DE10240565A1 - Drehzahlreduzierender Spielzeugantrieb - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen drehzahlreduzierenden Spielzeugantrieb (10) mit einem Elektromotor (12) für beispielsweise ein Spielzeugwindrad (20). Zur Drehzahlreduzierung schlägt die Erfindung eine Welle-Nabe-Verbindung (14, 16) mit Spiel der Welle (14) in einer Nabenbohrung sowie eine drehzahlabhängige Bremseinrichtung vor, die durch beispielsweise das Spielzeugwindrad (20) gebildet wird, welches eine Luftwiderstandsbremse bildet. Die Erfindung ermöglicht eine einfache Drehzahlreduzierung.

Description

• Die Erfindung betrifft einen drehzahlreduzierenden Spielzeugantrieb mit einem Elektromotor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
• Bei Spielzeugmodellen mit langsam drehenden Teilen wie beispielsweise Windmühlen ist es erforderlich, eine hohe Antriebsdrehzahl eines Elektromotors auf eine niedrige Abtriebdrehzahl eines drehend anzutreibenden Elements, beispielsweise eines Windrads zu reduzieren um eine realistisch langsame Drehung zu erzielen. Zur Drehzahlreduzierung ist die Zwischenschaltung von mechanischen Getrieben bekannt. Solche Lösungen sind jedoch teuer und benötigen zusätzlichen Bauraum für das Getriebe.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen einfachen drehzahlreduzierenden Spielzeugantrieb vorzuschlagen.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Spielzeugantrieb weist eine Welle-Nabe-Verbindung zur Übertragung einer Drehbewegung vom Elektromotor auf ein drehend anzutreibendes Element auf. Die Welle-Nabe-Verbindung weist Spiel zwischen der Welle und der Nabe auf. Dadurch ist Schlupf zwischen einer Welle und einer Nabe der Welle-Nabe-Verbindung möglich. Durch Reibung zwischen der Welle und der Nabe überträgt die Welle-Nabe-Verbindung ein Drehmoment zum Antrieb des anzutreibenden Elements. Des Weiteren weist der erfindungsgemäße Spielzeugantrieb eine Bremseinrichtung auf, die das anzutreibende Element bremst. Die Bremseinrichtung bewirkt dass sich das anzutreibende Element mit niedrigerer Drehzahl als einer Drehzahl des Elektromotors dreht. Auf diese Weise wird eine Drehzahlreduzierung erreicht. Da eine Welle-Nabe-Verbindung bei Spielzeugantrieben üblicherweise erforderlich ist benötigt die Erfindung grundsätzlich keinen zusätzlichen Aufwand und keinen zusätzlichen Bauraum. Die Drehzahlreduzierung wird mit sehr einfachen Mitteln erreicht. Ein Leistungsverlust, Verschleiß und Reibungswärme haben bei geringen Leistungen von Spielzeugantrieben keine Bedeutung.
• Vorzugsweise weist die Bremseinrichtung eine drehzahlabhängige Bremswirkung auf, die mit abnehmender Drehzahl abnimmt und bei niedriger Drehzahl des anzutreibenden Elements vorzugsweise gegen Null geht. Dadurch wird erreicht, dass das anzutreibende Element beim Einschalten des Elektromotors anläuft, es wird ein sanfter Anlauf erzielt und es wird hohen Drehzahlen des anzutreibenden Elements entgegengewirkt.
• Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Luftwiderstandsbremse als drehzahlabhängige Bremseinrichtung vor. Die Luftwiderstandsbremse kann beispielsweise ein Windrad, ein Lüfterrad, eine Luftschaufel oder dgl. sein.
• Bei einer Ausgestaltung der Erfindung bildet das anzutreibende Element selbst die Bremseinrichtung. Ein Beispiel hierfür ist ein Windrad.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
• 1 einen erfindungsgemäßen drehzahlreduzierenden Spielzeugantrieb in Seitenansicht; und
• 2 einen Querschnitt einer Welle-Nabe-Verbindung des Spielzeugantriebs aus 1 in größerer Darstellung.
• Der in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße Spielzeugantrieb 10 weist einen Elektromotor 12 mit einer Motorwelle 14 auf. Auf die Motorwelle 14 ist eine Nabe 16 aufgesetzt, deren Nabenbohrung 18 einen größeren Durchmesser als die Motorwelle 14 aufweist, d. h. die Nabenbohrung 18 weist Spiel auf der Motorwelle 14 auf. Das Spiel ist in 2 übertrieben groß dargestellt. Die Motorwelle 14 und die Nabe 16 bilden eine Welle-Nabe-Verbindung 14, 16 des Spielzeugantriebs 10. Durch das Spiel zwischen Motonnrelle 14 und Nabe 16 ist die Nabe 16 nicht drehfest mit der Motorwelle 14 verbunden, eine Drehmomentenübertragung von der Motorwelle 14 auf die Nabe 16 erfolgt durch Reibung zwischen der Motorwelle 14 und der Nabe 16.
