EP0150392A2

EP0150392A2 - Federtriebwerk für Fahrspielzeuge

Info

Publication number: EP0150392A2
Application number: EP84115400A
Authority: EP
Inventors: Reinhold Schoch; Helmut Darda
Original assignee: Helmut Darda Spielwaren und Maschinenbau GmbH
Current assignee: Helmut Darda Spielwaren und Maschinenbau GmbH
Priority date: 1984-01-31
Filing date: 1984-12-13
Publication date: 1985-08-07
Also published as: EP0150392A3; US4683986A; DE3403296C1; JPS60190992A

Abstract

Das Federtriebwerk besitzt als Kraftspeicher eine im Federhaus (1) untergebrachte Spiralfeder. Ihre Enden sind einerseits mit dem Federhauszahnrad (1a) und andererseits mit dem Federkernwellenzahnrad (2a) kraftschlüssig verbunden. Zum Zwecke des Federaufzuges ist das Federhauszahnrad (1a) mit dem Triebritzel (5) und das Federkernwellenzahnrad (2a) mit einem zweiten Triebritzel im Getriebeverbindung. Diese Triebritzel stehen mit der Abtriebsund Aufzugswelle (4) über Richtgesperre entgegengesetzter Richtwirkung, also jeweils nur für eine Drehrichtung, kraftschlüssig in Verbindung. Das Umkehrritzel (3) greift mit seinem Ritzelzahnkranz (3b) in das Zahnrad (2a). In der Aufzugsposition greift der Ritzelzahnkranz (2a) in das Triebritzel (5) ein. In dieser Position ist das Federtriebwerk derart blockiert, daß sich die gespannte Triebfeder nicht entspannen kann. Um das Umkehrritzel in dieser Position bleibend ohne äußere Krafteinwirkung zu halten, ist der Rasthebel (20) vorgesehen. Er ist so ausgebildet, daß die Blockierung bei Verdrehen der Welle (4) im Gegenuhrzeigersinn aufgehoben wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Federtriebwerk für Fahrspielzeuge der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Art.
Ein derartiges Federtriebwerk ist aus der DE-PS 24 61 625 bekannt. Die Triebfeder dieses Federtriebwerkes wird durch Verdrehen der Abtriebs-/ Aufzugswelle gespannt. Hierbei sind zwischen Abtriebs-/ Aufzugswelle einerseits und den Enden der Triebfeder andererseits zwei Zahnradgetriebeteile vorgesehen, die miteinander über ein Umkehrritzel verbunden sind. Die Anordnung ist hierbei derart, daß durch Verdrehen der Abtriebs-/Aufzugswelle in beiden Richtungen die Triebfeder gleichzeitig jeweils vom inneren und äußeren Ende her gespannt wird. Wird das Umkehrritzel mit beiden Zahnradgetriebeteilen in Eingriff gehalten, ist das Getriebe blockiert, die Triebfeder kann sich nicht entspannen. Erst beim Entspannen, z. B. Loslassen der niedergedrückten Karosserie, der Umkehrritzelachse wird die Getriebeblockierung aufgehoben und das Fahrspielzeug kann sich bewegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrund, dieses Federtriebwerkso zu gestalten, daß die Federblockierung nach dem Spannen der Triebfeder aufrechterhalten bleibt und diese erst durch einen Stoß gegen das Spielzeug in Fahrtrichtung gelöst wird, wodurch der Triebfederablauf und damit die Fahrbewegung des Fahrspielzeuges eingeleitet werden.
Zur Lösung der Aufgabe werden bei einem gattungsgemäßen Federtriebwerk die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale benötigt.
Das wesentliche Lösungsmittel ist hierbei der Rasthebel, welcher die Umkehrritzelachse und damit das Umkehrritzel in seiner die Triebfeder blockierenden Eingriffsposition lösbar hält. Der Rasthebel ist hierbei derart an der Umkehrritzelachse und der Federtrieb_- werksplatine gelagert, daß er bei Verdrehen der Abtriebs-/ Aufzugswelle in der der Fahrtrichtung des Fahrspielzeuges entsprechenden Drehrichtung entriegelt wird, wodurch der Ablauf des Federtriebwerks ermöglicht wird.
Konstruktive Einzelheiten dieser Lösung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche und sind im einzelnen im Rahmen der Figurenbeschreibung erläutert.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Federtriebwerkes mit Fahrzeugrädern und transparent dargestellter Triebwerksplatine 8,
Fig. 2 Seitenansicht des Federtriebwerkes gem. Fig. 1 ohne Federhaus und Federkernwelle in der den Ablauf des Federtriebwerks ermöglichenden Position,
Fig. 3 Ansicht des Getriebes gem. Fig. 2 in Blickrichtung X,
Fig. 4 abgebrochene Schnittdarstellung längs der Linie A-B in Fig. 3,
Fig. 5 Darstellung entsprechend Fig. 2 in einer mittleren Ubergangsposition,
Fig. 6 Darstellung entsprechend Fig. 4 in einer mittleren Ubergangsposition der Anordnung gem. Fig. 5,
Fig. 7 Darstellung gem. Fig. 2 bzw. Fig. 5 in einer die Triebfeder blockierenden Position,
Fig. 8 Ansicht der Anordnung gem. Fig. 7 in Blickrichtung X und
Fig. 9 Detailschnitt längs der Linie A-B der Anordnung gem. Fig. 8.

