DE7527947U - Spielfahrzeug-kupplung - Google Patents

Description

PctfentanwäÜ· η Dr.-Ing. Wilhelm Reichel / DipHng. Woligang Reichel

6 Frankfurt a. M. 1 PaikelraBe 13

G 75 279 ^7.9 2. Januar 1976

Ideal Toy Corporation Re/Gu-8272

Spielfahrzeug-Kupplung

Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf Spielfahrzeug-Kupplungen für Spielfahrzeuge, mit mehreren Laufrädern und einer Antriebsvorrichtung, die eine Antriebswelle aufweist, welche zum Antrieb des Fahrzeugs in Eingriff mit wenigstens einem der Laufräder steht und die dazu vorgesehen ist, die Antriebsvorrichtung des Fahrzeugs gegen Beschädigung zu schützen.

Zur Zeit sind zahlreiche Bauarten von Spielfahrzeugen bekannt, in denen ein Antriebsmechanismus vorgesehen ist, damit die Fahrzeuge sich selbst vorwärtsbewegen. Viele dieser Fahrzeuge enthalten Schwungrad-Motoren, in den.^n ein Schwungrad oder Trägheitselement mit einer relativ hohen Geschwindigkeit in Drehung versetzt wird, um die Antriebskraft für das Fahrzeug zu erzeugen. Eine derartige Schwungrad-Anordnung, die ein verhältnismäßig stark untersetzendes Getriebe verwendet, so daß das relativ schwere Schwungrad mit extrem hohen Geschwindigkeiten umläuft, ist bereits anderweitig vorgeschlagen worden.

In Spielfahrzeugen, die durch einen Schwungrad-Motor oder einer anderen Bauart eines Antriebsmechanismus angetrieben werden, kennen der Motor oder die Zahnräder in der Antriebsanordnung beschädigt werden, wenn das mit dem Spielzeug spielende Kind die Drehung der Antriebsräder plötzlich anhält und der Motor mit hoher Drehzahl arbeitet. Dies kann z.B. in einem schwungradgetriebenen Geräx auftreten, wenn, nachdem zuvor das Schwungrad des Fahrzeugs auf eine hohe Drehgeschwindigkeit gebracht worden ist, das Kind -ias Fahrzeug heftig auf eine Spielfläche aufsetzt, so daß die getriebenen Räder im Endeffekt gegen eine Drehung angehalten werden. Da jedoch das

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Schwungrad aufgrund seiner Schwungmasse weiterdreht, ist es möglich, daß die Zahnräder der Antriebskette oder des Antriebsgetriebes, die das Schwungrad mit dem Antriebsrad verbinden, abgeschert werden.

Der vorliegenden Neuerung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine dauerhafte und robuste Kupplungsanordnung für ein Spielfahrzeug zu schaffen, die dazu vorgesehen ist, die Antriebsvorrichtung des Fahrzeugs insbesondere während seiner Betätigung zu schützen.

Dabei soll die Kupplungsanordnung besonders im Falle der Verwendung eines Trägheitsmotors der Schwungrad-Bauweise den Schwungrad-Motor und die Getriebekette schützen, wenn die Antriebsräder des Fahrzeugs angehalten werden.

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Obige Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die vorliegende Neuerung bezieht sich demzufolge auf ein Spielfahrzeug, welches Laufräder sowie einen Motor der Schwungradbauweise aufweist, welcher eine Welle antreibt, die mit wenigstens einem der Räder des Fahrzeugs verbunden ist, um das Fahrzeug längs einer Spielfläche vorwärt.szubewegen. Eine Kupplung ist in dem Antriebsrad ausgebildet, um die Getriebefette des Antriebsmechanismus zu schützen. Diese Kupplung weist ein erstes Kupplungselement, das auf uer Antriebswelle zur Drehung mit dieser befestigt ist, sowie ein zweites Kupplungselement auf, das auf der Antriebswelle frei drehbar gelagert ist und ein Teil des Antriebsrades bildet. In dem zweiten Kupplungselement ist ein Hohlraum ausgebildet, der das erste Kupplungselement aufnimmt und dieses am Umfang umfaßt. Eines der zwei Kupplungselemente ist mit einer Anzahl von radial verlaufenden zahnradtypischen Zähnen versehen, während das andere der beiden Kupplungselemente einen Vorsprung oder eine Rastnase aufweist, der so dimensioniert ist, daß er zwischen zwei benachbarten Zahnradzähnen paßt, wodurch die Antriebsverbindung zwischen den Kupplungselementen zur Kraftübertragung vom Motor auf das zweite Kupplungselement und das Antriebsrad hergestellt wird. Die in der Kupplung verwendeten Zahnradzähne sind aus einem Material hergestellt, das relativ zu der Rastnase eine vorbestimmte Flexibilität aufweist, so daß sich die Zähne über die Rastnase biegen und eine Drehung der Kupplungselemente in Bezug aufeinander ermöglichen, wenn das Antriebsrad angehalten wird, während die Antriebsvorrichtung sich in der einen oder anderen Richtung dreht, d.h. in Betrieb befindet. Auf diese Weise wird, sollte das Antriebsrad angehalten werden, während sich der Motor in Betrieb befindet, die Getriebekette in dem Fahrzeug geschützt.

