DE2906063C2

DE2906063C2 - Antriebsmechanismus mit mehrstufig angeordneten, verdrillbaren Gummibändern für ein Spielzeug

Info

Publication number: DE2906063C2
Application number: DE2906063A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Matsudo Chiba Mabuchi
Original assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Current assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Priority date: 1978-02-17
Filing date: 1979-02-16
Publication date: 1986-04-24
Also published as: DE2906063A1; US4276716A; GB2014465A; GB2014465B; HK22683A

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsmechanismus mit mehrstufig angeordneten, verdrillbaren Gummibändern für ein Spielzeug mit zu bewegenden Teilen gen?äß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I₁ so daß eine verhältnismäßig kompakte Vorrichtung mit einer Vielzahl von Energiespeicherungsstufen erzielt wird, in der verhältnismäßig große Mengen Energie auf engem Raum gespeichert werden können.

Aus der US-PS 18 39 744 ist ein Antriebsmechanismus für Spielfahrzeuge bekannt, der auf mehrstufig angeordneten, verdrillbaren Gummibändern beruht, die zwischen Einspannhaken gespannt sind, die in Endplatten eines Gestellrahmens angeordnet sind. Zur Übertragung der Verdrillungswirkung auf die nächste Stufe von Gummibändern dienen Zahnräder, und ein Antriebsgetriebezug ist sowohl mit einem der Einspannhaken als auch mit den zu bewegenden Teilen des Spielfahrzeugs kraftschlüssig verbunden. Beim Verdrillen der Gummibänder besteht jedoch die Gefahr, daß sich Knoten bilden, was zu einer Ungleichmäßigkeit in der Energiespeicherung und -abgabe führt.

Aus der DE-PS 5 05 552 ist ein Antriebsmechanismus für Spielzeuge bekannt, bei dem eine Vielzahl von Gummisträngen durch Streckung in der Längsrichtung gespannt wird. Dabei wird das eine Ende der zu spannenden Gummizüge festgehalten und das andere, das auf einem verschiebbaren Träger befestigt ist, durch Zugeinwirkung auf den Träge^r angezogen. Das Ziehen an dem Träger bewirkt also das Aufziehen des Spielzeugs.

Die Gleichmäßigkeit des Aufziehens und des Ablaufens wird durch strenge Parallelführung der Stränge mit Hilfe von Schlitzführungen erzielt in denen die beiden Enden des Trägers laufen. Ein Antriebsgetriebezug verbindet auch hier den beweglichen Träger kraftschlüssig mit den zu bewegenden Spielzeugteilen. Eine Streckung von Gummizügen in Längsrichtung hat jedoch den Nachteil, daß der Platzbedarf viel größer als beim Verdrillen ist

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Antriebsmechanismus für Spielfahrzeuge, bei dem die Energiespeicherung durch Verdrillen von Gummibändern bewirkt wird, wobei eine gleichmäßige Energieaufnahme und -abgabe durch Vermeiden einer Knotenbildung beim Verdrillen der Gummibänder erzielt wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen näher erläutert, wobei

F i g. 1 die Ansicht eines Miniaturspielfahrzeup mit einem Antriebsmechanismus gemäß der Erfindung,

F i g. 2, 3 und 4 eine perspektivische Ansicht bzw. Querschnitte eines erfindungsgemäßen Antriebsmechanismus in einem Miniaturfahrzeug, dessen Karosserie entfernt wurde, und

Fig.5 eine weitere Ausführungsform des Antriebsmechanismus gemäß der Erfindung unter Verwendung einer abgeänderten Spanneinrichtung darstellen.

