DE2909523C2 - Vorrichtung zum Nachahmen des Motorlärms und der Motorvibration bei einem Spielfahrzeug - Google Patents

Description

45

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Nachahmen des Motorlärms und der Motorvibration bei einem Spielfahrzeug, bei der ein regelbarer Elektromotor eine Zwischenwelle antreibt, auf der ein Antriebsnocken für eine Schlagstange einer Schalldose zur Erzeugung des Motorlärms und eine Schwungscheibe mit Unwuchtgewicht zur Erzeugung der Motorvibration sowie ein mit einem Getriebezug für die Antriebsräder in Wirkverbindung stehendes Ritzel angeordnet sind.

Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der GB-PS 9 50 038 bekannt. Bei Spielfahrzeugen ist eine Übereinstimmung des Modells mit dem Originalfahrzeug sowohl von der äußeren Form und Gestaltung als auch vom Fahrverhalten und den entstehenden Fahrzeuggeräuschen erwünscht. Bei diesem bekannten Spielfahrzeug, das in einer besonderen Ausführungsform als Traktor ausgebildet und nur für niedrige Geschwindigkeiten konzipiert ist und das bei diesem Anwendungsfall einen bestimmten Motortyp, insbesondere einen Dieselmotor, mit entsprechendem Motorgeräusch nachahmen soll, ist es nicht möglich, eine Schwingungsunterdrückung bei normaler Fahrgeschwindigkeit zu erreichen, da ein starres, d. h. nicht selbsttätig einstellbares Unwuchtgewicht vorgesehen ist Nachteilig ist ferner, daß die getrennte Lage der Schwungscheibe mit Unwuchtgewicht und des Tonerzeugers erhöhten Platzbedarf erfordert

Aus der CH-PS 4 32 329 ist ein Spielzeugmotor als Nachildung einer Brennkraftmaschine bekannt mit einem über eine Batterie antreibbaren Elektromotor, der mit seiner Welle auf einen elastischen Träger wirkt der seinerseits mit einem Schlagstück taktmäßig auf einen Amboß aufschlägt wobei der Träger ein das Schlagstück tragender Arm ist und wobei an der Welle mindestens ein radial gerichteter Vorsprung vorgesehen ist, der zur Annbetätigung dient Nachteilig bei dieser Tonerzeugung ist daß der Aufbau relativ kompliziert ist, da ein Lagerbock zum Lagern des einen Encks des Schwinghebels, eine speziell ausgebildete Kurvenscheibe, eine Zugfeder als Rückstellkraft und ein als Hammer dienendes vorderes Ende, das vorzugsweise mit Kunststoff überzogen ist vorgesehen sind. Diese Anforderung erfordert eine zeitaufwendige Herstellung und Montage und einen gesonderten Antrieb zur Tonerzeugung.

Aus der Zeitschrift »Moderne Eisenbahn, Modellbahn«, 1972, Heft 12, Seite 46, ist aus dem Aufsatz »Mehr Auslauf durch Freilauf« bereits ein Fliehkraft-Reibungsantrieb für den Einbau in Modelleisenbahnen bekannt. Diese Fliehkraftkupplung besteht aus einer einseitig offenen Hülse bzw. einer Kupplungsgiocke, deren Innenwand als Reib- und Kraftübertragungsfläche dient sowie aus dem eigentlichen Fliehkraftmechanismus mit zwei einseitig schwenkbar gelagerten Reibbzw. Kupplungsbacken, die ab einer bestimmten Umdrehungszahl durch die Zentrigualkraft nach außen gegen die Kupplungsgiocke drücken und so die Kraft übertragen. Durch die Fliehkraftkupplung soll ein allmähliches Anfahren bzw. Anhalten sichergestellt werden und aus diesem Grund wird aucJ; der Einsatz der Kupplungsgiocke als Schwungmasse angeregt

