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Die Erfindung betrifft eine Spielzeugautorennbahn
mit wenigstens zwei jeweils eine Führungsnut aufweisenden Fahrspuren
und wenigstens einem spurgebundenen Fahrzeug mit einem in die Führungsnut
eingreifenden Führungselement
und einem an einer Abzweigstelle zum Wechsel der Fahrspur in die
Führungsnut
absenkbaren Spurwechselelement.
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Aus der Druckschrift
EP 0 567 296 A1 ist eine
Spielzeugautorennbahn bekannt, bei der ein als Stift ausgebildetes
Spurwechselelement verwendet wird. Dieser Stift ist durch eine Feder
stets in einer angehobenen Stellung vorgespannt. Zum Spurwechsel
wird der Stift elektromotorisch abgesenkt, sodass er an der nächsten Kreuzungs-
oder Abzweigstelle an einer Anschlagkante der Fahrspur anschlägt und eine
Richtungsänderung
und einen Spurwechsel auslöst.
Nach dem Spurwechsel wird der Motor wieder abgeschaltet, sodass
der Stift unter Wirkung einer Feder wieder in die Ausgangslage bewegt
wird. Nachteilig ist dabei, dass der Absenkmechanismus relativ aufwändig ist
und einen separaten Elektromotor mit einem Kitzel und einer Zahnstange
erfordert. Zudem muss der Bediener darauf achten, dass er den Spurwechselmechanismus
so lange betätigt,
bis das Fahrzeug die Kreuzungs- oder Abzweigstelle vollständig überfahren
hat.
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Der Erfindung liegt daher das Problem
zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und den Spurwechsel
eines Fahrzeuges einer Spielzeugautorennbahn zu vereinfachen.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei
einer Spielzeugautorennbahn der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen,
dass das Spurwechselelement in einer erhöhten Stellung von einem ansteuerbaren
Verriegelungselement gehalten wird und zum Wechsel der Fahrspur
unter der Wirkung eines sich dabei entladenden Energiespeichers
absenkbar und hinter der Abzweigstelle beim Überfahren eines erhöhten Abschnitts
der Führungsnut
unter Aufladung des Energiespeichers wieder in die erhöhte Stellung
bewegbar ist und vom Verriegelungselement verriegelt wird.
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Die derart aufgebaute Spielzeugautorennbahn
weist den Vorteil auf, dass für
einen Spurwechsel lediglich das Verriegelungselement entriegelt werden
muss, woraufhin sowohl der Wechsel der Fahrspur als auch die sich
daran anschließende
Bewegung des Spurwechselelements in die erhöhte Stellung automatisch ablaufen.
Es genügt
also, dass ein Bedienelement, beispielsweise ein Taster oder ein
Schalter, von einem Bediener kurz gedrückt wird, ohne dass dieser
darauf achten muss, ob das Fahrzeug die Abzweigstelle bereits passiert
hat, damit der Schalter wieder losgelassen werden kann. Aus diesem
Grund kann der Mechanismus zum Spurwechsel wesentlich einfacher
aufgebaut sein, denn es genügt,
ein ansteuerbares Verriegelungselement vorzusehen, das mit dem Spurwechselelement
zusammenwirkt. Für
das Wiedereinrasten nach einem Spurwechsel sind fahrzeugseitig überhaupt
keine besonderen Vorkehrungen erforderlich, da das Spurwechselelement
automatisch beim Überfahren
eines erhöhten
Abschnitts der Fahrspur wieder in die erhöhte Stellung, und damit in
seine Ausgangslage gebracht wird. Wenn sich das Spurwechselelement
wieder in der erhöhten
Stellung befindet, greift das Verriegelungselement ein und fixiert
das Spurwechselelement in dieser Lage.
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Zweckmäßig wird der Energiespeicher
als Feder ausgebildet, die bei verriegeltem Spurwechselelement gespannt
ist, nach dem Entriegeln zumindest teilweise entspannt wird und
beim Überfahren des
erhöhten
Abschnitts der Fahrspur wieder automatisch gespannt wird. Die Feder
stellt die Bewegungsenergie zur Verfügung, die zum Absenken des Spurwechselelements
in die Führungsnut
erforderlich ist. Die durch die Absenkbewegung aufgewendete Energie
wird der Feder hinter der Abzweigstelle beim Überfahren des erhöhten Abschnitts
wieder zugeführt.