Bei der im folgenden beschriebenen Ausführungsform ist ein Antriebsmechanismus gemäß der Erfindung in einem Rahmen 4 untergebracht der ein Fahrgestell 3 in einem Miniaturfahrzeug 1 bildet (F i g. 2 bis 4). An dem Rahmen 4 sind Endplatten 7 und T befestigt, wobei durch die Endplatte 7 Einspannhaken 8, 9 und 10 hindurchgehen und von ihr drehbar gehaltert werden. An dem Haken 8 ist eine Metallhalterung 11 für ein Axiallager befestigt, während an den Haken 9 und 10 Zahnräder 12 bzw. 13 befestigt sind An «Lr Metallhalterung 11 für das Axiallager und an den Zahnrädern 12 und 13 sind Metallteile 14 für Axiallager befestigt, die in Verbindung mit den Metallteilen 14', die an der Endplatte 7 angebracht sind, Lager von geringer Reibung bilden. An der Rückseite des Hakens 8 und im Eingriff mit einem Antriebszahnrad 16 ist ein Kronenrad 15 befestigt Das Antriebszahnrad 16 ist auf einer Achse 6 für die Hinterräder 5' angebracht Ferner sind an dem Rahmen 4 Vorderräder 5 montiert, die zusammen mit den Hinterrädern 5' die Räder des Miniaturfahrzeugs 1 darstellen.

so Außerdem ist in den Rahmen 4 eine bewegliche Platte 17 eingepaßt, die in Rahmenlängsrichtung verschiebbar auf einem Innenrand 29 des Rahmens 4 ruht. Die Verschiebbarkeit der beweglichen Platte 17 in Längsrichtung kann dadurch erleichtert werden, daß man an beiden Seiten des Rahmens 4 in der Nähe und längs seiner Bodenoberfläche flache Rillen vorsieht, in die man die seitlichen Ränder der beweglichen Platte 17 einsetzt. An die bewegliche Platte 17 ist eine weitere Endplatte 18 anmontiert, von der Einspannhaken 19,20 und 21 gehaltert werden, wobei die Haken 19 und 20 drehbar und der Haken 21 fest gehaltert sind. An den Haken 19 und 20 sind Zahnräder 22 bzw. 23 befestigt, an denen wie auch an der vorgenannten Endplatte 7 Metallteile 14 und 14' für Axiallager angeordnet sind, um die Reibung herabzusetzen. Auf der beweglichen Platte 17 sind ein Paar Vorsprünge 24 angeordnet, zwischen denen und einer am Rahmen 4 befestigten Klammer 25 eine Spanneinrichtung 26 wie beispielsweise ein Gummiband ge-

spannt ist so daß die bewegliche Platte 17 gleichmäißig in Richtung auf das Vorderende des Fahrzeugs gezogen werden kann. Gemäß F i g. 3 und 4 wird die bewegliche Platte 17 gleichmäßig nach vorne gezogen, indem das Gummiband 26 in Form eines gleichschenkligen Dreiecks zwischen den Vorsprüngen 24 und der Klammer 25 ausgespannt ist Das Gummiband 26 kann auch zwischen zwei Punkten eines Vorsprungs 24 und einer Klammer 25 gestreckt werden, die sich beide auf der Mittellinie des Fahrzeugs befinden. Außerdem können, wie in F i g. 5 dargestellt zwei oder mehrere Vorsprünge 24 und Klammen. 25 im gleichen Abstand am Rahmen 4 und an der beweglichen Platte 17 vorgesehen sein, so daß eine Anzahl Gummibänder oder kleiner Schraubenfedern zwischen ihnen spannbar sind, um die bewegliche Platte 17 gleichmäßig zu ziehen. Gummibänder haben vor Schraubenfedern den Vorteil, daß sie feuchtigkeitsunempfindlich sind. Zwischen den Haken 8,

9 und 10 und 19,20 und 21 sind in sich geschlossene, d. h. endlose Gummibänder 27, 27' und 27" gespannt Je ein Haker.pasr (8, 19; 9, 20 bzw. 10, 21) bilden mit dem zwischen ihnen gespannten Gummiband einen ^r:nergiespeicherabschnitt Schwenkbar am Rahmen 4 ist ferner ein Feststeller 28 angeordnet damit die Drehung des Antriebszahnrades 16 unterbrochen werden kann, um zu verhindern, daß die in den Gummibändern 27,27' und 27" gespeicherte Energie zu unerwünschter Zeit abgegeben wird.

