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Selbstfahrendes, an Hindernissen umkehrendes Spielfahrzeug Man unterscheidet
bei selbstfahrenden Spielfahrzeugen zwischen ferngesteuerten oder programmgesteuerten
Fahrzeugen einerseits und solchen Fahrzeugen, die beim Anstoßen an ein Hindernis
eine Richtungsumkehr erleiden. Die Erfindung betrifft ein Spielfahrzeug der letzteren
Gattung.
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Es sind bereits Spielfahrzeuge bekannt, welche beim Anstoßen an einem
Hindernis ihre Fahrtrichtung ändern. Diese bekannten Spielfahrzeuge können sich
aber stets nur auf einer Geraden bewegen und sind daher nicht imstande, ein Hindernis
zu umfahren.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Spielfahrzeug zu
schaffen, welches beim frontalen Anstoßen an ein Hindernis seine Richtung ändert
und bei mehr oder weniger tangentialem Anstoßen bei einem solchen Hindernis diesem
ausweicht.
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Die Erfindung geht aus von einem Spielfahrzeug, welches aus einem
Gehäuse, einem Paar unabhängig voneinander in dem einen oder anderen Sinn drehbarer,
dieses Gehäuse tragender Räder, einem Triebwerk, Antriebsübertragung zwischen dem
Triebwerk und den Rädern sowie aus Umsteuermechanismen besteht, welche durch mindestens
zwei außen an dem Gehäuse angebrachte Fühlerelemente betätigt werden.
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Kennzeichnend für die Erfindung ist es, daß die Umsteuermechanismen
mit den Antriebskupplungen derart gekuppelt sind, daß beim Anstoßen eines Fühlers
an einem Hindernis ein Rad umgesteuert wird, und daß beim Anstoßen beider Fühler
an einem Hinclernis beide Räder umgesteuert werden.
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Das erfindungsgemäße Spielfahrzeug ist sehr unterlialtlich. Wenn der
Antrieb läuft, bewegt es sich in gerader Linie, bis es an einem Hindernis anstößt;
es ändert dann seine Richtung. Treten beim Anstoßen an dem Hindernis beide Fühler
in Kontakt mit diesem, so fährt das Spielfahrzeug rückwärts. Kommt dagegen nur ein
Fühler in Kontakt mit einem Hindernis, so führt das Spielzeug eine Drehung aus und
weicht dem Hindernis tangential aus.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist jedem der Räder ein innerer
und ein zu diesem konzentrischer äußerer Zahnkranz zugeordnet. Die Antriebsübertragung
umfaßt dabei ein Ritzel, welches wahlweise mit dem einen oder anderen dieser Zahnkränze
im Eingriff steht; bei Eingriff des Ritzes in den äußeren Zahnkranz dreht sich das
Rad im Vorwärtssinn, beim Eingriff in den inneren Zahnkranz im Rückwärtssinn.
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Zweckmäßig werden die Ritzel bei unbehinderter Fahrt durch elastische
Mittel im Eingriff mit den äußeren Zahnkränzen gehalten, so daß sich das Spielfahrzeug
in gerader Richtung vorwärts bewegt.
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Um die Ritzel einmal mit den inneren und einmal mit den äußeren Zahnkränzen
in Eingriff bringen zu können, befestigt man sie auf schwenkbaren Achsen.
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Die Antriebswelle des Triebwerks ist etwa über hardangelenkkupplungen
mit den schwenkbaren Antriebsachsen der Ritzel verbunden. Die Fühler sind symmetrisch
zu den Laufrädern angeordnet und verlaufen zweckmäßig nahezu über den gesamten Umfang
des Gehäuses.
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Die Fühler können elastisch und starr sein. Vorzugsweise sind starre
und elastische Fühler vorgesehen.
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In den Figuren stellen dar: Fig. 1 die Obersicht des Spielfahrzeugs,
Fig. 2 eine Frontansicht des Spielfahrzeugs, Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie
3-3 der Fig. 2, Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 einen
Querschnitt nach Linie 5-5 der Fig. 3, Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Antriebs,
Fig. 7 einen Querschnitt nach Linie 7-7 der Fig. 3, Fig. 8 einen Querschnitt nach
Linie 8-8 der Fig. 5, Fig. 9 einen Querschnitt nach Linie 9-9 der Fig. 5. Fig. 10
einen Querschnitt nach Linie 10-10 der Fig. 3, Fig. 11 eine Ansicht von rückwärts
eines Teiles des Gehäuses.
