DE3529097C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Unterflurtransportsystem für Führungsmagnete von durch magnetische Kopplung einzeln angetriebenen Spielzeug-Modellfahrzeugen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem aus der DE-AS 12 01 224 bekannten Unterflurtransportsystem der vorbezeichneten Art sind unterhalb der Fahrspuren auf einer Modellanlagenplatte jeweils Einschienenkörper angeordnet, auf denen elektrisch angetriebene Transportfahrzeuge fahren. Diese Transportfahrzeuge bestehen aus einem ähnlich einem Hängebahnfahrzeug ausgebildeten Antriebsfahrgestell und einem darauf abgestützten Magnetträgerfahrgestell. Damit der Führungsmagnet im Bereich seiner Ausdehnung unterhalb der Modellanlagenplatte ständig seine waagerechte Stellung beibehält, auch wenn die ihn tragende Laufkatze des Antriebsfahrgestells in den Kurven Pendelbewegungen ausführt, ist der Magnetträger an beiden Seiten mit kleinen Rollen versehen, die bei Geradeausfahrt von der Unterseite der Anlagenplatte in einem geringen Abstand verbleiben, während bei Kurvenfahrt jeweils eine der kleinen Rollen mit der Unterseite der Anlagenplatte in Berührung gelangt. Daraus ergibt sich, daß das Magnetträgerfahrgestell auf einem am Antriebsfahrgestell befestigten Lagerteil abgestützt und in geringen Grenzen dazu seitlich schwenkbar ist. Ein Nachteil des bei diesem Transportsystem angewendeten Hängebahnprinzips ist darin zu sehen, daß die unterhalb des Einschienenkörpers hängenden Bestandteile des Antriebsfahrzeuges nicht nur viel Platz beanspruchen, sondern praktisch jeden Kreuzungsverkehr unmöglich machen, weil dort der Einschienenkörper über die Breite eines Fahrzeuges unterbrochen sein muß. Außer bei Kreuzungen gelten diese Voraussetzungen auch bei Einmündungen und Weichen. Problematisch ist selbst der Normalbetrieb des bekannten Transportsystems, weil die unterhalb der Anlagenplatte pendelnd aufgehängten Antriebsfahrzeuge beim Spielbetrieb entgleisen können.

Zum Stand der Technik gehört ferner ein aus der Zeitschrift "Miniaturbahnen", 1983, Heft 3a, S. 328 bekannter Vorschlag, entsprechend dem das Transportfahrzeug für den Führungsmagnet zu einer in einem speziellen Unterflur- Tunnelsystem verlegten, handelsüblichen Modelleisenbahn gehört. Dieser bekannte Vorschlag hat in bezug auf die modellhafte Nachbildung von Bewegungsabläufen eines Straßenverkehrssystems Nachteile, welche die Nutzanwendung stark einschränken. Einerseits wirken die magnetischen Kupplungskräfte bei Erhöhung der Achslast hemmend auf die Lenkbewegung der meist starrachsigen Modellfahrzeuge, und weiterhin wird der Bewegungsablauf der Modellfahrzeuge auf die bei Modelleisenbahnen üblichen relativ großen Schienenkurvenradien beschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Unterflurtransportsystem der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 als bekannt vorausgesetzten Art dahingehend weiterzubilden und zu verbessern, daß unter Verwendung und Beibehaltung eines an sich wegen der leichten Verlegeart vorteilhaften Einschienenkörpers eine auch bei rauhem Spielbetrieb sichere Führung und Abstützung der Transportfahrzeuge und gleichzeitig eine modellhafte Nachbildung des Straßenverkehrs mit den maßgeblichen Kriterien der Bewegungsabläufe gewährleistet sind, wie enge Kurvenradien, komplexer Kreuzungs- und Verzweigungsverkehr einschließlich unterschiedlicher Neigungen der Fahrstrecken quer und längs zur Fahrbahn.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Magnetträgerfahrgestell ständig mit zwei Spuren auf der Unterseite der Modellanlagenplatte abgestützt und durch eine abstandsvariable Parallelführung mit dem Antriebsfahrgestell verbunden ist, daß zur Erzielung einer stabilen Dreipunktlagerung für das Transportfahrzeug in den beiden durch die Unterseite der Modellanlagenplatte und die Oberseite der Einschienenfahrbahn gebildeten Fahrebenen die beiden Fahrgestelle federnd zu voneinander weggerichteten Bewegungen vorgespannt sind, und daß sämtliche Aufbauten der beiden Fahrgestelle in dem zwischen den Fahrebenen befindlichen Bereich des Transportfahrzeuges angeordnet sind. Durch diese Bauform entsteht ein äußerst brauchbares und praxisnahes, leicht zu verlegendes Unterflurtransportsystem für Führungsmagnete, das sich durch die günstige statisch bestimmte Dreipunktlagerung auszeichnet, und die außerdem in Verbindung mit dem Einschienenkörper enge Kurvenradien zu durchfahren ermöglicht. Für die Abstützung des Transportsystems wird die ohnehin vorhandene meist waagerechte Unterseite der Modellanlagenplatte ausgenutzt. Da das Magnetträgerfahrgestell gegen diese waagerechte Anlagenplatte vorgespannt ist, wird die waagerechte Position auch auf das Antriebsfahrgestell übertragen.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Antriebsfahrgestell über zwei in Schienenrichtung hintereinander liegende Laufräder mit kurzem zum Durchfahren enger Kurven geeigneten Radstand verfügen, während ein über ein Getriebe mit einem der Laufräder gekoppelter Elektromotor außerhalb der Laufradachsen so angeordnet ist, daß das treibende Laufrad zur Reibkrafterhöhung durch das Antriebsaggregat belastet ist.

