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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein ferngesteuertes Spielzeugfahrzeug und, insbesondere, ein ferngesteuertes Spielzeugmotorrad mit einer Vorderradlenkeranordnung und einem Hinterrad-Antriebsmechanismus, wodurch das Motorrad besonders für ein Fahren in unebenem Gelände geeignet ist.
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Hintergrund
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Ferngesteuerte Fahrzeuge, und insbesondere ferngesteuerte Spielzeugmotorräder, sind wohlbekannt. Typischerweise umfaßt ein ferngesteuertes Motorrad einen Rahmen, der längs einer Längsachse durch ein Vorderrad und ein Hinterrad abgestützt ist, und bei dem das Vorderrad ein nachlaufendes Rad mit einer festen Nachlaufachse ist. Ein Aspekt der Erfindung betrifft die Steuerung von ferngesteuerten Motorrädern dieses Typs.
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Die
US 4 342 175 A beschreibt ein Spielzeugmotorrad, bei dem ein verlagerbarer Schwerpunkt verwendet wird, um das Motorrad zur linken oder zur rechten Seite zu kippen. Das Vorderrad ”schwenkt” oder dreht sich dann in die Richtung, in die sich das Motorrad lehnt, wodurch es sich in diese Richtung wendet.
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Einen in gewisser Weise ähnlichen Steuermechanismus zeigt die
US 5 368 516 A .
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Die Anordnung, die zur Beeinflussung der Gewichtsverlagerung verwendet wurde, um die Kurvenfahrt zu beginnen, ist jedoch etwas anders, wodurch ein besseres Ansprechen für die Kurvenfahrt möglich ist.
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Diese Patente offenbaren daher ein Verfahren zum Steuern, bei dem durch Bewegen der Batterien und des Motors etc., um den Schwerpunkt des Motorrades zu verlagern, eine Gewichtsverlagerung nach rechts oder nach links eingesetzt wird. Durch die Verlagerung des Schwerpunkts dreht sich das Motorrad in die Richtung der Verlagerung. Kehrt das verlagerte Gewicht wieder zur Mittellinie zurück, d. h. zur Längsachse des Motorrades, bringt die Krafteinwirkung des Vorderrades auf die Nachlaufachse das Vorderrad dazu, in eine auf einer Linie ausgerichtete Stellung zurückzu”schwenken”, d. h. es befindet sich mit der Längsachse des Motorrades auf einer Linie.
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Eine Ausführungsform eines Spielzeugmotorrads, die ebenfalls die Gewichtsverlagerung zur Lenkung einsetzt, ist in der Patentanmeldung
GB 2 087 740 A offenbart. Wie dort in den
5 und
6 gezeigt, verlagt sich bei der Lenkbewegung der Schwerpunkt des Fahrzeugs quer zur Verbindungslinie der Auflagepunkte von Vorder- und Hinterrad. Wie bei den vorgenannten Patenten ist das Vorderrad frei beweglich, um durch die Krafteinwirkung auf die Nachlaufachse eine der Schwerpunktverlagerung entsprechende Schwenkbewegung auszuführen. Ferner erlaubt die Vorderradaufhängung ein in
4 gezeigtes Zurückfedern des Vorderrads im Wesentlichen entlang der Längsachse des Spielzeugmotorrads, um die Krafteinwirkung eines Aufpralls des Vorderrads abzumildern.
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Das Gebrauchsmuster
DE 83 26 773 U1 offenbart ein Spielzeugmotorrad, dessen Vordergabel
46 starr mit einer Schwenkachse
48 verbunden ist. Die Schwenkachse
48 ist in einem Lager
50 schwenkbar verankert. Das Lager
50 ist auf der Längsachse des Fahrzeugs befestigt, ohne die Möglichkeit einer Schwerpunktverlagerung. Eine Lenksteuerung ist für diese Vorderradaufhängung nicht vorgesehen. Vielmehr wirkt die Schwerkraft in der Weise auf das Vorderrad, dass eine gerade Fahrt beibehalten wird. Angetrieben wird das Spielzeugmotorad durch den Schwung des Hinterrads, das Teil eines Aufziehmechanismus ist.
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Ein Hauptnachteil der ”Schwerpunktverlagerungs”-Steuermechanismen dieses Typs besteht darin, daß sie generell einen relativ großen Wenderadius benötigen, um das Vorderrad um die Nachlaufachse zu bewegen. Ferner muß es bei Motorrädern, die diesen Steuermechanismus verwenden, dem Vorderrad notwendigerweise möglich sein, als Reaktion auf die Gewichtsverlagerungen im restlichen Teil des Motorrades in jede Richtung zu schwenken. Das heißt, das Vorderrad muß sich immer in jeder Richtung frei drehen können, um eine Kurvenfahrt zu beginnen, es besteht aber über diese Drehung des nachlaufenden Rades keine Kontrolle. Wenn z. B. das Vorderrad des Fahrzeugs auf seinem Weg auf einen Buckel trifft oder sich im unebenen Gelände bewegt, wird das nachlaufende Rad durch Drehen des Vorderrades in die Richtung des geringsten Widerstandes reagieren.
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Nach jüngere ferngesteuerte Motorräder verwenden zum Kurvenfahren des Fahrzeugs ein Prinzip, das ”Gegensteuern” genannt wird. So offenbart z. B. die
US 5 709 583 A ein ferngesteuertes Motorrad, das das Prinzip des Gegensteuerns zur Kurvenfahrt verwendet. Im einzelnen offenbart dieses Patent ein Motorrad, das eine servobetriebene Federkraft zum Drehen des Vorderrades um seine Lenkachse entweder nach rechts oder nach links verwendet. Wenn ferner die aufgebrachte Federkraft ursprünglich das Vorderrad nach links dreht, wird sich das Zweirad dann nach rechts, in die entgegengesetzte Richtung, neigen oder es wird fallen. Diese Neigung initiiert eine Kurve nach rechts, weil das Gewicht des nach rechts lehnenden Zweirades anfänglich das Vorderrad dazu zwingt, sich gerade zu richten, d. h. sich in die Kurve zu drehen, da die Schwerkraft des Motorrades die aufgebrachte Federkraft überwindet. Das Vorderrad dreht sich weiter, bis es nach rechts gewendet ist und fährt dadurch eine Kurve nach rechts. Die Federkraft bleibt während der ganzen Kurve auf das Vorderrad aufgebracht, und das Motorrad fährt nach Zurücknahme der Federkraft wieder geradeaus, wobei sich Vorderrad und Längsachse des Motorrades auf einer Linie befinden.
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Die
US 5 820 439 A beschreibt ein weiteres Motorrad, bei dem ebenfalls das Prinzip des Gegensteuerns verwendet ist. Anstelle eines Servo-/Federsystemns verwendet dieses Motorrad einen Motor und eine Kupplung für die Ausübung der Gegensteuerkraft. Dieses Motorrad umfaßt ferner ein gyroskopisches Schwungrad, das zwischen den zwei Rädern angebracht und betriebsfähig mit der Kupplung verbunden ist, wodurch, die Stabilität des Motorrades bei niedrigen Geschwindigkeiten unterstützt und ein Flattern des Vorderrades im rauhen Gelände verringert wird.
