DE2102578A1

DE2102578A1 - Bahn fur mit Radern versehene Spielfahrzeuge

Info

Publication number: DE2102578A1
Application number: DE19712102578
Authority: DE
Inventors: Dennis Harold Harbor City Schlau Floyd Evan Palos Verdes Estates Calif Merino (V St A )
Original assignee: Mattel Inc
Current assignee: Mattel Inc
Priority date: 1970-08-20
Filing date: 1971-01-20
Publication date: 1972-02-24
Also published as: US3712541A; FR2101362A5; GB1297341A; CA918925A

Description

Bahn für mit Rädern versehene Spielfahrzeuge

Die Erfindung betrifft Spielfahrzeuge und insbesondere eine Bahn für diese Spielfahrzeuge.

Spielfahrzeuge, welche frei sind von elektrischen oder anderen Verbindungen mit einer Bahn, können entlang von Bahnführungen gegenseitig Rennen austragen, wobei sie unter Fahrbahnwechsel einander überholen. Dies geschieht in einer naturgetreuen Weise. Falle eine breite, glatte und flache Bahn verwendet wird, können die Fahrzeuge ohne weiteres ihre jeweilige Bahn bzw. Spur verlassen. Indessen besitzen sie die Neigung, unter einem Winkel auf die Seitenschienen aufzutreffen, welcher groß genug ist, um ihr Herausschleudern zu verursachen oder um sie wesentlich herabzubremsen. Bahnen, welche breit genug sind, um die Spielfahrzeuge einander Überholen zu lassen, wobei diese von einer Seite der Bahn zur anderen auswandern können, um auf diese Weise

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

aneinander vorbei zu fahren, sind sehr unterhaltsam bei Durchführung von Rennen zwischen Fahrzeugen, wenn gleichzeitig die Neigung dieser Fahrzeuge reduziert ist, an die Seitenschienen der Bahn anzuprallen.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Bahn für Spielfahrzeuge zu schaffen, welche das überholen ermöglicht, während gleichzeitig die Neigung der Fahrzeuge, gegen die seitlichen Schienen anzuprallen, verringert ist. Die Bahn soll dazu geeignet sein, unterhaltsame Rennen durchführen zu können.

Erfindungsgemäß wurde eine Bahn für Spielfahrzeuge geschaffen, durch die das Auswandern bzw. Ausscheren der Fahrzeuge von einer Bahnseite zur anderen begünstigt ist, so daß sich die Fahrzeuge einander überholen können. Dennoch wird verhindert, daß die seitlich auswandernden Fahrzeuge hart gegen die Seitenschienen der Bahn aufprallen bzw. an diesen entlang schleifen. Die Bahn nach der vorliegenden Erfindung weist eine Auflagefläche mit konkaver Krümmung auf; die Krümmung erstreckt sich allmählich über die Breite der Bahn und ist an beiden Seiten nahe der Seitenschienen stärker gebogen bzw. schärfer. Die Bahn wird gewöhnlich in Form einer Bahnführung gelegt, welche kurvenförmige Abschnitte aufweist. Mit mit höherer Geschwindigkeit laufende Fahrzeuge besitzen infolgedessen die Neigung, entlang der Außenseite der Kurvenabschnxtte zu fahren, so daß sie anschließend auf den geradverlaufenden Abschnitten in gleichförmiger und sanfter Weise von einer Seite der Bahn zur anderen ausscheren können. Das Ausscheren bzw. Auswandern der Fahrzeuge führt zu einem Wechsel der Fahrbahnspur, wodurch schnellere Fahrzeuge langsamere Fahrzeuge überholen können. Der Krümmungsradius entlang des größten Teils der Bahnbreite liegt zwischen dem einfachen Breitemaß der Bahn und dem fünffachen Breitemaß, um eine begrenzte Auswanderung der Fahrzeuge herbeiführen zu können. Die Krümmung an beiden

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Seiten der Bahn ist größer als 1/¹IO der Bahnbreite, so daß auswandernde Fahrzeuge bei einem Minimum von Kratz- oder Schleifbewegungen wieder von den Seitenwänden abgewandt zurückgeführt werden.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Teilperspektivansicht einer Bahnführung unter Verwendung erfindungsgemäßer Bahnabschnitte;

