DE2213541A1 - Spielzeug-rennwagen - Google Patents

Description

Dr.-Ihg. WTi L ^m ;

6 Frciik-u-iia. M. 1
Parksiraßo 13

7013

Ideal Toy Corporation, Hollis, N.Y. 11423 / V.St.A.

Spielzeug - Rennwagen

Die Erfindung bezieht sich auf als Spielzeug dienende Fahrzeuge, die auf einer Rennbahn zu laufen vermögen, welche an den Rändern mit Planken versehen ist, um die Fahrzeuge auf der Bahn zu halten.

In einer Parallel-Anmeldung mit der Bezeichnung "Wettrennspiel für Spielzeugautos" ist ein Wettrennspiel angegeben, bei dem federgetriebene Wagen eine geschlossene Schleifenbahn durchlaufen, unter der periodischen Geschwindigkeitsregelung durch die Mitspielenden. Die Wagen selbst sind Gegenstand einer weiteren Parallel-Anmeldung mit der Bezeichnimg "Federaufzugsvorrichtung für Spielzeugautos". Wie dort beschrieben, passieren die Wagen einmal je Runde zugeordnete Verzögerungsvorrichtungen. Wenn die Bedienungsperson einer der Verzögerungsvorrichtungen die Regelung zur richtigen Zeit betätigt, kurz bevor der dieser Vorrichtung zugehörige Wagen dieselbe passiert, so wird die Vorrichtung unwirksam gemacht, so daß sie die Weiterfahrt des Viagens in dieser Runde nicht beeinträchtigt. Demnach behält der Wagen seine hohe Geschwindigkeit und kann einen anderen Wagen einholen oder überholen, der durch eine andere Verzögerungsvorrichtung verlangsamt wurde.

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Die Rennbahn besteht vorzugsweise aus mehreren Abschnitten von verschiedenen Richtungen und Krümmungsradien sowie verschiedenun Böschungen bzw. Überhöhungen. Das Überhöhen in der Bahn in den Kurven trägt dazu bei, daß die Wagen nicht aus der Bahn getragen werden, aber es ist dennoch erwünscht, eine Schiene oder Planke vorzusehen, um sicherzugehen, daß die "Jagen nicht ausbrechen. Unter bevorzugten Bedingungen sollten sich die Wagen der Planke nur nähern, ohne mit großer Kraft anzustoßen. In Wirklichkeit stoßen die Wagen aber manchmal recht hart an die Planke und prallen dann zum Innern der Kurve zurück.

Verschiedene Faktoren wirken zusammen, um den Wagen bei scharfem Anstoß gegen die Planke sich kräftig drehen zu lassen. Einmal liegt der Schwerpunkt hinter der Anstoßstelle. Außerdem sind die Hinterräder so beschaffen, daß sie einen höheren Reibungskoeffizienten alο die Vorderräder besitzen, um die Antriebskraft zu übertrafen, und die Vorderräder haben dahe. das Bestreben, zur Innenseite der Kurve zu rutschen, während die Hinterräder weiterhin zur Außenseite antreiben. Das genaue Kräfteverhältnis ist- st" .r verwickelt, aber das Endergebnis ist häufig eine übermäßige Drehung des Wagens.

Hauptaufgabe der Erfindung ist es, die drehenden Kräfte, die auf ein mit Rädern versehenes Spielzeug einwirken, das schräg gegen ein Hindernis stößt, neu zu verteilen bzw. umzulenken.

Die Erfindung bezweckt ferner, eine durch Stoß eingeleitete übermäßige Drehung eines Spielzeugautos, das gegen eine Planke am Rande der Fahrbahn stößt, zu verhindern.

Die Erfindung bezweckt weiterhin, durch Energie verzehrende Reibung die Neigung eines Spielzeugautos zu mindern, sich mit seinem Vorderende übermäßig stark von der äußeren Begrenzungsplanke längs des Kurvenabschnittes einer Fahrbahn beim schrägen Anstoßen ai die Planke wegzudrehen.

