GEGENSTAND DER ERFINDUNG
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Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen eines elektrischen
Spielzeugwagens, speziell bei denjenigen deren Stromversorgung über die
Hauptschienen erfolgt, wobei diese Führungsrillen für diese Wagen aufweisen, die in
Metallschienen eingearbeitet sind, die die Kontakte für die Stromversorung der
entsprechenden Wagen bilden, deren Geschwindigkeit sich abhängig von der
angelegten Spannung dieser elektrisch leitenden Schienen mit Hilfe eines
Spannungsreglers oder Spannungsumformers, mit denen jeder Steuerschalter
ausgerüstet ist, ändern kann.
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Im Dokument EP-A-P 553 565 ist ein Beispiel gegeben.
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Die Verbesserungen der Erfindung haben das Ziel, durch eine spezielle Konstruktion
in der Rillenschiene eine wesentliche Erhöhung der durchschnittlichen
Geschwindigkeit zu erzielen, die der Wagen erreichen kann, ohne den Motor
abändern zu müssen.
VORGESCHICHTE DER ERFINDUNG
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Wie bekannt sind Spielzeugwagen dieser Art an der Vorderseite ihres Wagengestells
und mittig mit einem Führungsmechanismums versehen, der aus einer kleinen,
drehungsfrei montierten Scheibe am Wagengestell besteht. Aus dieser Scheibe ragt
nach unten ein Flachzapfen heraus, der dafür vorgesehen ist, in die entsprechende
Rille der Rillenschiene, auf der der Wagen fahren muss, einzugreifen. Beide Seiten
dieses Zapfens sind mit Bürsten versehen, die im ständigen Kontakt mit den elektrisch
leitenden Schienen stehen, in der die oben erwähnten Rillen eingearbeitet sind, und
die ordnungsgemäss an einen elektrischen Mikromotor angeschlossen sind, der im
oben erwähnten Wagengestell installiert ist. Die Geschwindigkeit des Fahrzeuges
hängt, wie oben erwähnt, von der zum entsprechenden Zeitpunkt am entsprechenden
Paar der elektrisch leitenden Schienen angelegten elektrischen Spannung ab.
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Elektrische Spielzeugwagen dieser Art können infolge ihres geringen Gewichtes, etwa
80 Gramm, theoretisch sehr hohe Geschwindigkeiten erreichen, die in der Praxis
infolge des kurvenreichen Oesigns der Rillenschienen nicht erzielt werden. infolge der
Zentrifugalkraft trennt sich der Wagen in den Kurven von der Schiene, wenn eine
bestimmte Geschwindigkeit überschritten wird. Dies ist darauf zurückzuführen, dass
der Führungszapfen nicht mehr in der entsprechenden Führung zurückgehalten wird
und zwar genau gesagt infolge des geringen Gewichtes des Wagens an seinem
Vorderteil; weshalb diese Spielzeugwagen besser mit Hinterradantrieb funktionieren.
Aus diesem Grund und, da der Führungsmechanismus am Vorderteil des
Wagengestellt liegt, ist der Antriebs-Mikromotor auch nahe seiner Hinterachse
angebracht.
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Diese starke Verlagerung des Schwerpunktes des Wagens nach hinten führt zu der
Einschränkung der Geschwindigkeit in den Kurven, während die Beschleunigung nach
den Kurven auch durch das sehr geringe Gewicht des Wagens herabgesetzt wird,
was bedeutet, dass die Antriebsräder ins Gleiten kommen und der Wagen langsamer
beschleunigt.
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Zwecks Lösung dieses Einrastungsproblem in den Schienen sind Wagen dieser Art
bekannt, die nahe ihres Hinterteils und der Antriebsachse mit einem Dauermagnet
ausgerüstet sind, die das Wagengestell gegen die elektrisch leitende Metallschiene
drücken und demzufolge die Räder gegen die Hauptgleise, wodurch zweifellos der
Eingriff verbessert wird und, demzufolge auch die Geschwindigkeit beim
Beschleunigen. Die durchschnittliche Geschwindigkeit ist aber weiterhin eingeschränkt
aufgrund des weiter oben erwähnten Problems hinsichtlich der Instabilität in den
Kurven.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die mit dieser Erfindung vorgeschlagenen Verbesserungen überwinden die oben
erwähnten Schwierigkeiten durch eine wesentliche Verbesserung der Wagenstabilität
in den Kurven und demzufolge wird eine bedeutende Erhöhung der durchschnittlichen
Geschwindigkeit desselben in einem spezifischen Kreis erreicht, Erhöhung, die mehr
als 50% betragen kann.
