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Elektrisch angetriebenes Spiel- und. Modellfahrzeug Die Erfindung
betrifft ein elektrisch angetriebenes Spiel- oder Modellfahrzeug, das sich schienenlos
auf einer stromführenden Fahrbahnunterlage fortbewegt und den Fahrstrom von dieser
über zwei von mindestens drei verteilt angeordneten Kontaktfüßen abnimmt.
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Bei schienengebundenen Spiel- oder Modellfahrzeugen bereitet weder
die Stromzuführung für den Antrieb noch die Steuerung wesentliche Schwierigkeiten;
sie sind jedoch an die Schiene gebunden und gestatten hinsichtlich der Steuerung
keine willkürliche Betätigung.
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Schienenlose Fahrzeuge sind dagegen mit einem Antrieb versehen, der
seine Antriebsenergie einem Kraftspeicher entnimmt, der häufig erschöpft ist. Solche
Fahrzeuge gestatten zwar mittels allerlei Behelfe eine freizügigere Lenkung, jedoch
ist eine wirklichkeitsgetreueVerwendung auch dieserFahrzeuge nicht möglich.
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Bei den bekannten Spiel- oder Modellfahrzeugen der eingangs genannten
Art begegnet nun die Stromzuführung von der Fahrbahnunterlage zum Fahrzeug erheblichen
Schwierigkeiten, weil die in Felder verschiedener Polarität eingeteilte Fahrbahnunterlage
auch bei Anordnung mehrerer Stromabnehmerkontakte am Fahrzeug keine sichere Stromzuführung
ermöglicht. Erfindungsgemäß wird diesen Schwierigkeiten dadurch begegnet, daß der
Fahrstrom dem Fahrzeugmotor und gegebenenfalls den Steuerorganen mittels eines Stromkreisselbstwählers
zugeleitet wird.
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Der Stromkreisselbstwähler ist dabei so eingerichtet, daß er bei Unterbrechung
eines Stromkreises entsprechend der Stellung des Fahrzeuges
auf
der Fahrbahn selbsttätig die Pole der Stromabnehmer abtastet, bis ein der neuen
Stellung des Fahrzeuges entsprechender anderer Stromkreis geschlossen ist, wodurch
der Stromkneisselbstwähler in seiner Schaltbewegung außer Tätigkeit gesetzt wird.
Der Stromkreisselbstwähler steht dabei unter der Einwirkung einer Feder, die ihn
bei Unter-Brechung eines Stromkreises in Bewegung setzt und beim Schließen eines
anderen Stromkreises mittels eines in diesen Stromkreis geschalteten Magneten gespannt
wird.
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Dem Stromkreisselbstwähler ist ferner eine Bremse zugeordnet, die
bei Unterbrechung des Stromkreises selbsttätig gelöst wird, indem sie die Schaltbewegung
des Stromkreisselbstwählers freigibt, und die beim Schließen eines anderen Stromkreises
wirksam wird, indem sie den Stromkreisselbstwähler in seiner Schaltbewegung stillsetzt.
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Die Lenkung des Fahrzeuges kann erfindungsgemäß durch einen Steuerimpuls
erfolgen, die der eine oder andere von zwei Elektromagneten unmittelbar oder über
ein zugeordnetes Relais erhält, wodurch je nach der Art des Steuerimpulses entweder
der eine oder andere Elektromagnet betätigt und das Lenkgestänge in die eine oder
andere Fahrtrichtung verstellt wird. Der Steuerimpuls kann aus einem kurzen Stromstoß
bestehen, der über den Fahrstromkreis für den Antriebsmotor geleitet wird, jedoch
in Spannung, Stromstärke oder Frequenz vom normalen Fahrstrom abweicht und diesem
gegenüber in geeigneter, an sich bekannter Weise unwirksam gemacht ist.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i die schaubildliche Darstellung einer Fahrbahn,
mit einem Fahrzeug in einer Ausführungsform. Fig. 2 eine der Fig. i entsprechende
Darstellung einer anderen Ausführungsform der Fahrbahn, Fig. 3 eine schaubildliche
Darstellung des Stromkreisselbstwählers in Seitenansicht, Fig.4 eine Draufsicht
auf einen Stromkreisselbstwähler gemäß Fig. 3 und Fig. 5 eine schaubildliche Darstellung
der Lenkeinrichtung.