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- F-

Nach dem Grundgedanken der Erfindung ist ein als Spielzeug dienendes Fahrzeug mit einem Gewicht versehen, das im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs "beweglich angeordnet ist. Das Gewicht bewegt sich in einer solchen Richtung, daß es durch schrägen Stoß auf das Fahrzeug erzeugte Querbeschleunigungen kompensiert. Die bevorzugte Anordnung bei einem vierrädrigen Wagen sieht als Gewicht einen Hohlzylinder vor, der gleitend auf der Vorderachse sitzt und mit Reibung an der Achse angreift. Der Schwerpunkt des Wagens liegt hinter der Vorderachse, und Ue Hinterachse ist fest mit den Hinterrädern verbunden und durch einen Motor anzutreiben.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der Zeichnungen, in denen die Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist. Es zeigeni

Figur 1 eine schaubildliche Ansicht eines Kurvenabschnittes einer Spielrennbahn mit Spielzeugrennwagen ;

Figur 2 einen Grundriß eines Rennwagens der Erfindung

mit aufgebrochenem Körper, um innere Bauteile sichtbar zu machen;

Figur 3 einen Seitenriß des Rennwagens der Figur 2,

ebenfalls mit aufgebrochenem Körper zwecks Einblick in das Innere;

Figur 4 einen Querschnitt durch den Rennwagen der

Figuren 2 und 3 und das die Richtung stabilisierende Gev/icht;

Figur 5 einen schematischen Querschnitt einer Rennbahn

mit einem Rennwagen vor dem Anstoß des Rennwagens an die Planke der Bahn;

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Figur 6 einen der Figur 5 entsprechenden Querschnitt,

jedoch nach dem Anprall des Wagens an die Planke;

Fig. 7 und 8 schematische Grundrisse des Wagens aus Figuren

2 und 3, der an einer gekrümmten Planke auf verschiedene Weise anstößt.

In Figur 1 ist ein Bruchstück einer Bahn 11 für ein Wettrennspiel mit Spielzeugwagen dargestellt. Die vollständige Bahn ist gewöhnlich eine geschlossene Schleife, vorzugsweise mit mehreren geraden Abschnitten und v/eiteren Kurvenabschnitten von verschiedenen Richtungen und Krümmungen, jedoch ist die Bahn selbst-nicht Gegenstand der Erfindung.. Längs des äußeren Randes des Kurvenabschnittes 11 verläuft eine niedrige Planke oder Schiene 12. Eine v/eitere Planke 13 bildet eine Begrenzung auf der anderen Seite der Bahn und die Fahrfläche 14 zwischen diesen Planken ist nicht nur überhöht, sondern der Winkel der Überhöhung nimmt zur äußeren Planke 12 zu.

Die zunehmende Böschung der Rennfläche, die sich aus der Zunahme des Überhöhungswinkels zur Außenseite von Kurven in der Bahn 14 ergibt, begünstigt die Führung der Rennwagen, wie der Wagen 16 und 17 in Figur 1, längs der Bahn und um die Kurven. Die Wagen 16 und 17 sind in typischen Stellungen dargestellt, wie sie beim Durchfahren der Bahn 11 auftreten. Der Wagen 16 befindet sich in einer Stellung, die er einnehmen mag, wenn er sehr schnell fährt, und der Wagen 17 hat eine für ein langsamer fahrendes Fahrzeug typische Stellung.

Es macht verhältnismäßig geringe Schwierigkeit, die Wagen vernünftige Bahnen auf der Fläche 14 verfolgen zu lassen, solange sie sich langsam fortbewegen; doch ist der Zweck des Spiels, die Fahrzeuge so schnell wie möglich laufen zu lassen, und dies wiederum veranlaßt sie, weit auf den steil überhöhten

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äußeren Bereich der Kurven in der Bahn 11 zu steigen. Ohne die äußere Planke 12 wurden die Wagen häufig über den äußeren Rand der Bahn hinaus gelangen, insbesondere wenn eine Reihe" scharfer Richtungswechsel auftritt, wie es der Fall ist, wenn die Bahn eine S-Kurve oder ein Hindernis aufweist. Der Wagen 16 ist in ■ der Stellung gezeigt, die ihn über den Rand der Bahn 11 übertreten lassen würde, wenn die äußere Planke 12 nicht vorhanden wäre. Wenn die Planke vorhanden ist, wird der Wagen 16 an derselben schräg anstoßen. Wenn der Wagen 16 mit. erheblicher Kraft gegen die Planke 12 stößt, so neigt er, dazu,,scharf zur inneren Planke 13 zurückzuprallen. Wenn der Anstoß groß genug ist, kann der Wagen sich umdrehen, so daß er dann in die falsche Richtung weist.

