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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf Kinder-Aufsitzfahrzeuge, insbesondere
auf eine Radmontage-Anordnung zur Verwendung in einem solchen Fahrzeug,
um unterschiedlich große
Räder aufzunehmen
und einen einfachen Zusammenbau zu ermöglichen.
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Hintergrund der Erfindung
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Kinder-Aufsitzfahrzeuge
gibt es in verschiedener Formgebung und verschiedenen Größen. Zusätzlich zu
den Variationen in Formgebung und Größe unterscheiden sich die Fahrzeuge
oft in ihrer thematischen Ausgestaltung. Beispielsweise entwirft und
stellt Mattel, Inc. eine Anzahl von solchen Kinder-Aufsitzfahrzeugen
mit verschiedenartiger Formgebung, Größe und thematischer Ausgestaltung
her. Ein Fahrzeug für
Kinder im Alter zwischen 3 und 7 Jahren, die bis zu 59 Kp (130 lbs)
wiegen, ist z.B. der Jeep® Sand Blaster®; ein
Fahrzeug für
Kinder in der Altersstufe zwischen 3 und 7 Jahren, die bis 29,5
Kp wiegen, ist z.B. der Suzuki® Quad Racer® 900;
und ein Fahrzeug für
Kinder in der Altersstufe zwischen ½ bis 6 Jahren, die bis zu
22,7 Kp wiegen, ist bspw. der Lil Sand Blaster®, um
nur einige zu nennen.
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Während jeder
dieser Fahrzeugtypen hinsichtlich seiner Größe, seiner Formgebung und seiner
thematischen Ausgestaltung einzigartig ist, gibt es Ähnlichkeiten
unter einigen Designs, die die Herstellung eines oder mehrerer Bauteile
ermöglichen, das/die
bei verschiedenen Fahrzeugtypen austauschbar eingesetzt werden kann/können. Die
Verwendung des gleichen Bauteils bei verschiedenen Fahrzeugtypen
reduziert sowohl die Ingenieurkosten als auch den Herstellungsaufwand.
Beispielsweise muss der Hersteller nur einen Typ eines elektrischen Systems
herstellen, das dann in verschiedene Fahrzeugtypen eingebaut werden
kann. Als allgemeine Regel ist es wünschenswert, die Austauschbarkeit von
Bauteilen unter verschiedenen Fahrzeugtypen und Designs zu maximieren.
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Die
US 4850929 (Genevey) zeigt
ein handgehaltenes Kinderspielzeug mit Drehachsen 2, die es gestatten,
dass ein Kind die Achse innerhalb eines bestimmten Bereichs von
Positionen bzgl. des Körpers
des Spielzeuges anbringen kann. Die
US 4,709,958 (Harrod),
die die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale
beinhaltet, zeigt ein Aufsitzfahrzeug 11 für Kinder und ein Verfahren zum
Zusammenbau eines vorderen Abschnitts 13 und eines hinteren Abschnitts
14 des Fahrzeugs. Die
US 4,573,941 (Holden)
zeigt eine handgehaltenes Kinderspielzeug mit einer Griffstange
26 an einem Steuerhebel 15, wodurch das Kind das handgehaltene Spielzeug
steuern kann.
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Zusätzlich zu
den drei allgemeinen, oben erwähnten
Fahrzeugtypen werden noch eine Anzahl von Variationen jedes dieser
Typen hergestellt. Beispielsweise gibt es verschiedene Ausführungen
auf der Basis des Jeep®-Stils, bei denen jedes Modell verschiedene
Zubehörteile
beinhaltet, um ein unterschiedliches Erscheinungsbild zu schaffen.
Ein solches Zubehör,
das von Modell zu Modell variiert, ist die Größe der Räder. Ein Jeep im Off-Road-Stil bspw. kann größere Räder und
größere Bodenfreiheit
haben. Daraus folgt, dass der Unterbau, der als Lager für solche
Räder dient,
zwischen und unter den verschiedenen Fahrzeugen variiert, was die
Designkosten und die Montagezeit für das Fahrzeug erhöht. Deshalb
gibt es ein erhebliches Bedürfnis
nach Standardisierung des Unterbaus von Kinder-Aufsitzfahrzeugen
mit verschiedenen Abmessungen, derart, dass Herstellung und Zusammenbau
der Fahrzeuge effizienter durchgeführt werden kann und die dadurch verursachten
Kosten reduziert werden können.