In Fig. 1 ist ein gem. der Erfindung ausgeführtes Federtriebwerk dargestellt, wie es in einem Spielzeugauto verwendet werden kann.
Das Federtriebwerk ist um einen Verbindungspfosten 10 begrenzt verschwenkbar in einer nicht dargestellten Fahrzeugkarosserie angeordnet, um das Räderwerk aus einer Position, in welcher die Fahrzeugräder von der sich entspannenden Feder angetrieben werden, in eine solche zu überführen, in welcher die Triebfeder durch Verdrehen der Fahrzeugräder in beiden Drehrichtungen aufgezogen wird.
Die in den Zeichnungen nicht dargestellte Triebfeder ist in einem Federhaus 1 angeordnet, das mit einem ersten Federzahnrad 1a ausgestattet ist. Das zweite Federzahnrad 2a ist mit der Federkernwelle 2 verbunden. Das innere Ende der Triebfeder steht mit der Federkernwelle 2, das äußere dagegen mit dem Federhaus 1 in Verbindung.
Mit den Federzahnrädern 1a und 2a stehen auf der Abtriebs-/ Aufzugswelle 4 angeordnete Ritzel 5 und 5' in Eingriff. Zwischen den Ritzeln 5 u. 5' und der Abtriebs-/ Aufzugswelle 4 sind jeweils Richtgesperre entgegengesetzter Richtwirkung angeordnet, welche bewirken, daß an der Abtriebs-/ Aufzugswelle 4 erzeugte Drehmomente je nach Drehrichtung entweder auf das erste Federzahnrad 1a oder auf das zweite Federzahnrad 2a übertragen werden. Diese Konstruktion bewirkt, daß die Triebfeder unabhängig von der Drehrichtung der Abtriebs-/ Aufzugswelle 4 gleichzeitig von beiden Enden her gespannt wird. Auf der Abtriebs-/ Aufzugswelle 4 sitzen die Fahrzeugräder 6.
Ferner ist ein Umkehrritzel 3 erkennbar, dessen nur teilweise sichtbarer erster Ritzelzahnkranz 3b mit dem zweiten Federzahnrad 2a ständig im Eingriff ist, während der zweite Ritzelzahnkranz 3a in den den Fig. 1 bis 6 entsprechenden Positionen außer Eingriff ist. Bei Niederdrücken seiner Umkehrritzelachse 7a gelangt es mit dem Triebritzel 5 in getriebliche Verbindung. Damit ist die Position hergestellt, in welcher die Triebfeder durch Verdrehen der Fahrzeugräder 6 in beiden Richtungen aufgezogen werden kann. Werden z. B. die Fahrzeugräder 6 im Uhrzeigersinn gedreht, das Fahrzeug bei niedergedrückter Umkehrritzelachse 7a also entgegen der Fahrtrichtung X verschoben, treibt das Triebritzel 5 dank der in der Zeichnung nicht ersichtlichen Ausbildung des Richtgesperres das erste Federzahnrad 1a im Gegenuhrzeigersinn an. Mittels des ersten Federzahnrades 1a wird also die nicht dargestellte Triebfeder von ihrem äußeren Ende her gespannt. Die Drehbewegung des Triebritzels 5 wird dabei gleichzeitig über das Umkehrritzel 3, dessen zweiter Ritzelzahnkranz 3a mit dem Tiebritzel 5 und dessen erster Ritzelzahnkranz 3b mit dem zweiten Federzahnrad 2a in Eingriff ist, umgekehrt und auf letzteres übertragen, so daß die Triebfeder gleichzeitig auch von ihrem inneren Ende her gespannt wird. Bei Verdrehen der Fahrzeugräder 6 im Gegenuhrzeigersinn, also Verschieben des Triebwerkes in Fahrtrichtung X, wird das Ritzel 5' auf der Abtriebs-/ Auffzugswelle 4 wirksam, während das Triebritzel 5 gegenüber der Abtriebs-/ Aufzugswelle 4 leer läuft, so daß sich umgekehrte Funktionen ergeben und gleichfalls die Federzahnräder 1a und 2a in denselben Drehrichtungen, wie zuvor erwähnt, umlaufen.
Sämtliche Wellen des Federtriebwerkes sind zwischen den beiden Triebwerksplatinen 8 und 9 angeordnet, welche mittels der beiden Verbindungspfosten 10 und 11 miteinander verbunden sind.
Die Umkehrritzelachse 7a des Umkehrritzels 3 ist Teil eines gebogenen Federdrahtes mit weiteren Abschnitten, nämlich dem Verbindungsjoch 7b, dem Federschenkel 7c, der Federwindung 7d und einem weiteren Federschenkel 7e.
