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Mechanisches Spielzeug Gegenstand der Erfindung sind fahrend oder
schwimmend sich fortbewegende Spielzeuge, die keinen eigenen Antrieb, wie etwa die
bekannten Spielzeuge mit Federmotor, besitzen, sondern durch Ziehen an einer Schnur
angetrieben werden. Diese Zugschnur wird z. B. im Innern des Spielzeugs über eine
Spule oder Schnurrolle geführt, die sich beim Ziehen an der Zugschnur dreht und
diese Drehbewegung über eine Zahnradübersetzung oder Transmission auf die Treibräder
überträgt.
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Eine solche Art der Fortbewegung wäre reizlos und uninteressant, wenn
das Spielzeug von vorn gezogen würde, also Zugrichtung und Fortbewegungsrichtung
zusammenfielen. Erfindungsgemäß wird daher das Triebwerk so ausgebildet, daß die
Fortbewegung seitlich oder entgegengesetzt zur Schnurzugrichtung erfolgt. Der Spieler
kann also das Spielzeug gewissermaßen vor sich her ziehen, die Geschwindigkeit nach
Belieben regulieren, das Spielzeug halten und wieder anfahren lassen.
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Die Fortbewegung entgegen der Schnurzugrichtung ist nur möglich, wenn
das Triebwerk des Spielzeugs so ausgebildet wird, daß die mittels der Zugschnur
auf das Spielzeug ausgeübte, rückwärts gerichtete Kraft kleiner ist als die Vortriebskraft
an den Treibrädern. Diese Bedingung ist dann erfüllt, wenn
In diesem Ausdruck ist R1 der Radius der Spule i oder Schnurrolle 2, r2 der Radius
des Zahnrades 3 auf der Treibräderwelle 4, R2 der Radius der Treibräder 5, bei Spielzeugschiffen
(Abb. 3) der mittlere wirksame Radius der Schaufelräder oder die 7c/, Steigung der
Treibschraube, y1 der Radius des Zahnrades 6 auf der Spulenwelle 7, 17 der Wirkungsgrad
des
Triebwerks einschließlich der Verlustfaktoren infolge Reibung
oder Schlupf (bei Wasserspielzeugen), a der Winkel, den die Zugschnur 8 mit der
Fortbewegungsrichtung seitlich oder nach oben einschließt.
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Abb. i zeigt in schematischer Darstellung ein Fahrgestell 9, von dem
die linke Rahmenhälfte entfernt gedacht ist, in der einfachsten Ausführungsform
des Schnurzugantriebs. Die Zugschnur 8 ist auf der Spule i aufgewickelt. Beim Ziehen
an der Zugschnur 8 wird die Antriebskraft über die Zahnräder 6 und 3 auf die Treibräder
5 übertragen. Beim Abziehen der Schnurlänge i legt das Spielzeug die Strecke
zurück; die Strecke, um die sich die Hand des Ziehenden vom Ausgangspunkt entfernt,
ist
Die Zugschnur muß nach vollständiger Abwicklung wieder aufgespult werden, ein Nachteil,
der bei der Ausführungsform nach Abb. 2 vermieden wird. Hier ist, bei sonst gleicher
Wirkungsweise, die Spule i durch eine Schnurrolle 2 ersetzt, über welche die als
endlose Schnur ausgebildete Zugschnur 8 läuft. Durch Ziehen an der Zugschnur in
Pfeilrichtung wird das Spielzeug nach vorwärts, durch Ziehen an der anderen Ausleitung
entgegen der Pfeilrichtung nach rückwärts bewegt. In ein Schiffsspielzeug mit Schaufelradantrieb
eingebaut, bietet diese Ausführungsform bei getrenntem Antrieb der beiden Schaufelräder
den weiteren Vorteil der Lenkbarkeit und eignet sich dazu, ein manövrierfähiges
Schiffsmodell anzutreiben.
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In Abb. 3 ist ein Schaufelradschiffsmodell, an dem durch teilweises
Entfernen der Aufbauten io der Schnurzugantrieb eingesehen werden kann, dargestellt.
Die Spule i, auf der einige Windungen ii der Zugschnur 8 aufgewickelt sind, sitzt
lose drehbar auf der Welle 7. Beim Abziehen der Zugschnur 8 nimmt die Spule Y mittels
der Sperrklinke 12, die durch die Feder 13 leicht an das Sperrklinkenrad 14 gedrückt
wird, dieses, und damit das Zahnrad 6 mit, welches über das Zahnrad 3 die Schaufelräderwelle
4 in Umdrehung versetzt. Gleichzeitig wird die Feder ia gespannt, durch deren Kraft
beim Nachlassen der Zugschnur die abgewickelte Länge wieder aufgespult wird. Die
Sperrklinkeneinrichtung 12, 13, 14 oder eine sonst geeignete Einwegkupplung verhindert
dabei das Mitnehmen der Treib- bzw. Schaufelräderwelle in entgegengesetzter Richtung.
Die Zugschnur 8 wird durch die Öse 15 in den Aufbauten io senkrecht nach oben in
den Schornstein 16 geleitet und über die um den Mittelpunkt der Öse 15 schwenkbare
Rolle 17 geführt, von wo aus sie durch die Öffnung 18 den gleichfalls um die Öse
15 drehbaren Schornstein 16 waagerecht verläßt.
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Bei diesem Antrieb kann das freie Ende der Zugschnur 8 beliebig verlängert
werden, d. h. das Spielzeug ist imstande, sich eine beträchtliche Strecke vom Ziehenden
zu entfernen. Die Ausleitung der Zugschnur 8 durch die Öse 15 und über die Rolle
17 gestattet es, das Spielzeug nicht nur von hinten, sondern auch von der Seite
oder von vorn anzutreiben. Bei geeigneter Steuerstellung kann also das Schiffsmodell
mit einem Triebwerk nach Abb. 3 zum Ufer zurückkehren, Bogen und Kreise fahren usw.