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Unter
Berücksichtigung
der geschilderten Probleme, ist es eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine neue Radmontageanordnung zu schaffen, die so angepasst
werden kann, dass sie Räder
verschiedener Größen ohne
Modifikation des Körpers
des Fahrzeugs aufnehmen kann.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Radmontageanordnung
zu schaffen, die in mehr als nur einem Typ oder Modell eines Aufsitzfahrzeuges
Verwendung finden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anordnung
zu schaffen, die die oben erwähnte
Ergebnisse erreicht und dennoch ökonomisch
in der Herstellung dadurch ist, dass man relativ wenige Teile benötigt und
die einfach im Formverfahren aus Kunststoff hergestellt werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es eine Radmontageanordnung zu
schaffen, die keine besonders genau hergestellten Teile benötigt und
die einfach an den Rest des Fahrzeugs montierbar ist.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht schließlich darin, eine Struktur
zu schaffen, die robust genug ist, um die in der Benutzungsumgebung
zu erwartenden Beanspruchungen zu tolerieren.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Diese
und andere Aufgaben werden von einem Kinder-Aufsitzfahrzeug gelöst, wie
es im Patentanspruch 1 beansprucht ist.
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Viele
andere Merkmale, Vorteile und weitere Aufgaben der vorliegenden
Erfindung werden denjenigen deutlich, die sich in dieser Technik
auskennen, wenn sie die beigefügte
detaillierte Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen heranziehen,
in denen bevorzugte Ausgestaltungen als illustrierende Beispiele
dargestellt sind, die von den grundsätzlichen Lösungsmerkmalen der vorliegenden
Erfindung Gebrauch machen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische
Darstellung eines Kinder Aufsitzfahrzeuges, das entsprechend der vorliegenden
Erfindung konstruiert ist. Der Kühlergrill,
wie er auf der Frontseite des Fahrzeugs in dieser Figur dargestellt
ist, ist ein eingetragene Marke der Chrysler Cooperation.
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2 ist eine perspektivische
Darstellung der Front eines Körpers
und eines Rahmenteils gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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3 ist eine Schnittdarstellung
durch eine Radmontageanordnung und eine Zunge gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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4 ist eine Explosionsdarstellung
der Radmontageanordnung und der Zunge der 3.
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5 ist ein Schnitt in der
Ebene 5–5
der 3.
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6 ist eine Aufsicht in der
Ebene 6–6
der 3.
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7 ist eine Schnittdarstellung
durch eine Radmontageanordnung und eine Zunge mit einem größeren Rahmen.
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8 ist eine perspektivische
Darstellung eines Spritzgusskörpers
und eines Rahmenteils mit einem größeren Rahmen.
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Beschreibung des bevorzugten
Ausführungsbeispiels
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Ein
Kinder-Aufsitzfahrzeug, das entsprechend der vorliegenden Erfindung
aufgebaut ist, ist mit dem Bezugszeichen 10 in 1 dargestellt. Der an der
Frontseite des Fahrzeugs der 1 dargestellte
Kühlergrill
ist eine eingetragene Marke der Chrysler Cooperation. Das Fahrzeug 10 beinhaltet einen
Körper 12,
der vorzugsweise einstückig
aus Kunststoff spritzgegossen ist. Verschiedene Anbauteile sind
dem Körper 12 zugeordnet,
wie z. B. ein Überrollbügel 14,
eine Windschutzscheibe 16, eine Stoßstange 18 und Räder 20.
Es soll darauf hingewiesen werden, dass Lageangaben in der folgenden Beschreibung
unter der Voraussetzung gemacht werden, dass das Fahrzeug sich in
einer aufrechten Position befindet.
