EP0325893A1

EP0325893A1 - Weiche oder Kreuzung für eine Spielzeug-Fahrbahnanlage

Info

Publication number: EP0325893A1
Application number: EP88810895A
Authority: EP
Inventors: Peter Bolli; Philippe Kunz; Heinz Looser; Werner Tanner
Original assignee: Interlego AG; Lego AS
Current assignee: Interlego AG; Lego AS
Priority date: 1987-12-31
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1989-08-02
Anticipated expiration: 2008-12-23
Also published as: US5087001A; JPH01303183A; DE3864675D1; JP2648194B2; EP0325893B1; ATE66823T1; AU623617B2; ES2024052B3; AU2689388A; GR3002862T3

Abstract

Eine Weiche (61) für eine Zahnradbahn, welche glatte Fahrbahnen mit einer mittig angeordneten Zahnstange aufweist, hat eine Verstellvorrichtung (64) mit einem gebogenen (62) und einem geraden (63) Zahnstangenstück für die jeweilige Fahrrichtung. Die diese Zahnstangenstücke (62, 63) tragende Verstellvorrichtung (64) ist seitlich zur Fahrbahnrichtung verschiebbar. Jeder stumpf zu befahrende Endabschnitt (66, 67) der Weiche (61) ist mit einem zungenförmigen, in einem Längsschlitz (31) der festen Zahnstange des betreffenden Endabschnitts (66, 67) in Längsrichtung verschiebbar angeordneten Betätigungselement (33) versehen, das eine nach oben ragende Nase (35) hat. Die Nase (35) steht in der äusseren Lage des Betätigungselements (33) über Zahnstange vor und ist in dessen inneren Lage auf das Niveau der Zahnstange versenkt. Jedes Betätigungselement (33) ist über angelenkte Hebel (41, 42) mit einer drehbar gelagerten Scheibe (43) gekuppelt, welche ihrerseits mit der Verstellvorrichtung (64) gekuppelt ist. Ein die Weiche (61) stumpf befahrendes Fahrzeug betätigt die Nase (35), falls diese vorsteht. Damit wird die Weiche (61) richtig umgestellt und gleichzeitig die Nase (35) des andern Betätigungselements (33) vorgeschoben. Ein problemloses stumpfes Befahren der Weiche (61) ist dadurch unabhängig von ihrer Stellung automatisch und mechanisch gewährleistet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung in einer Spielzeug-Fahrbahnanlage zum mechanischen Umstellen einer Fahrbahn-Verstellvorrichtung beim Befahren eines Fahrbahnabschnitts durch ein Fahrzeug in einer bestimmten Fahrrichtung.
Eine umstellbare Fahrbahn-Verstellvorrichtung kann in an sich bekannter Weise in einer Weiche enthalten sein. Im Falle einer Fahrbahnanlage mit Schienen für Radsätze von Fahrzeugen besteht dann die Verstellvorichtung aus einer Zungenvorrichtung, welche in der einfachsten Ausführungsform zu ihrer Umstellung über ein Gestänge von Hand betätigt wird.
Wenn eine solche Weiche stumpf befahren wird, das heisst auf einem der beiden Zweige in der Gegenrichtung der Abweichrichtung, dann ist es im allgemeinen erforderlich, dass die Zungenvorrichtung in diejenige Lage gebracht wird, die ein glattes Einfahren in die Weiche ermöglicht. Es ist zwar sowohl bei wirklichen Fahrbahnanlagen als auch bei Spielzeug-Fahrbahnanlagen bekannt, dass unter den Voraussetzungen einer Leichtgängigkeit der Zungenvorrichtung und eines ausreichenden Gewichts des die Weiche befahrenden Fahrzeugs auf ein Umstellen der Zungenvorrichtung in die das glatte Befahren der Weiche ermöglichende Stellung verzichtet werden kann, indem der erste Radsatz des Fahrzeugs die Zunge für die betreffende Richtung zwangsweise öffnet, das heisst die Weiche "aufschneidet". Eine solche Zwangsbetätigung der Weiche ist aber in einer Spielzeug-Fahrbahnanlage nicht zweckmässig, weil bei geringem Fahrzeuggewicht und/oder bei übermässiger Reibung oder anderer Behinderung der Zungenvorrichtung ein Entgleisen nahezu unvermeidlich ist.
