wird durch die beschriebene Betätigungseinheit eine getreue Simulierung eines doppelwirkenden Hydraulikzylinders mit Kolbenstange erhalten.

Um zwei Übertragungswellen, insbesondere biegsame Wellen gemäss Fig. 1 und 2, miteinander zu verbinden, kann ein steckbares Verbindungsstück vorgesehen werden, wie es in den Fig. 15 und 16 dargestellt ist. Dieses Verbindungsstück ist in ähnlicher Weise aufgebaut wie die Antriebseinheit der Fig. 3 und 4. Das Verbindungsstück hat ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuse 44, das aus zwei miteinander fest verbundenen Gehäusehälften 45 und 46 zusammengesetzt ist und im vorliegenden Ausführungsbeispiel bezüglich seiner äusseren Form und Abmessungen wiederum als Baustein für Spielzeug-Baumodelle ausgebildet ist. Demnach weist das Gehäuse 44 an der Aussenseite der einen Gehäusehälfte 45 eine Reihe von drei Kupplungszapfen 47 und an der Aussenseite der anderen Gehäusehälfte 46 zwei entsprechende Zapfen 48 zum Festklemmen von Kupplungszapfen eines weiteren Bausteins auf.

Das Gehäuse 44 weist eine abgestufte Axialbohrung auf, welche auf beiden Gehäuseseiten je als Verbindungsmuffen 49 mit der bereits erwähnten Festhaltenut 31 zur Aufnahme des Steckteils 5 des Verbindungselements 3 (Fig. 1) der biegsamen Welle ausgebildet sind. Im mittleren Abschnitt der Axialbohrung ist ein Drehelement 50 axial und radial gelagert, das mit einer Längsbohrung 51 versehen ist, welche wiederum das bereits erwähnte Kreuzachsenprofil hat.

Wie bereits eingangs erwähnt wurde, kann es erforderlich sein, einen Teil eines Baumodells durch zwei parallel und übereinstimmend arbeitende Betätigungseinrichtungen zu bewegen, beispielsweise die beiden Mulden-Tragarme eines

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Absetzkipper-Modells. Dies ist mit der vorliegenden Betätigungseinrichtung in einfacher und einwandfreier Weise zu verwirklichen, indem zwei (oder mehr) der beschriebenen Betätigungseinrichtungen mit je einer Antriebseinheit, Übertragungswelle (biegsame Welle) und Betätigungseinheit (drehend oder verstellend), jedoch nur eine einzige Drehkraftquelle (Handkurbel oder Elektromotor) vorgesehen wird. An triebsei tig werden die mehreren Antriebseinheiten (Fig. 3, 4) über passende mechanische Verbindungselemente, wie beispielsweise Stirnzahnräder, Kegelräder usw. und zugehörige Wellenstücke mit der Drehkraftquelle gekuppelt, so dass dann alle an die Antriebseinheiten angeschlossenen Übertragungswellen übereinstimmend drehen und damit die Drehoder Verstellwirkungen der Betätigungseinheiten dank der starren Kopplung immer identisch sind.

Um wahlweise mit einer einzigen Drehkraftquelle (Handkurbel, Elektromotor) verschiedene bewegliche Teile eines Baumodells betätigen zu können, ist es auch möglich, anstelle der vorgängig erwähnten mechanischen Verbindungselemente (z. B. Zahnräder) zwischen der Drehkraftquelle und den einzelnen Antriebseinheiten ein Schaltgetriebe an sich bekannter Bauart vorzusehen, bei welchem mit Hilfe von Steuerorganen, beispielsweise Steuerhebeln, eine oder mehrere Antriebseinheiten wahlweise mit der Drehkraftquelle verbindbar, das heisst, die entsprechenden Betätigungseinheiten zuschaltbar sind. Insbesondere bei Verwendung eines Elektromotors als Drehkraftquelle lässt sich dadurch eine wirklichkeitsgetreue und einwandfrei funktionierende Modell-Betätigung, zum Beispiel eines Baggers, erzielen.

Anhand der Fig. 17 wird nachstehend noch ein mehrere erfindungsgemässe Betätigungseinrichtungen enthaltendes Bauspielzeug beschrieben, nämlich ein aus aufeinandersteck-baren Bausteinen bekannter Art zusammengebautes Modell eines Baggers, dessen Ausleger und Schaufel mittels Handkurbeln individuell geschwenkt werden können.

