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Spielzeug, insbesondere Fahr- oder Flugspielzeug, mit einem durch
einen Schwungradmotor treibbaren Laufwerk Es ist bekannt, das Laufwerk von Spielfahrzeugen,
beispielsweise von Spielzweirädern, durch einen Schwungradmo,tor anzutreiben und
dessen Schwungrad zugleich als Stabilisator zu benutzen. Der Schwung wird dem Schwungrad
in der Regel durch ein von Hand zu bedienendes Getriebe, wie Kurbeltrieb, Schnurrolle,
Drallspind.el, Ratschen-werk od. dgl., bei meist abgeschaltetem Laufwerk erteilt.
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Vom Kinde, das seine Hauptfreude an der Bewegung des Spielfahrzeuges
hat, wird die Art der ihm zugewiesenen Ingangsetzungsarbeit des Schwungrades als
störend empfunden. Zu bemängeln ist auch, daß mit den bekannten Handgetrieben selbst
bei Zwischenschaltung eines Übersetzungsgetriebes dem Schwungrad eine nur mäßige
Umlaufgeschwindigkeit gegeben werden kann.
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Erfindungsgemäße Spielzeuge besitzen diese Mängel nicht. Ihr das Laufwerk
des Spielfahrzeuges treibender Schwungradmotor wird durch die Kraft eines Elektromotors
in Gang gesetzt. Dadurch kann die Wucht des Schwungrades, die im Quadrat von dessen
Winkelgeschwindigkeit wächst, vergleichsweise ganz beträchtlich gesteigert werden.
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Bekanntlich benutzen elektromotorisch oder durch eine Brennkraftmaschine
zu betreibende Verkehrsfahrzeuge, wie Omnibusse od. dgl., bereits die über einen
Schwungmassenkreisel gespeicherte kinetische Energie für einen zeitweiligen Betrieb
ihres Laufwerkes. Das Ingangsetzen oder »Aufladen« solcher Kreisel geschieht vorzugsweise
während Stillstandszeiten des dafür abgeschalteten bzw, entkuppelten Laufwerkes
über einen Elektromotor bzw. über die Brennkraftmaschine, die in das Fahrzeug eingebaut
sind.
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Die Erfindung beschreitet einen neuen Weg, indem der das Laufwerk
des Spielzeuges treibende Schwungradmotor mit einem ortsfesten Elektromotor kuppelbar
ist.
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Für gewisse Spielzeuge, beispielsweise einspurige Fahrspielzeuge oder
Flugspielzeuge, ist die Aufgabe, für ihr Laufwerk einen elektromotorisch angetriebenen
Schwungradmotor zu verwenden, wegen beengter Raum- und Gewichtsverhältnisse schwierig
zu lösen. Der Vorschlag. den Schwungradmotor solcher Laufwerke durch einen mit dem
Schwungradmotor kuppelbaren ortsfesten Elektromotor in Gang zu setzen, erbringt
unter anderem den Fortschritt, daß eine zusätzliche Belastung des Spielfahrzeuges
mit dem Gewicht des Elektromotors vermieden ist, und daneben hat er den Vorteil,
für die Anordnung des Schwungradmotors am Spielfahrzeug bzw. Spielflugzeug räumlich
günstigere Einbauverhältnisse zu bieten.
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Sind Schwungradmotor und Elektromotor miteinander gekuppelt, so soll
der Schwungradmotor gegenüber dem Laufwerk ausgeschaltet sein. Diese Wechselschaltung
ist erfindungsgemäß dadurch bewerkstelligt, daß die Laufwelle des Schwungradmotors
die Schalt- bzw. Kupplungselemente besitzt und mit oder ohne dem Schwungrad axial
verschiebbar ist.
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Die Kupplungselemente für den Elektromotor sind vorzugsweise unter
Federkraft oder Magnetismus wirksame Reibungskupplungen mit Selbstzentrierung, die
unter jeder Drehstellung ihrer Kupplungsteile miteinander kuppelbar sind. Ihr Betätigungsmechanismus
kann so gestaltet sein,, daß durch ihn eine den Elektromotor steuernde Kontaktvorrichtung
entsprechend den Kupplungsvorgängen gleichzeitig beeinflußt wird.
