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"Spielzeug-Laufwerk"
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Die Erfindung richtet sich auf ein Spielzeug-Laufwerk mit einer die
An- bzw. Abtriebswelle bildenden Radwelle und einer bei Rückwärtsschieben aufziehbaren
Spiralfeder, deren beiden Enden mit Zahnrädern verbunden sind, von denen eines über
ein Getriebe mit ungerader, das andere über ein Getriebe mit gerader Anzahl von
die Drehrichtung umkehrenden Getriebegliedern mit der Radwelle in Verbindung steht,
sowie mit einer beim Federablauf ein Federende arretierenden Sperrklinke.
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Solche Spielzeug-Laufwerke dienen zum Antrieb von kleinen Spielzeug-Fahrzeugen.
Dabei besteht jedoch der Nachteil, daß sie stets rückwärts angeschoben werden müssen,
um den Aufzug der Feder zu erreichen. Bei dem von Kindern bevorzugten Hin- und Herschieben
des Fahrzeuges wird jedoch im allgemeinedkein Federaufzug erreicht. Es ist zwar
bereits ein Spielzeug-Laufwerk vorgeschlagen, das die Feder beim Schieben in beide
Richtungen aufzieht (DT-PS 2 039 265). Dieses Federtriebwerk benötigt jedoch ein
geteiltes
Antriebsritzel, dessen beide Hälften über Richtgesperre
entgegengesetzter Richtwirkungen mit der Ritzelwelle jeweils in einer Drehrichtung
in Drehverbindung stehen. Außerdem muß bei diesem Federtriebwerk zum Aufzug der
Feder ein besonderer Druck auf das Gehäuse ausgeübt werden, um eine Umschaltung
eines Getriebeteils in eine Stellung zu bewirken, in der die Feder aufgezogen wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem konstruktivem
Aufwand ein Spielzeug-Laufwerk zu schaffen, das ebenfalls durch Hin- und Herschieben
des Spielzeuges aufgezogen werden kann und bei dem kein besonderer Druck auf das
Fahrzeug ausgeübt werden muß, um die Feder aufzuziehen.
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Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung vor, ein Spielzeug-Laufwerk
der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß beide Getriebe ein fest mit
der Radwelle verbundenes Antriebsritzel mit dem jeweiligen Federende verbinden,
wobei das durch die Sperrklinke blockierbare Getriebe ein um die Radwelle zwischen
zwei Stellungen schwenkbares, mit dem Antriebsritzel kämmendes Kupplungszahnrad
enthält, das in der einen Stellung die Getriebeverbindung schließt und in der anderen
unterbricht.
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Diese Ausbildung bewirkt, daß die Spiralfeder beim Rückwärtsschieben
das Fahrzeugs von beiden Enden her aufgezogen wird, daß sie beim Ablauf aber nur
von einem Ende her sich entspannt. Das bedeutet, daß beim Federablauf das Fahrzeug
längs einer grösseren Strecke angetrieben wird, als es von Hand vorher rückwärts
geschoben wurde. Besitzen z.B. die beiden Getriebe die gleiche
Übersetzung,
und wird das Fahrzeug um eine bestimmte Strecke von Hand zurückgeschoben, so gibt
die Feder ihre gespeicherte Kraft längs der doppelten Strecke ab. Es ist leicht
zu sehen, daß bei mehrmaligem Hin- und Herschieben die Spiralfeder immer stärker
aufgezogen wird, so daß sich der gewünschte Effekt ergibt. Beim Vorwärtsschieben
bei entspannter Feder läßt die Sperrklinkeneinrichtung es zu, daß das zweite Federende
dem ersten folgt, und somit weist das Spielzeug-Laufwerk auch einen Freilauf auf.
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In Weiterbildung der Erfindung ist das Kupplungszahnrad auf einem
um die Radwelle schwenkbarem Arm mit Hilfe einer Stiftwelle gelagert, deren eines
Ende in einen bogenförmigen Schlitz eingreift. Das Anschlagen der Stiftwelle an
den Schlitzenden definiert die beiden Stellungen des Kupplungszahnrades. Dies ist
eine besonders einfache und zweckmäßige Ausgestaltung der Anschläge, jedoch ist
auch eine andere Ausführung der Anschläge möglich.
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Z.B. können an einer Seitenwand Anschläge vorhanden sein, die die
Schwenkbewegung des Armes begrenzen. Außerdem ist es möglich, daß ein Ende des Armes
sich an eine ohnehin vorhandene Zahnradwelle anlehnt.