Das dargestellte Modell weist ein Fahrgestell 53 mit Raupen 54, ein auf dem Fahrgestell 53 drehbar angeordnetes Maschinengestell 55 und einen am Maschinengestell 55 gelagerten Ausleger 56 mit einer Schaufel 57 auf.

Der Ausleger 56 ist aus drei Armen 58, 59 und 60 zusammengesetzt. Der erste Arm 58 ist am Maschinengestell 55 um eine Achse 61 schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkachse 61 sowie alle weiteren, im folgenden noch erwähnten Schwenkachsen mit einem Kreuz angedeutet sind. Der zweite Arm 59 ist mit dem ersten Arm 58 fest verbunden, d.h. er bildet mit dem ersten Arm 58 einen festen Winkel. Der dritte Arm 60 ist am zweiten Arm 59 um eine Achse 62 schwenkbar gelagert. Die Schaufel 57 ist mit einem Träger 63 versehen, welcher am dritten Arm 60 um eine Achse 64 schwenkbar gelagert ist.

Um die fest miteinander verbundenen Arme 58 und 59 gegenüber dem Maschinengestell 55, den Arm 60 gegenüber den beiden genannten Armen 58, 59 und die Schaufel 57 gegenüber dem Arm 60 schwenken zu können, ist an den jeweils zwei schwenkbar miteinander verbundenen Bauteilen je eine Betätigungseinrichtung 65, 66 und 67 angebracht, welche zur Simulierung eines Hydraulikzylinders mit zugehöriger Kolbenstange gemäss den vorgängig erläuterten Fig. 5 bis 14 ausgebildet ist, auf welche hiermit Bezug genommen wird. Das Gehäuse 21 der ersten Betätigungseinrichtung 65 ist über seine Lasche 32 am Arm 59 um eine Achse 68 schwenkbar gelagert, während die Öse 36 der Kolbenstange 22 der Betätigungseinrichtung 65 am Maschinengestell 55 um eine Achse 69 schwenkbar gelagert ist. Des weitern ist das Gehäuse 21 der zweiten Betätigungseinrichtung 66 über seine Lasche 32 am Arm 59 um eine Achse 70 schwenkbar gelagert, während die Öse 36 der Kolbenstange 22 der Betätigungseinrichtung 66 am Arm 60 um eine Achse 71 schwenkbar gelagert ist. Schliesslich ist das Gehäuse 21 der dritten Betätigungseinrichtung 67 in gleicher Weise über ihre Lasche 32 am Axm 60 um eine Achse 72 schwenkbar gelagert, während die Öse 36 der Kolbenstange 22 der Betätigungseinrichtung 67 am Träger 63 der Schaufel 57 um eine Achse 73 schwenkbar gelagert ist.

An die Gehäuse 21 der Betätigungseinrichtungen 65, 66, 67 ist je eine biegsame Welle 74,75,76 über das in Fig. 1 dargestellte steckbare Verbindungselement 3 angeschlossen. Die biegsamen Wellen 74, 75,76, welche Hydraulikschläuche simulieren, sind in das Innere des Maschinengestells 55 • geführt. Im Innern des Maschinengestells 55 ist jede biegsame Welle 75, 76, 77 ebenfalls über ein steckbares Verbin-dungselement 3 an je eine Antriebseinheit 10 gemäss Fig. 3 und 4 angeschlossen. In Fig. 17 ist in einem ausgebrochenen Teil einer Seitenwand des Maschinengestells 55 eine solche Antriebseinheit 10 für die biegsame Welle 75 dargestellt. Die für die anderen biegsamen Wellen 74 und 76 vorgesehenen Antriebseinheiten sind in der Fig. 17 nicht sichtbar, da alle Antriebseinheiten waagrecht nebeneinander angeordnet sind. Jeder der drei Antriebseinheiten 10 ist eine Handkurbel 77 zugeordnet, welche mit der Antriebseinheit über ein Wellenstück 78 in Verbindung steht, wie dies anhand der Fig. 3 und 4 bereits erläutert worden ist.