Indem das Spurwechselelement entlang des erhöhten Abschnitts geführt wird,
wird die Feder wieder gespannt, bis das Spurwechselelement seine höchste Stellung
erreicht hat.
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Es hat sich als besonders günstig herausgestellt,
wenn das Spurwechselelement im Wesentlichen linear in Richtung der
Führungsnut
absenkbar und/oder um einen fahrzeugfesten Punkt drehbar ist. Gemäß einer
ersten Ausgestaltung der Erfin dung ist vorgesehen, dass das Spurwechselelement
eine reine Absenkbewegung zur Führungsnut
hin durchführt. Entsprechend
kann eine Spiraldruckfeder als Energiespeicher verwendet werden.
Gemäß einer
zweiten, ebenfalls besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
kann vorgesehen sein, dass das Spurwechselelement eine Drehbewegung
ausführt.
Bei dieser Variante ist das Spurwechselelement gelenkig mit dem
Fahrzeug verbunden, wobei der Befestigungspunkt gleichzeitig als
Drehpunkt dient. In diesem Fall empfiehlt es sich, eine Torsionsfeder
als Energiespeicher vorzusehen. Es kann auch vorgesehen sein, dass
die Bewegung des Spurwechselelements eine Kombination aus einer
linearen und einer rotatorischen Bewegungskomponente ist.
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Mit besonderem Vorteil ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass das Spurwechselelement einstöckig mit dem Führungselement
verbunden ist. Die Funktion des Führungselements und des Spurwechselelements
werden dabei von einem einzigen Bauteil übernommen, was wiederum Vorteile
hinsichtlich der Fertigung mit sich bringt. Dieses Bauteil hält das Fahrzeug
mit seinem Führungselement
ständig
in der Fahrspur, gleichzeitig kann das Führungselement, bzw. dasjenige
Teil des Führungselements, das
die Funktion des Spurwechselelements übernimmt, abgesenkt werden,
um einen Spurwechsel an einer Abzweigstelle zu bewirken. Das Spurwechselelement
und das Führungselement
können
plattenförmig
ausgebildet sein, dadurch wird eine besonders gute Seitenführung des
Fahrzeuges erzielt. Alternativ kann diese Funktion von einem Stift übernommen werden.
Ein besonderes vorteilhafter und zuverlässiger Mechanismus kann daher
ein einteiliges Spurwechsel-Führungselement
mit einem Stift vorsehen.
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Eine besonders leichte und zuverlässige Handhabung
wird erzielt, wenn bei der erfindungsgemäßen Spielzeugautorennbahn das
Verriegelungselement durch die Gabe eines Impulses an einem Bediengerät ansteuerbar
ist. Dazu kann an dem Bediengerät
ein Taster vorgesehen sein, der nur kurz gedrückt werden muss, woraufhin
der gesamte Spurwechselvorgang automatisch abläuft.
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Die Ansteuerung des Verriegelungselements kann
elektromagnetisch erfolgen, wobei ein Elektromagnet zur Verriegelung
des Spurwechselelements in der er höhten Stellung vorgesehen ist.
Alternativ kann das Lösen
bzw. Ausrasten des Verriegelungselements auch durch eine Drehmomentverlagerung des
Motors erfolgen.
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Eine zuverlässige Verriegelung wird erzielt, wenn
das Verriegelungselement in eine Ausnehmung des Spurwechselelements
eingreift und zum Entriegeln horizontal und/oder vertikal verschiebbar ist.
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Eine besonders sichere Funktion der
erfindungsgemäßen Spielzeugautorennbahn
ergibt sich, wenn der erhöhte
Abschnitt der Fahrspur als in Fahrtrichtung ansteigende Rampe ausgebildet
ist. Anstelle einer Rampe kann der erhöhte Abschnitt auch aus einer
Anzahl von treppenartig hintereinander angeordneten Absätzen bestehen.