Fig. 2 ist eine Draufsicht einer geschlossenen Bahnanlage, von welcher ein Teil in Fig. 1 der Zeichnungen wiedergegeben ist. M Der Verlauf zweier Fahrzeuge auf der Bahn ist durch gestrichelte Linien dargestellt;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht eines geradlinigen Bahnteils von Linie 3~3 in Fig. 2 unter Darstellung eines Paars von auf der Bahn befindlichen Fahrzeugen;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines gekrümmten Bahnabschnittes von Linie 4-4 in Fig. 1; und

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf ein Beschleunigungsgerät, welches in der Bahnanlage gemäß Fig. 2 der Zeichnungen verwendet , werden kann. ™

In Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Bahn nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Bahn weist gerade Bahnabschnitte 10, 12 und einen kurvenförmig geformten Bahnabschnitt 14 auf. Die einzelnen Abschnitte bilden einen Bestandteil einer Gesamt-Bahnanlage, welche beispielsweise die in Fig. 2 dargestellte, geschlossene Form aufweisen kann. Die Bahn ist breit genug, um wenigstens zwei Spielfahrzeuge 16, 18 Seite an Seite so aufzunehmen, daß sie einander überholen bzw. aneinander vorbeifahren können. Es können

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entweder Fahrzeuge ohne Eigenantrieb oder Fahrzeuge mit Eigenantrieb zur Anwendung gebracht werden; im Falle von Spielfahrzeugen ohne Eigenantrieb wird diesen durch ein entlang der Bahn befindliches Beschleunigungsgerät eine Beschleunigung erteilt. Als Spielfahrzeuge mit Eigenantrieb werden vorzugsweise Fahrzeuge mit aufladbarer Batterie und Elektromotor eingesetzt. Die Auflagefläche 20 der Bahn ermöglicht, daß die Fahrzeuge von einer Seite der Bahn zur anderen sich bewegen können. Auf diese Weise ist ein Paar von Spielfahrzeugen des öfteren in der Position, in welcher das schnellere Fahrzeug das langsamere überholt. Die Möglichkeit, daß die Spielfahrzeuge unter genügend großem Winkel ausscherend so auf die Seitenschienen 22 und 24 der Bahn auftreffen, daß sie außer Kontrolle geraten oder über die Schiene geschleudert werden, wird durch die Bahn nach der vorliegenden Erfindung auf ein Minimum reduziert.

Wie sich aus Fig. 3 der Zeichnungen ergibt, weist die Auflagefläche 20 für die Spielfahrzeuge eine Breite W auf, welche etwa viermal so groß ist wie die Breite Y des Fahrzeuges selbst. Auf diese V/eise ist ein beträchtlicher Raum für Überholvorgänge gegeben. Nach einer Ausführungsform beträgt die Breite Y eines Spielfahrzeuges etwa 25 mm, so daß die Breite W der Bahn etwa 100 mm beträgt. Entlang dieser Breite besitzt die Auflagefläche 20 einen Krümmungsradius Rl von etwa 200 mm. Dieser Radius reicht gewöhnlich aus, um Fahrzeuge langsam von einer Seite der Bahn zur anderen gelangen zu lassen. Der Radxus ist andererseits klein genug, um Spielfahrzeuge wieder in die Mitte der Bahn zurückzuführen, bevor sie an die Seiten derselben gelangen.

In vielen Fällen bewegt sich ein Fahrzeug unter einem genügend großen Winkel bezüglich geradliniger Richtung, daß es über die Grenzen des allmählich gekrümmten Bahnbereiches hinausgelangen würde, falls es nicht gehalten werden würde. Natürlich können die Seitenschienen 22 und 24 der Bahn so angebracht sein, daß ein