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In den Figuren bedeutet 12 eine Haube, die einer Wanze od. dgl. nachgebildet
ist; die Haube hat im wesentlichen .ovale Grundform und wird von einer ovalen Grundplatte
14 getragen, die durch Schrauben 16 an der Haube abnehmbar befestigt ist. Auf der
Grundplatte 14 ist ein Abteil 20 für zwei Trockenbatterien 21 befestigt. Außerdem
sind zwei Paare von
Lagerböcken 22, 23 und 24, 25 auf der Grundplatte
an ,gegenüberliegenden Stellen des Trockenbatteriegehäuses befestigt. Achsen 26
und 28 sind in je zwei der Lagerböcke 22, 23 bzw. 24,25 gelagert, und an den Achsen
26 und 28 sind Räder 30 bzw. 32 befestigt.
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In die Grundplatte 14 sind zwei längliche Nuten 33 und 34 eingeschnitten,
durch welche die unteren Teile der Räder 30 bzw. 32 hindurchragen. Wie man in Fig.
8 besser erkennt, ist jedes dieser Räder innerhalb des Laufringes mit zwei konzentrischen
Zahnkränzen ausgerüstet, deren äußere mit den Bezugsziffern 30 a und 32a und deren
innere mit den Bezugsziffern 30b und 32b bezeichnet sind.
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Ein Spielfahrzeug-Elektromotor 36 ist an der Vorderwand des Trockenbatteriegehäuses
20 (Fig. 4) angebracht, und auf seiner Welle 37 ist ein Ritzel 38 befestigt.
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Wie aus Fig. 5 und 6 klar hervorgeht, sind auf der Grundplatte 14
Winkelhebel 40 und 42 angelenkt, die um vertikale Bolzen 41 bzw. 43 mit Verschlußmuffen
41a geschwenkt werden können. Auf den Winkelliebeln 40 und 42 sind Lagerblöcke 44
bzw. 45 befestigt, in denen Wellen 48 bzw. 50 gelagert sind. Am anderen Ende dieser
Wellen sind Ritzel 52 und 54 be@-festigt, die wahlweise mit einem der Zahnkränze
der Räder in Eingriff treten können, wie im folgenden beschrieben wird. Die anderen
Enden dieser Wellen sind gegabelt, wie bei 55 angedeutet, so daß sie mit entsprechenden
Gabelenden 57 einer Welle 60 in Wechselwirkung treten können. Durch diese Anordnung
ist eine Universalgelenkkupplung zwischen der Welle 60 und den Wellen 48 und 50
hergestellt, so daß eine Winkelveränderung der Wellen 48 und 50 gegenüber der Welle
60 möglich ist. Über beiden Kupplungen sitzen locker Muffen 51, die deren Zusammenhalt
gewährleisten und dennoch Winkelveränderungen zulassen.
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Die Welle 60 ist in zwei Lagerböcken 62, die auf die Grundplatte 14
im Abstand voneinander montiert sind, gelagert. Ein Zahnrad 63 ist auf dieser Welle
befestigt und steht im Eingriff mit dem Motorritzel 38.
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Jeder der nach vorn gerichteten Arme der Winkelhebel 40 und 42 trägt
einen vertikalen Stift 64. Auf der Grundplatte 14 ist ein Paar von Drehbolzen 66
und 67 außerhalb der Reichweite dieser Arme befestigt. Ein Paar starrer Fühler 68
und 70, deren Form aus Fig. 5 und 6 hervorgeht, sind an den Drehbolzen 66 bzw. 67
schwenkbar angelenkt. Diese Fühler haben im Innern der Haube gabelförmige Enden
mit den Gabelästen 68 a und 68 b, 70 a und 70 b. In den Gabelästen
68b und 70b sind Schlitze 68e und 70 e vorgesehen, in denen die Stifte 64 eine Schwenkverbindung
zwischen den Winkelhebeln 40, 42 und den Fühlern herstellen. Die Gabeläste 68a und
70a tragen vertikale Zapfen 68d bzw. 70d an ihren Enden, auf deren
jedem eine Muffe 71 sitzt. Auf den Drehbolzen 66, 67 sitzen Muffen 69 mit Schlitzen
in ihren oberen Stirnflächen, wie bei 68 c angedeutet. Die Enden der starren Fühler
68 und 70 außerhalb der Haube verlaufen außerhalb dieser Haube in einer Kurve und
enden in einer Einbuchtung oder einer Aussparung auf gegenüberliegenden Seiten des
Gehäuses. Wie man am besten in Fig. 4 und 5 erkennt, überkreuzen sich die Fühler,
verlaufen in entgegengesetzten Richtungen und stehen nach vorn und seitlich über
die Haube hinaus. Die Fühler haben nach unten stehende Flansche 68 e bzw. 70 e.
