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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Magnetkupplungsvorrichtung
an einem Spielzeugfahrzeug, welche ein Magnetelement und ein Befestigungselement
hat, mit dem das Magnetelement am Fahrzeug befestigt ist und das
eine im wesentlichen kalottenförmige
Kupplungsfläche
hat, die durch magnetische Anziehung gegen eine Kupplungsfläche einer
Kupplungsvorrichtung eines anderen Spielzeugfahrzeugs in Anlage
gehalten werden kann.
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Bei
einer bekannten Magnetkupplungsvorrichtung dieser Art (siehe
DE 23 40 606 B2 )
besteht das Magnetelement aus einem scheibenförmigen, kreisförmigen Magneten
mit einem durchgehenden Mittenloch und besteht das Befestigungselement
aus einem Metallnagel mit Kopf und Schaft. Der Magnet ist am Spielzeugfahrzeug
mittels dem Nagel befestigt, dessen Schaft sich durch das Mittenloch
erstreckt und dessen Kopf gegen den Magneten anliegt und diesen
zur Anlage gegen das Fahrzeug drückt. Der
Magnet wird auf diese Weise am Fahrzeug fixiert. Die dem Magneten
abgewandte Fläche
des Nagelkopfes ist kalottenförmig
und bildet die Kupplungsfläche
der Magnetkupplungsvorrichtung.
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Ferner
ist aus der
DE 24 42
633 A1 ein Magnetkupplungselement zur Bildung einer aus
zwei solchen Elementen bestehenden Kupplung für Spielzeug- und Modelleisenbahnfahrzeuge
bekannt. Bei der beschriebenen Magnetkupplung besteht der Dauermagnet
aus einem teilzylindrischen Körper
mit abgeschnittenen, die Polflächen
bildenden Seitenflächen,
welche in einer Halterung aus nicht magnetischem Material gelagert
ist, die als einseitig abgeschnittenes, an den beiden Enden vorzugsweise
geschlossenes, zylindrisches Gehäuse
ausgebildet ist. Hierbei ist der Dauermagnet um die Achse der teilzylindrischen
Oberfläche
drehbar gelagert.
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Aus
der
GB 22 69 329 A ist
ein Magnetkupplungselement bekannt, wobei ein Dauermagnet innerhalb
einer Öffnung
eines Spielzeugs rotierbar angeordnet ist, und wobei zwei aneinander
zu befestigende Wagen über
Ansatzbolzen aneinander haften, die benachbart zu den jeweiligen
Dauermagneten angeordnet sind.
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Wenn
zwei Spielzeugfahrzeuge, die mit mindestens je einer solchen bekannten
Magnetkupplungsvorrichtung versehen sind, zusammengekuppelt sind
mittels zwei Kupplungsvorrichtungen, deren Magneten so ausgerichtet
sind, dass ihre gegen die jeweilige Kupplungsfläche gewandten Bereiche entgegengesetzte
Polarität
haben (Nord und Süd),
werden die Kupplungsflächen
der beiden Vorrichtungen durch die magnetische Anziehungskraft in
Anlage gegen einander gehalten. Wenn die Magneten der beiden Kupplungsvorrichtungen
so ausgerichtet sind, dass ihre gegen die jeweilige Kupplungsfläche gewandten
Bereiche die gleiche Polarität
haben (Nord oder Süd),
werden die Kupplungsflächen
statt dessen von einander abgestossen. Jedes Spielzeugfahrzeug ist
gewöhnlich
mit zwei Magnetkupplungsvorrichtungen versehen, welche verschiedene
nach aussen gewandte Polaritäten
aufweisen und von welchen die eine am vorderen Teil des Spielzeugfahrzeugs
und die andere am hinteren Teil davon montiert ist. Es ist somit
wesentlich, dass zwei Spielzeugfahrzeuge, die zusammengekuppelt
werden sollen, richtig zueinander gewendet werden um ein Zusammenkuppeln
zu Stande zu bringen. Für
kleine Kinder kann es deshalb schwierig sein ein Zusammenkuppeln
der Spielzeugfahrzeuge zu Stande zu bringen.
