DE3438403C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für ein Spielfahr­ zeug, insbesondere gleisgebundenes Spielfahr­ zeug, mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Bei mehrachsigen Spielfahrzeugen, insbesondere bei Zug­ fahrzeugen gleisgebundener Modellbahnen, werden oft mehrere Fahrzeugräder tragende Wellen von einem gemein­ same Antrieb über ein Zahnradgetriebe angetrieben. Dabei können sich Übertragungschwierigkeiten insbesondere dann ergeben, wenn drei und mehr Antriebswellen vorgesehen wer­ den, da dann nicht mehr sichergestellt ist, daß alle an­ getriebenen Fahrzeugräder in gleicher Weise Reibungskontakt mit der Unterlage haben.

Es ist bekannt, Zwischenwellen bei mehrachsigen Antrieben pendelnd zu lagern, in diesen Fällen werden aber diese Zwischenwellen nicht mehr angetrieben.

Es ist auch bekannt, Zwischenwellen mit mehrachsigen Antrieben in vertikalen Längsschlitzen pendelnd zu lagern, in diesen Fällen werden aber diese Zwischen­ wellen entweder nicht angetrieben oder das Antriebs­ zahnrad pendelt mit. Eine solche Konstruktion zeigt beispielsweise die DE-OS 33 30 704. Die Pendellagerung ist dabei so gewählt, daß auf der pendelnden Antriebs­ welle ein Antriebszahnrad drehfest montiert ist, welches mit einem Schneckenrad einer durchgehenden Welle kämmt. Die Antriebswelle ist dabei in einem Käfig gelagert, der um die längsgerichtete Welle drehbar ist. Das An­ triebszahnrad bewegt sich daher bei einer Pendelbewegung der Antriebswelle um die durch die längsverlaufende Welle gebildete Drehachse längs eines Kreisbogens, d. h. die Antriebswelle pendelt um eine Achse, die nicht durch die von der Welle aufgespannte Ebene hindurch geht, sondern gegenüber dieser nach oben versetzt ist. Nach­ teilig ist bei der bekannten Konstruktion auch, daß eine Pendelbewegung der Antriebswelle auch zu einer - wenn auch geringfügigen - Drehung der Fahrzeugräder führt, denn durch die Pendelbewegung wird das Antriebs­ zahnrad gegenüber dem Schneckenrad verdreht, und aufgrund der Steigung der Gänge des Schneckenrades ist dies mit einer Verdrehung des Antriebszahnrades verbunden. Es können dadurch bei den Pendelbewegungen der Antriebs­ wellen Verspannungen im Getriebe auftreten, die zu er­ höhten Abnutzungen führen.

Bei einem bekannten Radsatz für Modellfahrzeuge (Zeit­ schrift "Der Modelleisenbahner", 9/1976, Seite 225) ist eine Pendelachse beschrieben, die eine ortsfeste, innere Welle umfaßt, auf der eine Hülse pendelnd ge­ lagert ist. Die Hülse trägt an ihren beiden Enden je ein Fahrzeugrad. Mit dieser bekannten Achskonstruktion ist eine Pendelbewegung erzeugbar, es ist jedoch nicht vorgesehen, diese Pendelachse anzutreiben, sondern diese Pendelachse läuft frei auf der ortsfesten inneren Wellen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Antrieb derart weiterzubilden, daß die Antriebswelle um eine Pendelachse pendeln kann, die durch die Antriebs­ welle selbst hindurchgeht. Außerdem sollen die Getriebe­ mittel des fahrzeugfest gelagerten Zahnradgetriebes bei der Pendelbewegung in keiner Weise gegeneinander bewegt werden, so daß eine Abnutzung des Getriebes durch die Pendelbewegung vermieden wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Antrieb der eingangs be­ schriebenen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Eine solche Lösung hat den Vorteil, daß alle Zahnräder des Getriebes um fahrzeugfeste Achsen gelagert sind, irgendeine Relativbewegung der Zahnräder zueinander durch die pendelnde Bewegung der Antriebswelle erfolgt nicht. Die Beweglichkeit der Antriebswelle gegenüber dem Zahnrad wird durch die formschlüssige Anlage des Zahnrades an der Welle und die entsprechend kurze Anlagefläche erzielt, so daß die Antriebswelle in der Bohrung des Antriebszahnrades pendeln kann. Insbesondere kann die Welle auch bei Schienenfahrzeugen dem Kurven­ verlauf besser folgen, d. h. eine derartige Antriebs­ welle ermöglicht eine verbesserte Kurvengängigkeit eines Schienenfahrzeuges.