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Während diese zwei jüngeren ferngesteuerten Fahrzeuge eine Verbesserung gegenüber den Motorrädern gemäß dem Stand der Technik anzugeben scheinen, bei denen eine Schwerpunktsverlagerungssteuerung verwendet wurde, glauben die Anmelder, daß es immer noch Raum für weitere Verbesserungen gibt. Im einzelnen haben sich diese Fahrzeuge nicht als geeignet für Fahrten im hoplrigen Gelände erwiesen. Darüber hinaus ist die Wendefähigkeit etwas beschränkt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Stabilität eines ferngesteuerten Spielzeugfahrzeuges und insbesondere eines ferngesteuerten Spielzeugmotorrades, zu verbessern.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Kompatibilität eines ferngesteuerten Motorrades für ein Fahren abseits der Straße in einer großen Vielzahl unterschiedlicher Geländearten zu steigern.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Vielseitigkeit der Lenkung eines ferngesteuerten Motorrades zu verbessern.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung löst die oben angegebenen Aufgaben für ein durch Räder getragenes Spielzeugfahrzeug, beispielsweise ein ferngesteuertes Spielzeugmotorrad, indem eine Vierlenkeranordnung zur Verbindung des Vorderrades mit dem Rahmen des Motorrades verwendet wird. Die Vierlenkeranordnung projiziert einen Nachlaufbogen vor das Vorderrad, so daß sich das Vorderrad wie ein herkömmliches nachlaufendes Rad verhält. Das heißt, das Vorderrad hat die Tendenz, sich selbst wieder mit der Fahrtrichtung auszurichten, nachdem es durch eine Unebenheit in der Oberfläche, über die das Spielzeugfahrzeug fährt, abgelenkt wurde. In Kombination mit dem Gegensteuerprinzip verbessert die Vierlenkeranordnung wesentlich die Stabilität, so daß das Fahrzeug abseits der Straße in einer großen Vielzahl von holperigen Geländearten verwendet werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das radgestützte Spielzeugfahrzeug einen Rahmen auf, wobei das vordere und das hintere Ende längs der Längsachse des Spielzeugfahrzeugs ausgerichtet sind. Das Vorderrad und das Hinterrad sind betriebsfähig mit dem vorderen und dem hinteren Ende des Rahmens verbunden und stützen diese ab. Auf dem Rahmen ist ein Antrieb angeordnet und zur Vorwärtsbewegung des Spielzeugfahrzeugs treibend mit dem Hinterrad gekoppelt. Vorteilhafterweise treibt der Antrieb das Hinterrad über eine Antriebskette oder mehrere ineinandergreifende Zahnräder an. Die Vierlenkeranordnung verbindet das Vorderrad mit dem vorderen Ende des Rahmens, um eine Schwenkbewegung des Vorderrades um den Nachlaufbogen zu ermöglichen. Wie oben angegeben, ist die Vierlenkeranordnung derart konfiguriert, daß der Nachlaufbogen vor die Vierlenkeranordnung und bevorzugt vor das Vorderrad projiziert wird. Der Rahmen trägt einen Lenkantrieb, der Lenkbefehle erzeugt, um die Kurvenfahrten während des Betriebs des Spielzeugfahrzeugs zu intitiieren und aufrechtzuerhalten. Die Lenkbefehle vom Lenkantrieb werden betriebsfähig der Vierlenkeranordnung zugeführt, um die Lenkbefehle, bevorzugt über einen Koppler, zum Vorderrad zu übertragen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Koppler ein Verbindungsglied mit einem ersten und einem zweiten Ende. Das erste Ende des Verbindungsgliedes ist schwenkbar mit einem ganz vorn gelegenen Glied der Vierlenkeranordnung verbunden, um die Lenkbefehle vom Lenkantrieb zum Vorderrad zu übertragen, wodurch das Vorderrad um die Nachlaufachse gedreht und eine Kurvenfahrt initiiert wird.
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Die Vierlenkeranordnung umfaßt rechte und linke Abstandsglieder, die auf gegenüberliegenden Seiten der Längsachse angeordnet sind. Die rückwärtigen Enden der Abbstandsglieder sind schwenkbar mit dem vorderen Ende des Rahmens verbunden und die vorderen Enden der Abstandsglieder sind schwenkbar mit einem Vorderrad-Gabelkoppler verbunden, die einen Teil der Stützstruktur für das Vorderrad bildet. Bevorzugt umfaßt der Vorderradkoppler obere und untere Kopplungsglieder. Somit wird die Vierlenkeranordnung durch die Abstandsglieder, den vorderen Endrahmen des Rahmens und den Vorderrad-Gabelkoppler definiert. Durch diesen Aufbau wird der Nachlaufeffekt des Vorderrades erzeugt.
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Der Nachlaufeffekt, den das Vorderrad erfährt, ergibt sich, weil die rückwärtigen Enden der Abstandsglieder weiter von der Längsachse des Spielzeugfahrzeugs entfernt sind als die vorderen Enden der Abstandsglied. Ein Nachlaufbogen als solcher wird vor das Vorderrad projiziert und dieses verhält sich wie ein nachlaufendes Rad. Aufgrund der Konfiguration der Vierlenkeranordnung wird eher ein Nachlaufbogen als eine Nachlaufachse herkömmlicher nachlaufender Räder erzeugt. Mit anderen Worten, die Nachlaufachse der Vierlenkeranordnung ist längs eines Bogens bewegbar. Wegen der Tendenz eines nachlaufenden Rades, sich selbst wieder in Fahrtrichtung auszurichten, sind nachlaufende Räder für Radfahrzeuge von Nutzen, die sich in unebenem Gelände bewegen, in dem die Räder auf unerwünschte Weise aus ihrer Ausrichtung in Fahrtrichtung abgelenkt werden können. Durch die Verwendung einer Vierlenkeranordnung befindet sich der Nachlaufbogen bei der Erfindung deutlich vor dem Vorderrad. Um bei einer herkömmlichen Nachlaufachse das gleiche Ausmaß an vorderem Abstand zu erzielen, müßten am Vorderrad Strukturveränderungen vorgenommen werden, was zu einem wenig attraktiven Aussehen führen und wesentlich von der Konfiguration eines Motorrades normaler Größe abweichen würde. Demgemäß erzielt die Vierlenkeranordnung der vorliegenden Erfindung einen Nachlaufeffekt des Vorderrades nach vorne, wobei gleichzeitig auch das Aussehen und der generelle Aufbau eines Motorrades normaler Größe aufrechterhalten wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung hat der Lenkantrieb einen Steuerservo und eine Lenkstange, die mit der Koppelverbindung über eine lineare Schraubenfeder verbunden ist. Alternativ dazu kann der Lenkantrieb zur Erzeugung der Lenkbefehle für das Verbindungsglied auch einen Motor/Kupplungs-Mechanismus aufweisen. Wenn das Spielzeugfahrzeug eine gerade Bahn fährt, richten sich die Lenkstange, die Schraubenfeder und das Verbindungsglied mit der Längsachse aus. In der Kurve sind die Lenkstange, die Schraubenfeder und das Verbindungsglied nicht mehr mit der Längsachse ausgerichtet.