In der einfachsten Form kann der erhöhte Abschnitt auch als Rippe
oder Stufe ausgebildet sein, die innerhalb der Führungsnut der Fahrspur angeordnet
ist, bevorzugt wird jedoch die Verwendung einer Rampe.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung ist vorgesehen, dass hinter der ansteigenden Rampe
eine gleichartig ausgebildete abfallende Rampe angeordnet ist. Eine
derart aufgebaute Fahrspur weist den Vorteil auf, dass sie in beiden
Richtungen befahrbar ist. Bei einer Spielzeugautorennbahn mit zwei
parallelen Fahrspuren kann eine schräg dazu verlaufende Verbindungsspur
mit Rampen vorgesehen sein, die einen Spurwechsel von der ersten Spur
auf die zweite Spur und zusätzlich
in Gegenrichtung von der zweiten Spur auf die erste Spur zulässt.
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Die Erfindung wird im Folgenden durch
die Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele
anhand der Zeichnungen näher
erläutert.
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Die Zeichnungen sind schematische
Darstellungen und zeigen:
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1 Ein
Fahrbahnsegment einer erfindungsgemäßen Spielzeugautorennbahn mit
Abzweigstellen in einer perspektivischen Ansicht,
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2 einen
Ausschnitt des Fahrbahnsegments von 1 im
Bereich einer Abzweigstelle in einem vergrößerten Maßstab,
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3 ein
Fahrzeug einer erfindungsgemäßen Spielzeugautorennbahn,
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4 eine
Seitenansicht eines plattenförmigen
Spurwechselelements des Fahrzeugs von 3 in
erhöhter
Stellung,
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5 das
Spurwechselelement von 4 in abgesenkter
Stellung,
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6 ein
zweites Ausführungsbeispiel
mit einem als Stift ausgebildeten Spurwechselelement, und
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7 das
Spurwechselelement von 6 in abgesenkter
Stellung.
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Das in 1 dargestellte
Fahrbahnsegment 1 ist plattenförmig ausgebildet und weist
zwei parallel verlaufende Fahrspuren mit Führungsnuten 2, 3 auf. Neben
dem in 1 dargestellten
Fahrbahnsegment 1 mit geradlinig verlaufenden Fahrspuren
werden auch Fahrbahnsegmente mit kurvenförmig verlaufenden Fahrspuren
verwendet, sodass daraus eine Spielzeugautorennbahn mit einem praktisch
beliebig wählbaren
Verlauf zusammengebaut werden kann. Dazu weisen die einzelnen Fahrbahnsegmente
an beiden Stirnseiten in 1 nicht
dargestellte Verbindungselemente auf. Die Führungsnuten 2, 3 dienen zur
Aufnahme von Führungselementen
von Spielzeugfahrzeugen. Innerhalb der Führungsnuten bzw. in der Nähe der Führungsnuten
können
Stromschienen angeordnet sein, die zur Stromversorgung des Spielzeugfahrzeugs
dienen. Dazu ist jedes Fahrzeug mit Stromabnehmern versehen, die
als Schleifkontakte ausgebildet sind und mit einem elektrischen
Antriebsmotor verbunden sind.
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Wie in 1 weiter
zu erkennen ist, umfasst das Fahrbahnsegment 1 Wechselspuren 4, 5,
die unter einem Winkel zu den Fahrspuren 2, 3 verlaufen und
diese an Abzweigstellen 6, 7 schneiden. Fährt beispielsweise
ein Fahrzeug auf der Fahrspur 2 in der durch den Pfeil
gekennzeichneten Richtung, so kann beim Errei chen der Abzweigstelle 6 ein
Spurwechsel des Fahrzeugs auf die Wechselspur 4 ausgelöst werden.
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Der Aufbau der Abzweigstelle 6 ist
in 2 dargestellt, die
einen Ausschnitt des Fahrbahnsegments 1 im Bereich der
Abzweigstelle 6 in einem vergrößerten Maßstab zeigt. An der Stirnseite
des Fahrbahnsegments 1 ist die Tiefe der Nut 2 anhand
der Vorderkante 8 zu erkennen. Im weiteren Verlauf der Führungsnut 2 ist
im Bereich des Nutgrundes 9 eine zur Führungsnut 2 diagonal
verlaufende Stufe 10 ausgebildet, deren vordere, senkrechte
Kante eine Fortsetzung der Seitenkante der Wechselspur 4 mit verringerter
Höhe ist.