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In Weiterbildung ist vorgesehen, daß die beiden Getriebe unterschiedliche
Übersetzungen aufweisen, wobei im Aufzugssinn der Spiralfeder vorzugsweise das blockierbare
Getriebe stärker übersetzt ist. Damit wird erreicht, daß beim Anschlagen mit verhältnismäßig
großer Kraft die Feder sehr schnell aufgezogen wird, während sie sich beim Antrieb
des Fahrzeuges über eine große Strecke nur langsam entspannt. Damit wird durch ein
kurzes Anschieben
eine große Fahrtstrecke erreicht. Für Spielfahrzeuge,
für die das Laufwerk in Frage kommt, reicht auch das beim Federablauf zur Verfügung
stehende geringe Drehmoment vollkommen aus, es hat den zusätzlichen Vorteil, daß
ein Durchdrehen der Antriebsräder und bei Hinterradantrieb gegebenenfalls auch ein
Aufbäumen des Vorderteils des Wagens und sein Überschlagen verhindert wird.
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Zur Erreichung unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse ist erfindungsgemäß
vorgesehen, daß das Antriebsritzel aus zwei miteinander verbundenen Teilen unterschiedlichen
Durchmessers besteht.
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Das erfindungsgemäße Spielzeug-Laufwerk besitzt einen Freilauf, wie
oben bereits erwähnt. Dabei muß jedoch das ganze Getriebe einschließlich der Spiralfeder
und der Sperrklinkeneinrichtung betätigt werden. Zur Verbesserung des Freilaufs
ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß die Welle eines Zahnrads des nichtblockierbaren
Getriebes in einem Langloch geführt ist, das etwa tangential gegenüber dem mit diesem
Zahnrad kämmenden Zahnrad des entsprechenden Spiralfederendes verläuft. Beim Vorwärtsfahren
des Spielzeug-Laufwerks bei entspannter Feder wird dieses Zahnrad mit seiner Welle
in dem Lang loch angehoben, so daß es außer Eingriff mit dem es antreibenden Zahnrad
gerät. Damit wird ein wesentlich leichterer Freilauf erreicht, so daß das angetriebene
Fahrzeug nach Ablauf der Feder noch weiter fährt.
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Die bekannten Spielzeug-Laufwerke weisen Sperrklinken auf, die in
ein eigenes Sperrklinkenrad eingreifen. Um dieses zusätzliche Teil überflüssig zu
machen, sieht die Erfindung vor, daß die
Sperrklinke aus einem Zahnradsektor
mit vorzugsweise zwei Zähnen besteht, der von einer Feder in eine durch einen Anschlag
begrenzte Eingriffstellung mit dem mit dem Spiralfederende verbundenen Zahnrad gedrückt
wird. Eine weitere Vereinfachung des Aufbaus wird dadurch erreicht, daß die Sperrklinke
und die Feder einstückig ausgeführt, insbesondere aus Kunststoff gespritzt sind.
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Damit bei zu starkem Aufziehen der Spiralfeder eine Beschädigung der
Feder bzw. der Befestigung der Feder verhindert wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß die Spiralfeder in an sich bekannter Weise in einem Federgehäuse angeordnet
ist, dessen innerer Umfang parallel zur Federachse verlaufende Nuten zur Aufnahme
des abgewinkelten äußeren Endes der Spiralfeder aufweist. Bei zu starkem Aufziehen
springt das Federende aus seiner Nute heraus und wird von einer der nächsten Nuten
wieder aufgenommen.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie an Hand der
Zeichnung. Hierbei zeigen: Figur 1 eine Aufsicht auf das Spielzeug-Laufwerkx Figur
2 einen Schnitt etwa nach Linie II - II in Figur 1; Figur 3 einen Schnitt etwa nach
Linie III - III in Figur 1; Figur 4 einen Schnitt durch das Federgehäuse und Figur
5 eine Detailansicht der Lagerung des Kupplungszahnrads.
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Das Spielzeug-Fahrwerk der Figur 1 enthält zwei durch Stangen 1 verbundene
Platten 2 und 3. Zwischen den Platten 2 und 3 ist die mit dem Zahnrad 4 einstückige
Federwelle 5 drehbar gelagert. Auf der Federwelle 5 ist ebenfalls das mit dem Federgehäuse
6 einstückige Zahnrad 7 drehbar gelagert. Die Federwelle 5 weist einen Schlitz 8
auf, in den das innere Ende 9 einer Spiralfeder 10 eingesetzt ist. Das äußere Ende
11 der Spiralfeder 10 ist nach außen abgekröpft und greift in eine der im inneren
Umfang des Federgehäuses 6 angeordneten Nuten 12 ein, siehe Figur 4.
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Parallel zu der Federwelle 5 ist zwischen den Platten 2 und 3 die
Radwelle 13 gelagert, an deren Enden je ein Spielzeugrad 14 befestigt ist. Mit der
Radwelle 13 fest verbunden ist das zweiteilige Antriebsritzel 15. Auf der Radwelle
13 schwenkbar gelagert ist ein Arm 16, an dessen vorderem Ende eine Stiftwelle 17
angeordnet ist. Das hintere Ende 18 des Armes 16 ist rechtwinklig abgebogen. Auf
der Stiftwelle 17 ist das mit dem Teil 15 a größeren Durchmessers des Antriebsritzels
15 kämmende Kupplungszahnrad 19 gelagert. Die Stiftwelle 17 greift in einen in der
Platte 3 angeordneten bogenförmigen Schlitz 20 ein. Durch diesen Schlitz 20 werden
die Grenzen der Drehung des Armes 16 bestimmt.