Der erfindungsgemäße Rasthebel 20, insbesondere sein zweiter Ritzelzahrkranz 3a, hält das Umkehrritzel 3 gegen die Wirkung der von den Federschenkeln 7c, 7e erzeugten Rückstellkraft im Eingriff mit dem Triebritzel 5. In dieser Eingriffsposition wird dank der Richtgesperre, welche innerhalb der auf der Abtriebs-/ Aufzugswelle 4 sitzenden Ritzel 5, 5' angebracht sind, das Getriebe derart blockiert, daß sich die gespannte, innerhalb des Federhauses 1 befindliche Triebfeder nicht entspannen kann. Wie nachstehend im einzelnen erläutert, sind Rasthebel 20 und die diesem zugeordneten Rastmittel an der Triebwejhsplatine 8 so ausgebildet, daß die Verrastung durch Verdrehen der Fahrzeugräder 6 im Gegenuhrzeigersinn aufgehoben wird. Wird einem mit dem erfindungsgemäßen Federtriebwerk versehenen Spielzeug z. B. manuell oder mittels eines auflaufenden zweiten Fahrzeuges ein Stoß in Fahrtrichtung X versetzt, wird folglich die Verrastung aufgehoben, so daß das angestoßene Fahrzeug nunmehr unter der Wirkung der eigenen gespannten Triebfeder anfährt.
In den weiteren Fig. 2 bis 7 sind nur noch die für das Verständnis der vorliegenden Erfindung wesentlichen Teile dargestellt, deren Aufbau und Funktionsweise nachfolgend erläutert sind.
So zeigt Fig. 2 eine Seitenansicht des Federtriebwerkes gem. Fig. 1, bei welchem die Fahrzeugräder 6, das Federhaus 1 mit seinem ersten Federzahnrad 1a und die Federkernwelle 2 mit ihrem einstückigen zweiten Federzahnrad 2a weggelassen sind. Zur Veranschaulichung sind in die Seitenansicht der zweite Ritzelzahnkranz 3a des Umkehrritzels 3 und das Triebritzel 5 eingezeichnet, Teile, die in der Darstellung gem. Fig. 1 hinter der Triebwerksplatine 8 gelegen sind.
Der Rasthebel 20 ist mittels einer Bohrung 21 verschwenkbar auf dem vor der Triebwerksplatine 8 gelegenen Ende der Umkehrritzelachse 7a gelagert. Der Federdraht 7b bis 7e ist so ausgebildet, daß auf das Ende der Umkehrritzelachse 7a in Richtung des Pfeiles C eine Rückstellkraft wirkt.
Der Rasthebel 20 umgreift mit einem Rasthebelauge 23 das die Triebwerksplatine8 nach außen überragende Ende der Antriebs-/ Aufzugswelle 4. In der entrasteten Position. liegt hierbei die Abtriebs-/ Aufzugswelle 4 in der unteren Rast 23a des Rasthebelauges 23. Versetzt zu der zweiten unteren Rast 23a ist innerhalb des Rasthebelauges 23 eine erste obere Rast 23b vorgesehen. Die obere Rast 23b ist dank eines Einschnittes 23c in dem aus elastisch federndem Kunststoff bestehenden Rasthebel 20 geringfügig federnd.
Aus der in Fig. 3 dargestellten Rückansicht der Anordnung gem. Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Rasthebel 20 ferner einen Zapfen 22 aufweist, welcher in eine langlochartige Ausnehmung 16 der Triebwerksplatine 8 eingreift, wie die Fig. 4, 6 und 9 zeigen. In diesen Figuren ist auch im einzelnen die Lagerung der Umkehrritzelachse 7a innerhalb des langlochartigen Lagers 13 mit seinen Rasten 13a, 13b und 13c zu sehen.
Mit den Darstellungen gem. Fig. 1 bis 4 ist das Federtriebwerk bzw. sind seine für die Erfindung wesentlichen Teile in der Position dargestellt, in welcher ein Ablauf des Treibwerkes möglich ist, die Triebfeder also nicht blockiert ist. Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist der zweite Ritzelzahnkranz 3a mit dem diesem zugeordneten Triebritzel 5 nicht in Eingriff. In dieser Position liegen die Umkehrritzelachse 7a in der oberen Rast 13 a des langlochartigen Lagers 13, der Zapfen 22 des Rasthebels 20 an der oberen Rastfläche 16b der langlochartigen Ausnehmung 16 und die Abtriebs-/ Aufzugswelle 4 in der unteren Rast 23a des Rasthebelauges 23.