Die dargestellte Anordnung der Betätigungseinrichtungen 65,66 und 67 am an sich schon wirklichkeitsgetreuen Bagger-Spielbaumodell gibt die tatsächlich vorgesehenen und üblichen hydromechanischen Betätigungseinrichtungen naturgetreu wieder. Vor allem aber stimmen die durch die Betätigungseinrichtungen mittels Drehens der Handkurbeln 77 erzeugten Bewegungsabläufe des Auslegers 56 und der Schaufel 57 gemäss den Pfeilen 79 mit denjenigen eines tatsächlichen Baggers vollkommen und einwandfrei überein, so dass das Baumodell einen hohen Spielwert hat. Statt des Handantriebs mit den Handkurbeln 77 kann selbstverständlich auch ein Antrieb mittels eines oder mehrerer fernsteuerbarer, batterie- oder transformatorgespeister Elektromotoren vorgesehen werden, wie dies vorgängig bereits erwähnt worden ist.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims (25)

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1. Betätigungsemrichtung für Baumodelle, insbesondere für Bauspielzeuge, zur Darstellung einer hydromechanischen Betätigung eines Bauteils des Baumodells, gekennzeichnet durch eine an eine äussere Drehkraftquelle anschliessbare Antriebseinheit (10,16), welche eine Hydraulikpumpe simuliert, durch eine Übertragungswelle (1,2), welche mit der Antriebseinheit lösbar verbindbar ist, und welche die äussere Form einer Hydraulikleitung hat, und durch eine mit der Übertragungswelle (1,2) lösbar verbindbare Betätigungseinheit (10, 16; 21, 22,23,24), welche zur Abgabe einer Drehkraft oder einer Verstellkraft ausgebildet ist, und welche einen Hydraulikmotor bzw. einen Hydraulikzylinder mit zugehöriger Kolbenstange simuliert.

2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungswelle (1,2) eine biegsame Welle ist, welche die äussere Form eines Hydraulikschlauches hat.

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PATENTANSPRÜCHE

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versehen sind, und wobei die Antriebseinheit (10, 16) und die Betätigungseinheit (10, 16: 21, 22, 23,24) bzw. das Verbindungsstück (44. 50) eine dem Steckelement (8) der Wellenseele (1) entsprechende Verbindungsbohrung (18; 45; 51) und deren Gehäuse (10; 21; 44) eine dem Steckelement (3) des Schutzmantels (2) entsprechende Verbindungsmuffe (15; 30,49) aufweisen.

3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Hydraulikpumpe simulierende Antriebseinheit ein in einem Gehäuse (10) drehbar gelagertes Kupplungsstück (16) aufweist, mit welchem an-triebseitig die äussere Drehkraftquelle und abtriebseitig das eine Ende der Übertragungswelle (1,2) lösbar verbindbar sind.

4. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) aus zwei innengleichen, miteinander fest verbundenen Gehäusehälften (11, 12) besteht.

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5. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) die äussere Form eines Bausteins für Spielzeug-Baumodelle hat.

6. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Drehkraftquelle eine mit einem Wellenstück versehene Handkurbel ist.

7. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Drehkraftquelle ein mit einem Wellenstück versehener Elektromotor ist.

8. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Drehkraftquelle mit einem Getriebe, beispielsweise mit einem umsteuerbaren Getriebe, versehen ist.

9. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Drehkraftquelle über mechanische Verbindungselemente, beispielsweise über Zahnräder und zugehörige Wellenstücke, an mehrere Antriebseinheiten anschliessbar ist, um einen Parallelbetrieb mehrerer Betätigungseinheiten zu ermöglichen.

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10. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Hydraulikmotor simulierende Betätigungseinheit ein in einem Gehäuse (10) drehbar gelagertes Kupplungsstück (16) aufweist, mit welchem antriebseitig ein Ende der Übertragungswelle (1, 2) und abtriebseitig ein Wellenstück eines in Drehbewegung zu versetzenden Bauteils des Baumodells lösbar verbindbar sind.

11. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) aus zwei innengleichen, miteinander fest verbundenen Gehäusehälften (11,12) besteht.

12. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) die äussere Form eines Bausteins für Spielzeug-Baumodelle hat.

13. Betätigungseinrichtung nach den Ansprüchen 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit und die Betätigungseinheit gleich ausgebildet sind.

14. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einen doppelwirkenden Hydraulikzylinder mit zugehöriger Kolbenstange simulierende Betätigungseinheit eine in einem Gehäuse (21) in axialer Richtung gleitend angeordnete, rohrförmige und mit einem Innengewindeelement (23) versehene Kolbenstange (22) sowie eine im Innern der Kolbenstange (22) angeordnete, in Eingriff mit dem Innengewindeelement (23) stehende Gewindespindel (24) aufweist, deren eines Ende mit einem Ende der Übertragungswelle (1, 2) lösbar verbindbar ist.

15

15. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (21) aus zwei innengleichen, vorzugsweise spiegelsymmetrischen, miteinander fest verbundenen Gehäusehälften (25, 26) besteht und mindestens angenähert zylinderförmig ist.

16. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (21) an seinem dem verbindbaren Ende (41) der Gewindespindel (24) benachbarten Ende mit einer eine Bohrung (33) aufweisenden Lasche (32) zur schwenkbaren Anordnung der Betätigungseinheit im Baumodell versehen ist.

17. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsbohrung des Gehäuses (21) zur Aufnahme und Gleitführung der Kolbenstange (22) und mindestens ein Kopfteil (35) der Kolbenstange (22) eine von der Kreisform abweichende Quer-schnittsform haben, um die Kolbenstange gegen Verdrehen zu sichern, wobei die Längsbohrung (27) mit einem Anschlag (43) für den Kopfteil (35) der Kolbenstange (22) versehen ist, um deren Herausfallen aus der Längsbohrung (27) zu verhindern.

18. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewindeelement (23) eine in eine entsprechende Queröffnung (38) der Kolbenstange 22, beispielsweise deren Kopfteil (35), eingelegte Mutter ist.

19. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (22) an einem über das Gehäuse (21) herausragenden Ende mit einem Befestigungsmittel (36), zum Beispiel einer Öse, zur Verbindung mit dem zu betätigenden Bauteil des Baumodells versehen ist.

20

25

30

35

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60

65

20. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (24) einen zylindrischen Kopfteil (41) aufweist, der in einer entsprechenden Bohrung (29) des Gehäuses (21) axial und radial gelagert ist, und dass die Übertragungswelle (1,2) mit dem Kopfteil (41) der Gewindespindel (24) lösbar verbindbar ist.

21. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit mehreren Übertragungswellen, dadurch gekennzeichnet,

dass zur Verbindung von je zwei Übertragungswellen ein Verbindungsstück vorgesehen ist, welche ein in einem Gehäuse (44) drehbar gelagertes Kupplungsstück (50) aufweist, das beidseitig mit je einem Ende der Übertragungswellen (1, 2) lösbar verbindbar ist.

22. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (44) aus zwei innen gleichen, miteinander fest verbundenen Gehäusehälften (45,46) besteht.

23. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (44) die äussere Form eines Bausteins für Spielzeug-Baumodelle hat.

24. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung der biegsamen Welle (1,2) mit der Antriebseinheit (10,16) und der Betätigungseinheit (10,16; 21,22,23,24) bzw. mit dem Verbindungsstück (44, 50) durch Steckkupplungen erfolgt, wobei eine Wellenseele (1) und ein Schutzmantel (2) der biegsamen Welle beidseitig mit Steckelementen (8; 3)

25. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der Wellenseele (1) verbundene Steckelement (8) ein Zapfen ist, dessen Querschnittsform von der Kreisform abweicht, und dass das mit dem Schutzmantel (2) verbundene Steckelement (3) eine auf den Schutzmantel (2) aufgebrachte Hülse ist, deren äusserer Endbereich über den Schutzmantel (2) vorsteht, federnd ausgebildet ist, vorzugsweise mittels axialer Schlitze (6) und mit einem Randwulst (7) versehen ist, wobei die Verbindungsmuffe (15; 30; 49) der Antriebseinheit (10, 16) und der Betätigungseinheit (10, 16; 21,22, 23, 24) bzw. des Verbindungsstücks (44, 50) mit einer ringförmigen Nut (20; 31) zur Aufnahme des Randwulstes (7) und zum Festhalten des Schutzmantels (2) der biegsamen Welle in der Verbindungsmuffe (15; 30; 49) versehen ist.