DE2906064A1

DE2906064A1 - Vorrichtung zur energieversorgung von spielzeugen

Info

Publication number: DE2906064A1
Application number: DE19792906064
Authority: DE
Inventors: Kenichi 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: 1979-08-30
Also published as: JPS54122997U; GB2014466A; GB2014466B; JPS5630398Y2; DE2906064C2; US4260041A; HK22783A

Description

MABUCHI MOTOR'CO., LTD. Tokio, Japan

Vorrichtung zur Energieversorgung von Spielzeugen

Die Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zur Energieversorgung von Spielzeugen und insbesondere eine solche, bei der angetriebene Walzen rotierengelassen werden, damit eine bestimmte Energiemenge an ein durch elastische Materialien angetriebenes Spielzeug abgegeben wird.

Bisher sind Kleinmotoren und flache Spiralfedern als primäre Antriebe für Spielzeuge verwendet worden. Kleinmotoren sind jedoch zu aufwendig, als daß sie in einem angetriebenen Spielzeug große Verwendung finden könnten, während flache Spiralfedern bei ihrem Bruch nicht leicht von dem Benutzer ersetzt werden können und daher das ganze Spielzeug weggeworfen werden muß. Außerdem sind sowohl Motoren als auch Spiralfedern zu groß, als daß sie in einem kleinen Spielzeug, wie beispielsweise einem Miniaturfahrzeug eingebaut werden können. Es wurde daher in einem kleinen Spielzeug, wie beispielsweise einem Miniaturfahrzeug, eine mehrstufige Energiespeichervorrichtung unter Verwendung eines Getriebes vorgeschlagen, da eine Energiespeichervorrxchtung aus einem einzelnen Gummiband selbst dazu nicht ausreicht, ein Miniaturfahrzeug anzutreiben. Um jedoch Energie nacheinander in Gummibändern zu speichern, die jede einzelne Stufe der mehrstufigen Energiespeichervorrxchtung darstellen, und zugleich die Reibung zwischen den Gängen und Haken, die Energieübertragungsmittel darstellen, zu überwinden, reicht ein Übersetzungsverhältnis von 1 nicht aus, sondern man benötigt ein Übersetzungsverhältnis von der Größenordnung von 1,04 Tdxs 1,43, insbesondere von 1,06 bis 1,20. Um außerdem eine geeignete Energiemenge anzusammeln, sind drei

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oder vier Stufen in der Energiespeichervorrxchtung erforderlich. Angesichts der Tatsache, daß es verhältnismäßig mühevoll ist, Energie in dieser Art Miniaturfahrzeug durch manuelles Aufziehen kleiner Hinterräder zu speichern, besteht ein Bedarf daran, eine bestimmte Menge Energie in einem Spielzeug, das durch elastische Materialien angetrieben wird, unter Verwendung äußerst einfacher Mittel zu speichern.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zur Energieversorgung von Spielzeugen zur Speicherung der Energie in einem Spielzeug, das durch elastische Materialien angetrieben wird, bei der insbesondere zur Speicherung der Energie ein elektrische Energie lieferndes Mittel verwendet wird, das an- und abgeschaltet werden kann, so daß eine vorherbestimmte Energiemenge in dem Energiespeicherungsteil des Spielzeuges gespeichert werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist die in Anspruch 1 angegebene Vorrichtung.

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

Fig , 1 eine Energieversorgungsvorrichtung gemäß der Erfindung sowie ein Miniaturfahrzeug, das daraus Energie entnimmtJ

F i g . 2 und 3 die typische Konstruktion der mehrstufigen Energiespeichervorrichtung innerhalb des Miniaturfahrzeugs ϊ

F i g.· 4 den inneren Aufbau der Energieversorgungsvorrichtung gemäß der Erfindung und

F i g · 5 vind 6 den Zeitgebermechanismus der Energieversorgungsvorrichtung gemäß der Erfindung

zeigen.