Vorteilhaft ist es, wenn die Antriebswelle und die Bohrung im Kontaktbereich einen Mehrkantquerschnitt aufweisen, vorzugsweise einen Vierkantquerschnitt.

Bei einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Kontaktbereich in der Mitte der Antriebswelle an­ geordnet, so daß die Antriebswelle symmetrisch nach beiden Seiten pendeln kann.

Es hat sich aber als besonders vorteilhaft herausge­ stellt, wenn bei einer Abwandlung der Kontaktbereich in einem den beiden Fahrzeugräder benachbarten Teil der Antriebswelle angeordnet ist. Bei einer Anordnung des Kontaktbereiches in der Mitte der Antriebswelle führt eine nach oben gerichtete Bewegung eines Fahrzeug­ rades immer zwangsläufig zu einer nach unten gerichteten Bewegung des anderen Fahrzeugrades, während bei einer Anordnung des Kontaktbereiches in der Nähe einer der beiden Fahrzeugräder bei einer Höhenveränderung des entfernten Fahrzeugrades das in der Nähe des Kontakt­ bereiches angeordnete Fahrzeugrad seine Höhe allenfalls unwesentlich verändert. Es hat sich herausgestellt, daß eine solche An­ ordnung für die Beibehaltung des gleichmäßigen Kontaktes der Fahrzeugräder mit den Schienen besonders geeignet ist.

Es kann vorgesehen sein, daß sich die Bohrung in axialer Richtung über den Kontaktbereich hinaus erstreckt und sich vom Kontaktbereich ausgehend erweitert. Bei einer Bohrung mit einem zwischen ihren beiden Enden angeord­ netem Kontaktbereich ist es dabei günstigt, wenn sich die Bohrung zu beiden Enden hin erweitert.

Bei einer Bohrung, bei der sich der Kontaktbereich an ei­ nem Ende derselben befindet, erweitert sich die Bohrung vorteilhafterweise vom Kontaktbereich ausgehend zum an­ deren Ende hin. Die Erweiterung der Bohrung erfolgt ste­ tig in der Art einer kegelförmigen Öffnung, wobei der Öffnungswinkel der Bohrung gleichzeitig den Winkel be­ stimmt, um den die Achse maximal pendeln kann. Bei Er­ reichen dieses maximalen Pendelwinkels legt sich die An­ triebswelle an die Innenwand der sich erweiternden Boh­ rung an.

Bei einer Ausführung, bei der sich der Kontaktbereich in der Nähe eines der beiden Fahrzeugräder befindet, ist es vorteilhaft, wenn die Antriebswelle oder das Fahrzeugrad an dem dem Kontaktbereich entfernten Ende durch eine elastische Feder mit einer senkrecht nach unten wirken­ den Kraft beaufschlagt sind. Die elastische Rückstell­ kraft drückt das Fahrzeugrad definiert auf die Schiene, wobei auch bei Unebenheiten in der Schiene und bei schnel­ ler Fahrt der Kontakt zuverlässig erhalten bleibt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Feder eine von oben auf den Laufkranz des Fahrzeugra­ des drückende, elastische Zunge ist. Vorzugsweise ist die Zunge dabei Teil eines Stromabnehmerkontaktes, der zwi­ schen dem Fahrzeugrad und dem Motor einen elektrischen Kontakt herstellt. Es ist damit möglich, die ohnehin not­ wendigen Stromabnehmerkontakte, die normalerweise federn­ de Zungen sind, die an der Innenseite der Fahrzeugräder anliegen, gleichzeitig zur federnden Lagerung der Fahr­ zeugräder zu verwenden, ohne daß dazu zusätzliche Teile notwendig sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Antriebszahnrad oder eine mit diesem verbundene Lagerhülse die Antriebswelle im wesentlichen über deren gesamte Länge zwischen den beiden Fahrzeugrädern umgibt, dadurch fixiert das Antriebszahnrad die Antriebswelle auch in axialer Richtung, da der äußere Rand des Antriebszahnrades an der Innenseite der Fahrzeug­ räder anliegen kann.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungs­ formen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeich­ nung der näheren Erläuterung. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines dreiachsigen, gleisgebundenen Zugfahr­ zeuges;

