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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rückziehmodellfahrzeug oder Aufziehmodellfahrzeug. Das Modellfahrzeug umfasst ein Chassis mit mindestens drei daran drehbar gelagerten Rädern und einen spannbaren Federmechanismus, der mit mindestens einem der Räder in Drehverbindung steht, um dieses anzutreiben. Die in dem gespannten Federmechanismus gespeicherte Energie dient zum Antrieb des mindestens einen antreibbaren Rads und zum Vortrieb des auf einer Oberfläche stehenden Modellfahrzeugs.
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Hintergrund der vorliegenden Erfindung
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Das Modellfahrzeug wird nachfolgend am Beispiel eines Modellautos beschrieben. Die Ausführungen gelten jedoch für jegliche Art von Modellfahrzeug. Ein solches Modellauto treibt in der Regel mindestens eines der hinteren Räder über einen Federmechanismus zur Drehung an, so dass ein Vortrieb des Modellautos aufgrund der in dem Federmechanismus gespeicherten Energie erzielt wird. Der Federmechanismus ist bevorzugt an dem Chassis des Modellautos befestigt. Er umfasst mindestens ein Federelement, das vor dem Betrieb des Modellautos gespannt werden kann. Das Federelement umfasst bspw. eine Spiralfeder, ein Gummiband oder ähnliches. Der Federmechanismus kann durch Zurückziehen des auf einer Oberfläche stehenden Modellautos erfolgen. Dabei werden die angetriebenen Räder des Modellautos entgegen der Vortriebsrichtung gedreht und spannen das Federelement. Alternativ kann der Federmechanismus durch Aufziehen mittels eines Hebels oder eines Schlüssels bei gleichzeitiger Drehverhinderung des mindestens einen angetriebenen Rads erfolgen.
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Die bekannten Rückzieh- und Aufziehmodellautos fahren in der Regel nur auf geraden Bahnen. Ein Lenken der Räder, insbesondere der Vorderräder, ist nicht vorgesehen. Es ist allenfalls möglich, lenkbare Vorderräder vorab auf einen bestimmten Lenkwinkel einzustellen, so dass das Modellauto nicht auf einer geraden Bahn, sondern auf einer Kreisbahn fährt. Der Lenkwinkel bestimmt dabei den Radius der Kreisbahn. Die Folge ist ein wenig realitätsnaher Betrieb des Modellautos.
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Ein Rückziehmodellauto der bekannten Art ist bspw. aus der
US 2002/ 072 294 A1 bekannt. Dort ist die Funktion und der Aufbau, insbesondere des Federmechanismus zum Vortrieb des Modellautos, ausführlich beschrieben. Auf die dortigen Ausführungen wird ausdrücklich Bezug genommen und der Gegenstand dieser Druckschrift wird zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht. Das in dieser Druckschrift beschriebene Rückziehmodellauto ist ausschließlich zur Geradeausfahrt ausgebildet. Ferner ist es bspw. aus der
CN 101 869 767 A bekannt, bei einem Rückziehmodellauto eines oder mehrere Räder auf einer Seite des Autos mit einem von den anderen Rädern abweichenden Durchmesser auszugestalten, so dass das Modellauto eine fest vorgegebene Kurve fährt.
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Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Rückzieh- und Aufziehmodellfahrzeug der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass ein realitätsnäherer Betrieb möglich ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Rückzieh- und Aufziehmodellfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Insbesondere wird ausgehend von dem Rückzieh- und Aufziehmodellfahrzeug der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Modellfahrzeug
mindestens ein an dem Chassis um eine Lenkachse angelenktes lenkbares Rad, und
einen Umlenkmechanismus aufweist, der mit dem Federmechanismus derart in Wirkverbindung steht, dass ein Teil der in dem gespannten Federmechanismus gespeicherten Energie zum Lenken des mindestens einen lenkbaren Rads während des Vortriebs des Modellfahrzeugs genutzt werden kann.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Modellfahrzeug kann während des Vortriebs eine variable Kurvenfahrt ausführen. Insbesondere variiert der Radius und/ oder die Richtung der Kurvenbahn dynamisch während des Vortriebs des Modellfahrzeugs. Auf diese Weise kann das Modellfahrzeug während des Vortriebs eine S-förmige, eine 8-förmige, eine kreisförmige Bahn mit dynamisch variierenden Radius oder eine beliebig andere Bahn ausführen. Anfangs- und Endpunkt der Bahn müssen nicht übereinstimmen. Selbstverständlich müssen die genannten Bahnen auch nicht hochgenau abgefahren werden. Vielmehr reicht es, wenn die Bahnen näherungsweise abgefahren werden.
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Der Umlenkmechanismus umfasst ein Umlenkgetriebe, das ausgebildet ist, einen Teil der in dem gespannten Federmechanismus gespeicherten Energie in eine Drehbewegung umzusetzen, die zum Lenken des mindestens einen lenkbaren Rads des Modellfahrzeugs genutzt wird. Ferner umfasst der Umlenkmechanismus ein Lenkgetriebe, das die Drehbewegung eines Abtriebsrads des Umlenkgetriebes in eine lineare Lenkbewegung des mindestens einen lenkbaren Rads umwandelt. Die Richtung der Lenkbewegung verläuft vorzugsweise senkrecht zur Fahrtrichtung des Modellfahrzeugs während des Vortriebs bei Geradeausfahrt und parallel zu der Drehachse der angetriebenen Räder. Vorzugsweise variiert der Lenkwinkel des mindestens einen angelenkten Rads dynamisch während des Vortriebs des Modellfahrzeugs in Größe und/oder Richtung. Die Lenkbewegung muss nicht symmetrisch zur Fahrtrichtung des Modellfahrzeugs bei Geradeausfahrt sein, sondern kann auch asymmetrisch zu dieser sein. In diesem Fall würde das Modellfahrzeug stärker oder öfter zu einer Seite hin auslenken als zu der anderen Seite. Vorzugsweise wiederholt sich die Lenkbewegung des mindestens einen angelenkten Rads periodisch. In der Summe kann das lenkbare Modellfahrzeug also eine Fahrtstrecke zurücklegen, bei der Startpunkt und Endpunkt - nach einer beliebigen Kurvenfahrt dazwischen - gleich sind.
