DE6609497U - Fahrzeug mit elektrischem eigenantrieb fuer ein verkehrsspiel. - Google Patents

Description

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8 Mönchen 25 ■ UlUWsiiyslri U Td. 77 0VÖ/;

no-ö-10

8.3.1972

KURl¹ ÖHHBORH, Hygatan 26, Linkoping/SchwoclQn

g mit elektrischem Eigenantrieb für ein Verkehrsspiel

Die Neuerung betrifft ein Fahrzeug mit elektrischem Eigenantrieb;-für ein Verkehrsspiel, bei dem eine elektrische leiterschleife ' die Oberfläche umgibt, auf der das Fahrsetig betrieben v/erden , soll, das mit induktiv arbeitenden Empfangsvorrichtungen ausge- ; rüstet ist. Diese Empfangs vor richtungen betätigen jeweils ; mindestens eine Fahrzeugfunktion wie Lenken und Anhalten und

sind jev-;eils auf eine bestimmte !Frequenz aus einer Anzahl ver- '■ schiedenfrequenter Wechselspannungen abgestimmt, mit denen die leiterschleife von einem Steuei-pult aus etv;a über veränderbare Potentiometer beaufschlagbar ist.

;Die Neuerung ist im v/esentlichen dadurch gekennzeichnet, daß eine der Smpfangseinrichtungen im Fahrzeug zur Fahrzeuglenkung über den verschiebbaren Kern einer Spule auf ein Hebelgestänge wirkt, das über eine Spurstange zwei zu lenkende Räder betätigt.

Genäß einer vorteilhaften Weiterbildiing der !Teuerung ist eine zvreite Empfangseinrichtung im Fahrzeug zur Steuerung von Anfahrt und Halten und zur Geschwindigkeitssteuerung über den verschiebbaren Kern einer Spule vorgesehen, der einen Hebel und den beweglichen Kontakt eines Potentiometers betätigt, das parallel zu einer fahrsengeigenen Batterie liegt. Der bewegliche Kontakt ist mit einem Pol des Fahrzeug-Antriebsmotors verbunden.

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Sin Ausführungsbeispiel der Feuerung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben»

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Draufsicht auf ein Verkehrsspiel mit neuerungsgemaßen Pahrzeugen;

Pig. 2 dient zur Verdeutlichung der Anordnung von Steuerpulten; für das Verkehrsspiel und

Pig. 3 verdeutlicht den inneren Aufbau eines neuerungsgemaßen Fahrzeuges.

, In Pig. 1 bezeichnen M1, M2, 145 und M4 vier Steuerpulte, von denen aus sich vier neuerungsgemäße Fahrzeuge in einem Verkehrsspiel der beschriebenen Art steuern lassen. Dieses Verkehrsspiel enthält vier neuerungsgemäße Fahrzeuge, beispielsweise Modellautos, die mit F1, F2, P3 und F4 bezeichnet sind. Diese Automodelle sollen auf einer Oberfläche, beispielsweise einem speziellen Tisch oder auf einer Fußbodenfläche betrieben werden, die mit 10 bezeichnet ist. Die Flä-

ehe 10 ist durch eine Schleife H umgeben, die aus einer oder «ehreren Windungen eines elektrisch leitenden Drahtes besteht» Die Schleife 11 ist an einen aperiodischen Verstärker 12 angeiechlossen. der allen Steuerpulten des Verkehrsspiels gemeinsam (ist und der vier Einlasse hat, d_ob._o einen Einlass für Jedes Steuerpulte