Fig. 2 eine Ansicht des Fahrzeuges in der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht längs Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine Schnittansicht längs Linie 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 eine Schnittansicht des unteren Teils eines Zugfahrzeuges mit einer abgewan­ delten Pendellagerung für eine Antriebs­ welle;

Fig. 6 eine Schnittansicht längs Linie 6-6 in Fig. 5 und

Fig. 7 eine Schnittansicht längs Linie 7-7 in Fig. 5.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Spielzeugloko­ motive weist einen in der Zeichnung nicht dargestellten Antriebsmotor auf, der über ein Getriebe eine von drei hintereinander angeordneten Antriebswellen 1, 2 oder 3 antreibt. Jede Antriebswelle 1, 2 oder 3 trägt an ihren Enden je ein drehfest mit der Antriebswelle verbundenes Fahrzeugrad 4. Im Bereich zwischen den Fahrzeugrädern werden die Antriebswellen 1, 2 und 3 jeweils von einem Antriebszahnrad 5, 6 und 7 umgeben, wobei diese drei um eine fahrzeugfeste Achse drehbaren Antriebszahnräder über drehbar gelagerte Zwischenzahnräder 8 und 9 gemein­ sam antreibbar sind.

In dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungs­ beispiel sind die Antriebswellen 1 und 2 so gelagert, daß ihre Längsachse fahrzeugfest bleibt, während die dritte Antriebswelle 3 eine in den Fig. 3 und 4 nä­ her dargestellte abweichende Lagerung erfährt.

Das dieser Antriebswelle 3 zugeordnete Antriebszahnrad 7 umgibt eine zentrale Lagerhülse 10, mit der das Zahnrad dreh­ fest verbunden ist, beispielsweise durch Verschweißen. Die Lagerhülse 10 weist eine sich von der Mitte nach beiden Enden 11 und 12 stetig erweiternde Bohrung 13 auf, die einen Vierkantquerschnitt hat.

Auch die Antriebswelle 3 besitzt einen Vierkantquer­ schnitt, und die Abmessungen der Bohrung 13 und der An­ triebswelle 3 sind so gewählt, daß zwischen den Wänden der Bohrung 13 und der Außenseite der Antriebswelle 3 an der engsten Stelle der Bohrung 13 ein linienförmiger, formschlüssiger Kontakt herrscht. Dadurch hat die An­ triebswelle 3 die Möglichkeit, in der sich nach beiden Seiten erweiternden Bohrung 13 zu pendeln, bis die An­ triebswelle 3 an den nach außen hin divergierenden Sei­ tenwänden der Bohrung 13 anliegt. Dabei ist die Antriebs­ welle in der Pendelbewegung nach allen vier Richtungen frei. Trotzdem wird auch bei dieser Pendelbewegung die formschlüssige Drehverbindung zwischen der Lagerhülse 10 und der Antriebswelle 3 in jedem Falle aufrechterhalten.