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Es versteht sich, dass der Umlenkmechanismus an den Radstand des Modellfahrzeugs, bzw. an den Abstand zwischen dem Federmechanismus, der mit den angetriebenen Rädern in Eingriff steht, und dem Lenkgetriebe, über das die lenkbaren Räder angelenkt werden, angepasst werden. Der Federmechanismus kann auch zu den angetriebenen Rädern beabstandet angeordnet sein, sodass dann die Drehbewegung des Federmechanismus aufgrund der in dem Federelement gespeicherten Energie wird dann über einen geeigneten Übertragungsmechanismus auf die angetriebenen Räder übertragen. Der Übertragungsmechanismus kann eines oder mehrere Zahnräder, einen Riemenantrieb, eine Kardanwelle oder ähnliches umfassen.
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Das erfindungsgemäße Modellfahrzeug verfügt vorteilhafterweise über eine Karosserie, die an dem Chassis, vorzugsweise lösbar, befestigt ist. Insbesondere ist an eine Rast- oder Klemmverbindung zwischen Karosserie und Chassis gedacht, sodass die Karosserie ohne Werkzeug befestigt und gelöst werden kann. Die Karosserie kann aus Kunststoff, Metall oder einem anderen Werkstoff bestehen. Die Karosserie ähnelt vorzugsweise im Aussehen der Karosserie eines realen Kraftfahrzeugs. Somit kann das Modellfahrzeug als Werbeträger eines Fahrzeugherstellers verwendet werden. Ebenso ist es denkbar, dass die Karosserie außen mit einem Werbeaufdruck versehen ist, sodass das Modellfahrzeug für beliebige Firmen als Werbeträger genutzt werden kann. Die Karosserie kann der eines Personenkraftwagens, eines Lastkraftwagens, eines Lieferwagens oder eines beliebig anderen Typs von Kraftfahrzeug entsprechen.
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Im Weiteren wird die Erfindung am Beispiel eines Modellautos näher erläutert. Die Ausführungen gelten jedoch für jegliche Art von Modellfahrzeug.
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Der Federmechanismus bildet vorzugsweise eine Einheit mit einer Drehachse der Hinterräder des Modellautos. In diesem Fall ist die Drehachse der Hinterräder drehbar an einem Gehäuse des Federmechanismus gelagert. Die Hinterräder sind drehfest an der Drehachse befestigt. Das Gehäuse des Federmechanismus ist an dem Chassis des Modellautos befestigt. Die Karosserie ist an dem Gehäuse des Federmechanismus oder an dem Chassis befestigt. Die Hinterräder ragen in entsprechende Aussparungen bzw. Radkästen der Karosserie. Das Federelement ist im Inneren des Gehäuses angeordnet. Ein proximales Ende des Federelements ist an dem Gehäuse befestigt während das andere distale Ende des Federelements an der Drehachse befestigt ist.
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Alternativ verfügt der Federmechanismus über eine Zwischenachse, an der das distale Ende des Federelements befestigt ist. Die Zwischenachse ragt aus dem Gehäuse heraus und ist drehfest mit einem Zahnrad verbunden, das außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Dieses Zahnrad steht mit einem anderen Zahnrad direkt oder mittelbar über mindestens ein weiteres Zahnrad in Eingriff, wobei das andere Zahnrad drehfest auf der Drehachse der Hinterräder befestigt ist. Auf diese Weise kann eine Über- bzw. Untersetzung zwischen der Zwischenachse bzw. der Abwicklung des Federelements aufgrund der darin gespeicherten Energie und der Hinterachse bzw. dem Antrieb der Räder des Modellautos erzielt werden.
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Das Umlenkgetriebe kann eines oder mehrere Zahnräder und/oder einen Ketten- oder Bandantrieb und/oder eine Antriebswelle aufweisen. Das Umlenkgetriebe wird vorzugsweise durch ein außerhalb des Gehäuses des Federmechanismus angeordnetes Zahnrad angetrieben, das durch den Federmechanismus in eine Drehbewegung versetzt wird. Die Drehbewegung wird über Zahnräder, einen Ketten- oder Bandantrieb und/oder eine Antriebswelle nach vorne zu dem Lenkgetriebe übertragen. Das Lenkgetriebe wandelt die gleichförmige oder kontinuierliche Drehbewegung in die näherungsweise lineare Lenkbewegung für die angelenkten Räder um. Das Lenkgetriebe kann eines oder mehrere Zahnräder und/oder ein Kurvengetriebe (z.B. ein Pendelgetriebe) umfassen.
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Der Antrieb eines Pendelgetriebes bildet eine Kurve mit einem speziell geformten Profil. Abhängig von der Bauart des Pendelgetriebes gibt es verschiedene Kurvenarten (z.B. Scheibenkurvengetriebe, Globoidkurvengetriebe). Der Abtrieb des Pendelgetriebes ist als ein mit Kurvenrollen bestückter Winkelhebel oder Rollenstern ausgebildet. Die Kurvenrollen liegen am Profil der Kurve an. Wenn die Kurve gedreht wird, folgen die Rollen dem Profil und erzeugen die lineare Bewegung des Abtriebs. Das Profil der Kurve ist so geformt, dass die Abtriebsbewegung der Vorgabe des Bewegungsgesetzes entspricht.
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Das Lenkgetriebe bzw. die lenkbaren Räder verfügen vorzugsweise über einen Rückstellmechanismus, der die lenkbaren Räder mittels Federkraft in einer gerade aus gerichteten Stellung hält. Ein Lenken der lenkbaren Räder erfolgt gegen die Federkraft des Rückstellmechanismus. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die lenkbaren Räder bei fehlender Auslenkung oder bei deaktivierter Lenkfunktion geradeaus ausgerichtet sind.
