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Fahrspielzeug mit Schwungkraftantrieb und elektrischer Stromquelle
Die Erfindung betrifft ein Fahrspielzeug mit Schwungkraftantrieb und elektrischer
Stromquelle.
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Zur Erhöhung des Spielreizes und mit dem Ziel möglichst naturgetreuer
Nachahmung des großen Vorbildes pflegt man Fahrspielzeuge mit Scheinwerfern, Fahrtrichtungsanzeigern,
Stopplichtern oder Signalhörnern auszurüsten, die von einer im Spielfahrzeug mitgeführten
Taschenlampenbatterie gespeist werden. Nachteilig dabei ist, daß die handelsüblichen
Batterien fast das Gewicht kleiner Fahrspielzeuge aufweisen, also die Eigenlast
und damit die Eigenreibung des Fahrspielzeuges ganz erheblich steigern. Die freie
Kraft für den Antrieb des Fahrspielzeuges wird daher zum großen Teil für die Überwindung
der durch das Batteriegewicht erhöhten Reibung verbraucht, so daß für die Vorwärtsbewegung
des Fahrspielzeuges nur noch ein geringer Rest übrigbleibt. Somit wird die Laufdauer
federwerk- oder schwungkraftbetriebener Fahrspielzeuge durch den Einbau von Batterien
beträchtlich herabgesetzt. Nachteilig ist auch die Notwendigkeit, die verbrauchten
Batterien immer wieder zu ersetzen. Dadurch entstehen laufend Betriebsunkosten,
die gegenüber dein Anschaffungspreis des Spielfahrzeuges recht erheblich sind. Durch
die Erfindung werden diese Nachteile beseitigt.
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Die Erfindung besteht darin, daß als Schwungmasse für den Schwungkraftantrieb
der permanente Magnet und die Polschuhe eines Stromerzeugers benutzt werden. Auf
diese Weise wird das unerwünscht hohe Gewicht des schwersten Bauteiles eines Stromerzeugers
nutzbringend als Träger der Antriebsenergie verwendet.
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Sieht man als permanenten Magneten eine Scheibe vor und bettet deren
einteilige Polschuhe so in ein topfartiges Gehäuse aus Kunststoff ein, daß die Polschuhe
mit der Innenfläche des Gehäuses glatt abschließen, so wird jeder unnötige Kraftverlust
durch Luftreibung weitestgehend vermieden und zugleich ein guter Schutz des Stromerzeugers
gegen äußere Einflüsse erreicht.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß die einen Teil des Stromerzeugers bildende
Schwungmasse groß genug ist, um auch bei einem stoßweisen Antrieb einwandfreien
Strom zu geben, daß also einer der billigen Fernantriebe genügt. So kann z. B. eine
durch einen Bowdenzug betätigte Zahnstange verwendet werden, die in der üblichen
Weise von einer Rückholfeder in die Grundstellung gezogen wird und die über ein
schwimmend angeordnetes Ritzel, welches mit einem großen Zahnrad fest verbunden
ist, ein Ritzel auf der Welle des Stromerzeugers antreibt. Zweckmäßig ist ferner
die Schwungmasse waagerecht gelagert und weist an ihren Wellenenden Reibwalzen auf,
an welche sich unter dem Eigengewicht des Fahrspielzeuges die Laufräder von unten
her anlegen. Das wird am einfachsten durch Laufräder erreicht, die auf einer gekröpften
Achse schwenkbar gelagert sind. Wird in an sich bekannter `'eise im Bowdenzug eine
zweite Seele vorgesehen, die für die Verstellung der Vorderräder sorgt, die aber
zusätzlich einen Anschlag aufweist, der bei Ausführung eines Überweges die gekröpfte
Hinterachse der Laufräder von den Reibwalzen nach unten hin wegdrückt, so ist es
möglich, den Reibradantrieb der Laufräder beliebig zu unterbrechen und bei Stillstand
des Spielzeugfahrzeuges den Stromerzeuger gesondert anzutreiben. Das läßt sich beispielsweise
durch einen auf einer Kurbelwelle befestigten Hebel erreichen, der von der zweiten
Seele des Bowdenzuges verschwenkt wird und der den ausgekröpften Teil der Laufradachse
dabei nach unten wegschwenkt.