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Die Laufwelle des Schwungradmotors ist vorzugsweise lotrecht zur Fahrbahn
des Fahrzeuges vorgesehen, damit dessen Fahrtrichtungsänderungen nicht durch die
bei schneller Kreiselbewegung des Schwungrades vorhandene Richtungssteifigkeit seiner
Laufwelle gehemmt werden.
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Andererseits dient die Richtungssteifigkeit der Laufwelle dazu, die
Nachbildung eines einspurigen und üblicherweise bei labiler Unterstützung benutzten
Fahrzeuges, wie Zweirades, Mopeds, Motorrades oder Motorrollers erfindungsgemäß
in unstabiler Lage auf der Fahrbahn zu halten. Das ist noch dadurch erleichtert,
daß der Systemschwerpunkt des Spielfahrzeuges infolge Anordnung des Schwungrades
etwa in Höhe der Laufräderachsen zur Fahrbahn hin verlagert ist. Vorzugsweise ist
dabei vorgesehen, daß das Spielfahrzeug - wie gebräuchlich - in einer in sich
geschlossenen
Bahn, insbesondere in einer Kreisbahn, sich fortbewegt.
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Damit die unstabile Lage des Spielfahrzeuges von Anbeginn seiner Fortbewegung
vorhanden ist und somit die Schwungradwelle von vornherein gegenüber einer vertikalen
eine zum Innern der Fahrbahn hin geneigte Lage einnimmt, ist erfindungsgemäß die
Achse des dem Elektromotor zugeordneten, ortsfest gelagerten Kupplungsteils der
Laufwelle gleichermaßen geneigt unter der Fahrbahn angeordnet.
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Die kreisförmige Fahrbahn für die Laufräder ist erfindungsgemäß ein
nach außen stufenförmig erhöhter Teil der inneren Mantelfläche eines mit seiner
kleineren Basis aufruhenden Hohlkegelstumpfes. Arn nach außen stufenförmig erhöhten
Fahrbahnteil wird das Spielfahrzeug in eine Kreisbahn gelenkt und zum anderen daran
gehindert, daß es durch die bei geschwinder Fortbewegung an ihm wirksamen Zentrifugalkräfte
nach außen getragen wird. Weil die Fahrbahn nach innen in die abwärts geneigte Mantelfläche
des Hohlkegelstumpfes übergeht, befährt das Spielfahrzeug diese abwärts führende
Bahn, sobald an ihm seine Schwerkraft über die verminderte Zentrifugalkraft überwiegt.
Danach kommt es auf der die Basis des Hohlkegelstumpfes stützenden Horizontalfläche
zur Ruhe.
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Ein weiteres Erfindungsmerkmal ist, daß der Schwungradmotor des Spielfahrzeuges
durch einen Elektromotor angetrieben sein kann, der den Schwungradmotor von mindestens
noch einem gleichartigen Spielfahrzeug über ein Zwischengetriebe mit ortsfestem
Kupplungsteil zugleich antreibt. Mit einem derartigen Spielzeug können den sportlichen
Veranstaltungen ähnliche Wettrennen zwischen mehreren Attrappen gefahren werden,
deren Sieger beispielsweise das am längsten auf der Fahrbahn bleibende Spielfahrzeug
ist.
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Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Die Fig. 1 bis 5 stellen ein erfindungsgemäßes Fahrspielzeug und die
Fig. 6 bis 9 ein solches Flugspielzeug dar. Es zeigt Fig.l die zum Teil geschnittene
Attrappe eines Motorrollers mit an der Fahrbahn ortsfestem Antriebselektromotor,
Fig. 2 die Draufsicht auf den nach Linie II-II geschnittenen Motorroller von Fig.
1, Fig. 3 das Schnittbild von Fig. 1, entsprechend der Schnittlinie III-III, Fig.
4 die Draufsicht auf eine besondere Fahrbahnausführung, Fig.5 das Schnittbild der
Fahrbahn von Fig.4 nach deren Schnittlinie V-V, Fig.6 die Seitenansicht einer zum
Teil geschnittenen Attrappe eines Flugzeuges mit am Rollfeld ortsfestem Antriebselektromotor,
Fig. 7 die Draufsicht auf das teilweise geschnittene Spielflugzeug von Fig. 6, Fig.8
die Vorderansicht des gleichen Spielflugzeuges, Fig.9 das Schnittbild zur Schnittlinie
IX-IX von Fig. 7.
