DE1478293B2

DE1478293B2 - Zugmittelantrieb für Bewegungsspielzeuge

Info

Publication number: DE1478293B2
Application number: DE1478293A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 8504 Stein Bross
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-12-15
Filing date: 1962-12-15
Publication date: 1980-02-28
Also published as: DE1478293C3; DE1478297A1; NL133008C; BE627669A; US3229416A; US3229414A; US3229410A; DE1478293A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zahnstange für den Antrieb eines Bewegungsspielzeuges, bei dem ein zum Speichern von Rotationsenergie vorgesehenes Bauteil (Energiespeicher) an seiner Antriebswelle ein Ritzel aufweist und am Lagergehäuse der Antriebswelle gegenüber dem Ritzel Führungsflächen für das Zugmittel vorgesehen sind, die die mit einer Zahnreihe versehene Zahnstange und das Ritzel nach Art eines Zahnrädergetriebes in Wirkungseingriff halten, während die Zahnstange über eine am einen Ende der Zahnstange angeordnete Handhabe durch Zug betätigbar ist.

Die bekannten Antriebe der vorstehend geschilderten Art haben durchwegs eine weitgehend starre Zahnstange, die mit dem Ritzel kämmt (DE-PS 4 33 944; FR-PS 4 67 774). Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Antriebe besteht darin, daß die Länge der Zahnstange aus Funktionsgründen klein gehalten werden muß und daher die in den Energiespeicher einspeicherbare Bewegungsenergie stets relativ gering ist. Entsprechend der geraden Gestalt der Zahnstange muß nämlich auch die Ziehbewegung bei der Betätigung geradlinig erfolgen. Da eine geradlinige Ziehbewegung jedoch von Hand nur unvollkommen durchgeführt werden kann, was sich umso deutlicher bemerkbar macht, je größer die Distanz zwischen der das Spielzeug haltenden Hand und der die Zahnstange aus dem Spielzeug herausziehenden Hand ist, treten stets zwischen den Führungsflächen, der Zahnstange und dem Ritzel Verklemmungen auf, die mitunter so groß werden, daß die Bewegung der Zahnstange ganz blockiert wird. Die die einspeicherbare Energie bestimmenden Faktoren Kraft und Weg werden deshalb bei den bekannten Antrieben durch die auftretenden Reibkräfte und durch die kurze Länge der Zahnstange begrenzt.

Hinzu kommt, daß aufgrund der Notwendigkeit, die Reibwirkung zwischen den Führungsflächen und der Zahnstange klein zu halten, die Führungsflächen relativ lang oder in großem Abstand voneinander gewählt werden müssen. Eine solche Ausbildung der Führungsflächen beeinträchtigt aber das Aussehen eines einem Original, z. B. einem Flugzeug, nachgebildeten Bewegungsspielzeuges erheblich. Insgesamt ist daher der Spielanreiz von Bewegungsspielzeugen, die mit den bekannten Antrieben der vorstehend geschilderten Art versehen sind, relativ gering.

Es sind auch bereits Antriebe, die nicht der eingangs geschilderten Gattung entsprechen, bekanntgeworden. Diese weisen ein Zugmittel in Form eines biegeschlaffen Riemens auf, der während des Abziehvorganges durch eine Druckfeder in Reibkontakt mit einer gekordelten Antriebswelle für den Energiespeicher gehalten wird (US-PS 25 34 538). Zwar ist dieses Zugmittel unempfindlich gegenüber einer von einer Geraden abweichenden Abziehbewegung, jedoch läßt sich damit ebenfalls nur eine relativ geringe Rotationsenergie in den Energiespeicher einspeichern, weil die auf die Antriebswelle übertragbare Umfangskraft durch den zwischen dem Riemen und der Umfangsfläche der gekordelten Antriebswelle vorhandenen Reibungskoeffizienten beschränkt ist. Wird die Zugkraft über diese Umfangskraft hinaus gesteigert, so tritt lediglicji^ein Schlupf zwischen dem Zugmittel und def Antriebswelle auf, ohne daß dadurch das Antriebsmoment gesteigert würde. Durch die Druckfeder wird zwar der Reibschluß zwischen dem Zugmittel und der Antriebswelle erhöht, jedoch entsteht dadurch auch eine zusätzliche Reibung zwischen der Druckfeder und dem Zugmittel, die wiederum durch die Zugkraft überwunden werden muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zahnstange für einen Antrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, die es gestattet, größere Umfangskräfte auf das Ritzel zu übertragen und damit größere Rotationsgeschwindigkeiten des Energiespeichers zu erzielen, um hierdurch den Spielanreiz des Bewegungsspielzeuges zu steigern.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zahnstange als eine Kreisbogenform aufweisende, biegeelastische Kunststoffstange ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist es gelungen, die vorstehend geschilderten Nachteile der bekannten Antriebe überraschend einfach zu vermeiden. Denn infolge ihrer biegeelastischen Gestaltung ist die Kunststoffstange unempfindlich gegenüber Veränderungen der Zugrichtung während des Abziehens. Die tatsächlich in die Zahnstange eingeleitete Zugkraft wirkt somit stets voll als Umfangskraft auf das Ritzel, ohne durch ein Klemmen in den Führungen oder zwischen Ritzel und Führung teilweise oder ganz verbraucht zu werden. Durch die Ausbildung in Kreisbogenform ist es auch möglich, die Zahnstange erheblich länger als bisher auszuführen, da sie auch größeren Abweichungen von einer geradlinigen Bewegung ohne Beeinträchtigung der Kraftübertragung folgen kann. Insgesamt kann daher die dem Kind zur Verfügung stehende Zugkraft praktisch ungemindert als Umfangskraft wirksam und infolge der größeren Länge des Zugmittels auch über einen längeren Weg aufgebracht werden.

