DE10204539A1

DE10204539A1 - Operating tool for recreational models such as a model railway, has piezoelectric actuator spring connected to an operating part for an element of the model

Info

Publication number: DE10204539A1
Application number: DE2002104539
Authority: DE
Inventors: Michael Zauner; Rolf Staeb; Martin Lingens
Original assignee: Gebr Maerklin und Cie GmbH
Current assignee: Gebr Maerklin und Cie GmbH
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2003-08-07

Abstract

An operating tool for recreational models comprises a moveable element coupled with an electric drive to operate it. The drive unit comprises a piezoelectric actuator (11), sprung connected (13) to an operating part (28) coupled with the model element.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spielzeugmodell, insbesondere für Modellbahnanlagen, mit einem beweglich gehaltenen Funktionselement, das mit einer elektrischen Antriebseinrichtung gekoppelt ist zur Betätigung des Funktionselementes. The invention relates to a toy model, in particular for Model railroad layouts, with a movable functional element, the is coupled to an electric drive device for actuation of the functional element.

Derartige Spielzeugmodelle kommen beispielsweise bei Modelleisenbahnanlagen zum Einsatz. Sie sind in einer Vielzahl von Ausgestaltungen bekannt, zum Beispiel in Form von Modellbahnfahrzeugen, die ein bewegliches Funktionselement, beispielsweise eine bewegliche Kupplungsvorrichtung oder einen anheb- und absenkbaren Dachstromabnehmer oder bewegliche Türen und/oder Fenster aufweisen. Es sind auch Spielzeugmodelle in Form von Anlageelementen für Modellbahnanlagen, insbesondere für Modelleisenbahnanlagen bekannt, beispielsweise in Form von Formsignalen mit einem Mast und einem am Mast angelenkten Signalarm, oder auch in Form von Weichen mit einer bewegbaren Weichenzunge. Es sind auch Spielzeugmodelle bekannt in Form von Schranken, Baukran-Modellen oder sonstigen Anlagemodellen, die jeweils ein beweglich gehaltenes Funktionselement aufweisen, das mittels einer elektrischen Antriebseinrichtung betätigt werden kann. Such toy models come for example Model railroad systems for use. They are in a variety of Refinements known, for example in the form of model railroad vehicles, the one movable functional element, for example a movable Coupling device or a raised and lowered Have pantographs or movable doors and / or windows. There are also toy models in the form of investment elements for Model train layouts, especially known for model railway layouts, for example in the form of shape signals with a mast and one on the mast articulated signal arm, or in the form of switches with a movable switch tongue. Toy models are also known in Form of barriers, construction crane models or other System models, each with a movable functional element, that are operated by means of an electric drive device can.

Üblicherweise kommen bei derartigen Spielzeugmodellen als elektrische Antriebseinrichtung Elektromotoren, Elektromagnete oder Form- Gedächtnismetalle (Memory-Metalle) zum Einsatz, mit deren Hilfe das Funktionselement bewegbar ist. Da Elektromotoren in der Regel eine verhältnismäßig hohe Drehzahl aufweisen, ist der Einsatz eines Getriebes erforderlich, um die verhältnismäßig langsamen Bewegungsabläufe des Modellvorbilds möglichst originalgetreu nachbilden zu können. Dies ist mit einem erheblichen konstruktiven Aufwand verbunden, und da eine große Anzahl beweglich gelagerter Teile zum Einsatz kommen muß, sind derartige Spielzeugmodelle häufig sehr störungsempfindlich. Usually come in such toy models as electric drive device electric motors, electromagnets or form Memory metals (memory metals) are used, with the help of which Functional element is movable. Because electric motors are usually one have a relatively high speed, the use of a Gearbox required to run the relatively slow motion to be able to reproduce the model model as true to the original as possible. This is associated with considerable design effort, and there a large number of moving parts are used must, such toy models are often very sensitive to interference.

Um eine Beschädigung des Getriebes bei äußerer Betätigung oder Behinderung des Funktionselementes durch den Benutzer des Spielzeugmodelles zu vermeiden, ist es bei Einsatz eines Getriebes zusätzlich erforderlich, in die Antriebsverbindung zwischen Getriebe und Funktionselement eine Rutschkupplung einzusetzen, mit deren Hilfe sichergestellt werden kann, daß beispielsweise bei einer ungewollten Arretierung des Funktionselementes durch den Benutzer das Getriebe und/oder der Elektromotor nicht beschädigt werden. To damage the gearbox when actuated externally or Obstruction of the functional element by the user of the To avoid toy models, it is additional when using a gearbox required in the drive connection between gear and Functional element to use a slip clutch, with their help can be ensured that, for example, in the case of an unwanted Locking of the functional element by the user of the gear and / or the electric motor is not damaged.

In der DE 38 02 919 A1 wurde bereits vorgeschlagen, zur Betätigung des Funktionselementes ein Form-Gedächtnismetall (Memory-Metall) heranzuziehen. Das Memory-Metall wird hierbei elektrisch beheizt, und je nach Heizleistung und damit verbundener Temperatur des Gedächtnismetalles nimmt dieses eine unterschiedliche Form an. Dies macht es erforderlich, dem Form-Gedächtnismetall ständig ausreichend Wärme zuzuführen, um das Funktionselement zuverlässig in einer gewünschten Stellung zu halten. Die hierzu erforderlichen Stromintensitäten und Temperaturen können eine Verletzungsgefahr für den Benutzer des Spielzeugmodelles zur Folge haben. DE 38 02 919 A1 has already been proposed for actuation a functional memory metal (memory metal) of the functional element consulted. The memory metal is electrically heated, and depending on the heating power and the associated temperature of the Memory metal takes a different shape. It does it necessary, the shape memory metal constantly sufficient heat feed to the functional element reliably in one hold desired position. The required current intensities and Temperatures can pose a risk of injury to the user Result in toy models.

Wird zur Betätigung des Funktionelementes ein Elektromagnet als Antriebseinrichtung verwendet, so erfordert die Realisierung einer vorbildgetreuen langsamen Bewegung des Funktionselementes einen erheblichen konstruktiven Aufwand, da die Magnetkräfte nahezu ohne zeitliche Verzögerung einsetzen und eine schnell wirkende Antriebskraft bereitstellen. An electromagnet is used to actuate the functional element Drive device used, requires the implementation of a prototypical slow movement of the functional element considerable design effort, since the magnetic forces almost without use time delay and a fast-acting Provide driving force.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Spielzeugmodell der eingangs genannten Art bereitzustellen, das auf konstruktiv einfache Weise eine störungsunanfällige Betätigung des Funktionselementes erlaubt, wobei der Bewegungsablauf des Modellvorbildes möglichst originalgetreu nachgestellt werden kann. The object of the present invention is to develop a toy model Provide the type mentioned above, that in a structurally simple Way a trouble-free actuation of the functional element allowed, the movement of the model model as possible can be reproduced true to the original.

