DE3343578A1

DE3343578A1 - Zweigeschwindigkeits-federantrieb

Info

Publication number: DE3343578A1
Application number: DE19833343578
Authority: DE
Inventors: Shunichi Tokio/Tokyo Itoh
Original assignee: Nikken Industries Corp Tokio/tokyo; NIKKEN IND CORP
Current assignee: Seikoken Co Ltd Tokio/tokyo Jp
Priority date: 1983-06-15
Filing date: 1983-12-01
Publication date: 1984-12-20
Also published as: GB8333164D0; HK16187A; US4568308A; GB2141517A; GB2141517B

Description

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S 540 M (GH/Ld) -£· ¹· Dezember 1983

Zweigeschwindigkeits-Federantrieb

Die Erfindung betrifft einen Zweigeschwindigkeits-Federantriebj der zum Antreiben eines beweglichen Spielzeuges u.dgl. verwendet, werden soll.

Ein Zweigeschwindigkeits-Federantrieb, der automatisch vom Zustand niedriger Geschwindigkeit zum Zustand hoher Geschwindigkeit wechseln oder geschaltet werden kann, ist bisher für ein bewegliches Spielzeug,wie ein Spielzeugauto, nicht verfügbar, welches bewegt wird durch das Abwickeln einer Feder, die zuvor mittels Reibung aufgewickelt worden ist, und zwar dadurch, daß das Antriebsrad entlang des Fußbodens gedreht wird (durch Schieben des Fahrzeuges). Der Grund dafür besteht darin, daß es keine zuverlässige Einrichtung gibt, um langsame Drehung eines solchen Federantriebes zu bewirken. Wenn ein Verzögerungsmechanismus für diesen Zweck in einem solchen Antrieb eingeführt werden würde, würde eine Drehung des Zahnrades durch Bewegen des Fahrzeugrades im Eingriff mit dom Fußboden zu einer Zerstörung des Zahnrades führen.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Lösung für diese Schwierigkeit zu schaffen. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Lösung erhalten durch Verwendung einer lösbaren oder trennbaren Einrichtung, welche die Zahnräder leer laufen lassen kann, wenn eine übermäßige Kraft ausgeübt wird für den Zweck,die mit Zahnrädern versehenen Wellen anzuschließen,

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welche die Zahnradgruppe für langsame Drehung oder langsame Fahrt und die Zahnradgruppe für schnelle Drehung oder schnelle Fahrt verbindet.

Ein Hauptzweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Zweigeschwindigkeits-Federantrieb zu schaffen, bei welchem die Zahnräder automatisch von einem Zustand sehr langsamer Drehung oder langsamer Fahrt zu einem Zustand schneller Drehung oder schneller Fahrt geändert oder geschaltet werden können.

Ein anderer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Zweigeschwindigkeits-Federantrieb zu schaffen, bei welchem Eingriff und Trennen von Zahnrädern zuverlässig bewirkt werden kann.

Ein noch anderer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Zweigeschwindigkeits-Federantrieb zu schaffen, bei itfelchem das Zeitverhältnis zwischen dem langsamen Zustand und dem schnellen Zustand beliebig eingestellt werden kann.

Die genannten Zwecke sowie weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in welcher die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert ist.

Fig. 1 ist eine Teildraufsicht eines Federantriebes gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht nach Linie II-II der Fig. 1.

Fig. 3 ist eine schematische Ansicht den Antriebes, wobei Eingriff und Trennen der Zahnradgruppen für den langsamen und den schnellen Antrieb dargestellt sind.

Fig. 4 ist eine auseinandergezogene schaubildliche Teilansicht einer Welle, die mit einem ersten und einem zweiten Zahnrad versehen ist.

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Fig. 5 int eine Gehaubildliche Teilansicht eines Eingriff sanscr.l j.~ ges , der an einem Lagerloch vorgesehen ist.

Fig. 6 ist eine Schnittansicht nach Linie VI-VI der Fig. 1.

Fig. 7 ist eine auseinandergesogene schaubildliche Teilansicht eines Nockens und eines Zahnrades zum Drehen des Nockens.

Fig. 8(1) bis 8(4) sind Schnittansichten, in denen der Mockenmecha nismus zum Ineingriffbringen und Trennen der Zahnradgruppe für den schnellen Antrieb dargestellt ist.

