DE2110138A1 - Mechanisch bewegbares Spielzeug mit eingebautem Antrieb und Programmsteuerung - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke D1PL.-ING. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

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^bAJiA MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 413921/22

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MARVIN GLASS & ASSOCIATES, 815 North LaSalle Street,

Chicago, Illinois, V.St.A.

Mechanisch bewegbares Spielzeug mit eingebautem Antrieb und Programmsteuerunge

Die Erfindung betrifft ein in sich geschlossenes, belebtes mechanisches Spielzeug, das programmierbar ist und eine Vielzahl austauschbarer Programmträger hat, die mit einem Antrieb gekoppelt sind, so daß das Spielzeug unterschiedliche Bewegungsfunktionen in einer vorgegebenen zeitlichen Polge, die durch das gewählte Programm bestimmt ist, ausführt.

Die Erfindung schafft ein programmiertes belebtes Spielzeug, das einen Rumpf und mindestens einen zu dem Rumpf beweglichen Körperteil aufweist, sowie einen in dem Rumpf eingebauten Antrieb, der das Spielzeug über eine Unterlage bewegt, eine Lenkung, die den Weg des Spielzeugs bestimmt, und einen Programmträger an dem Spielzeug, der mit dem Antrieb gekoppelt ist und die Lenkung und die Bewegung des Körperteils zum Rumpf in einer vorgegebenen zeitlichen Polge' in der Weise steuert, daß der Weg des Spielzeugs programmiert wird und die Lenkung des Spielzeugs mit der Bewegung des Körperteils zusammenstimmt.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben· Es zeigern

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Pig.1 eine perspektivische Ansicht des belebten mechanischen Spielzeugs gemäß der Erfindung, das einem Roboter ähnelt;

Pig.2 einen vertikalen Schnitt nach der Linie 2-2 der Mg, 1 j

Pig.3 einen vertikalen Schnitt nach der Linie 3-3 der fig.2ι

Pig.4 einen vertikalen Sohnitt nach der Linie 4-4 der Pig« 2;

Pig·5 einen horizontalen Schnitt nach der Linie 5-5 der P Fig.2, wobei der Rumpf des Spielzeugs und andere

Elemente zur besseren Anschaulichkeit entfernt sind;

Pig·6 einen vertikalen Detailschnitt durch die nachgeahmten Computerelemente des Spielzeugs;

Pig.7 eine perspektivische Ansieht der Nockenscheibe und

der Lenkung für das Spielzeug, isoliert von den übrigen Bestandteilen des Spielzeugef

Pig·8 eine perspektivische Detailansieht eines Teils der

Hockenscheibe in funktioneller Verbindung mit dem Innenteil eines der austauschbaren Körperteile des Spielzeugs, isoliert vom übrigen Spielzeug»

Das erfindungsgemäße Spielzeug ist als eine unabhängige kraftgetriebene mechanische Vorrichtung gezeigt, die einem Roboter gleicht und die sich über eine Unterlage auf einer vorbestimmten Bahn bewegen kann, wobei verschiedene Körperteile zum Rumpf des Roboters beweglich sind und wobei noch andere später beschriebene Punktionen ablaufen, die alle in einer bestimmten zeitlichen Polge programmiert sind·

Das erfindungsgemäße Spielzeug ist insgesamt mit 10 bezeioh» net. Es weist einen hohlen Rumpf 12 auf, in dem ein weiter unten beschriebener Antrieb untergebracht ist und an

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verschiedene austauschbare, abwerfbare Körperteile befestigt sind, die später noch im einzelnen beschrieben werden·

