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Elektromagnetische bzw. mechanische Umkehrwippe für die Steuerung
von Spielzeuggliedern Die Erfindung zeigt eine elektromagnetische bzw. mechanische
Schaltwippe, die bei Betätigung eines Druckknopfes eine umkehrende Bewegung ausführt
und vor allem zur Steuerung von Spielzeuggliedern, wie Signalarmen, Weichenzungen,
Schlagbäumen, Figuren u. ä., dienen soll.
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Es sind schon Schaltwippen bekanntgeworden, bei welchen die umkehrende
Bewegung durch besondere mechanische Mittel, wie Kurvenscheiben, Federn, Zahnräder,
oder durch einen von ein und demselben Magnetanker um 18o' mit großer Geschwindigkeit
verschwenkten Schleuderarm bewerkstelligt wird. Auch eine weitere Konstruktion,
die mit einem auf einem hohen Trägerteil sitzenden Solenoid mit Eisenkern arbeitet,
ist bekannt. Alle diese bekannten Konstruktionen sind entweder kompliziert im Aufbau
oder weisen noch nicht den geringstmöglichen Kraftbedarf für die umkehrende Bewegung
auf, da der Angriffspunkt für die Verstellkräfte so ungünstig liegt, daß hohe Reibungskräfte
entstehen.
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Bei der Erfindung findet die eigentliche Druckkraftübertragung zur
umkehrendün Bewegung ohne weitere Reibung statt und ohne daß Teile in schnelle Bewegung
versetzt werden müßten, die bei Erreichung ihrer Endlagen durch Anschläge abgebremst
einen wesentlichen Verlust kinetischer Energie aufweisen, der für die eigentliche
Schaltwirkung verlorengeht.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß der eine von zwei
im entsprechenden Abstand am Ankerende starr angeordneten nach oben zeigenden
Blechlappen,
Steuerlappen genannt, gegen ein an einer Achse gering sch:-,venkbar gelagertes,
geneigt liegendes, entsprechende Schlitze aufweisendes Führungsrohr unter Zwischenschaltung
einer in das linke oder rechte Röhrenende gerollten Kugel stößt und so das beispielsweise
in der linken geneigten Endstellung liegende Führungsrohr unter bester Ausnutzung
des Druckwinkels in die entgegengesetzte Lage verschwenkt, während der in gleicher
Höhe liegende zweite Steuerlappen 'bei diesem Vorgang durch die Schlitze der anderen
Seite des Führungsrohres ins Leere stieß; bei abfallendem Anker die von dem betreffenden
Steuerlappen vorher geklemmt liegende Kugel in das entgegengesetzte Röhrenende sehr
schnell und fast reibungslos ,abrollt, so daß bei erneuter Erregung des Magneten
durch den anziehenden Anker der Vorgang in umgekehrter Richtung stattfinden kann.
An der Achse des Führungsrohres wird ein nach unten zeigender Hebelarm angeordnet,
an welchem das das Spielzeugglied verstellende Gestänge angreift.
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Ein weiteres Erfindungsmoment besteht nun darin, daß durch den nach
der Erregung wieder abfallenden Anker die erreichte linke oder rechte Endlage des
Führungsrohres automatisch und oluie weitere komplizierte Teile gegen vom Gestänge
ausgehende Diruak- bzw. Zugkräfte vollkommen gesperrt liegt, eine unbeabsichtigte
Verstellung also nicht mehr erfolgen kann. Dieser Vorteil wird dadurch erreicht,
daß ein am Arbeitshebel sitzender, das Gestänge ,aufnehmender Stift bei herabfallendem
Anker in entsprechende Aussparungen fällt und dort liiegenbleibt. Erst bei erneuter
Erregung des Magneten wird bei hochgehendem Anker dieser Stift wieder freigegeben,
und bei weiterer Bewegung erfolgt erst der Druck des betreffenden Steuerlappens
auf Kugel und Führungsrohr, das Rohr und somit den damit starr verbundenen Arbeitshebel
mit Sperrstift erneut verschwenkend. Diese einfache, nie versagende, unter keinerlei
Abnutzung stehende Konstruktion besitzt durch die fast reibungslose Druckkraftüb.ertragung
für die umkehrende Bewegung den überhaupt erreichbaren geringstmöglichen Kraftbedarf.
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Abb. i zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch die Wippe; Abb.2
stellt die Diraufsicht dar; Abb.3 zeigt einen Schnitt durch den eigentlichen Wippenteil,
bei abgefallenem Anker in der linken, Abb. q. die verschwenkte Röhre bei noch angezogenem
Anker in der rechten Endstellung; bei Aussetzung der Erregung fällt der Anker ab,
und die Kugel rollt in das rechte geneigte Röhrenende; Abb.5 zeigt den vorderen
Teil des Ankers mit den Steuerlappen in Draufsicht und einen besonderen Ausschnitt
für die ungehinderte Bewegung des Sperrstiftes; beide Lagen des Sperrstiftes sind
eingetragen; in Abb. 6 ist ein Führungsrohr dargestellt, in welchem zwei Kugeln
liegen, so daß auf die Achsstummeln des Führungsrohres verzichtet und eine durchgehende
Achse verwendet werden kann; bei dieser Ausführung wird außerdem die Rollzeit der
Kugel noch weiter verkürzt, so daß die Wippe auch durch andere Mittel, schneller
als es die menschliche Hand ermöglichen würde, geschaltet werden kann; Abb. 7 zeigt
die vordere Ansicht des linken Steuerlappens mit dem Ausschnitt für die -Wippensperre
gegen äußere vom Gestänge herrührende Kräfte; in Abb.8 ist .die Wippe beispielsweise
mit einem Signal zusammengebäut und entspricht die Größenordnung etwa -dem Signal
für die Eisenbahn mit der Spurweite oo; da keinerlei feinmechanische Arbeit für
die Herstellung dieser Wippen erforderlich ist, ist diese Konstruktion gerade für
diese kleinen Ausführungen von ganz besonderem Vorteil.