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Auf der Grundplatte 14 ist zwischen den Winkelhebeln 40 und 42 ein
Stift 74 befestigt, an dem zwei Spiralfedern 75 und 76 angehängt sind, deren andere
Enden ihrerseits an den Stiften 64 angehängt sind. Die Federn ziehen die Winkelhebel
normalerweise nach innen in die Stellungen der Fig.4, in der die nach. vorn verlaufenden
Arme der Winkelhebel parallel zueinander liegen. Dementsprechend werden die starren
Fühler 68 und 70 außerhalb des Gehäuses von diesem weggezogen. Anschläge 77, 78
und 79 auf der Grundplatte 14 engen den Betätigungsbereich der Winkelhebel so ein,
daß die Ritze152 und 54 wahlweise mit dem inneren oder dem äußeren Zahnkranz eines
jeden Rades in sauberen Eingriff kommen.
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Beide Fühler 68 und 70 tragen federnde Hilfsfühler 80 bzw. 82. Diese
betätigen bei Zusammenstoß mit einem Hindernis die entsprechenden starren Fühler.
Beide Hilfsfühler haben die gleiche Form und Wirkung, und nur einer wird im folgenden
beschrieben. Der Fühler 80 z. B. hat eine Form, die im wesentlichen aus Fig. 5 hervorgeht;
er umfaßt einen äußeren Teil 80b, der in einer weiten Kurve um die eine Seite der
Haube 12 von vorn nach hinten verläuft; sein Ende tritt durch eine Öffnung 80a in
das Gehäuse ein und ist dort lose gehaltert. Der Teil 80 setzt sich durch eine Öffnung
in der Vorderwand des Gehäuses innerhalb desselben fort und verläuft im wesentlichen
parallel zu dem starren Fühler 68 nach rückwärts zwischen dem Anschlag 68 f und
der Muffe 69 hindurch. Der Teil 80 ist um den Stift 68 d gebogen und an diesem durch
die Muffe 71 befestigt; er verläuft dann weiter nach vorn im wesentlichen wieder
parallel zu dem Fühler 68 durch eine Nut 68 c und dann wieder aus dem Gehäuse hinaus
nach oben, wie Fig. 2 und 5 zeigen. Auf dem Ende des Fühlers 80 c ist ein Knopf
80d od. dgl. befestigt. Die Hilfsfühler 80 und 82 kreuzen einander vor dem Eintritt
in die Haube.
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In dem Gehäuse 20 sind zwei Trockenbatterien 21 enthalten. Diese Trockenbatterien
können durch eine rechteckige Öffnung 86 in den Boden des Gehäuses eingeführt werden.
Wie Fig. 7 zeigt, ist an der Grundplatte 14 eine Verschlußplatte 87 abnehmbar befestigt.
Die Verschlußplatte umfaßt einen Metallfederkontakt 88, der mit den negativen Klemmen
der Trockenbatterien im Eingriff steht. In dem oberen Teil des Batteriegehäuses
sind zwei rechteckige Öffnungen 89, 90 vorgesehen, durch welche die positiven Klemmen
der Trockenelemente herausragen. Ein Paar Federkontaktarme 91 und 92 sind am einen
Ende des Batteriegehäuses 20 auf diesem befestigt. Die kehlleistenförmigen Enden
dieser Federkontaktarme liegen in Flucht mit den positiven Klemmen und machen mit
diesen nur dann Kontakt, wenn ein Schalter betätigt wird. Die Elektrodenarme sind
durch elektrische Leitungen 93, 94 mit dem Motor 36 verbunden.
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Die Abdeckung des Batteriegehäuses 20 trägt zwei vertikale Lagerplatten
95, deren eine ein Loch 96, deren andere einen hufeisenförmigen Schlitz 97 besitzt,
Außerdem sind auf dieser Abdeckung zwischen den Lagerplatten 95 zwei Führungsstützen
mit Ausschnitten 98 befestigt. Das Schalterbetätigungsgliee 100 umfaßt einen Arm
101, der in Kurvenform der Abdeckung entlang verläuft und einen Querstift 102 trägt;
dieser Querstift 102 wird von dem Hufeisenschlitz 97 und der Bohrung 96 in den Lagerplatten
95 aufgenommen.