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Nachahmen des Motoriärms und der Motorvibration bei einem Spielfahrzeug in von der Motordrehzahl abhängigen Weise vorzusehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der Schwungscheibe ein Ausgleichsgewicht gelagert ist, das entgegengesetzt zum Unwuchtgewicht durch die Zentrifugalkraft radial nach außen gegen die Spannung einer Feder verschiebbar ist, und daß die Schwungscheibe als der eine Kupplungsteil einer Fliehkraft-Reibungskupplung ausgebildet und das Ritzel für der. Getriebezug am anderen als Kupplungsgiocke ausgebildeten Kupplungsteil befestigt ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sich das Motorgeräusch und die Motorvibration des Modellfahrzeugs dem jeweiligen Betriebszustand anpassen, so daß eine vollständige Nachahmung des Motorgeräuschss und der Motorvibration des Originalfahrzeuges erreicht wird. Durch den vorteilhaften drehzahlabhängigen Ausgleich der Unwucht an der Kupplungsplatte wird ferner gewährleistet, daß während des Betriebs des Modellfahrzeuges keine nachteiligen Fahreigenschaften auftreten.

Der Motorlärm wird dadurch erzeugt daß über den Elektromotor eine Antriebsscheibe gedreht wird, an deren Umfang zwei um 180° versetzte Antriebsringe befestigt sind. Wenn die Antriebsscheibe gedreht wird, betätigen die Antriebsringe eine Stange an ihrem einen au-

ßeren Ende, wodurch das andere äußere Ende auf einem SchaUkörper ein klopfendes Geräusch erzeugt, das sich mit der Drehzahl ändert. Die Motorvibration entsteht dadurch, daß auf einer Schwungscheibe ein Ausgleichsgewicht radial gegen die Spannung einer Feder verschiebbar gelagert ist. Damit ist gewährleistet, daß beim Anfahren oder Anhalten, d. h. bei niedrigen Drehzahlen eine starke Vibration auftritt Bei höheren Drehzahlen verschiebt sich das durch die Feder gehaltene Gewicht nach außen und gleicht somit die Unwucht aus, so daß die Vibration nur noch ganz schwach wahrnehmbar ist.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Vorrichtung nach Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Infolge der Verwendung einer Fliehkraftkupplung ist es vorteilhafterweise möglich, daß sowohl der Motorlärm als auch die Motorvibration des Modellfahrzeuges im Leeriauf oder Haltezustand des Modellfahrzeugs erzeugt wird. Die Ausgestaltung der Vorrichtung mit der Schwungscheibe mit dem Ausgleichsgewicht bewirkt in gewünschter und vorteilhafter Weise, daß im Leerlauf die Motorvibration am größten ist Die erfindungcgemäße Anordnung der Bauteile zueinander ermöglicht eine raumsparende Bauweise.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf das Chassis eines drahtlos gesteuerten Fahrzeugs mit einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 eine auseinandergezogene Darstellung der Erfindung mit Antriebsmotorabschnitt nach F i g. 1,

F i g. 3 eine Darstellung zur Erläuterung des Arbeitsprinzips einer Unwucht- bzw. Gleichsgewichts-Einheit der dargestellten Ausführungsform, und

F i g. 4 eine Darstellung zur Erläuterung des Arbeitsprinzips der Kupplungsbacken bei der dargestellten Ausführungsform.

In den Fig. 1 bis 4 ist mit 1 eine Basis- oder Grundplatte des Chassis bezeichnet, mit 2-1,2-2 Vorderränder, mit 3-1,3-2 Hinterräder, mit 4 eine Spurstange zur Verbindung von Lenkhebeln 2-3,2-4. die in Verbindung mit den Vorderrädern 2-1 und 2-2 wirsam sind. Mit 5 ist eine Verriegelungsstange, mit 6 ein Servomotor und mit 7 eine Arbeitswelle des Servomotors 6 angegeben, die über die Verriegeliingsstange 5 unc! die Verbindungsstange 4 die Lenkhebel 2-3,2-4 betätigt.

Ferner sind eine Gleichspannungsquelle 8 aus Batterien, ein Empfänger 9, ein Zylinder 10 oder eine zylindrische, vielflächige, hohle Schachtel bzw. ein zylindrischer, vielflächiger, hohler Kasten, eine Schlagstange 11, Schlagfläche 12 und ein Halter 13 für die Schlagstange 11 vorgesehen. Mit 14 ist ein umgebogenes, oberes bzw. vorderes Ende der Schlagstange 11 bezeichnet, das die Schlagfläche 12 ein Schlagen ausführen läßt, und mit 15 ein unteres Ende der Schlagstange 11. Die Schlagstange 11 wird durch den Halter 13 in ihrer Position gehalten, und das gebogene obere Ende 14 befindet sich in Berührung mit der Schlagfläche 12 auf dem hohlen Kasten 10. Die Schlagstange 11. die Schlagfläche 12 und der Kasten 10 bilden einen Tongenerator zur Erzeugung des Motorlärms.