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zu weit auswanderndes Fahrzeug plötzlich auf die seitlichen Wände oder Schienen auftrifft und zurückgelenkt wird. Dies führt indessen dazu, daß die Räder 26 mit ihren Außenflächen beträchtlich an den Seitenschienen entlangkratzen bzw. schleifen, wodurch die Geschwindigkeit des Fahrzeuges herabgesetzt wird. Eine derartige Verzögerung ist insbesondere unerwünscht bei Verwendung freilaufen der Fahrzeuge, welche an lediglich einer Position entlang der Bahn beschleunigt werden. Wenn einige Verzögerungen der beschriebenen Art auftreten, kann dies dazu führen, daß das Fahrzeug schließlich nicht mehr imstande ist, die Bahn vollständig zurückzulegen. Um eine derartige Schleifwirkung der Räder zu reduzieren, ist ein Übergangsbereich 28 vorgesehen, der sich zwischen dem allmählich gekrümmten Bahnteil und den Seitenschienen 22, 24 befindet, und zwar dort, wo die Bahn einen Krümmungsradius R2 aufweist, der klein, jedoch nicht zu klein ist. Bei Spielfahrzeugen einer Breite Y von 25 mm bei einem Raddurchmesser D von etwa 9>3 nun ist ein Krümmungsradius von 6,3 mm ausreichend, um ein Schleifen der Räder an den Seitenwänden zu verhindern. Anstelle der Schleif- oder Kratzbewegung gewährleistet die Krümmung der Bahn eine starke Überhöhung, durch welche die Fahrzeuge in Richtung der Bahnmitte zurückgelenkt werden, ohne plötzlich auf eine Schiene aufzutreffen. Der Krümmungsradius R2 sollte größer als etwa 2,5 mm sein, in anderen Worten größer als 1/40 der Breite der Bahn betragen.

In Fig. 2 der Zeichnungen sind die Bahnen zweier Spielfahrzeuge und 18 mit Eigenantrieb wiedergegeben. Gemäß Darstellung haben die beiden Fahrzeuge ihre Bahn in den angegebenen Positionen begonnen. Falls beide Fahrzeuge zunächst entlang der Bahn gerichtet sind, bewegen sie sich entlang der Bahnmitte, bis sie den kurvenförmigen Bahnabschnitt 14 erreichen. Falls sich beide Fahrzeuge schnell bewegen, besitzen sie die Neigung, entlang der Bahn nach oben zu fahren und sich den Außenkanten der Kurve zu nähern. Wenn die Fahrzeuge in den nächsten, geradlinigen Bahn-

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abschnitt 12 gelangen, fallen sie von der Außenkante der Bahn herab und beginnen, langsam von einer Seite zur anderen zu wandern bzw. auszuscheren. Der genaue Winkel dieser Bewegung wird willkürlich bestimmt. Die Bahnen beider Spielfahrzeuge sind öfters genügend weit im Abstand zueinander ausgerichtet, daß das echnellere Fahrzeug das langsamere überholen kann. Das allmähliche Ausscheren von einer Seite zur anderen wird auf dem Rest der Bahn beibehalten. Selbst falls ein Fahrzeug die Bahn eines schnelleren Fahrzeuges blockiert,,werden gewisse seitliche Kräfte freigesetzt, welche die Neigung besitzen, das Auswandern der Fahrzeuge so zu verstärken, daß schließlich das schnellere Fahrzeug das langsamere überholen kann, wenn sie in genügend weitem Abstand laufen.

Es wurden verschiedene Kurvenführungen untersucht, um für das erforderliche Maß der Auswanderung bzw. Abweichung eine geeignete Krümmung der Bahn bestimmen zu können. Als ein Extremfall wurde eine Bahn untersucht, welche Bestandteil eines Zylinders darstellt, Es hat sich dabei herausgestellt, daß die Spielfahrzeuge bei dieser Bahnführung direkt in der Mitte verlaufen und nicht einander überholen können. In einem anderen Extremfall, bei welchem unter Verwendung ebener Bahnführungen ein überholen der Fahrzeuge ermöglicht ist, besteht die erhöhte Gefahr, daß die Fahrzeuge so stark gegen die Seitenschienen anprallen, daß sie schließlich außer Kontrolle ?;eraten. Bei Fahrzeugen einer Breite von etwa 25 mm, welche sich auf einer Bahn einer Breite von etwa 100 mm bewegen, wird bei einem Krümmungsradius Rl zwischen etwa 100 mm und 500 mm eine genügend große Krümmung der Bahn herbeigeführt, um die Fahrzeuge ausreichend so auswandern zu lassen, daß sie einander überholen können. Gleichzeitig wird eine genügend große Rückstellkraft erzeugt, um die Fahrzeuge wieder in die Mitte der Bahn zurückzuführen.