Diese Aufgabe wird bei einem Spielzeugmodell der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antriebseinrichtung einen piezoelektrischen Aktor umfaßt, der federnd an einem mit dem Funktionselement gekoppelten Betätigungsteil anliegt und der das Betätigungsteil zu einer kontrollierten Bewegung antreibt. Der piezoelektrische Aktor kann mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt werden. Dies hat zur Folge, daß sich der piezoelektrische Aktor mechanisch verformt, beispielsweise verbiegt oder eine mechanische Schwingung ausführt. Da der piezoelektrische Aktor am Betätigungsteil anliegt, wird das Betätigungsteil mit einer mechanischen Antriebskraft beaufschlagt, die das mit dem Betätigungsteil gekoppelte Funktionselement zu einer Bewegung veranlaßt. In die Erfindung fließt der Gedanke mit ein, daß durch die federnde Anlage des piezoelektrischen Aktors am Betätigungsteil auf konstruktiv einfache Weise sichergestellt werden kann, daß das Betätigungsteil und das Funktionselement im stromlosen Zustand des piezoelektrischen Aktors ihre jeweilige Stellung beibehalten, ohne daß zusätzliche Haltemittel erforderlich sind. Im stromlosen Zustand wird folglich das Funktionselement zuverlässig in seiner aktuellen Stellung gehalten. Die federnde Anlage hat außerdem den Vorteil, daß im Falle einer externen Betätigung des Funktionselementes und auch im Falle einer Behinderung der Bewegung des Funktionselementes durch den Benutzer des Spielzeugmodelles sichergestellt wird, daß die mechanische Kopplung zwischen Antriebseinrichtung und Funktionselement unterbrochen werden kann. Durch die federnde Anlage wird also eine Art Rutschkupplung ausgebildet, ohne daß zusätzliche bewegliche Teile zum Einsatz kommen müssen. Je nach elektrischer Spannung, die am piezoelektrischen Aktor anliegt, führt der Aktor eine entsprechende Bewegung aus. Dies ermöglicht es insbesondere, selbst sehr langsame Bewegungen des Modellvorbildes originalgetreu nachzubilden, ohne daß zusätzliche Getriebe zum Einsatz kommen müssen. Die Bewegung des Funktionselementes kann also zu jedem Zeitpunkt mittels des piezoelektrischen Aktors kontrolliert werden. Dies hat zur Folge, daß auch ungleichmäßige Bewegungen des Funktionselementes erzielbar sind. Beispielsweise kann bei einer Annäherung des Funktionselementes an eine seiner Endstellungen die Bewegung des Funktionselementes allmählich abgebremst werden. Der piezoelektrische Aktor hat außerdem den Vorteil, daß er eine sehr geringe Baugröße aufweisen kann, so daß sich das erfindungsgemäße Spielzeugmodell durch eine sehr platzsparende Antriebseinrichtung auszeichnet. This task is the generic one in a toy model Art solved according to the invention in that the drive device comprises piezoelectric actuator which is resilient on one with the Functional element coupled actuator is present and that Drives actuator to a controlled movement. The An electrical voltage can be applied to the piezoelectric actuator. As a result, the piezoelectric actuator is mechanically deformed, for example bent or a mechanical vibration performs. Since the piezoelectric actuator rests on the actuating part the actuating part is subjected to a mechanical driving force, which the functional element coupled to the actuating part to a Movement. The idea flows into the invention that by the resilient contact of the piezoelectric actuator on Actuating part can be ensured in a structurally simple manner, that the actuator and the functional element in the de-energized State of the piezoelectric actuator maintain their respective position, without additional holding means being required. In the currentless Consequently, the functional element is reliably in its current state Position held. The resilient system also has the advantage that in the case of external actuation of the functional element and also in the event of a hindrance to the movement of the functional element is ensured by the user of the toy model that the mechanical coupling between the drive device and Functional element can be interrupted. Due to the resilient system So a kind of slip clutch formed without additional moving parts must be used. Depending on the electrical The actuator carries a voltage that is present at the piezoelectric actuator corresponding movement. This makes it possible, in particular, yourself very slow movements of the model model true to the original to reproduce without the need for additional gears. The movement of the functional element can therefore at any time be controlled by means of the piezoelectric actuator. This has to Consequence that also uneven movements of the functional element are achievable. For example, when the Functional element at one of its end positions, the movement of the Functional element are gradually braked. The piezoelectric actuator also has the advantage that it is very small in size can have, so that the toy model according to the invention distinguishes a very space-saving drive device.

Es kann vorgesehen sein, daß das Betätigungsteil in das Funktionselement integriert ist. Beispielsweise kann das Betätigungsteil einen Führungsarm des Funktionselementes ausbilden. Der piezoelektrische Aktor liegt bei einer derartigen Ausführungsform unmittelbar am Funktionselement federnd an, wobei der den Aktor kontaktierende Anlagebereich des Funktionselementes das Betätigungsteil ausbildet und vom Aktor mit einer Antriebskraft beaufschlagt wird. It can be provided that the actuating part in the Functional element is integrated. For example, the actuating part can Form the guide arm of the functional element. The piezoelectric In such an embodiment, the actuator lies directly on Functional element resiliently, the contacting the actuator Contact area of the functional element forms the actuating part and from Actuator is subjected to a driving force.

Alternativ kann vorgesehen sein, daß das Betätigungsteil als separates Bauteil ausgebildet ist und über eine Antriebsverbindung mit dem Funktionselement gekoppelt ist. In diesem Falle wird die vom piezoelektrischen Aktor auf das Betätigungsteil ausgeübte Antriebskraft über die Antriebsverbindung auf das Funktionselement übertragen und das Funktionselement führt eine der Bewegung des Betätigungsteils entsprechende kontrollierte Bewegung aus. Alternatively, it can be provided that the actuating part as a separate Component is formed and via a drive connection with the Functional element is coupled. In this case, the Piezoelectric actuator applied to the actuator driving force transfer the drive connection to the functional element and that Functional element leads one of the movement of the actuating part appropriate controlled movement.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn der piezoelektrische Aktor und das Betätigungsteil an einer gemeinsamen Halterung gehalten sind und ein Antriebsmodul ausbilden, das an einem Tragelement des Spielzeugmodells befestigbar ist. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige Fertigung des Spielzeugmodells, denn das Antriebsmodul kann in hoher Stückzahl für unterschiedlichste Spielzeugmodelle vorgefertigt werden. Zur Montage ist es dann lediglich erforderlich, das Antriebsmodul an einem entsprechenden Tragelement des Spielzeugmodells zu befestigen, beispielsweise mittels einer lösbaren Verbindung oder mittels einer Rastverbindung. Es kann zum Beispiel vorgesehen sein, daß die Halterung eine Halteplatte ausbildet, die an das Tragelement des Spielzeugmodelles angeschraubt werden kann. It is particularly advantageous if the piezoelectric actuator and the actuating part are held on a common holder and form a drive module which on a support element of the Toy model is attachable. This enables a special cost-effective production of the toy model, because the drive module can be produced in large numbers for a wide variety of toy models be prefabricated. It is then only necessary for assembly that Drive module on a corresponding support element of the To attach toy model, for example by means of a detachable connection or by means of a locking connection. For example, it can be provided be that the bracket forms a holding plate which to the Carrying element of the toy model can be screwed on.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Spielzeugmodelles ist vorgesehen, daß der piezoelektrische Aktor ein Schwingglied umfaßt, das am Betätigungsteil federnd anliegt, wobei das Schwingglied durch Anlegen einer elektrischen Spannung an den piezoelektrischen Aktor zu einer mechanischen Schwingung anregbar ist. Piezoelektrische Aktoren mit einem derartigen Schwingglied sind aus der internationalen Offenlegungsschrift WO 01/71899 A2 bekannt. Durch Beaufschlagung des piezoelektrischen Aktors mit einer geeigneten elektrischen Spannung kann das Schwingglied zu einer mechanischen Schwingung angeregt werden, durch die das Betätigungsteil zu einer Rotationsbewegung und/oder zu einer Translationsbewegung antreibbar ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung wird das Betätigungsteil im stromlosen Zustand des piezoelektrischen Aktors aufgrund der federelastischen Vorspannung des Schwinggliedes zuverlässig in der jeweils eingenommenen Stellung arretiert. Wird das Funktionselement mit einer äußeren Kraft beaufschlagt, so kann Betätigungsteil gegen die einwirkende Federkraft bewegt werden, so daß eine separate Rutschkupplung in der Antriebsverbindung zwischen dem piezoelektrischen Aktor und dem Funktionselement entfallen kann. In a preferred embodiment of the invention Toy model is provided that the piezoelectric actuator Includes vibrating member which rests on the actuating part, wherein the oscillating element by applying an electrical voltage to the piezoelectric actuator can be excited to mechanical vibration is. Piezoelectric actuators with such a vibrating element known from the international patent application WO 01/71899 A2. By loading the piezoelectric actuator with a suitable electrical voltage, the vibrating element can be converted into a mechanical vibration are excited by which the actuating part a rotational movement and / or a translational movement is drivable. With such a configuration, the actuating part in the de-energized state of the piezoelectric actuator due to the spring elastic preload of the vibrating member reliably in the locked position. Will the functional element acted upon by an external force, so actuating part against the acting spring force are moved so that a separate Slip clutch in the drive connection between the piezoelectric actuator and the functional element can be omitted.

