DE3151952C2

DE3151952C2 - Elektromagnetisch betätigbarer Lenkmechanismus für ein Spielzeug

Info

Publication number: DE3151952C2
Application number: DE19813151952
Authority: DE
Inventors: Yoshio Tokyo Suimon
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-12-30
Filing date: 1981-12-30
Publication date: 1985-10-10
Also published as: DE3151952A1

Abstract

Es wird ein Steuerungsmechanismus zum Einsatz in einem fahrenden Spielzeug wie einem Spielzeugautomobil beschrieben. Der Steuerungsmechanismus weist ein tragendes Gehäuse auf, das auf einem Chassisteil des Spielzeugs frei drehbar nach links und rechts angebracht ist. Das Traggehäuse trägt bewegbar ein Paar von Anordnungen, von denen jede ein im wesentlichen U-förmiges weichmagnetisches Element und eine um einen geeigneten Teil des weichmagnetischen Elements herumgewickelte Spule aufweist. Das Traggehäuse trägt überdies drehbar zwei getrennte Teile der Reifenradwelle an einer derartigen Position, daß diese Teile der Reifenradwelle magnetisch beiden Enden des jeweiligen U-förmigen weichmagnetischen Elements anziehen und berühren können, wenn die zugeordnete Spule unter Strom gesetzt ist. Wenn die Spule mit Energie versorgt wird, wird das weichmagnetische Element magnetisch angezogen und an seinen beiden Enden von dem zugeordneten Teil der Reifenradwelle berührt, um diese abzubremsen. Gleichzeitig wird das Traggehäuse selbst um die Achse der Welle (6) gedreht, um das Automobil in die gewünschte Richtung zu steuern.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetisch betätigbaren Lenkmechanismus für ein Spielzeug mit Eigenantrieb, bei dem auf einer am Fahrzeugboden schwenkbar angeordneten Tragplatte zwei Halbwellen drehbar gelagert sind, die jeweils mit einem Fahrzeugrad verbunden sind, wobei jedem Fahrzeugrad ein Elektromagnet zugeordnet ist, der einen weichmagnetischen Kern aufweist, der mit einem mit der Halbwelle drehfest verbundenen ferromagnetischen Bremsteil bei Anliegen eines Steuersignals in Wirkverbindung tritt

Solche elektromagnetisch betätigbaren Lenkmechanismen sind bekannt beispielsweise aus der GB-PS 1547 138 oder der GB-PS 15 81 243. Letztere zeigt einen Lenkmechanismus, bei dem der Elektromagnet einen weichmagnetischen Kern in Form eines U-förmigen Teils aufweist, der mit seinen freien, einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Enden bei Anlegen eines Steuersignals in Wirkverbindung mit einer Bremsscheibe tritt

Andererseits erläutert die US-PS 27 18 729 einen Lenkmechanismus, bei dem vorgesehen ist, daß der Kern des Elektromagneten geradlinig zur Bremsscheibe hin bewegbar ist, wobei das gerade Ende des Kerns die Reibfläche bildet.

Wenn bei diesen Lenkmechanismen ein Steuersignal anliegt, wird die Bremsscheibe angezogen. Ein Abbremsen soll zwar erfolgen; der Fachmann weiß jedoch, daß bei für Lenkzwecke ausreichender Kraft des Elektromagneten die Bremsscheibe von dem weichmagnetischen Magnetkern so stark angezogen wird, daß das Rad unmittelbar bis zum Stillstand abgebremst wird, zumal die Berührung zwischen Bremsscheibe und weichmagnetischem Kern in unmittelbarer Nähe der elektromagnetischen Spule erfolgt.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile, nämlich ruckartiges Lenkverhalten sowie Verschmutzung aufgrund der offenen Konstruktion, zu vermeiden.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß jede HaIbweHe unmittelbar als Bremsteil dient und der Kern die Form eines U-förmigen Teils aufweist, der mit seinen freien Enden senkrecht zur zugeordneten Halbwellenachse hin geradlinig bewegbar ist, und daß die Tragplatte als ein die Bauteile umgebendes Gehäuse ausgebildel ist

Zweckmäßig verfügen die freien Enden des U-förmiges Teils über nach hinten gerichtete gerade Endflächen.

Vorzugsweise weisen hierbei die freien Enden konkav gekrümmte Endflächen auf.

Günstig ist es, wenn die Halbwelle einen im Durchmesser größer bemessenen Bremsteil aufweist
Durch die Maßnahme nach der Erfindung wird das bisher nicht zu vermeidende ruckartige Lenkverhalten überwunden.

