DE3525350C1

DE3525350C1 - Drive and steering system for a toy model railway

Info

Publication number: DE3525350C1
Application number: DE19853525350
Authority: DE
Inventors: Erhard Dipl-Ing Peylo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-07-16
Filing date: 1985-07-16
Publication date: 1987-04-02

Abstract

Drive and steering system for toy cars on model roadways, having a guide magnet (16) which is guided and moved underneath the roadway and a drive magnet (12) which is attached to the model vehicle (42). In order to avoid high axle loading as a result of magnetic attraction and thus a high degree of friction of the vehicle on the roadway and in order to permit the vehicle to be steered easily through narrow bends and to overcome relatively large inclines, a guide magnet (16) which is arranged on a vehicle which is driven by electric motor and guided on a rail system below the carriageway has an annular and funnel-shaped magnetic field (26) which is formed symmetrically with respect to the vertical axis of the said magnet (26) and exerts on the drive magnet (12), which is of opposite polarity thereto and is attached to the model car, a lifting force component (30) which reduces the friction between model car and roadway (Fig. 3). <IMAGE>

Description

Diese Erfindung betrifft ein Antriebs- und Lenksystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.This invention relates to a drive and steering system according to the Preamble of claim 1.

Aus dem DE-GM 82 02 753 ist eine Antriebs- und Lenkvorrichtung für ein Spielzeug-Modellfahrzeug ähnlich der eingangs angegebenen Art bekannt, die auf dem Prinzip einer unterflurgeführten Magnet kopplung arbeitet, wobei ein Unterflur-Führungsmagnet auf den am Modellfahrzeug befestigten Antriebsmagneten bzw. und umgekehrt magnetische Anzugskräfte ausüben. Hier findet folglich eine flächen parallele Kraft- bzw. Bewegungsübertragung durch sich anziehende Per manentmagnete Anwendung, wobei man den Führungsmagneten mittels einer elektrischen Lokomotive auf einer unterflurverlegten Modelleisen bahnanlage verfährt.DE-GM 82 02 753 is a drive and steering device for a toy model vehicle similar to that specified at the beginning Kind known based on the principle of an underground magnet Coupling works, with an underfloor guide magnet on the Model vehicle attached drive magnets or vice versa exert magnetic attraction forces. There is therefore an area here parallel transmission of power or movement by attracting per Manentmagnete application, whereby the guide magnet by means of an electric locomotive on an underground model iron rail system moves.

Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil einer verhältnismäßig hohen Achsbelastung des Modellfahrzeugs durch die magnetischen Anzugs kräfte. Dadurch wird die Lenkbewegung der überwiegend starrachsigen Modellfahrzeuge merklich behindert, so daß auch verhältnismäßig große Lenkradien erforderlich sind. Die bekannte Vorrichtung bedingt außer dem einen aufwendig zu installierenden Unterflur-Schienenkörper und beschränkt mögliche Bewegungsabläufe infolge verhältnismäßig weiter Krümmungsradien. Darüber hinaus sind die Bewegungsabläufe durch die Magnetanzugskopplung nicht nur im Bereich der Lenkradien sondern auch auf Streckensteigungen beschränkt. This known device has the disadvantage of being proportionate high axle load of the model vehicle due to the magnetic suit powers. This makes the steering movement of the predominantly rigid axle Model vehicles noticeably disabled, so that relatively large Steering radii are required. The known device conditionally the one to install underfloor rail body and limits possible movements as a result relatively wide radii of curvature. In addition, the movements are through the Magnetic suit coupling not only in the area of the steering radii but also limited to gradients.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebs- und Lenk system der eingangs bezeichneten allgemeinen Bauart dahingehend zu verbessern, daß die Achsbelastung des Modellfahrzeuges sowie seine Reibung auf der Fahrbahn vermindert und daraus folgend eine leichtere Lenkbarkeit des Fahrzeuges in engen Fahrbahnkurven sowie eine bessere Steigfähigkeit auf Streckensteigungen ermöglicht wird.The invention has for its object a drive and steering system of the general design referred to at the outset improve that the axle load of the model vehicle and its Reduced friction on the road and consequently a lighter Steerability of the vehicle in tight lane curves as well as better Gradeability on gradients is made possible.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Antriebsmagnet in seiner horizontalen Ausdehnung dem Führungs magnet gegenüber klein und innerhalb dessen ring- und trichterförmigen Magnetfeldes angeordnet ist und eine Magnetisierung besitzt, die der jenigen des Führungsmagneten entgegengesetzt ist, so daß sich Pole gleichnamiger Polarität gegenüberstehen.According to the basic idea of the invention, this object is achieved by that the drive magnet in its horizontal extent the guide magnet opposite small and within it ring and funnel-shaped Magnetic field is arranged and has a magnetization that the that of the guide magnet is opposite, so that poles face polarity of the same name.