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Zum Beginn und zur Aufrechterhaltung einer Kurvenfahrt, beispielsweise nach rechts, bezogen auf die Vorwärtsrichtung, dreht der Servorlenkung die Lenkstange bezüglich der Längsachse nach rechts. Die Lenkstange verlängert die Feder und das Verbindungsglied wird ebenfalls nach rechts geschwenkt. Infolgedessen schwenkt das Verbindungsglied das Vorderrad um den Nachlaufbogen. Aufgrund des von der Vierlenkeranordnung erzeugten Nachlaufeffekts schwenkt ein wesentlicher Teil des Vorderreifens von der Längsachse nach rechts, wobei nur der vordere Teil des Vorderrades nahe an der Längsachse bleibt. Infolgedessen schwenkt das Vorderrad anfangs das Vorderrad so, als wäre das Spielzeugfahrzeug gemäß dem Gegensteuerprinzip nach links zu bewegen. Die Gegensteuerung verursacht eine Schwerpunktverlagerung nach rechts, so daß sich das Spielzeugfahrzeug, bezogen auf die senkrechte Achse, nach rechts neigt. Durch die sich ergebende Neigung dreht das Spielzeugfahrzeug von der geraden Bahn nach rechts ab. Wenn jedoch die Kurvenfahrt begonnen wurde, zwingt der Nachlaufeffekt der Vierlenkeranordnung das Rad dazu, sich zur entgegengesetzten Seite der Längsachse zu bewegen und sich selbst in Fahrtrichtung auszurichten. Mit anderen Worten, ein wesentlicher Teil des Vorderreifens befindet sich nun links von der Längsachse, wobei der vordere Teil des Vorderrades nahe an der Längsachse bleibt und das Rad nach rechts gelenkt wird. Zur Rückkehr des Spielzeugfahrzeuges auf eine gerade Bahn längs, seiner Längsachse, richtet der Steuerservo die Lenkstange wieder mit der Längsachse aus und der Nachlaufeffekt richtet das Vorderrad ebenfalls wieder mit der Längsachse aus, so daß das Spielzeugfahrzeug eine gerade Bahn fährt, die mit der Längsachse zusammenfällt.
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Der Lenkantrieb wird bevorzugt durch Funksignale gesteuert, die von einem Fernsteuerung-Funksignalsender ausgestrahlt und vom Motorrad empfangen werden. Die Erfindung sieht weiterhin vor, die auf das Verbindungsglied aufgebrachte Drehkraft zu variieren, um eine Kurvenfahrt zu initiieren und aufrechtzuerhalten. Diese Proportionalsteuerung gibt für die Kurvenfahrten des Fahrzeugs verschiedene Schärfe- oder Krümmungsgrade an, wodurch die Vielseitigkeit bei Kurvenfahrten erhöht wird.
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Der Antrieb spricht ferner auf Funksignale an, die von einem Fernsteuerungs-Funksignalsender gesendet und vom Motorrad empfangen werden. Demgemäß wird die Vorwärtsbewegung des Spielzeugfahrzeugs durch die Bedienungsperson gesteuert, die die geeigneten Signale an das Spielzeugfahrzeug sendet. Wenn ein Zwei-Signal-Sender verwendet wird, kann die Bedienungsperson von fern und unabhängig sowohl die Lenkung als auch die Geschwindigkeit des Spielzeugfahrzeugs steuern.
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Die vorliegende Erfindung sieht ferner eine Schwungradanordnung vor, die in dem Hinterrad des Spielzeugfahrzeuges aufgenommen und betriebsfähig mit diesem verbunden ist. Die Schwungradanordnung weist ein drehbar montiertes Schwungmassenrad und eine Zahnradbaugruppe auf. Die Zahnradbaugruppe verbindet den Antrieb betriebsfähig sowohl mit dem Schwungmassenrad als auch mit dem Hinterrad. Eine Kupplungsanordnung rückt selektiv die Zahnradbaugruppe mit dem Schwungmassenrad ein oder koppelt sie mit diesem. Die Kupplungsanordnung ist dafür ausgelegt ausgeführt, beim Betrieb des Antriebs das Schwungmassenrad zunehmend drehend, d. h. mit größerer Radialkraft, in Eingriff zu bringen, um das Schwungmassenrad in Drehung zu versetzen. Die Zahnradbaugruppe ist dafür ausgelegt, das Schwungmassenrad mit einer Drehzahl zu drehen, die wesentlich größer als die Drehzahl des hinteren Rades ist. Durch die Drehbewegung des Schwungmassenrades erhält das Spielzeugfahrzeug zusätzliche Stabilität. Die Kupplungsanordnung ist dafür ausgelegt, zu ermöglichen, daß sich das Schwungmassenrad, nachdem der Antrieb nicht mehr arbeitet und sogar dann, wenn sich das Hinterrad nicht mehr dreht, weiter dreht. Das heißt, die Kupplungsanordnung rückt von dem Schwungmassenrad und der Zahnradbaugruppe aus, wenn der Antrieb nicht arbeitet, wodurch das Schwungmassenrad unabhängig vom Antrieb, dem Hinterrad und der Zahnradbaugruppe drehen kann.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Schwungmassenrad eine Kupplungsglocke und die Kupplungsanordnung enthält eine Kupplungsscheibe mit mindestens einem Kupplungsbelag zum Eingriff mit der Kupplungsglocke nach dem Drehen der Kupplungsscheibe. Wenn sich die Kupplungsscheibe dreht, drückt die Zentrifugalkraft den Kupplungsbelag in Eingriff mit der Kupplungsglocke, was das Schwungmassenrad zunehmend in Drehbewegung versetzt. Dank der Zahnradbaugruppe kann sich bei einem normalen Betrieb des Spielzeugfahrzeugs die Kupplungsscheibe, und daher das Schwungmassenrad, wesentlich schneller drehen als das Hinterrad.
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Miteinander kombiniert, erhöhen die Vierlenkeranordnung, die Anwendung des Nachlaufeffekts und die Schwungradanordnung die Stabilität und Steuerbarkeit dieses ferngesteuerten Spielzeugfahrzeugs in einem solchen Maße, daß dieses Spielzeugmotorrad in einer großen Vielzahl von Geländarten abseits von Straßen verwendet werden kann.