Hin dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt jedes Steuerpult zwei Oszillatoren 13 und 14 (Figo 2), die Wechselströme unterschiedlicher Frequenzen erzeugen» Von dem Oszillator 13 Wird der Wechselstrom einem Potentiometer 15 zugeführt, dessen beweglicher Kontakt 16 durch ein Beschleunigungspedal 17 betätigt wird, das in an sich bekannter Weise durch eine Feder 18 in seiner Ruhelage gehalten ist₀ Über den beweglichen Kontakt 16 wird die Auslassenergie durch einen Leiter 19 dem Auslass 20 des Steuerpults zugeführt. Der Auslass 20 des Steuerpultes ist in der In Figo 1 dargestellten Weise an einen der Einlasse des Verstärkers 12 angeschlossen₃ Durch Niederdrücken des Beschleunigungspedals 17 in verschiedene Stellungen werden verschiedene Amplituden der Wechselstromenergie, die durch den Oszillator 13 erzeugt wird, der Schleife 11 zugeführt₀

Der Auslass des Oszillators 14 ist über einen festen Widerstand 22 an ein Potentiometer 21 angeschlossen„ Der bewegliehe Kontakt

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des Potentiometers 21 wird durch Drehen eines Lenkrades 24 betätigt» Der bewegliche Kontakt 23 ist elektrisch mit dem Auslass 20 des Steuerpultes durch einen Leiter 25 verbunden. Durch Drehen des Lenkrades 24 in unterschiedliche Winkelstellungen werden unter-TsoMedliche Amplituden der Wechselstromenergie, die durch den Oszillator 14 erzeugt wird, der Schleife 11 zugeführt» Wegen des Widerstandes 22 ist es Jedoch niemals möglich, die gesamte, durch '

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den Oszillator 14 erzeugte Energie durch Drehen des Lenkrads 24 'der Sehleif-o 11 zuzuführen«,

Der Auslass des Oszillators 14 ist Jedoch auch direkt mit einem beweglichen Kontalct 26 verbunden* der durch einen Hebel 27 betätigt wird, der dazu dient, ein Umschalten zwischen einer Vor«

iwärtsbewegung und einer Rückwärtsbewegung des entsprechenden Fahrzeugs zu bewirken und der zu diesem Zweck von einer bestimmten

ψ,
Q ^Stellung in eine andere bestimmte Stellung bewegt werden kann» Während der Hebel 27 von der einen dieser Stellungen in die andere bewegt wird, berührt der Kontakt 26 zeitweilig einen festen Kon-

SJ

takt 28, der mit dem Auslass 20 des Steuerpultes verbunden ist_o Wenn der Hebel 27 von einer Stellung in die andere bewegt wird, wird daher die gesamte Energie des Oszillators 14 zeitweise der Schleife II zugeführtο

Jedes Fahrzeug (Figo 3) besitzt zwei magnetische Empfängervorrichtungen 30 und 31 ο Der Empfänger 30 ist dazu bestimmt_s Signale

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einer Frequenz zu empfangen, die durch den Oszillator 14 In dem zugehörigen Steuerpult erzeugt wirde Der Empfänger besitzt ein für MagnetkrSfte empfindliches Glied, Z₀B₀ eine Ferritantenae 32, die durch eine Spule 33 umgeben ist. Die Spule 33 ist mittels ajtngg KoQäes^Äto:rs 34 «üf die Frequenz Ä5gestis?nfc= 4ig ^bt x^pfggi— ger aufnehmen solle Der Snpfanger 30 ist mit einem transistorisierten Verstärker 35 verbunden, der das aufgenommene Signal verstärkt und gleichrichtet. Der Auslass des Verstärkers 35 jsb mit einer Spule 36 verbunden» Die Spule 36 umgibt ein Ende eines f eiTO-raagnetischen Kerns 37* der, wenn durch die Spule ein genügend starker Strom fließt, in die Spule hinein gegen die Wirkung einer Peder 38 gezogen wird, die normalerweise den ferro-magnetisohen Korn in einer bestimmten Stellung in Bezug auf die Spule hlilto Der ferro-magnetische Kern 37 ist drehbar mit einem Hebel 39 verbunden, der seinerseits um eine Achse 40 drehbar ist und an seinem gegenüberliegenden Ende drehbar mit einer Stange 41 verbunden ist, die ihrerseits wieder drehbar an einem Arm 42 angelonkt ist, dor mit einer Achse 43 verbunden ist, um die ein zu dom Fahrzeug gohörigQß Vorderrad 44 schwenkbar is-Cp Die Schwenkbewegung don Vorderrades 44 wird auf das andere Vorderrad 46 des Fahrzeuge mittels oinor Spurstange 45 übertragene