Bei einer konstruktiv besonders einfachen Ausgestaltung ist das Schwingglied an einer Feder gehalten, die das Schwingglied mit einer auf das Betätigungsteil gerichteten Federkraft beaufschlagt. Hierbei kann vorgesehen sein, daß das Schwingglied freitragend an der Feder gehalten ist. Eine zusätzliche Halterung des Schwinggliedes kann damit entfallen. With a structurally particularly simple configuration, this is Vibrating member held on a spring, the vibrating member with a spring force applied to the actuating part. in this connection can be provided that the vibrating member is self-supporting on the spring is held. An additional bracket of the vibrating member can thus omitted.

Zur Erzielung einer translatorischen Bewegung des Betätigungsteiles hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Betätigungsteil einen Läufer umfaßt, der verschieblich an einer Führung gelagert ist und an dem der piezoelektrische Aktor federnd anliegt. Der Läufer kann beispielsweise als Zug- und/oder Druckstange ausgebildet sein zur Beaufschlagung des Funktionselementes mit einer Zug- oder Druckkraft. To achieve a translatory movement of the actuating part it has proven to be advantageous if the actuating part has a Includes runner, which is slidably mounted on a guide and on which the piezoelectric actuator rests against. The runner can be designed for example as a pull and / or push rod Applying a tensile or compressive force to the functional element.

Günstig ist es, wenn der piezoelektrische Aktor an der Führung gehalten ist, beispielsweise kann der piezoelektrische Aktor mit der Führung lösbar verbindbar sein. Dies ermöglicht es, den Läufer mit dem piezoelektrischen Aktor und der Führung zu einem Antriebsmodul zu kombinieren, wie es voranstehend bereits erläutert wurde. It is favorable if the piezoelectric actuator is on the guide is held, for example, the piezoelectric actuator with the guide be releasably connectable. This allows the runner with the piezoelectric actuator and the guide to a drive module combine, as already explained above.

Die Führung umfaßt vorzugsweise eine Führungsaufnahme mit mindestens einer Führungsfläche, an der der Läufer gleitend anliegt. Je nach Ausgestaltung der Führungsfläche kann der daran geführte Läufer eine geradlinige oder eine gekrümmte Bewegungsbahn durchlaufen, beispielsweise kann die Führungsfläche einen bogenförmigen Verlauf aufweisen, wobei die Form des Läufers mit der Gestaltung der Führungsfläche korrespondiert. Durch Beaufschlagen des piezoelektrischen Aktors mit einer elektrischen Spannung kann der Läufer dann unter der Wirkung des federnd anliegenden Schwinggliedes entlang der Führungsfläche hin- und herverschoben werden. The guide preferably includes a guide receptacle at least one guide surface on which the runner slides. Depending on The runner guided thereon can be configured in the guide surface traverse a straight line or a curved path of motion, for example, the guide surface can be curved have, the shape of the rotor with the design of the Management area corresponds. By applying the piezoelectric The actuator can then be operated with an electrical voltage under the Effect of the resilient vibrating member along the Slide the guide surface back and forth.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Führungsaufnahme als im wesentlichen U-förmige Profilschiene ausgestaltet, an der der Läufer geradlinig verschiebbar gelagert ist. In a preferred embodiment, the guide is as in designed essentially U-shaped profile rail on which the runner is linearly slidably mounted.

Um auftretende Reibungskräfte bei der Lagerung des Läufers an der Führungs gering zu halten, ist es günstig, wenn die Führung reibungsmindernde Transportglieder aufweist zur Lagerung des Läufers. In order to avoid frictional forces when the rotor is mounted on the To keep leadership low, it is beneficial if leadership has friction-reducing transport links for bearing the runner.

Die Transportglieder umfassen bei einer bevorzugten Ausführungsform in der Führungsaufnahme frei drehbar gelagerte Transportrollen. In a preferred embodiment, the transport members comprise Transport rollers with freely rotatable bearings in the guide holder.

Die Antriebsverbindung vom Läufer zum beweglichen Funktionselement erfolgt bei einer vorteilhaften Ausführungsform über ein Druck- und/oder Zugelement, mit dem der Läufer verbunden ist und das mit dem Funktionselement gekoppelt ist. The drive connection from the rotor to the movable functional element takes place in an advantageous embodiment via a pressure and / or tension element with which the rotor is connected and with the functional element is coupled.