Mit dem vorstehend angegebenen Antriebs- und Lenksystem wird erreicht, daß starrachsige Spielzeug-Modellfahrzeuge ohne Schwierigkeiten durch maßstabsgerecht enge Straßenkurven und auch über verhältnismäßig große Steigungen geführt und gelenkt werden können. Auf diese Weise erreicht man eine weitgehend naturgetreue Nachbildung von Straßenverkehrssystemen beliebiger Art mit maßstabsgerecht über tragbaren und gleichmäßig ruckfreien Bewegungsabläufen der Modellfahrzeuge.With the drive and steering system specified above, that rigid-axis toy model vehicles without Difficulties due to narrow road curves to scale and also over relatively large gradients can be guided and steered. In this way, a largely lifelike replica is achieved of road traffic systems of any kind with to scale portable and evenly jerk-free movements of the model vehicles.

Die technisch-physikalische Grundlage für dies vorteilhafte Betriebs verhalten bildet das ring- und trichterförmig sich nach oben öffnende Magnetfeld des Führungsmagneten, das den am Modellfahrzeug befestigten und mit einem Pol gleichnamiger Polarität gegenüberstehenden kleineren Antriebsmagneten ringsum seitlich umgibt. Bei dieser Anordnung werden die horizontalen Schubkräfte zur Antriebs- und Lenkbewegung des Modell fahrzeuges sowie eine die Achslast bzw. Reibung verringernde Hubkraft komponente von dem unterflurgeführten Wagen aus allein mit Hilfe der abstoßenden Kraftwirkung der in der Magnetflußrichtung gegeneinander gerichteten Führungsmagneten und Antriebsmagneten übertragen, ohne daß, wie beim eingangs diskutierten Stand der Technik, gegenseitige mag netische Anziehungskräfte wirksam sind, welche die Beweglichkeit und Lenkbarkeit der Modellfahrzeuge aufgrund der erhöhten Haftung und Rei bung auf der Straßenanlage stark beeinträchtigen. The technical-physical basis for this advantageous operation behavior forms the ring and funnel-shaped opening upwards Magnetic field of the guide magnet that attached to the model vehicle and smaller ones facing each other with a pole of the same polarity Drive magnet surrounds all around on the side. With this arrangement the horizontal thrust for driving and steering movement of the model vehicle and a lifting force that reduces the axle load or friction component from the underfloor-guided wagon alone with the help of repulsive force effect of each other in the direction of magnetic flux directional guide magnet and drive magnet transmitted without that, like the prior art discussed at the beginning, may be mutual netic attractions are effective, which the mobility and Steerability of the model vehicles due to the increased grip and Rei exercise on the road system.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann bei dem Antriebs- und Lenksystem gemäß der Erfindung der Führungsmagnet ein Permanent magnet sein, der in seiner Ringebene einem Kreisring entspricht und eine axiale Magnetisierungsrichtung und insbesondere eine anisotrope Magnetisierung aufweist. Die Verwendung von permanentmagnetischem Material aus einer Serienproduktion ermöglicht eine preiswerte Ver wirklichung des Antriebs- und Lenksystems. Die anisotrope Magneti sierung hat den Vorteil, daß diese herstellungsbedingt erzielte axiale Magnetisierungsrichtung des Führungsmagneten eine gute Ausbildung der vertikalen Komponente des trichterförmigen Magnetfeldes gewährleistet und gleichzeitig die Bildung der horizontal nach außen wirkenden Stör felder insbesondere bei aneinander vorbeifahrenden Fahrzeugen, möglichst gering gehalten wird.In a preferred embodiment, the drive and Steering system according to the invention the guide magnet a permanent be magnet that corresponds to a circular ring in its ring plane and an axial magnetization direction and in particular an anisotropic one Has magnetization. The use of permanent magnetic Material from a series production enables inexpensive sales implementation of the drive and steering system. The anisotropic magneti sierung has the advantage that this production-related axial Magnetization direction of the guide magnet a good training vertical component of the funnel-shaped magnetic field guaranteed and at the same time the formation of the sturgeon acting horizontally outwards fields, especially when vehicles pass each other, if possible is kept low.