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Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung sind der folgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen zu entnehmen.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Es zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Spielzeugmotorrades gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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2 eine zum Teil ausgeschnittene Seitenansicht des in 1 gezeigten Spielzeugmotorrades,
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3 eine zum Teil ausgeschnittene perspektivische Ansicht des Lenksteuermechanismus des in 1 und 2 gezeigten Spielzeugmotorrades,
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4A eine Querschnittansicht des Lenksteuermechanismus des in 3 gezeigten Spielzeugmotorrades längs der Linie 4A-4A,
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4B eine Vorderansicht des Spielzeugmotorrades von 1, wobei das Vorderrad längs der Längsachse ausgerichtet ist,
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4C eine schematische Darstellung der Vierlenkeranordnung des Spielzeugmotorrades von 1, die den projizierten Nachlaufbogen zeigt,
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5A eine Querschnittteilansicht des Spielzeugmotorrades ähnlich 4A, die das Vorderrad (schematisch dargestellt) von der Längsachse nach links geschwenkt zeigt,
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5B eine Vorderansicht des Spielzeugmotorrades aus 5, in der das Spielzeugmotorrad gezeigt ist, wie es eine Kurve nach rechts beginnt,
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6A eine Querschnittansicht des Spielzeugmotorrades ähnlich 4A, die das Vorderrad (schematisch dargestellt) von der Längsachse nach rechts geschwenkt zeigt,
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6B eine Vorderansicht des Spielzeugmotorrades von 6, die das Spielzeugmotorrad mitten im Fahren einer rechten Kurve zeigt,
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7 eine Querschnittansicht des Lenksteuermechanismus des Spielzeugmotorrades, ähnlich 4A,
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8 eine Querschnittansicht längs der Linie 8-8 aus 2, die das gyroskopische Schwungrad und das Hinterrad einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
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9 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des gyroskopischen Schwungrades und des Hinterrades des Spielzeugmotorrades der 1 und 8,
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10 eine Ansicht ähnlich 10, die den Kupplungsmechanismus aus dem gyroskopischen Schwungrad des Spielzeugmotorrades der 1 ausgerückt zeigt,
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11 eine Ansicht des Kupplungsmechanismus im Eingriff mit dem gyroskopischen Schwungrad des Spielzeugmotorrades aus 8, längs der Linie 10-10,
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12 eine zum Teil ausgeschnittene Draufsicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
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13 eine Querschnittansicht längs der Linie 13-13 von 12, die das gyroskopische Schwungrad und das Hinterrad der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und
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14 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Getriebzuges und des Hinterrades des in 13 gezeigten Spielzeugmotorrades.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Gemäß 1 umfaßt ein radgestütztes Spielzeugfahrzeug 10, beispielsweise ein ferngesteuertes Motorrad, das gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist: einen Rahmen 20, eine vordere Aufhängung 22, die eine vordere Gabel 24 aufweist, und eine hintere Aufhängung 26. Die vordere Gabel 24 stützt ein Vorderrad 28, und eine hintere Aufhängung 26 stützt ein Hinterrad 30. Das Spielzeugfahrzeug 10 kann wahlweise mit einem Fahrer 32 und einer Außenantenne 34 zum Empfang von Funksignalen ausgestattet sein. Das Spielzeugfahrzeug 10 kann ferner Körperfortsätze 36, wie beispielsweise Fußstützen zum Abstützen des Spielzeugfahrzeugs 10 umfassen, so daß das Hinterrad 30 mit dem Boden Kontakt hat, wenn es auf der Seite liegt. Demgemäß kann sich das Spielzeugfahrzeug 10 in den meisten Situationen selbst aufrichten, wenn das Spielzeugfahrzeug auf der Seite liegt, ohne daß die Bedienungsperson eingreifen muß. Das heißt, nach dem Aufbringen einer Kraft auf das Hinterrad 30 fängt das Spielzeugfahrzeug 10 an, einen Bogen zu beschreiben, bis es sich aufgerichtet hat und auf dem Vorderrad und dem Hinterrad 28, 30 fahren kann. Diese Eigenschaft zum Selbstaufrichten ist äußerst attraktiv für die Bedienungsperson des Spielzeugfahrzeugs 10, da sie nicht zu der Stelle hinlaufen muß, an der das Fahrzeug auf der Seite liegt. Das Aufbringen der Kraft auf das Hinterrad 30 ist normalerweise alles, was erforderlich ist, um das Spielzeugfahrzeug wieder in Betrieb zu nehmen.
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Für die Zwecke dieser detaillierten Beschreibung ist ein dreidimensionales Koordinatensystem, ausgehend vom Schwerpunkt des Spielzeugfahrzeugs 10, angegeben. Wie in 1 gezeigt ist, hat das Koordinatensystem drei zueinander senkrechte Achsen, die mit den Buchstaben X, Y und Z bezeichnet sind. Die X-Achse erstreckt sich längs der Langsachse des Spielzeugfahrzeugs 10 parallel zur Bodenfläche, über die das Fahrzeug fährt, die Y-Achse erstreckt sich quer zum Spielzeugfahrzeug 10 und die Z-Achse vertikal. Die Achsen X, Y, Z definieren ferner drei Ebenen, nämlich XZ, XY und YZ. In der gesamten Anmeldung sind die Begriffe links oder rechts vom Blickpunkt eines nach vorn schauenden Fahrers her gewählt, der auf dem Spielzeugfahrzeug 10 sitzt.
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Bezug nehmend auf die 1 bis 3 weist der Rahmen 20 längs der Längsachse X ausgerichtete vordere und hintere Enden 38 bzw. 40 auf. Das Vorderrad und das Hinterrad 28, 30 sind betriebsfähig mit dem vorderen und dem hinteren Ende 38 bzw. 40 des Rahmens 40 verbunden und dienen diesen jeweils als Stütze. Das Spielzeugfahrzeug 10 umfaßt ferner ein Lenksystem 42, das einen Lenkantrieb 44, einen Koppler 46 und eine Vierlenkeranordnung 48 aufweist. Der Lenkantrieb 44 umfaßt einen Steuerservo 50, der vom Rahmen getragen wird, und eine Lenkstange 52. Der Steuerservo 50 erzeugt Lenksignale, die die Lenkstange 52 um ihre Verbindungsachse 54 schwenkend bewegen, um eine Kurvenfahrt des Spielzeugfahrzeugs 10 nach links oder nach rechts zu beginnen oder aufrechtzuerhalten. In der hier beschriebenen und dargestellten bevorzugten Ausführungsform stellt der Koppler 46 eine einzelne Verbindung 46 dar, wie in 3 gezeigt ist. Es versteht sich jedoch, daß der Koppler 46 ein beliebiger anderer geeigneter Mechanismus sein kann, um den Lenkantrieb 44 betriebsfähig mit der Vierlenkeranordnung 48 zu verbinden, um dem Vorderrad 28 Lenkbefehle zuzuführen. Ein erstes oder vorderes Ende der Verbindung 46 ist über den Drehzapfen 45 schwenkbar mit der Vierlenkeranordnung 48 verbunden, und ein zweites oder hinteres Ende der Verbindung 46 ist über den Drehzapfen 47 schwenkbar mit dem vorderen Ende 38 des Rahmens 20 verbunden, um der Vordergabel 24 Lenkbefehle zuzuführen, damit das Vorderrad 28 nach links oder nach rechts, bezogen auf die Längsachse, gelenkt wird.
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Bei dem Steuerservo 50 kann es sich um eine beliebige geeignete Servoeinrichtung handeln, wie sie auf dem Gebiet ferngesteuerter Geräte üblicherweise verwendet wird. Die Lenkstange 52 ist mit der Verbindung 46 über die Feder 56 an den Verbindungspunkten 57 bzw. 59 verbunden. Die Lenkstange 52, die Feder 56 und die Verbindung 46 sind längs der Längsachse X ausgerichtet, wenn das Spielzeugfahrzeug, wie in den 4A und 4B gezeigt ist, eine gerade Bahn fährt. Um mit einer Kurvenfahrt zu beginnen, erzeugt der Steuerservo 50 einen Lenkbefehl, die Lenkstange 52 schwenkt um den Verbindungspunkt 54 und aus der Ausrichtung mit der Längsachse X heraus, wodurch an der Feder 56 gezogen und diese verlängert wird. Die Feder 56 dreht die Verbindung 56 aus der Ausrichtung mit der Längsachse X heraus und dreht die Vordergabel 24, so daß sich auch das Vorderrad 28 dreht.