Mit 16 ist eine Geschwindigkeitssteuerung, mit 17 ein Elektromotor und mit 18 die Elektromotorwelle bezeichnet Die Spannungsquelle 8 liefert elektrische Energie zu dem Empfänger 9 und dem auf der Grundplatte 1 befestigten Servomotor 6 und über die Geschwindigkeitssteuerung 16 zu dem Elektromotor 17.

Mit 19 ist eine Antriebsscheibe bezeichnet, welche die Schlagstange 11 antreibt; mit 20 ist ein kleiner Antriebsring angegeben. Der Antriebsring 20 ist an der Antriebsscheibe 19 durch einen Gewindestift 20-1. lagemäßig befestigt und derart angeordnet, daß er das untere Ende der Schlagstange 11 während einer Drehung der Antriebsscheibe 19 zurückschnellen läßt In einer auf einer Mittelachse 19-1 der Antriebsscheibe 19 vorgesehenen mittigen öffnung 19-2 ist die Elektromotorwelle 18 eingesetzt, während die Antriebsscheibe 19 durch eine Schraube 19-3 an der Elektromotorwelle 18 befestigt ist Außerdem ist ein Vorsprung 19-4 auf der anderen Seite der Antriebsscheibe 19 vorgesehen, um ein Ausgleichsgewicht 22 aufzunehmen, auf das im folgenden noch eingegangen wird.

Mit 21 ist eine Schwungscheibe beziffert, in deren oberer Hälfte zwei Öffnungen 21-1 und eine Zwischenwelle 21-2 vorgesehen sind. Das Ausgleichsgewicht 22 weist eine vertikale Öffnung 22-1 in seiner Mitte auf und wird an seiner Unterseite auf einer etwa rautenförmigen, elastischen Feder 22-2 gelagert Eine Schraube 23 ist durch die vertikale öffnung 22-1 eingesetzt und in der oberen Hälfte der Schwungscheibe 21 lagemäßig befestigt, während das untere Ende 22-3 auf dem Vorsprung 19-4 ruht, so daß das Ausgleichsgewicht 22 sich frei nach oben und nach unten in der vertikalen Öffnung 22-1 bewegen kann. Die Feder 22-2 ist durch einen Gewindestift 24 an der unteren Hälfte der Schwungscheibe 21 befestigt, so daß das Ausgleichsgewicht 22 zentripedal durch die Elastizität der Feder 22-2 angezogen werden kann; die Unwucht/Ausgleichseinheit, bestehend aus der Schwungscheibe 21, und dem Ausgleichsgewicht 22, kann ausgeglichen bzw. in Balance gebracht werden, wenn sich das Ausgleichsgewicht 22 zentrifugal nach oben innerhalb der vertikalen Öffnung 22-1 gegen die Elastizität der Feder 22-2 bewegt, um die obere Grenze zu erreichen. ·

Mit 25 sind Kupplungsbacken bezeichnet, die zusammen mit einer später beschriebenen Kupplungsglocke 27 eine Fliehkraft-Reibungskupplung bilden. Mit 26 ist eine Kupplungsfeder angegeben, die flache, zylindrische Kupplungsglocke 27 ist an einer Seite geöffnet; die Kupplungsbacken 25 sind am einen Ende 25-1 schwenkbar auf Vorsprüngen 21-3 gelagert, die auf der Schwungscheibe 21 vorgesehen sind, wi*" in F i g. 4 dargestellt ist. Beide Enden der Kupplungsfeder 26 sind in Befestigungsöffnungen 25-2 eingesetzt, die am anderen Ende der Kupplungsbacken 25 vorgesehen sind, so daß die Elastizität der Kupplungsfeder 26 es den Kupplungsbacken 25 gestattet, geschlossen zu werden, wie dies in F i g. 4 durch ausgezogene Linien dargestellt ist Die Kupplungsglocke 27 nimmt die Kupplungsbacken 25 auf, die derart angeordnet sind, daß sie durch die Schwungscheibe 21 abgedeckt sind. Die Zwischenwelle 21-2 der Schwungscheibe 21 erstreckt sich unter Spiel durch ein Ritzel 2b auf der gegenüberliegeriden Seite der Kupplungsglocke 27 hindurch. Die Kupplungsglokke 27 ist an ihrer Stelle nicht entfernbar mittels eines E-Ringes 30 (Sprengring) befestigt, der in eine Nut 31 eingesetzt ist, wie aus F i g. 1 und 2 hervorgeht. Die Kupplungsglocke 27 und das Ritzel 28 sind drehbar gegenüber der Zwischenwelle 21-2 gelagert, und das Ritzel 28 überträgt die Drehkraft auf die Hinterräder 3-1 und 3-2 über ein Differential-Zahnrad 29.