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Um
dieses zu vermeiden hat man Magnetkupplungen geschaffen, die ein
Magnetelement haben, das drehbar angebracht ist auf einer quer zur Fahrtrichtung
des Spielzeugfahrzeuges sich erstreckenden Welle, die von zwei Armen,
die von Ende des Spielzeugfahrzeuges abstehen, getragen wird. Da
sich das Magnetelement hier drehen kann, nimmt es automatisch die
richtige Stellung ein, d. h. eine Stellung, in der dessen Nordpol
gegen einen Südpol und
umgekehrt gerichtet wird, wenn die Magnetkupplungsvorrichtung gegen
eine andere Magnetkupplungsvorrichtung geführt wird.
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Wenn
ein erstes Spielzeugfahrzeug, das mit einer Magnetkupplungsvorrichtung
dieser Art versehen ist, mit einem anderen Spielzeugfahrzeug, das mit
einer Magnetkupplungsvorrichtung versehen ist, zusammengekuppelt
werden soll, erreicht man ein Zusammenkuppeln unabhängig davon
wie die Pole des Magnetelements in der Kupplungsvorrichtung des
anderen Spielzeugfahrzeugs ausgerichtet sind.
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Die
oben beschriebene Lösung
hat jedoch den wesentlichen Nachteil, dass die Magnetkupplungsvorrichtung
leicht kaputtgeht wenn das Spielzeugfahrzeug unsanft behandelt wird
und z. B. auf den Boden fällt.
Die abstehenden Arme, auf denen das Magnetelement drehbar angebracht
ist, können leicht
abgebrochen werden.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb eine Magnetkupplungsvorrichtung
zu schaffen, die das eingangs beschriebene Problem löst, gleichzeitig aber
eine robuste und haltbare Bauart aufweist.
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Diese
Aufgabe wird gemäss
der Erfindung mit einer Magnetkupplungsvorrichtung gelöst, die von
der eingangs genannten Art ist und dadurch gekennzeichnet ist, dass
das Befestigungselement innerhalb der Kupplungsfläche einen
inneren Hohlraum hat, in dem das Magnetelement frei beweglich angebracht
ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
hat das Befestigungselement einen Kopf, dessen äussere Fläche die im wesentlichen kalottenförmige Kupplungsfläche bildet
und in dem der Hohlraum ausgebildet ist, und einen vom Kopf ausgehenden
Schaft, der sich in ein Loch im Spielzeugfahrzeug hinein erstreckt
und darin befestigt ist.
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Bei
einer anderen bevorzugten Ausführung hat
das Befestigungselement im wesentlichen die Form eines Knopfes,
der am Spielzeugfahrzeug befestigt ist.
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Das
Befestigungselement ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt.
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Im
Folgenden wird die Erfindung näher
beschrieben unter Hinweis auf die angelegten Zeichnungen.
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1 ist
eine Darstellung von oben und zeigt wie drei Spielzeugfahrzeuge
mittels Magnetkupplungsvorrichtungen gemäss der Erfindung zusammengekuppelt
sind.
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2 ist
eine perspektivische Darstellung und zeigt eine Magnetkupplungsvorrichtung
gemäss der
Erfindung.
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3 zeigt
eine Magnetkupplungsvorrichtung gemäss 2 im Längsschnitt.
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4 ist
eine Darstellung in aufgelösten
Teilen und zeigt die Magnetkupplungsvorrichtung gemäss 2 und 3.
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In 1 werden
drei Spielzeugfahrzeuge 1, 2 und 3 in
Form von Wagen gezeigt, die zu einem Spielzeugzug gehören, der
auf einem aus Holzelementen aufgebauten Eisenbahngleis (nicht dargestellt)
fährt.
Die Fahrtrichtung des Zuges ist mit einem Pfeil angegeben. Jeder
Wagen 1, 2 und 3 hat eine vordere und
eine hintere Magnetkupplungsvorrichtung 4 bzw. 5 gemäss der Erfindung.