Weitere Merkmale und Ausgestaltungen des Unterflurtransportsystems nach dem Hauptanspruch ergeben sich aus den Unteransprüchen 3 bis 13.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt, jeweils schematisch

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Modellautos einschießlich eines senk­ rechten Schnittes durch die Fahrbahn mit darunter liegender Seiten­ ansicht des Unterflurtransportfahrzeuges auf einem Einschienen­ körper,

Fig. 1a eine Vorderansicht des Unterflurtransportfahrzeuges nach Fig. 1 unter einem senkrechten Schnitt durch die Fahrbahn, angeordnet auf einen senkrechten Schnitt durch das Einschienenprofil mit einem Schienenmontagewinkel,

Fig. 1b eine Draufsicht auf das Unterflurtransportfahrzeug in einem Schnitt A-A nach Fig. 1, zur Darstellung der Führungsmagnet­ positionierung in einer zylindrischen Ausführungsform des Magnet­ körpers und in einer Anordnung von vier Distanzrollenlager,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das untere, schienenbezogene Fahrgestell in einem Schnitt B-B nach Fig. 1, zur Darstellung eines Ausführungs­ beispieles der Stromabnehmerfunktion sowie der Lauf- und Antriebs­ rollenausbildung in extremen Schienenkurvenbereichen,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Unterflurtransportfahrzeug ähnlich Fig. 1b zur Darstellung der Distanzrollenfunktion des Führungsmagnetträger­ fahrgestelles in Kurvenauslegung in einem Ausführungsbeispiel einer Dreirollenpositionierung und einer alternativen Bauform der Distanz­ rollen,

Fig. 4 und Fig. 4a eine Seitenansicht und eine Vorderansicht des Unterflurtransport­ fahrzeuges ähnlich Fig. 1 und Fig. 1b mit einer Funktionsdarstellung der Fahrgestellparallelführung sowie eine Funktionsdarstellung der Dreipunktführung des Unterflurtransportfahrzeuges,

Fig. 5 ein senkrechter Schnitt durch das Schienenprofil in einem Ausführungs­ beispiel eines einfachen Einschienenbandprofiles,

Fig. 5a ein senkrechter Schnitt durch das Schienenprofil in einem Aus­ führungsbeispiel eines T-förmigen Schienenprofiles,

Fig. 5b ein senkrechter Schnitt durch ein Einschienenprofil mit der Seiten­ sicht eines Ausführungsbeispieles für einen Einschienen-Montage­ winkel,

Fig. 6 ein senkrechter Schnitt durch ein Einschienenprofil mit beid­ seitiger isolierter Stromleiteranordnung,

Fig. 6a Seitenansicht eines Einschienenprofiles mit Stromleiteranordnung,

Fig. 7 Prinzipdarstellung einer Einschienenweiche,

Fig. 8 Prinzipdarstellung einer Einschienenkreuzung.

