DE2014581A1 - Von einem Elektromotor angetriebenes, als Spielzeug dienendes Fahrzeug - Google Patents

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland ■ Dr.-lng. R. König

Patentanwälte ■ 4odo Düsseldorf · Cecilienallee 76 · Telefon 43 S7aa

Unsere Akte: 25 701 25. März 1970 1 Il/Ro

MINIMODELS TRI-ANG LIMITED, Fulflood Road, Havant,

Hampshire, England

"Von einem Elektromotor angetriebenes . als Spiel- j

zeug dienendes Fahrzeug" *

Die Erfindung bezieht sich auf ein von einem Elektromotor angetriebenes, als Spielzeug gedachtes Fahrzeug, bei dem die Drehrichtung einer Antriebswelle des Motors durch Betätigung eines die Polarität der dem Motor zugeführten Spannung steuernden Fernbedienungsschalters umkehrbar ist.

Bei einem Fahrzeug dieser Art besteht die Erfindung darin, daß die Drehung der Motorwelle derart über ein

Getriebe zu einem oder mehreren Antriebsrädern des ζ

Fahrzeugs übertragbar ist, daß das Fahrzeug unabhängig von der Drehrichtung der Motorwelle vorwärts antreibbar ist, und daß durch die Drehung der Antriebswelle eine andere Funktion des Fahrzeugs auslösbar ist, die von der Drehrichtung der Motorwelle abhängig ist.

Die. Erfindung ist sowohl bei frei fahrbaren Fahrzeugen als auch bei schienengebundenen Fahrzeugen anwendbar. Die Fahrzeuge können von einer entfernt liegenden Stromquelle angetrieben werden, die durch flexible

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Drähte oder feste Stromleiter mit dem Fahrzeug verbunden ist, wobei die Stromquelle zweckmäßig von Hand gehalten wird. Wenn das Fahrzeug seine eigene Stromquelle in Gestalt von Batterien enthält, kann der Fernbedienungssehalter in geeigneter Weise, beispielsweise mit Hilfe von Drähten, Schienenleitern, mittels eines Bowdenzuges und sogar drahtlos mit dem Fahrzeug in Verbindung stehen. In jedem Falle kann der Fernbedienungsschalter einen mit der Stromquelle in Verbindung stehenden einfachen Wendeschalter haben.

Die Erfindung ist jedoch insbesondere für Fahrzeuge geeignet, die den Strom über feste Stromleiter und einen oder mehrere über diese Stromleiter bewegbare Kontakte am Fahrzeug von der entfernt liegenden Stromquelle erhalten. Die Geschwindigkeit solcher Fahrzeuge kann leicht durch Verändern der den Stromleitern zugeführten Spannung verändert werden. Die sogenannten "Schlitz-Rennautos" sind eine bekannte Art solcher Fahrzeuge. Diese Autos laufen entlang von Schienen, die mit einem durchgehenden Schlitz versehen sind, in den ein vom Auto vorstehender Teil ragt und auf diese Weise das Fahrzeug entlang des Schlitzes führt. Beidseitig des Schlitzes ist ein Stromleiter zur Stromzuführung zum Antriebsmotor des Autos vorgesehen, was mit Hilfe eines Paars von Abnehmerkontakten geschieht, die sich von der Unterseite des Autos erstrecken und an den Stromleitern gleiten. Fahrzeuge dieser Art und insbesondere die Schlitz-Rennautos können noch mehr Freude bereiten, wenn vom Fernbedienungsschalter außer der Geschwindigkeit des Autos auch noch andere Funktionen gesteuert werden können.

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Wo der vom Fahrzeug eingenommene· Weg nicht genau durch die den Strom zum Motor zuleitenden Stromleitern bestimmt ist, kann die andere Funktion, die von der Drehrichtung des Motors abhängig ist, beispielsweise eine Lenkbewegung der vorderen Antriebsräder des Fahrzeugs sein. Bei Modellfahrzeugen, die automatisch einer Führung, etwa einem Schlitz oder einer vorstehenden Rippe, die durch eine feste Schiene gebildet wird, folgen, kann die andere Funktion eine gegenüber der vorgezeichneten Führung relative Seitenverschiebung des Autos sein, beispielsweise durch Bewegen eines am j Fahrzeug angebrachten Teils, der relativ zum Fahrzeug von einer Begrenzung zur anderen mit der Führung zusammenwirkt. Eine solche Anordnung ist in der deutschen Patentanmeldung dargestellt, die gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereicht ist, und für die die Priorität der britischen Patentanmeldung 56 191/69 vom 17. November 1969 in Anspruch genommen ist.