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Mit Bezug .auf die Abb. i bis 7 ist :auf einem aus diamagnetischem
Material hergestellten niedrigen Gehäuse i ein Elektromagnet 2 mit der Erregerspule
3 mit nach unten zeigenden Polen angeordnet. Im Innern des. Gehäuses i ist an einer
Achse q. ein als Anker dienender Dioppelhebel5, mit den am Ende des längeren Hebelteiles
starr nach oben gerichteten Steuerlappen 6 ,gelagert, während am kurzen Hebelarm
des Doppelhebels 5 ein Druckknopf zur Betätigung der Wippe von Hand angenietet ist,
der durch eine ,entsprechende Öffnung im Gehäuse nach oben tritt. Oberhalb der Steuerlappen
6 ist auf dem Gehäuse ein Lagerböckchen 7 angebracht, das ein an Achsstummeln 8
gelagertes verstärktes Ringstück 9 trägt, in welchem das mit Schlitzen 13 versehene
Führungsrohr 14 befestigt liegt. Ein auf einem der beiden Achsstummeln 8 aufgebrachter
Sprengring 15 bewirkt, daß das Führungsrohr 14 nur unter Überwindung einer geringen
Reibungskraft verstellbar ist, also durch das geringe Gewicht der auf der linken
oder rechten Seite der Röhre 14 liegenden Kugel 16 unbeeinfiußt bleibt. Der eigentliche
Arbeitshebel io für den Angriff des Gestänges 18 ist mit dem das Führungsrohr i
q. tragenden Ringteil 9 zu einem Stück vereinigt und besitzt an seinem unteren Ende
einen Stift i i für die Aufnahme des Gestängeauges. Die über die andexe Seite des
Hebels io hinausgehende Stiftverlängerung 12 dient ,als Sperrteil.
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Dias Gehäuse i besitzt außerdem noch einen Längsausschnitt 17 für
den Durchgriff der Steuerlappen 6 (Abt. i und 2). Der Magnetanker 5 besitzt an seiner
vorderen, die Steuerlappen tragenden Stirnseite einen linken und rechten Ausschnitt
i 9 für die Aufnahme des Sperrstiftteiles 12 und einen weiteren Ausschnitt 2o für
die ungehinderte Bewegung desselben während der Verschwenkung (Abt. 5, 7).
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Bei .einer Einlage von zwei Kugeln 16 innerhalb eines Führungsrohres
:mit durchgehender Achse 23 (Abt. 6) wird die obere Stirnseite der Steuerlappen
außer mit einer Abschrägung 21, die größer ist als der Schwenkwinkel des Führungsrohres,
noch mit einer entgegengesetzten Abschrägung 22 versehen (Abt. 7). Die linke, größere
Abschrägung 21 hält die Kugel 16 während des ganzen Schwenk-
Vorganges
geklemmt, während die kleinere, ent gegengesetzte Abschrägung 22 für die zweite,
lose liegende Kugel als Ab-weiser dient, sobald die Horizontale während der Schwenkbewegung
überschritten ist. Die durch beide Abschrägungen erreichte Erhöhung verhindert das
Ablaufen der lose liegenden Kugel 16 und weist sie während des Schwenkvorganges
zurück. Ein Abrollen kann erst nach Entfernung der Steuerlappen 6 in beiden Röhrenenden
erfolgen, sobald der Anker wieder abfällt.
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Bei Verwendung :der Wippe an einem Signal (Abb. 8) kann der Stiftteil
i i entfallen und das eine Ende des Führungsrohres mit einem Auge 25 für den Angriff
des senkrecht liegenden Gestänges für den Signalarm versehen sein (Abb.7).
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Die eigentliche Wippe, bestehend aus Lagerböckchen 7 und Führungsrohr
14, wird zweckmäßig mit einer Abdeckkappe 26 versehen.
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Bei einer Anordnung der Wippe mit durchgehender Achse 23 (Abb. 6)
kann in der Mitte des Führungsrohres 14 ein breites Distanzstück 24 zur sicheren
Befestigung der Achse eingebaut werden.
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Die geschilderte Wippenkonstruktion kann unter Weglassung des Magneten
auch allein für eine Druckknopfhandsteuerung Anwendung finden. Der Vorteil der überaus
einfachen Wippenkonstruktion, die keinerlei Teile aufweist, die einer größeren Abnutzung
unterworfen sind und keinerlei feinmechanische Arbeit erfordern, außerdem noch selbstsperrend
wirkt, bleibt auch hier bestehen.
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Dia die Erregerleistung sehr gering ist, kann die Wippe auch zur Betätigung
einer Schaltwalze zur Umsteuerung der Spielzeugmotoren herangezogen werden.
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Die geschilderte Konstruktion ist jedoch nur als beispielsweise Ausführungsform
gedacht.