Fig. 9 ist eine Hinteransicht des Nockens, wobei dargestellt ist, wie der Nocken die Welle drückt.

Die Erfindung ist derart gestaltet, daß ein zweites Zahnrad an einer Welle montiert ist, die ein erstes Zahnrad trägt. Diese Zahr räder sind mittels einer lösbaren oder trennbaren Einrichtung mit einander verbunden, welche die Zahnräder leer laufen lassen kann, wenn eine übermäßige Kraft auf sie wirkt. Die Welle ist von einem Lagerloch eines Rahmens und von einem Lagerloch in einem Trennrahmen abgestützt. Ein Stopper für Eingriff mit einem Ende von zwei Federn ist zwischen dem Rahmen und dem zweiten Zahnrad vorgesehen. Eine Feder ist an der Welle zwischen dem zweiten Zahnrad und dem Stopper angeordnet, und eine andere Feder ist an der Welle zwischen dem Rahmen und dem Stopper angeordnet. Die Spitze der Welle die geringfügig aus dem Lagerloch des Trennrahmens vorragt, wird von einem Nocken verschoben, der über die Zahnradgruppe an einer Federwelle drehbar ist, um die Federkraft zu überwinden, wodurch das erste Zahnrad oder das zweite Zahnrad von der Zahnradgruppe für den Antrieb gelöst oder getrennt wird.

Ein Federantrieb gemäß der Erfindung, umfaßt eine Zahnradgruppe fü. schnellen Antrieb, eine. Zahnradgruppe für langsamen Antrieb, eine

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Einrichtung A zum Verbinden der Zahnradgruppe für den schnellen Antrieb mit der Zahnradgruppe für den langsamen Antrieb, und eine Einrichtung, um die Zahnradgruppe für den schnellen Antrieb von der Zahnradgruppe für den langsamen Antrieb zu trennen.

Wie in Fig. 2 dargestellt, umfaßt die Zahnradgruppe für den schnellen Antrieb ein Antriebsrad 2, welches an der Radwelle (Federaufwickelwelle) 1 angebracht ist, ein Spurrad 3, welches mit dem Antriebsrad 2 kämmt, ein Aufwickelrad 5, welches gewöhnlich mit dem Spurrad 3 kämmt und von einem Lager 4 beweglich gehalten ist, eine Federaufwickelwelle 7₅ die ein Zwischenzahnrad β trägt, welches mit dem Antriebsrad 5 kämmen soll, und ein Antriebsrad 9 j welches mit dem Zwischenzahnrad 6 einheitlich ausgebildet ist, um ein großes Zahnrad 8 zu bilden, und welches gewöhnlich mit diesem großen Zahnrad 8 kämmt. Zum Zeitpunkt des Antreibens kämmt ein mit dem Antriebsrad 9 einheitlich ausgebildetes Spurrad 10 mit einem Antriebsrad 35, welches mit dem Spurrad 3 einheitlich ausgebildet ist.

Wie in Fig. 3 dargestellt, umfaßt die Zahnradgruppe für den langsamen Antrieb ein Antriebsrad 11, welches mit dem zweiten Zahnrad 19 der Einrichtung A kämmt, um die Zahnradgruppe für den schnellen Antrieb mit der Zahnradgruppe für den langsamen Antrieb zu verbinden. Die Zahnradgruppe für den langsamen Antrieb umfaßt weiterhin ein Spurrad 12, welches mit dem Antriebsrad 11 einheitlich ausgebildet ist, ein Antriebsrad 13, welches mit dem Spurrad 12 kämmt, ein mit dem Antriebsrad 13 einheitlich ausgebildetes großes Zahnrad 14 und ein Verzögerungselement 15, welches die Zahnradgeschwindigkeit oder Zahnraddrehzahl dadurch verringert, daß es mit den Zähnen des großen Zahnrades 14 aufeinanderfolgend in Eingriff tritt.

Wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt, i.st die Einrichtung Λ zum Verbinden der Zahnradgruppe für den :;chneLleri Antrieb mit der

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Zahnradgruppe für den langsamen Antrieb derart ausgeführt, daß das mit der Zahnradgruppe für den langsamen Antrieb verbundene Zahnrad 19 an einer Welle 18 angebracht ist_s die mit einem Zahnrad 16 einheitlich ausgebildet ist, welches mit der Zahnradgruppe für den schnellen Antrieb verbunden ist. Die Welle l8 hat einen abgestuften Teil 36, der an ihr dadurch gebildet ist, daß der Durchmesser des vorderen Teiles verringert ist. Weiterhin ist eine trennbare Einrichtung 20 vorgesehen, welche die Zahnräder 19 und 16 leer laufen lassen kann, wenn eine übermäßige Kraft auf sie wirkt. Eine Schraubenfeder 22 ist an der Welle zwischen einem Ringstopper 21, der auf die Welle l8 aufgepaßt ist, und dem Zahnrad 19 angeordnet, welches mit der Zahnradgruppe für den langsamen Antrieb verbunden ist. Die Feder 22 drückt das Zahnrad 19 in axialer Richtung. Eine Schraubenfeder 23 ist an der Welle l8 zwischen dem Stopper 21 und einem Rahmen 33 angeordnet, und die Welle l8 ist in einem Lagerloch des Rahmens 33 und in einem Lagerloch eines Trennrahmens 34 abgestützt. Wie in Fig. 5 dargestellt, ist die Umfangswand des Lagerloches derart erstreckt oder ausgebildet, daß ein halbkreisförmiger Vorsprung gebildet ist, der als Eingriffsanschlag 37 dient.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die trennbare Einrichtung 20 derart ausgeführt, daß Nuten und Rippen oder Zähne in radialer Richtung derart angeordnet sind, daß sie einander gegenüberliegen, wie es beispielsweise bei 38 und 38' dargestellt ist. Eine solche Ausführung ist jedoch nicht immer unbedingt erforderlich. Vielmehr kann auch eine andere Ausführung verwendet werden, vorausgesetzt, daß diese Ausführung in der Lage ist, die Zahnräder 19 und l6 leer laufen zu lassen, wenn eine übermäßige Kraft auf sie einwirkt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist der abgestufte Teil nahe dem Ende der Welle 18 gebildet, und an dem Lagerloch ist ein Eingriffsanschlag vorgesehen. Eine solche Ausführung ist vorgesehen für den Zweck, zuverlässig zu verhindern, daß ein Zahnrad, wenn es einmal außer Eingriff "gebracht ist, erneut in Eingriff gelangt, bevor das Aufwickeln der Feder vervollständigt

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ist. Jedoch besteht keine Möglichkeit, daß die Zahnräder erneut kämmen, während die Nockenflügel an dem Ende der Welle 18 verbleiben, und daher kann tatsächlich ein unerwünschtes Kämmen von Zahnrädern vermieden werden, wenn die Nockenflügel mit kleinem Abstand vorgesehen werden. Während die Zahnräder sich schnell drehen, gelangen sie selten in Kämmeingriff, und selbst wenn ein Kämmen auftritt, wird dadurch bei einem mit diesem Federantrieb ausgerüstetem Spielzeug kein großer Nachteil hervorgerufen. Demgemäß ist das Vorsehen eines solchen abgestuften Teiles oder eines solchen Eingriffsanschlages nicht immer unbedingt erforderlich.

Der Stopper 21 kann von einer anderen Ausführung gegenüber der Ringausführung bei dieser Ausführungsform sein. Irgendwelche anderen Mittel schaffen die gleiche Wirkung, vorausgesetzt, daß sie mit einem Ende der Schraubenfedern 32 und 33 in Eingriff treten können.

Wie in den Figuren 3, 6 und 7 dargestellt, weist die Einrichtung zum Außereingriffbringen der Zahnradgruppe für den schnellen Antrieb mit der Zahnradgruppe für den langsamen Antrieb ein kleines Zahnrad 24, welches an der Federaufwickelwelle 7 gebildet ist, ein Antriebsrad 25, welches mit dem kleinen Zahnrad 24 kämmen soll, ein großes Zahnrad 26, welches mit dem Antriebsrad kämmen soll, und einen Nocken 28 auf, der über eine trennbare Einrichtung 27,um die Zahnräder leer laufen zu lassen, wenn eine übermäßige Kraft auf sie wirkt, mit der Hinterseite des großen Zahnrades 26 verbunden ist. An dem Nocken 28 sind zwei Flügel und 29' gebildet. Die trennbare Einrichtung 27 ist von gleicher Ausführung wie die trennbare Einrichtung 20, so daß Nuten und Rippen oder Zähne in radialer Richtung derart angeordnet sind, daß sie einander gegenüberliegen, wie es beispielsweise bei 39 und 39' (Fig. 7 und 8) angezeigt ist.