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Mehrere lenkbare Räder sind vorzugsweise mittels eines Lenkgestänges verbunden, um sicherzustellen, dass alle lenkbaren Räder zu vorgegebenen Zeitpunkten in eine entsprechende Richtung und um entsprechende Lenkwinkel ausgelenkt werden. Zudem kann eine Auslenkung der lenkbaren Räder allein durch Anlenken des Lenkgestänges erfolgen, eine gesonderte Ansteuerung aller lenkbaren Räder ist nicht erforderlich. Das Lenkgestänge kann derart an den lenkbaren Rädern angelenkt sein, dass ein kurveninneres Rad stärker eingeschlagen wird als ein kurvenäußeres Rad.
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Die Lenkachsen der lenkbaren Räder verlaufen vorzugsweise in vertikaler Richtung, müssen aber nicht exakt senkrecht zu der Oberfläche verlaufen, auf der das Modellauto steht, sondern können auch eine geringe Neigung nach innen oder außen sowie nach vorne oder hinten (Angaben jeweils in Bezug auf die Fahrtrichtung des Modellautos) aufweisen. Die Lenkachsen müssen nicht notwendigerweise senkrecht zu der bzw. den Drehachsen der lenkbaren Räder verlaufen.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn das Lenkgetriebe ein Winkelgetriebe aufweist. Das Winkelgetriebe weist ein Abtriebszahnrad auf, dessen Flächenerstreckung parallel zur Lenkbewegung der angelenkten Räder und vorzugsweise parallel zu der Oberfläche verläuft, auf der das Modellauto während des Betriebs steht. Das Abtriebszahnrad ist vorzugsweise als ein Tellerrad ausgebildet. Ferner weist das Winkelgetriebe ein Antriebszahnrad auf, dessen Flächenerstreckung senkrecht zu der Flächenerstreckung des Abtriebszahnrads verläuft. Die Drehachsen der beiden Zahnräder des Lenkgetriebes verlaufen vorzugsweise senkrecht zueinander. Das Winkelgetriebe kann bspw. als ein Kegelradgetriebe ausgebildet sein. Das Antriebszahnrad wird über das Umlenkgetriebe von einem Teil der in dem gespannten Federmechanismus gespeicherten Energie in eine Drehbewegung versetzt. Das Antriebszahnrad des Lenkgetriebes kann gleichzeitig das Abtriebsrad des Umlenkgetriebes sein. Vorzugsweise hat das Antriebszahnrad eine geringere Zähnezahl als das Abtriebszahnrad, damit eine Untersetzung erzielt wird, die resultierende Lenkbewegung langsam und gemächlich erfolgt und das Modellauto während des Vortriebs nicht hektisch hin- und herfährt. Auf diese Weise kann ein besonders realitätsnaher Betrieb des Modellautos erzielt werden.
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Das Lenkgetriebe kann einen Exzentermechanismus aufweisen, der mittelbar oder unmittelbar mit dem Winkelgetriebe bzw. dem Abtriebszahnrad in Kontakt steht. Der Exzentermechanismus umfasst einen exzentrisch angeordneten Vorsprung und eine entsprechende Aussparung oder Öffnung, in die der Vorsprung eingreift. Der Vorsprung ist dem Winkelgetriebe bzw. dem Abtriebszahnrad oder dem Lenkgestänge und die Aussparung oder Öffnung dem jeweils anderen, Lenkgestänge oder Winkelgetriebe bzw. dem Abtriebszahnrad, zugeordnet.
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Insbesondere ist an dem Abtriebszahnrad des Lenkgetriebes ein exzentrischer Zapfen angeordnet, der in eine entsprechende Öffnung des Lenkgestänges eingreift. Die Öffnung des Lenkgestänges hat vorzugsweise eine längliche Form, besonders bevorzugt eine Längserstreckung senkrecht zur Richtung der Lenkbewegung.
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Ebenso ist es denkbar, dass das Lenkgestänge mindestens einen, vorzugsweise zwei Zapfen aufweist, die in eine oder mehrere entsprechende exzentrische Aussparungen des Abtriebszahnrads des Lenkgetriebes eingreifen. Das Lenkgestänge ist an dem Chassis und/oder der Karosserie in einer Richtung quer zur Fahrtrichtung des Modellautos bei Geradeausfahrt längsbeweglich geführt. Eine kontinuierliche Drehung des Abtriebszahnrads mit der oder den exzentrischen Aussparungen führt zu einer periodischen Hin- und Herbewegung des Lenkgestänges und damit zu einer hin- und hergerichteten Lenkbewegung. Je nach Anordnung der Zapfen an dem Lenkgestänge kann die Lenkbewegung symmetrisch oder asymmetrisch zur Fahrtrichtung des Modellautos bei Geradeausfahrt sein.
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Durch Austausch des Exzentermechanismus und durch Variation des Exzenters des Vorsprungs bzw. der Aussparung oder Öffnung können Art und Grad der Lenkbewegung verändert werden. Diese kann - je nach Exzentermechanismus - wie gesagt, symmetrisch (gleich zu beiden Seiten) oder asymmetrisch (ungleich zu beiden Seiten) zur Richtung der Geradeausfahrt ausgebildet sein. Ebenso kann der Grad der Lenkbewegung (maximaler Lenkeinschlag) zu der einen und/oder der anderen Seite verändert werden.
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Das Lenkgetriebe kann nahezu beliebig ausgebildet sein, um eine gewünschte Lenkbewegung des Modellautos während des Vortriebs zur realisieren. So kann bspw. die Kurvenbahn eines Kurvengetriebes den individuellen Wünschen des Käufers des Modellautos nach einer bestimmten Lenkbewegung frei angepasst werden.