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Die Vierlenkeranordnung 48 verbindet das Vorderrad 28 mit dem vorderen Ende 38, wodurch die Schwenkbewegung des Vorderrades ermöglicht wird. Im einzelnen ist die Vierlenkeranordnung 48 durch rechte und linke voneinander beabstandete Glieder 58a, 58b, einen Vorderrad-Gabelkoppler 60 und einen vorderen Endrahmen 62 gebildet. Die Abstandsglieder 58a, 58b, erstrecken sich vom Rahmen 20, und insbesondere vom vorderen Endrahmen 62, zum Vorderrad-Gabelkoppler 60. Bevorzugt weist der Vorderrad-Gabelkoppler 60 zwei Bauteile, nämlich obere und untere Gabelkoppler 60a, 60b auf. Die hinteren Enden der Abstandsglieder 58a, 58b sind durch linke und rechte hintere Zapfen 64a, 64b schwenkbar mit dem vorderen Rahmen 62 verbunden. Die vorderen Enden der Abstandsglieder 58a, 58b sind durch linke und rechte vordere Zapfen 66a, 66b schwenkbar mit den oberen und unteren Gabelkopplern 60a, 60b verbunden, wie in den 3 und 4A gezeigt ist.
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Bezug nehmend auf 4A sind die hinteren Enden der Abstandsglieder 58a, 58b weiter von der Längsachse X als von den vorderen Enden der Abstandsglieder beabstandet. In Übereinstimmung mit den Grundlagen der Erfindung verhält sich das Vorderrad 28 als solches wie ein nachlaufendes Rad. Nachlaufende Räder haben inhärent die Tendenz, sich zu drehen, um sich in Fahrtrichtung auszurichten. Das heißt, nachdem es die Ausrichtung mit der Fahrtrichtung verlassen hat, richtet sich das nachlaufende Rad ohne Aufbringung äußerer Ausrichtkräfte wieder in Fahrtrichtung aus. Daher sind nachlaufende Räder für Fahrzeuge mit Rädern nützlich, die sich in unebenem Gelände bewegen, in dem die Räder in nicht wünschenswerter Weise aus der Ausrichtung mit der Fahrtrichtung abgelenkt werden können. Herkömmlicherweise wird der Nachlaufeffekt durch physisches Positionieren der Schwenkachse des Rades vor dem Kontaktpunkt des Rades mit dem Boden erzielt. Die Anordnung einer physischen Nachlaufachse vor dem Vorderrad eines ferngesteueten Fahrzeuges, beispielsweise eines Spielzeugmotorrades, würde jedoch nicht besonders attraktiv aussehen und ganz wesentlich von der Konfiguration eines echten Motorrades abweichen. Demgemäß erzielt die Vierlenkeranordnung 48 der vorliegenden Erfindung den Nachlaufeffekt für das Vorderrad 28, wobei gleichzeitig das Aussehen eines echten Motorrades beibehalten wird.
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Der Lenkbetrieb des Spielzeugfahrzeugs 10 ist im folgenden unter Bezug auf die 4A bis 6B und im einzelnen im Hinblick auf den Beginn und die Aufrechterhaltung einer Rechtskurve, bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung, beschrieben. 5 und 6 sind Draufsichten und 5A und 6A sind Ansichten von unten längs der Linie 4A-4A von 3. Es ist anzumerken, daß das Spielzeugfahrzeug 10 auch Linkskurven fahren kann und daß daher die folgende Diskussion auch in Bezug auf die Mechanik einer linken Kurve relevant ist. Insbesondere Bezug nehmend auf die 4A und 4B ist das Vorderrad längs der Längsachse X ausgerichtet, so daß das Spielzeugfahrzeug 10 eine gerade Bahn fährt (4B), die mit der Längsachse X zusammenfällt.
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Um unter Bezug auf die 5, 5A und 5B eine Rechtskurve zu beginnen, schwenkt oder dreht der Steuerservo 50 die Lenkstange 52 von der Längsachse X nach rechts, relativ zur Vorwärtsrichtung, wodurch die Feder 56 verlängert wird, die bewirkt, daß auch die Verbindung 46 von der Längsachse X nach rechts schwenkt oder dreht. Wie in 5A gezeigt ist, bewirkt die Drehung der Verbindung 46 anfangs, daß auch die Vordergabel 24 und das Vorderrad 28 um den Nachlaufbogen 68 von der Längsachse X nach rechts schwenken. Diese Schwenkbewegung des Vorderrades 28 verursacht eine Verschiebung des Schwerpunkts nach rechts, wodurch sich das Spielzeugfahrzeug 10 relativ zur senkrechten Achse Z nach rechts neigt oder fällt, wie in 5B gezeigt ist. Tatsächlich schwenkt das Vorderrad 28 anfangs nach rechts in die zur Richtung der gewünschten Kurve entgegengesetzte Richtung, d. h. in Übereinstimmung mit dem Gegensteuerprinzip, nach rechts. Die sich ergebende Neigung des Spielzeugfahrzeugs 10 führt dann dazu, daß das Fahrzeug aus der geraden Bahn von der Längsachse X relativ zur Vorwärtsrichtung nach rechts abdreht, wie in 6B gezeigt ist.
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Sobald, Bezug nehmend auf die 6, 6A, 6B, die Rechtskurve begonnen wurde, zwingt jedoch der Nachlaufeffekt der Vierlenkeranordnung das Rad dazu, in die entgegengesetzte Richtung zu schwenken und sich in Fahrtrichtung auszurichten, d. h. einen Bogen nach rechts zu fahren. Bezug nehmend auf 6B wird das Spielzeugfahrzeug 10 nach rechts gekippt, bezogen auf die senkrechte Achse 2, und das Vorderrad 28 wird in Kurvenrichtung geschwenkt. Gemäß 6A behält die Lenkstange 52 ihre Stellung rechts von der Längsachse X bei. Da das Vorderrad 28 jedoch zur anderen Seite geschwenkt wurde (relativ zu 5A), wird die Feder 56 weiter verlängert, wodurch auf die Verbindung 46 und die Vierlenkeranordnung 48 eine größere Rückstellkraft ausgeübt wird. Damit das Spielzeugfahrzeug 10, bezogen auf seine Längsachse, zur geraden Bahn zurückkehrt, schwenkt der Steuerservo 50 die Lenkstange 52 so, daß sie sich mit der Längsachse X ausrichtet (4A). Sobald die Lenkstange 52 mit der Längsachse X ausgerichtet ist, schwenkt der Nachlaufeffekt das Vorderrad 28, um es auf die Längsachse X auszurichten, so daß das Spielzeugfahrzeug 10 eine gerade Bahn fährt, die mit der Längsachse X zusammenfällt.
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Zwar betrifft die obige Beschreibung die in den Figuren gezeigte spezifische Vierlenkeranordnung, es wird jedoch darauf hingewiesen, daß eine Vielzahl bewegbarer Verbindungen verwendet werden, so lange die Verbindung die Nachlaufachse vor das Vorderrad projiziert. So kann beispielsweise ein Paar Verbindungsglieder verwendet werden, das sich vom Rahmen 20 zum Vorderrad 28 erstreckt, wodurch das Vorderrad einen Nachlaufeffekt erhält.