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Ein Kreuzbalken 103 mit Auflagern 104 ist auf dem Arm 101 befestigt-und
so ausgebildet, daß er die Enden der Federelektrodenarme 91 und 92 betätigen kann,
Der Arm 101 besitzt eine rückwärtige Verlängerung 105, die durch eine Schlitzöffnung
106 in der Rückwand der Haube aus dieser austritt. Die Schlitzöffnung
106
umfaßt eine Kerbe 107, die so ausgebildet ist, daß sie den Arm 101 aufnehmen kann.
Wenn der Arm 101 nach unten gedrückt und seitlich verschoben wird, so daß er in
der ausgekerbten Öffnung 107 versperrt ist, so drückt der Kreuzbalken auf die Federkontaktarme
91 und 92, so daß diese mit den Klemmen der Trockenelemente in Kontakt treten; dadurch
wird ein Stromkreis geschlossen, und der Motor 36 beginnt zu laufen. Wenn der Arm
101 seitlich verschoben wird, so daß er aus der Kerbe 107 treten kann, so pressen
die Federkontaktarme den Arm 101 nach oben; der Kontakt mit den Klemmen der Trokkenelemente
wird unterbrochen, und der Motor bleibt stehen.
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Eine antriebslose Auflagerrolle 108 ist an der unteren Seite der Grundplatte
14 aufgehängt, so daß eine Dreipunktlagerung des Spielfahrzeuges gegeben ist.
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Im folgenden wird nun die Betriebsweise des Spielfahrzeuges beschrieben.
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Das Spielfahrzeug wird auf die Fläche, auf der es sich bewegen soll,
gestallt, und der Schalter 100 wird in der Kerbe 107 eingehakt; dadurch wird der
Stromkreis des Elektromotors 36 geschlossen, und die Motorwelle 37 und das daran
angebrachte Ritzel 38 beginnen das Zahnrad 63 zu drehen. In der Ansicht der Fig.
5, 6 und 10 bewegen sich die Welle 37 und das Ritze138 im Gegenzeigersinn und versetzen
das Zahnrad 63 und die Welle 60 in eine Drehung im Uhrzeigersinn. Die 'Grellen 48
und 50 mit den Ritzeln 52 und 54 drehen sich beide im Uhrzeigersinn.
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Im normalen Geradeausbetrieb sind die Ritze152 und 54 im Eingriff
mit den äußeren, Zahnkränzen 30a und 32 a der Räder 30 und 32, wie Fig. 4 zeigt,
und die Räder drehen sich im Uhrzeigersinn und treiben das Spielfahrzeug in gerader
Vorwärtsrichtung an. Wenn irgendein Teil irgendeines Fühlers, entweder der starren
Fühler 68 und 70 oder der Hilfsfühler 80 und 82 mit einem Hindernis zusammenstößt
oder in Berührung tritt, dann dreht der Antrieb eines der Räder 30 oder 32 in entgegengesetzter
Richtung, während das andere Rad nach wie vor in der alten Umlaufsrichtung gedreht
wird; infolgedessen wendet sich das Spielfahrzeug von dem Hindernis ab und setzt
seine Bewegung in einer anderen Richtung fort, in der es verharrt, bis es mit einem
anderen Hindernis zusammenstößt, worauf sich der gleiche Vorgang wiederholt. Wenn
z. B. der starre Fühler 70 oder sein Hilfsfühler 82 oder der mit diesem Hilfsfühler
82 zusammenhängende Ausleger auf ein Hindernis stößt, wird der Arm 70, wie in Fig.
5 gezeigt, nach innen bewegt, indem er sich um den Drehbolzen 67 schwenkt. Diese
Schwenkbewegung zwingt den Winkelhebel 42 zu einer Drehung um den Bolzen 43, so
daß das Ritzel 54 auf der Welle 50 aus dem Eingriff mit dem äußeren Zahnkranz 32a
tritt und in Eingriff mit dem inneren Zahnkranz 32 b kommt, so daß sich das Rad
32 in entgegengesetzter Richtung dreht wie das Rad 30, d. h. im Gegenzeigersinn.