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Gemäß Fig. 1 ist eine Energielieferungsvorrichtung 2 vorgesehen, die Energie an ein Miniaturfahrzeug 1 liefert, in dem die Energie gespeichert wird.

Das Miniaturfahrzeug 1 besitzt, wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, im Inneren einen Fahrgestellrahmen 3, in dem Vorderräder 4 und Hinterräder 5 drehbar gehaltert sind. Auf der Welle 6, mit der die Hinterräder 5 verbunden sind, ist ein Antriebszahnrad 7 befestigt. An Abteilungsplatten 8 und 8^f, die in dem Fahrgestellrahmen 3 eingepaßt sind, sind eine Reihe, beispielsweise drei, Haken 9, 10 und 11 drehbar gehaltert. An dem Haken 9 ist eine Metallhalterung 12 für ein Axiallager befestigt, während an den Haken 10 und 11 Zahnräder 13 bzw. 14 befestigt sind. Die Bezugszahlen 15 und 15' bezeichnen Metallteile für Axiallager, die derartige Lager zur Verringerung der Reibungsverluste bilden. Am rückwärtigen Ende des Hakens 9 und im Eingriff mit dem Antriebszahnrad 7 ist ein Kronenrad 16 befestigt. Auf dem Fahrgestellrahmen 3 ist außerdem eine bewegliche Platte 17 eingepaßt, die einen Rahmen 18 aufweist, an dem Haken 19» 20 und 21 gehaltert sind, wobei die Haken 19 und 20 drehbar gehaltert und der Haken 21 fest gehaltert sind. Zahnräder 22 und 23 sind an den Haken 19 bzw. 20 befestigt. Die Metallteile 15 und 15' für Axiallager sind an den Zahnrädern 22 und 23 und dem Rahmen 18 vorgesehen, um Reibungsverluste zu verringern, wie bereits oben erwähnt.

Auf der beweglichen Platte 17 ist ein Paar Vorsprünge 24 vorgesehen, und eine Spannvorrichtung, beispielsweise ein Gummiband 26, ist zwischen den Vorsprüngen 24 und einer Klammer 25 gespannt, die an dem Fahrgestellrahmen 3 befestigt ist.

Gummibänder 27, 27' und 27" sind zwischen den Haken 9, 10 und 11 und den Haken 19, 20 bzw. 21 gespannt. Mit der Bezugszahl 28 ist ein Sperrhebel zum Verriegeln des Kronenra-

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des 16 "bezeichnet, damit verhindert werden kann, daß das Kronenrad 16 durch Eingriff des Antriebsrades 7 gedreht wird. Wenn der Sperrhebel 28 aus dem Antriebsrad 7 ausgerastet ist und die Hinterräder 5 rotierengelassen werden, dreht die Drehkraft über das Antriebsrad 7 den Haken 9 und das Kronenrad 16, so daß sich das Gummiband 27 verdreht. Dieses verursacht, daß sich der Haken 19 dreht und dabei über die Zahnräder 22 und 23 den Haken 20 der nächsten Stufe in Drehung versetzt, so daß veranlaßt wird, daß sich das Gummiband 27' aufdreht. Auf diese Weise wird in den Gummibändern 27, 27' und 27" jeder Stufe durch kontinuierliches Drehen der Hinterräder 5 Energie gespeichert. Das Verhältnis der Zahnräder 22 und 23 und das der Zahnräder 13 und 14 wird so eingerichtet, daß es größer als 1 ist. Dies geschieht, um die Schwierigkeit der unzureichenden und ungleichmäßigen Speicherung von Energie in Gummibändern bei einem Übersetzungsverhältnis von unter 1 zu überwinden. Durch Anheben des Übersetzungsverhältnisses auf über 1 kann die Torsionskraft zur Übertragung der Energie auf die folgenden Stufen erhöht werden, was zu einer gleichmäßigen Energiespeicherung in den Gummibändern jeder Stufe führt. Da das Gummiband 26, das als Spannvorrichtung dient, die bewegliche Platte 17 zieht, erhalten die Gummibänder 27, 27' und 27" die Torsionskraft in einem beständig gespannten Zustand, was zu einer gleichförmigen Energiespeicherung in den Gummibändern und einer gleichförmigen Abgabe der gespeicherten Energie führt.