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Wenn ein Fahrzeug der Spielzeugautorennbahn
die Führungsnut 2 in
Pfeilrichtung befährt,
so kann zum Wechsel der Fahrspur an der Abzweigstelle 6 ein
Spurwechselelement des Fahrzeugs abgesenkt werden, das gegen die
Stufe 10 der Führungsnut 2 stößt. Das
Spurwechselelement kann dieses Hindernis nicht überfahren, es wird daher in
seiner Bewegung seitlich abgelenkt und bewegt sich entlang der Kante
der Stufe 10 und das Fahrzeug dreht in Richtung der Wechselspur 4.
Die Tiefe der Wechselspur 4 entspricht der Kantenlänge der
Vorderkante 8, sodass das Fahrzeug entlang der Wechselspur 4 wie
in einer normalen Fahrspur weiterfährt.
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Ein Fahrzeug 11 der Spielzeugautorennbahn ist
in 3 dargestellt. Dieser
Spielzeugrennwagen 11 weist einen Elektromotor 12 als
Antrieb auf. Die Stromversorgung erfolgt über federbelastete Stromabnehmer 13,
die mit entsprechenden Leitern des Fahrbahnsegments 1 zusammenwirken.
Bei dem in 3 dargestellten
Rennwagen 11 ist das Führungselement
einstückig
mit dem Spurwechselelement ausgebildet, das heißt beide Funktionen werden
von einem einzigen Bauteil übernommen,
das im Folgenden als Spurwechselelement 14 bezeichnet wird. Dieses
ist vor der Vorderachse angeordnet und weist ein in eine Führungnut
einsetzbares Führungsblatt 15 auf,
dessen Unterkante unterhalb der Verbindungslinie des Vorderrads
mit dem Hinterrad verläuft. Beim
Betrieb ist das Führungsblatt 15 daher
in der Führungsnut
versenkt.
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4 zeigt
das Spurwechselelement 14 des in 3 dargestellten Fahrzeugs 11 in
der erhöhten Stellung.
In dieser Position befindet sich das Spurwechselelement 14 beim
normalen Fahrbetrieb, wobei das Führungsblatt 15 in
die Führungsnut
des Fahrbahnsegments eingreift und das Fahrzeug 11 in der
Spur hält.
Das Spurwechselelement 14 wird in dieser Lage durch das
Verriegelungselement 16 fixiert, das an seinem Ende stiftartig
ausgebildet ist und in einer entsprechenden Ausnehmung 19 des oberen
Teils des Spurwechselelements 14 eingreift. Auf diese Weise
wird das Spurwechselelement 14 formschlüssig gehalten. Das Verriegelungselement 16 ist
an einem in 4 nicht
dargestellten, fahrzeugfesten Bauteil befestigt. Das Spurwechselelement 14 ist
an einem Lagerpunkt 17 gelenkig mit dem Rahmen des Fahrzeugs 11 verbunden.
Eine Feder 18 stützt
sich einerseits an einem fahrzeugfesten Bauteil und andererseits
am Spurwechselelement 14 ab. Wie in 4 zu erkennen ist, ist die Feder 18 als Schraubendruckfeder
ausgebildet, genauso gut kann jedoch auch eine Torsionsfeder verwendet
werden. Die Feder 18 ist in 4 in
gespannter Lage gezeigt.
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Um einen Spurwechsel des Fahrzeugs 11 vorzunehmen,
löst der
Bediener einen Impuls an einem Handgerät aus, indem er einen Taster
drückt. Dieses
elektrische Signal wird beispielsweise an einen Elektromagneten
weitergeleitet, durch den das Verriegelungselement 16 angesteuert
werden kann. Durch die Wirkung des Elektromagneten wird das Verriegelungselement 16 angehoben.