Zudem kann die erwähnte Zwangsbetätigung der Weiche bei stumpfem Befahren der Weiche dann praktisch nicht mehr verwirklicht werden, wenn die Fahrbahn keine Schienen als Radführungselemente aufweist oder wenn die Fahrbahn mit zusätzlichen Elementen für die Fortbewegung eines Fahrzeugs versehen ist, beispielsweise mit einer Zahnschiene einer Zahnradbahn.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Betätigungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche ein automatisches Umstellen der Fahrbahn-Verstellvorrichtung in sicherer und schneller Weise und dazu mechanisch bewirkt, wenn das Fahrzeug einen Fahrbahnabschnitt in einer bestimmten Fahrrichtung befährt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine solche Betätigungseinrichtung für eine Weiche derart ausbilden zu können, dass bei stumpfem Befahren der Weiche diese durch das Fahrzeug automatisch und mechanisch, falls erforderlich, derart umgestellt wird, dass für das Fahrzeug eine ungehinderte Durchfahrt über die Weiche ermöglicht wird, und zwar auch dann, wenn die Fahrbahnanlage verzahnte Längselemente aufweist, das heisst eine Zahnrad-Fahrbahnanlage ist.
Schliesslich besteht eine weitere Aufgabe der Erfindung darin, eine solche Betätigungseinrichtung für eine Kreuzung einer Fahrbahnanlage, welche verzahnte Längselemente aufweist, derart ausbilden zu können, dass in der Kreuzung das mit dem verzahnten Längselement versehene Fahrbahnstück durch das Fahrzeug automatisch und mechanisch, falls erforderlich, in die das Befahren der Kreuzung ermöglichende Lage gebracht wird.
Zur Lösung der genannten Aufgaben weist die erfindungsgemässe Betätigungseinrichtung die im Patentanspruch 1 angeführten Merkmale auf.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine als Y-Weiche ausgebildete und mit der erfindungsgemässen Betätigungseinrichtung versehene Fahrbahnanordnung, bei welcher ein Zahnstangen-Verstellelement verschiebbar angeordnet ist;
Fig. 2 eine Unteransicht der Y-Weiche der Fig. 1 bei abgenommener unterer Abdeckung;
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1;
Fig. %A und 5B eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht eines Betätigungselements der Fig. 1 und 4;
Fig. 6 eine Draufsicht auf das Zahnstangen-Verstellelement der Y-Weiche der Fig. 1 und 2;
Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 6;
Fig 8 eine Draufsicht auf eine als Rechtsweiche ausgebildete und mit der erfindungsgemässen Betätigungseinrichtung versehene Fahrbahnanordnung, bei welcher ein Zahnstangen-Verstellelement verschiebbar angeordnet ist;
Fig. 9 eine Unteransicht der Rechtsweiche der Fig. 8 bei abgenommener unterer Abdeckung;
Fig. 10 eine Draufsicht auf eine als 90°-Kreuzung ausgebildete und mit der erfindungsgemässen Betätigungseinrichtung versehene Fahrbahnanordnung;
Fig. 11 eine Unteransicht der 90°-Kreuzung der Fig. 10 bei teilweise aufgeschnittener unterer Abdeckung;
Fig. 12 einen Schnitt längs der Linie XII-XII in Fig. 11;
Fig. 13 eine Draufsicht auf eine als Rechtsweiche ausgebildete und mit der erfindungsgemässen Betätigungseinrichtung versehene Fahrbahnanordnung, welche in einer weiteren Ausführungsform eine Vorwahleinrichtung zur Wahl der Fahrrichtung zu einem der beiden Weichenzweige beim spitzen Befahren der Weiche aufweist;
Fig. 14 eine Unteransicht der Rechtsweiche der Fig. 13 bei abgenommener unterer Abdeckung;
Fig. 15 einen Schnitt längs der Linie XV-XV in Fig. 14;
Fig. 16 eine Draufsicht auf eine als Rechtsweiche ausgebildete und mit der erfindungsgemässen Betätigungseinrichtung versehene Fahrbahnanordnung, bei welcher ein Zahnstangen-Verstellelement schwenkbar angeordnet ist;
Fig. 17 eine Unteransicht der Rechtsweiche der Fig. 16 bei abgenommener unterer Abdeckung;
Fig. 18 eine Draufsicht auf eine als Rechtsweiche ausgebildete und mit der erfindungsgemässen Betätigungseinrichtung versehene Fahrbahnanordnung, welche verschiebbar angeordnete Schienenstücke eines Gleises aufweist und welche in gerader Durchfahrtsrichtung dargestellt ist;
Fig. 19 eine Draufsicht auf die Rechtsweiche der Fig. 18, welche sich in der Stellung der abgelenkten Durchfahrtsrichtung befindet; und
Fig. 20 eine Unteransicht der Rechtsweiche der Fig. 18 bei abgenommener unterer Abdeckung.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Y-Weiche 1 weist ein plattenförmiges Oberteil 2 und eine plattenförmige untere Abdeckung 3 (Fig. 3, 4) auf, wobei in der Unteransicht der Fig. 2 die untere Abdeckung 3 entfernt ist, um die Innnenteile des Oberteils 2 sichtbar zu machen. Zur Befestigung der unteren Abdeckung 3 am Oberteil 2 ist das Oberteil 2 an seiner Innenseite mit mehreren Hohlzapfen 4 (Fig. 2,3) versehen, in welche an der unteren Abdeckung 3 angeformte, passende Stifte 5 (Fig. 3) einsteckbar sind.