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Wie
in 2 dargestellt, ist
im vorderen Bereich des Körpers 12 ein
Hohlraum 22 eingeformt. Der Hohlraum 22 erstreckt
sich von dem umgebenden Körper
nach unten und beinhaltet einen flachen Boden 24 und Wandungen 25,
die eine äussere
Begrenzung der Aussparung definieren. Eine kastenförmige, hohle
Ausrichtungszunge 26 erstreckt sich vom Boden der Aussparung
nach unten. Die Zunge 26 beinhaltet eine äußere Oberfläche 28,
die sich von einem großen
rechtwinkligen Querschnitt an ihrer Basis 30 beim Boden 24 zu
einem schmaleren rechtwinkligen Querschnitt an der Spitze 32 verringert. Insbesondere
sind die äußeren Dimensionen
des Querschnittes der Zunge beim bevorzugten Ausführungsbeispiel
etwa 152 mm × 51
mm an der Spitze und 178 mm × 51
mm im Basisbereich, wobei die Zunge etwa 51 mm lang ist.
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Diese
Geometrie entspricht einem Verjüngungswinkel
von etwa 5 Grad an jeder Seitenfläche der Zunge, obwohl auch
Verjüngungswinkel
zwischen 2 und 30 Grad geeignet sein können: Es ist davon auszugehen,
dass die Abmessungen des Querschnittes der Zunge in ihrem Basisbereich
irgendwo zwischen 25 × 102
mm und 203 × 610
mm liegen können.
Ein Paar von Löchern 34 sind
im Boden 24 eingebracht, die im allgemeinen benachbart
zu den seitlichen Ecken der Zunge 26 liegen.
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Eine
Radmontageanordnung 50 wird am Körper im unteren Frontbereich
montiert, um die beiden Vorderräder 20 am
Körper
zu halten. Dies ist in 2 und 3 dargestellt. Die Radmontageanordnung 50 beinhaltet
ein Rahmenteil 52, das vorzugsweise einstückig aus
Gründen
der Wirtschaftlichkeit und der Haltbarkeit aus Kunststoff spritzgegossen
ist. Das Rahmenteil 52 beinhaltet eine flache Oberfläche 54,
von der sich eine Ausrichtungsaussparung 56 nach unten
erstreckt. Die taschenähnliche
Aussparung 56 weist eine innere Oberfläche 58 auf, die sich von
einem größerem rechtwinkligen
Querschnitt in der Nähe
der oberen Oberfläche 54 bis
zu einem kleinerem rechtwinkligen Querschnitt in der Nähe eines Bodens 60 der
Aussparung verringert.
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Die
Aussparung 56 und die Zunge 26 können zusammen
als Positionierungsmechanismus betrachtet werden, um den Zusammenbau
des Fahrzeugs zu erleichtern. Dieser Positionierungsmechanismus
führt die
relative Ausrichtung der Radmontageanordnung und des Körpers, wenn
sie während des
Zusammenbaus des Fahrzeugs zusammengeführt werden. Wenn der Körper und
die Radmontageanordnung zusammengebracht werden, greift die Zunge
in die Aussparung ein und führt
den Körper und
die Radmontageanordnung in eine geeignete Relativposition zueinander.
Da die Aussparung 56 dazu dient, die Zunge 26 bei
der Montage des Fahrzeugs aufzunehmen, sind die inneren Abmessungen der
taschenförmigen
Aussparung derart ausgebildet, dass sie zu den äußeren Abmessungen der Zunge 26 passen.
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Die
Verjüngung
der Zunge 26 und der Aussparung 56 vereinfachen
erheblich den Zusammenbau des Fahrzeugs und vermindern dadurch die Montagekosten.