An der Hinterseite jedes Nockenflügels 29 bzw. 29" ist eine schräge Fläche 30 bzw. 30' vorgesehen, die sich von oben nach

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unten erstreckt. Auf diese Weise .wird das Wellenende 31 gegen diese schrägen Flächen 30, 30' gedrückt, wenn der Nocken 28 sich dreht. Die Anzahl der Nockenflügel, ihr Abstand und ihre Größe können in Abhängigkeit von der eingestellten Verzögerungszeit zweckentsprechend ausgewählt werden.

Bei der beschriebenen Ausführungsform kann, wenn die Antriebsräder 32 und 32' gedreht werden, die Feder mittels der Zahnradgruppe für den schnellen Antrieb aufgewickelt werden. Wenn die Feder freigegeben wird, wird das Spielzeug durch die Abwickelkraft der Feder vorwärts in Bewegung gesetzt. In diesem Zustand, in welchem das Zahnrad 3 der Zahnradgruppe für den schnellen Antrieb, das erste Zahnrad l6 und das zweite Zahnrad 19 der Einrichtung A zum Verbinden der Zahnradgruppe für den schnellen Antrieb mit der Zahnradgruppe für den langsamen Antrieb, und das Antriebsrad 11 des "Verzögerungsmechanismus miteinander kämmen, wird eine Belastung erzeugt, durch welche die Zahnräder 16, 19, 11 bis 14 gedreht und die Zähne an dem Verzögerungselement 15 bewegt werden.Diese Belastung wirkt dahingehend, die Drehung der Welle zu verzögern, so daß sich eine langsame Bewegung des Spielzeuges ergibt. Wenn das Spielzeug sich weiterbewegt, dreht sich der Nocken 28 zusammen mit den Zahnrädern 24, 25 und 26. Wenn die schräge Fläche 30 des Nockenflügels 29 das Wellenende 31 erreicht, wird die Welle 18 gegen die schräge Fläche 30 gedrückt, wie dies in Fig. 8(1) dargestellt ist, wobei die Kraft der Schraubenfeder 23 überwunden und das Zahnrad 3 außer Eingriff mit dem Zahnrad 16 gebracht wird, wie dies in Fig. 8(2) dargestellt ist. Hierdurch wird die Last beseitigt, und die Welle 18 dreht sich schneller, wodurch bewirkt wird, daß das Spielzeug schnell fährt. Wenn der Nockenflügel vorbeigegangen ist, wird die Welle 18 von der Federkraft gemäß Fig. 8 nach oben geschoben, wie dies in Fig. 8(3) dargestellt ist. Hierbei gelangt der abgestufte Teil '36 der Welle 18 mit dem Lagerloch 40 derart in Eingriff, daß das Wellenende geringfügig vorsteht. Demgemäß besteht keine Möglichkeit, daß die Zahnräder

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und ΐβ wiederum miteinander kämmen, bevor die Feder aufgewickelt ist. Wenn die Feder wieder aufgewickelt ist, dreht sich der
Nocken 28 in umgekehrter Richtung, und wie in Fig. 8(4) dargestellt, schiebt der Nockenflugel 29 das Wellenende in der
Laufrichtung, wodurch der abgestufte Teil 36 der Welle 18 von
dem Lagerloch 40 freigegeben wird. Die Welle 18 wird dann unter der Federkraft verschoben, wodurch ermöglicht ist, daß das Zahnrad 3 und das Zahnrad 16 wieder miteinander kämmen.

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Claims

Patentansprüche

fly Zweigeschwindigkeits-Pederantrieb, dadurch gekennzeichnet , daß ein zweites Zahnrad

(19) an einer Welle (l8) angebracht ist, die ein erstes Zahnrad (l6) trägt, die beiden Zahnräder über eine trennbare Einrichtung;

(20) miteinander verbunden sind, welche die beiden Zahnräder lee: laufen lassen kann, wenn eine übermäßige Kraft auf sie einwirkt, die Welle in einem Lagerloch eines Rahmens (33) und in einem Lagerloch eines Trennrahmens (3*0 abgestützt ist, zwischen dem Rahmen und dem zweiten Zahnrad ein Stopper (21) vorgesehen ist.