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Der Spielmotorroller 1 der Fig. 1 besitzt das über die Vorderradgabel
2 schwenkbare Vorderrad 3 und das von einem noch zu beschreibenden Laufwerk angetriebene
Hinterrad 4. Zwischen den Rädern ist unterhalb von deren Achsen das Schwungrad 5
angeordnet. Es ist auf dem Kugelring 6 gelagert, dessen untere Lagerschale an dem
das Schwungrad in einer Schleife 7' umfassenden Tragbügel 7 und dessen obere Lagerschale
am Schwungrad befestigt ist. Innerhalb des Kugelringes sind beide Kugelschalen gegeneinander
drehbar durch eine am Schwungrad bzw. der oberen Lagerschale befestigte Buchse verbunden.
Das Schwungrad ist gegenüber der durch es längs verschiebbar in der Buchse hindurchgeführten
Laufwelle 8 undrehbar. Die Laufwelle endet unten in dem Kupplungsteil 9, der als
ein geschlitzter olivenförmiger Steckkopf gestaltet ist. Unter der Öffnung 10 in
der Fahrbahn 11 befindet sich der auf den ortsfesten Lagerzapfen 12 drehbar aufgesetzte
andere Kupplungsteil 13. In seine Bohrung 13' ist der Steckkopf 9 mit Federspannung
einschiebbar. Der gezahnte Außenmantel 13" steht im Eingriff mit dem von der Welle
des Elektromotors 14 treibbaren Kronenrad 15. Der Elektromotor ist an der Unterseite
der Fahrbahn befestigt.
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Oberhalb des Schwungrades besitzt die Laufwelle die Schnecke 16, der
das Schneckenrad 17 zugeordnet ist. Die Welle 18 des Schneckenrades ist - wie Fig.
2 zeigt - am Laufwerksgestell 19 gelagert und trägt das Rad 20, welches über das
Zwischenrad 21 seine Umdrehungen mit anderem Drehsinn auf das Treibrad 22 vom Hinterrad
4 überträgt. Das Zwischenrad 21 ist in den zum Rade 20 konzentrischen Gestellschlitzen
23 lose gelagert.
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Der Tragbügel 7 rastet mit dem Stegteil 7" auf der Druckfeder 24,
deren unteres Ende sich auf dem am Rollergehäuse 25 befestigten Führungsbock 26
für die Tragbügelschenkel abstützt. Die Tragbügelschenkel besitzen oben Lappenansätze
27, deren in die Schlitze 28 des Laufwerkgestelles eingreifende Abwinkelungen eine
weitere Führung für den Tragbügel bedeuten und die ferner je einen Anschlag 29 aufweisen.
Auf diesen Anschlägen liegt der Hebel 30 auf, dessen Schwenkbetätigung durch
den Griffbügel 31 vor dein Soziussitz geschieht. In den Stegteil 7" ist die Stellschraube
32 geschraubt, welche der Laufwelle als oberes Spurlager dient.
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Der Spielmotorroller wird folgendermaßen zum Fahren gebracht: Es wird
der Griffbügel 31 niedergedrückt, worauf der Hebel 31 den Tragbügel 7 mitsamt
der Laufwelle 8 und dem Schwungrad 5 nach unten verschiebt. Hierbei kommt die Schnecke
außer Eingriff vom Schneckenrad 17, was dadurch erleichtert ist, daß das Schneckenrad
eine rückläufige Drehung auszuführen vermag, indem es das Rad 20 über das Zwischenrad
21 - wegen seiner losen Lagerung in den Gestellschlitzen 23 - vorn Treibrad 22 und
Hinterrad 4 abscbaltet. Danach schiebt sich der Kupplungsteil 9 durch die Öffnung
10 in der Fahrbahn 11 hindurch in den ortsfesten arideren Kupplungsteil 13 ein,
und die Unterseite der Schleife 7' des Tragbügels betätigt den Kontaktschalter 33
(Fig. 3), worauf der Elektromotor bei abgeschaltetem Laufwerk des Spielmotorrollers
zu arbeiten beginnt und in sehr kurzer Zeit dem Schwungrad einen solchen Schwung
gegeben hat, daß die vom Schwungrad gespeicherte Arbeitsenergie den Spielmotorroller
verhältnismäßig lange zu betreiben vermag. Wird zu diesem Zwecke nun der Griff 31
wieder freigegeben, so folgt der Tragbügel dein Druck der Feder 24, wodurch der
freigegebene Kontaktschalter 33 den Elektromotor stromlos macht, die Kupplungsteile
9, 13 sich lösen, die Schnecke 16 zum Eingriff mit dem Schneckenrad 17 gelangt,
das Zwischenrad 21 sich selbsttätig wieder einschaltet und das Hinterrad vorwärts
zu laufen beginnt.