In Fig. 3 sind die Antriebswelle 3 und die zugehöri­ gen Fahrzeugräder 4 in einer zur Längsachse der Bohrung 13 parallelen Stellung in ausgezogenen Linien darge­ stellt, in einer gegenüber dieser Längsachse verschwenk­ ten Stellung mit strichpunktierten Linien. Man erkennt, daß sich die Antriebswelle 3 auf diese Weise unterschied­ lichen Höhen der Schienen anpassen kann, daß sie sich aber bei einer gebogenen Schienenführung auch entspre­ chend der Kurvenform einstellen kann.

Die Lagerhülse 10 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Antriebswelle 3, so daß ihre Enden 11 und 12 einem Bund 14 an den Fahrzeugrädern 4 gegenüber­ liegen. Sobald sich der Bund 14 eines Fahrzeugrades 4 an eines der Enden 11 oder 12 der Hülse anlegt, wird dadurch seine axiale Verschiebung gebremst, d. h. die Lagerhülse 10 fixiert die Antriebswelle 3 auch in axialer Richtung, wobei ein geringes Spiel erhalten bleiben kann.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist nur die Antriebswelle 3 in der beschriebenen Weise pendelnd in einem Antriebszahnrad gelagert, es wäre auch möglich, mehrere Antriebswellen in dieser Weise zu lagern. Al­ lerdings muß immer mindestens eine Antriebswelle nicht pendelnd ausgeführt sein, damit das Fahrzeug gegenüber der Unterlage gegen eine seitliche Verkippung gesichert ist.

In den Fig. 5 bis 7 ist ein abgewandeltes Ausführungs­ beispiel einer Antriebswellenlagerung dargestellt. Der Aufbau ist weitgehend gleich wie bei dem anhand der Fig. 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel, ent­ sprechende Teile tragen daher dieselben Bezugszeichen.

Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 erweitert sich die Bohrung 13 in der Lagerhülse 10 nicht von der Mitte zu beiden Enden hin, sondern diese Lagerhülse erweitert sich von einem Ende zum anderen konti­ nuierlich. Dabei sind die Abmessungen so gewählt, daß die Lagerhülse 10 an dem Ende mit dem geringeren Bohrungsdurch­ messer formschlüssig an der Antriebswelle 3 anliegt, die in diesem Bereich als Mehrkantprofil ausgebildet ist. Der linienförmige Kontaktbereich ist also gegen­ über dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 von der Mitte an ein Ende der Lagerhülse verlagert, so daß die­ ser Kontaktbereich sich nunmehr in unmittelbarer Nach­ barschaft eines der beiden Fahrzeugräder 4 befindet (Fig. 5). Bei einer Pendelbewegung der Antriebswelle 3 wird daher das dem Kontaktbereich benachbarte Fahrzeug­ rad 4 in seiner Höhe kaum verändert, während das gegen­ überliegende Fahrzeugrad sich Unebenheiten besonders vorteilhaft anpassen kann.

Die Antriebswelle 3 wird zumindest auf der dem Kontakt­ bereich gegenüberliegenden Seite in einem Vertikal­ schlitz 15 geführt, der in einem Gehäuse 16 angeord­ net ist, welches die Antriebszahnräder und die Zwi­ schenzahnräder um fahrzeugfeste Achsen drehbar lagert. Dadurch wird die Pendelbewegung der Antriebswelle auf eine senkrechte Pendelbewegung beschränkt (Fig. 7).

An dem Fahrzeug sind auf gegenüberliegenden Seiten je­ weils zungenförmige Stromabnehmerkontakte 17 a, 17 b an­ geordnet, die jeweils an einem Fahrzeugrad 4 anliegen und somit einen elektrischen Kontakt zwischen dem Fahr­ zeugrad und dem in der Zeichnung nicht dargestellten Motor herstellen. Die Fahrzeugräder sind dabei gegen­ einander elektrisch isoliert, beispielsweise durch eine elektrisch isolierende Antriebswelle, so daß je­ des Fahrzeugrad jeweils eine elektrische Verbindung mit einem Strang des Gleises herstellt.