Bei einer anderen Ausführungsform kann der Führungsmagnet ein Permanent magnet sein, der in der Ringebene als Rechteck ausgebildet ist, eine zur Ringebene senkrechte bzw. axiale Magnetisierungsrichtung und insbe sondere eine anisotrope Magnetisierung aufweist. Bei unterschiedlich starker Ausbildung der das Rechteck bildenden Magnetkörperschenkel lassen sich bauartabhängige Anforderungen der Modellfahrzeuge an das Verhältnis von Lenk- und Zugkräften besonders berücksichtigen. Ein starr achsiges Modellfahrzeug mit zwei Achsen erfordert beispielsweise höhere Lenkkräfte als Zugkräfte; dagegen erfordert ein Sattelschlepper-Lastzug verhältnismäßig höhere Zugkräfte. Darüber hinaus läßt sich ein recht eckiger Magnetkörper im allgemeinen mit weniger Aufwand auf dem Unter flur-Antriebswagen unterbringen und befestigen.In another embodiment, the guide magnet can be permanent be magnet, which is formed in the ring plane as a rectangle to the ring plane perpendicular or axial direction of magnetization and esp has an anisotropic magnetization. If different strong formation of the magnet body legs forming the rectangle can the model-dependent requirements of the model vehicles be met Pay particular attention to the ratio of steering and tractive forces. A rigid Axle model vehicle with two axles, for example, requires higher ones Steering forces as tensile forces; in contrast, a semi-trailer truck requires relatively higher tractive forces. Beyond that, a right angular magnetic body generally with less effort on the bottom Place and fix the corridor drive car.

Eine weitere Ausführungsform des Antriebs- und Lenksystems nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Führungsmagnet ein Perma nentmagnet ist, dessen Magnetfeld durch eine ringförmige Magnetisierung eines zylindrischen oder rechteckförmigen Vollkörpers gebildet ist. Diese Bauform des Führungsmagneten stellt, versehen mit ein oder mehreren Montagebohrungen, die anwendungsbezogene Idealform dar, da einerseits die Anordnung und die Befestigung des Magnetkörpers auf dem Magnettransportwagen einfach zu lösen ist, andererseits eine idealisierte Ausbildung des ring- und trichterförmigen magnetischen Feldlinienflusses möglich ist. Die Realisierung dieses Vorschlages setzt jedoch fertigungstechnisch besondere Maßnahme voraus, um eine ringförmige vorzugsweise anisotrope Magnetisierung des Magnetkörpers zu erzielen, so daß die wirtschaftliche Ausführung dieses Vorschlages die Disposition einer größeren Fertigungsstückzahl erfordert.Another embodiment of the drive and steering system according to the Invention is characterized in that the guide magnet is a perma nentmagnet is whose magnetic field by an annular Magnetization of a cylindrical or rectangular solid is formed. This design of the guide magnet provides with one or more mounting holes, the application-related ideal shape represents because on the one hand the arrangement and the attachment of the magnetic body is easy to solve on the magnetic transport trolley, on the other hand one idealized formation of the ring and funnel-shaped magnetic Field line flow is possible. Realization of this proposal However, it requires special measures in terms of production technology in order to annular preferably anisotropic magnetization of the magnetic body to achieve, so that the economic implementation of this proposal the disposition of a larger number of production pieces requires.