Da das Rad 30 sich weiterhin im Vorwärts- oder Uhrzeigersinn dreht und das Rad 32
sich in entgegengesetztem, d. h. Gegenzeigersinn dreht, wird das Spielfahrzeug gewendet,
und zwar in der Ansicht der Fig. 5 nach links, so daß es das Hindernis umgeht und
seine Bewegung in einer neuen Bewegungsrichtung so lange fortsetzt, bis es mit einem
anderen Hindernis zusammenstößt und wiederum eine neue Richtungsänderung eintritt.
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Wenn sich das Spielfahrzeug vorwärts bewegt und entweder der andere
starre Fühler 68 oder der Hilfsfühler 80 oder sein Ausleger auf ein Hindernis stößt,
wird der starre Fühler 68 um den Drehbolzen 66 geschwenkt. In der Folge dreht sich
der Winkelhebel 40 um den Bolzen 41, löst das Ritzel 52 von dem Eingriff in den
äußeren Zahnkranz 30a und bringt es in Eingriff mit dem inneren Zahnkranz 30 b,
so daß das Rad 30 sich in entgegengesetzter Richtung bewegt. Wenn sich das Rad 32
im Vorwärtssinn und das Rad 30 im Rückwärtssinn drehen, so wendet das Spielfahrzeug
in der Ansicht der Fig. 5 nach rechts.
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Wenn beide Fühler 68 und 70 gleichzeitig auf ein Hindernis stoßen,
etwa wenn das Fahrzeug mit dem Kopf voraus auf ein Hindernis stößt, dann werden
beide Winkelhebel 40 und 42, wie im vorstehenden beschrieben, so verstellt, daß
die Ritze152 und 54 gleichzeitig in die inneren Zahnkränze 30 b bzw. 32 b eingreifen
und die beiden Räder 30 und 32 beide im Rückwärtssinn drehen und das Spielfahrzeug
rückwärts treiben.
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In jedem Fall drücken die Federn 75 und 76 die Fühler und die Winkelhebel
in ihre Anfangsstellungen (Fig.4) zurück, wenn das Spielfahrzeug eine solche Bewegung
ausgeführt hat, daß der Fühler oder Hilfsfühler nicht mehr in Berührung mit einem
Hindernis ist, Es sei darauf hingewiesen, daß es keine toten Zonen, die nicht von
Fühlern oder Hilfsfühlern umgeben sind, gibt, weder vorn noch an der Seite des Spielfahrzeuges.
Das Spielfahrzeug wird also niemals auf ein Hindernis stoßen, ohne daß wenigstens
ein Fühler oder Hilfsfühler das Hindernis berührt und dadurch kein Richtungswechsel
des Spielfahrzeuges eintritt.
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Die Flansche 68e und 70e der Fühler reichen so weit nach unten, daß
sie auch mit einem Hindernis minimaler Höhe in Berührung treten, und die Ausleger
reichen so weit nach oben, daß sie an jedem Hindernis anstoßen, das über dem Boden
liegt und in die Bahn des Spielfahrzeuges hineinreicht.
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Die Ritzel 52 und 54 haben beide 6 Zähne, während die äußeren Zahnkränze
30 a und 32 a j e 72 Zähne, die inneren Zahnkränze 30b und 32b j e 56 Zähne haben.
Infolgedessen dreht sich ein Rad im Rückwärtssinn schneller als ein Rad im Vorwärtssinn.
Dies hat ein rasches Wenden des Spielfahrzeuges von einem angefahrenen Hindernis
weg zur Folge. Der Abstand zwischen den inneren und den äußeren Zahnkränzen der
Räder ist so groß, daß die Ritzel immer nur mit einem Zahnkranz im Eingriff stehen
können.
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Man erkennt, daß sich das erfindungsgemäße Spielfahrzeug so lange
bewegt, als man den M0toT laufen läßt. Wenn das Spielfahrzeug auf ein Hindernis
stößt, wendet es sich von diesem Hindernis ab, und setzt seine Bewegung in einer
anderen Richtung fort und fährt auf diese Weise auf zufälligen Wegen so lange fort,
bis der Stromkreis des Motors unterbrochen wird, oder bis die Trockenbatterien verbraucht
sind. Die Trockenbatterien sind verhältnismäßig billig und können leicht ersetzt
werden.
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Die Erfindung wurde hier mit einem ElektromOtoT-antrieb beschrieben;
es versteht sich jedoch, daß ein Uhrwerkmotor an Stelle eines Ellektromoto-rs verwendet
werden kann, und daß mit einem solchen die gleichen vorstehenden Ergebnisse erzielt
werden.
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Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.