Die andere Funktion kann aber auch das An- oder Ausschalten einer oder mehrerer Lampen des Fahrzeugs, beispielsweise der Scheinwerfer sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einem '

"Schlitz-Rennauto" ist in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen "

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Autos ' von hinten und unten,

Fig. 2 eine Ansicht des Antriebsmechanismus des Autos von oben mit Teilen im Schnitt,

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Fig. 3 einen Schnitt nach Linie IH-III in Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 eine Ansicht eines Teils einer Schlitz-Schienenführung für ein Auto von oben,

Fig. 6 eine Seitenansicht eines handbetätigten Bedienungsschalters für das Auto,

Fig. 7 eine Rückansicht des Bedienungsschalters,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Antriebsmechanismus einschließlich des Stromabnehmers in explodierter Darstellung einer perspektivischen Lage und

Fig. 9 eine Ansicht eines Autos von oben, das sich auf einer Schienenbahn mit Schlitzführung befindet, um zu veranschaulichen, wie die Richtung des Autos umgekehrt werden kann.

Das Auto 1O hat zwei Hinterräder 11, zwei Vorderräder 12 und einen Stromabnehmer 13, der ein Paar flexibler, geflochtener Kupferkontakte 14 und eine Führungszunge 15 enthält. Die Vorderräder sind von Attrappen gebildet und das vordere Ende des Autos wird von den Kontakten 14 getragen. Die Einzelheiten des Abnehmers 13 werden weiter unten anhand der Fig. 8 näher beschrieben.

Das Auto wird von einem Elektromotor 16 angetrieben, der zwei Anschlußklemmen 17 besitzt, die über Drähte 18 mit den Kontakten 14 verbunden sind.

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Wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, hat der Motor 16 eine Antriebswelle 19, deren Antriebsrichtung von der Polarität der zugeführten Spannung abhängt. An ihrem ' hinteren Ende trägt die Antriebswelle 19 ein Ritzel 20, das ein Paar gegenüberliegender Kronenzahnräder 21 und 22 antreibt. Das.Zahnrad 21 wird von einer Hülse 23 getragen, mit der es drehfest verbunden ist und die in der einen Seite eines kastenartigen Gestellteils 24 drehbar gelagert ist. Das Zahnrad 22 sitzt in ähnlicher Weise auf einer Hülse 25. Jede der Hülsen 23 und 25 hat eine zentrale Bohrung. Diese Bohrungen werden durch |

eine Achse 26 zueinander ausgerichtet gehalten. Die Hülsen 23» 25 können sich auf der Achse 26 frei drehen.

Je ein Rad 11 wird von einem und anderen Ende der Achse 26 getragen. Jedes Fahrzeugrad 11 kann von der entsprechenden Hülse 23, 25 angetrieben werden, und zwar über einen Freilaufmechanismus, der einen Flansch 27 und ein Kernstück 28 aufweist, die beide mit der entsprechenden Hülse aus einem Stück bestehen. Zu jedem Freilauf gehört ferner ein einen Teil des Fahrzeugrades 11 bildendes zylindrisches Gehäuse 29 und eine Kugel 30. Wie sich aus Fig. 4 ergibt, hat das Gehäuse 29 vier

Ausnehmungen 31, die je eine Vorderkante 32 aufweisen, "

die gegenüber dem Radius des Gehäuses um ungefähr 45° schräg verläuft. Der Querschnitt des Kernstücks 28 entspricht ungefähr einem Kreissektor mit einer radialen hinteren Kante 33 und einer schrägverlaufenden vorderen Kante 34. Die in Fig. 4 dargestellten Teile zeigen das von der Hülse 25 angetriebene Fahrzeugrad 11 * Die Kugel 30 ist zwischen der vorderen Kante 34 des Kernstücks 28 und einer der Ausnehmungen 31 eingeklemmt, so daß das Gehäuse 29 zwarigläufig mit dem Kernstück 28 gemäß Fig.