Es wäre vorzuziehen, daß der Wagen 16 der Krümmung im äußeren Teil der Fahrfläche 14 so dicht wie möglich folgt, anstatt zwischen den Planken 12 und 13 hin-und herzufahren. Figur 2 zeigt die Mittel zur Minderung des Rückpralls des Wagens 16 und zur Einhaltung seiner richtigen Fahrtrichtung. Der Wagen weist einen Grundkörper 18 auf, der sämtliche Bestandteile tragt. Die beiden Vorderräder 19 und 20 sind auf einer Vorderachse angebracht, die die Seiten 22 und 23 des Körpers 18 nahe seinem vorderen Ende durchdringt. Die Vorrichtung für die Minderung des Rückpralls ist ein über die Achse 21 geschobenes zylindrisches Gewicht 24. Das Gewicht 24 ist kürzer als der Abstand zwischen den Seiten 22 und 23 und kann daher auf diesem Teil der Achse 21 innerhalb des Körpers 18 frei hin- und hergleiten.

Am hinteren Ende des Wagens 16 sind auf einer Hinteraehse 25 zv/ei Hinterräder 26 und 2? fest angebracht, so daß si® sich mit der Achse drehen. Die Hinterräder sind die Antriebsräder des Rennwagens und die Hinteraehse 25 ist mit eine®

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federgetriebenen Motor im Körper 18 lösbar verbunden, wie in der oben erwähnten Parallel-Anraeldung beschrieben ist. Um eine möglichst große Leistung von dem Motor auf die Fahrbahn zu übertragen, besitzen die Hinterräder 26 und 27 Gummireifen

28 und 29. Die Vorderräder 19 und 20 haben keine derartigen Reifen und sind gewöhnlich aus einem verhältnismäßig harten Kunststoff, der einen kleineren Reibungskoeffizienten gegenüber der Fahrbahn 14 in Figur 1 als die Gummireifen 28 und

29 besitzt. Die beiden Vorderräder 19 und 20 sind jederzeit zueinander und zu den Hinterrädern 26 und 27 parallel. Dadurch, daß die Vorderräder aus einem Werkstoff geringerer' Reibung als die Hinterräder bestehen, haben die Vorderräder C_ r.c^ti-^U^;, luioiVv njvcl'i dor Irincnscite einer überhöhten Kurve zu rutschen ηιΛ t-o die Lenkung des Wagens durch die Kurve zu unterstützen.

In'Figur 2 ist eine ^iter,ansicht des Wngens der Figur 2 gezeigt und veransohau.u civu, wie das Gewicht 24 über die Achse 21 geschoben ist. Wie ersichtlich, hat das Gewicht die Form eine3 Hohl.vylr nclers _f dessen Innendurchmesser wesentlich größer als eier Au ¹^ er; durchmesser der Achse 21 ist.

Aus Figur 4 ist ersieht!ioh, cLrß das Gewicht 24 auf der Achse 21 hängt und daher verhältnismäßig frei gleiten kann, obwohl evie geringe Reibungshaftung zwischen dem Gewicht und der Achse besteht. DI- A:51ase 21 durchdringt fluchtende öffnungen 32 und 33 im Körper 18.

Die Wirkung de? Gewichts .'·'■» hinsichtlich der Verringerung der Neigung des Wagens "";-, sich beim Anstoß an die äußere Planke 12 zu drehen, ist ir. Fig. 5 bis 8 veranschaulicht, In Figuren 5 und 7 rähert sich der Wagen 16 der äußeren Planke IZ und ist in Begri.ff, an dieser anzustoßen. Die Bewegung des Wagens crfcl/_:;t ic. allgemeinen in Längsrichtung

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der Fläche 14 der Fahrbc, ·,.-■„--„... weil die Fahrbahn sich schneller krürjifiit, als der Wagsn in die Kurve geht, bewegt sich der Wagen auf die Planke 12 zu, wie durch den Pfeil 34 angedeutet ist. Wie ersichtlich, "befindet sich das Gewicht 24 in· der Nähe der Seite 22, also an der Seite des Wagens 16, die der Innenseite der Fahrbahnkurve zugewandt ist. Sobald das Vorderteil des Wagens 16 an die Planke 12 anstößt, rutscht das Gewicht 24 vermöge seiner Trägheit auf der Achse 21 zur Außenseite