Zu dem Antrieb gehört ein Motor 14 (Fig«2), der von zwei Trockenbatterien 16 (Fig*3 und 4) gespeist wird· Die Batterien sind in einen Bügel 18 an der Innenseite des Rumpfes 12 eingerastet. Eine Tür 22 ist bei 24 angelenkt und macht das Innere des Rumpfes zugänglich, wenn die Batterien 16 ersetzt werden müssen· Der Motor 14 hat eine Abtriebewelle 26, auf deren Ende ein Ritzel 28 (Pig·2) sitzt· Zu einer insgesamt mit 30 bezeichneten Zahnradverbindung gehört ein Zahnrad 30a, das mit dem Ritzel 28 auf dem Ende der Motorabtriebwelle 26 kämmt und eine Antriebsverbindung vom Motor 14 zu äen anderen bewegten Teilen des Spielzeugs herstellt· Zwei im Abstand nebeneinander angeordnete endlose Raupenketten 32 dienen zur Fortbewegung des Spielzeugs über eine Unterlage, etwa den Fußboden, einen Tisch oder dergleichen· Um die Raupenketten 32 anzutreiben, sind mehrere Scheiben und Treibseile vorgesehen· Eine Scheibe 34 (Fig·2 und 4) ist an die Zahnradverbindung 30 angeschlossen* Eine zweite Scheibe 36 sitzt auf einer Achse 38 unter dem Rumpf 12 und ist über ein flexibles Treibseil 40 mit der Scheibe 34 gekoppelt. Eine dritte Scheibe 42 sitzt auf der Achse 38 etwa in deren Mitte, siehe Fig»2₉ und ein zweites flexibles Treibseil 44 verbindet dieee dritte Scheibe 42 nit einer vierten Scheibe 46 (Fig«3_c 4 und 5), die auf einer Achse 48 sitzt, die ihrerseits zwei auf ihr verkeilte Antriebsräder 50 (Fig.5) für die Raupenketten 32 dreht. Ein zweites Radpaar 52 (Fig·5) ist durch eine Achse 54 verbunden und stützen das entgegengesetzte Ende der Raupenketten 32. Sin drittes Paar von stützenden Rädern 54 ist auf der Achse 38 befestigt. Die Achse 38 ist in zwei nach unten ragenden Rahmenteilen 56 abgestützt; die Achse 48 ist in gleicher Weise in zwei

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nach unten stehenden Rahmenteilen 58 abgestützt und die Achse 54 wird von zwei nach unten stehenden Rahmenteilen 60 getragen» Alle Rahmenteile 56, 58 und 60 sind am ünterende des hohlen Rumpfes 12 festgemacht.

Die Raupenketten 32 werden also vom Motor 14 durch das Ritzel 28 auf dem Ende der Motorabtriebwelle 26, durch die Zahnradverbindung 30 und durch die verschiedenen Scheiben 34, 36, 42, 46 und die elastischen Treibseile 40 und 44 angetrieben, wobei alle diese Teile zusammenwirken, um die Antriebsräder 50 und 54 zu drehen und die endlosen Raupenketten 32 zu bewegen, damit sich das Spielzeug über die Unterlage bewegt.

Bevor auf, die Art der Lenkung des Spielzeugs und der anderen relativ beweglichen Teile des Spielzeugs eingegangen wird, sei erwähnt, daß das Spielzeug von einem Programmträger gesteuert und programmiert wird, der die Form einer Nockenscheibe 62 hat, die in mehrere Steuerkurven mit den Hummern 1 bis 4 in Pig.2 unterteilt ist. Jede Steuerkurve hat mindestens einen Vorsprung 62a am Umfang der Nockenscheibe, um später zu beschreibende Punktionen auszulösen. In der Mitte der Nockenscheibe ist ein Zahnradteil 62b angeordnet, der mit einem Zahnrad 64 kämmt, das über eine Welle 66 an die Zahnradverbindung 30 angeschlossen ist, und damit an den Motor 14· Wenn also der Motor läuft und das Spielzeug über eine Unterlage bewegt, dreht sich auch die Nockenscheibe und bewirkt verschiedene weiter unten beschriebene Punktionen· Die Nockenscheibe ist gegen andere Nockenscheiben mit anderen Programmen austauschbar. Damit die Nockenscheiben richtig eingesetzt werden, stehen an beiden Seiten der Nocken» scheibe 62 zwei unterschiedlich große zylindrische Zapfen 68a und 68b ab, die in dazu komplementären Augen 70a bzw· 70b an der Innenseite des Rumpfes 12 aufgenommen sind, so

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daß die Nockenscheibe drehbar gelagert ist· Die unterschiedliche Größe der Zapfen stellt sicher, daß die Nockenscheibe richtig in den Rumpf des Spielzeugs eingesetzt wird, so daß die Steuerkurven 1 bis 4 richtig orientiert sind, um ihre Aufgabe zu erfüllen· An der Nockenscheibe können Marken oder Pfeile oder dergleichen vorgesehen sein, um die Startposition anzuzeigen.