Wie bereits erwähnt wurde, sollte der Krümmungsradius R2 unmittelbar innerhalb der Seitenschienen 22 und 2k nicht zu klein sein,

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um zu verhindern, daß die Räder an den Seitenschienen kratzen bzw. schleifen. Indessen sollte der Krümmungsradius R2 auch nicht zu groß sein. Es wurde beispielsweise ein Bahnabschnitt für Spielfahrzeuge einer Breite von 25 mm mit einem Hauptradius bzw. Krümmungsradius Rl von 300 mm, bei einem äußeren Krümmungsradius R2 von etwa 50 mm, konstruiert. Der Aufbau dieser Bahn hat sich als wirksam erwiesen, um die Fahrzeuge einander überholen zu lassen, während sie gleichzeitig weich in die Mitte der Bahn zurückgeführt werden. Des öfteren kommt es vor, daß Spielfahrzeuge entlang den Seiten der Krümmung nach oben fahren, bis sie soweit schräg liegen bzw. in Kipplage sind, daß sie schließlich umkippen und zu rollen beginnen. Um dieses überrollen bzw. überschlagen zu verhindern,' erweist sich ein Krümmungsradius von weniger als 25 mm als zweckmäßig.

Eine Bahn mit einer sanften Krümmung in der Mitte und mit verhältnismäßig scharfen Krümmungen an beiden Seiten ist infolgedessen vorteilhaft zum Durchführen unterhaltsamer Rennen mit Spielfahrzeugen. Krümmungen dieser Art sind zusammengesetzt; sogar der in der Mitte befindliche Teil der Bahn braucht nicht mit konstantem Krümmungsradius versehen zu sein. Indessen sollte der durchschnittliche Krümmungsradius auf dem größten Teil der Bahn etwa 200 mm betragen, wenn die Breite der Fahrzeuge etwa 25 mm beträgt. An den Seiten sollte die Bahn eine Krümmung von etwa 6 mm besitzen. Der durchschnittliche Radius kann als Radius eines Kreises bestimmt werden, welcher durch die drei Punkte A, B und C an der Auflagefläche 20 für die Spielfahrzeuge gebildet ist. Der Punkt B befindet sich in der Mitte der Bahn, während die Punkte A und C an den Seiten der Bahn dort angeordnet sind, wo eine sich über die Breite der Bahn erstreckende Imaginärlinie L unter einem Winkel M von 30° mit einer an die Bahn angelegten Tangente schneidet. Außerhalb der Punkte A und C steigt die Bahn an den Seitenschienen unter einem Winkel an, welcher bezüglich

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der Imaginärlinie L größer als 30° wird. Der Bereich der Auflagefläche mit dem kleineren Krümmungsradius R2 befindet sich nahe den Punkten A und C, Die gleiche Ausgestaltung der die Fahrzeuge tragenden Fläche kann an den Kehren vorgenommen werden, mit der Ausnahme jedoch, daß die Bahn in diesem Bereich in der gemäß Fig. 4 der Zeichnungen dargestellten Weise überhöht sein sollte.

In Fig. 5 der Zeichnungen ist ein Bahnabschnitt 40 wiedergegeben, entlang welchem sich ein Beschleunigungsmechanismus 42 befindet. Als Beschleunigungsmechanismus kann ein sich schnell drehender Riemen bzw. ein Band verwendet werden, um Spielfahrzeuge ohne Eigenantrieb entlang der Bahn zu beschleunigen. Ein derartiger Bahnabschnitt kann zur Beschleunigung der Fahrzeuge anstelle des Bahnabschnittes 10 gemäß Fig. 2 der Zeichnungen eingesetzt werden. Der Bahnabschnitt 40 verengt sich von einem Ende 44 bis zu einem Bereich 46 unmittelbar vor dem Beschleunigungsmechanismus, so daß die Spielfahrzeuge einzelr in den Beschleunigungsmechanismus eingeführt werden. Mit Hilfe dieses Gerätes bewegen sich die Spielfahrzeuge so entlang der Bahn, daß das erste, den Beschleunigungsmechanismus erreichende Fahrzeug für den nächsten Umlauf um die Bahn einen gewissen Vorsprung erfährt.