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In dem in Fig. i gezeigten Ausführungsbeispiel einer Fahrbahn sind
die in Längsrichtung abwechselnd nebeneinanderliegenden Flächen verschiedener elektrischer
Polarität verschieden bezeichnet, und zwar die Flächen mit der einen Polarität mit
i, die anderen Flächen mit 2. Die Flächen i können beispielsweise positive, die
Flächen :2 negative Polarität haben oder umgekehrt. Die Flächen i und 2 können aber
auch wechselnde Polarität haben, wobei jedoch die Flächen i stets eine andere Polarität
besitzen als die Flächen 2.
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Die in Fig. 2 gezeigte Fahrbahn ist ebenfalls in Flächen i und 2 eingeteilt,
die jedoch schachbrettartig zusammengesetzt sind. Jede Fläche i oder 2 ist gegenüber
der benachbarten Fläche elektrisch isoliert, jedoch stehen die Flächen i ebenso
untereinander leitend in Verbindung wie die Flächen 2. Die Flächen i stehen mit
dem einen Pol einer Stromquelle, die Flächen 2 mit dem anderen Pol in Verbindung.
Die Art der Stromquelle spielt im Zusammenhang mit der Erfindung keine Rolle. Lediglich
zur besseren Verständlichkeit sei angenommen, daß als Stromquelle ein-Wechselstrom-Transformator
dient, dessen Sekundärseite mit einer Spannung von etwa 2o Volt über einen Regelwiderstand
und einen Stromkreis-Unterbrecher an den Flächen i und 2 liegt.
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Auf der Fahrbahn nach Fig. i und 2 ist schematisch ein Spiel- oder
Modellfahrzeug eingezeichnet, das mit 3 bezeichnet ist und in beiden Fällen mit
vier Stromabnehmern A, B, C und D versehen ist. Die Verteilung der
vier Stromabnehmer über das Fahrzeug ist so zu wählen, daß eine möglichst große
Fläche des Fahrzeuges erfaßt wird; sie soll jedoch in einem bestimmten Abstandsverhältnis
entsprechend dem Abstandsverhältnis der Flächen i und 2 erfolgen. Die Fahrzeuge
3 der beiden in Fig.,i und 2 gezeigten Beispiele haben eine verschiedenartige Anordnung
der Stromabnehmer. Erfindungsgemäß sollen mindestens drei Stromabnehmer vorgesehen
sein, es können also auch vier oder mehr Stromabnehmer vorhanden sein, die selbstverständlich
gegeneinander isoliert angeordnet sind.
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Die vier Stromabnehmer A, B, C, D stehen leitend mit je einem
Federkontakt A', B', C, D' des Stromkreis-Selbstwählers in Verbindung.
Dieser besteht im wesentlichen aus zwei um eine Welle 4 drehbaren, elektrisch nicht
leitenden Scheiben 5, die als Träger für zwei Kontaktringe 6 dienen, mit denen sie
fest verbunden sind. Die Kontaktringe 6 weisen eine Anzahl radial verlaufender Kontaktzungen
7. auf, die so angeordnet sind, daß stets eine dieser Zungen 7 mit einem der Federkontakte
A', B', C, D'
in leitender Verbindung steht.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die vier Federkontakte
A', B', C', D' kreisbogenförmig um die Welle 4 herum angeordnet, und ihr
Abstand voneinander ist gleichmäßig. Die Kontaktzungen eines Kontaktringes 6 sind
dagegen in der Weise gleichmäßig über den Kreisumfang verteilt, daß bei Drehung
der Scheiben 5 jeweils eine Kontaktzunge 7 von einem Federkontakt zum anderen gelangt
und daß die folgende Kontaktzunge 7 zum ersten Federkontakt gelangt, wenn die vorhergehende
den letzten Federkontakt verlassen hat.