Im folgenden wird der Betrieb der dargestellten Ausführungsform gemäß obigem Aufbau beschrieben.

Wird der Elektromotor 17 eingeschaltet, um sich infolge der Steuerung durch die Geschwindigkeitssteuerung 16 zu drehen, wobei ein vom Empfänger 9 empfan-

genes Betriebssignal benützt wird, beginnt sich die Antriebsscheibe 19, die auf der Elektromotorwelle 18 befestigt ist, mit der Drehzahl des Elektromotors 17 zu drehen. Die kleinen Antriebsringe 20, die auf der Antriebsscheibe 19 befestigt sind, bewegen sich entlang des Umfanges und lassen das untere Ende IS der Schlagstange 11 zweimal bei jeder Umdrehung der Antriebsscheibe 19 zurückschnellen. Diesbezüglich ist die Schlagstange 11 so ausgelegt, daß sie aufgrund ihrer Elastizität in Vertikalrichtung schwingt und das umgebogene, obere Ende 14 die Schlagfläche 12 des hohlen Kastens 10 schlagen läßt. Infolgedessen erzeugt der Kasten 10 ein gemischtes Tongeräusch. Die Tonfrequenz des auf diese Weise erzeugten Tones erhöht sich linear mit der Zahl der Drehungen des Elektromotors 17, d. h. z. B. wird ein lautes Dröhnen vor dem Start der Maschine, oder es werden Trommeltöne bei hohen Drehzahlen erzeugt.

Wenn sich die Antriebsscheibe 19 dreht und der hohle Kasten 10 Maschinen- oder Motorgeräusche erzeugt, beginnt sich die mit der Antriebsscheibe 19 durch die Zwischenwelle 21-2 verbundene Schwungscheibe 21 ebenfalls zu drehen. Wenn der Elektromotor 17 sich mit geringer Geschwindigkeit dreht, ist das Ausgleichsgewicht 22 nach unten angeordnet, wie es in Fig. 3 durch ausgezeichnete Linien dargestellt ist. Aufgrund dieser Anordnung wird eine Unwucht in der Unwucht/Gleichgewichts-Einheit zwischen der oberen Hälfte und der unteren Hälfte entsprechend der Darstellung erzeugt, wodurch der Fahrzeugkörper in Schwingung versetzt wird. Diese Schwingung entspricht ziemlich exakt der geringen Schwingung, die bei tatsächlichen Automobilen vorliegt, wenn die Maschine im »Stop«- oder Haltezustand läuft. In diesem Zustand drehen sich die Kupplungsbacken 25, die an ihren Enden 25-1 mit der Schwungscheibe 21 verbunden sind, ebenfalls, jedoch laufen sie in der Kupplungsglocke 27 leer, da die Zentrifugalkraft nicht groß genug ist, um sie gegen die Kraft der Kupplurigsfeder 26 zu öffnen, wie dies in Fig.4 durch gestrichelte Linien dargestellt ist; aus dem gleichen Grund dreht sich die Kupplungsglocke 27 nicht. Daher drehen sich die Hinterräder 3-1 und 3-2 nicht, die mit dem Ritzel 28 in Verbindung stehen, wodurch das Fahrzeug im Stillstand verbleibt. Wenn sich die Drehzahl des Antriebsmotors 17 erhöht, wird das von dem hohlen Kasten 10 erzeugte Geräusch lauter, und gleichzeitig dreht sich die Unwucht/Gleichgewichts-Einheit mit sich erhöhender Drehzahl, wodurch das Ausgleichsgewicht 22 innerhalb der vertikalen öffnung 22-1 nach außen bewegt wird. Wenn die Drehzahl des Elektromotors 17 einen vorbestimmten Wert erreicht, öffnen sich die Kupplungsbacken 25, die sich in Verbindung mit der Schwungscheibe 21 drehen, aufzunehmende Weise, wie durch gestrichelte Linien in Fig.4 dargestellt ist, und zwar gegen die Elastizität der Kupplungsfeder 26, um mit der Innenwand der Kupplungsglocke 27 in Beruhrung zu gelangen. Infolgedessen wird die Kupplungsglocke 27 angetrieben, um sich durch die Reibungskraft mit den Kupplungsbacken 25 zu drehen, und dadurch drehen sich die Hinterräder 3-1 und 3-2 übei das Ritzel und das Differentialzahnrad 29, wie aus F i g. 1 hervorgeht Somit startet das drahtlos gesteuerte Fahrzeug bzw. Auto mit einem dröhnenden Geräusch und erreicht einen Fahrzustand. Im fahrenden Zustand erreicht das Ausgleichsgewicht eine obere Grenze, und die unwucht/Äusgieichseinheit wird ausgeglichen, wodurch die tatsächliche Schwingung des Fahrzeugkörpers beseitigt wird.
Die in dem Modelspielzeug enthaltene Vorrichtung zur Erzeugung einer Unwucht bzw. Ausgeglichenheit macht es möglich, daß beispielsweise der Fahrzeugkörper in vergleichbar großem Umfang schwingt, wenn z. B. der Motor angelassen wird, während die Vibration abnimmt, v/enn die Motordrehzahl zunimmt.