Die Biegeelastizität der Kunststoffstange ist so bestimmt, daß die Kunststoffstange bei Betätigung des Antriebs sich aus der Kreisbogenform aufbiegen kann, jedoch anschließend, wenn keine Zugkräfte mehr auf sie

einwirken, ihre Kreisbogenform wieder annimmt. Die Kunststoffstange kann z. B. aus Polyäthylen bestehen.

Infolge der biegeelastischen Eigenschaft der Kunststoffstange ist es möglich, die Führungsflächen in ihrer Länge auf die Eingriffstelle zwischen Zahnstange und Ritzel zu bemessen, ohne daß ein Abkippen und Klemmen des jeweils im Eingriff befindlichen Zahnes der Kunststoffzahnstange auftritt, was bei in der Technik bekannten Zahnriemen möglich wäre. Durch diese Ausgestaltung läßt sich ein Antrieb an Bewegungsspielzeugen verwirklichen, der deren Modelltreue nicht beeinträchtigt.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

F i g. 1 und 2 die Vorder- und (teilweise geschnittene) Rückansicht eines Bewegungsspielzeuges, bei dem der Energiespeicher ein selbständiges Spielzeugteil darstellt und sich bei Betätigung der erfindungsgemäßen Zahnstange von der diese aufnehmenden Handhabe (Griff) abheben kann,

F i g. 3 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zahnstange,

Fig.4 eine Variante des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Spielzeugtyps, und

F i g. 5 ein Bewegungsspielzeug, bei dem das Gehäuse zur Aufnahme der Zahnstange den Spielzeugkörper (Hubschrauber) darstellt und der Energiespeicher als Flugantrieb für den Spielzeugkörper dient.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Bewegungsspielzeug ist der Antrieb in einem als Handhabe (Griff) dienenden Gehäuse 1 angeordnet. Der Antrieb besteht aus einer Kreisbogenform aufweisenden Kunststoffstange als Zahnstange 3, die aus der einen Breitseite mit einer Zahnung 4 versehen ist (Fig.3) und aus einem Ritzel 10, das auf einer Antriebswelle 7 sitzt, die kraftschlüssig mit dem bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. I und 2 als Flügelrad bzw. Propeller ausgebildeten Energiespeicher 5 in Verbindung steht, der an seinem Umfang zur Beschwerung einen Schwungring 6 aufweist. Die Antriebswelle 7 ist in Lagerbohrungen 8 des Gehäuses 1 gelagert. Zur Erleichterung der Montage ist eine Leitwand 9 vorgesehen, vermittels der das Ende der Antriebswelle 7 in einfacher Weise in die untere Lagerbohrung 8 eingeführt werden kann. In der Betriebsstellung der Zahnstange 3 steht deren Zahnung 4 mit dem Ritzel 10 in Eingriff. Damit der Eingriff in jedem Falle gewährleistet ist, sind direkt gegenüber dem Ritzel 10 Führungsflächen 12 vorgesehen, die die Zahnstange 3 mit dem Ritzel 10 in Wirkungseingriff halten und zugleich eine Verschiebung der Zahnstange 3 parallel zur Antriebswelle 7 verhindern. In der Wandung des Gehäuses 1 sind in der Höhe des Ritzels 10 nicht näher bezeichnete Öffnungen vorhanden, durch welche die Zahnstange 3 in der Betriebsstellung bzw. bei Betätigung des Antriebs in das Gehäuse hinein- bzw. aus diesem herausgezogen werden kann. Ober- und unterhalb dieser Öffnungen und demnach auch ober- bzw. unterhalb des Ritzels 10 können noch Montageöff-

nungen 14 in der Wand des Gehäuses 1 vorgesehen sein, durch welche beim Zusammensetzen des Antriebs das eine Ende der Zahnstange 3 hindurchgeführt und wonach von hier aus die Zahnung 4 der Zahnstange 3 in die Zahnung des Ritzels 10 unter Zurückdrücken der federnden Raste 13 eingeschoben wird, die gleichzeitig als Führung für die Zahnstange 3 während des Eingriffes in das Ritzel 10 dienen kann.