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im Gegenuhrzeigersinn verdreht wird. Wenn die Drehrichtung des Kernstücks 28 umgekehrt wird, drückt die rückwärtige Kante 33 des Kernstücks 28 die Kugel 30 entlang dem Gehäuse 29. Aufgrund der asymmetrischen Form der Ausnehmungen 31 und des Kernstücks 28 klemmt die Kugel jedoch nicht zwischen dem Kernstück und dem Gehäuse, so daß das Gehäuse nicht angetrieben wird.

Wenn der Motor 16 umläuft, werden diebeiden Kronenräder 21 und 22 in entgegengesetzten Richtungen angetrieben, nämlich das eine vorwärts, d.h. in Umlaufrichtung der Fahrzeugräder 11, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, und das andere rückwärts. Wenn das Zahnrad 22 vorwärts angetrieben wird, wird auch die Hülse 25 vorwärts angetrieben, und dadurch erhält auch das entsprechende Fahrzeugrad 11 über den in Fig. 4 dargestellten Freilauf einen Vorwärtsantrieb. Beide Räder 11 sind über die Achse 26 miteinander verbunden, so daß sie beide vorwärts angetrieben werden. Die Hülse 23 wird rückwärts angetrieben, und vermöge des Freilaufmechanismus kann sie frei rückwärts umlaufen, ohne daß sie auf das zugehörige Fahrzeugrad 11 einwirkt. Eine Umkehrung der Umlaufrichtung des Antriebsmotors zwingt die Hülse 23ι sich vorwärts zu drehen, wodurch die Fahrzeugräder 11 entsprechend angetrieben werden, während dann die Hülse 25 rückwärts läuft und in keiner Weise auf die Fahrzeugräder 11 einwirkt. Auf diese Weise wird das Fahrzeug vorwärts angetrieben, und zwar ungeachtet der Umlaufrichtung der Motorantriebswelle 19.

Am Zahnrad 22 ist einstückig ein Stirnrad 35 ausgebildet, das ein weiteres Stirnrad 36 antreibt, das auf einer Welle 37 montiert ist, die mit ihrem einen Ende

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in einem Teil des Gestellrahmens 24 und mit ihrem anderen Ende in einem Flansch 38 eines vom Gestellrahmen abstehenden Lagerstücks 29 drehbar gelagert ist. Ein mittlerer Teil dieser Welle 37 ist mit einem Schraubengewinde 40 versehen, mit dem eine Mutter 41 zusammenwirkt.

Wenn die Welle 37 in einer Richtung angetrieben wird, bewegt sich die Mutter 41 entlang dem Schraubengewinde 40 bis zu einem glatten Endteil 42 der Welle 37. Eine g nachfolgende Umkehrung der Drehrichtung der Welle 37 ' bringt die Mutter 41 wieder in Eingriff mit dem Schraubengewinde 40. Eine leichte Druckfeder 43 ist angeordnet, um die Mutter 4t in einem solchen Eingriff zu halten und sie entlang dem Schraubengewinde bis zum anderen Ende der Welle zu bewegen, wo ein ähnlicher glatter Teil 42 der Welle 37 sowie eine Feder 43 vorgesehen sind.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, hat die Mutter 41 einen nach unten gerichteten Vorsprung mit einer Umfangsnut 44, in die das Gabelende 45 eines Armes 46 eingreift.

Der Arm 46 ist auf einer Schraube 47' drehbar gelagert | und trägt an seinem vom Gabelende 45 abgewandten Ende den Abnehmer 13.

Durch die Bewegung der Mutter 41 vom einen Ende der Welle 37 zum anderen wird der Arm 46 um den Drehpunkt 47 geschwenkt und dadurch der Abnehmer 13 von der einen Seite zur anderen Seite des Fahrzeugs bewegt.

Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wird beim Betrieb der Anlage die Zunge 15 des Abnehmers 13 in den Schlitz 48 einer

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Schiene 49 eingeführt, wobei die Kontakte 14 auf einem Paar Stromleiter 50 auf jeder Seite des Schlitzes gleiten. Da die Seitenlage der Führungszunge 15 durch den Schlitz 48 festgelegt ist, werden relative Seitenbewegungen zwischen der Führungszunge 15 und dem Fahrzeug derart übertragen, daß das Fahrzeug von einer Seite zur anderen Seite zwischen einer begrenzten linken und einer begrenzten rechten Lage in bezug auf den Schlitz verschoben wird und zwar dadurch, daß die Mutter von dem einen oder dem anderen Ende des Schraubengewindes gleitet. In Fig. 5 ist das Auto mit voll ausgezogenen Linien in der rechten Endlage und mit strichpunktierten Linien in einer Zwischenstellung dargestellt. Die Wirkung des Schraubengewindes ist derart, daß das Auto direkt von der einen Endlage zur anderen bewegt wird und nicht in einer Zwischenlage stehenbleibt, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist.