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Bezug nehmend auf 7 weist die Feder 56 eine Länge S auf, wenn die Lenkstange 52 mit der Verbindung 46 ausgerichtet. Die Lenkstange 52 ist bevorzugt derart ausgeführt, daß der Verbindungspunkt 57 zwischen ihr und der Feder 56 mit dem Drehzapfen 47 der Verbindung 46 am vorderen Ende 38 des Rahmens 20 zusammenfällt. Wenn etwa ein Hindernis, beispielsweise ein Felsen, das Vorderrad 28 zu einer Seite der Längsachse X ablenkt, bleibt die Länge S der Feder 56 konstant und durch den Nachlaufeffekt kann sich das Vorderrad selbst mit der Längsachse X ausrichten, ohne durch die Feder 56 beeinflußt zu werden. Dank dieser Konfiguration kann das Spielzeugfahrzeug 10 über unebenes Gelände fahren und eine gerade Bahn beibehalten, auch wenn das Vorderrad 28 vom Kurs abgelenkt wird. Die Erfindung als solche verleiht dem Spielzeugfahrzeug 10 verbesserte Stabilität und Leistung, insbesondere unter Fahrbedingungen abseits von Straßen.
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Wie schematisch in 4C dargestellt ist, schwenkt die Vierlenkeranordnung 48 das Vorderrad 28 um einen Nachlaufbogen 68, der in einem Abstand L vor dem Kontaktpunkt des Vorderrades projiziert ist, wobei der Winkel ϕ90 Grad beträgt. Wenn das Vorderrad 28 von links nach rechts schwingt, bewegt sich der projizierte Schwenkpunkt längs einem Nachlaufbogen 68. Der Nachlaufbogen 68 ist von der festgelegten Nachlaufachse verschieden, die für die meisten nachlaufenden Räder üblich ist und erzielt dennoch den gewünschten Nachlaufeffekt. Die Erfindung als solche bietet eine verbesserte Stabilität und Leistung, insbesondere unter Fahrbedingungen abseits von Straßen.
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Wenn der Aufbau der Vierlenkeranordnung 48 modifiziert wird, wenn beispielsweise der Abstand der vorderen Enden der Abstandsglieder 58a, 58b relativ zur Längsachse geändert wird, ändert sich der Abstand L. Wenn sich der Abstand L ändert, ändert sich auch die Größe des Nachlaufeffekts. Wenn z. B. die vorderen Enden der Abstandsgliede 58a, 58b sehr nahe zueinander bewegt werden, wodurch der Abstand L reduziert wird, verringert sich der Nachlaufeffekt und das Spielzeugfahrzeug 10 kann anfällig dafür werden, sich in rauhem Gelände zu überschlagen, wenn das Vorderrad 28 aus der Fahrtrichtung abgelenkt wird.
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Bezug nehmend auf die 2 und 8 umfaßt das Spielzeugfahrzeug 10 einen Antrieb 80, der auf dem Rahmen 20 gelagert ist und treibend mit dem Hinterrad 30 gekoppelt ist. Der Antrieb 80 enthält einen Motor 82, der das Zahnrad 84 dreht. Der Motor 82 kann ein beliebiger geeigneter Motor geringen Gewichts sein, ist aber typischerweise ein batteriebetriebener Gleichstrommotor oder ein leichter Verbrennungsmotor. Der Antrieb 80 umfaßt ferner eine Kupplung 86, die zur Übertragung des Drehmoments auf die Welle 88 drehend mit dem Zahnrad 84 in Eingriff kommt. Die Welle 88 weist ein vorderes Antriebsradzahnrad 90 auf, das mit der Kette 92 in Eingriff kommt. Die Kupplung 86 erlaubt ein bestimmtes Schlupfmaß, so daß, wenn vom Motor 82 ein Drehmoment aufgebracht wird, das über einem bestimmten Niveau liegt, dieses Drehmoment nicht abrupt auf die Welle 88 und die Kette 92 übertragen wird. Der Schlupf in der Kupplung 86 hilft, die Standzeit der Antriebsstrangkomponenten zu verlängern, indem sie nicht abrupten und potentiell schadenbringenden Drehmomentgrößen vom Motor 82 ausgesetzt werden. Die Schraube 94 kann so eingestellt werden, daß das Schlupfmaß so geändert werden kann, daß sie den Anforderungen der Bedienungsperson entspricht oder verschiedenartiges Gelände berücksichtigt. Wenn z. B. ein sofortiges Ansprechen der Drossel gewünscht wird, kann die Bedienungsperson die Schraube 94 anziehen, um den Schlupf zu minimieren, was jedoch mit einem erhöhtem Risiko der Beschädigung von Bauteilen des Antriebsstrang verbunden ist.
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Weiter Bezug nehmend auf die 2 und 8 ist das Hinterrad über den Schwungarm 96 mit dem Spielzeugfahrzeug 10 verbunden, der voneinander beabstandete Verlängerungsarme 98a, 98b aufweist. Der Schwungarm 96 dreht sich um das Drehelement 100. Ein Stoßdämpfer 102 ist betriebsfähig vom Rahmen 20 mit dem Schwungarm 96 verbunden, um die Bewegung des Schwungarms 96 um das Drehelement 100 zu steuern, wenn das Hinterrad 30 beim Betrieb des Spielzeugfahrzeugs auf ein Hindernis, z. B. einen Felsen, trifft.
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Bezug nehmend auf die 8 und 9 ist im Hinterrad 30 eine Schwungradanordnung 110 untergebracht. Die Schwungradanordnung 110 verstärkt Stabilität und Leistung des Spielzeugfahrzeugs 10, insbesondere bei einem Betrieb in rauhem Gelände. Wie unten im einzelnen beschrieben, dreht sich die Schwungradanordnung 110 wesentlich schneller als das Hinterrad beim Fahren des Spielzeugfahrzeugs 10 und liefert dadurch einen stabilisierenden gyroskopischen Effekt.
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Die Schwungradanordnung 110 ist betriebsfähig mit dem Hinterrad 30 derart verbunden, daß sie mit einer Drehzahl arbeitet, die wesentlich größer ist als die Drehzahl des Hinterrades beim Betrieb des Spielzeugfahrzeugs 10. Das Hinterrad 30 und die Schwungradanordnung 110 sind über eine nicht drehbaren Achse 112 drehbar am Schwungarm 96 angebracht. Das heißt, die Achse 112 ist an beiden Verlängerungsarmen 98a, 98b durch Einstellschrauben 113 befestigt und dreht sich nicht zusammen mit dem Hinterrad und der Schwungradanordnung 110.
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Die Schwungradanordnung 110 umfaßt ein Schwungmassenrad 114, wobei die Kupplungsglocke 116 und die Kupplungsanordnung 118 selektiv mit der Zahnradbaugruppe 120 gekoppelt sind. Die gesamte Schwungradanordnung 110 befindet sich im Radgehäuse 122 und der Radkappe 124, die mit Schrauben 126 gesichert ist. Das Hinterrad 30 hat einen Reifen 128, der die Außenfläche des Radgehäuses 122 umgibt. Obwohl als Reifen ein Vollmaterialreifen auf dem Hinterrad verwendet werden könnte, ist der Reifen 128 bevorzugt hohl, da er dann bei kleinen Unebenheiten in der Oberfläche, über die das Spielzeugfahrzeug 10 fährt, zusätzlich zur Stoßdämpfung durch den Stoßdämpfer 102, der weiteren Stoßdämpfung dient.