Wenn der Wagen 16 gegen die Planke ^Λ-2. stößt, hat der Stoß, der durch das rechte Vorderrad 20 aufgenommen wird, das Bestreben, den Wagen gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, wie durch den Pfeil 36 in Figur 7 angedeutet ist. Die Lage des Schwerpunkts 37 des Wagens zwischen der Vorderachse 21 und der Hinterachse 24 hat einen Einfluß auf das Bestreben des Viagens 16, sich unter der Wirkung des Aufpralls 2U drehen. Der Schwerpunkt ist derjenige Punkt, in dem die Masse des Wagens 16 für die gradlinige Bewegung vereinigt zu denken ist, und je weiter rückwärts dieser Punkt liegt, desto größer ist die Drehneigung des Wagens, Sin weiterer Faktor, der die Drehneigung des Wagens 16 zu beeinflussen vermag, ist das' polare Trägheitsmoment. Die Masse des Wagens ist natürlich nicht im Schwerpunkt 37 vereinigt, sondern ist der Länge nach im Wagen verteilt. Je mehr Masse sich an den Enden befindet, desto geringer ist die Neigung zum Drehen. Es ist ,jedoch unerwünscht, Masse hinzuzufügen, denn hierdurch \irürde der Viagen zu schwer werden, um schnell zu beschleunigen, da die Beschleunigung für eine gegebene Antriebskraft umgekehrt proportional zur Masse ist. Wenn also das Gewicht 24 nahe dem Vorderende des Wagens angeordnet wird, so ist dies insofern günstig, als es die Drehneigung herabsetzt; doch ist es wichtiger, das Gewicht auf der Achse 21 sich verschieben zu lassen als Folge einer seitlichen Beschleunigung des Wagens 16, die sich aus dem Anprall an der Planke 12 ergibt.

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BAD

Auf jeden Fall wird, wenn das Vorderende des Wagens 16 von der Planke 12 zurückprallt, das Gewicht 24 gegen die VJand des Grundkörpers getrieben, wie in Figur 6 gezeigt ist. Das Gewicht 24 ist "bestrebt, die Bewegung in einer geraden Bahn tangential zur Bewegungsrichtung des V/agens 16 längs der Fläche 14 fortzusetzen trotz der Tatsache, daß das Vorderende des Wagens sich nach rechts in der durch den Pfeil 38 angegebenen Richtung bewegt. Wenn das Gewicht 24 mit dem Ende an der Seite 23 des Wagens anstößt, wird Energie von dem Gewicht auf den Wagen übertragen und dadurch bewirkt, daß das Vorderende des Wagens sich zur Planice 12 zurückbewegt oder zumindest nicht so schnell von der Planke wegbewegt, wie es beim ersten Rückprall im Anschluß an den Anstoß an der Planke der Fall gewesen wäre. Somit wird der Wagen sich auf einem gewünschten Weg auf der Fläche 14 der Fahrbahn fortbewegen.

Bei außergevröhnlichen Umständen, wie in Figur 8 veranschaulicht, kann der erste Rückprall des vorderen Endes des Wagens 16 von der Planke 12 weg sogar zur Folge haben, daß das hintere Ende des Wagens sich gegen die Planke dreht. Dieser zweite Anprall des Wagens an der Planke 12 führt dazu, daß das hintere Ende des Wagens in der durch den Pfeil 39 angegebenen Richtung herumschwenkt. Diese Drehung des Wagens im Uhrzeigersinn vermag die ursprüngliche Drehung gegen den Uhrzeigersinn, die durch den Anstoß des Vorderrades 20 an der Planke hervorgerufen wurde, auszugleichen und so den Viagen 16 auf der richtigen Bahn zu halten.

Der Wagen 16 ist symmetrisch und verhält sich in Rechtskurven ebenso wie für die dargestellte Linkskurve. In jedem Fall unterstützt das Gewicht 24 den Wagen darin, einen richtigen Fahrweg einzuhalten, selbst wenn die Fahrbahn in Serpentinen verläuft.