Das Spielzeug hat mehrere Körperteile, nämlich einen Kopf 72, zwei Arme 74 und zwei nachgebildete Computerelemente 76. < Alle diese Körperteile sind gleichartig am Rumpf 12 befestigt und zwar derart, daß sie von speziellen Vorsprüngen 62a auf der Nockenscheibe 62 vom Rumpf abwerfbar gemacht werden· Wie aus Fig.2 ersichtlich, haben die Arme 74 einen zylindrischen Teil 74a, der teleskopartig in einer zylindrischen Buchse 74b aufgenommen ist, die ihrerseits in eine runde öffnung im Rumpf 12 eingepaßt ist. Der Arm hat einen Stößel 74c, der sich durch die Buchse 74b erstreckt und einen Kopf 74d hat, welcher hinter einer Nase 74e am inneren Ende der Buchse 74b anliegt, um eine Art von Rastklinke zu bilden. In der Buohse ist zwischen dem zylindrischen Teil 74a des Armes und der Nase 74e der Buohse eine Schraubenfeder 74f eingespannt, die den Arm vom Rumpf 12 weg nach außen drückt, wenn der Kopf 74d aus seiner Anlage hinter der Nase 74e abgehoben wird. Beide Arme 74 sind gleichartig konstruiert. Aus Pig.2 ist ersichtlich, daß die mit 4 numerierten Steuerkurven auf der Nockenscheibe 62 mit den Köpfen 74d der Arme 74 gefluchtet sind, so daß in einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb der programmierten Zeitfolge von Funktionen für das Spielzeug ein Vorsprung auf jeder Steuerkurve 4 mit de« Kopf 74d eines oder beider Arme 74 in Kontakt kommt und bewirkt, daß der Kopf 74d sioh in Richtung des Pfeiles A (Pig.2) bewegt und dadurch von der Nase 74e abgehoben wird, worauf die Jeder 74f die Arme in Richtung des Pfeiles B (Pig.2) naoh außen

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drückt, so daß die Arme aus der Buchse 74b herausspringen und dabei die Arme effektiv vom Rumpf weggeschleudert werden. Zusätzlich können auf den Steuerkurven Nr.4 noch kleinere Vorsprünge mit Reibungsflächen vorgesehen sein, um die Köpfe 74d der Arme zu erfassen und die Arme um den zylindri— sohen Teil 74a zu schwenken·

Sie beiden nachgebildeten Computer element· 76 sind ähnlich wie die Arme 74 in Buchsen 76a aufgenommen und haben Stößel 76b, die sich durch die Buchsen 76a erstrecken und mit Köpfen 76c versehen sind, die hinter Nasen 76d anliegen, sowie Federn 76e, die die Computerelemente 76 vom Sumpf des Spielzeugs weg nach außen drücken· Sie Köpfe 76c sind mit den Steuerkurven Nr,3 auf der Nockenscheibe 62 gefluchtet. Wie schon oben für die Arme geschildert, werden, wenn ein Vorsprung 62a auf den Steuerkurven Nr*3 mit den Köpfen 76c in Kontakt kommt und diese von den Nasen 76d abhebt, die Computerelemente 76 vom Rumpf 12 des Spielzeugs weggeschleudert.