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Funktional kann zwischen dem Federmechanismus und dem Lenkgetriebe ein von außerhalb des Modellautos betätigbarer Kopplungs-/Entkopplungsmechanismus vorgesehen sein, durch dessen Betätigung die Lenkfunktion der lenkbaren Räder während des Vortriebs des Modellautos aktiviert bzw. deaktiviert werden kann. Bei deaktivierter Lenkfunktion kann das erfindungsgemäße Modellauto ganz normal gerade aus oder auf einer fest vorgegebenen Kreisbahn fahren. Bei aktivierter Lenkfunktion fährt das Modellauto wie oben beschrieben während des Vortriebs auf einer dynamisch variierenden Kurvenbahn. Der Kopplungs-/ Entkopplungsmechanismus stellt die Wirkverbindung zwischen dem Federmechanismus und dem Lenkgetriebe her bzw. unterbricht sie. Der Mechanismus ist von außerhalb des Modellautos durch einen Nutzer vorzugsweise manuell betätigbar.
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Der Kopplungs-/Entkopplungsmechanismus kann bei deaktivierter Lenkfunktion bspw. in dem Winkelgetriebe des Lenkgetriebes das Antriebsrad von dem Abtriebsrad trennen, so dass sie nicht mehr in gegenseitigem Eingriff stehen und die kontinuierliche Drehbewegung des Abtriebsrads des Umlenkgetriebes nicht mehr auf das Lenkgetriebe übertragen wird.
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Ebenso wäre es denkbar, bei deaktivierter Lenkfunktion ein mit dem außen am Gehäuse des Federmechanismus und von diesem angetriebenen Zahnrad in Eingriff stehendes Zahnrad des Umlenkgetriebes von dem Zahnrad des Federmechanismus zu trennen, so dass sie nicht mehr in gegenseitigem Eingriff stehen und die in dem Federmechanismus gespeicherte Energie und die resultierende kontinuierliche Drehbewegung des Federmechanismus noch auf die Drehachse der angetriebenen Rädern zu übertragen, um einen Vortrieb des Modellautos zu realisieren, und nicht mehr auf das Umlenkgetriebe des Umlenkmechanismus und damit auf die lenkbaren Räder übertragen wird. Die Wirkverbindung zwischen dem Federmechanismus und dem Lenkgetriebe kann durch den Kopplungs-/Entkopplungsmechanismus auch an einer beliebig anderen Stelle in dem Umlenkmechanismus unterbrochen bzw. wiederhergestellt werden.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es wird darauf hingewiesen, dass jedes der in den Figuren gezeigten Merkmale für sich alleine erfindungswesentlich sein kann, selbst wenn dies in der nachfolgenden Beschreibung nicht ausdrücklich erwähnt ist. Ferner können die in den Figuren gezeigten einzelnen Merkmale in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, auch über unterschiedliche Figuren und Ausführungsbeispiele hinweg, selbst wenn dies in der nachfolgenden Beschreibung nicht ausdrücklich erwähnt ist. Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht von oben auf ein Chassis eines erfindungsgemäßen Modellautos ohne Karosserie gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 eine perspektivische Ansicht von oben auf das Chassis des Modellautos aus 1;
- 3A einen Ausschnitt des Modellautos aus 1 mit einem Federmechanismus zum Antrieb des Modellautos;
- 3B einen Ausschnitt eines anderen erfindungsgemäßen Modellautos mit einem Federmechanismus zum Antrieb des Modellautos;
- 4A einen Ausschnitt eines Lenkgetriebes mit Kopplungs-/ Enkopplungsmechanismus des Modellautos aus 1 in einem entkoppelten Zustand;
- 4B einen Ausschnitt des Lenkgetriebes aus 4A in einem gekoppelten Zustand;
- 5 eine Seitenansicht auf das Chassis des Modellautos aus 1;
- 6 eine perspektivische Ansicht von oben auf ein Chassis eines erfindungsgemäßen Modellautos ohne Karosserie gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform;
- 7 einen Ausschnitt auf ein Umlenkgetriebe des Modellautos aus 6;
- 8A bis 8C einen Ausschnitt auf einen vorderen Teil des Modellautos aus 6 mit unterschiedlichen Lenkwinkeln der lenkbaren Räder; und
- 9A und 9B eine Schnittansicht durch das Modellauto aus 6 auf einen Kopplungs-/Entkopplungsmechanismus zum Aktivieren bzw. Deaktivieren der Lenkfunktion der lenkbaren Räder.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend am Beispiel eines Modellautos näher erläutert. Die Ausführungen gelten jedoch für jegliche Art von Modellfahrzeug. Die Erfindung betrifft ein Rückziehmodellauto oder Aufziehmodellauto. Das Modellauto umfasst ein Chassis 1 mit mindestens drei daran drehbar gelagerten Rädern 102, 105. In den dargestellten Ausführungsbeispielen hat das Modellauto vier Räder, zwei angetriebene Hinterräder 102 und zwei lenkbare Vorderräder 105. Vorzugsweise umfasst das Modellauto auch eine Karosserie (nicht dargestellt), die direkt oder mittelbar an dem Chassis 1 vorzugsweise lösbar befestigt ist. Die Karosserie ähnelt im Aussehen vorzugsweise der Karosserie eines realen Kraftfahrzeugs. Sowohl das Chassis 1 als auch die Karosserie können aus Metall und/oder Kunststoff gefertigt sein.
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Ferner umfasst das Modellauto einen spannbaren Federmechanismus 101, der mit mindestens einem der Räder in Drehverbindung steht. In dem vorliegenden Fall steht der Federmechanismus 101 über eine Drehachse 201 mit beiden Hinterrädern 102 in Verbindung, um sie anzutreiben. Die in dem gespannten Federmechanismus 101 gespeicherte Energie dient zum Antrieb der antreibbaren Räder 102 und zum Vortrieb des auf einer Oberfläche stehenden Modellautos.