Die Energiespeicherabschnitte wirken wie folgt:
Angenommen, die Hinterräder 5' werden, beispielsweise von Hand, gedreht, nachdem der Feststeller 28 das gesperrte Antriebszahnrad 16, wie in F i g. 3 dargestellt, freigegeben hat Die Drehung der Hinterräder 5' bringt auch die Achse 6 sowie das auf ihr angebrachte Antriebszahnrad 16 zur Drehung. Die Drehung des Antriebszahnrades 16 führt zur Drehung des Kronenrades 15 und des Hakens 8, wodurch das Gummiband 27, das am Haken 8 befestigt ist, verdreht bzw. verdrillt wird. Die Verdrillung des Gummibandes 27 verursacht eine Rotation des f'.akens 19, was wiederum über die Zahnräder 22 und 23 eine Drehung des Hakens 20 und ein Verdrillen des Gummibandes 27' der zweiten Stufe hervorruft. Die Verdrillung des Gummibandes 27' führt zur Drehung des Hakens 9, wodurch die Verdrillungsenergie auf das Gummiband 27" der dritten Stufe über die Zahnräder 12 und 13 übertragen wird. Auf diese Weise führt die kontinuierliche Drehung der Hinterräder 5' von Hand oder durch andere Mittel dazu, daß die Gummibänder 27, 27' und 27" nacheinander in sich Energie speichern.

Im Anfangsstadium, in dem noch keine Energie in den Gummibände.-n 27, 27' und 27" gespeichert ist, wird die bewegliche Platte 17 durch das als Spanneinrichtung dienende Gummiband 26 leicht gespannt gehalten. In dem Maße, wie jedoch Energie allmählich in den Gummibändern 27, 27', und 27" gespeichert wird, werden, wie in F i g. 4 gezeigt, die Gummibänder 27, 27' und 27" im steigendem Maße verdrillt, wobei sich Knoten auf ihnen bilden könnten und zwischen den Haken 8, 9 und

10 und den Haken 19,20 und 21 starke Zugkräfte wirksam werden. Das als Spanneinrichtung wirkende Gummiband 26 zieht jedoch die bewegliche Platte 17 weiter an und wirkt der oben erwähnten Zugkraft entgegen, wodurch es ermöglicht, daß die Gummibänder 27, 27' und 27" ohne Absch'vächung in konstant gespanntem Zustand verdrillt werden. Dadurch wird das Auftreten von Knoten verhindert, di; sich oft dann bilden, wenn ein erschlafftes Gummiband verdrillt wird, wodurch eine ungleichmäßige Verteilung der gespeicherten Energie auftritt Die Spannung des Gummibandes 26 wirkt natürlich nicht nur bei der Speicherung der Energie, sondern umgekehrt auch in Richtung auf eine gleichmäßige Abgabe der gespeicherten Energie.

Das Obersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern 12 und 13 und 22 und 23 beträgt nicht 1:1, sondern die Zahnräder 13 und 23 der jeweils nachfolgenden Stufe besitzen eine etwas größere Anzahl von Zähnen als

ίο die Zahnräder 12 bzw. 22. Da die Haken und Zahnräder unvermeidlich geringe Reibungskräfte erzeugen und damit einen Energieverlust durch Reibung verursachen, müssen die Übersetzungen der Zahnräder von aufeinanderfolgenden Stufen entsprechend dem Reibungsverlust erhöht werden, um um diesen Betrag das Verdrillungsdrehmoment der Gummibänder der nachfolgenden Stufe zu erhöhen. Andernfalls würden die Gummibänder 27, 27' und 27" nicht gleichmäßig verdrillt werden. Eine Folge davon wäre ein häufiges Zerreißen der