Angenommen, das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 22 und 23 und 13 bzw. 14 sei 1 : 1,2 und jedes der Gummibänder werde gleichmäßig 60mal verdreht, um eine Gesamtmenge an Drehenergie der drei Stufen der Gummibänder 27, 27' und 27" von 180 Drehungen zu erzielen. Wenn das Übersetzungsverhältnis 1 ι 1 ist und keine Reibungsverluste auftreten, ist es ausreichend, den Haken 9 180mal zu drehen, um in den Gummibändern 27, 27' und 27" Dr-ehenergie zu spei-

ehern. Bei einem Übersetzungsverhältnis von 1 : 1,2 jedoch muß der Haken 9 218,4-mal gedreht werden (60 + 60 χ 1,2 + 60 χ 1,2 χ 1,2 = 218,4). Das heißt, der Haken 9 muß bei . dem Übersetzungsverhältnis von 1 : 1,2 20% mehr gedreht werden (218 : 180 = 1,21). Je größer die Anzahl von Stufen ist, um so mehr muß der Haken 9 wegen des Übersetzungsverhältnisses gedreht werden. Außerdem ist es besonders für Kinder schwierig, die kleinen Räder eines Miniaturfahrzeugs von Hand zu drehen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erleichtert diese Tätigkeit. Im folgenden wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit den Fig. 4, 5 und 6 beschrieben.

Auf einer Bodenplatte 30 ist ein Halterungsrahmen befestigt, auf dem mit Hilfe einas von dem Rahmen 31 schwenkbar gehalterten Halterungsarmes 33 Walzen 32 und 32* drehbar gehaltert sind. An dem Halterungsarm 33 ist außerdem ein Gehäuse 34 befestigt. Mit 35 ist ein kleiner Elektromotor, wie beispielsweise ein Mikromotor, bezeichnet, der derart konstruiert ist, daß er die Walzen 32 und 32· über ein Antriebszahnrad 37, das mit dem Rotor des Kleinmotors 35 gekuppelt ist, in Drehbewegung versetzt. Im Normalzustand wird der Halterungsarm 33 durch eine geformte Drahtfeder nach oben abgewinkelt gehalten. Das Gehäuse 34 ist mit dem Halterungsarm 33 fest verbunden. Im unteren Teil des Gehäuses 34 ist ein (nicht dargestellter) beweglicher Kontakt vorgesehen, der derart ausgebildet ist, daß er mit einem festen Kontakt 39, der an einem Ende eines Leiters angeordnet ist, in Berührung treten kann. Das andere Ende des Leiters 40 ist nach oben abgebogen, wobei seine Spitze einen festen Kontakt 42 bildet. Ein mit dem festen Kontakt 42 zusammenwirkendes bewegliches Kontaktstück 43 ist auf einem isolierenden Träger 44, der auf der Bodenplatte montiert ist, vorgesehen. Die Bezugszahlen 45, 45·, 46, 47, und 49 bezeichnen Zahnräder; mit 60 ist eine Welle bezeichnet und mit 50 ein Schneckenrad. Die Bezugs-zahl 51 bezieht

sich auf ein Zahnrad, das derartig konstruiert ist, daß es zusammen mit einem Hebel 52 rotiert. Die Bezugszahl bezeichnet eine Welle, auf der das Schneckenrad 50 und an derem einen Ende eine kleine Riemenscheibe 54 befestigt ist. Die kleine Riemenscheibe ist derart ausgebildet, daß sie mit Hilfe eines Riemens 58 eine große Riemenscheibe 55 in Drehbewegung versetzt. Schließlich sind Drahtanschlüsse 56 und 57 vorgesehen.