Somit können sich die Bedienungspersonen eines elektrisch betriebenen Modellfahrzeugs, das vorliegende Erfindung enthält, einer Änderung der Schwingung des Fahrzeugkörpers eines gewöhnlichen Fahrzeugs erfreuen, z. B. vom Einschalten des Zündschlüssels bis zum Start des Fahrzeugs. Somit mach es vorliegende Erfindung möglich, daß die Bedienungspersonen elektrisch betriebener, beweglicher Modellfahrzeuge, insbesondere im Stillstandszustand, ein der Realität ähnliches Gefühl haben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Nachahmen des Motorlärms und der Motorvibration bei einem Spielfahrzeug, bei der ein regelbarer Elektromotor eine Zwischenwelle antreibt, auf der ein Antriebsnocken für eine Schlagstange einer Schalldose zur Erzeugung des Motorlärms und eine Schwungscheibe mit Unwuchtgewicht, zur Erzeugung der Motorvibration sowie ein mit einem Getriebezug für die Antriebsräder in Wirkverbindung stehendes Ritzel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schwungscheibe (21) ein Ausgleichsgewicht (22) gelagert ist, das entgegengesetzt zum Unwuchtgewicht durch die Zentrifugalkraft radial nach außen gegen die Spannung einer Feder (22-2) verschiebbar ist, und daß die Schwungscheibe (21) als der eine Kupplungsteil (21-3, 25) einer Fliehkraft-Reibungskupplung ausgebildet und das Ritzel (28) für den Getriebezug (29) am anderen ais Kupplungsbacke (27) ausgebildeten Kupplungsteil befestigt ist

2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsgiocke (27) drehbar auf der koaxial zur Elektromotorwelle (18) angeordneten Zwischenwelle (21-2) befestigt ist, und daß die Schwungscheibe (21) zwei schwenkbar gelagerte Kupplungsbacken (2S) aufweist, die in Abhängigkeit von der Zentrifugalkraft mit der Innenwand der Kupplungsglocke (27) in Wirkverbindung gelangen.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungscheibe (21) in der einen Hälfte, mit einer vertikalen Öffnung (21-1) versehr η ist und daß das Ausgleichsgewicht (22) elastisch abhängig zu der in der einen Hälfte ausgebildeten öffnung (21-1) bewegbar an der Schwungscheibe (21) über eine vertikale öffnung (22-1) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zur Schwungscheibe (21) eine Antriebsscheibe (19, 20) des Tongenerators angeordnet und direkt mit ihr gekuppelt ist.