Gemäß einer weiteren Alternative des Antriebs- und Lenksystems nach der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Führungsmagnet von einem in Topfform ausgebildeten Weicheisenkern bzw. entsprechendem Ferrit kern und einer diesem zugeordneten Magnetspule gebildet ist, die wie der Antriebsmotor des Unterflurwagens mobil mit Erregerstrom versorgt ist. Mit dieser Bauform des Führungsmagneten lassen sich interessante Spielvarianten realisieren, da hier eine durch Stromzu führung temporäre Magnetkopplung bzw. eine Entkopplung des Antriebs wagens und des Modellfahrzeugs möglich ist. Es lassen sich mit dieser Ausführungsvariante zum Beispiel wechselweise mehrere Modellfahrzeuge mit einem Antriebswagen bewegen und insbesondere auch Antriebswagen wechsel bzw. Antriebssystemwechsel über nicht besetzte Standpositionen der Modellfahrzeuge realisieren.According to a further alternative to the drive and steering system the invention proposes that the guide magnet of a pot-shaped soft iron core or corresponding ferrite core and an associated magnetic coil is formed, the like the drive motor of the underfloor wagon mobile with excitation current is supplied. With this design of the guide magnet realize interesting game variants, because here one by Stromzu management of temporary magnetic coupling or decoupling of the drive car and the model vehicle is possible. It can be done with this Design variant, for example, alternately several model vehicles move with a drive car and especially drive car change or drive system change via unoccupied stand positions of the model vehicles.

In der Kombination einer permanentmagnetischen und elektromagnetischen Komponente des Führungsmagneten ergibt sich eine weitere Ausführungs form des Antriebs- und Lenksystems, in dem das ringförmige und sich trichterförmig öffnende Magnetfeld von einem Permanentmagneten und zusätzlich von einer Magnetspule erzeugt ist, die zum Zwecke einer temporären Entkopplung so polarisiert ist, daß sie die permanentmagne tische Wirkung eliminiert. Mit dieser Bauart des Führungsmagneten ist der Vorteil der permanenten Kopplung mit der Möglichkeit eines kurzen Entkopplungsvorganges des Antriebswagen und Modellfahrzeuges verbunden. Für den Normalbetrieb ist keine zum elektromotorischen Antrieb zusätz liche Stromzuführung erforderlich, so daß eine Stromleitung zum Zwecke der Entkopplung nur auf bestimmte Funktionsbereiche der Modellanlage zu beschränken ist.In the combination of a permanent magnetic and electromagnetic Component of the guide magnet results in a further embodiment form of the drive and steering system in which the annular and itself funnel-shaped opening magnetic field from a permanent magnet and is also generated by a magnetic coil, which is used for the purpose of a temporary decoupling is polarized so that it is the permanent magnet table effect eliminated. With this type of guide magnet is the advantage of permanent coupling with the possibility of a short one Decoupling process of the drive car and model vehicle connected. For normal operation, none is additional to the electric motor drive Liche power supply required, so that a power line for the purpose of Decoupling only to certain functional areas of the model system is restrict.

Eine weitere Variante in der Ausführung und in dem Funktionsprinzip des Führungsmagneten ergibt sich dadurch, daß das ring- und trichterförmige Magnetfeld von einem Magneten erzeugt wird, der eine permanentmag netische und eine elektromagnetische Komponente mit jeweils halbier ter Magnetflußwirkung hat, deren Wirkung sich zusammen durch alterna tive Magnetisierungsrichtung der elektromagnetischen Spule ergibt, so daß bei gleicher Polarisierungsrichtung der Komponenten additiv die volle Kraftwirkung entsteht und bei entgegengerichteter Polarisierungs richtung eine gegenseitige Eliminierung der Kraftwirkung stattfindet. Diese Bauform des Führungsmagneten zielt, wie alle vorstehenden Vor schläge mit elektromagnetischer Magnetfelderzeugung, auf die Entkopp lungsmöglichkeit der Modellfahrzeuge von dem Antriebswagen. Mit dieser Bauform läßt sich erreichen, daß die Entkopplungsmöglichkeit im gesamten Einsatzbereich des Antriebswagen auf der Modellanlage gegeben ist, bei dem Vorteil, der Halbierung des relativ großen Erregerstrombedarfes zur Erzeugung des Magnetfeldflusses des Führungsmagneten.Another variant in the execution and in the functional principle of the Guide magnets result from the fact that the ring and funnel-shaped Magnetic field is generated by a magnet that is a permanent magnet netische and an electromagnetic component with halves each ter has magnetic flux effect, the effect of which is combined by alterna tive direction of magnetization of the electromagnetic coil results, so that with the same polarization direction of the components additively full force is created and with opposite polarization mutual elimination of the force effect takes place. This design of the guide magnet, like all of the above, aims strikes with electromagnetic magnetic field generation, on the decoupling Possibility of the model vehicles from the drive car. With this Design can be achieved that the decoupling option as a whole Use of the drive car on the model system is given at the advantage of halving the relatively large excitation current requirement to generate the magnetic field flux of the guide magnet.