Das Fahrzeug ist mit dem in den Fig. 6 und 7 dargestellten Handbedienungsschalter 51 ausgerüstet, der einen federbelasteten Abzug 52 aufweist, durch dessen Stellung die den Stromleitern 50 zugeführte Spannung und somit die■Geschwindigkeit des Fahrzeugs gesteuert wird. Der Bedienungsschalter 51 hat ferner ein nachgebildetes Lenkrad 53, welches in Wirklichkeit ein Polumkehrschalter ist. Das Lenkrad 53 hat nur zwei Stellungen, wobei eine Bewegung von der einen in die andere Stellung die Polarität der den Stromleitern zugeführten Spannung und somit die Drehrichtung des Motors 16 umkehrt. Eine Betätigung des Lenkrades führt damit zu einer in bezug auf den Schlitz relativen Seitenbewegung des Fahrzeugs von seiner linken in seine rechte Endlage, und umgekehrt.

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In Fig. 5 sind in der Fahrbahn zwei Gefahrenstellen dargestellt, nämlich eine Bordsteinkante 54 und eine Verkehrsinsel 55. Die Anordnung der Bordsteinkante 54 ist so getroffen, daß das Fahrzeug in oder nahe seiner rechten Endstellung sein muß, um entlang dieser Bordsteinkante fahren zu können; es muß jedoch unmittelbar darauf aus dieser Stellung, herausgebracht werden, weil es anschließend die Verkehrsinsel 55 passiert.

Durch geeignete Handhabung des Auslösers 52 und gleiche ^

zeitige Umkehrung der Polarität mittels des Lenkrades 53 ist es möglich, die Hinterräder des Fahrzeugs zu hemmen, so daß das rückwärtige Ende des Fahrzeugs dem Pfeil 56 in Fig. 9 folgt und dadurch das Fahrzeug um 180° gedreht wird. Um diese Bewegung zu ermöglichen, ist der Abnehmer 13 auf dem Arm 46 drehbar gelagert.

Der Abnehmer 13 ist in Fig. 8 in ausgezogenem sogenanntem explodiertem Zustand dargestellt. Der Abnehmer 13 und die Führungszunge 15 sind aus einem Kunststoffstück hergestellt. Der Abnehmer 13 hat ein mittleres Gewindesackloch 57 und ein Paar Nuten 58 auf jeder Seite des

.Loches 57. Einer der Kontakte 14 ist an einem nach |

unten gerichteten Teil 60 einer leitfähigen Scheibe 59 befestigt, wobei Teil 60 in einen der Schlitze 58 eingreift. Der entsprechende Kontakt 14 ist unterhalb des Abnehmers 13 umgebogen, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Nach der Montage steht die Scheibe 59 in Kontakt mit dem Arm 46, der mittels einer der Drähte 18 direkt mit einem der Anschlußklemmen 17 verbunden ist. Oberhalb des Arms 46 liegt eine Isolierscheibe 61 mit einem mittleren Flansch 62, der nach unten durch eine Bohrung 63 in dem Ende des Arms 46 sowie eine entsprechende

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Bohrung 64 in der Scheibe 59 ragt. Eine weitere leitfähige Scheibe 65 liegt auf der Isolierscheibe 61. Oberhalb dieser Scheibe 65 liegt eine Unterlegscheibe 66. Alle diese Teile werden durch eine Schraube 67 zusammengehalten, welche in das Gewindeloch 57 im Abnehmer 13 eingeschraubt wird. Der Kontakt 14a, der in Fig. 8 im Abnehmer 13 dargestellt ist, hat eine nicht dargestellte Verlängerung im Schlitz 58, die durch eine Öffnung in den Boden des Loches 57 hineinragt. Wenn die Schraube 67 in das Loch 57 eingeschraubt wird, wird durch dessen Bodenteil ein Kontakt mit der Verlängerung des Kontaktes 14a hergestellt und so die elektrische Verbindung zwischen dem Kontakt 14a und der Scheibe 65 sowie der Unterlegscheibe 66 hergestellt. Die Isolierscheibe 61 und der Flansch 62 stellen sicher, daß die Schraube 65 mit der Scheibe 59 oder dem Arm 46 nicht in elektrischen Kontakt gelangt. Diese Anordnung ermöglicht es, daß der Abnehmer 13 sich frei drehen kann, ohne daß eine Unterbrechung des Kontaktes zwischen den Kontakten 14 und den Motoranschlußklemmen möglich ist.