• Die Nabe 16 ist Bestandteil eines Spielzeugwindrads 20. Außer der Nabe 16 umfasst das Spielzeugwindrad 20 Holzstäbe 22, die radial ausgerichtet in eine umlaufende Nut 24 der Nabe 16 gesteckt sind. An die Holzstäbe 22 sind Flächenelemente 26 geklebt, die mit den Holzstäben 22 Flügel des Spielzeugwindrads 20 bilden. Die Flächenelemente 26 stehen schräg in einem Winkel zu einer gedachten Radialebene des Spielzeugwindrads 20. Die Flächenelemente 26 bestehen aus einem festen Schaum, der durch Extrudieren und Aufschäumen aus Stärke oder einem stärkehaltigen Material hergestellt ist. Ein derartiger Schaum ist in der DE 197 03 038 A1 offenbart, ein Verfahren zu seiner Herstellung offenbart die DE 40 16 597 A1 . Durch Schneiden und/oder Umformen lassen sich aus dem festen Schaum die flächigen Elemente 26 herstellen. Durch Anfeuchten wird der feste Schaum klebend und lässt sich dadurch an den Holzstäben 22 befestigen. Durch Anfeuchten lassen sich mit dem festen Schaum auch die Holzstäbe 22 in der umlaufenden Nut 24 der Nabe 16 festkleben.
• Das Spielzeugwindrad 20 bildet eine Bremseinrichtung mit drehzahlabhängiger Bremswirkung. Das Spielzeugwindrad 20 kann auch als Luftwiderstandsbremse aufgefasst werden. Die Bremswirkung des Spielzeugwindrads 20 ist bei Stillstand Null und nimmt mit steigender Drehzahl zu. Es ist anzunehmen, dass die Bremswirkung nicht linear mit der Drehzahl ansteigt sondern näherungsweise quadratisch. Durch die Bremswirkung des Spielzeugwindrads 20 und das Spiel der Welle-Nabe-Verbindung 14, 16 wird eine Drehzahlreduzierung des Spielzeugantriebs 10 von einer Drehzahl der Motorwelle 14 des Elektromotors 12 auf eine niedrigerer Drehzahl des Spielzeugwindrads 20 erreicht. Das Spielzeugwindrad 20 weist trotz einer schnell laufenden Motorwelle 14 eine realistisch wirkende, langsame Drehung auf. Die Nabe 16 bzw. das Spielzeugwindrad 20 bildet ein drehend anzutreibendes Element des Spielzeugantriebs 10.
• Die umlaufende Nut 24 ist außermittig in der Nabe 16 angebracht. Ein Gewicht der Flügel 22, 26 des Spielzeugwindrads 20 verursacht dadurch ein Kippmoment auf die Nabe 16, das eine Reibung zwischen Motorwelle 14 und Nabe 16 erhöht und einen Mitnahmeeffekt verbessert.
• Auf einer dem Elektromotor 12 zugewandten Seite der Nabe 16 ist eine Krause 28 auf der Motorwelle 14 angebracht, die eine Axialverschiebbarkeit der Nabe 16 auf der Motorwelle 14 in einer Richtung begrenzt. Eine zweite solche Krause 28 kann auf der anderen Seite der Nabe 16 vorgesehen werden, wenn es notwendig erscheint. Die Krause 28 besteht aus demselben Material (Schaum) wie die Flächenelemente 26.

Claims (4)

1. Drehzahlreduzierender Spielzeugantrieb, mit einem Elektromotor, mit einer Welle-Nabe-Verbindung, die mit dem Elektromotor antreibbar ist, und mit einem drehend anzutreibenden Element, das mit der Welle-Nabe-Verbindung drehend antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Welle (14) der Welle-Nabe-Verbindung (14, 16) Spiel in einer Nabenbohrung (18) einer Nabe (16) der Welle-Nabe-Verbindung (14, 16) aufweist und dass der Spielzeugantrieb (10) eine Bremseinrichtung (20) aufweist, die das anzutreibende Element (20) bremst.
2. Drehzahlreduzierender Spielzeugantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (20) eine drehzahlabhängige Bremswirkung aufweist, wobei die Bremswirkung bei niedriger Drehzahl gering oder Null ist.
3. Drehzahlreduzierender Spielzeugantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (20) eine Luftwiderstandbremse aufweist.
4. Drehzahlreduzierender Spielzeugantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das anzutreibende Element (20) selbst die Bremseinrichtung bildet.