Gemäß dem Vorschlag für das erfindungsgemäße Antriebs- und Lenksystem besitzt der Antriebsmagnet eine zylindrische oder rechteckige Körper form und in bezug auf die Anbringungslage eine auf die Magnetisierungs achse des Führungsmagneten axial ausgerichtete, durch Gegenüberstellung gleichnamiger Pole gegensinnig polarisierte und insbesondere anisotrope Magnetisierung. Dieses in bezug auf das ring- und trichterförmig ausge bildete Magnetfeld des Führungsmagneten gegensinnig polarisierte Feld des Antriebsmagneten, bestimmt den erfindungsgemäßen Effekt des Wirkungs eingriffes der beiden Magnetkörper. Die Größe des Antriebsmagneten und damit auch die Stärke des wirksamen Magnetflusses hat in einer bestimm ten Relation zu der jeweils verwendeten Ausführungsform des Führungsmag neten sowie zur bauformbedingten Größe des Modellfahrzeuges zu stehen. Das heißt zum einen, daß der Antriebsmagnet klein gegenüber dem Führungs magneten ist bzw. dessen Magnetfeld in den Magnetfeldtrichter des Führungs magneten einzuordnen ist. Das heißt zum anderen, kleine PKW erhalten einen kleinen-, große Lastzüge erhalten einen größeren Antriebsmagneten, so daß ein bestimmter Führungsmagnet vorteilhaft in einem weiten Anwendungs bereich einzusetzen ist. Die Körperform des Antriebsmagneten hat in bezug auf die Wirkung der erfindungsgemäßen Magnetkopplung relativ wenig Einfluß. Eine alternative Verfügbarkeit von zylindrischen und rechtecki gen Antriebsmagneten hat jedoch den Vorteil einer besseren Anpassung an die Befestigungsmöglichkeit an den verschiedenartigen Modellfahrzeugen. According to the proposal for the drive and steering system according to the invention the drive magnet has a cylindrical or rectangular body shape and in relation to the mounting position on the magnetization axis of the guide magnet axially aligned by comparison Poles of the same name polarized in opposite directions and in particular anisotropic Magnetization. This in relation to the ring and funnel-shaped formed magnetic field of the guide magnet in opposite polarized field of the drive magnet determines the effect of the effect according to the invention engagement of the two magnetic bodies. The size of the drive magnet and thus also the strength of the effective magnetic flux has in a certain th relation to the particular embodiment of the guide mag used stand as well as the size of the model vehicle due to the construction form. On the one hand, this means that the drive magnet is small compared to the guide is magnet or its magnetic field in the magnetic field funnel of the guide magnet can be classified. On the other hand, small cars get one small, large trucks get a larger drive magnet, so that a particular guide magnet is advantageous in a wide range of applications area. The body shape of the drive magnet has in relatively little in relation to the effect of the magnetic coupling according to the invention Influence. An alternative availability of cylindrical and rectangular However, drive magnets have the advantage of better adaptation the possibility of attachment to the various types of model vehicles.

Ausführungsbeispiele des Antriebs- und Lenksystems gemäß der Erfin dung sind nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläu tert. Es zeigen, jeweils schematisch:Embodiments of the drive and steering system according to the Erfin dung are explained in more detail in connection with the drawings tert. Each shows schematically:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Modellautos einschließlich eines senkrechten Schnittes durch die Fahrbahn mit darunter ange deutetem Antriebssystem nach der Erfindung, Fig. 1 is a side view of a model car including a vertical section through the road having thereunder deutetem drive system according to the invention,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den Feldlinienverlauf der in magnetischem Wirkungseingriff miteinander befindlichen Antrieb magneten und Führungsmagneten gemäß einer ersten Ausführungs form, Fig. 2 is a vertical section through the field line course of the drive in the mutually engaging magnetic effect magnets and guide magnets according to a first embodiment form,