Der Stromabnehmerkontakt 17 a, der dem dem Kontaktbe­ reich benachbarten Fahrzeugrad 4 zugeordnet ist, liegt mit seinem freien Ende federnd an der Innensei­ te des Fahrzeugrades an (Fig. 5), der dem gegenüber­ liegenden Fahrzeugrad zugeordnete Stromabnehmerkon­ takt 17 b trägt eine seitlich abstehende federnde Zun­ ge 18, die sich federnd an die Oberseite des Lauf­ kranzes 19 dieses Fahrzeugrades anlegt (Fig. 5). Da­ durch drückt der Stromabnehmerkontakt über die Zunge 18 der Antriebswelle mit dem Fahrzeugrad federnd ge­ gen das Gleis und ermöglicht somit einen besonders si­ cheren Kontakt des Fahrzeugrades mit dem Gleis. Diesem Stromabnehmerkontakt kommt somit eine Doppelfunktion zu.

Auf das durch die Feder gegen die Schiene gedrückte Fahrzeugrad 4 kann ein Haftreifen 20 oder ein anderer Haftbelag aufgebracht werden, so daß dieses durch Feder­ mittel immer zuverlässig gegen die Schiene gedrückte Fahr­ zeugrad besonders geeignet ausgebildet ist für die Übertra­ gung der Antriebsbewegung auf die Schiene. Durch die pendeln­ de Aufhängung der das Rad tragenden Achse und durch die dauerhafte Andrückung dieses Rades an die Schiene mittels der Feder wird ein optimaler Antriebskontakt hergestellt.

Claims (9)

1. Antrieb für ein Spielfahrzeug, insbesondere gleis­ gebundenes Spielfahrzeug, bei dem mehrere, jeweils Fahrzeugräder und ein Antriebszahnrad tragende Antriebswellen über einen fahrzeugfest gelagerten Getriebezug miteinander verbunden sind und mindestens eine der Antriebswellen um eine parallel zur Fahr­ zeuglängsachse verlaufende Pendelachse pendelnd in dem Spielfahrzeug gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die pendelnd gelagerte Antriebswelle (3) zumindest über einen Teil ihrer Gesamtlänge einen von der Kreis­ form abweichenden Querschnitt aufweist, daß ihr An­ triebszahnrad (7) fahrzeugfest gelagert und mit einer Bohrung (13) versehen ist, die mit ihrer Innenwand formschlüssig an dem von der Kreisform abweichenden Teil der Antriebswelle (3) anliegt, wobei der Kontakt­ bereich zwischen Innenwand und Antriebswelle (3) in axialer Richtung so kurz ist, daß die Antriebswelle (3) gegenüber der Längsachse der Bohrung (13) verschwenk­ bar ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (3) und die Bohrung (13) im Kontaktbereich einen Mehrkantquerschnitt aufweisen.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich in der Mitte der Antriebswelle (3) angeordnet ist.

4. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich in einem den beiden Fahrzeug­ rädern (4) benachbarten Teil der Antriebswelle (3) angeordnet ist.

5. Antrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bohrung (13) in axialer Richtung über den Kontaktbereich hinaus erstreckt und sich vom Kontaktbereich ausgehend erweitert.

6. Antrieb nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (3) oder das Fahrzeugrad (4) an dem dem Kontaktbereich entfernten Ende durch eine elastische Feder (17 b, 18) mit einer senkrecht nach unten wirkenden Kraft beaufschlagt sind.

7. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem gleisgebundenen Spielfahrzeug die Feder eine von oben auf den Laufkranz (19) des Fahrzeugrades (4) drückende, elastische Zunge (18) ist.

8. Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (18) Teil eines Stromabnehmerkontaktes (17 b) ist.

9. Antrieb nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebszahnrad (7) oder eine mit diesem verbundene Lagerhülse (10) die Antriebswelle (3) im wesentlichen über deren gesamte Länge zwischen den beiden Fahrzeugrädern (4) umgibt.