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Wie Fig. 4 und 5 zeigen, kann die Fahrbahn 11 kreisförmig und ein
Teil der Innenfläche 34 eines mit
seiner kleineren Basis 35 auf
einer Horizontalfläche ruhenden Hohlkegelstumpfes sein, der aus anein.anderfügbaren
Sektorenteilen 26 bestehen kann. Die Fahrbahnen 11 des Hohlkegelstumpfes sind nach
außen bei 11' stufenförmig erhöht. Die Erhöhungen dienen der Bereifung der Laufräder
vom Spielmotorroller als Führung und Stütze.
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Die in Fig. 5 strichpunktiert gezeichnete Drehachse vom Kupplungsteil
13 hat eine zum Innern des Fahrbahnkreises geneigte Lage, wodurch erreicht ist,
daß auch die ebenfalls strichpunktiert gezeichnete Laufwellendrehachse 8' bereits
vor dem Einkuppeln in die gleiche Lage gebracht werden kann, bei der der Spielmotorroller
eine unstabile Lage hat.
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Nach dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4 und 5 besitzt der Elektromotor
14 das aus dem Kronenrad 37, dem Lagerzapfen 38 und dem Hülsenkörper 39 bestehende
Zwischengetriebe. Der Hülsenkörper besitzt unten ein mit dem Kronenrad 37 im Eingriff
stehendes Zahnrad 39' und oben den Kupplungsteil 40, der dein bereits beschriebenen
Kupplungsteil 13 gleicht, nur daß ihm der gezahnte Außenmantel 13' fehlt. Das von
der gleichen Elektromotor«-elle wie das Getriebe 15, 13, aber auf der anderen Seite
des Elektromotors angetriebene Zwischengetriebe bewirkt, daß von nur einem Elektromotor
die Schwungradmotore zweier Spielmotorroller im gleichen Drehsinn zugleich in Gang
gesetzt «-erden können.
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An dem mit den Fig.6 bis 9 dargestellten Spielflugzeug ist in dem
an dem Flugzeuggehäuse 41 befestigten Laufwerkgestell 42 unten das Schwungrad 43
mit seinem Nabenteil43' auf dein am Gestell befestigten Kugellager 44 gelagert.
Die Laufwelle 45 ist durch den Nabentei143' verschiebbar, jedoch ihm gegenüber umdrehbar
nach außen geführt, und endet in dem kegligen Kupplungsteil 46. Über dem Schwungrad
besitzt die Laufwelle die Schnecke 47. Zwischen ihr und der Schnecke befindet sich
die spiralig gewundene Druckfeder 48. Oben endet die Laufwelle in dem Spurlager
49' vom Schaltknopf 49, der aus dem Flugzeuggehäuse herausragt. Der Schnecke 47
ist das Schneckenrad 50 zugeordnet, dessen sich nach beiden Seiten erstreckende
Welle 51 in den in die Flugzeugtragflügel eingebauten Getriebegestellen 52 gelagert
ist (Fig. 7). Über je ein Kegelradpaar 53 sind die die Propeller tragenden Wellen
54 durch die Schneckenradwelle 51 treibbar.
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Wie insbesondere Fig. 8 und 6 zeigen, kämmt das Antriebsritzel 60
von dem an der Unterseite des Rollfeldes 61 befestigten Elektromotor 14 mit dein
Kronenrad 62, auf dessen Wellenstumpf 63 der aus ferromagnetischem Stoff gefertigte
ortsfeste Kupplungsteil 64 längs verschiebbar, jedoch gegenüber dem Wellenstumpf
63 undrehbar gelagert ist. Zwischen Kupplungsteil 64 und Kronenrad 62 ist die Druckfeder
65 eingeschaltet. Der Kupplungsteil 64 ist von einer am Rollfeld befestigten Drahtspule
66 umschlossen. Über den vom Kupplungsteil 64 getragenen Schleifring 67 und das
ihm zugeordnete Bürstenpaar 68 wird bei einem Niedergang des Kupplungsteiles 64
die Drahtspule in den Stromkreis des Elektromotors geschaltet und dieser angelassen.