In der Zeichnung iat dio Lenkeinrichtung in ihrer Ruhestellung dargestellt, d„hö in dor Stellung> die dem Fall entspricht, dass

kein Signal derjenigen Frequenz., die die Bewegung der Lenkeinrichtung steuert., der Schfeife II zugeführt wird«. Wenn die Vorrichtung in Betrieb ist und sich, das Lenkrad 24 (Figo 2) in seiner neutralen Stellung befindet* wird die Schleife Il von einem Strom solcher Stärke durchflossen., dass der ferro-magnetische Kern j57 um ein gewisses Maß in die Spule 36 hineingezogen wird* so dass die Vorderräder 44 und 46 in eine Stellung geschwenkt werden, die einem Geradeausfahren des Fahrzeugs entspricht* Wenn das Lenkrad 24 aus der soehen Beschriebenen Stellung nach rechts gedreht wird* nimmt die der Schleife zugeführte Amplitude zu» wodurch die Spule 36 eine grössere Zugkraft auf den ferro-magtietlschen Kern 57 ausübt» so dass die Räder 44 und 46 nach rechts geschwenkt werden,, Wenn das Lenkrad 24 aus der neutralen Stellung nach links gedreht wird, wird der Schleife weniger Energie zugeführt, wodurch d\e Vorderräder 44 und 46 nach links geschwenkt werden«.

Der Auslass des Verstärkers 35 ist ausserdem an eine zwel'co Spule 4? angeschlossen, die ein Rohr 48 aus Isoliermaterial!» beispielsweise Kunststoff, umgibfc_e Das Rohr 48 ist um eine Achse 49 drehbar gelagerte Innerhalb des Rohres 48 befindet sich eine stark niagnetisisrte. Stange 50 aus einem Material mit einer hohen Koerzitivkraft _o Die 33nden der Stange 50 sind In der Weise

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dass die gesamte Stange im wesentlichen die Form eines Rotations-Ellipsoids hat_o Diese Stange hat ₉ wie in der Zeichnung angedeutet, einen magnetischen Nordpol an einem Ende und einen Südpol an ihrem anderen Ende« Wenn die Spule 47 von dem Verstärker 35 mit Strom versorgt wird, wird ein magnetisches Feld gebildet, das in der angedeuteten Weise einen Südpol an einem Ende und einen Kordpol an dem anderen Ende der Spule hat» Wenn dieser Strom stark genug ist, wird die Stange 50 in die Spule hineingezogen, und »regen der kinetischen Energie*die der Stange innewohnt, wenn sie ihre Gleichgewichtsstellung in Bezug auf die Achse 49 erreicht hat, setzt die Stange ihre Bewegung fort, so dass das Rohr gekippt wird und eine geneigte Lage In der anderen Richtung einnimmt« Durch diese Bewegung wird ein Wechselschalter betätigt, der zwei bewegliche Kontaktarme 51 und 52 und vier feste Kontakte 55, 54,

55 und 56 aufweist«, Die Kontakte 53 und 56 sind, wie dargestellt, an eine Stromquelle (Batterie 57) angeschlossen, die aum Antrieb des Fahrzeugs dient« Die Batterie liefert zunächst Strom an ein Potentiometer 58, dessen beweglicher Kontakt 59 mit den Kontakten