Der vordere Wagen 1 und der mittlere Wagen 2 sind
zusammengekuppelt mittels der hinteren Magnetkupplungsvorrichtung 5 des
vorderen Wagens 1 und der vorderen Magnetkupplungsvorrichtung 4 des
mittleren Wagens 2. Der mittlere Wagen 2 und der
hintere Wagen 3 sind zusammengekuppelt mittels der hinteren
Magnetkupplungsvorrichtung 5 des mittleren Wagens 2 und der
vorderen Magnetkupplungsvorrichtung 4 des hinteren Wagens 3.
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Die
Magnetkupplungsvorrichtungen 4, 5 sind aus Kunststoff
hergestellt und haben jeweils einen Kopf 6 und einen Schaft 7.
Der Kopf 6 besteht aus einer im wesentlichen teilsphärischen
Schale 8, die eine im wesentlichen kalottenförmige äussere Fläche 9 hat,
die die Kupplungsfläche
der Magnetkupplungsvorrichtung 4, 5 bildet, und
aus einer am Ende des Schaftes 7 ausgeformten kreisförmigen Platte 10,
auf der die Schale 8 befestigt ist, beispielsweise durch Leimen
oder Ultraschallschweisen.
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Der
Schaft 7 und die Platte 10, die in 1 gezeigt
sind, sind in eine Stufenbohrung 11 im Wagen 1, 2 oder 3 eingeführt und
werden darin mit Hilfe von umlaufenden, widerhakenförmigen Wulsten 12 am
Schaft 7 festgehalten.
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Ein
scheibenförmiger,
kreisförmiger
Magnet 13 aus so genanntem supermagnetischem Material ist
frei beweglich innen im Kopf 6 angebracht, d. h. in dem
Hohlraum 14 der zwischen der Schale 8 und der Platte 10 vorliegt.
Der Magnet 13 kann sich frei im Hohlraum 14 bewegen
und dabei jede beliebige Lage darin einnehmen. Der Magnet 13 hat
seinen Nordpol bei seiner einen kreisförmigen Fläche und seinen Südpol bei
seiner anderen kreisförmigen
Fläche.
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Wenn
die Magnetkupplungsvorrichtung 4, 5 gegen ein
beliebiges Magnetelement geführt
wird, stellt sich ihr Magnet 13 automatisch abhängig davon ein
welcher Magnetpol bei diesem Magnetelement gegen die Magnetkupplungsvorrichtung 4, 5 gewendet
ist. Der Nordpol des Magneten 13 wird gegen das Magnetelement
gewendet wenn dessen Südpol
gegen die Magnetkupplungsvorrichtung 4, 5 gewendet ist,
und sein Südpol
wird gegen das Magnetelement gewendet wenn dessen Nordpol gegen
die Magnetkupplungsvorrichtung 4, 5 gewendet ist.
Wenn zwei Magnetkupplungsvorrichtungen 4, 5 gemäss der Erfindung
sich einander nähern,
stellen sich ihre beiden Magneten 13 so ein, dass die Vorrichtungen
einander anziehen. Das bedeutet, dass zwei Wagen 1, 2 oder 3 zusammengekuppelt
werden unabhängig
davon welche Magnetkupplungsvorrichtung 4 oder 5 am
einen Wagen gegen die Magnetkupplungsvorrichtung 4 oder 5 am
anderen Wagen geführt
wird.
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Die
beschriebene Magnetkupplungsvorrichtung kann auf verschiedene Art
im Rahmen der Erfindung verändert
werden. So kann dessen aus Kopf 6 und Schaft 7 gebildetes
Befestigungselement zur Befestigung des Magneten am Wagen 1, 2 oder 3 durch ein
anderes Befestigungselement in Form eines Knopfes ersetzt werden,
der dem Kopf 6 entspricht aber keinen Schaft hat. Dieser
Knopf kann auf beliebige Art am Wagen 1, 2 oder 3 befestigt
werden, beispielsweise durch Leimen.