Ser Kopf 72 ist ähnlich konstruiert· Er hat einen zylindrischen Seil 72a, der in einer Buchse 72b aufgenommen ist und einen Stößel 72c trägt mit einem Kopf 72d, der hinter einer Nase 72e (Pig.3) der Buchse 72b anliegt. Eine feder 72f drückt den Kopf nach oben aus dem Rumpf 72b heraus, wann Torsprünge 62a auf den Steuerkurven Nr. 1 der Nockenscheibe 62 mit dem Kopf 72d in Kontakt kommen und ihn von seinem Sitz hinter der Nase 72· der Buohse 72b abheben. Es sei darauf hingewiesen, daß in der in den Zeichnungen gezeigten Auaführungsform ein Vorsprung 62a auf beiden Steuerkurven Vr·1 notwendig ist, um den Kopf 72d abzuheben, da der Zahnradteil 62b der lokkeilscheibe 62 in der Mitte angeordnet ist, sieh· ?lg»2· Wie für die Arme können auoh an den Steuerkurven Fr. 1 noch kleiner· Vorsprung· vorgesehen sein, und zwar an einer oder an beiden Steuerkurven (aber nicht an der gleichen Stell«), die

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Reibflächen haben, mit denen sie den Stößelkopf 724 erfassen und drehen, um dadurch den Kopf 72 des Spielzeugs zu bewegen. Biese kleineren Vorsprünge dürfen natürlich nioht hoch genug sein» :Wt den Stößelkopf72d völlig von seinem Sitz abzuheben. .

Es sind Mittel vorgesehen, um das Spielzeug als eine Punktion der Vorsprünge auf den. Steuerkurven Hr.2 zu lenken, während sich die programmierende Nockenscheibe 62 dreht. Zu diesen Mitteln gehören zwei senkrechte Stangen 80, die nächst den Raupenketten gekröpft sind und in Stiften 80a nahe an den Raupenketten auslaufen, siehe Fig.2. Sie unteren unden der Stifte 80a der Stangen 80 liegen nur geringfügig über der Unterlage, auf der sich das Spielzeug bewegt. Wenn ein Vorsprung auf einer der Steuerkurven Nr·2 das obere Ende der Stange 80 erfaßt, wird die Stange nach unten gedrückt und ihr Stift 80a hebt die benachbarte Raupenkette von der Unterlage ab und bildet zugleich einen Drehpunkt, um den das Spielzeug schwenkt, bis der Vorsprung 62a auf der betreffenden Steuerkurve 2 das obere Ende der Stange 80 wieder freigibt· Dann drückt eine Feder 80c die Stange 80 wieder nach oben in die in Fig«2 gezeigte Stellung und das Spielzeug setzt seinen geradlinigen Weg fort·

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Stangen 80 in Angüssen 82 gelagert, die selektiv nahe am Schwerpunkt des Spielzeugs angeordnet sind. Wenn »an daher gefluchtete Vorsprünge an den Steuerkurven Fr·2 vorsieht, können die Stangen mit ihren Stiften 80a beide gleichzeitig nach unten gedrückt werden, so daß sich der rückwärtige Seil des Spielzeugs von der Unterlage abhebt, wobei der Schwerpunkt so weit verschoben wird, daß das Spielzeug kippt und umfällt.

Aus vorstehender Beschreibung wird offenbar» daß das Spiel·· zeug bewegt werden kann, daß jeder Arm 74 und/oder der Kopf

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72 eich bewegen kann, und daß beide Arme, der Kopf 72 und/ oder die Computerelemente 76 vom Rumpf 12 weggeschleudert werden können und daß das Spielzeug zum Umfallen gebracht werden kann, alles in einer vorbestimmten zeitlichen Folge als Funktion der Anordnung der Vorsprünge 62a auf den Steuerkurven 1 bis 4 der programmierenden Nockenscheibe 62. Da die Nockenscheiben austaushbar sind, können für das in sich selbst geschlossene, belebte mechanische Spielzeug gemäß der Erfindung vielfältige unterschiedliche Programme vorgesehen werden·

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Claims (9)