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In der Zeichnung ist ein Spielfahrzeug nach der Erfindung beispielsweise
dargestellt. Darin zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf das Fahrspielzeug mit Schwungkraftantrieb
und Beleuchtung bei abgenommen gedachter Karosserie, Fig. 2 einen Längsschnitt durch
das Spielfahrzeug, Fig. 3 ein Handbetätigungsgerät für den Fernantrieb des Fahrspielzeuges
in Ansicht, Fig. 4 dasselbe Gerät nach Fig. 3 im Schnitt, Fig. 5 einen Schnitt nach
Linie V-V der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, wobei der Anker des Stromerzeugers
weggelassen ist, Fig. 6 einen Querschnitt durch den Stromerzeuger, Fig. 7 den Stromerzeuger
von oben gesehen und teilweise im Längsschnitt und Fig. 8 eine schematische Darstellung
einer Anordnung für die Unterbrechung des Reibradantriebes bei laufendem Stromerzeuger.
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Aus den Fig. 1 und 2 ist der grundsätzliche Aufbau des Fahrspielzeuges
gemäß der Erfindung ersichtlich.
Der als Schwungmasse wirkende Teil
des Stromerzeugers 1 ist auf der Antriebswelle 2 fest aufgepreßt, welche bei 3 und
4 gelagert ist. Mit dem Ziel, Lagerreibungsverluste weitestgehend - auszuschalten
und einen einwandfreien-Läuf der Schwungmasse zu gewährleisten, sind diese Lägerstellen
3 und 4 als Kugellager ausgebildet. Die aus den Lagern herausragenden Enden der
Antriebswelle sind mit Reibwalzen 5 und 6 zur Übertragung der Antriebskraft auf
die Laufräder versehen. Auf der Antriebswelle 2 ist außerdem das Antriebsritzel
7 angebracht, welches mit dem in Längsschlitzen 8 schwimmend gelagerten Vorgelege,
bestehend aus dem Stirnrad 9 und dem Zahnstangenritzel 10, zusammenarbeitet. Das
Zahnstangenritzel 10 wird durch die im Gehäuse 11 längs verschiebbar angeordnete
Zahnstange 12 beim Arbeitshub in Drehung versetzt und mit dem Antriebsritzel 7 in
Eingriff gebracht. Die Zahnstange 12 ist in der Gehäusestirnwand in einer rechteckigen
Aussparung gelagert, während das rückwärtige, abgewinkelte Ende 13 in einem in die
Gehäuseaußenwand eingearbeiteten Führungsschlitz 14 gleitet. An dem abgewinkelten
Ende 13 ist der Zugdraht 15 verankert, der in der Hülle 16 eines Bowdenzuges geführt
ist. Die Rückführung der Zahnstange 12 in die Ausgangslage erfolgt durch die Zugfeder
17.
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Um der Schwungmasse einen möglichst großen Durchmesser geben zu können,
ist die Hinterachse 18 der Laufräder 19 und 20 gekröpft ausgeführt und in ihren
Lagerstellen 21 und 22 im geringen Winkel schwenkbar gehalten, so daß beim Aufsetzen
des Spielzeuges auf eine Unterlage die Laufräder 19 und 20. in kraftschlüssige Verbindung
mit den Reibwalzen 5 und 6 kommen.
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Die Lenkung der Vorderräder geschieht über einen ebenfalls in der
Bowdenzughülle 16 geführten Zugdraht 23, der am Lenkhebel 24 verankert ist. An der
Spurstange 25 ist die Spannfeder 26 wirksam, die beim Nachlassen der Zugkraft des
Drahtes 23 die Vorderräder in die Linksstellung bringt.
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Für die Aufnahme von Glühbirnen ist das Gehäuseblech 27 für die Lenkradbefestigung
an der Stirnseite nach oben gebogen und weist gewindeartige Flansche 28 und 29 auf.