Zur Blockierung der Triebfeder ist der zweite Ritzelzahnkranz 3a mit dem Triebritzel 5 in Eingriff zu bringen und zu halten, wie dies im einzelnen in den Fig. 7 bis 9 gezeigt ist, während die Fig. 5 und 6 die Ubergangsposition veranschaulichen.
Zum Zwecke des Triebfederaufzuges wird mittels der nicht dargestellten Karosserie auf den Federschenkel 7c in Richtung des Pfeiles D (vergl. Fig. 2, 3 und 5) eine Kraft ausgeübt. Hierbei wandert der Federschenkel 7c von der hinteren Rastfläche 14b des Triebwerksplatinenvorsprunges 14 über die Rastnase 14c zur Führungsschräge 14a. Das bewirkt, daß die Umkehrritzelachse 7a aus der oberen Rast 13a des langlochartigen Lagers 13 über die in Fig. 5 erkennbare mittlere indifferente Position in eine untere Position gezogen wird, welche, wie Fig. 9 zeigt, zwischen vorderer Rast 13b und hinterer Rast 13c liegt. Der verschwenkbar auf der Umkehrritzelachse 7a sitzende Rasthebel 20 wird zwangsläufig mitgenommen, sobei sein Zapfen 22 von der oberen Rastfläche 16b (vergl. Fig. 4) über die Rastnase 16c in der mittleren Position (vergl. Fig. 6) zur unteren Rastfläche 16a geführt wird (vergl. Fig. 9). Hierbei führt, gesteuert von Bewegung der Umkehrritzelachse 7a und des Zapfens 22 innerhalb der langlochartigen Ausnehmung 16, der Rasthebel 20 eine geringfügige Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn durch, so daß die Abtriebs-/ Aufzugswelle 4 innerhalb des Rasthebelauges 23 von der unteren Rast 23a zur oberen, bezüglich letzterer versetzten Rast 23b gelangt. Die obere Rast 23b ist zu den Rasten 13a, 13b, 13c des langlochartigen Lagers 13 so versetzt, daß bei Wirksamwerden der Rückstellfederkraft in Richtung des Pfeiles C der sich gleichzeitig mit seinen Zapfen 22 an der unteren Rastfläche 16a abstützende Rasthebel 20 in der in den Fig. 7 bis 9 veranschaulichten Position bleibt, das Ablaufgetriebe also mittels des Umkehrritzels 3 blockiert bleibt. Mit den Fig. 7 und 8 ist angedeutet, daß hierbei der Rasthebel 20 eine in bezug auf die Triebwerksplatine 8 leicht verkantete Position einnimmt.
Um das Triebwerk aus der blockierten Position gem. Fig.7 bis 9 in die Ablaufposition zu überführen, ist auf die Abtriebs-/ Aufzugswelle 4 durch Verdrehen der Fahrzeugräder 6 ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn aufzubringen. Die Zahnradanordnung bewirkt, daß auch das Umkehrritzel 3 im Gegenuhrzeigersinn in Drehbewegung versetzt wird. Dies ist möglich, da nur das Ritzel 5' über das jetzt wirksam werdende Richtgesperr das zweite Federzahnrad 2a im Uhrzeigersinn und dieses das Umkehrritzel 3 über seinen ersten Ritzelzahnkranz 3b im Gegenuhrzeigersinn antreibt. Das Triebritzel 5 kann hierbei gegen die Drehrichtung der Abtriebs-/ Aufzugswelle 4 umlaufen, da das Richtgesperr für diese Drehrichtung gelöst ist. Damit wird das erste Federzahnrad 1a über den zweiten Ritzelzahnkranz 3a und das Triebritzel 5 in Gegenuhrzeigersinn verdreht. Die Abwälzbewegung des zweiten Ritzelzahnkranzes 3a auf dem Triebritzel 5 führt zu einer Kraftkomponente in Richtung des Pfeiles C, durch welche der Rasthebel 20 in gleicher Richtung mittels der Umkehrritzelachse 7a angehoben wird. Gesteuert von dem an der unteren Rastfläche 16a zur Rastnase 16c entlanggleitenden Zapfen 22 wird eine Schwenkbewegung des Rasthebels 20 im Gegenuhrzeigersinn eingeleitet. Da die obere Rast 23b des Rasthebelauges 23, welche an der Unterseite der ortsfesten Abtriebs-/ Aufzugwelle 4 anliegt, bedingt durch den Einschnitt 23c geringfügig ausfedert, kann der Rasthebel 20 über die Rastnase 23d bis in die Ausgangsposition gem. Fig. 1 bis 4 verschwenken, in welcher die untere Rast 23a die Abtriebs-/ Aufzugswelle umgreift.