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Der Federmechanismus 101 umfasst mindestens ein Federelement (nicht dargestellt), das vor dem Betrieb des Modellautos gespannt wird. Das Federelement umfasst bspw. eine Spiralfeder, ein Gummiband oder ähnliches. Ferner kann der Federmechanismus ein Schwungrad aufweisen, um einen gleichförmigeren Vortrieb des Modellautos zu erzielen. Der Federmechanismus 101 kann - wie in den gezeigten Ausführungsbeispielen - durch Zurückziehen des auf der Oberfläche stehenden Modellautos entgegen der Vortriebsrichtung erfolgen. Dabei werden die angetriebenen Räder 102 des Modellautos entgegen der Antriebsrichtung rückwärts gedreht und spannen das Federelement. Ein entsprechender Aufziehmechanismus 103 als Teil des Federmechanismus 101 ist beispielhaft und schematisch in 3B gezeigt. In den 1 und 2 ist der Aufziehmechanismus integraler Bestandteil des Federmechanismus 101 und mit diesem in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Alternativ kann der Federmechanismus 101 auch durch Aufziehen mittels eines Hebels oder eines Schlüssels (nicht dargestellt) bei gleichzeitiger Drehverhinderung der angetriebenen Räder 102 erfolgen. So können die Räder 102 bspw. beim Aufziehen des Federmechanismus 101 mit der Hand festgehalten und beim Aufsetzen auf der Oberfläche losgelassen werden.
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Die Erfindung schlägt ein Rückzieh- und Aufziehmodellauto vor, das
mindestens ein an dem Chassis 1 um eine Lenkachse 104 angelenktes lenkbares Rad 105, in dem vorliegenden Beispiel zwei lenkbare Vorderräder 105, und
einen Umlenkmechanismus 2 aufweist, der mit dem Federmechanismus 101 derart in einer Wirkverbindung steht, dass ein Teil der in dem gespannten Federmechanismus 101 gespeicherten Energie zum Lenken der lenkbaren Räder 105 während des Vortriebs des Modellautos genutzt wird.
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Das erfindungsgemäße Modellauto kann somit während des Vortriebs eine variable Kurvenfahrt ausführen. Insbesondere variiert der Radius und/ oder die Richtung der Kurvenbahn dynamisch während des Vortriebs des Modellautos. Auf diese Weise kann das Modellauto während des Vortriebs eine S-förmige, eine 8-förmige, eine kreisförmige Bahn, jeweils mit konstantem oder mit dynamisch variierendem Radius, und/oder eine beliebig andere Bahn ausführen. Insbesondere müssen Anfangs- und Endpunkt der Kurvenbahn nicht übereinstimmen.
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Der Umlenkmechanismus 2 umfasst ein Umlenkgetriebe 203-209, das ausgebildet ist, einen Teil der in dem gespannten Federmechanismus 101 gespeicherten Energie in eine vorzugsweise kontinuierliche und gleichförmige Drehbewegung, bspw. eines Abtriebsrads 209, umzusetzen, die zum Lenken der lenkbaren Räder 105 des Modellautos genutzt wird. Ferner umfasst der Umlenkmechanismus 2 ein Lenkgetriebe 210, 211, das die Drehbewegung des Umlenkgetriebes 203-209 in eine Lenkbewegung der lenkbaren Räder 105 um die Lenkachsen 104 umwandelt. Dabei werden die Räder 105 vorzugsweise quer zur Fahrtrichtung des Modellautos angelenkt, um sie in einen bestimmten Lenkwinkel zu versetzen.
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Das dargestellte Umlenkgetriebe 203-209 weist eine Vielzahl von Zahnrädern 203-209 auf. Es kann jedoch auch weniger oder mehr oder andere als die in den Figuren gezeigte Zahnräder aufweisen. Die Richtung der Lenkbewegung verläuft vorzugsweise quer zur Fahrtrichtung des Modellautos während des Vortriebs bei Geradeausfahrt. Vorzugsweise variiert der Lenkwinkel der angelenkten Räder 105 über die Zeit während des Vortriebs des Modellautos in Größe und/oder Richtung dynamisch. Die Lenkbewegung muss nicht symmetrisch zur Fahrtrichtung des Modellautos bei Geradeausfahrt sein, sondern kann auch asymmetrisch zu dieser sein. In diesem Fall würde das Modellauto stärker und/oder öfter zu einer Seite hin auslenken als zu der anderen Seite. Vorzugsweise wiederholt sich die Lenkbewegung der angelenkten Räder 105 nach einer gewissen Zeit periodisch.
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Der Federmechanismus 101 bildet in dem gezeigten Beispiel eine Einheit mit der Drehachse 201 der Hinterräder 102 des Modellautos. Die Drehachse 201 der Hinterräder 102 ist an einem Gehäuse des Federmechanismus 101 oder im Inneren des Gehäuses drehbar gelagert. Die Hinterräder 102 sind drehfest an der Drehachse 201 befestigt. Das Gehäuse des Federmechanismus 101 ist an dem Chassis 1 des Modellautos befestigt. Die Karosserie ist an dem Gehäuse des Federmechanismus 101 oder an dem Chassis 1 befestigt. Die Hinterräder 102 ragen in entsprechende Aussparungen bzw. Radkästen der Karosserie. Das Federelement des Federmechanismus 101 ist im Inneren des Gehäuses angeordnet. Ein proximales Ende des Federelements ist an dem Gehäuse befestigt während das andere distale Ende des Federelements an der Drehachse 201 befestigt ist, sodass das Federelement durch Zurückziehen des auf einer Oberfläche stehenden Modellautos und das Drehen der Räder 102 entgegen der Fahrtrichtung bei Vortrieb des Modellautos gespannt wird. Das gespannte Federelement speichert die Energie für den Vortrieb und die Lenkbewegung des Modellautos.
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In dem Beispiel der 1 und 2 ist die Drehachse 201 - wie gesagt - durch das Gehäuse des Federmechanismus 101 geführt. Auf der Drehachse 201 ist drehfest ein erstes Zahnrad 202 außerhalb des Gehäuses befestigt, welches die Drehbewegung der Drehachse 201 auf den Umlenkmechanismus 2 überträgt. Dieses Beispiel verfügt über keine nach außen geführte Zwischenachse und ist in 3A gezeigt.