Bei einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Spielzeugmodelles weist das Betätigungsteil eine drehbar gelagerte Antriebsrolle auf, an der der piezoelektrische Aktor federnd anliegt. Wird der piezoelektrische Aktor mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt, so hat die mechanische Verformung des Aktors eine Drehbewegung der Antriebsrolle zur Folge. Der piezoelektrische Aktor treibt also die Antriebsrolle an, wobei die Drehzahl der Antriebsrolle durch die am piezoelektrischen Aktor anliegende Spannung vorgegeben werden kann. Wiederum wird durch die federnde Anlage des piezoelektrischen Aktors an der Antriebsrolle einerseits sichergestellt, daß das Funktionselement im stromlosen Zustand des Spielzeugmodelles seine jeweils vorliegende Stellung beibehält, daß aber andererseits eine Beschädigung durch externe Betätigung des Funktionselementes oder durch Behinderung einer Bewegung des Funktionselementes vermieden wird. In an alternative embodiment of the invention The actuating part has a rotatably mounted toy model Drive roller on which the piezoelectric actuator rests. Becomes the piezoelectric actuator with an electrical voltage applied, so the mechanical deformation of the actuator Rotation of the drive roller results. The piezoelectric actuator drives So the drive roller, the speed of the drive roller by the voltage applied to the piezoelectric actuator can be specified can. Again, the resilient system of the piezoelectric Actuator on the drive roller on the one hand ensures that the Functional element in the de-energized state of the toy model its each maintains the present position, but on the other hand a Damage caused by external actuation of the functional element or by Obstruction of movement of the functional element is avoided.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Antriebsrolle über eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung mit einem Stellglied verbunden ist, das mit dem Funktionselement gekoppelt ist. Dies ermöglicht einen störungsunanfälligen und montagefreundlichen Aufbau des Spielzeugmodelles. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß das Stellglied unter Ausbildung der kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung stirnseitig auf die Antriebsrolle aufsetzbar ist. It is particularly advantageous if the drive roller is and / or positive connection connected to an actuator that is coupled to the functional element. This enables one interference-free and easy-to-assemble construction of the Toy model. For example, it can be provided that the actuator with the formation of the non-positive and / or positive connection can be placed on the end of the drive roller.

Im Falle eines als separates Bauteil ausgebildeten Betätigungsteiles kann die Kopplung des Betätigungsteiles mit dem Funktionselement mittels eine Zugseiles erfolgen. Hierbei ist es günstig, wenn die Antriebsrolle oder das Stellglied eine Seilrolle umfassen zum Aufwickeln und Abwickeln des mit dem Funktionselement gekoppelten Zugseiles. Das Funktionselement kann mittels einer Feder in Richtung auf eine erste Endstellung vorgespannt sein, und durch Aufwickeln des Zugseiles auf der Seilrolle kann das Funktionselement mit einer der Federkraft entgegenwirkenden Betätigungskraft beaufschlagt werden. Wird das Zugseil von der Seilrolle abgewickelt, so nimmt das Funktionselement aufgrund der auf ihn einwirkenden Federkraft seine entsprechende Endstellung ein. In the case of an actuating part designed as a separate component can the coupling of the actuator with the functional element by means of a pull rope. It is advantageous if the Drive roller or the actuator comprise a rope pulley for winding and unwinding the pull rope coupled to the functional element. The functional element can by means of a spring in the direction of a be biased first end position, and by winding the Pulling ropes on the pulley can be the functional element with one of the Actuating force counteracting spring force. Becomes the pull rope unwound from the pulley, so that takes Functional element due to the spring force acting on it corresponding end position.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Spielzeugmodells ist das Stellglied als Schieber ausgebildet. In an advantageous embodiment of the invention In the toy model, the actuator is designed as a slide.

Zur Steuerung des Spielzeugmodelles ist es von Vorteil, wenn das Spielzeugmodell eine elektronische Steuereinheit aufweist. Vorzugsweise umfaßt die Steuereinheit einen Decoder zur Ansteuerung des piezoelektrischen Aktors. Der Einsatz eines Decoders ermöglicht eine digitale Ansteuerung der Steuereinheit des Spielzeugmodelles, da die entsprechenden digitalen elektrischen Steuersignale vom Decoder decodiert werden können. To control the toy model, it is advantageous if that Toy model has an electronic control unit. The control unit preferably comprises a decoder for controlling the piezoelectric actuator. The use of a decoder enables one digital control of the control unit of the toy model, because the corresponding digital electrical control signals from the decoder can be decoded.

Die Handhabung des erfindungsgemäßen Spielzeugmodelles kann dadurch vereinfacht werden, daß das Spielzeugmodell eine Steuereinheit umfaßt, der mindestens ein Schalter und/oder Sensor zugeordnet ist zur Erkennung einer Stellung und/oder einer Bewegung des Funktionselementes. Mittels der Schalter und/oder Sensoren kann der piezoelektrische Aktor beispielsweise von der Steuereinheit abgeschaltet werden, sobald das Funktionselement eine Endstellung eingenommen hat. Hierzu kann der Schalter und/oder Sensor unmittelbar mit dem Funktionselement oder aber mit einem Glied der Antriebsverbindung zwischen dem piezoelektrischen Aktor und dem Funktionselement gekoppelt sein. Der Schalter und/oder Sensor kann beispielsweise vom Funktionselement betätigt werden bzw. eine Stellung oder eine Bewegung des Funktionselementes erfassen. Dies gibt zum Beispiel die Möglichkeit den piezoelektrischen Aktor abzuschalten, nachdem mittels des Sensors erkannt wurde, daß das Funktionselement keine Bewegung mehr durchführt. The handling of the toy model according to the invention can be simplified in that the toy model is a control unit comprises, which is assigned at least one switch and / or sensor to detect a position and / or a movement of the Functional element. By means of the switches and / or sensors, the piezoelectric actuator, for example, switched off by the control unit as soon as the functional element has reached an end position Has. For this purpose, the switch and / or sensor can be connected directly to the Functional element or with a link of the drive connection between the piezoelectric actuator and the functional element be coupled. The switch and / or sensor can, for example, from Functional element are operated or a position or a Detect movement of the functional element. This gives for example the Possibility to switch off the piezoelectric actuator after using the sensor was recognized that the functional element none Does more movement.

Von Vorteil ist es, wenn der Schalter und/oder Sensor berührungslos arbeiten. So können beispielsweise Schalter in Form von Lichtschranken zum Einsatz kommen oder Magnete und zugeordnete Hallsensoren oder auch Reed-Kontakte. Alternativ und/oder ergänzend kann eine zeitgesteuerte Abschaltung des piezoelektrischen Aktors vorgesehen sein. It is advantageous if the switch and / or sensor is contactless work. For example, switches in the form of Light barriers are used or magnets and associated Hall sensors or reed contacts. Alternatively and / or in addition, a Timed shutdown of the piezoelectric actuator provided his.

Die nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen: The following description of preferred embodiments of the The invention serves in connection with the drawing of the closer Explanation. Show it:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines Antriebsmoduls eines erfindungsgemäßen Spielzeugmodelles; Fig. 1 is an exploded view of a drive module of a toy model according to the invention;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Antriebsmodul gemäß Fig. 1; FIG. 2 shows a top view of the drive module according to FIG. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 in Fig. 2; Fig. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine ausschnittsweise perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spielzeugmodelles mit einem Antriebsmodul entsprechend Fig. 1; FIG. 4 shows a partial perspective illustration of a first embodiment of a toy model according to the invention with a drive module corresponding to FIG. 1;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Unterteiles eines erfindungsgemäßen Spielzeugmodelles gemäß einer zweiten Ausführungsform; Fig. 5 is a perspective view of the lower part of a toy model according to a second embodiment;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Oberteiles des erfindungsgemäßen Spielzeugmodelles gemäß der zweiten Ausführungsform und Fig. 6 is a perspective view of the upper part of the toy model according to the invention according to the second embodiment and