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In der in Figur 3 dargestellten Endstellung des Armes 16 kämmt das
Kupplungszahnrad 19 sowohl mit dem Antriebsritzel 15, als auch mit dem Zahnrad 7,
während es in der in Figur 2 gezeigten Endstellung nur mit dem Antriebsritzel 15
in Eingriff steht.
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Die Getriebeverbindung zwischen der Radwelle 13 und dem Zahnrad 4
geschieht über ein weiteres Zahnrad 21 auf seiner Welle 22 sowie das stufenförmige
Zahnrad 23, das mit seiner Welle 24 einstückig ist. Der äußere Teil 23 a des Zahnrads
23 kämmt mit dem
Zahnrad 21, während der kleinere Zahnkranz 23
b mit dem Zahnrad 4 in Eingriff steht. Die Welle 24 ist in den Platten 2 und 3 in
einem Langloch 25 gelagert, das etwa tangential zum Zahnrad 4 verläuft. Auf der
Stange 1 a ist die Sperrklinke 26 aufgesetzt, die von ihrer angeformten Feder 27
in die in Figur 2 dargestalte Eingriffstellung mit dem Zahnrad 7 gedrückt wird.
Die Feder 27 stützt sich mit ihrem freien Ende auf einen Anschlag 28, der an der
Platte 3 angeforrntist. In ihrer Eingriffsstellung mit dem Zahnrad 7 wird die Sperrklinke
26 durch einen an der Platte 3 angeformten Anschlag 29 an der Weiterdrehung gehindert.
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Im folgenden wird die Wirkungsweise des Spielzeug-Laufwerks beschrieben.
Beim Anschieben in Rückwärtsrichtung, in Figur 3 nach rechts, drehen sich die Räder
14 und mit ihnen das Antriebsritzel 15 in der durch den Pfeil angedeuteten Uhrzeigerrichtung.
Der Arm 16 schwenkt in der gleichen Richtung, bis das Kupplungszahnrad 19 in der
durch das Anschlagen der Stiftwelle 17 am oberen Ende des Schlitzes 20 bestimmten
Stellung die Verbindung zwischen dem Antriebsritzel 15 und dem Zahnrad 7 herstellt.
Durch die Drehbewegung im Uhrzeigersinn des Zahnrads 7 wird die Sperrklinke 26 gegen
die Wirkung ihrer Feder 27 ausgerückt. Gleichzeitig wird von dem Antriebsritzel
15 über das Zahnrad 21, das Zahnrad 23 und das Zahnrad 4 das innere Ende 9 der Spiralfeder
10 in Gegenuhrzeigerrichtung aufgezogen. Es erfolgt also ein Aufziehen der Spiralfeder
10 von beiden Enden her. Sobald die Anschiebebewegung aufhört, versucht sich die
Spiralfeder 10 zu entspannen.
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Dies führt zu einem Einrücken der Sperrklinke 26 in das Zahnrad 7,
wobei diese Bewegung durch den Anschlag 29 gestoppt wird.
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Die Entspannung der Spiralfeder 10 erfolgt also über ihr inneres
Ende
9, so daß das mit diesem verbundene Zahnrad 4 über die Zahnräder 23 und 21 das Antriebsritzel
15 im Gegenuhrzeigersinn antreibt. Sobald die Bewegung des Antriebsritzels 15 und
damit der Radwelle 13 im Gegenuhrzeigersinn beginnt, schwenkt auch der Arm 16 im
Gegenuhrzeigersinn herum, bis die Stiftwelle 17 am unteren Ende des Schlitzes 20
anschlägt. Damit gerät das Kupplungszahnrad 19 außer Eingriff mit dem Zahnrad 7.
Die Stellung von Sperrklinke 26 und Arm 16 während des Federablaufs geht aus der
Figur 2 hervor.
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Sobald die Spiralfeder 10 abgelaufen ist, versucht das Spielfahrzeug
wegen seiner Trägheit weiterzufahren, dabei hebt das in Figur 3 sich nunmehr im
Uhrzeigersinn drehende Zahnrad 21 das benachbarte Zahnrad 23 aus seiner Eingriffsstellung
längs seines Langlochs 25 hoch, so daß vom Zahnrad 21 keine Kraft mehr auf das Zahnrad
23 übertragen wird. Damit wird ein Freilauf erreicht, bei dem durch die Fahrbewegung
des Spielfahrzeugs nur noch das Zahnrad 23 sowie das KuppXungszahnrad 19 angetieben
werden.
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L e e r s e i t e