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Ideal*~Toy'corp. - 4 - Re/Zg-8272

Weitere Ausgestaltungen der Neuerung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Neuerung wird nun anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Neuerung beitragen können und mit dem Willen zur Registrierung in die Anmeldung aufgenommen wurden. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Spielfahrzeugs, kontruiert gemäß der vorliegenden Neuerung , teilweise aufgebrochen dargestellt.

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 der Fig. 1 und

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 der Fig· 2·

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, enthält ein Spielfahrzeug 10, das gemäß der vorliegenden Neuerung aufgebaut ist, einen Körper 12 und mehrere Lauf räder 14, die an dem Körper drehbar gelagert sind. Ein Schwungrad-Motor 16 ist auf irgendeine zweckmäßige Art und Weise in dem Fahrzeugkörper 12 befestigt.

Dieser Motor enthält ein verhältnismäßig schweres Schwungrad 18, das über eine Untersetzungs-Getriebekette 20 mit einer Abtriebswelle 22 verbürgen ist. Die letztere kann sich vollständig quer durch den Körper 12 erstrecken, um beide rückwärtigen Räder (nur eines derselben ist in Fig. 1 zu sehen) anzutreiben.

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Im Betrieb wird das Fahrzeug 10 von dem Kind gehalten, und die hinteren Räder werden über die Spielfläche oder den Boden gerollt, um über die Getriebekette 20 P.otationsenergie auf das Schwungrad 18 zu übertragen. Venn das Fahrzeug mehrmals schnell über den Boden bewegt worden ist und das Schwungrad 18 auf die gewünschte Drehgeschwindigkeit gebracht worden ist, setzt das Kind das Fahrzeug einfach auf den Boden, und das Schwungrad 18, in dem nun kinetische Energie gespeichert ist, überträg-cdiese Energie über die Getriebekette zurück auf die hinteren Antriebsräder 14, um das Fahrzeug anzutreiben. Die .Antriebsrichtung des Fahrzeugs hängt natürlich von der Richtung ab, in die das Fahrzeug von dem Kind bei der Aufladung des Schwungrads bewegt worden ist.

Bei einer solche.i Anordnung kann der Fall auftreten, daß wenn das Kind schließlich das Schwungrad auf die gewünschte Geschwindigkeit gebracht und das Fahrzeug auf den Boden oder die Spielfläche aufgesetzt hat, es das Fahrzeug so kräftig nach unten drückt oder hält, daß die Drehung der hinteren Antriebsräder 14 angehalten wird. Wenn dies eintritt, werden auch die Welle 22 und die mit dieser verbundenen Zahnräder angehalten und gegen eine Drehbewegung abgestoppt. Das Schwungrad 18 lädt sich jedoch kontinuierlich weiter, so daß die Zahnräder, z.B. die Zahnräder 24 und 26 sich gegenseitig blockieren, wobei die Möglichkeit auftritt, daß die Zähne auf diesen Rädern brechen.