Fig. 7 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Spielzeugmodell gemäß einer dritten Ausführungsform. Fig. 7 is a plan view of an inventive toy model according to a third embodiment.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist in schematischer Darstellung ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegtes Antriebsmodul eines erfindungsgemäßen Spielzeugmodells dargestellt. Es umfaßt einen piezoelektrischen Aktor 11 mit einem zu einer Schwingung anregbaren Schwingglied 12, das am freien Ende einer Feder 13 gehalten ist, die mittels einer Befestigungsschraube 14 an einer Stütze 16 fixiert ist, die einstückig mit einer Halteplatte 17 verbunden ist. An die Halteplatte 17 ist eine Führung 18 angeformt, die eine im Querschnitt im wesentlichen U-förmige Führungsschiene 19 umfaßt mit zwei parallel zueinander ausgerichteten Führungsschenkeln 20, 21, die über einen Führungsgrund 22 miteinander verbunden sind. Die Führungsschiene 19 nimmt zwei Transportrollen 24, 25 auf, die jeweils frei drehbar an einer Achse 26 gehalten sind, welche zwischen den beiden Führungsschenkeln 20, 21 eingeklemmt ist. In Figs. 1, 2 and 3 in a schematic representation an overall occupied by the reference numeral 10 drive module is shown a toy model according to the invention. It comprises a piezoelectric actuator 11 with a vibrating element 12 which can be excited to oscillate and which is held at the free end of a spring 13 which is fixed by means of a fastening screw 14 to a support 16 which is integrally connected to a holding plate 17 . On the holding plate 17, a guide 18 is formed which comprises a U-shaped in cross-section substantially guide rail 19 with two parallel aligned guide legs 20, 21 which are connected together via a guide base 22nd The guide rail 19 receives two transport rollers 24 , 25 , each of which is freely rotatable on an axis 26 which is clamped between the two guide legs 20 , 21 .

In die Führungsschiene 19 taucht ein stangenförmig ausgestalteter Läufer 28 teilweise ein, wobei er mit einer halbzylindrisch geformten Anlagefläche 29 über die freien Enden der Führungsschenkel 20, 21 übersteht. Der Läufer 28 ist in der Führungsschiene 19 in Längsrichtung der Führungsschiene 19 frei verschiebbar gehalten, wobei er mit seinen parallel zueinander ausgerichteten Längsseiten 30, 31 jeweils an einer der einander zugewandten Innenseiten 32 bzw. 33 der Führungsschenkel 20, 21 anliegt. Die Innenseiten 32, 33 bilden somit Führungsflächen für den Läufer 28. A rod-shaped rotor 28 is partially immersed in the guide rail 19 , with a semi-cylindrical bearing surface 29 projecting beyond the free ends of the guide legs 20 , 21 . The runner 28 is held freely displaceably in the guide rail 19 in the longitudinal direction of the guide rail 19 , with its longitudinal sides 30 , 31 aligned parallel to one another in each case resting on one of the mutually facing inner sides 32 and 33 of the guide legs 20 , 21 . The inner sides 32 , 33 thus form guide surfaces for the rotor 28 .

Das Schwingglied 12 liegt mit seinem der Feder 13 abgewandten freien Ende 35 an der Anlagefläche 29 des Läufers 28 an, wobei das Schwingglied 12 von der Feder 13 mit einer Federkraft in Richtung auf den Läufer 28 beaufschlagt ist. The vibrating member 12 lies with its free end facing away from the spring 13 35 against the abutment surface 29 of the rotor 28 to, wherein the rocking member is urged 12 of the spring 13 with a spring force in the direction of the rotor 28th

In das Schwingglied 12 ist ein piezoelektrischer Kristall 34 eingesetzt, der über elektrische Anschlußleitungen 36 an eine elektrische Spannungsquelle anschließbar ist. Wird der piezoelektrische Kristall mit einer geeigneten elektrischen Spannung beaufschlagt, so erfährt er aufgrund des piezoelektrischen Effektes eine mechanische Verformung. Dies wiederum bewirkt, daß das Schwingglied bei einer geeigneten Resonanzfrequenz zu einer mechanischen Schwingung angeregt wird, wobei das freie, an der Anlagefläche 29 federnd anliegende Ende 35 des Schwingglied 12 im wesentlichen eine elliptische Bewegung ausführt. Dies hat zur Folge, daß der Läufer 28 zu einer translatorischen Bewegung entlang der Führungsschiene 19 angetrieben wird. In Abhängigkeit vom elektrischem Signal, das am piezoelektrischen Kristall 34 anliegt, kann die Richtung der elliptischen Bewegung des freien Endes 35 des Schwinggliedes 12 und damit auch die Richtung der translatorischen Bewegung des Läufers 28 verändert werden. A piezoelectric crystal 34 is inserted into the oscillating member 12 and can be connected to an electrical voltage source via electrical connecting lines 36 . If a suitable electrical voltage is applied to the piezoelectric crystal, it experiences mechanical deformation due to the piezoelectric effect. This in turn has the effect that the oscillating member is excited to a mechanical oscillation at a suitable resonance frequency, the free end 35 of the oscillating member 12 which resiliently abuts the contact surface 29 essentially carrying out an elliptical movement. This has the consequence that the rotor 28 is driven for a translatory movement along the guide rail 19 . Depending on the electrical signal applied to the piezoelectric crystal 34 , the direction of the elliptical movement of the free end 35 of the oscillating member 12 and thus also the direction of the translational movement of the rotor 28 can be changed.

Wird die Stromversorgung des piezoelektrischen Aktors 11 unterbrochen, so liegt das Schwingglied 12 unter der Wirkung der Feder 13 an der Anlagefläche 29 an, so daß der Läufer 28 in seiner jeweiligen Stellung gehalten wird. Wird jedoch der Läufer 28 mit einer externen Kraft beaufschlagt, so kann der Läufer 28 aufgrund dieser externen Kraft entlang des freien Endes 35 des Schwinggliedes 12 verschoben werden, ohne daß dies eine Beschädigung zur Folge hätte. If the power supply to the piezoelectric actuator 11 is interrupted, the oscillating member 12 bears against the contact surface 29 under the action of the spring 13 , so that the rotor 28 is held in its respective position. However, if the rotor 28 is subjected to an external force, the rotor 28 can be displaced along the free end 35 of the oscillating member 12 on account of this external force without this causing damage.

Das Antriebsmodul 10 kann zur Betätigung unterschiedlichster Funktionselemente von Spielzeugmodellen herangezogen werden. So kann das Antriebsmodul 10 beispielsweise zum Anheben und Absenken eines am Dach einer Modellokomotive gehaltenen Dachstromabnehmers eingesetzt werden. Dies wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 4 näher erläutert. Diese zeigt in einer perspektivischen Darstellung ausschnittweise das Dach 39 eines Spielzeugmodelles in Form einer Modellokomotive. In Fig. 4 ist das Dach 39 in einer Ansicht schräg von unten dargestellt, so daß die Dachoberseite 40 in Fig. 4 nach unten und die Dachunterseite 41 nach oben weist. Das voranstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2 und 3 erläuterte Antriebsmodul 10 ist an der Dachunterseite 41 mittels Schrauben 42 gehalten. The drive module 10 can be used to actuate a wide variety of functional elements of toy models. For example, the drive module 10 can be used to raise and lower a pantograph held on the roof of a model locomotive. This is explained in more detail below with reference to FIG. 4. This shows a perspective representation of sections of the roof 39 of a toy model in the form of a model locomotive. In Fig. 4, the roof 39 is shown obliquely from below, so that the roof top 40 in Fig. 4 points down and the roof bottom 41 upwards. The drive module 10 explained above with reference to FIGS. 1, 2 and 3 is held on the underside 41 of the roof by means of screws 42 .