F i g u r e n l e g e n d e

1 Federhaus
- la Federhauszahnrad
2 Federkernwelle
- 2a Federkernzahnrad
3 Umkehrritzel
- 3a 1. Umkehrritzelzahnkranz
- 3b 2. Umkehrritzelzahnkranz
4 Abtriebs- und Aufzugswelle
5, 5' Triebritzel
6 Antriebsräder
7 Federelement
- 7a Anschnitt der Feder 7 = Umkehrritzelwelle
- 7b Verbindungsjoch
- 7c Federschenkel
- 7d längliche Federwindung
- 7e Federschenkel
8, 9 Federtriebwerksplatinen
10, 11 Verbindungspfosten
- 13 langlochartiges Lager
- 13a obererer Rast
- 13b vorderer Rast
- 13c hinterer Rast
- 13d,e Rastnasen
14 Platinenvorsprung
- 14a Führungschräge
- 14b hintere Rastfläche
- 14c Rastnase
15 Einschnitt
16 langlochartige Ausnehmung für Zapfen 22
- 16a untere Rastfläche
- 16b obere Rastfläche
- 16c Rastnase
20 Rasthebel
21 Bohrung für Umkehrritzelachse 7a
22 Zapfen
23 Auge
- 23a unterer Rast
- 23b oberer Rast
- 23c Einschnitt
- 23d Rastnase