Eine Verschmutzung wie beim bekannten Lenkmechanismus, wo sämtliche Teile offen liegen, so daß während des Betriebs des Spielzeugs ein Verstauben und Verdrecken nicht vermieden werden kann, ist nicht zu erwarten.

Da erfindungsgemäß die U-förmigen Teile mit ihren freien Enden senkrecht zur zugeordneten Halbwelle hin beweglich sind, werden die freien Enden bei Anliegen eines Steuersignals gegen die Halbwelle geführt. Die Drehbewegung des Fahrzeugrades wird verzögert der Lenkvorgang somit weich eingeleitet

Sämtliche Bauteile werden auf ganz einfache Weise staubfrei angeordnet, ohne daß für diese Maßnahme ein höherer Aufwand erforderlich wäre.

Die Erfindung wird nun im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in
F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lenkmechanismus, der an den Vorderrädern eines Spielzeugautos angewendet ist; und F i g. 2 eine vordere Seitenansicht des Lenkmechanismus der Fig. 1.
Die F i g. 1 und 2 sind eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht eines Lenkmechanismus, der an den Vorderrädern eines Spielzeugautos angewendet ist Es ist jedoch anzumerken, daß der Lenkmechanismus in gleicher Weise auch an anderen Rädern als den Vorderrädern anwendbar ist

In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Paar weichmagnetischer Teile, von denen jedes eine U-förmige Form aufweist, die in einem Gehäuse 5 angebracht sind. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Spule, die durch Aufwickeln eines beschichteten elektrischen Drahts, wie eines lackbeschichteten Drahts, um einen geeigneten Teil des weichmagnetischen Teils 1 geformt ist. Diese Spulen 2 sind mit einer Stromversorgung über Leitungen 3 verbunden. In dem Lenkmechanismus werden zwei Aufbaueinheiten des weichmagnetischen Teils 1 und der Spule 2 verwendet, wobei eine dazu dient, das Spielzeugauto nach links zu drehen und die andere, um es nach rechts zu drehen. Das Gehäuse 5 weist einen Vorsprung 9 auf. Das Gehäuse 5 ist mit dem Fahrzeugboden 7 des Spielzeugautos derart verbunden, daß es nach links und rechts um die Achse 6 schwenken kann, um die Lenkbewegung zu ermöglichen. Es trägt zwei getrennte Halbwellen 4 aus magnetischen Material, die jeweils mit einem Fahrzeugrad 10 verbunden sind. Das

Paar weichmagnetischer Teile 1 ist bewegbar in den im Gehäuse 5 befestigten Spulen 2 derart montiert, daß xwei freie Enden la und \b der beiden weichmagnetischen Teile 1 gleichzeitig durch die Halbwelte 4 angezogen werden. Wenn die Spule 2 unter Strom gesetzt wird, wird das weichmagnetische Teil 1 bewegt und von der zugeordneten Halbwelle 4 angezogen, um diese abzubremsen. Es ist bevorzugt, daß die Halbwelle 4 einen großen Durchmesser hat, denn dadurch ist es möglich, die Lenkbewegung mit kleinerer magnetischer Kraft zu bewirken, d. h. mit einem kleineren elektrischen Strom.

Das Bezugszeichen 8 bezeichnet eine U-förmige Torsionsfeder, die am Fahrzeugboden 7 des Spielzeugautos derart befestigt ist, daß der Vorsprung 9 zwischen die entgegengesetzten Enden der Torsionsfeder 8 eingebet- is iet ist Die Anordnung ist derart getroffen, daß das Spielzeugauto gerade fahren kann, wenn keine der Spulen 7 unter Strom gesetzt ist

Der erfindungsgemäße Lenkmechanismus mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau arbeitet in der nach-,stehend erläuterten Weise.

Wenn keine der beiden Spulen 2 unter Strom gesetzt ibt bewirkt die Torsionsfeder 8 die Beibehaltung einer geraden Laufrichtung. Wenn man annimmt daß eine der beiden Spulen 2, beispielsweise die linke Spule 2, gesehen in Richtung der Fahrtrichtung des Spielzeugautos, unter Strom gesetzt ist dann wird eine Magnetkraft in dem zugeordneten weichmagnetischen Teil 1 erzeugt, so daß es angezogen wird und sich zur linken Halbwelle 4 hin bewegt, um seine freien Enden la, 16 in gleichzeitigen Kontakt mit dieser zu bringen. Folglich wird dtiS linke Fahrzeugrad 10 leicht abgebremst und gleichzeitig das Gehäuse 5 insgesamt im Gegenuhrzeigersinn gedreht, um das Spielzeugauto nach links zu lenken. In gleicher Weise wird eine rechte Kurvenfahrt des Spielzeugautos dadurch erzielt, daß die rechte Spule 2 unter Strom gesetzt wird.