Angenommen, daß die Hinterräder 5 des Miniaturfahrzeugs 1, wie in Fig. 1 dargestellt, auf und zwischen den Walzen 32 und 32' stehen und die Walzen nach unten gedruckt werden. Dadurch wird der Halterungsarm 33 um die Welle 59 und gegen die Kraft der geformten Drahtfeder 38 nach unten geschwenkt. Zugleich mit dem Halterungsarm 33 wird auch das Gehäuse 34 nach unten bewegt, wodurch der - nicht dargestellte - bewegliche Kontakt mit dem festen Kontakt 39 in Berührung gebracht wird. Auf diese Weise wird ein Stromkreis von einer Batterie 36 über den Anschlußdraht 56, den Kleinmotor 35, den beweglichen Kontakt, den festen Kontakt 39, den Leiter 40, den festen Kontakt 42, den beweglichen Kontakt 43 und den Anschlußdraht 57 zur Batterie 36 gebildet, wodurch der Kleinmotor 35 in Drehung versetzt wird» Mit dem Kleinmotor 35 rotieren auch das Antriebszahnrad 37 sowie die Zahnräder 45 und 45' im Eingriff mit dem Antriebszahnrad 37, wodurch die Walzen 32 und 32', die auf der sich drehenden Welle der Zahnräder 45 und 45' befestigt sind, in Drehung versetzt werden. Da die Walzen 32 und 32· mit derselben Geschwindigkeit rotieren, werden die Hinterräder 5 auf und zwischen den Walzen 32 und 32· wirksam in Drehung versetzt, Auf diese Weise kann Energie sehr leicht in zwei oder mehreren Stufen der Gummibänder 27, 27' und 27" gespeichert werden.

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Wie in Fig. 5 gezeigt, ist das Schneckenrad 50 derart angeordnet, daß es mit dem Zahnrad 51 in Eingriff tritt, wenn das Gehäuse 34 gesenkt wird. Dadurch wird das Zahnrad 51 von dem Kleinmotor 35 über das Zahnrad 46, das auf derselben Welle wie das Zahnrad 45 befestigt ist, das Zahnrad 47, das mit dem Zahnrad 46 in Eingriff steht, die Welle 60, die Zahnräder 48 und 49 sowie die Welle 53 und das Schneckenrad 50 in Drehung versetzt. Mit dem sich drehenden Zahnrad 51 dreht sich auch zugleich der Hebel 52, und dessen Spitze stößt das bewegliche Kontaktstück 43 nach vorgegebener Zeit zur Seite, so daß die elektrische Verbindung zwischen dem beweglichen Kontaktstück 43 und dem festen Kontakt 42 geöffnet wird. Dadurch wird der Stromkreis zwischen dem Kleinmotor 35 und der Batterie 36 unterbrochen und der Kleinmotor 35 ausgeschaltet.

Mit dem Kleinmotor 35 rotiert zugleich auch die kleine Riemenscheibe 54, so daß die große Riemenscheibe über den Gummiriemen 58 angetrieben wird. Da an der Welle der großen Riemenscheibe 55 ein Zeiger 61 befestigt ist, dreht sich der Zeiger 61 ebenfalls zugleich mit dem Kleinmotor 35. Wenn der in Fig. 4 gezeigte Mechanismus in einem in Fig. 1 dargestellten Gehäuse 63 eingeschlossen ist, ergibt daher die Drehung des Zeigers 61 einen Eindruck wie bei einem Durchflußmesser einer Benzintankstelle.