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In der hier beschriebenen und gezeigten bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Kupplungsanordnung 118 Kupplungsbeläge 136a, 136b und eine Kupplungsscheibe 138. Es ist jedoch anzumerken, daß die Kupplungsanordnung 118 nicht auf die spezielle, in 9 gezeigte Kupplungsanordnung beschränkt ist, es könnte ein beliebiger geeigneter Mechanismus, bevorzugt rutschend oder gleitend, zur selektiven Aufbringung einer Drehbewegung auf das Schwungmasserad 114 verwendet werden, wenn der Antrieb 80 in Betrieb ist. Die Kupplungsscheibe 138 weist Schlitze 140a, 140b auf, in die sich die Kupplungsbeläge 136a, 136b gleitend bewegen können. Die Kupplungsscheibe 138 weist ebenfalls eine Durchgangsbohrung auf, die so ausgeführt ist, daß sie über ein Sonnenrad 142 der Zahnradbaugruppe 120 paßt und mit diesem in Eingriff kommt. Die Kupplungsanordnung 118 befindet sich in der Kupplungsglocke 116, so daß die Kupplungsbeläge 136a, 136b gleitend mit der Kupplungsglocke 116 in Eingriff kommen können, um das Schwungmassenrad 114 zu drehen. Bezugnehmend auf 10 sind die Kupplungsbeläge 136a, 136b in Bezug auf die Referenzlinie V, die sich vom Zentrum der Achse 112 durch den Schwerpunkt der Kupplungsbeläge erstreckt, unter einem Winkel α geneigt. Eine Änderung des Winkels α ändert den Eingriff der Kupplungsglocke 116 der Kupplungsanordnung. Vorteilhafterweise liegt der Winkel α in einem Bereich zwischen etwa 60 bis etwa 90 Grad. Am bevorzugtesten liegt der Winkel α in einem Bereich zwischen etwa 75 bis etwa 85 Grad. Wenn die Kupplungsscheibe 138 angehalten wird oder sich langsam dreht, befinden sich die Kupplungsbeläge 136a, 136b vollständig in den Schlitzen 140a, 140b (10), d. h. sie berühren die Kupplungsglocke 116 nicht. Wenn sich die Kupplungsscheibe 138 ausreichend schnell dreht, werden die Kupplungsbeläge 136a, 136b durch die Zentrifugalkraft vollständig aus den Schlitzen 140a, 140b herausgedrängt und kommen mit der Innenfläche der Kupplungsglocke 116 gleitend in Eingriff (11). Die Kupplungsbeläge 136a, 136b drehen dadurch das Schwungmassenrad 114 mit einer Drehzahl, die im wesentlichen gleich derjenigen der Kupplungsscheibe 138 ist. Wenn keine Kraft auf das Hinterrad 30 aufgebracht wird, setzt das Schwungmassenrad 114 seine Drehung unabhängig von der Drehung des Hinterrades fort, um so dem Spielzeugfahrzeug 10 eine kontinuierliche gyroskopische Stabilität zu verleihen. Zu diesem Zweck schiebt, wenn sich die Kupplungsscheibe 138 verlangsamt, die kontinuierliche Drehung der Kupplungsglocke 116 die Kupplungsbeläge 136a, 136b im wesentlichen in ihre jeweiligen Schlitze 140a bzw. 140b zurück, so daß das Schwungmassenrad 114 frei von äußeren Kräften laufen kann, die die Tendenz haben könnten, es abzubremsen.
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Wie in den 8 und 9 gezeigt ist, umfaßt die Zahnradbaugruppe 120 ein Hohlrad 144, die Planetenräder 146a, 146b, 146c und das Sonnenrad 142. Die Zahnradbaugruppe 120 befindet sich in der Ausnehmung 148 der Radkappe 124. Das Hohlrad 144 ist mit einer Einstellschraube 154 fest mit der Achse 112 verbunden. Das Hohlrad 144 als solches ist wie die Achse 112 stationär und dreht sich nicht, wenn sich das Hinterrad 30 dreht. Die Getriebeplatte 156 und die Schrauben 158 sichern die Zahnradbaugruppe 120 in der Ausnehmung 148. Die Planetenräder 146a, 146b bzw. 146c drehen sich um ihre jeweiligen Achsen 147a, 147b, 147c, die über Durchgangsbohrungen 160a, 160b, 160c mit der Getriebeplatte 156 in Eingriff kommen. Wenn daher das Hinterrad 30 durch die Kette 92 gedreht wird, dreht die Getriebeplatte 156 die Planetenräder 146a, 146b, 146c. Hierdurch drehen die Planetenräder 146a, 146b, 146c die Kupplungsscheibe 138 über das Sonnenrad 142. Vorteilhafterweise ist die Größe des Hohlrads 144, der Planetenräder 146a, 146b, 146c und des Sonnenrads 142 so gewählt, daß eine Umdrehung des Hinterrades 30 ungefähr 6 bis 9 Umdrehungen der Kupplungsscheibe 138 entspricht. Am bevorzugtesten ist das Verhältnis von Kupplungsscheibendrehung zu Hinterraddrehung etwa 7 zu 1. Um sicherzustellen, daß das Hinterrad 30 und die Schwungradanordnung 110 frei um eine feste Achse 112 drehen, können die Lager 162a, 162b, 162c, 162d (8) verwendet werden.
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Im Betrieb überträgt die Kette 92 die Kraft über das hintere Antriebszahnrad 164 so auf das Hinterrad 30, daß sich das Hinterrad um die feste Achse 112 dreht. Zur gleichen Zeit dreht sich auch die Getriebeplatte 156 zusammen mit dem Hinterrad 30, da sie fest mit der Radkappe 124 verbunden ist. Wenn sich die Getriebeplatte 156 dreht, dreht sie die Planetenräder 146a, 146b, 146c um das feststehende Hohlrad 144. Die Planetenräder 146a, 146b, 146c drehen wiederum das Sonnenrad 142. Hierdurch dreht das Sonnenrad 142 die Kupplungsscheibe 138. Wie oben erläutert, dreht sich die Kupplungsscheibe 138 gleitend oder rutschend wesentlich schneller als das Hinterrad 30 und die Kupplungsbeläge 136a, 136b und kommt mit der Innenfläche der Kupplungsglocke 116 in Eingriff. Wenn sich die Kupplungsscheibe 138 schneller dreht, wird auf die Kupplungsbeläge 136a, 136b solange mehr und mehr Kraft aufgebracht, bis sich das Schwungmassenrad 114 gemeinsam mit der Kupplungsscheibe 138 zu drehen beginnt. Schließlich dreht sich das Schwungmassenrad 114 mit einer Drehzahl, die im wesentlichen gleich der Drehzahl der Kupplungsscheibe 138 ist.