Fig. 2a in gleicher Positionierung der Magnetkörper wie Fig. 2 die nach oben sich öffnende trichterförmige Kraftwirkung des Füh rungsmagneten auf den Antriebsmagneten, Fig. 2a in the same positioning of the magnetic body as shown in FIG. 2, the upwardly opening funnel-shaped force effect Guide # approximately magnet on the drive magnet,

Fig. 3 eine Seitenansicht ähnlich Fig. 1 eines größeren Modellfahr zeuges mit einer Darstellung der trichterförmig ausgebildeten Kraftwirkung des Führungsmagneten auf den Antriebsmagneten, in bezug auf die kombiniert wirksame Zugkraft- und Hubkraftkompo nenten, Fig. 3 is a side view similar to Fig. 1 of a larger model driving tool with a representation of the funnel-shaped force effect of the guide magnet on the drive magnet, with respect to the combined effective traction and Hubkraftkompo components,

Fig. 4 einen frontalen senkrechten Querschnitt durch die Antriebskopp lung nach Fig. 3 mit der Darstellung der trichterförmigen Kraft- und Hubkraftkomponente der Magnetkopplung. Fig. 4 is a frontal vertical cross section through the drive coupling development according to FIG. 3 with the representation of the funnel-shaped force and lifting force component of the magnetic coupling.

Entsprechend Fig. 1 ist für ein beliebiges Spielzeug-Modellfahrzeug 10 eine Fahrbahn 14 vorgesehen, die beispielsweise aus Kunststoff, Holz oder beliebigem anderen, magnetisch nicht leitfähigem Material besteht. Auf der Unterseite des Modellfahrzeuges, vorzugsweise zwischen der Vorderachse und dem Schwerpunkt des Fahrzeuges ist ein Antriebsmagnet 12 angeordnet, der dort angeformt oder nachträglich befestigt, zum Beispiel angeklebt sein kann. Unterhalb der Fahrbahn 14 ist entlang dem Straßen verlauf ein Schienensystem verlegt, das ein oder mehrere Schienenstränge und ein geeignetes Schienenprofil besitzt, um einen mit Rädern oder Rollen versehenen Motorwagen 18 zu führen, auf dem der im wesentlichen ringförmige Führungsmagnet 16 befestigt ist, dessen magnetischer Feld linienfluß durch das Fahrbahnmaterial ringförmig um den Antriebsmagnet 12, wirksam ist und somit das Modellfahrzeug antreibend und lenkend bewegt. According to Fig. 1 there is provided a roadway 14 for any toy model vehicle 10, which consists for example of plastic, wood or any other magnetically non-conductive material. On the underside of the model vehicle, preferably between the front axle and the center of gravity of the vehicle, a drive magnet 12 is arranged, which can be integrally formed there or subsequently attached, for example glued on. Below the road 14 , a rail system is laid along the road, which has one or more rail tracks and a suitable rail profile in order to guide a motor vehicle 18 provided with wheels or rollers, on which the essentially ring-shaped guide magnet 16 is fastened, the magnetic field of which line flow through the road material ring-shaped around the drive magnet 12 , is effective and thus moves the model vehicle driving and steering.

Das Funktionsprinzip der untereinander in Wirkungseingriff stehenden Führungs- und Antriebsmagneten wird in Fig. 2, durch eine schematisierte Darstellung des Feldlinienflusses 24 der beiden gegensinnig polarisier ten und auf eine gemeinsame Achse ausgerichteten Magnetkörper 20, 22 verdeutlicht. Aufgrund der abstoßenden Kraftwirkung gegensinnig pola risierter Magnete wirkt das ringförmig ausgebildete Magnetfeld des Führungsmagneten 20 mit einer zur Magnetringachse zentrierenden Kraft wirkung auf den Antriebsmagneten 12 ein.The principle of operation of the guide and drive magnets which are in engagement with one another is illustrated in FIG. 2 by a schematic representation of the field line flux 24 of the two oppositely polarized and aligned on a common axis magnetic body 20, 22 . Due to the repulsive force effect of oppositely polarized magnets, the ring-shaped magnetic field of the guide magnet 20 acts on the drive magnet 12 with a force effect centering on the magnet ring axis.