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Die beiden Kontaktringe 6 liegen auf den Außenseiten der beiden Scheiben
5, und die Federkontakte sind in der Weise ausgebildet; daß die Kontaktzungen 7
beider Kontaktringe 6 mit den Federkontakten in leitende Verbindung gelangen. Die
Kontaktzungen 7 der beiden Kontaktringe 6 sind gegeneinander versetzt angeordnet,
so daß die Federzunge 7 des einen Kontaktringes 6 nicht zu= gleich mit der Federzunge
des anderen Kontaktringes in' Leitungsverbindung mit einem einzigen Federkontakt
gelangen kann. Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, -daß die Federzungen
7 der beiden Kontaktringe 6 um den Abstand zweier Federkontakte gegeneinander versetzt
sind.
Auf dem ringförmigen Teil der beiden Kontaktringe 6 gleitet
bei Drehung der Scheiben 5 je ein Gleitkontakt 8, der die leitende Verbindung mit
dem in der Zeichnung nicht dargestellten Antriebsmotor des Spiel- oder Modellfahrzeuges
herstellt. Der Fahrstrom gelangt also beispielsweise von der Fläche i der Fahrbahn
über den Stromabnehmer A zum Federkontakt A', über die Kontaktzunge 7 des einen
Kontaktringes 6 zum zugehörigen Gleitkontakt 8 und von dort zum Antriebsmotor. Die
Rückleitung erfolgt in diesem Falle vom Motor über den Gleitkontakt 8 des anderen
Kontaktringes 6 und dessen Kontaktzunge 7 zum Federkontakt B', von dort zum
Stromabnehmer B und zur Fläche 2 der Fahrbahn.
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Bei Bewegung des Fahrzeuges 3 wird der Stromkreis, in dem es sich
gerade befindet, in Abhängigkeit von seiner jeweiligen Stellung auf der Fahrbahn
und den einzelnen Flächen i oder 2 häufig unterbrochen. Der Stromkreis-Selbstwähler
ist daher so eingerichtet, daß er bei Unterbrechung des einen Stromkreises sofort
in Tätigkeit gesetzt wird und so lange in Tätigkeit bleibt, bis er durch Abtasten
der Federkontakte einen neuen Stromkreis entsprechend der Stellung des Fahrzeuges
gefunden hat.
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Zu diesem Zweck ist zwischen den beiden Scheiben 5 ein Schaltrad 9
angeordnet, das mit einer Zahnstange io im Eingriff steht. Die Zahnung dieser beiden
Teile ist kammartig, so daß bei Bewegung der Zahnstange io in der einen Richtung
das Schaltrad 9 mitgenommen wird, während die Zahnstange io über das Schaltrad 9
hinweggleitet, wenn sie in der anderen Richtung bewegt wird. Dabei bleibt das Schaltrad
9 stehen. Um den Eingriff der Zahnstange io in das Schaltrad 9 zu sichern, ist am
freien Ende der Zahnstange io eine Feder i i angeordnet, die die Zahnstange io gegen
das Schaltrad 9 drückt.
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Am anderen Ende ist die Zahnstange io mit einem Arm 12 eines Winkelhebels
13 gelenkig verbunden, an dessen Ende eine Feder 14 angreift und den Arm 12 gegen
einen Anschlag 15 zu bewegen sucht. Bei Bewegung dies Armes 12 in Richtung auf den
Anschlag 15 wird die Zahnstange io in der Weise verstellt, daß sie das Schaltrad
9 und damit die Scheiben 5 mitnimmt.
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Der andere Arm 16 des Winkelhebels 13 trägt an seinem freien Ende
einen Bremsbelag 17, der sich gegen den Umfang der Scheiben 5 legt, wenn die Zahnstange
io rückläufig, also vom Anschlag 15 wegbewegt wird. Die Bremse gibt dagegen die
Scheiben 5 frei, wenn die Zahnstange io im Sinne der Fortbewegung der Scheiben 5
verstellt wird.
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Für die rückläufige Bewegung der Zahnstange io ist ein Elektromagnet
18 vorgesehen, der zugleich mit dem Antriebsmotor Strom erhält und unter Strom bleibt,
solange der Stromkreis des Antriebsmotors geschlossen bleibt. Wird der Elektromagnet
18 durch Unterbrechen des Stromkreises stromlos, wird die Zahnstange io unter der
Einwirkung der Feder 14 im Sinne der Fortbewegung der Scheiben 5 verstellt. Die
Drehbewegung der Scheiben 5 wird sofort unterbrochen, sobald die Kontaktzungen 7
beim Abtasten der Federkontakte A', B', C, D' auf gegenpolig stromführende
Federkontakte treffen und der Elektromagnet 18 Strom erhält. Er betätigt die Bremse,
die die Scheiben 5 in der eingenommenen Stellung festhält, und er führt die Zahnstange
io entgegen der Wirkung der Feder 14 in ihre Ausgangsstellung zurück.