56 und 53 des Wechselschalters 51 bis 56 verbunden ist_u Weil das Rohr 48 von einer Lage in die andere gekippt wird, ändert der IStrom> der «durch einen Motor 60 fliesst^ >=seine»Riehtung_ö Der Möt<>i· diont zum Antreiben des Fahrzeugs„ Die Änderung der Stromrichtung

bewirkt eine Änderung der Drehrichtung des Motors_o Die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ändert sich daher von vorwärts auf rückwärts ο Wenn das nUchstemal ein so starker Strom durch die Spule 49 geht* dass die Stange 50 in die Spule hineingezogen wird, kippt das Rohr 48 wieder in seine erste Stellung* "ad dadurch wird die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs von rückwärts in vorwärts geändert« Der von dem Verstärker 35 koEmende Strom ist normalerweise nicht stark genug, die soeben beschriebenen Vorgänge zu bewirken,. Nur wenn der Hebel 27 (Figo. 2) betätigt wird und von seiner einen Stellung in die andere bewegt wird, so dass der Kontakt 26 zeitweise den Kontakt 28 berührt^ ist der· Strom in der Schleife 11 so stark_s dass das Rohr 48 von einer Stellung in die andere kippt» Wenn daher der Hebel 27 seine Stellung für Vorwärtsfahrt einnimmt und in di;? entgegengesetzte Stellung bewegt wird, wird das Rohr 48 gedreht und dadurch die Be^agungsrichtung des Fahrzeugs von vorwärts nach rückwärts geänderte Wenn der Hebel 27 in seine Stellung für Vorwärtsfahrt zurückbewegt wird, v/ird wiederum ein starker Stromimpuls der Schleife zugeführt, so dass das Rohr 48 In seine erste Stellung zurückgekippt wirdo Die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ändert sich dann von rückwärts auf vorwärts6

EnipfUngermlttel JiI öes Fahrzeugs weisen eine für magnetische

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die durch eine Spule 62 umgeben ist«. Die Spule 62 ist mitteln eines Kondensators 63 abgestimmt auf die Frequenz, die durnh den. ^Oszillator· 15 In dem zugehörigen Steuerpult 20 srssugfe trfttra« Di^ von der Spul© 62 kommende Signalspannung wird einem transistor!- oierten Verstärker 64 zugeführt., der diese Signaispannung ver- «tlirkt und gleichrichtet« Der Auslass des Verstärkers 64 ißt mit einer Spule 65 verbunden, die einen ferro-magnetisohen Körn umgibt, der durch ©ine Feder 67 xn einer bestimmten, neutralen Stollunig gehalten v/ird, wenn der Spule 65 kein Strom zugeführt wird* Dor ferromagnetische Kern 66 ist mit einem Hebel 68 drohbar verbunden^ der um sine Achse 69 drehbar ist und den beweglichen Kontakt 59 des Potentiometers 58 trägt« Damit ist dar dom Motor 60 zugeführte Strom abhängig von der Stellung des faeviQgiiohen Kontakts 59 und, wegen der Verbindung des beweglichen Kontakts mit dem ferro-magnetischen Kern 66» auch von der Spannung, die der Schleife 11 von. dem Oszillator I3 in dem zugehörigen Steuerpult (Figo 2) sugeführ-t wird*

Mit Hilfe des Beschleunigungspeäals 17s des Lenkrads 24 und des Handsohalthebeis 27 ist es möglich^ die Fahrbevregungea des Fahrzeugs von dem Steuerpult (Figo 2} ^e nach Wunsch zu steuern«. Da das Feld innerhalb der Schleife Il la wesentlieiien gleichförmig und konstaat ist, wenn die von dein Verstärker 12 abgegebene Ar:-» plitude In geeigneter Weiss eingestellt 1st* ist es siSgiish* das Fahrzeug sit einer konstanten Geschwimügkeiv über die gesamte

durch die Schleife 11 umgebene Fläche zu fahren, wenn dlo Stellung des Bcschleunigungspedals 17 konstant gehalten wird, und dao Fahrzeug führt auch geradeaus vorwärts, wenn das Lenkr&d 2h in äuinär neutralen Stellung gehalten wird.