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der mit einem Ende von zwei Federn (22 und 23) in Eingriff tritt, eine Feder (22) zwischen dem zweiten Zahnrad und dem Stopper, und eine weitere Feder (23) an der Welle zwischen dem Rahmen und dem Stopper angeordnet ist, und daß das Ende (31) der Welle, welches aus dem Lagerloch des Trennrahmens geringfügig vorragt, unter Überwindung der Federkraft von einem Nocken (28) verschoben wird, der über eine Zahnradgruppe an einer Federwelle (7) drehbar ist, wodurch das erste Zahnrad oder das zweite Zahnrad von der Zahnradgruppe für den Antrieb getrennt wird.

2. Federantrieb nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das erste Zahnrad (16) mit der Zahnradgruppe für den schnellen Antrieb, und das zweite Zahnrad (19) mit der Zahnradgruppe für den langsamen Antrieb kämmt.

3. Federantrieb nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Welle (18) einen abgestuften Teil (36) aufweist, und daß ein Eingriffsanschlag (37) an dem Lagerloch vorgesehen ist, welches das Wellenende abstützt.'

4. Federantrieb nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (3D der Welle (l8) einen kleineren Durchmesser als der übrige Teil der Welle hat, wodurch am Wellenende ein abgestufter Teil gebildet ist.

5· Federantrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand des Lagerloches derart erstreckt ist, daß ein halbkreisförmiger Vorsprung (37) gebildet ist, der als Eingriffsanschlag dient.

β. Federantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Ilockens (28) wenigstens ein Flügel (z.B. 29) gebildet ist, und daß die Flügelfläche (30), gegen welche das Wellenende (31) durch Drohung des Mockenflügols gedruckt wird, schräg verläuft.

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7. Federantrieb nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet ₃ daß die Zahnräder über eine trennbare Einrichtung (27) miteinander verbunden sind, welche die Zahnräder leer laufen lassen kann., wenn auf das Nockenende eine übermäßige Kraft wird.

8. Federantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis ¹J,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradgruppe für den schnellen Antrieb ein an der Federaufwickelwelle (1) angebrachtes Antriebsrad., ein mit dem Antriebsrad kämmendes Spurrad, ein Aufwickelantriebsrad, welches gewöhnlich mit dem Spurrad kämmt und von einem Lager beweglich gehalten ist, die Federaufwickelwelle, welche ein Zahnrad trägt zum Kämmen mit dem Aufwickelantriebsrad, und ein antreibendes Rad aufweist ₃ welches mit dem genannten Zahnrad einheitlich ausgebildet ist, um ein großes Zahnrad zu bilden und gewöhnlich mit dem großen Zahnrad zu kämmen, und daß das Spurrad mit dem ersten Zahnrad (16) der Einrichtung verbunden ist, 'mittels welcher die Zahnradgruppe für den schnellen Antrieb mit der Zahnradgruppe für den langsamen Antrieb verbunden i\rird.

9. Federantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradgruppe für den langsamen Antrieb ein Antriebsrad (11) aufweist, welches mit dem zweiten Zahnrad (19) der Einrichtung zum Verbinden der Zahnradgruppe für den schnellen Antrieb¹ mit der Zahnradgruppe für den langsamen Antrieb kämmt, ein mit dem Antriebsrad einheitlich ausgebildetes Spurrad (12), ein mit dem Spurrad kämmendes Antriebsrad (13), und ein mit dem Antriebsrad einheitlich ausgebildetes großes Zahnrad (l4) aufweist, und daß ein Versögerungselement (15) vorgesehen ist, welches die Zahnradgeschwindigkeit dadurch verringert, daß es mit den Zähnen des großen Zahnrades nacheinander in Eingriff tritt.

10. Federantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Trennen der Zahnradgruppe für den schnellen Antrieb von der Zahnradgruppe für den

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langsamen Antrieb ein kleines Zahnrad., welches an der Federaufwickelwelle (1) gebildet ist, ein mit dem kleinen Zahnrad kämmendes Antriebsrad, ein mit dem Antriebsrad kämmendes großes Zahnrad und einen Nocken (28) aufweist, der über eine trennbare Einrichtung (27)j welche die Zahnräder leer laufen läßt, wenn eine übermäßige Kraft auf sie wirkt, mit der Hinterseite des großen Zahnrades (26) verbunden ist, und daß Flügel (29) am Ende des Nockens gebildet sind.

11. Verwendung eines Federantriebes nach einem der Ansprüche 1 bis 10 für ein fahrbares Spielzeug.

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