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In dem gezeigten alternativen Beispiel der 3B verfügt der Federmechanismus 101 über eine nach außen geführte Zwischenachse 107, an der das distale Ende des Federelements befestigt ist. Die Zwischenachse 107 ragt aus dem Gehäuse des Federmechanismus 101 heraus und ist drehfest mit einem zweiten Zahnrad 203 verbunden, das außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Das zweite Zahnrad 203 steht mit dem ersten Zahnrad 202 in Eingriff, das drehfest auf der Drehachse 201 der Hinterräder 102 befestigt ist. Zwischen dem zweiten Zahnrad 203 und dem ersten Zahnrad 202 kann auch noch mindestens ein weiteres Zahnrad angeordnet sein, so dass die Drehbewegung des zweiten Zahnrads 203 mittelbar über das oder die weiteren Zahnräder auf das erste Zahnrad 202 übertragen wird. Statt weitere Zahnräder kann auch ein Riemenantrieb oder eine Kardanwelle vorgesehen sein. Die weiteren Zahnräder, der Riemenantrieb oder die Kardanwelle würden dann einen Übertragungsmechanismus bilden, der die Drehbewegung des Federmechanismus 101 (bzw. des zweiten Zahnrads 203) auf die Drehachse 201 (bzw. das erste Zahnrad 202) überträgt. Auf diese Weise kann eine Über- bzw. Untersetzung zwischen der Drehbewegung der Zwischenachse 107 und der Drehbewegung der angetriebenen Räder 102 des Modellautos erzielt werden. Selbstverständlich können auch eine oder mehrere Zwischenachsen in dem Gehäuse des Federmechanismus 101 vorgesehen sein.
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Das Umlenkgetriebe umfasst in dem gezeigten Beispiel mehrere Zahnräder 203-209. Diese können unterschiedlich groß ausgebildet sein, so dass eine Über- bzw. Untersetzung zwischen der Drehbewegung des Zahnrads 202 bzw. 203 und der Drehbewegung des Abtriebsrads 209 erzielt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Umlenkgetriebe auch einen Ketten- oder Bandantrieb und/oder eine Antriebswelle (z.B. nach Art einer Kardanwelle) aufweisen. Das Umlenkgetriebe 203-209 ist in einem Getriebegehäuse angeordnet. Es wird durch das außerhalb des Gehäuses des Federmechanismus 101 angeordnete Zahnrad 202 bzw. 203 angetrieben. Die Drehbewegung wird über die Zahnräder 203-209 und/oder einen Ketten- oder Bandantrieb und/oder eine Antriebswelle nach vorne zu dem Abtriebsrad 209 bzw. dem Lenkgetriebe 210, 211 übertragen. Das Lenkgetriebe 210, 211 wandelt die gleichförmige oder kontinuierliche Drehbewegung des Abtriebsrads 209 in die näherungsweise lineare Lenkbewegung für die angelenkten Räder 105 um. Das Lenkgetriebe 210, 211 kann eines oder mehrere Zahnräder und/oder ein Kurvengetriebe (z.B. ein Pendelgetriebe) umfassen.
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In dem gezeigten Beispiel weist das Lenkgetriebe 210, 211 ein Winkelgetriebe auf. Das Winkelgetriebe weist ein Abtriebszahnrad 211 auf, dessen Flächenerstreckung parallel zur Lenkbewegung der angelenkten Räder 105 und vorzugsweise parallel zu der Oberfläche verläuft, auf der das Modellauto während des Betriebs steht. Das Abtriebszahnrad 211 ist vorzugsweise als ein Tellerrad mit einem äußeren, nach oben ragenden Zahnkranz entlang des Umfangs ausgebildet. Ferner weist das Winkelgetriebe ein Antriebszahnrad 210 auf, dessen Flächenerstreckung senkrecht zu der Flächenerstreckung des Abtriebszahnrads 211 verläuft. Die Drehachsen der beiden Zahnräder 210, 211 verlaufen vorzugsweise senkrecht zueinander. Das Winkelgetriebe kann bspw. auch als ein Kegelradgetriebe ausgebildet sein. Das Antriebszahnrad 210 wird über das Umlenkgetriebe 203-209 bzw. von dessen Abtriebsrad 209 in eine Drehbewegung versetzt und überträgt diese auf das Abtriebszahnrrad 211 des Winkelgetriebes. Die Energie hierfür stammt - wie gesagt - aus dem gespannten Federmechanismus 101. Das Antriebszahnrad 210 des Lenkgetriebes 210, 211 kann gleichzeitig das Abtriebsrad 209 des Umlenkgetriebes 203-209 sein oder mit diesem auf einer gemeinsamen Achse drehfest angeordnet sein. Vorzugsweise hat das Antriebszahnrad 210 eine geringere Zähnezahl als das Abtriebszahnrad 211, damit eine Untersetzung erzielt wird, die resultierende Lenkbewegung langsam und gemächlich erfolgt und das Modellauto während des Vortriebs nicht hektisch hin- und herfährt. Auf diese Weise kann ein besonders realitätsnaher Betrieb des Modellautos erzielt werden.
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Das Lenkgetriebe bzw. die lenkbaren Räder verfügen vorzugsweise über einen Rückstellmechanismus 106, der die lenkbaren Räder mittels Federkraft in einer gerade aus gerichteten Stellung hält. Der Rückstellmechanismus 106 umfasst bspw. eine Blattfeder, eine Federklammer o.ä. Ein Lenken der lenkbaren Räder 105 erfolgt gegen die Federkraft des Rückstellmechanismus 106. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die lenkbaren Räder 105 bei fehlender Auslenkung oder bei deaktivierter Lenkfunktion gerade ausgerichtet sind.