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Claims (6)

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   Hampshire, England

   Patentansprüche:

   Von einem Elektromotor angetriebenes, als Spielzeug dienendes Fahrzeug, bei dem die Drehrichtung einer -

   Antriebswelle des Motors durch Betätigung eines die Polarität des dem Motor zugeführten Stromes steuernden Fernbedienungssehalters umkehrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der Motorantriebswelle (19) derart über ein Getriebe (21, 22, 28, 29) auf ein oder mehrere Antriebsräder (11) des Fahrzeugs übertragbar ist, daß das Fahrzeug unabhängig von der Umlaufrichtung der Antriebswelle (19) des Motors (16) vorwärts antreibbar ist, und daß durch die Drehung der Antriebswelle (19) eine andere Funktion des Fahrzeugs auslösbar ist, die von de'r Umlauf richtung der Antriebswelle (19) auslösbar ist, die von der Umlaufrichtung der |

   Antriebswelle (19) abhängig ist.
2. 2. Fahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen oder mehrere entlang fester Stromleiter (50) bewegbare und Strom von den Stromleitern (50) dem Motor (16) zuführende Kontakte (14).
3. 3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2,d a d u r c h

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   gekennzeichnet, daß das Getriebe ein Paar gegenüberliegende, von einem auf der Antriebswelle (19) des Motors (16) in entgegengesetzten Richtungen angetriebene Kronenzahnräder (21, 22) aufweist, deren jedes über einen Freilauf (28, 29, 30) das oder die Antriebsräder (11) des Fahrzeugs vorwärts anzutreiben vermag.
4. 4. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch g e kennzeichnet, daß jeder Freilauf ein vom zugeordneten Zahnrad (21, 22) angetriebenes Kernstück (28) mit einer vorderen und einer rückwärtigen Kante (34, 33), ein dieses umgebendes Gehäuse (29) mit mindestens einer an seinen Innenseiten· angeordneten Ausnehmung (31) mit zum Radius des Kernstücks (28) unter einem kleineren Winkel als die rückwärtige Kante geneigter Vorderkante (32) sowie eine im Gehäuse (29) untergebrachte Kugel (30) aufweist, die beim Vorwärtsdrehen des Kernstücks (28) durch dessen vordere Kante (34) in eine der Ausnehmungen (31) gelangt und zwischen der vorderen Kante (34) des Kernstücks (28) und der Vorderkante (32) der Ausnehmung (31) klemmt und dabei das Gehäuse (29) mit dem Kernstück (28) drehfest verbindet, während sie beim Rückwärtsdrehen des Kernstücks (28) entlang dem Gehäuse (29) bewegbar ist und infolge des größeren Winkels zwischen der Vorderkante (32) der oder jeder Ausnehmung (31) und dem Radius des Kernstücks (28) nicht zwischen der rückwärtigen Kante (33) des Kernstücks (28) und der rückwärtigen Kante der Ausnehmung (31) klemmt,
5. 5. Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch ge-«

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   k e η η ζ eichnet, daß die vordere Kante (34) des Kernstücks (28) gegenüber dessen Radius unter einem größeren Winkel geneigt ist als die rückwärtige Kante (33) des Kernstücks (28).
6. 6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1. bis 5, gekennzeichnet durch einen mit einer Führung (48) einer festen Fahrschiene (49) zusammenwirkenden Abnehmer (13) mit zwei

   Kontakten (14), die über die einen Teil der Fahr- |

   schiene (49) bildenden Stromleiter (50) gleiten und mit Anschlußklemmen (17) des Motors (16) verbunden sind, sowie durch einen zwischen einer Stromquelle und den Stromleitern (50) geschalteten und einen Umkehrschalter (52) aufweisenden Fernbedienungssteuerschalter (51).

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