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Der in Abb.3 gezeite Antrieb ist ebensogut für Landspielzeuge zii
verwenden, wo durch evtl. Einbai eines Schwungrades oder durch ausreichend bemessenes
Eigengewicht des Spielzeugs die einzehien Antriebsimpulse zu einer annähernd gleichförmigen
Fortbewegung geglättet werden können. Ein Spielzeugschiff wurde als Beispiel gewählt,
weil der Schornstein eine elegante Verkleidung der schwenkbaren Rolle gestattet,
durch deren Lagerung etwa im Drehmittel- und Schwqrpunkt des Spielzeugs dessen Steuerfähigkeit
bei erheblichen Werten des Winkels a, den die Zugschnur mit der Schiffsmittellinie
einschließt, nicht beeinträchtigt wird, was dann der Fall wäre, wenn die Rolle 17
nicht im Drehmittelpunkt läge.
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Wegen des zu erwartenden geringen Wirkungsgrades bei Schaufelradschiffsmodellen
wurde in Abb. 3 ein verhältnismäßig hohes Übersetzungsverhältnis gewählt, d. h.
die Fahrtstrecke beim jedesmaligen Abziehen der Zugschnur ist mir ein geringer Bruchteil
der abgezogenen Länge. Soll das Spielzeug, und das gleiche gilt auch von Landspielzeugen,
häufig, oder vorwiegend von der Seite betrieben werden, empfiehlt sich der Einbau
eines zweiten niedrigen Übersetzungsverhältnisses, das wallweise eingeschaltet werden
kann.
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Eine Sonderausführung des Schnurzugantriebs stellt Abb. 4 dar. Es
handelt sich hier um ein Schwimmspielzeug, das durch Kippschaufeln angetrieben wird.
Die Zugschnur 8 ist am Heck des Spielzeugs befestigt und wird über die Rolle i9
nach hinten geführt. Die Rolle i9 ist drehbar am hinteren Teil des Schlittens 2o
gelagert, der mittels gleitender oder rollender Reibung in oder auf dem Spielzeug
in Längsrichtung verschiebbar ist. U in die Achse 21 schwenkbar ist an jeder Seite
des Schlittens eine Kippschaufel 22 gelagert, die mit der Kippschaufel auf der anderen
Seite des Schlittens durch die Verbindungsstange 23 verbunden ist. Diese Verbindungsstange
dient gleichzeitig dem Gewichtsausgleich um die Achse 21, und zwar so, daß auf der
freien Seite der Kippschaufel leichtes Übergewicht besteht. Der Anschlag 24 begrenzt
die Schwenkbarkeit der Kippschaufeln in der gestrichelten Stellung. Eine Gummischnur
oder leichte Schraubenfeder 25 zieht den Schlitten 20 in die vorderste Stellung.
Beim Anziehen der Zugschnur drehen sich die Kippschaufeln in die gestrichelte Stellung,
wobei sie tief in das Wasser eintauchen. Je nach der Masse des Spielzeugs im Verhältnis
zur angewandten Kraft erteilen die eingetauchten Kippschaufeln dem Spielzeug eine
Vorwärtsbewegung, bzw. das Spielzeug wird entgegen dem Widerstand der Kippschaufeln
und der Gummischnur nach vorwärts gezogen. Beim Nachlassen der Zugschnur 8 zieht
die Gummischnur 25 den Schlitten wieder nach vorn, wobei sich die Kippschaufeln
22 in die mittels ihrer Bezugszahl gekennzeichnete Stellung drehen und somit widerstandsarm
mit nach vorn gezogen werden können.
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In einem in geeigneter Weise, z. B. als Nachbildung
eines
Kriechtieres geformten Spielzeugkörpers eingebaut, der gegebenenfalls durch Räder
unterstützt wird, läßt sich diese Ausführung des Schnurzugantriebs auch für Landspielzeuge
verwenden, wenn an Stelle der Kippschaufeln Kipphebel treten, deren freies Ende,
z. B. durch Metallspitzen oder Gummiauflage, ausreichende Bodenhaftung besitzt.
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Wird in einem Fahr- oder Schwimmspielzeug, dessen Antrieb durch Drehbewegung
erfolgt, der Schlitten 20 statt mit Kippschaufeln mit einer Zahnstange ausgerüstet,
die über ein Zahnrad oder eine weitere Übersetzung und eine Einwegkupplung auf die
Treibachse wirkt, so ergibt sich die Möglichkeit, eine weitere Ausführungsform des
Schnurzugantriebs zii konstruieren.
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In den Antrieben mittels Schlitten und Kippschaufeln, Kipphebel oder
Zahnstange liefert der Rollenzug das für die Arbeitsmöglichkeit des Schnurzugverfahrens
erforderliche Übersetzungsverhältnis.
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Spielzeuge mit den erläuterten Antrieben benötigen ein Triebwerk,
das, um einen nicht zu geringen Wirkungsgrad aufzuweisen, eine gewisse Mindestgröße
nicht unterschreiten darf, außerdem, besonders bei Fahrspielzeugen, ein Gewicht,
das groß genug ist, um auch bei Antrieb nicht aus der Horizontalen noch genügend
Bodenhaftung zu gewährleisten. Diese Umstände zusammen mit dem unbegrenzten Fahrbereich
(außer nach Abb. i) und erheblicher Entfernung vom Ziehenden, besonders bei einer
Ausführung nach Abb. 3, lassen die beschriebenen Spielzeuge als Freiluftspielzeuge
besonders geeignet erscheinen.