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Obwohl das Spielzeugfahrzeug auch ohne die Hilfe einer Bedienungsperson fahren könnte, ist vorgesehen, daß eine Bedienungsperson das Spielzeugfahrzeug durch einen Fernsteuerungs-Funksignalsender (nicht gezeigt) steuert. Der Fernsteuerungs-Funksignalsender ermöglicht es der Bedienungsperson, das Spielzeugfahrzeug 10 zu lenken und seine Vorwärtsgeschwindigkeit zu steuern. Demgemäß kann das Spielzeugfahrzeug 10 einen Zwei-Wege-Funkempfänger 170 umfassen, der mit einer Außenantenne 34 zum Empfang von Lenkungs- und Beschleunigungsbefehlen vom Funksender gekoppelt ist, wie in 2 gezeigt ist. Der Funkempfänger 170, der Steuerservo 50 und der Motor 82 erhalten ihren benötigten Strom von der Stromversorgungseinheit 172, die mit jedem Bauteil betriebsfähig verbunden ist. Bei der Stromversorgungseinheit 172 kann es sich um eine beliebige Stromquelle, beispielsweise um aufladbare Batterien, handeln. Die notwendige Nennleistung der Stromversorgungseinheit 172 hängt von der Größe des Steuerservos 50 und des Motors 82 ab. Der funkgesteuerte Steuerservo stellt eine Proportionalsteuerung bereit, so daß das Ausmaß der von der Bedienungsperson geforderten Drehung zwischen leichten Kurven und sehr scharfen Kurven variieren kann. Die Proportionalsteuerung der Erfindung steht im Gegensatz zur nicht-proportionalen Steuerung früherer ferngesteuerter Motorräder, in denen der Lenkbefehl entweder einen vollständigen Einschlag oder eine Richtung geradeaus angab, ohne daß es dazwischen eine Variationsmöglichkeit gab. Die Proportionalsteuerung der Erfindung erlaubt es der Bedienungsperson, einen realistischeren Eindruck von einem normalen Motorrad zu haben.
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Obwohl der Lenkantrieb 44 der oben beschriebenen Ausführungsform geeignet ist, Lenkbefehle zum Steuern des Spielzeugfahrzeugs 10 zu erzeugen, ist vorgesehen, auch andere Lenkmechanismen zu verwenden, um eine Lenkung des Spielzeugfahrzeugs bereitzustellen. Daher umfaßt in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und unter Bezug auf 12 der Lenkantrieb 44 einen Lenkmotor 180 und ein Gehäuse 182, das eine Zahnradbaugruppe 184 enthält. Die Zahnradbaugruppe 184 ist betriebsfähig mit dem Kupplungsmechanismus 186 derart verbunden, daß das Drehmoment vom Lenkmotor 180 auf den Kupplungsmechanismus übertragen wird. Der Kupplungsmechanismus 186 dreht das Kupplungsausgangszahnrad 188, welches das Schwenkungszahnrad 190 um den Zapfen 192 dreht. Der Zapfen 192 koppelt das Schwenkungsrad 190 und die Verbindung 46 mit dem Gehäuse 182. Der Motor 180 wird so gesteuert, daß er sich entweder gegen den Uhrzeigersinn oder mit dem Uhrzeigersinn dreht, um der Verbindung 46 entweder eine Linksdrehung oder eine Rechtsdrehung zu verleihen. Wie bereits oben unter Bezug auf die erste Ausführungsform (5 bis 6B) beschrieben, dreht sich die Verbindung 46 um den Zapfen 192 und schwenkt auf diese Weise die Vierlenkeranordnung 48, um eine Kurvenfahrt in der gewünschten Richtung zu beginnen und aufrechtzuerhalten. Der Kupplungsmechanismus 186 verhält sich sehr ähnlich wie die Feder 56, dahingehend daß, wenn eine Kurvenfahrt begonnen wurde und das Vorderrad 28 sich in Richtung der Kurve ausrichtet (6), der Kupplungsmechanismus 186 an der Verbindung 46, ähnlich wie bei der verlängerten Feder 46 in 6A, die Lenkkraft aufrechterhält. Desgleichen richtet sich, wenn die Lenkkraft abgezogen wurde, die Verbindung 46 mit der Längsachse X aus und das Spielzeugfahrzeug 10 nimmt seine Vorwärtsbewegung längs einer geraden Bahn wieder auf, die mit der Längsachse X zusammenfällt.
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Im in 12 gezeigten Spielzeugfahrzeug 10 ist ein alternierender Antrieb 200 verwendet. Im einzelnen umfaßt unter Bezug auf 13 und 14, der Antrieb 200 einen Motor 202, der die Kraft über ein Antriebsrad 204 an den Zahnradtrieb 206 überträgt. Der Zahnradtrieb 206 dreht dadurch das Hinterrad 30, um das Spielzeugfahrzeug 10 vorwärts zu bewegen. Der Zahnradtrieb 206 ist zum Schutz gegen Schmutz, der den Zahnradtrieb 206 verkleben oder beschädigen könnte, im Gehäuse 208 und der Gehäuseplatte 210 angeordnet. Der Motor 202 kann ein geeigneter Motor geringen Gewichts sein, ist aber typischerweise ein batteriebetriebener Gleichstrommotor oder ein leichter Verbrennungsmotor. Der Motor 202 dreht das Antriebsrad 204, das wiederum mehrere ineinander greifende Gebriebe-Zahnräder 212a, 212b und ein Zweifach-Zahnrad 214 dreht. Das Zweifach-Zahnrad 214 umfaßt ein kleines Zahnrad 214a, das einen Zahnkranz 216 antreibt, der auf einer Spindel 218 des Radgehäuses 219 montiert ist. Demgemäß treibt der Zahnkranz 216 drehend das Hinterrad 30 und eine mit diesem zugeordnete Schwungradanordnung 220 an.
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Die Schwungradanordnung 220 von 13 ist im Design und im Betrieb ähnlich wie die Schwungradanordnung 110 von 8 ausgeführt und weist nur wenige Unterschiede auf. Im einzelnen weist die Achse 112 geschlitzte Enden 222a, 222b auf, die jeweils in die genuteten Löcher 223a, 223b in der Gehäuseplatte 210 und den Verlängerungssarm 224 des Schwenkarms 226 eingeführt sind. Folglich werden keine Schrauben 113 benögtigt, um die Achse 112 an Ort und Stelle zu befestigen. Das Hinterrad 30 und die Schwungradanordnung 220 verwenden keine Lager 162a, 162b, 162c, 162d zur Abstützung dieser Bauteile. Die drehbaren Bauteile drehen sich einfach um die feste Achse 112 und sind mit dieser in Kontakt. Das Hinterrad 30 und die Schwungradanordnung 220 können enger konstruiert sein als ihre Gegenstücke aus 8, wodurch sie potentiell in einer kleineren und leichteren Ausführung des Spielzeugfahrzeugs 10 verwendbar sind. Schließlich drehen sich das Gehäuse 208 und der Schwenkarm 226 um eine Achse, die mit der Längsachse des Motors 202 zusammenfällt.
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Fachleuten auf diesem Gebiet der Technik wird klar sein, daß die gezeigte Ausführungsform die Erfindung nicht einschränken soll. In der Tat wird den Fachleuten klar sein, daß auch beliebige andere alternative Ausführungsformen verwendet werden könnten, ohne daß vom Umfang der Erfindung abgewichen wird. Obwohl zum Beispiel die Kombination der Vierlenkeranordnung der vorderen Lenkung und das gyroskopische Hinterrad eine symbiotische ist, ist es möglich, beide separat zu verwenden, um die Leistung eines ferngesteuerten Motorrades zu verbessern. Darüber hinaus wird ein Fachmann auf diesem Gebiet erkennen, daß jeder geeignete Mechanismus verwendet werden könnte, um den Lenkmechanismus in Bewegung zu versetzen. Ferner ist anzumerken, daß, obwohl ein mit Strom betriebenes Motorrad dargestellt wurde, auch ein Verbrennungsmotor verwendet werden könnte.