In Fig. 2a wird diese ring- und trichterförmige Kraftwirkung des Füh rungsmagneten auf den Antriebsmagneten durch die schematische Darstellung eines äquipotentialen Kraftlinienverlaufes 26, eine Linie gleicher Kraftwirkung, verdeutlicht. Diese im wesentlichen von der Ausbildung des Feldlinienverlaufes des Führungsmagneten bestimmte ring- und trichter förmige Kraftwirkung 26, läßt sich empirisch sehr anschaulich nachvoll ziehen.In Fig. 2a this ring and funnel-shaped force effect of the guide magnet on the drive magnet is illustrated by the schematic representation of an equipotential line of force curve 26 , a line of the same force effect. This ring and funnel-shaped force effect 26 , which is essentially determined by the formation of the field line course of the guide magnet, can be empirically understood very clearly.

Die effiziente Nutzung des erfindungsgemäßen Magnetkopplungseffektes wird in Fig. 3 schematisiert am Beispiel einer Antriebskopplung eines Modell-Sattelschlepper-Lastzuges 42 demonstriert. Bei der Annahme eines Ruhezustandes bzw. bei der Ausübung keiner Antriebskraft 40 auf den Führungsmagneten 16, befindet sich der Antriebsmagnet 12 in einer zen trischen Lage zum Führungsmagnet, so daß keine Zugkraft 28 und Hubkraft 30 auf den Antriebsmagneten übertragen werden.The efficient use of the magnetic coupling effect according to the invention is shown schematically in FIG. 3 using the example of a drive coupling of a model semi-trailer truck 42 . When assuming a state of rest or when no drive force 40 is exerted on the guide magnet 16 , the drive magnet 12 is in a central position relative to the guide magnet, so that no tensile force 28 and lifting force 30 are transmitted to the drive magnet.

Beim Ansetzen einer Antriebskraft 40 auf den Führungsmagneten und der Annahme eines Fahrwiderstandes des Fahrzeuges 42, erfolgt eine Auslen kung 36 des Antriebsmagneten aus der zentrischen Lage zum Führungsmag neten, so daß die Bildung von Zug- und Hubkräften 28, 30 verursacht wird. Die systemspezifische Wirkung der voneinander abhängigen bzw. miteinander gekoppelten Entstehung der Zug- und Hubkraftkomponenten hat einerseits den beabsichtigten Effekt der reibungsmindernden Hubkraft 30 des Antriebsmagneten 12, andererseits begrenzt das Verhältnis der Hub kraft zur Kraft des Fahrzeuggewichtes auf den Antriebsmagneten die Bil dung größerer Zugkräfte, indem beim Überwiegen der Hubkräfte das Fahr zeug über den Rand des Magnettrichters 26 gehoben und somit entkoppelt wird. Wie in Fig. 3 angedeutet, erfolgt eine Optimierung der Zugkräfte und der reibungsreduzierenden Hubkräfte, bei der Anordnung des Antriebs magneten 12, kurz vor dem Schwerpunkt 34 des Fahrzeuges 42.When applying a driving force 40 to the guide magnet and the assumption of a driving resistance of the vehicle 42 , a deflection 36 of the drive magnet takes place from the central position to the guide magnet, so that the formation of tensile and lifting forces 28, 30 is caused. The system-specific effect of the interdependent or coupled formation of the traction and lifting force components on the one hand has the intended effect of the friction-reducing lifting force 30 of the drive magnet 12 , and on the other hand the ratio of the lifting force to the force of the vehicle weight on the drive magnet limits the formation of larger tractive forces by when the lifting forces predominate, the vehicle is lifted over the edge of the magnetic funnel 26 and is thus decoupled. As indicated in Fig. 3, there is an optimization of the tensile forces and the friction-reducing lifting forces, in the arrangement of the drive magnet 12 , just before the center of gravity 34 of the vehicle 42nd