Da die äußeren Abmessungen
der Zunge an ihrem Ende etwa 13 mm weniger als die inneren Abmessungen
der Aussparung in deren Spitzenbereich sind, gibt es etwa 6 mm Spiel
zwischen dem unteren Ende der Zunge und den Kanten der Aussparung
am oberen Ende, wenn das untere Ende der Zunge in die Aussparung
eingeführt
wird. Dieses Spiel macht die Anfangspositionierung dieser Teile unkritisch
für den
Zusammenbau und verringert dadurch die erforderliche Zeit, um eine
einwandfreie Positionierung dieser Teile zu erreichen. Außerdem sind
die unteren äußeren Kantenbereiche
der Zunge 26 mit einem Radius von etwa 6 mm abgerundet,
was das Zusammenspiel zwischen Zunge und Aussparung noch weiter
vereinfacht. Wenn die Zunge weiter in die taschenförmige Aussparung
eingeführt
wird, bewirkt die Verjüngung
dieser beiden Bauteile, dass sie immer näher zueinander kommen, wodurch
diese Teile gegeneinander ausgerichtet werden, so dass ihre Endposition
automatisch präzise
erreicht wird.
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Es
soll darauf hingewiesen werden, dass die Zunge durch die Maßnahme der
beidseitigen Verjüngung,
sowohl seitlich (von Seitenwandung zu Seitenwandung) als auch in
der Längsrichtung
(von der Vorderseite zur Rückseite)
im Falle einer Fehlausrichtung des Körpers relativ zum Rahmen eine
Ausrichtungskorrektur in lateraler, longitudinaler Hinsicht und hinsichtlich
des Drehwinkels bewirkt. Außerdem
bewirken die großen
Dimensionierungen der Zunge und der Aussparung, wenn sie einmal
ineinandergreifen, ein erhebliches Maß an konstruktiver Stabilität, die erforderlich
ist, um Körper
und Rahmenteil während des
Gebrauchs des Fahrzeugs in richtiger Ausrichtung zu halten. Dies
bedeutet, dass die Anordnung von Zunge und taschenförmiger Ausnehmung,
wie sie oben beschrieben ist, sowohl konstruktive Vorteile während des
Gebrauchs hat, als auch Montageaufwand einspart.
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Wegen
der besonderen Unterstützung
der gegenseitigen Ausrichtung durch die beschriebene Anordnung von
Zunge und Aussparung, kann die Radmontageanordnung mit nur zwei
Schraubenbolzen 62 zuverlässig am Körper 12 gehalten werden. Wie
in den 4 und 5 dargestellt, erstrecken
sich die Schraubenbolzen 62 nach unten durch Löcher 34 im
Boden des Hohlraums 22 in Bolzenkanäle 64, die sich von
der Spitze zum Boden des Rahmenteils 52 erstrecken. Eine
Bolzenmutter-Aufnahme 66 ist am Boden jedes Bolzenkanals
eingeformt, um eine Mutter 68 zu halten, die vor dem Zusammenbau
der Teile dort hineingedrückt
wird. Dies ist in 4 dargestellt. Da
die Muttern vor dem Zusammenbau der Teile eingesetzt werden, braucht
derjenige, der die Radmontageanordnung mit dem Körper verbindet, lediglich den
Körper
auf die Radmontageanordnung aufzusetzen, die Schraubenbolzen einzuführen und
sie in die Muttern einzudrehen, um die Räder am Körper zu befestigen.
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Da
die beiden Seiten der Radmontageanordnung symmetrisch ausgelegt
sind, bezieht sich die folgende Beschreibung auf die linke Seite.
Dies ist in 4 auch so
dargestellt.
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Ein
Zapfenflansch 70 erstreckt sich von der unteren Seitenkante
des Rahmenteils 52. Eine Vertikalbohrung 72 ist
im seitlichen Ende des Flansches 70 angebracht, um eine
L-förmige
Spindel 74 aufzunehmen. Die Spindel 74 ist vorzugsweise
als ein Abschnitt einer Metallstange ausgebildet, die um 90° abgebogen
ist. Wenn sie im Rahmen positioniert ist, läuft das Rad auf dem horizontalen
Abschnitt 76 der Spindel, wobei der Vertikalabschnitt 78 eine
Gelenkachse zum Lenken bildet.