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Die lenkbaren Räder 105 sind vorzugsweise mittels eines Lenkgestänges 213 angelenkt, um sicherzustellen, dass beide lenkbaren Räder 105 zu vorgegebenen Zeitpunkten in die gleiche Richtung und um entsprechende Lenkwinkel ausgelenkt werden. Zudem kann eine Auslenkung der lenkbaren Räder 105 allein durch Anlenken des Lenkgestänges 213 erfolgen, eine gesonderte Ansteuerung aller lenkbaren Räder 105 ist nicht erforderlich. Das Lenkgestänge 213 kann derart an den lenkbaren Rädern 105 angelenkt sein, dass ein kurveninneres Rad 105 stärker eingeschlagen wird als ein kurvenäußeres Rad 105. Der Rückstellmechanismus 106 ist vorzugsweise an dem Chassis 1 befestigt und wirkt auf das Lenkgestänge 213, bspw. über einen an dem Lenkgestänge 213 ausgebildeten Zapfen 223 (vgl. 6).
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Die Lenkachsen 104 der lenkbaren Räder 105 verlaufen in etwa vertikal. Sie müssen nicht exakt senkrecht zu der Oberfläche verlaufen, auf der das Modellauto steht, sondern können eine geringe Neigung nach innen oder außen sowie nach vorne oder hinten (jeweils in Bezug auf das Modellauto) aufweisen. Die Lenkachsen 104 müssen nicht notwendigerweise genau senkrecht zu den Drehachsen der lenkbaren Räder 105 verlaufen.
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Das Lenkgestänge 213 ist an dem Chassis 1 und/oder der Karosserie in einer Richtung quer zur Fahrtrichtung des Modellautos bei Geradeausfahrt längsbeweglich geführt. Das Lenkgetriebe 210, 211 kann einen Exzentermechanismus aufweisen, der mittelbar oder unmittelbar mit dem Winkelgetriebe 210, 211 in Kontakt steht. In dem ersten Ausführungsbeispiel der 1-5 umfasst der Exzentermechanismus einen an dem Abtriebszahnrad 211 exzentrisch angeordneten Vorsprung 212 in Form eines Zapfens und eine entsprechende Öffnung 214, in die der Vorsprung 212 eingreift. Der Vorsprung 212 ist dem Winkelgetriebe bzw. dem Abtriebszahnrad 211 und die Öffnung 214 ist dem Lenkgestänge 213 zugeordnet. Die Öffnung 214 des Lenkgestänges 213 hat vorzugsweise eine längliche Form, besonders bevorzugt eine Längserstreckung senkrecht zur Richtung der Lenkbewegung und parallel zur Fahrtrichtung bei Geradeausfahrt.
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In dem Ausführungsbeispiel der 6-8 weist der Exzentermechanismus einen dreizackigen Stern 215 auf (vgl. 7), wobei zwischen den Zacken drei exzentrische Aussparungen 216 gebildet sind. Der dreizackige Stern 215 ist drehfest auf der Oberseite des Abtriebszahnrads 211 ausgebildet. Dabei stimmt die Drehachse des Sterns 215 vorzugsweise mit der Drehachse des Abtriebszahnrads 211 überein. Selbstverständlich könnte der Stern 215 auch extentrisch zu dem Abtriebszahnrad 211 angeordnet sein, so dass die Drehachsen zueinander beabstandet wären. Die Seitenkanten der Zacken können konvex nach außen gewölbt sein. Zwei zapfenförmige Vorsprünge 212 des Exzentermechanismus sind an der Unterseite des Lenkgestänges 213 ausgebildet und ragen in die Aussparungen 216 des Sterns 215. Durch die Drehbewegung des Abtriebszahnrads 211 werden die Vorsprünge 212 von einer Aussparung 216 zur nächsten weitergereicht, wodurch das Lenkgestänge 213 und damit die angelenkten Räder 105 in eine periodische Lenkbewegung versetzt werden (vgl. 8). In dem Beispiel erstreckt sich im Bereich einer Drehachse des Abtriebszahnrads 211 bzw. des Sterns 215 ein Führungszapfen 228 nach oben, der in eine in dem Lenkgestänge 213 ausgebildete Führungsöffnung 227 eingreift und das Lenkgestänge 213 so in der im Wesentlichen linearen Lenkbewegung, insbesondere quer zur Fahrtrichtung des Modellautos bei Geradeausfahrt, führt.
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8A zeigt die Stellung des Lenkgestänges 213 bzw. der Zapfen 212 bei Geradeausfahrt, 8B zeigt die Stellung der Zapfen 212 bei Kurvenfahrt nach rechts und 8C zeigt die Stellung der Zapfen 212 bei Kurvenfahrt nach links. Je nach Anordnung der Zapfen 212 an dem Lenkgestänge 213 kann die Lenkbewegung symmetrisch oder asymmetrisch zur Fahrtrichtung des Modellautos bei Geradeausfahrt sein. Der besseren Übersichtlichkeit halber ist das Lenkgestänge 213 in den 8 nicht gezeigt.
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Durch Austausch des Exzentermechanismus und durch Variation des Exzenters (Abstand von der Drehachse des Abtriebszahnrads 211) des Vorsprungs 212 bzw. der Aussparung 216 oder Öffnung 214 können Art und Grad der Lenkbewegung verändert werden. Diese kann - je nach Exzentermechanismus - wie gesagt, symmetrisch (gleich zu beiden Seiten) oder asymmetrisch (ungleich zu beiden Seiten) zur Fahrtrichtung bei Geradeausfahrt ausgebildet sein. Ebenso kann der Grad der Lenkbewegung (maximaler Lenkeinschlag) zu der einen und/oder der anderen Seite verändert werden.
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Funktional kann zwischen dem Federmechanismus 101 und dem Lenkgetriebe 210, 211 ein von außerhalb des Modellautos betätigbarer Kopplungs-/ Entkopplungsmechanismus 217 vorgesehen sein (vgl. 9), durch dessen Betätigung die Lenkfunktion der lenkbaren Räder 105 während des Vortriebs des Modellautos aktiviert bzw. deaktiviert werden kann. Bei deaktivierter Lenkfunktion („I“) kann das erfindungsgemäße Modellauto ganz normal geradeaus oder auf einer fest vorgegebenen, vorab eingestellten Kreisbahn fahren. Bei aktivierter Lenkfunktion („S“) fährt das Modellauto - wie oben beschrieben - während des Vortriebs auf einer dynamisch variierenden Kurvenbahn.