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Um dieses zu erreichen und die Konstruktion eines konventionellen elektrischen
Spielzeugwagens dieser Art beizubehalten, und zwar hinsichtlich seines
Fahrgestelles, der Anordnung des Führungsmechanismus, des Rückradantriebes, der
Motoreigenschaften und der Ausrüstung mit einem Dauermagnet, um den Halt der
Antriebsräder gegen die Schienen zu verbessern, besteht diese Verbesserung in einer
wesentlichen Verlagerung des Schwerpunktes des Wagens zum vorderen Ende
desselben, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht, das dazu beiträgt, dass der
Führungszapfen in der entsprechenden Rille gehalten wird, grösser ist, wodurch auch
die Geschwindigkeit grösser ist, die zur Auskupplung notwendig ist und demzufolge
die Kontrolle über den Wagen verloren geht.
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Genauer gesagt, um dieses zu erzielen, ist vorgesehen, dass der elektrische Antriebs-
Mikromotor des Wagens, der einer der schwersten Komponenten desselben ist, an
der Vorderseite des Wagengestells direkt hinter dem Führungsmechanismus installiert
wird.
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Hierfür sind zwei grössere Änderungen im allgemeinen Zusammenhang mit dem
Wagengestell notwendig, und zwar einerseits die Aufteilung der Vorderachse, d. h. der
nicht drehbaren Achse mit dem Ziel, den Elektromotor hinter den beiden Vorderrädern
des Fahrzeuges anzubringen, und andererseits, um einen handelsüblichen
elektrischen Mikromotor verwenden zu können, der Einbau einer
Verlängerungsstange, die an der Motorwelle angekuppelt werden kann und am
entsprechenden Antriebsritzel für den Zahnkranz der hinteren Antriebsachse endet
sowie ein Stabilisierungslager für besagte Stange nahe dem oben erwähnten Ritzel.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Zur Ergänzung der Beschreibung und, um die Eigenschaften der Erfindung besser
verständlich zu machen, wird vorliegende, beschreibende Aufstellung als Bestandteil
derselben beigefügt, anhand einer Reihe von Zeichnungen, die folgendes darstellen,
ohne illustrativ eine Einschränkung zu bedeuten:
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Fig. 1 zeigt eine Draufsicht des Fahrgestelles eines elektrischen Spielzeugwagens,
der übereinstimmend mit den Verbesserungen. Gegenstand vorliegender Erfindung,
hergestellt wurde.
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Fig. 2 zeigt eine Ansicht desselben Fahrgestelles von unten.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGEN DER ERFINDUNG
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Aus diesen Figuren ist zu erkennen, wie ein elektrischer Spielzeugwagen, der
übereinstimmend mit den Verbesserungen, Gegenstand der Erfindung, hergestellt
wurde, mit einem Fahrgestell (1) gebaut ist, auf dem die entsprechende Karosserie
aufgebaut wird, die nicht dargestellt ist. Dieses Fahrgestell (1), genau wie bei den
konventionellen Wagen, ist mit einer Hinterachse (2) versehen, an der die
Antriebsräder (3) angebracht sind. Zu diesem Zweck besitzt besagte Achse (3) einen
Zahnkranz (4), in den der Antriebsritzel (5) eines elektrischen Mikromotors (6)
eingreift, der über die elektrisch leitenden Gleise versorgt wird, die auf den
tatsächlichen Hauptgleisen definiert sind. Die Vorderräder (7) drehen frei und haben
an ihrem vorderen Ende einen Führungsmechanismus, der in einer Scheibe (8)
besteht, die drehungsfrei auf einen Drehzapfen oder vertikalen Achse (9) montiert ist,
versehen an ihrer Unterseite mit einem Längszapfen (10); demzufolge in
Seitenrichtung zeigend, der dafür vorgesehen ist, sich in der entsprechenden Rille des
Hauptgleises fortzubewegen. An oben erwähnter Scheibe (6) sind auch an der
Unterseite und an beiden Seiten des Zapfens (10) Bürsten (11) angebracht, die unter
Normalbedingungen einen ständigen Kontakt mit den elektrisch leitenden Schienen
haben, die die entsprechenden Führungsrillen aufweisen und die, mit den
entsprechenden Kabeln (12) den elektrischen Mikromotor (6) mit einer regulierbaren
Spannung versorgen, die für jede Führungsrille eines spezifischen Wagens von einem
entsprechenden Steurungsregler eingestellt werden kann.