Eine ergänzende Darstellung des Funktionsprinzips der erfindungsgemäßen Lösung des Modellfahrzeug-Antriebs- und Lenksystems wird schematisiert in Fig. 4 gezeigt, indem der systemspezifische Wirkungseingriff der Magnetkopplung im Lenkvorgang demonstriert wird. Das auf der Vorderachse bzw. der starrachsigen Lenkachse des Modellfahrzeuges lastende Gewicht erzeugt bei der, eine Lenkbewegung bewirkenden seitlichen Versetzung der Lenkachse einen Reibungswiderstand, der durch die Antriebskraft 40 zu überwinden ist. Die zur Fahrtrichtung quer wirkende Kraft 40 erzeugt, be dingt durch den speziellen Wirkungsmechanismus der Magnetkopplung eine Lenkkraft 32 und wie vorstehend erläutert zusätzlich eine Hubkraft 30, die die reibungserzeugende Achslast wiederum verringert, so daß ein Servoeffekt in der Ausführung der Lenkbewegung entsteht, der auch bei starrachsigen Modellfahrzeugen empirisch nachweisbare, gleichmäßige Bewegungsabläufe auch in maßstabgerecht übertragenen, sehr engen Kurven gewährleistet.A supplementary illustration of the functional principle of the solution according to the invention of the model vehicle drive and steering system is shown schematically in FIG. 4 by demonstrating the system-specific intervention of the magnetic coupling in the steering process. The weight bearing on the front axle or the rigid axle steering axle of the model vehicle generates a frictional resistance in the case of a lateral displacement of the steering axle causing a steering movement, which must be overcome by the driving force 40 . The force acting transversely to the direction of travel 40 , be caused by the special mechanism of action of the magnetic coupling, a steering force 32 and, as explained above, additionally a lifting force 30 , which in turn reduces the friction-generating axle load, so that a servo effect occurs in the execution of the steering movement, which also rigid-axis model vehicles empirically demonstrable, even movements are guaranteed even in scale-transferred, very tight curves.

Claims

1. drive and steering system for a toy model vehicle on a modeled road system, with an underfloor guide magnet ( 16, 20 ), which is arranged on a guided by a rail system below the road, electromotive car ( 18 ), has an annular and funnel-shaped magnetic field ( 24, 26 ) with an essentially vertical axis to the driving plane and with a drive magnet attached to the model vehicle ( 12, 22 ) came into action, characterized in that the drive magnet ( 12, 22 ) in its horizontal extension of the guide magnet ( 16, 20 ) is small and is arranged within the ring and funnel-shaped magnetic field ( 24, 26 ), and has a magnetization that is opposite to that of the guide magnet, so that poles of the same name face each other.

2. Drive and steering system according to claim 1, characterized in that the guide magnet is a permanent magnet, one in its ring plane Annulus corresponds and an axial direction of magnetization and esp has an anisotropic magnetization.

3. Drive and steering system according to claim 1, characterized in that the guide magnet is a permanent magnet, which in the ring plane as Rectangle is formed, a perpendicular to the ring plane or axial magneti direction and in particular an anisotropic magnetization.

4. Drive and steering system according to claim 1, characterized in that the guide magnet is a permanent magnet whose magnetic field by an annular magnetization of a cylindrical or rectangular is formed full body.

5. Drive and steering system according to claim 1, characterized in that the guide magnet is formed by a pot-shaped soft iron core or corresponding ferrite core and a magnet coil associated therewith, which, like the drive motor of the undercarriage ( 18 ), is supplied with excitation current in a mobile manner.

6. Drive and steering system according to claim 1, characterized in that the ring-shaped and funnel-opening magnetic field of one Permanent magnet and additionally generated by a magnetic coil that is polarized for the purpose of temporary decoupling so that it permanent magnetic effect eliminated.

7. Drive and steering system according to claim 6, characterized in that the ring-shaped or funnel-shaped magnetic field is generated by a magnet, which is a permanent magnetic and an electromagnetic component each with halved magnetic flux effect, the effect of which is combined by alternative magnetization direction of the electromagnetic coil results, so that with the same polarization direction of the components additive the full force effect arises and with opposite polarization mutual elimination of the force effect takes place.

8. Drive and steering system according to claim 1, characterized in that the drive magnet ( 12 ) has a cylindrical or rectangular body shape and with respect to the mounting position an axially aligned on the magnetization axis of the guide magnet, polarized in opposite directions by comparison of the same name and in particular anisotropic magneti owns.