An einem stirnseitig über die Führungsschiene 19 überstehenden Ende des Läufers 28 des Antriebsmodules 10 ist ein Zugseil 43 befestigt, das durch eine das Dach 40 durchgreifende Führungsbuchse 44 hindurchgeführt ist und mit seinem dem Läufer 28 abgewandten freien Ende (in Fig. 4 nicht dargestellt) an einem Schwenkarm 45 eines an sich bekannten Stromabnehmers 46 fixiert ist, der an der Dachoberseite 40 verschwenkbar gelagert ist. Mittels einer in der Zeichnung nicht dargestellten Feder ist der Dachstromabnehmer 46 in seine in Fig. 4 dargestellte angehobene Stellung vorgespannt. A traction cable 43 is attached to an end of the runner 28 of the drive module 10 , which end projects beyond the guide rail 19 , which is passed through a guide bush 44 penetrating the roof 40 and with its free end (not shown in FIG. 4) facing away from the runner 28 a swivel arm 45 of a pantograph 46 known per se is fixed, which is pivotably mounted on the roof top 40 . The pantograph 46 is biased into its raised position shown in FIG. 4 by means of a spring, not shown in the drawing.

Zur Aufnahme eventuell auftretender Querkräfte ist das Zugseil 43 im Bereich des Läufers 28 durch eine an der Dachunterseite 41 fixierte Führungsöse 47 hindurchgeführt. To absorb any transverse forces that may occur, the pulling cable 43 is guided in the area of the runner 28 through a guide eyelet 47 fixed to the underside 41 of the roof.

Wird das Schwingglied 12 wie voranstehend erläutert zur mechanischen Schwingung angeregt, so wird der Läufer 28 entlang der Führungsschiene 19 verschoben. Entfernt sich hierbei der Läufer 28 von der Führungsöse 47, so wird über das Zugseil 43 auf den Schwenkarm 45 eine Zugkraft übertragen, die der in der Zeichnung nicht dargestellten Feder, mit der der Dachstromabnehmer 46 in seine angehobene Stellung vorgespannt ist, entgegenwirkt, so daß der Dachstromabnehmer 46 abgesenkt wird. Wird der Läufer 28 durch entsprechende Anregung des Schwinggliedes 12 in die entgegengesetzte Richtung verschoben, so nimmt der Dachstromabnehmer 46 aufgrund der auf ihn einwirkenden Federkraft seine angehobene Stellung wieder ein. Die Bewegung des Dachstromabnehmers wird durch das Schwingglied 12 hervorgerufen und von diesem zu jedem Bewegungszeitpunkt kontrolliert. Je nach Ansteuerung des Schwinggliedes 12 können somit unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeiten erzielt werden. If the vibrating member 12 is excited to mechanical vibration as explained above, the rotor 28 is displaced along the guide rail 19 . If the runner 28 is removed from the guide eyelet 47 , a pulling force is transmitted via the pull cable 43 to the swivel arm 45 , which counteracts the spring, not shown in the drawing, with which the pantograph 46 is biased into its raised position, so that the pantograph 46 is lowered. If the rotor 28 is displaced in the opposite direction by appropriate excitation of the oscillating member 12 , the pantograph 46 assumes its raised position again due to the spring force acting on it. The movement of the pantograph is caused by the vibrating member 12 and controlled by it at every time of movement. Depending on the control of the oscillating member 12 , different speeds of movement can thus be achieved.

In den Fig. 5 und 6 ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spielzeugmodelles am Beispiel einer Modellokomotive dargestellt. Hierbei ist in Fig. 5 schematisch ein Unterteil 50 einer Modellokomotive illustriert, an dem zum Verfahren der Modellokomotive entlang einer in der Zeichnung nicht dargestellten Schiene ein Elektromotor 51 gehalten ist. Das Unterteil 50 trägt eine Leiterplatte 52, an der elektrische Bauelemente gehalten sind, die eine in der Zeichnung nur schematisch dargestellte elektrische Steuereinheit 53 ausbilden mit einem Decoder zum Decodieren digitaler elektrischer Steuersignale. In FIGS. 5 and 6, a second embodiment of a toy model according to the invention is shown for a model locomotive. In this case 5, a lower part in Fig. 50 schematically illustrates a model locomotive, along which a not shown in the drawing rail is an electric motor 51 held to the method of the model locomotive. The lower part 50 carries a circuit board 52 , on which electrical components are held, which form an electrical control unit 53, which is shown only schematically in the drawing, with a decoder for decoding digital electrical control signals.

Am Unterteil 50 ist außerdem frei drehbar eine Antriebsrolle 55 gelagert, die von einem umlaufenden Wulst 56 umgeben ist und auf ihrer dem Unterteil 50 abgewandten Stirnseite 57 einen Mitnehmer 58 trägt. On the bottom part 50, a drive roller 55 is mounted also freely rotatable, which is surrounded by a circumferential bead 56 and on its the lower part 50 facing away from end face 57 carries a driver 58th

Um die Antriebsrolle 55 in Drehung versetzen zu können, ist am Unterteil 50 ein piezoelektrischer Aktor 59 gehalten mit einem Schwingglied 60, das entsprechend dem voranstehend erläuterten Schwingglied 12 zu einer mechanischen Schwingung angeregt werden kann. Das Schwingglied 60 liegt hierzu am Wulst 56 der Antriebsrolle 55 an und wird von der Kraft einer Feder 61 in Richtung auf den Wulst 56 vorgespannt. Das Schwingglied 60 ist am freien Ende der Feder 61 freitragend gehalten, die ihrerseits an einer am Unterteil 50 festgelegten Stütze 62 fixiert ist. Entsprechend dem voranstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2 und 3 dargelegten Schwingglied 12 kann auch das in Fig. 5 illustrierte Schwingglied 60 mittels einer geeigneten elektrischen Spannung zu einer mechanischen Schwingung angeregt werden, wobei das am Wulst 56 anliegende freie Ende des Schwinggliedes 60 eine elliptische Bewegung ausführt. Die Ansteuerung des piezoelektrischen Aktors 59 erfolgt über in Fig. 5 nicht dargestellte elektrische Verbindungsleitungen mittels der an der Leiterplatte 52 gehaltenen Steuereinheit 53. In order to be able to set the drive roller 55 in rotation, a piezoelectric actuator 59 is held on the lower part 50 with an oscillating element 60 , which can be excited to produce a mechanical oscillation in accordance with the oscillating element 12 explained above. For this purpose, the oscillating member 60 bears against the bead 56 of the drive roller 55 and is biased in the direction of the bead 56 by the force of a spring 61 . The oscillating member 60 is supported at the free end of the spring 61 , which in turn is fixed to a support 62 fixed to the lower part 50 . Corresponding to the vibrating member 12 described above with reference to FIGS. 1, 2 and 3, the vibrating member 60 illustrated in FIG. 5 can also be excited to mechanical vibration by means of a suitable electrical voltage, the free end of the vibrating member 60 resting on the bead 56 performs an elliptical movement. The piezoelectric actuator 59 is controlled via electrical connecting lines (not shown in FIG. 5) by means of the control unit 53 held on the printed circuit board 52 .