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Claims (14)

1. -V-

   Patentansprüche

   rl.)Als Spielzeug dienender Rennwagen, dessen Grundkörper mit mehreren Wagenrädern versehen ist, die auf entsprechenden Drehachsen sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Grundkörper vor dessen Schwerpunkt ein Gewicht lose gekoppelt ist, derart, daß es sich im wesentlichen quer zur Fortbewegungsrichtung des Wagens zu verschieben vermag, wenn der Wagen eine plötzliche Beschleunigung mit einer im wesentlichen entgegengesetzt gerichteten Kompo- ' nente erfährt, und so eine Energieübertragung von dem Gewicht auf den Grundkörper erfolgt.
2. 2. Rennwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht mit dem Grundkörper durch mit Reibung behaftete Mittel gekoppelt ist.
3. 3· Rennwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Gewicht zwischen zwei auf derselben Drehachse sitzenden Wagenrädern.angeordnet ist.
4. 4. Rennwagen nach Anspruch 3, dadurch gekenn z" ei chnet, daß wenigstens zwei weitere auf einer zweiten gemeinsamen Drehachse angeordnete Wagenräder vorgesehen sind und der Schwerpunkt des Wagens zwischen den ersterwähnten und den weiteren Rädern liegt.
5. 5. Rennwagen nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet , daß die beiden ersterwähnten Räder vor den weiteren Rädern - in der normalen Fahrtrichtung des Wagens gesehen - angeordnet sind und das Gewicht sich vor dem Schwerpunkt des Wagens befindet.

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6. 6. Rennwagen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Gewicht zv/i sehen den beiden Rädern gleitend auf der Drehachse angebracht ist.
7. 7. Rennwagen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Gewicht ein Hohlzylinder ist, durch den die Drehachse hindurchragt.
8. 8. Rennwagen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Grundkörper ein Hohlkörper ist und die Drehachse als gerader Stab den Hohlkörper nahe seinem einen Ende durchdringt und das Gewicht die Drehachse im Innern des Hohlkörpers umgibt, jedoch in Achsrichtung kürzer als der im Innern des Hohlkörpers befindliche Teil der Drehachse ist, so daß das Gewicht auf der Drehachse hin- und hergleiten kann.
9. 9. Rennwagen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die weiteren Räder mit einer Antriebsvorrichtung koppelbar sind.
10. 10. Rennwagen nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß an ihrem die Fahrbahn berührenden Umfang die ersterwähnten Räder härter als die angetriebenen weiteren Räder sind.
11. 11. Rennwagen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die weiteren Räder nicht drehbar auf ihrer gemeinsamen Drehachse angebracht sind, also sich als Ganzes mit dieser Achse drehen.

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12. 12.- Rennwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der ^rundkörper des Wagens als Hohlkörper folgende Bestandteile trägt:

    - eine Vorderachse nahe dem vorderen Ende des Hohlkörpers, die sich durch fluchtende Öffnungen in gegenüberliegenden Seiten des Hohlkörpers erstreckt, und zwei Vorderräder, die auf den entgegengesetzten Endabschnitten der Vorderachse aui3erhalb der Seiten des Hohlkörpers angebracht sind;

    - eine Hinterachse nahe dem hinteren Ende des Hohlkörpers, die sich durch ζ -rei fluchtende Löcher in gegenüberliegenden Seiten dos Hohlkörpers erstreckt, und zwei Hinterräder, die auf den entgegengesetzten Endabschnitten der Hinterachse fest angebracht sind und mit ihr als Ganzes umlaufen;

    - lösbar mit der Hinterachse gekoppelte Antriebsmittel für den Vorwärtsantrieb des Wagens, dessen Schwerpunkt zwischen den beiden Achsen liegt.
13. 13. Rennwagen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gewicht gleitend und mit Reibungskopplung auf der Vorderachse zwischen den Seiten des Hohlkörpers angebracht ist und seine Länge längs der Vorderachse kürzer als der Abstand zwischen den Körperseiten ist, so daß es auf der Vorderachse hin- und hergleiten kann.
14. 14. Rennwagen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß nur die Hinterräder von elastischen Reifen umgeben sind.

    Neu/mm

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