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Ein Ausführungsbeispiel für die Lenkung des Fahrzeuges ist in Fig.
5 dargestellt, die die Lenkachse i9 des Fahrzeuges zeigt. Die Lenkschenkel 20 sind
untereinander mittels einer angelenkten Zahnstange 2i verbunden. Zwei Schalthebel
22 werden unter der Einwirkung einer Feder 23 gegeneinander und gegen einen Anschlag
24 gehalten. Beide Schalthebel 22, die bei 25 am Fahrzeug angelenkt sind, sind an
ihrem freien Ende mit einer schwenkbaren Verlängerung 27 versehen, die durch eine
ihr zugeordnete Feder 26 in einer Lage gehalten wird, in der sie mit ihrem Schalthebel
22 fluchtet, so daß ihr spitzes Ende praktisch das Ende des Schalthebels 22 bildet.
In dieser gestreckten Lage greift das spitze Ende der Verlängerung 27 in die Zahnung
der Zahnstange 21 ein. Die Verlängerung 27 des Schalthebels 22 wird jedoch durch
einen Anschlag 28 aus der Bewegungsbahn der Zahnstange 21 verschwenkt, wenn der
Schalthebel 22 uuter der Wirkung der Feder 23 am Anschlag 24 gehalten wird. Beide
Schalthebel 22 sind in gleicher Weise ausgebildet, jedoch in entgegengesetzter Richtung
wirksam.
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Jedem der beiden Schalthebel 22 ist ein Elektromagnet 29 bzw.
30 zugeordnet. Wird der eine oder andere Elektromagnet unter Strom gesetzt,
wird der zugehörige Schalthebel 22 entgegen der Wirkung der Feder 23 vom Anschlag
24 wegbewegt. Dabei wird auch die Verlängerung 27 vorn Anschlag 28 entfernt, und
sie streckt sich unter der Einwirkung ihrer Feder 26, so daß sie in die Verzahnung
der Zahnstange 2i eingreift und am Ende ihres Schaltweges die Zahnstange 2i um eine
Länge mitnimmt, die beispielsweise der Länge eines einzelnen Zahnes entspricht.
Die Zurückbewegung der Zahnstange 21 erfolgt durch Einschalten des anderen Elektromagneten,
der den anderen Schalthebel 22 in entgegengesetzter Richtung betätigt. Die beiden
Elektromagneten 29 bzw. 30 werden durch einen kurzen Stromstoß in Tätigkeit gesetzt,
der für die Schaltbewegung der Schalthebel 22 ausreichend ist.
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Die Lenkung des Fahrzeuges in der einen oder anderen Richtung erfolgt
also entsprechend dem erforderlichen Einschlag der Steuerung durch einen oder mehrere
Stromstöße auf den einen oder anderen Elektromagneten.
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Die beiden Elektromagneten sind im beschriebenen Ausführungsbeispiel
verschiedenartig ausgebildet, so daß - wenn die Fahrspannung beispielsweise 2o Volt
beträgt-der Elektromagnet 29 bei 25 Volt anspricht, während der andere, kräftigere
Elektromagnet 3o bei 3o Volt anspricht und dem schwächeren Elektromagneten 29 entgegenwirkt.
Der Steuerimpuls kann über den Fahrstromkreis des Antriebsmotors geleitet werden,
wobei die
Anordnung so getroffen ist, daß der Steuerimpuls in Spannung,
Stromstärke oder Frequenz vom normalen Fahrstrom abweicht und diesem gegenüber in
geeigneter, an sich bekannter Weise unwirksam gemacht wird. Der Steuerimpuls kann
aber auch unabhängig vom Fahrstromkreis, beispielsweise auf induktivem oder hochfrequentem
Wege auf die Lenkorgane einwirken.