Auf das in Fig. 5 dargestellte Unterteil 50 kann ein an sich bekanntes und deshalb in der Zeichnung nur teilweise dargestelltes Gehäuse einer Modellokomotive aufgesetzt werden. Das Gehäuse umfaßt hierbei ein Dach, das ausschnittsweise in Fig. 6 dargestellt ist und das mit dem Bezugszeichen 64 belegt ist. Entsprechend der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist am Dach 64 einen Dachstromabnehmer 65 verschwenkbar gehalten, der mittels eines Zugseiles 67 betätigt werden kann. A housing of a model locomotive which is known per se and is therefore only partially shown in the drawing can be placed on the lower part 50 shown in FIG. 5. The housing in this case comprises a roof, which is shown in detail in FIG. 6 and which is given the reference number 64 . According to the embodiment shown in FIG. 4, a roof pantograph 65 is pivotally held on the roof 64 and can be actuated by means of a pull cable 67 .

Während bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform das Zugseil 43 am verschiebbar gelagerten Läufer 28 fixiert ist, ist bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform an der Unterseite 68 des Daches 64 frei drehbar eine Seilrolle 69 gelagert, auf die das Zugseil 67 aufgewickelt werden kann. Auf ihrer dem Unterteil 50 zugewandten, d. h. dem Dach 64 abgewandten Stirnseite 70 trägt die Seilrolle 69 einen radial abstehenden Vorsprung 71. While in the embodiment shown in FIG. 4 the pull rope 43 is fixed to the slidably mounted runner 28 , in the embodiment shown in FIG. 6 a rope pulley 69 is mounted on the underside 68 of the roof 64 , on which the pull rope 67 is wound can. On its end face 70 facing the lower part 50 , ie facing away from the roof 64 , the cable pulley 69 carries a radially projecting projection 71 .

Bei der Montage der in den Fig. 5 und 6 ausschnittsweise dargestellten Modellokomotive wird die Seilrolle 69 beim Aufsetzen des Gehäuses auf das Unterteil 50 fluchtend zur Antriebsrolle 55 ausgerichtet, wobei der Vorsprung 71 der Seilrolle 69 am Mitnehmer 58 der Antriebsrolle 55 anliegt. Über den Vorsprung 71 und den Mitnehmer 58 ist somit die Seilrolle 69 formschlüssig mit der Antriebsrolle 55 verbunden, sobald das Gehäuse auf das Unterteil 50 aufgesetzt ist. Somit kann die Drehbewegung der Antriebsrolle 55 auf die Seilrolle 69 übertragen werden, und folglich kann in Abhängigkeit von der vom Schwingglied 60 vorgebbaren Drehrichtung der Antriebsrolle 55 das Zugseil 67 auf der Seilrolle 69 aufgewickelt oder abgewickelt werden. Dies wiederum hat zur Folge, daß der am Dach 64 gehaltene Dachstromabnehmer 65 kontrolliert abgesenkt oder angehoben werden kann. When mounting the model locomotive cutout of which is shown in FIGS. 5 and 6, the pulley 69 is oriented when mounting the housing to the base 50 in alignment with the drive roller 55, the projection 71 of the pulley 69 of the drive roller 55 abuts the dog 58. The cable pulley 69 is thus positively connected to the drive pulley 55 via the projection 71 and the driver 58 as soon as the housing is placed on the lower part 50 . Thus, the rotary movement of the drive roller 55 can be transmitted to the rope pulley 69 , and consequently, depending on the direction of rotation of the drive roller 55 which can be predetermined by the oscillating member 60, the pull rope 67 can be wound or unwound on the rope pulley 69 . This in turn has the consequence that the pantograph 65 held on the roof 64 can be lowered or raised in a controlled manner.

Ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spielzeugmodelles ist in Fig. 7 in Form einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 75 belegten Weiche für eine Modelleisenbahnanlage dargestellt. Die Weiche 75 umfaßt ein gerades Außengleis 76 sowie eine gebogenes Außengleis 77, die auf Schwellenkörpern 78 gehalten sind. A third exemplary embodiment of a toy model according to the invention is shown in FIG. 7 in the form of a switch for a model railroad system, which is generally designated by reference numeral 75 . The switch 75 comprises a straight outer track 76 and a curved outer track 77 , which are held on sleeper bodies 78 .

Zwei beweglich gehaltene Weichenzungen 80, 81 sind mit ihren freien Endbereichen an einen quer zur Längsrichtung des geraden Außengleises 76 verschiebbaren Lagerbalken 83 angelenkt. Der Lagerbalken 83 ist auf der Unterseite der Weiche 75 über eine Biegefeder 84 mit einem in einer Führungsnut 85 parallel zur Verschieberichtung des Lagerbalkens 83 verschiebbaren Schieber 86 gekoppelt. Two moveable switch tongues 80 , 81 are articulated with their free end regions to a bearing beam 83 which can be displaced transversely to the longitudinal direction of the straight outer track 76 . The bearing beam 83 is coupled on the underside of the switch 75 via a spiral spring 84 to a slide 86 which can be displaced in a guide groove 85 parallel to the direction of displacement of the bearing beam 83 .

Der Schieber 86 weist ein Langloch 88 auf, in das ein Mitnehmerzapfen 89 eintaucht, der am freien Ende eines Auslegers 90 gehalten ist, der wiederum an einer drehbar an der Unterseite der Weiche 75 gelagerten Antriebsrolle 91 festgelegt ist. Letztere kann von einem Schwingglied 93 eines piezoelektrischen Aktors 92 in Rotation versetzt werden. Das Schwingglied 93 liegt an der Außenseite der Antriebsrolle 91 an, wobei es von einer Feder 94 mit einer Kraft in Richtung auf die Antriebsrolle 91 beaufschlagt ist. The slider 86 has an elongated hole 88 , into which a driver pin 89 dips, which is held at the free end of a bracket 90 , which in turn is fixed to a drive roller 91 rotatably mounted on the underside of the switch 75 . The latter can be set in rotation by an oscillating element 93 of a piezoelectric actuator 92 . The oscillating member 93 bears against the outside of the drive roller 91 , a force 94 acting on it in the direction of the drive roller 91 .