Entsprechend Fig. 1 ist für ein beliebiges Spielzeug-Modellfahrzeug 10 eine Fahrbahn 14 vorgesehen, die beispielswiese aus Kunststoff, Holz oder be­ liebigem anderen, magnetisch nicht leitfähigem Material besteht. Auf der Unterseite des Modellfahrzeuges 10 ist ein Antriebsmagnet 12 angeordnet, der dort angeformt oder nachträglich befestigt, zum Beispiel angeklebt sein kann. Unterhalb der Fahrbahn 14, in der Mitte der Fahrbahn, entlang des Fahrbahn­ verlaufes ist ein Einschienenkörper 60 mittels Montagewinkel 68 in einem bestimmten Abstand zur Fahrbahnunterseite der Modellanlage verlegt, der als Führung und Stromschienenträger für die Unterflurtransportfahrzeuge dient.

Die Fig. 1, 1a, 1b und Fig. 2 zeigen das Ausführungsbeispiel eines kon­ kret realisierten Unterflurtransportfahrzeuges in Dreiseitenansicht bzw. in entsprechenden Schnitten, das zunächst als Erprobungsmuster dem Funktions­ nachweis der wesentlichsten erfindungsgemäßen Lösungsvorschläge dient. Das vorliegende Ausführungsbeispiel wurde auch zum Funktionsnachweis und einer vorzugsweisen Nutzanwendung der Ringmagnet- bzw. Führungsmagnet-Unterflur- Magnetkopplung 16, 12 ausgelegt.

In der Fig. 1, in der Seitenansicht des Unterflurtransportfahrzeuges, ist der Aufbau des unteren, schienenbezogenen Antriebsfahrgestelles 22, sowie des Führungsmagnet-Trägerfahrgestelles 50 dargestellt. Das untere Fahrgestell 22 mit den Lauf- und Antriebsrädern 24, 25, trägt das Antriebsaggregat be­ stehend aus einem Flachmotor 26 und einem mechanischen Schnecken-/Zahnrad­ getriebe 28, über das das Antriebsrad 25 angetrieben wird. Desweiteren trägt das untere Fahrgestell die in Höhe des vorderen Einschienenrades angeord­ neten Lagerblöcke 42 der Fahrgestellparallelführung 44 und die Stromab­ nehmer 30.

Die Fig. 2 zeigt anschaulich die erfindungsgemäße Ausbildung der Einschienen­ laufräder 24, 25, deren Breite von dem maßstäblich vorgegebenen Schienen­ radius 66 und dem Achsabstand der Einschienenlaufräder 24, 25 bestimmt ist. Die Fig. 2 zeigt in Verbindung mit Fig. 1 desweiteren die Funktionsweise des Stromabnehmerpaares 30, deren erfindungsgemäße Aufgabe es ist, beidseitig das Einschienenprofil kontaktsicher zu berühren, jedoch ohne eine zum Schienenverlauf senkrechte Kraftwirkung von der Schiene horizontal rückwir­ kend auf das Fahrgestell zu übertragen. Die in Fig. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Lösungen der Einschienenräder 24, 25 sowie des Stromab­ nehmers 30 erfüllen die Aufgaben zuverlässig in allen Kurvenbereichen, in allen Geschwindigkeitsbereichen und vor allem auch bei Schienenprofilver­ dickungen im Schienenstoßbereich, sowie auch bei kurzen Schienenunter­ brechungen im Weichen- und Kreuzungsverkehr.

Die erfindungsgemäße Lösung des Magnetträgerfahrgestelles 50 ist in einer Vierrollenausführung in den Fig. 1, 1a und 1b dargestellt. Die Aus­ führung und Anordnung der vier exentrisch gelagerten Distanzrollen 54 zeigt ein stabiles Fahrverhalten des Unterflurtransportfahrzeuges in allen Be­ triebssituationen der Funktionserprobung, so z. B. auch bei der Umlenkung der Rollen 54 durch Fahrtrichtungsänderung. Ein anderer Ausführungsvorschlag eines Magnetträgerfahrgestelles 51 ist in der Bauart einer Dreirollen- Version, verbunden mit einer anderen Bauart der Rollen 56, in Fig. 3 dar­ gestellt.

In den Fig. 4 und 4a ist die Funktionsweise der Fahrgestellparallel­ führung 40 dargestellt, indem gezeigt wird, daß bei unterschiedlichen bzw. sich ändernden Abständen zwischen Schiene 60 und Modellanlagen-Fahrbahn­ unterseite 15, diese durch die Parallelführung 40 der gegeneinander federnd abgestützten Fahrgestelle 22, 50 in einem größeren Hubbereich 41 über­ brückt werden. Ein großer Fahrgestell- bzw. Parallelführungshub 41 ist sehr vorteilhaft für die Gestaltung von Fahrbahnen im hügligen und bergigen Modellandschaftsbereich, da die Verlegung des Einschienenkörpers nur bedingt kurzen Änderungen der Streckensteigungen folgen muß.