Claims

1. Federtriebwerk für Fahrspielzeuge mit einer Triebfeder, deren Enden jeweils über Zahnradgetriebeteile mit unterschiedlichem übersetzungsverhältnis und mit Richtgesperren entgegengesetzter Richtwirkung mit einer Abtriebs-/ Aufzugswelle verbindbar sind, und mit einem zwei Ritzelzahnkränze aufweisenden Umkehrritzel, dessen einer Ritzelzahnkranz mit einem ersten der beiden Zahnradgetriebeteile in ständigem Eingriff ist und dessen anderer Ritzelzahnkranz mit dem mit dem ersten Zahnradgetriebeteil nicht in Eingriff stehenden Zahnradgetriebeteil in Getriebeverbindung bringbar ist, wobei die Umkehrritzelachse Teil eines in Triebwerksplatinen gehaltenen Federdrahtes ist und ein langlochartiges Lager einer Triebwerksplatine mit einem Ende durchsetzt, das gegen die Wirkung der Federkraft zur Herstellung der Getriebeverbindung mit dem Umkehrritzel verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der das langlochartige Lager (13) durchsetzenden Umkehrritzelachse (7a) ein um diese verschwenkbarer Rasthebel (20) vorgesehen ist, welcher an der Triebwerksplatine (8) zwecks bleibenden Eingriffs des einen Ritzelzahnkranzes (3a) des Umkehrritzels (3) in beide Zahnradgetriebeteile (1a, 5') in einer die Triebfeder blockierenden Position verrastbar ist und aus dieser durch Drehen der Abtrieb-/ Aufzugswelle (4) in der der Fahrtrichtung (X) entsprechenden Drehrichtung unter der Wirkung der eigenen Federkraft zur Aufhebung des Eingriffs des Ritzelzahnkranzes (3a) in eine den Ablauf des Federtriebwerks ermöglichende Position gelangt.

2. Federtriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rasthebel (20) und die diesem zugeordnete Triebwerksplatine (8) zwei zueinander und zur Umkehrritzelachse (7a) des Rasthebels (20) versetzte Rasteinrichtungen (22,16,23,4) aufweist und daß eine dieser Rasteinrichtungen (23) elastisch federnd ausgebildet ist.

3. Federtriebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Rasthebel (20) die eine Rasteinrichtung ein Zapfen (22) aufweist, welcher eine zweite langlochartige Ausnehmung (16) mit zwei Rastflächen (16a, 16b) durchsetzt, und die andere Rasteinrichtung ein zum Zapfen (22) versetztes, einen an der Triebwerksplatine (8) vorgesehenen Rastbolzen (4) umgreifendes Rasthebelauge (23) aufweist, dessen öffnungsquerschnitt größer als der Rastbolzenquerschnitt ist und daß eine erste elastisch federnde Rast (23b) für die Triebfederblockierung und eine zweite Rast (23a) für den Federtriebwerksablauf besitzt.

4. Federtriebwerknach Anspruch 3, bei welchem die Umkehrritzelachse (7a) etwa parallel zur Abtriebs- und Aufzugswelle (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rasthebelauge (23) des Rasthebels (20) das die Triebwerksplatine (8) durchsetzende Ende der Abtriebs-/ Aufzugswelle (4) umgreift.

5. Federtriebwerk nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rasthebel (20) aus elastisch federndem Kunststoff besteht und daß im Anschluß an das Rasthebelauge (23) ein die Federung der ersten Rast (23b) ermöglichender Einschnitt (23c) vorgesehen ist.