Wie insbesondere aus den drei Endabschnitten 6, 7 und 8 der in Fig. 1 dargestellten Y-Weiche 1 sowie aus dem Schnitt der Fig. 4 ersichtlich wird, ist die vorliegende Weiche 1 für eine Spielzeug-Zahnradbahn bestimmt, deren Fahrbahn zwei glatte Fahrflächen 9 und eine mittige Zahnstange 10 aufweist. Die Zahnstange 10 hat beidseitig seitliche Verzahnungen 11. Fahrzeuge für diese Fahrbahn weisen Räder mit glatten Laufflächen auf, die auf den glatten Fahrflächen 9 abrollen. Zur Führung der Fahrzeuge auf den Fahrflächen 9 und längs der Zahnstange 10 sind die Fahrzeuge mit Gleitführungen versehen, welche an die Verzahnungen 11 der Zahnstange 10, also beidseitig an die Zahnstange 10 anliegen. Zur Fortbewegung des Fahrzeugs bzw. mehrerer Fahrzeuge ist ein Triebfahrzeug mit einem Zahnrad versehen, das beim Aufsetzen des Triebfahrzeugs auf die Fahrbahn mit der einen Verzahnung 11 der Zahnstange 10 in Eingriff kommt und das von einem Motor, beispielsweise über ein Getriebe von einem steuerbaren Elektromotor, angetrieben ist.
Die Endabschnitte 6, 7 und 8 der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Y-Weiche 1 sind zur Verbindung mit geraden oder gebogenen Fahrbahnstücken ausgebildet, deren Fahrbahnen die gleiche Struktur, also zwei glatte Fahrflächen 9 und eine mittige Zahnstange 10, aufweisen. Darüberhinaus ist die vorliegende Spielzeug-Zahnradbahn bzw. die Y-Weiche 1 der Fig. 1 bis 3 sowie die mit ihr verbindbaren, nicht dargestellten Fahrbahnstücke zur Anwendung in einem Spielzeug-Bausystem vorgesehen, das auf dem einheitlichen Zusammenbau von Bauelementen verschiedenster Art mittels Kupplungszapfen und entsprechender hohler Gegenkupplungselemente beruht. Somit ist die vorliegende Weiche 1 gemäss Fig. 2 in ihren Endabschnitten 6, 7 und 8 auf deren Unterseite mit Hohlräumen 12 versehen, die durch an das plattenförmige Oberteil 2 angeformte Wandteile begrenzt sind und die dazu dienen, Kupplungszapfen einer Bauplatte, eines Stützpfeilers usw. klemmend aufzunehmen. Zur Verbindung der Endabschnitte 6, 7 und 8 der Weiche 1 mit weiteren Fahrbahnstücken sind diese, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, mit seitlichen Kupplungszapfen 13 bzw. 14 versehen. Auch die weiteren Fahrbahnstücke (nicht dargestellt) weisen beidseitig solche Paare von Kupplungszapfen auf. Zur Verbindung sind nicht dargestellte Laschen vorgesehen, die jeweils auf die vier Kupplungszapfen 13, 14 der einen Seite des betreffenden Endabschnitts 6, 7, 8 der Weiche 1 und des anschliessenden Fahrbahnstücks steckbar sind. Die weichenäusseren Kupplungszapfen 13 sind zylindrisch, während die weicheninneren Kupplungszapfen 14 Kreuzform aufweisen, um die Herstellung der genannten Kupplungszapfen 13 in diesen Innenbereichen zu erleichtern. Die Stirnseiten der Endabschnitte 6, 7, 8 sind mit Vorsprüngen 15 und Vertiefungen 16 versehen; entsprechende Vertiefungen bzw. Vorsprünge sind an den Stirnseiten der anzureihenden geraden oder gebogenen Fahrbahnstücken ausgebildet. Durch das Ineinandergreifen dieser Vorsprünge und Vertiefungen wird ein seitliches Verschieben der an die Weiche 1 angekoppelten Fahrbahnstücke und damit ein Abdrücken der erwähnten Verbindungslaschen vermieden. Gleichzeitig bilden die Vorsprünge 15 und die Vertiefungen 16 Codierelemente, welche sicherstellen, dass mit der Weiche 1 jeweils nur solche gerade oder gebogene Fahrbahnstücke verbunden werden können, die mit einem Grundraster von Kupplungszapfen des Bausystems übereinstimmen.