1. Ansprüche

   f1.)Spielzeug, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Rumpf (12) und mindestens einen an dem Rumpf gehalterten und relativ zum Rumpf beweglichen Körperteil (72, 74, 76) aufweist, sowie einen in dem Rumpf untergebrachten Antrieb (H, 30), um das Spielzeug über eine Unterlage zu bewegen, eine Lenkung (Θ0, 80a) zum Bestimmen des Weges des Spielzeugs, und einen an dem Rumpf gehalterten Erogrammträger (62), der mit dem Antrieb verbunden ist und die Lenkung sowie die Bewegung des Körperteils oder der Körperteile relativ zum Rumpf in einer vorbestimmten zeitlichen Folge steuert, um so die Portbewegungsbahn des Spielzeugs zu beeinflussen und die Lenkung des Spielzeugs mit der Bewegung des Körperteiles oder der Körperteile abzustimmen»
2. 2. Spielzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmträger (62) an dem Spielzeug derart abnehmbar befestigt ist, daß er gegen einen anderen Programmträger mit anderen Programmen austauschbar ist·
3. 3· Spielzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmträger eine Nockenscheibe (62) ist, die von dem Antrieb (14, 30),an den sie angeschlossen ist» gedreht wird, und die mehrere Steuerkurven aufweist* darunter mindestens eine (Nr.2) zur Steuerung der Lenkungselemente (80, 80a) und mindestens eine weitere (Nr.1,3,4) zur Steuerung der Bewegung der Körperteile (74, 76, 72) zum Rumpf (12)·
4. 4. Spielzeug nach Anspruch 2 oder 3, daduroh gekennzeichnet, daß in der lösbaren Halterung des Programmträgere (62)

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   Vorrichtungeteile (68a, 68b, 70a, 70b) vorgesehen sind, die das richtige Einsetzen des Programmträgers am Spiel-. zeug gewährleisten und eine falsche Lage ausschließen.
5. 5· Spielzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spielzeug mehrere Körperteile (72, 74» 76) aufweist, die an dem Rumpf (12) relativ zu ihm beweglich gehaltert sind, um mehrere unterschiedliche Funktionen auszuüben, und daß der Programmträger (62) eine Bewegung dieser Körperteile in fc einer vorgegebenen zeitlichen folge und mit der Lenkung des Spielzeugs abgestimmt bewirkt·
6. 6. Spielzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge» kennzeichnet, daS es im wesentlichen in vertikaler Richtung langgestreckt ist und Mittel (80, 82) aufweist, um das Spielzeug umfallen zu lassen, und daß diese Mittel von dem Programmträger (62) gesteuert werden, so daß das Spielzeug an einem bestimmten Zeitpunkt der Programmfolge zum Umfallen gebracht wird·
7. 7· Spielzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge-

   kennzeichnet, daß es mindestens zwei seitlich beabstandβ-™ te Lauf elemente (32) hat, die mit der Unterlage in Kontakt sind und von dem Antrieb (14, 30) betätigt werden, um das Spielzeug über die Unterlage fortzubewegen, und daß die Lenkung neben jedem Laafelement einen in vertika*»· ler Richtung hin- und herbewegbaren Stift (80a) aufweist, der nach unten gegen die Unterlage schiebbar ist und das entsprechende Laufelement von der Unterlage abhebt uns dadurch unwirksam macht, und daß die Stifte von dem Pro« .. grammträger (62) in einer vorgegebenen Folge vertikal hin« unä hergeführt werden, 'am die Fortbewagungsbahn Spielzeugs zn steuern«
8. 8. Spielzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Spielzeug im wesentlichen in vertikaler Richtung langgestreckt ist und sein Schwerpunkt nahe an, aber auf einer Seite einer Linie liegt, die durch die Stifte (80a) verläuft, und daß der Programmträger beide Stifte gleichzeitig betätigen kann, um die Laufelemente (32) mindestens teilweise anzuheben und dadurch den Schwerpunkt weit genug zu verlagern, daß das Spielzeug in einem vorgegebenen Zeitpunkt der Programmfolge umfällto
9. 9. Spielzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Körperteil (72, 74, 76) einen Teil (72a, 74a) hat, der in einer Buchse (72b, 74b, 76a) im Rumpf aufgenommen ist, und daß eine Feder (72f, 74f, 76e) vorgesehen ist, die den Teil aus der Buchse und von dem Rumpf weg drückt, sowie eine Rastklinke (72d, 74d, 76c), die den Körperteil in der Buchse gegen die Kraft der Peder festhält und die von Elementen (62a) des Programmträgers in einem vorgegebenen Zeitpunkt der Programmfolge ausgeklinkt wird·

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