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Wie
in 3, 4 und 6 dargestellt
ist, ist eine Steuerstange 80 an der Radmontageanordnung
auf der Bodenseite des Rahmenteils 52 montiert. Die Steuerstange 80 erstreckt
sich zwischen den Spindeln auf jeder Seite des Fahrzeugs und beinhaltet Bohrungen 82 an
jedem Ende, durch die die Spindeln durchlaufen. Da das Gewicht des
Fahrzeugs etwa an der seitlichen Kante des Reifens auf die Erde übertragen
werden, die abseits des Punktes liegt, an dem die Spindel mit dem
Rahmenteil verbunden ist, wird auf die Spindel ein erhebliches Drehmoment
ausgeübt,
wenn das Fahrzeug voll beladen ist. Die Steuerstange 80 sorgt
für zusätzlichen
Halt am Rahmenteil, um zu verhindern, dass die Spindeln das Rahmenteil verbiegen,
wenn das Fahrzeug schwer beladen ist. Die Steuerstange 80 deckt
auch die Muttteraufnahmen 72 ab, um zu verhindern, dass
die Muttern vor der Montage einer Radmontageanordnung am Körper herausfallen.
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Ein Übertrager 90 ist
an jeder Spindel befestigt, damit die Spindeln zur Lenkung sich
um ihre Achse drehen können.
Dies ist in 6 dargestellt. Der Übertrager 90 beinhaltet
einen Spindelarm 92, der über den horizontalen Abschnitt
der Spindel zwischen der Innenseite des Rades und der 90°-Abbiegung passt,
und einen Lenkarm 96, der sich nach hinten zur Rückseite des
Fahrzeugs erstreckt. Eine Zugstange 100 erstreckt sich
zwischen den Lenkarmen der Übertrager
auf jeder Seite, um die Räder
zu verbinden. Die Zugstange 100 wird von einem Lenkhebel 102 zur
Lenkung der Räder
Seite an Seite betätigt,
der sich durch eine Aufnahme 104 zwischen den Enden der
Zugstange 100 erstreckt.
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Die
oben beschriebene Lenkgeometrie legt die Lenkachse für die Räder in die
Nähe der
Innenkante der Räder.
Durch die Anordnung der Lenkachse in der Nähe der Räder wird die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung
des Rades während
seiner Lenkbewegung gegenüber
einer Positionierung der Drehachse reduziert, wenn diese näher zur
Mitte des Fahrzeugs angeordnet wäre.
Da das Rad während des
Lenkvorganges nicht so weit vorwärts
und rückwärts bewegt
wird, kann der Freiraum zwischen den Rädern und den Radkästen reduziert
werden. Alternativ können
größere Räder eingesetzt
werden, ohne die Öffnung
der Radkästen
zu vergrößern.
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Wie
in 7 und 8 dargestellt ist, ist es möglich, das
Rahmenteil 52 größer auszubilden,
um einen größeren Bodenabstand
zu schaffen oder größere Räder verwenden
zu können.
Das beispielsweise in 8 dargestellte
Rahmenteil ist ungefähr
44 mm größer als
das oben beschriebene Rahmenteil. Ein größeres Rahmenteil kann verwendet
werden, um größere Reifen
zu verwenden, um den Bodenabstand zu erhöhen oder für beides.
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Die
oben beschriebene Radmontageanordnung verringert die Entwicklungs- und Herstellungskosten,
weil eine Anordnung in verschiedenen Fahrzeugkörpern eingesetzt werden kann.
Außerdem können verschiedene
Anordnungen mit verschiedenen Höhen
hergestellt werden, die Räder
verschiedener Größe aufnehmen
können,
oder mehr oder weniger Bodenabstand herstellen können, wie oben beschrieben.
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In
jedem Fall gestattet es die vorliegende Erfindung, dass sowohl Fahrzeugkörper als
auch Radmontageanordnung untereinander austauschbar bei verschiedenen
Typen und Modellen von Fahrzeugen eingesetzt werden können, wodurch
erhebliche Einsparungen erzielbar sind.
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Es
soll noch hervorgehoben werden, dass die Radmontageanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
sowohl für
die Vorderachse als auch die Hinterachse (oder beide) eines Aufsitzfahrzeuges verwendet
werden können,
und dass das Aufsitzfahrzeug wahlweise auch motorisiert sein kann.