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In dem Beispiel der 9 wird bei deaktivierter Lenkfunktion (vgl. 9B) ein mit dem ersten Zahnrad 202 des Federmechanismus 101 direkt oder mittelbar über ein weiteres Zahnrad in Eingriff stehendes Zahnrad 203 des Umlenkgetriebes 203-209 von dem ersten Zahnrad 202 getrennt, so dass die Zahnräder 202, 203 nicht mehr in gegenseitigem Eingriff stehen und die kontinuierliche Drehbewegung des ersten Zahnrads 202 nur noch auf die Drehachse 201 zum Vortrieb des Modellautos und nicht mehr auf das Umlenkgetriebe 203-209 des Umlenkmechanismus 2 übertragen wird. Zur Betätigung des Kopplungs-/ Entkopplungsmechanismus 217 ist ein Hebel 218, vorzugsweise in der Form eines Winkelhebels, vorgesehen, der an einer Drehachse 219 drehbar an dem Chassis 1 des Modellautos gelagert ist. Ein erstes Ende 221 des Hebels 218 liegt von unten an der Drehachse des Zahnrads 203 an. Ein gegenüberliegendes Ende 220 des Hebels 218 kann ein Gegengewicht zum Gewicht des Zahnrads 203 bilden. Bei Betätigung des Hebels 218 („I“) hebt das erste Ende 221 des Hebels 218 das Zahnrad 203 des Umlenkgetriebes 203-209 an und löst den Eingriff mit dem Zahnrad 202, sodass die Lenkfunktion deaktiviert ist. Bei nicht betätigtem Hebel 218 („S“) fällt das Zahnrad 203 des Umlenkgetriebes 203-209 schwerkraftbedingt oder durch Federkraft wieder nach unten und tritt mit dem Zahnrad 202 in Eingriff, sodass die Lenkfunktion aktiviert ist (vgl. 9A). Das Gegengewicht des zweiten Endes 220 des Hebels 218 kann die Bewegung des Zahnrads 203 aus der entkoppelten Stellung „I“ (vgl. 9B) in die gekoppelte Stellung „S“ (vgl. 9A) dämpfen.
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Zur Betätigung des Hebels 218 ist ein weiterer Hebel 222, vorzugsweise in der Form eines Winkelhebels, vorgesehen, der um eine Drehachse 224 schwenkbar am Chassis 1 gelagert ist. Ein Betätigungsabschnitt 225 an einem ersten Ende des weiteren Hebels 222 ist von außerhalb des Fahrzeugs betätigbar. Vorzugsweise ragt der Betätigungsabschnitt 225 auf der Unterseite des Modellautos durch eine entsprechende Öffnung im Chassis 1 aus dem Modellauto nach außen. Ein dem Betätigungsabschnitt 225 gegenüberliegender Wirkabschnitt 226 liegt an der Unterseite des ersten Endes 221 des Hebels 218 an. Eine Betätigung (Bewegung von links nach rechts in 9) des weiteren Hebels 222 mittels des Betätigungsabschnitts 225 hebt den Wirkabschnitt 226 und damit auch das erste Ende 221 des Hebels 218 und schließlich auch das Zahnrad 203 an und entkoppelt den Eingriff zwischen den beiden Zahnrädern 202, 203. Durch den weiteren Hebel 222 ist der Kopplungs-/ Entkopplungsmechanismus 217 selbsthemmend, d.h. er bleibt selbsttätig in der eingestellten Stellung („S“ oder „I“).
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Alternativ kann der Kopplungs-/Entkopplungsmechanismus auch bei deaktivierter Lenkfunktion („I“) bspw. in dem Lenkgetriebe 210, 211 das Antriebsrad 210 und das Abtriebsrad 211 des Lenkgetriebes voneinander trennen, so dass sie nicht mehr in gegenseitigem Eingriff stehen und die kontinuierliche Drehbewegung des Abtriebsrads 209 des Umlenkgetriebes 203-209 nicht mehr auf das Lenkgestänge 213 und weiter auf die lenkbaren Räder 105 übertragen wird. Ein solcher auf das Lenkgetriebe 210, 211 wirkender Kopplungs-/Entkopplungsmechanismus 301 ist schematisch in den 4 gezeigt. Dabei ist der besseren Übersichtlichkeit wegen nur das Zahnrad 209 des Umlenkgetriebes 203-209 gezeigt. 4A zeigt den Mechanismus 301 in dem entkoppelten Zustand „I“, wobei das Abtriebsrad 211 nach unten bewegt und so von dem Antriebsrad 210 getrennt ist. Eine Drehung des Antriebsrads 210 wird somit nicht auf das Abtriebsrad 211 und damit auf das Lenkgestänge 213 und die lenkbaren Räder 105 übertragen. 4B zeigt den Mechanismus 301 in dem gekoppelten Zustand „S“, wobei das Abtriebsrad 211 gegenüber der Stellung aus 4A angehoben ist und sich so im Eingriff mit dem Antriebsrad 210 befindet. In diesem Zustand wird eine Drehung des Antriebsrads 210 auf das Abtriebsrad 211 und damit auf das Lenkgestänge 213 und die lenkbaren Räder 105 übertragen. Zum Entkoppeln des Mechanismus 301 bzw. zum Deaktivieren der Lenkfunktion wird der Mechanismus 301 um eine Drehachse gedreht, die im sich Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche erstreckt, auf der das Modellauto steht. Der Mechanismus 301 weist ansteigende Rampen auf, welche - je nach Drehrichtung des Mechanismus 301 - das Abtriebsrad 211 in einer Richtung parallel zur Drehachse des Mechanismus 301 anheben oder absenken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2002/072294 A1 [0004]
- CN 101869767 A [0004]