Durch die vorliegende Erfindung wurde somit eine Bahn geschaffen, durch welche Spielfahrzeuge ohne Eigenantrieb oder mit Eigenantrieb schnell bewegt werden können, wobei die Möglichkeit des Herausschleuderns auf ein Minimum reduziert ist. Mit Hilfe · der Bahn nach der vorliegenden Erfindung können unterhaltsame Rennen durchgeführt werden, während welchen schnellere Spielfahrzeuge langsamere Spielfahrzeuge unter Bahnwechsel überholen. Dies geschieht unter Verwendung einer Bahn, welche im Querschnitt im wesentlichen konkav geformt ist; sie weist eine sanfte, indes bestimmbare, konkave Krümmung auf im wesentlichen der gesamten Breite auf. Ein kleiner, jedoch nicht scharfer Krümmungsradius ist an

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beiden Seiten der Bahn innerhalb der Seitenschienen vorgesehen. Die Bahnen sind bestimmt für Spielfahrzeuge mit einer in etwa vorbestimmten Breite; die Bahn ist etwas breiter gehalten als die Breite zweier Fahrzeuge der genannten Art, so daß eines der Fahrzeuge das andere überholen kann. Es kann natürlich eine wesentlich breitere Bahn verwendet werden. Es wird aber kein besonderer Vorteil erzielt, wenn eine Bahn breiter als die vierfache Breite der Fahrzeuge ist. Außerdem rechtfertigen sich bei zu breiten Bahnen nicht deren zusätzliche Ausmaße und Kosten.

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Claims

ANSPRÜCHE'

y Bahn für nit Rädern versehene Spielfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (20) der die Spielfahrzeuge aufnehmenden, länglichen Bahn im Querschnitt, senkrecht zur Länge gemessen, konkav gekrümmt ist, wobei an beiden Seiten der Bahn kleinere Krümmungsradien als auf dem größten Teil der Bahn zwischen den Seiten bestehen.
2. Bahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich von beiden Seiten der die Fahrzeuge tragenden Auflagefläche (2o) Seitenschienen (22, 24), im wesentlichen nach oben gerichtet, angeordnet sind.
3. Bahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Seitenschienen (22, 24) der Bahn bezüglich einer sich über die Bahnbreite seitlich erstreckenden, imaginären Linie einen Winkel von mehr als 30° aufweisen, daß der durchschnittliche Radius der Krümmung entlang des größten Teils der Breite der die Fahrzeuge aufnehmenden Auflagefläche größer ist als die Breite der Bahn und kleiner als fünfmal die Bahnbreite, wenn der durchschnittliche Radius der Krümmung durch einen in der Mitte der Auflagefläche gebildeten Punkt und durch ein Punktepaar an beiden Seiten der Auflagefläche, dort, v/o Tangenten zur Auflagefläche einen Winkel von 30° zur imaginären Seitenlinie besitzen, gebildet ist.
4. Bahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius an beiden Seiten der Bahn größer als 1/40 der Bahnbreite ist.

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5. Bahn nach Anspruch 1, unter Verwendung wenigstens eines, vorbestimmte Breite'aufweisenden Spielfahrzeuges, dessen Räder entlang der Bahn rollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (20) für das Spielfahrzeug mehr als doppelt so breit ist als das Fahrzeug, wodurch dieses Fahrzeug ein weiteres, auf die Bahn aufzusetzendes Fahrzeug gleicher Art überholen kann.
6. Bahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn mit einem ersten Bahnabschnitt versehen ist, von welcher ein Teil der Auflagefläche konkav gekrümmt ist, wobei der erste Bahnabschnitt eine überhöhte Kurve bildet, daß die Bahn weiterhin einen zweiten Bahnabschnitt aufweist, von welchem ein Teil der Auflagefläche konkav gekrümmt ist, und daß sich der zweite Bahnabschnitt im wesentlichen geradlinig erstreckt und in Serie an den ersten Bahnabschnitt anschließbar ist.
7. Bahn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die konkav gekrümmte Auflagefläche einen Krümmungsradius besitzt, welcher geringer ist als das Zwanzi.gfache der vorbestimmten Fahrzeugbreite.
8. Bahn nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der die Fahrzeuge tragenden Auflagefläche etwa achtmal so groß ist wie die vorbestimmte Fahrzeugbreite.
9. Bahn nach Anspruches dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Fahrzeugbreite etwa 25 mm betsägt, daß die konkav geformte Auflagefläche für die Spielfahrzeuge eine Breite von ";jenigstens 50 mm besitzt, und daß der Krümmungsradius der Auflagefläche größer ist als 100 mm und kleiner als 500 mm.
10. Bahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche für die Fahrzeuge unter einem Radius von zwischen 2,5 mm und 25 mm cn die Seitenschienen angrenzt.

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