Um diese Möglichkeit auszuschalten und den gesamten Schwungradmotor gegen eine Beschädigung zu schützen, sind die hinteren Antriebsräder 14 des Fahrzeugs 10 jeweils mit einer Kupplungsanordnung 25 versehen, die gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und einen integralen Bauteil eines jedes hinteren Antriebsrades bildet. Aus den Figuren 2 und 3

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geht deutlicher hervor_r daß jedes Antriebsrad 14 eine äußere Kappe oder einen Abschnitt 26 enthält, der im allgemeinen als schalenförmiges Element ausgebildet ist, welches eine in Umfangsrichtung verlaufende ringförmig .· Wand 28 und ein Basisteil 30 aufweist. Die gegenüberliegende Seite des Rades 14 wird durch ein zweites Kappenelement 32 gebildet, das durch Ultraschall mit dem freien Ende 34 der ringförmigen Wand 28 an der Eingriffsstelle 36 zwischen diesen Teilen verschweißt ist (Fig. 3). Diese Kappen sind vorzugsweise aus einem harten Kunststoffmaterial, z.B. ABS hergestellt. Die Kappen 26 und 32 bilden im wesentlichen das gesamte Rac¹, wobei die Kappe 26 einen äußeren ringförmigen Flächenabschnitt 38 aufweist, der in bezug auf die Ränder 40 und 42 der Kappen 26 und 32 ausgespart ist. Ein elastisches endloses Band 44 kann in diese ringförmige Aussparung oder Nut eingesetzt werden, um die Eingriffsfläche des Rades 14 mit dem Boden zu bilden.

Das Basisteil oder die Kappe 32 weist eine mitxig angeordnete Öffnung 44 auf, durch die sich die Welle 22 des Motors 16 erstreckt. Das freie Ende 46 der Welle 22 (beide Enden der Welle 22 sind von gleicher Ausführung, so dcO nur das eine Ende in den Zeichnungen dargestellt ist) hat eine im allgemeinen rechteckige oder polygonale Form (vgl. Fig. 2). Die rechteckige Form der Welle ermöglicht es, daß die Welle starr mit einem der Kupplungselemente 48 in der Kupplungsanordnung 25 verbunden werden kann.

Das Kupplungselement 48 enthält eine Buchse 50, die eine im allgemeinen rechteckige Öffnung 52 aufweist, in die das Ende 46 der Welle mit Reibung eingesetzt ist oder eingreift_r um sich mit diesem Teil zu drehen. Eine Hülse 54 umfaßt den Endabschnitt 56 der Buchse 50, wie aus Fig. J hervorgeht, um einen ringförmigen Kanal oder eine ringförmige Ausnehmung 58 um den Umfang der Hülse 50 herum zu begrenzen. Ein ringförmiges

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Zahnrad 60 ist in dieser Aussparung (vgl. Fig. 2) befestigt und durch die Hülse 54 in Einbaulage gegen den Schulterabschnitt 62 der Buchse 50 gehalten. Falls erwünscht, können alle diese Elemente durch Ultraschall miteinander verschweißt werden, um ein einstückiges integrales Kupplungselement auszubilden. Alternativ kann die gesamte Anordnung des Kupplungselements 48 auch als einteiliges Bauteil ausgebildet werden. Es wird jedoch bemerkt, daß wenn die verschiedenen Elemente 50, 54 und 60 mit engen Toleranzen hergestellt werden, der Reibungssitz zwischen diesem Teil ausreicht, um die Elemente fest zusammen zu halten. In ähnlicher Weise reicht die rechteckige Öffnung 52 in der Buchse 50 aus, um den erwünschten Sitz für das Kupplungselement auf dem Ende der Welle 22 auszubilden und die Antriebsverbindung zwischen diesen Teilen herzustellen. Wenn jedoch die Welle aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, können auch diese Elemente durch Ultraschall miteinander verschweißt werden. Alternativ kann irgend ein passender Kleber oder eine Verr iegelungsanordnur» g zwischen dem Ende der Welle und dem Kupplungselement 48 vorgesehen werden.

Um den gesamten Umfang des Zahnrades 60 sind zahlreiche radial verlaufende Zähne 64 ausgeformt. Diese Zähne erstrecken sich nach außen gegen die Innenseite 66 der ringförmigen Wand 28 der Kappe 26. Diese innere Seite 66 weist zwei diametral einander gegenüberliegende Rastnasen 68 auf, welche so dimensioniert sind, daß sie in die Lücken zwischen den Zähnen 64 des Zahnrades 60 hineinpassen. Unter normalen Betriebsbedingungen bildet die Anordnung der Rastnasen 68 zwischen den Zähnen 64 eine Antriebsverbindung zwischen dem Kupplungselesent 48 und der Kappe 26. Die letztere bildet auf diese Weise

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das zweite Kupplungselement der Kupplungsanordnung. Eine Drehung der Welle 22 bewirkt demzufolge eine Drehung des Kupplungselements 48, und der Eingriff der Rastnase 68 zwischen den Zähnen 64 bewirkt wiederum, daß sich die Kappe 26 und dadurch das Antriebsrad drehen.

Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Neuerung ist das Zahnrad 60 aus einem Material hergestellt, das in Bezug auf die Rastnase 68 eine vorbestimmte Flexibilität aufweist. Das Zahnrad 60 kann z.B. aus einem Polyurethan-Material hergestellt sein, während die Kappe 26 und die angeformte Rastnase 68 aus einem etwas härteren ABS-Kunststoff gefertigt sein können. Aufgrund dieser Anordnung bewirkt der Antrieb zur Welle 22, sofern das Antriebsrad 14 des Fahrzeugs angehalten ist, während sich der Schwungradmotor 18 noch in Betrieb befindet, daß sich das Zahnrad 60 in Bezug auf die ^gehaltene Kappe 26 dreht. Die flexiblen Zähne 64 schnappen dann über die Rastnasen 68, so daß sich die Kupplungselemente in Bezug aufeinander drehen. Auf diese Weise können die Zahnräder in der Getriebekette des Schwungrad-Motors sich weiter drehen, so daß sie durch das Anhalten der Antriebsräder nicht abgeschert oder abgebrochen werden. Das flexible Material, aus dem das Zahnrad oder Kupplungselement 60 hergestellt ist, ermöglicht es, die Welle 22 solange weiterzudrehen, bis die Energie des Schwungrades 18 aufgezehrt ist. Wenn andererseits die Hinterräder 14 des Fahrzeugs nicht gegen eine Drehung angehalten werden, ist das Material, aus dem das Zahnrad 60 hergestellt ist, gleichwohl ausreichend steif oder starr, um die Antriebsverbindung zwischen dem Zahnrad 60 und der Kappe 26 herzustellen, die zum Antrieb der Fahrzeugräder 14 erforderlich ist.

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Es wird bemerkt, daß die Öffnung 44 in der Kappe 32 einen größeren Durchmesser als die Buchse 54 hat, so daß die Kappe nicht in Eingriff mit dem Kupplungselement 48 kommt oder an diesem reibt. Auf diese Weise ist die Radanordnung, die aus den Kappen 26, 32 besteht, drehbar auf der Welle gelagert. Außerdem ist die Form der Kappen derart gewählt, daß sie das Zahnrad 60 vollständig einschließen, und die Radanordnung kann auch nicht von der Welle abgezogen werden. Falls erwünscht, kann in der Kappe 26 eine Öffnung 67 ausgeformt sein, durch welche sich das Ende 69 der Buchse erstreckt, um eine simulierte Radkappe zu bilden.

Wenngleich bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Neuerung das Zahnradelement 60 das innere Kupplungselement bildet und die Rastnasen 68 an dem äußeren Kupplungselement ausgebildet sind, sei jedoch bemerkt, daß auch das äußere Kupplungselement 26 mit einer Verzahnung 64 versehen sein kann, welche sich radial nach innen gegen die Welle 22 erstreckt, wobei dann die Rastnasen 68 am inneren Kupplungselement 60 angeformt sind.

Es ist somit erkennbar, daß ein relativ einfacher Kupplungsmechanismus geschaffen ist, der den Antriebsmotor des Fahrzeugs schützt. Dieser Motor kann aus einem Schwungrad-Motor der abgebildeten Bauart bestehen, oder auch aus anderen Typen, z.B. aus einem elektrischen, batteriebetriebenen Motor, der die Hinterräder 14 über eine Getriebekette antreibt, die ebenfalls geschützt -werden muß.

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Claims (8)

Pcdenicmwälte Ii.-Ing. WiMm Reicliel "'" ; :'": : ' . ·: . DipL-Ing. Wolnong Rsichel ' : : ' ■' 6Frankiuiia. M. 1 Pca-ksiiaße 13 G 75 279 47.9 30.Januar 1976 Idea.l To" Corporation Re/Zg- 8272 Schutz ansprüehe