( an der Vorrichtung gemäss Figo 3 kann eine auf bestimmte Amplituden ansprechende Einrichtung, wie eine Zenerdioä© 70, mit der v- Spule 47 in Reihe geschaltet sein, wobei diese Einrichtung verhindert, dass Strom zu der Spule 47 durchgeht, sofern nicht die Spannung am Auslass des Verstärkers 35 einen bestimmten Wert überschreitet» Wenn der Hebel 27 (Fig_e 2) von einer Stellimg in die andere bewegt wird, wird die Spule 36 natürlich mit einem stärkeren Strom versorgt, als er normalerweise nur zur DürchfUh-, rung der Lenkfunktion auftritt. Das bedeutet, dass die Räder 44 und 46 nach rechts bis zum größten Ausschlagwinkel geschwenkt Werden* Dieser Umstand ist jedoch unschädlich, weil während der Änderung der Bevregungsrichtung von vorwärts nach rückwärts das Fahrzeug stillsteht uad daher ein zeitweiliges Verschwenken der Räder zulässig lst_o Die Frequenzen, die sich für die verschiedenen Signale als günstig erwiesen haben, die der Schleife 11 zugeführt werden, liegen zwischen 1 und 30 KHz₀ Bei dein dargestellten Ausführungsbeispiel sind acht Kanäle erforderlich* und in. Bezug auf die Frequenzen können diese Kanäle wie folgt verteilt

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werden« 3 kHz, 4 kHz, 5,2 kHz, 6_P7 kHss, 8,7 kHz_fl 10,4 kHz, 12,5 kHz und 15 kHz«

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tiBchen Stange 50 und der Spule 47 kann irgendeine andere, auf ' bestimmte Amplituden ansprechende Schwenkvorrichtung vorgesehen sein«, Eine solche Schwenkvorrichtung kann beispielsweise ein Relais mit magnetischem Nebenschluß oder Irgendeine andere Schaltvorrichtung aufweisen, die ZoB₀ aus zwei in an sich bekannter Weise miteinander verbundenen Relais besteht_o Die Schwenkvorrichtung sollte jedoch immer so ausgelegt sein, dass >° * ^u sie durch einen Stromimpuls in eine Lage oder Bedingung und durch

_£ den nächsten Stromimpuls in der gleichen Richtung in die andere , *ffl Lage gebracht isrird» Es ist auch möglich, eine elektronisch arbei-5«;n tende Schwenkvorrichtung mit einer ähnlichen Arbeitsweise zu " verwenden

Der Antrieb des Fahrzeugs muss nicht notwendigerweise mittels eines elektrisch betriebenen Motors 60 erfolgen* Anstelle eines solchen Motors kann jedes Fahrzeug mit einer kleinen Dieselmaschine versehen sein, wobei die Geschwindigkeit de3 Fahrzeugs in an sich bekannter Weise durch Steuerung von Kraftstoff-Drosselventilen gesteuert werden kann_o Die Steuerung sollte in einem solchen Fall mit dem iTerro^magnetisehen Kern 66 in der Spule

(Figo ?) rsrbunden sein« In dem letzteren Fall muss zwischen ''" » $em Motor und dem Antriebsrad des Fahrzeugs eine mechanische

Kupplung vorgesehen sein, und die Betätigung dieser Kupplung f -kann mittels eines dritten Frequenzkanals für dieses Fahrzeug

/gesteuert werden, wobei dieser Frequenzkanal an die Schleife II

(angeschlossen ist» Das Steuerpult (Figo 2) sollte in diesem Fall mit einem dritten Oszillator versehen sein* und der Aus-

lass dieses Oszillators muss mit dem gemeinsamen Verstärker

^!j(Flgo 1} über einen in dem Steuerpult vorgesehen Kontakt verbunden sein, der durch einen Kupplungshebel betätigt wird. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel muss auch eine Bremsvorrichtung für jedes Fahrzeug vorgesehen sein» Die Bremsvorrichtung braucht jedoch nicht durch einen besonderen Kanal gesteuert zu werden* ßondsrn sie kann über denselben Kanal wie dt* Geschwindigkeitssteuerung gesteuert werden,. Wenn das Beschleuni- i.) gungspeäal in. seiner neutralen Stellung ist, kann die Brems.© , in Wirkungssfcelluiig seinj, und sie kann so angeordnet sein, dass