Wenn das Mxniaturfahrzeug 1 hochgehoben wird, nachdem der Kleinmotor 35 ausgeschaltet worden ist, bewegt sich der Halterungsarm 33 durch die Wirkung der geformten Drahtfeder 38 nach oben und mit ihm auch das Gehäuse 34» Mit der Aufwärtsbewegung des Gehäuses 34 wird das Schneckenrad 50 aus dem Zahnrad 51 herausgehoben (Fig. 6). Da um die Welle des Zahnrades 51 eine Spiralfeder gewunden ist, wird diese Feder bei der Drehung des Zahnrades 51 in Eingriff mit dem Schneckenrad 50 gespannt. Die in der Spiralfeder 62 gespeicherte Energie bewirkt, daß das Zahnrad 51 unmittelbar

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nach seiner Trennung von dem Schneckenrad 50 in seine Anfangsstellung zurückgedreht wird. Damit wird auch der Hebel 52 in seine Anfangsstellung zurückgedreht und ist damit wieder betriebsbereit als Zeitgeber, wenn der Kleinmotor 35 erneut in Betrieb gesetzt wird.

Die Laufzeit des Kleinmotors 35 kann entsprechend der Stufenzahl der Gummibänder sowie der Zahl der Gummibänder, die in dem Miniaturfahrzeug vorgesehen sind, auf einen optimalen Wert eingestellt werden.

Selbstverständlich können außer dem druckbetätigten Kontaktmechanismus, wie er oben beschrieben wurde, zur Inbetriebsetzung des Kleinmotors auch andere Mittel verwendet werden, wie beispielsweise ein einfacher Schalter. Auch der Zeitschalter kann in anderer Weise ausgeführt sein. Schließlich können als Antrieb der Walzen auch andere Antrieb svorri chtungen als der Kleinmotor verwendet werden.

Wie oben beschrieben, ermöglicht es die erfindungsgemäße Vorrichtung, die kleinen Räder eines Miniaturfahrzeugs mit Hilfe von Walzen automatisch in Drehung zu versetzen, anstatt daß sie von Hand gedreht werden, so daß die Speicherung von Energie in einem Energiespeicher eines Miniaturfahrzeugs leicht bewerkstelligt werden kann.

Außerdem ermöglicht die Wirkung eines Zeitgebers bei der Energielieferungsvorrichtung gemäß der Erfindung zu verhindern, daß die Gummibänder übermäßig verdreht werden, so daß sie reißen.

Claims

MABUCHI MOTOR CO., LTD., Tokio, Japan

Patentansprüche

My Vorrichtung zur Energieversorgung von durch elastische Materialien angetriebenen Spielzeugen, wobei Energie durch Verdrehen eines elastischen Materials gespeichert wird, gekennzeichnet durch eine Antriebseinheit (35), durch die Antriebseinheit in Drehung versetzte Walzen (32, 32¹)» Speisemittel zur Lieferung von Energie an die Antriebseinheit (35) während der Berührung des Spielzeugs mit den Walzen zur Energieaufnahme sowie einen Walzenabschaltmechanismus (43, 50, 51, 52, 62) für die Beendigung der Drehbewegung der Walzen nach einer bestimmten Anzahl von Drehungen und damit einer bestimmten Menge an von dem durch elastische Materialien antreibbaren Spielzeug während dessen Berührung mit den Walzen aufgenommener Energie.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1,'
dadurch gekennzeichnet, daß die Speisemittel aus einem elektrischen Stromkreis für einen elektrischen Kleinmotor (35), einem Halterungsteil zum schwenkbaren Haltern der Walzen (32, 32^f) sowie einem in Abhängigkeit von der Schwenkstellung des Halterungsteils (33) betätigbaren Schalter (39) bestehen, der sich während des Kontaktes des Spielzeugs mit den Walzen (32, 32¹) im eingeschalteten Zustand befindet.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gek.enn zeichnet, daß der Abschaltmechanismus für die Walzen einen beweglichen Kontakt (50) umfaßt, der mit den Walzen rotiert und durch den der elektrische Stromkreis abschaltbar ist.