1. Spielzahrzeug-Kupplung für Spielfahrzeuge mit mehreren Laufrädern und einer Antriebsvorrichtung, die eine Antriebsv.-elle auf v/ei st, welche zum Antrieb rtes Fahrzeugs in Singriff nit wenigstens einem der Laufräder steht,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (25) in dem Antriebsrad (14) zun Schutz der Antriebsvorrichtung (16) vorgesehen ist-, daß die Kupplung ein erstes Kupplungselement (48), das an der Antriebswelle (22) zur Drehung mit dieser be festigt iet, und ein zweites Kupplungselement (26) aufweist, das aul der Antriebswelle (22) frei drehbar gelagert ist, daß in dem zweiten Kupplungselenent (26) ein Hohlraum ausgebildet ist, der das erste Kupplungs element (43) aufnimmt und dieses am Umfang einfaßt, daß an einem der ersten und zweiten Kupplungselemente eine Anzahl von radial verlaufenden, zahnradtypischen Zähnen (64) angeformt sind, und an dem anderen der Kupplungselemente wenigstens eine vergrößerte Rastnase (63) angeformt ist, die so dimensioniert ist, daß sie zwischen zwei benachbarten Zahnradzähnen paßt, um zur Kraftübertragung vom Motor (16) auf das zweite Kupplungselenent (26) zum Antrieb des Rades (14) eine Antriebsverbindung zwischen diesen Teilen herzustellen, und daß die Zahnradzr-ihne (64) aus einem Material hergestellt sind, das eine vorbestimmte Flexibilität relativ zur Rastnase (68) aufweist, so daß sich die Zähne (64) über die Rastnase hinwegbildei* können und

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— 2 —

die Kupplungselenente (43, 26) in Bezug aufeinander drehen Icönnen, wenn d?.s getriebene Rad (14) angehalten vrird, ■ während, sich die Antriebsvorrichtung (16) in 3etrieb befindet.

2. ,Spielfahrzeug-Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das zweite Kupplungselement (26) aus einer Kappe mit einer inneren ringförmigen Fläche (28) besteht, die die Aussparung begrenzt, und daß die Rastnase (68) an der inneren ringförmigen Fläche (28) angeformt ist.

3. Spielfahrzeug-Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungselement (48) ein Zahnrad (60) mit zahnradtypischen Zähnen (64) aufweist, die sich von dem Element radial nach außen gegen die innere ringförmige Fläche (28) des zweiten Kupplungselements (26) erstrecken·

4. . Spielfahrzeug-Kupplung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (22) eine im allgemeinen polygonale Form hat und das Zahnrad (50, 60) eine komplementäre öffnung (52) enthält, die die Welle (22, 46) mit Paßsitz zur Drehung mit der Welle aufnimmt.

5. iSpielfahrzeug-Kupplur.g nach Anspruch 3, I dadurch gekennzeichnet _p daß an der inneren ringförmigen Fläche (28) zwei diametral einander gegenüberliegende Rastnasen (68) angeformt sind. ·

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6. Spielfahrzeug-Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (26) einen Teil des Rades (14) bildet und ein Basisteil (30) aufweist, das neben der einer Seite des Zahnrads (60) angeordnet ist und daß eine zweite Kappe (32) an der ersten Kappe (26) ntten dem offenen Ende der Aussparung und an der anderen Seite des Zahnrads (60) befestigt ist, und daß die zweite Kappe (32) eine öffnung (44) aufweist, durch welche sich die Antriebswelle (22) erstreckt, so daß das Zahnrad (60) durch die Rappen (26 und 32) vollständig eingeschlossen ist.

7. Spielfahrzeug-Kupplung.nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungselement aus einem Zahnrad besteht, in dem die Zähne ausgeformt sind.

8. Spielfahrzeug-Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kupplungselement (26) eine erste Kappe mit einem Basisteil (30) und einer ringförmigen Wand (28) aufweist, die sich von dem Basisteil weg erstreckt und die innere Fläche begrenzt sowie eine Aussparung zur Aufnahme des ersten Kupplungselements (48), daß das Basisteil (30) des zweiten Kupplungselements (26) sich parallel zu dem ersten Kupplungselement (48) und an einer Seite desselben erstreckt, und daß eine zweite Kappe (32) an der ringförmigen Wand (28) der ersten Kappe (26) befestigt ist, um die Aussparung an der gegenüberliegenden Seite des ersten Kupplungselements (48) abzudecken, und daß die Kappen (26 und 32) auf der Welle (22) drehbar gelagert sind

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und aufgrund des Eingriffs der Rastnase (68) in die Zähne (64) angetrieben werden.

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