einzelnen Gummibänder. Das Übersr'-ungsverhältnis variiert nut dem Ausmaß des Reibun^S'^eriustes. ^^enn die Gummibänder 27, 27' und 27" hinreichend verdrillt worden sind und in ihnen hinreichend Energie gespeichert ist, wird der Feststeller 28 in das Antriebszahnrad 16 eingerastet um dessen Drehung zu unterbrechen. Wenn das Miniaturfahrzeug 1 auf den Fußboden gesetzt und der Feststeller 28 wieder aus dem Antriebszahnrad 16 herausgeschwenkt wird, damit die gespeicherte Energie freigesetzt werden kann, beginnt das Miniaturfahrzeug 1 zu laufen, da es durch die in den Gummibändern 27, 27' und 27" gespeicherte Energie angetrieben wird. Wenn drei im Handel erhältliche Gummibänder von je etwa 53 cm Länge für jede Stufe der Energiespeicherungsvorrichtung verwendet werden, kann ein etwa 7 cm langes Fahrzeug über eine Entfernung von etwa 12 m angetrieben werden. Durch Erhöhung der Anzahl von Stufen oder durch Verwendung von mehr als zwei Gummibändern an jedem Haken kann ent?nrechend mehr Energie gespeichert werden. Die bei dem erfindungsgemäßen Antriebsmechanismus verwendbaren G jmmibänder sind nicht auf im Handel erhältliche, wie oben erwähnt, beschränkt, sondern es können auch Gummikordeln und andere geeignete Gumrrimaterialien verwendet werden.

Gleichfalls sind die Übertragungsmittel tür die Bewegung der Hinterrräder 5' nicht auf ein Antriebszahnrad und ein Kronenrad beschränkt. Beispielsweise können Kegelräder verwendet werden. Die Zahnräder 12,13,22 und 23 können auch durch Reibungsräder ersetzt werden. Ein mehrstufiger Antriebsmechanismus kann auch dadurch erzielt werden, daß man ein Kronenrad an innenliegenden Haken befestigt und Zahnräder zu beiden Seiten der an den Haken befestigten Zahnräder anordnet.

Vorstehend wurde" Ausführungsformen Jes erf'mdungsgemäßen Antriebsmechanismus beschrieben, bei denen in jeder Stufe Gummibänder mit denselben Eigenschaften verwendet wurden, jedoch können auch Gummibänder mit unterschiedlichen Eigenschaften in dem erfindurgsgemäßen Antriebsmechanismus verwendet werden, und wenn Gummibänder mit um der. Wert des entsprechenden Reibungsverlustes niedrigerer Elastizität in der zweiten und den folgenden Stufen verwendet werden, können Zahnräder mit dem Über-

b5 Setzungsverhältnis 1 : Ί für die Energieübertragung verwendet werden.

Der erfindungsgemäße Antriebsmechanismus besitzt somit trotz seiner Mehrstufiekeit einen sehr einfachen

Aufbau und kann auf engem Raum (Miniaturauto) untergebracht werden und eine große Energiemenge
wirksam speichern. Selbst für ein Spielfahrzeug, dessen
Länge zu gering ist. um die Aufnahme langer Gummibänder zu gestatten, ist die Speicherung einer großen
Energiemenge dadurch möglich, daß die Anzahl von
Energiespeicherabschnitten in der Querrichtung erhöht
wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen io

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Claims

Patentansprüche:

1. Antriebsmechanismus mit mehrstufig angeordneten, verdrillbaren Gummibändern für ein Spielzeug mit zu bewegenden Teilen, bestehend aus einem Rahmen, Energiespeicherabschnitten aus einer Anzahl von Paaren drehbar in Endplatten gehalterter Einspannhaken an den beiden Enden des Rahmens und zwischen jedem Hakenpaar parallel angeordneten Gummibändern, mindestens einem Zahnradpaar zur Übertragung der Verdrillungswirkung auf das nächstfolgende der parallel angeordneten Gummibänder und einen Antriebsgetriebezug, der sowohl mit einem der Einspannhaken, von denen aus die Gummibänder angeordnet sind, als auch mit den zu bewegenden Teilen kraftschlüssig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Endplatten (18) auf einer Platte (17) befestigt ist, die an dem einen Ende des Rahmens (4) in Rahmeniängsrichtung verschiebbar gelagert ist und mit Hilfe einer zwischen dem Rahmen (4) und der Platte (17) angeordneten Spanneinrichtung (26) bei entspannten Gummibändern ständig in eine Richtung gezogen wird.

2. Antriebsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Spanneinrichtung (26) aus einem Gummiband besteht

3. Antriebsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß das Gummiband in Form eines gleic sehenkeiigen Dreiecks angeordnet ist

4. Antriebsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Spanneinrichtung (26) aus einer oder mehreren parallel angeordneten Schraubenfeder^) besteht.