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Dieser Zustand ist in 5 dargestellt. Durch das
Anheben des Verriegelungselements 16 rastet dieses aus
der Ausnehmung 19 aus, sodass das Spurwechselelement 14 unter
der Wirkung der in der Feder 18 gespeicherten Energie und
aufgrund der unsymmetrischen Lagerung eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn
um den Befestigungspunkt 17 ausführt. Dadurch wird der Eckbereich 20 des
Spurwechselelements 14 weiterabgesenkt, wobei die Drehbewegung
so lange fortgesetzt wird, bis der Eckbereich 20 an dem
Nutgrund 24 der Führungsnut
anliegt. Die Feder 18 ist in dieser abgesenkten Stellung
etwas entspannt. In diesem Zustand stößt das Spurwechselelement 14 mit
seinem Eckbereich 20 in der zuvor beschriebenen Weise gegen
die Stufe 10 der Führungsnut 2 und
veranlasst das Fahrzeug 11 zu einem Spurwechsel in die
Wechselspur 4.
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Hinter der Abzweigstelle weist die
Wechselspur 4 einen erhöhten
Abschnitt auf, der in 5 schematisch
als Rampe 21 dargestellt ist. Ausgehend vom Boden der Wechselspur 4 weist
die Rampe 21 einen ersten, ansteigenden Abschnitt 22 sowie einen
sich daran unmittelbar anschließenden,
abfallenden Abschnitt 23 auf. Überfährt nun das Spurwechselelement 14 den
rampenartigen Abschnitt 22, so wird der Eckbereich 20 des
Spurwechselelements 14 angehoben, sodass das Spurwechselelement 14 eine
Drehbewegung in entgegengesetzter Richtung, also entgegen dem Uhrzeigersinn
ausführt.
Die Feder 18 wird dabei wieder komprimiert und gespannt. Das
Verriegelungselement 16, das zum Lösen der Verriegelung für einen
kurzen Moment angehoben wurde, wurde nach der Betätigung sofort
wieder in seine Ausgangslage bewegt. Im letzten Abschnitt der Drehbewegung,
das heißt
wenn die Oberkante des Spurwechselelements 14 wieder annähernd eine waagerechte
Lage angenommen hat, rastet das Verriegelungselement 16 selbsttätig in die
Ausnehmung 19 ein, sodass das Spurwechselelement 14 wieder
in der erhöhten
Stellung verriegelt ist. Die Höhe
der Rampe 21 ist dabei so gewählt, dass das Verriegelungselement 16 einrastet,
wenn der Eckbereich 20 sich an dem höchsten Punkt der Rampe 21 befindet. An
den ansteigenden Abschnitt 22 der Rampe 21 schließt sich
der abfallende Abschnitt 23 an, der ein Befahren der Wechselspur 4 in
der Gegenrichtung ermöglicht
und auch bei dieser Fahrtrichtung das Spurwechselelement 14 verriegelt.
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Ein zweites Ausführungsbeispiel des Spurwechselelements
ist in 6 gezeigt. Das
Spurwechselelement ist im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel
als Stift 25 ausgebildet, der in der erhöhten Position
von einem Verriegelungselement 26 gehalten wird. Das Verriegelungselement 26 ist horizontal
beweglich und greift in eine Ausnehmung 27 im oberen Teil
des Stiftes 25 ein. Eine Schraubendruckfeder 28 stützt sich
einerseits an einem fahrzeugfesten Widerlager 29 und andererseits
an einem Bund 30 des Stiftes 25 ab. Das Widerlager 29 weist eine Öffnung zur
Durchführung
des Stiftes 25 auf und dient damit gleichzeitig als Führung. In
der in 6 dargestellten
Lage ist die Feder 28 komprimiert. Durch eine horizontale
Verschiebung des Verriegelungselements 26 vom Stift 25 weg
wird die Ver riegelung aufgehoben und der Stift 25 wird
durch die Wirkung der in der Feder 28 gespeicherten Energie
abgesenkt.
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Dieser Zustand ist in 7 dargestellt. Der Stift 25 hat
in dieser Position keinen Kontakt zum Verriegelungselement 26.
Die Feder 28 ist im Vergleich zur vorherigen erhöhten Position
etwas entspannt, sie kann aber dennoch eine gewisse Restvorspannung
besitzen, sodass die Spitze 31 des Stifts 25 immer
in Kontakt mit dem Nutgrund 24 bleibt.