Bei der beschriebenen Ausführungsform weisen die zur magnetischen Berührung der Halbwelle 4 ausgebildeten freien Enden la, IZ) des weichmagnetischen Teils 1 nach hinten gerichtete gerade Endflächen auf, wie aus der F i g. 2 zu ersehen ist Dies ist jedoch nicht unabdingbar, denn die f^reien Enden la, IZ? des weichmagnetischen Teils 1 können auch konkav gekrümmte Endflächen oder ebene Flächen aufweisen. Es ist auch möglich, die Anordnung derart zu treffen, daß die Halbwelle 4 in eine Bohrung im weichmagnetischen Teil 1 mit einem geeigneten Abstand von diesem eingesetzt ist.

Diese Gestaltung des U-förmigen Teils 1 bietet den Vorteil eines stark verminderten elektrischen Energie-Verbrauchs und einer erhöhten Anziehungskraft im Vergleich zu einer Anordnung, in welcher nur die N- oder S-PoIe angezogen werden. Folglich wird der Treiberstrom, der bei herkömmlichen Lenkmechanismen bis zu 80 mA mindestens beträgt vorteilhafterweise auf 40 mA oder weniger vermindert Tatsächlich konnte festgestellt werden, daß die gewünschte Lenkbewegung sogar mit einem Treiberstrom von 18 bis 25 mA erzielbar ist.

Dieser Vorteil beseitigt andererseits die Komplikation des für die Verstärkung des Stromes notwendigen Mechanismus und spart dementsprechend beim Zusammenbau Arbeitsaufwand, so daß die Produktionskosten bemerkenswert vermindert werden, und zwar teilweise wegen der Verminderung der Arbeitskosten und teilweise wegen der verminderten Materialkosten aufgrund der Verminderung der Anzahl von Bauteilen.

Durch die Ausbildung der Tragplatte als ein die Bauteile 1 bis 4 umgebendes Gehäuse 5 ist die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Störungen aufgrund einer Verklemmung durch Fremdkörper und durch Nässe fast auf Null vermindert so daß eine höhere Qualität des Produkts sichergestellt ist Zusätzlich ist der mit vereinfachter Konstruktion ausgestattete erfindungsgemäße Lenkmechanismus für eine Massenproduktion geeignet und kann in geeigneter Weise auf Spielzeugautos oder ähnlichem mit vergleichbaren Lenkbedürinissen angebracht werden.

Da der Lenkmechanismus gemäß der Erfindung mit erheblich vermindertem elektrischen Strom in der Größenordnung von 40 mA arbeiten kann, wird die Lebensdauer der Batterie als der Stromquelle in ökonomischer Weise verlängert und gleichzeitig ein Betriebsausfall während des Spielens aufgrund einer Batterieerschöpfung vermieden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisch betätigbarer Lenkmechanismus für ein Spielzeug mit Eigenantrieb, bei dem auf einer am Fahrzeugboden schwenkbar angeordneten Tragplatte zwei Halbwellen drehbar gelagert sind, die jeweils mit einem Fahrzeugrad verbunden sind, wobei jedem Fahrzeugrad ein Elektromagnet zugeordnet ist, der einen weichmagnetischen Kern aufweist, der mit einem mit der Halbwelle drehfest verbundenen ferromagnetischen Bremsteil bei Anliegen eines Steuersignals in Wirkverb^;ndung tritt, dadurch gekennzeichnet, daß jede Halbwelle (4) unmittelbar als Bremsteil dient und der Kern die Form eines U-förmigen Teiles (1) aufweist, der mit seinen freien Enden (la, \b) senkrecht zur zugeordneten Halbwellenachse hin geradlinig bewegbar ist, und daß die Tragplatte als ein die Bauteile (1 bis 4) umgebendes Gehäuse (5) ausgebildet ist

2. Lenkmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden (la, \b) nach hinten gerichtete, gerade Endflächen aufweisen.

3. Lenkmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden (la, \b) konkav gekrümmte Endflächen aufweisen.

4. Lenkmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbwelle (4) einen im Durchmesser größer bemessenen Bremsteil aufweist