In den Fig. 5 und 5a sind die beiden Grundformen des Einschienen­ profiles dargestellt. Dem aufrechtgestellten Flachmaterial ist der Vorzug bei einer kurvenreichen Streckenführung zu geben, da dieses Profil leicht biegbar ist und bis auf einen, durch die konstruktive Auslegung des Trans­ portfahrzeuges begrenzten Minimalradius, jeder Kurvenverlauf individuell gestaltbar ist. Die Verwendung des T-förmigen Einschienenprofiles ist bei vorzugsweiser gerader Streckenführung vorteilhaft, da aufgrund der Profil­ steifigkeit die Schienenabstandshaltewinkel in größeren Abständen gesetzt werden können.

In Fig. 5b ist die Grundform eines Montagewinkels 68 des Einschienen­ profiles dargestellt. Zum Ausgleich unterschiedlicher Abstände zwischen Schiene 60 und Fahrbahnunterseite 15 in hügligem Straßenverlauf, ist eine Version mit einem in der Länge verstellbaren senkrechten Schenkel des Montagewinkels 68 vorteilhaft zu verwenden.

Die Anordnung der Stromleiterbahnen als eine Standardversion mit jeweils zwei Leiterbahnen je Schienenprofilseite ist in den Fig. 6 und 6a dar­ gestellt. Als Träger der Leiterbahnen ist auch handelsübliches Leiter­ plattenmaterial entsprechender Stärke zu verwenden, das in Kontaktstreifen aufgeteilt und in Streifen in Schienenprofilhöhe geschnitten ist. Das Aufbringen auf den Schienenkörper erfolgt für kleine Radien vorzugsweise nach dem Biegen des Schienenverlaufes, in einem Kontaktklebeverfahren.

Die Ausgestaltung der in den Fig. 7 und 8 als Prinzipdarstellung ange­ deuteten Einschienenweiche und Einschienenkreuzung folgt weitgehend den Konstruktionsmerkmalen der Zweischienen-Modelleisenbahn, wobei jedoch das Raddurchmesser-/Radbreitenverhältnis der Einschienenlauf- und Antriebs­ räder zu berücksichtigen ist.

Claims (13)

1. Unterflurtransportsystem für Führungsmagneten von durch magnetische Kopplung einzeln angetriebenen Spielzeug-Modellfahrzeugen, mit einer nachgebildeten Verkehrsanlage, insbesondere Straßenverkehrsanlage auf einer Modellanlagenplatte,
mit einer unterhalb der Fahrbahnspuren der Modellanlagenplatte angeordneten Einschienenfahrbahn,
mit parallel dazu verlegten Stromleiterbahnen
und mit elektromotorisch angetriebenen Einschienen- Transportfahrzeugen, die je ein auf der Einschienenfahrbahn fahrendes Antriebsfahrgestell und ein auf diesem angeordnetes, der Unterseite der Modellanlagenplatte zugeordnetes Magnetträgerfahrgestell aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
daß das Magnetträgerfahrgestell (50) ständig mit zwei Spuren auf der Unterseite der Modellanlagenplatte (14) abgestützt und durch eine abstandsvariable Parallelführung (44) mit dem Antriebsfahrgestell (22) verbunden ist,
daß zur Erzielung einer stabilen Dreipunktlagerung für das Transportfahrzeug in den beiden durch die Unterseite der Modellanlagenplatte und die Oberseite der Einschienenfahrbahn (60) gebildeten Fahrebenen die beiden Fahrgestelle (22, 50) federnd zu voneinander weggerichteten Bewegungen vorgespannt sind,
und daß sämtliche Aufbauten der beiden Fahrgestelle (22, 50) in dem zwischen den Fahrebenen befindlichen Bereich des Transportfahrzeugs angeordnet sind.

2. Unterflurtransportsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsfahrgestell (22) über zwei in Schienenrichtung hintereinander liegende Laufräder (24, 25) mit kurzem zum Durchfahren enger Kurven geeignetem Radstand verfügt, und daß ein über ein Getriebe (28) mit einem der Laufräder gekoppelter Elektromotor (26) außerhalb der Laufradachsen so angeordnet ist, daß das treibende Laufrad (25) zur Reibkrafterhöhung durch das Antriebsaggregat belastet ist.

3. Unterflurtransportsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauf- und Antriebsräder (24, 25) des Antriebsfahrgestelles so bemessen sind, daß sie einerseits aufgrund der Größe des Raddurchmessers Schienenunterbrechungen in Schienenkreuzungsbereichen (86) störungsfrei überfahren, andererseits aufgrund eines kleinen Raddurchmesser-/Radbreitenverhältnisses maßstabsgerechte Kurvenradien (66) durchfahren können.

4. Unterflurtransportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsaggregat einen Gleichstrommotor (26) hoher Drehzahl und ein stark untersetzendes Schnecken- und Zahnradgetriebe (28) umfaßt und daß der Elektromotor eine bei Modelleisenbahnen übliche Betriebsspannung hat.

5. Unterflurtransportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung des Elektromotors über Stromabnehmer (30) aus der Einschienenfahrbahn erfolgt, die auf dem unteren Fahrgestell angebracht sind und aus zwei horizontal schwenkbar gelagerten Führungsarmen (32, 34) mit am Ende des Schwenkbereiches senkrecht angeordneten, nach unten bis über die Stromführungsbahnen des Schienenprofiles reichende Kontaktstreifen (38) bestehen, und daß sie das Einschienenprofil federnd beidseitig kontaktsicher so berühren, daß rückwirkend von der Schiene keine horizontale Kraftwirkung auf das Fahrgestell übertragen wird.

6. Unterflurtransportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsmagnet (16) auf dem Magnetträgerfahrgestell (50) des Transportfahrzeuges durch vier oder drei ihn umgebende Rollenräder (54, 56) zur Fahrbahnunterseite berührungsfrei in geringer Distanz gehalten wird.

7. Unterflurtransportsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenräder (56) des oberen Fahrgestelles zur Vermeidung von destabilisierenden, in engen Kurvenverläufen senkrecht zum Schienenverlauf wirkenden Kräften exzentrisch, nachlaufend frei beweglich, wie Rollstuhlräder bzw. Klavierrollen (54, 56) gelagert sind.

8. Unterflurtransportsystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsmagnet auf einem Magnetkörperträger (52) befestigt ist, der eine Montagebohrung zur Befestigung auf dem Magnetträgerfahrgestell (50) besitzt und so ausgebildet ist, daß er bei alternativer Verwendung unterschiedlich geformter und großer Magnetkörper eine zur Fahrbahnunterseite gut positionierte Anordnung ermöglicht.

9. Unterflurtransportsystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Einschienenfahrbahn (60) unter der Modellanlage entlang des nachgebildeten Straßenverlaufes in einem möglichst kleinen, von dem Abstand zwischen den beiden Fahrgestellen vorbestimmten Abstand von der Fahrbahnunterseite, in der Mitte der Fahrbahn angeordnet ist.

10. Unterflurtransportsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschienenfahrbahn aus einem senkrecht angeordneten Flachmaterial (62) besteht, das je nach Streckenführung in mehr oder weniger großen Abständen über Stützwinkel (68) an der Modellanlagen-Unterseite gehalten wird.

11. Unterflurtransportsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschienenfahrbahn insbesondere im Anwendungsbereich gerader Streckenführung und größerer Stützwinkelabstände aus einem T-förmigen Schienenprofil (64) besteht, dessen mittlerer Schenkel senkrecht auf dem Querschenkel steht.

12. Unterflurtransportsystem nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschienenfahrbahn Träger von Stromleiterbahnen (72) für die Antriebsenergie sowie für diverse Schaltfunktionen ist, die aus beidseitig aufgebrachtem (geklebtem) Leiterplattenmaterial (74) bestehen, das seitenbezogen jeweils in Fahrbahnrichtung in zwei oder zur multifunktionalen Steuerung auch in mehr Kontaktstreifen unterteilt ist.

13. Unterflurtransportsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschienenfahrbahn zum Zwecke der Nachbildung von abzweigenden und kreuzenden Bewegungsabläufen der Modellfahrzeuge über Einschienenweichen (80) und Einschienenkreuzungen (86) verfügt, wobei die Weichen umlenkbare Schienenstücke sowie einen elektromagnetischen Hubmagneten-Antrieb mit Endabschaltung aufweisen.