An dem einen Ende der Zahnstange 3 ist eine Handhabe 15 vorgesehen, während an dem anderen Ende ein Anschlag 16 vorhanden ist, der nach Abwälzung der Zahnung 4 auf dem Ritzel 10 durch Anschlag an einem ortsfesten Teil des Spielzeuges bzw. an dem Gehäuse 1 eine weitere Zugbewegung hemmt. Die Zahnstange 3 kann auch frei durchziehbar sein, wobei dann der Anschlag 16 fortfällt. Zur Erleichterung der Montage des Antriebs kann, wie F i g. 3 zeigt, zwischen den Enden der Zahnstange und dem Beginn der Zahnung eine zahnfreie Strecke 2 vorgesehen werden.

Wird bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Bewegungsspielzeug der Antrieb betätigt, d. h. also ein solcher Zug auf die Kunststoffstange ausgeübt, daß sich deren Zahnung 4 auf dem Ritzel 10 abwälzt, dann wird über die An-triebswelle 7 der Energiespeicher 5 in Rotation versetzt, so daß sich dieser schließlich zusammen mit der Antriebswelle 7 vofwJem Gehäuse 1 abheben kann und eine Flugbewegung ausführt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 hebt sich der Energiespeicher 5 allein ab, während die Antriebswelle 7 für den Energiespeicher mit dem Gehäuse 1 verbunden bleibt. Zur verdrehungssicheren Lagerung des Energiespeichers 5 auf der Antriebswelle 7 weist diese an ihrem oberen Ende einen mehrkantigen Ansatz 17 auf, der in eine entsprechende Ausnehmung 18 der Nabe des Energiespeichers eingreift.

Das Abheben des Energiespeichers, gleichgültig, ob dieses mit der Antriebswelle 7 verbunden ist oder nicht, erfolgt im allgemeinen in dem Augenblick, in dem die Beschleunigung des Energiespeichers nach dem Abwälzen der Zahnung 4 auf dem Ritzel 10 aufhört. Damit sich bei dem in den F i g. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel das Ritzel 10 nicht bereits vor Abwälzung der Zahnung 4 infolge des auf das Speicherelement 5 wirkenden Auftriebs aus der Zahnung 4 herausschiebt, können Zahnstange 3 und Ritzel 10 mit einer Schrägverzahnung versehen sein, welche bei Betätigung der Zahnstange 3 auf das Ritzel eine dem Auftrieb entgegengerichtete Kraft ausübt.

Bei dem in Fig.5 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Spielzeughubschrauber. Der Antrieb ist hier in dem Spielzeugrumpf 19 untergebracht. Die Zahnstange 3 kann durch eine auf der Unterseite des Spielzeugrumpfes 19 vorgesehene schlitzartige öffnung 11 mit seiner Zahnung 4 in die des Ritzels 10 eingeschoben werden. In diesem Falle ist an dem einen Ende der Zahnstange 3 kein Anschlag vorgesehen, da sie nach Betätigung des Antriebs aus dem Spielzeugrumpf 19 ganz herausgezogen werden soll, damit dieser infolge des durch den Energiespeicher 5 erzeugten Auftriebs aufsteigen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

IT I U Patentansprüche:

1. Zahnstange für den Antrieb eines Bewegungsspielzeuges, bei dem ein zum Speichern von Rotationsenergie vorgesehenes Bauteil (Energiespeicher) an seiner Antriebswelle ein Ritzel aufweist und am Lagergehäuse der Antriebswelle gegenüber dem Ritzel Führungsflächen vorgesehen sind, die die mit einer Zahnreihe versehene Zahnstange und das Ritzel nach Art eines Stirnrädergetriebes in Wirkungseingriff halten, während die Zahnstange über eine am einen Ende der Zahnstange angeordnete Handhabe durch Zug betätigbar ist, dadurch ge ke η η ze ic h η e t,. daß die Zahnstange (3) als eine Kreisbogenform aufweisende, biegeelastische Kunststoffstange ausgebildet ist.

2. Zahnstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnung (4) der Kunststoffstange auf der der Kreismitte zugekehrten Stangenseite angeordnet ist.

3. Zahnstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Handhabe (15) gegenüberliegenden Ende der Zahnstange (3) ein Anschlag (16) zur Begrenzung der Zugbewegung vorgesehen ist.

4. Zahnstange nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Enden des Zugmittels (3) und der Zahnung (4) eine zahnfreie Sts ecke (2) vorhanden ist.

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