Entsprechend den voranstehend erläuterten Ausführungsformen kann das Schwingglied 93 durch Anlegen einer geeigneten elektrischen Spannung an den piezoelektrischen Aktor 92 zu einer mechanischen Schwingung angeregt werden, wobei der an der Antriebsrolle 91 unmittelbar anliegende Endbereich des Schwinggliedes 93 eine elliptische Bewegung ausführt und hierbei das Schwingglied 91 in Drehung versetzt. Dies hat zur Folge, daß der Schieber 86 entlang der Führungsnut 85 verschoben wird, wobei die Verschiebebewegung über die Biegefeder 84 auf den Lagerbalken 83 übertragen wird, so daß je nach eingenommener Endstellung eine der beiden Weichenzungen 80 oder 81 an einem Außengleis 77 bzw. 76 zur Anlage gelangt, wobei bei dieser Anlage die Biegefeder 84 nicht oder nur geringfügig verformt ist. Der Lagerbalken 83 kann gegenüber dem Schieber 86 in beide Richtungen verschoben werden, wobei sich dabei jeweils die Biegefeder 84 elastisch verformt. Eine solche Verschiebung tritt dann auf, wenn die Weiche von der Einmündungsseite (in Fig. 7 rechts) her von einem Modelleisenbahnfahrzeug aufgeschnitten wird. Nach dem Aufschneiden der Weiche 75 schiebt die Biegefeder 84 den Lagerbalken 83 und damit die Weichenzungen 80 und 81 wieder in ihre ursprüngliche Endstellung zurück, wie sie durch die Antriebsrolle 91 vorgegeben wird. According to the above-described embodiments, the oscillating member 93 can be excited to apply a mechanical oscillation by applying a suitable electrical voltage to the piezoelectric actuator 92 , the end region of the oscillating member 93 lying directly on the drive roller 91 executing an elliptical movement and thereby the oscillating member 91 rotating added. This has the consequence that the slide 86 is displaced along the guide groove 85 , the displacement movement being transmitted via the spiral spring 84 to the bearing beam 83 , so that, depending on the end position assumed, one of the two switch tongues 80 or 81 on an outer track 77 or 76 comes to the plant, with this system the spiral spring 84 is not or only slightly deformed. The bearing beam 83 can be displaced in both directions with respect to the slide 86 , with the bending spring 84 being elastically deformed in each case. Such a shift occurs when the switch is cut open from the confluence side (on the right in FIG. 7) by a model railroad vehicle. After the switch 75 has been cut open, the spiral spring 84 pushes the bearing beam 83 and thus the switch tongues 80 and 81 back into their original end position, as is predetermined by the drive roller 91 .

Bei den voranstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispielen liegt das Schwingglied des piezoelektrischen Aktors jeweils an einem als separates Bauteil ausgestalteten Betätigungsteil federnd an, nämlich am Läufer (28) (Fig. 1 bis 4), an der Antriebsrolle 55 (Fig. 5) beziehungsweise an der Antriebsrolle 91 (Fig. 7), und das Betätigungsteil ist über eine mechanische Antriebsverbindung mit dem Funktionselement gekoppelt. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, daß das Betätigungselement in das Funktionselement integriert ist, so daß der piezoelektrische Aktor unmittelbar am Funktionselement federnd anliegt. In the exemplary embodiments explained above with reference to the drawing, the vibrating member of the piezoelectric actuator rests in each case resiliently on an actuating part designed as a separate component, namely on the rotor ( 28 ) ( FIGS. 1 to 4), on the drive roller 55 ( FIG. 5) or on the drive roller 91 ( FIG. 7), and the actuating part is coupled to the functional element via a mechanical drive connection. Alternatively, it can be provided that the actuating element is integrated in the functional element, so that the piezoelectric actuator rests directly against the functional element.

Claims

1. toy model, in particular for model railroad systems, with a movably held functional element which is coupled to an electrical drive device for actuating the functional element, characterized in that the drive device comprises a piezoelectric actuator ( 11 ; 59 ; 92 ) which resiliently on one with the Functional element ( 46 ; 65 ; 80 , 81 ) coupled actuating part ( 28 ; 55 ; 91 ) and which drives the actuating part ( 28 ; 55 ; 91 ) to a controlled movement.

2. Toy model according to claim 1, characterized in that the actuating part is integrated in the functional element.

3. Toy model according to claim 1, characterized in that the actuating part ( 28 ; 55 ; 91 ) is designed as a separate component which via a drive connection ( 43 ; 69 , 67 ; 90 , 89 , 86 , 84 , 83 ) with the functional element ( 46 ; 65 ; 80 , 81 ) is coupled.

4. Toy model according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the piezoelectric actuator ( 11 ) and the actuating part ( 28 ) are held on a common holder ( 17 ) and form a drive module ( 10 ) which on a support element of the toy model is attachable.

5. Toy model according to one of the preceding claims, characterized in that the piezoelectric actuator ( 11 ; 59 ; 92 ) comprises an oscillating member ( 12 ; 60 ; 93 ) which rests on the actuating part ( 28 ; 55 ; 91 ), the oscillating member ( 12 ; 60 ; 93 ) can be excited to mechanical vibration by applying an electrical voltage to the piezoelectric actuator ( 11 ; 59 ; 92 ).

6. Toy model according to claim 5, characterized in that the oscillating member ( 12 ; 60 ; 93 ) is held on a spring ( 13 ; 61 ; 94 ) which the oscillating member ( 12 ; 60 ; 93 ) with one on the actuating part ( 28 ; 55 ; 91 ) directed spring force.

7. Toy model according to claim 6, characterized in that the oscillating member ( 12 ; 60 ; 93 ) is self-supporting on the spring ( 13 ; 61 ; 94 ).

8. Toy model according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating part comprises a rotor ( 28 ) which is slidably mounted in a guide ( 18 ) and on which the piezoelectric actuator ( 11 ) rests resiliently.

9. Toy model according to claim 8, characterized in that the piezoelectric actuator ( 11 ) is held on the guide ( 18 ).

10. Toy model according to claim 8 or 9, characterized in that the guide ( 18 ) has a guide receptacle ( 19 ) with at least one guide surface ( 32 , 33 ) on which the runner ( 28 ) rests slidingly.

11. Toy model according to claim 9 or 10, characterized in that the guide ( 18 ) has friction-reducing transport members ( 24 , 25 ) for mounting the rotor ( 28 ).

12. Toy model according to claim 11, characterized in that the transport members in the guide receptacle ( 19 ) comprise freely rotatable transport rollers ( 24 , 25 ).

13. Toy model according to one of claims 8 to 12, characterized in that the rotor ( 28 ) is connected to a push and / or pull element ( 43 ) which is coupled to the functional element ( 46 ).

14. Toy model according to one of claims 1 to 6, characterized in that the actuating part has a rotatably mounted drive roller ( 55 ; 91 ) on which the piezoelectric actuator ( 59 ; 92 ) rests resiliently.

15. Toy model according to claim 14, characterized in that the drive roller ( 55 ; 91 ) is connected via a non-positive and / or positive connection to an actuator ( 69 ; 86 ) which is coupled to the functional element ( 65 ; 80 , 81 ) is.

16. A toy model according to claim 14 or 15, characterized in that the drive roller or the actuator comprise a rope pulley ( 69 ) for winding and unwinding a pull rope ( 67 ) coupled to the functional element ( 65 ).

17. A toy model according to claim 15 or 16, characterized in that the actuator forms a slide ( 86 ).

18. Toy model according to one of the preceding claims, characterized in that the toy model has an electronic control unit ( 53 ) with a decoder for controlling the piezoelectric actuator ( 59 ).

19. Toy model according to one of the preceding claims, characterized in that the toy model has an electronic control unit ( 53 ), the control unit ( 53 ) being assigned a switch and / or a sensor for detecting a position and / or movement of the functional element ( 65 ).

20. A toy model according to claim 19, characterized in that the switch and / or sensor work without contact.