Die Zuführung des Stromes zu den Glühbirnen erfolgt vom Stromerzeuger aus über einen
Kontaktstreifen 30 und ein isoliert angeordnetes, federndes Verteilerblech 31. Die
Rückführung des Stromes erfolgt in der üblichen Weise über das Fahrgestell.
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Das Handbetätigungsgerät nach den Fig. 3 und 4 weist ein ringförmiges
Lager 32 für den Daumen und einen doppelarmigen Zughebel 33 mit eingerollten
Enden für Zeige- und Mittelfinger auf. Der Zughebel 33 gibt die Erzeugung der Antriebsimpulse
an den als Schwungmotor wirkenden Stromerzeuger weiter. Er ist über eine Hülse 34
auf der Führungswelle 35 längs verschiebbar angeordnet und mit dem Zugdraht 15 verankert.
Das rückwärtige Ende der Führungswelle 35 trägt zur Dämpfung des vollen Arbeitshubes
eine Druckfeder 36.
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Die Lenkung erfolgt durch Betätigung des Lenkrades 37, dessen Drehbewegungen
über eine Zahnstange 38 auf den Lenkzugdraht 23 übertragen werden.
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Bei der in Fig. 5 wiedergegebenen Schnittdarstellung ist der besseren
Übersichtlichkeit wegen der feststehende Anker des Stromerzeugers weggelassen. Sein
Aufbau ist aus den Fig. 6 und 7 klar erkenntlich. Die als Schwungmasse wirkende
Magnetscheibe 39 hat ein unmagnetisches Kernstück 50, welches fest auf der Welle
2 sitzt und mittels Niete 41 das zweckmäßigerweise aus Kunststoff hergestellte Gehäuse
42 trägt. In der zylindrischen Wandung dieses Gehäuses 42 sind die Polschuhe 43
so eingelassen, daß sie mit ihr glatt abschließen. Bremsende Luftwirbel bleiben
dadurch auf ein Mindestmaß beschränkt. Darüber hinaus wird durch die gekapselte
Ausführung des Stromerzeugers dessen Beschädigung oder Verunreinigung weitestgehend
vermieden.
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Der aus Ankerblechen aufgebaute Anker 44 ist über Stiftschrauben 45
und 46 an der Gehäusewand befestigt. Für die Durchführung der Antriebswelle 2 ist
eine Bohrung 47 darin vorgesehen. Der Anker trägt ferner die üblichen Drahtwicklungen
48 und 49, von denen das eine Ende an der Stiftschraube 45 an Masse gelegt ist,
das andere Ende an eine isoliert angebrachte Anschlußklemme 50 führt. Um die Wirkung
des Stromerzeugers zu steigern, kann die Zahl der Polschalen erhöht werden.
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In Fig. 8 ist schematisch noch eine Einrichtung für die Unterbrechung
des Reibradantriebes bei laufendem Stromerzeuger dargestellt. Zu diesem Zwecke ist
im Gehäuse 11 eine kurze Welle 51 drehbar gelagert, deren herausragendes, kurbelartig
ausgebildetes Ende auf die gekröpfte Hinterachse 18 wirkt. Auf der Welle 51 sitzt
fest ein kleiner Schwenkhebel 52, durch dessen am Kopfende angebrachte Öffnung der
Zugdraht 23 für die Lenkung der Vorderräder führt. An diesem Zugdraht 23 ist eine
Lötstelle 53 so angebracht, daß bei üblichem Rechtseinschlag der Vorderräder der
Schwenkhebel 52 noch nicht beeinflußt wird. Bei ungewöhnlich großem Einschlag durch
weitere Zurücknahme des Zugdrahtes 23 aber wird der Schwenkhebel 52 um den Betrag
a geschwenkt, wodurch das kurbelartige Ende der Welle 51 die gekröpfte Hinterachse
18 nach unten drückt und den Kraftschluß der Laufräder mit den Reibwalzen 5, 6 vorübergehend
unterbricht.