sie gelöst wird₅ sobald irgendein Signal von dem Oszillator der Schleife Il zugeführt vrird« Auch die Kupplung Itann in einer· ähn3.ichen Weise betätigt Herden» Die Kupplung sollte dann gelöst sein,, wenn kein Signal von. dorn Oszillator 13 koünnfe^ aber »bald ein solches Signal erzeugt wird,sollte die Kupplung ansprechen und suaa Eingriff gebracht werden_D In diesem Fall ist ss mögliche einen dritten Kanal sur Steuerung der Kupplung zu vermeiden _β

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Obwohl die beschriebene Vorrichtung besonders für Automodelle geeignet ist, Χ&ώά sie auch für andere Fahrzeuge verwendet werdeno Die Schleife II kann ζ_βΒ_β um ein Wasserbassin herumgelegt sein, und die Fahrzeuge können aus kleinen Schiffen bestehen, die in dem Bassin betrieben werden_o

Die Veränderung der Amplituden, die von den verschiedenen Oszillatoren 13 und 14 (Figo 2) abgenommen werden, kann auch auf andere Weise als durch Potentiometer erfolgen,, Es ist ζ_βΒ_β möglich, die Oszillatoren derart auszubilden, dass durch Zuführung wechselnder Betriebsspannungen zu diesen Oszillatoren diese entsprechend unterschiedliche Auslassamplituden erzeugen,, Die Oszillatoren können auch mit Rücklcopplungsschaltungen ausgestattet sein, die in unterschiedlicher Weise betätigt werden, um die Auslassamplituden der Oszillatoren in gewünschter Weise zu vorandorn.

Claims (3)

- 14 - no-ö-10 / 8.3.1972 Schutzansprüche

1. fahrzeug mit elektriscliem Eigenantrieb für ein Verkehrsspiel, bei dem eine elektrische Leiterschleife die Oberfläche umgibt, auf der das Fahrzetig betrieben v/erden soll, das mit induktiv arbeitenden Empfangsvorrichoungen ausgerüstet ist, die jeweils mindestens eine Funktion wie Lenken und Anhalten steuern und die auf jeweilo eine "bestimmte Frequenz verschiedenfrequenter Weeiiselspannungen abgestimmt sind, mit denen die Leiterschleife von einem Steuerpult aus über veränderbare Potentiometer beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Empfangseinrichtung (32) im Fahrzeug ZVX Fahrzeuglenkung über den verschiebbaren Kern (37) einer Spule (36) auf ein Hebelgestänge (39 bis 43) wirkt, das übe:: eine Spurstange (45) zwei z^ lenkende Räder (44, 46) betätigt.

2. Fahrzoug nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

ze ichne t, daß eine zweite Empfangseinrichtung (61) im Fahrzeug zur Steuerung von Anfahrt und Halten und zur Geschwindigkeitssteuerung über den verschiebbaren Kern (66) einer Spule (65) und einen Hebel (68) den bewegliehen Kontakt (59) eines Potentiometers (58) betätigt, das parallel zu einer fahrzeugeigenen Batterie liegt und daß der bewegliche Kontakt (59) mit einem Pol des Fahrzeug-Antriebsmotors (60) verbunden ist.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Empfangseinrichtung (32) ein etwa mittig angelenktes geschlossenes Rohr (48), dessen eines

' Ende mit einer Schaltstange zur Kontaktumschaltung für Vor-..amduRückwärtslauf des Motors (60) verbunden ist, dadurch von der einen in die andere Kontaktgabestellung zu kippen gestattet- ^ Λη,β im Rohrinneren eine dauermagnetische Stange (50) "bzw. ein Stabmagnet angeordnet ist, (die)der von einer das

Rohr (48) umgebenden "und üiii der Empfangseinrlchtmig (32) "verbundenen Spule (47) "bei "bestimmten Empxangsstronstößen im Rohr ηΐη- und herscnie"obar ist.