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Wenn man von dieser grundlegenden und konventionellen Konstruktion ausgeht
besteht die Verbesserung der Erfindung in der Verlagerung des elektrischen
Mikormotors (6), der in der konventionellen Ausführung die Position der in der Figur
mit gestrichelten Linien angegebenen Oarstellung einnimmt, wo er die Referenz (6')
trägt, nahe hin zum vorderen Ende des Wagengestells (1), wo er direkt hinter dem
Führungsmechanismus (8) installiert wird, so dass der Schwerpunkt des Wagens sich
wesentlich dem Führungszapfen (10) nähert, um so die Geschwindigkeit bedeutend
zu erhöhen, die notwendig ist, damit der Wagen entgleist.
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Diese spezielle Anordnung des elektrischen Mikromotors (6) verlangt wie speziell aus
Fig. 1 zu ersehen ist, dass die Vorderachse des Wagens, die den Nichtantriebrädern
(7) entspricht, in zwei Teile aufgeteilt wird (13-13'), die physisch voneinander
unabhängig sind und zwischen denen besagter Motor (6) angeordnet ist.
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Zusätzlich und mit bezug auf die Antriebsübertragung auf die Hinterachse (2) ist es
notwendig, eine Verlängerungsstange (14) einzubauen, die an die Kraftabgabewelle
(15) des Motors (6) über irgendein passendes Mittel angekoppelt ist, wie zum Beispiel
unter der Zusammenwirkung mit einer Schraubenfeder (18), die durch ihre eigene
Federkraft dazu neigt, auf der Welle (15) und der Stange (14) gedrosselt zu werden,
Stange, die an ihrem anderen Ende am konventionellen Antriebsritzel (5) für den
Zahnkranz (4) der Antriebsachse (2) endet.
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Ausserdem und um die Verlängerungsstange (14) ordnungsgemäss zu stabilisieren,
ist vorgesehen, dass ein Führungslager (17) hierfür, das an einem Querspant (18) des
Wagengestells montiert ist, nahe seines hinteren Endes angepasst wird.
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Gemäss dieser Konstruktion und wie schon oben erwähnt, ohne weder den
elektrischen Mikromotor (6) des Wagens oder sein Gewicht zu ändern, wird erreicht,
dass der Mikromotor mit grösserer Intensität auf das Vorderende desselben einwirkt,
wodurch die Entkupplung des Führungszapfens (10) in den Kurven aus der
entsprechenden Rille erschwert wird, weshalb es möglich ist, dass die Kurve mit einer
wesentlichen höheren Geschwindigkeit genommen werden kann. Diese Verlagerung
des Schwerpunktes nach vorne bringt aber ein geringeres Gewicht des Wagens im
hinteren Bereich mit sich, was sich negativ auf das Angreifen der Antriebsräder (3)
und, demzufolge, auf die Beschleunigungsbedingungen auswirken würde. Aus diesem
Grund ist vorgesehen, den konventionellen Magnet (19), der das hintere Ende des
Wagengestells nahe gegen die Schienen drückt und, demzufolge, die Antriebsräder
(3) gegen die Fahrfläche, durch einen neuen mit einer grösseren Leistung zu
ersetzen.