Bei der vorliegenden Weiche für mit einer mittigen Zahnstange versehenen Fahrbahnen einer Spielzeug-Zahnradbahn stellen sich naturgemäss die gleichen konstruktiven Probleme wie bei einer wirklichen Zahnradbahn. Weichen wirklicher Zahnradbahnen weisen zur Umstellung der Fahrrichtung komplizierte, in mehrere Abschnitte von Gleisstücken und Zahnstangenstücken aufgeteilte Mechanismen auf. Wenn auch bei der vorliegenden Zahnradbahn die konstruktiven Probleme dadurch etwas gemildert sind, dass glatte Fahrflächen statt profilierter Schienen vorhanden sind, wäre doch eine Verstelleinrichtung nach dem Muster von bekannten, üblichen Weichen tatsächlicher Zahnradbahnen mit mehreren schwenkbaren Zahnstangenstücken verhältnismässig aufwendig und störanfällig. Eine solche Weiche wäre demnach für eine aus einfachen, zuverlässigen und kostengünstig aus Kunststoff herstellbaren Bauteilen bestehenden Zahnrad-Fahrbahnanlage systemwidrig.
Bei einer bestehenden tatsächlichen Zahnradbahn ist als Einzelfall eine vereinfachte Weichenkonstruktion realisiert worden, deren Prinzip auch bei der vorliegenden Weiche benutzt ist. Bei der Zahnradbahn auf den Pilatus in der Schweiz (Pilatusbahn) sind die Weichen einer Ausweichstelle derart ausgebildet, dass für jede Fahrrichtung ein separates Fahrbahnstück mit Gleis und Zahnstange vorgesehen ist. Die beiden Fahrbahnstücke sind nebeneinander angeordnet und können gemeinsam quer zur Längsrichtung der Fahrbahn mechanisch in zwei Endstellungen verschoben werden, so dass in beiden Endstellungen je eine durchgehende, nur durch aneinanderliegende Schnittstellen getrennte Fahrbahn für jede der beiden Fahrrichtungen der Weiche vorliegt.
Die vorliegende Weiche macht von diesem einfachen, an sich bekannten Verstellprinzip Gebrauch. Aus den Fig. 1, 6 und 7 ist ersichtlich, dass eine Verstellvorrichtung 18 aus zwei entgegengesetzt gebogenen Zahnstangenstücken 19 und 20 besteht, die nebeneinander angeordnet sind und durch drei Stege 21, 22 und 23 miteinander verbunden sind. Die Stege 21, 22, 23 sind in Querschlitzen 24 des plattenförmigen Oberteils 2 geführt (Fig. 1, 2). An jeden Steg 21, 22, 23 ist eine untere Halteplatte 25, 26, 27 angeformt (Fig. 2,6, 7), die an der Unterseite des Oberteils 2 anliegen, vgl. auch Fig. 3. Die mittlere und breitere Halteplatte 26 ist zudem mit einem länglichen Loch 28 (Fig. 6) versehen, dessen Funktion später erläutert wird. Die Verstellvorrichtung 18 kann demnach durch seitliches Verschieben in zwei Endlagen gebracht werden, wobei in der einen, in Fig. 1 dargestellten Endlage das feste Zahnstangenstück 10 des Endabschnitts 6 über das bewegliche Zahnstangenstück 19 der Verstellvorrichtung 18 mit dem festen Zahnstangenstück 10 des Endabschnitts 7 stirnseitig aneinanderliegend verbunden ist. In der anderen, in Fig. 1 nicht dargestellten Endlage, die durch Verschieben der Verstellvorrichtung 18 nach rechts in Fig. 1 bewirkt wird, ist das feste Zahnstangenstück 10 des Endabschnitts 6 über das bewegliche Zahnstangenstück 20 mit dem festen Zahnstangenstück 10 des Endabschnitts 8 verbunden. Ein gleichzeitiges Verschieben der Fahrbahn, wie dies für Schienen bei der genannten Pilatusbahn der Fall ist, muss hier nicht vorgesehen werden, da beim vorliegenden Ausführungsbeispiel einer Spielzeug-Zahnradbahn die Fahrbahn glatte, nicht profilierte Fahrflächen hat.
Bei der tatsächlich bestehenden Zahnradbahn, nämlich der genannten Pilatusbahn, erfolgte das Verschieben der beiden gebogenen, mit je einer Zahnstange versehenen Gleisabschnitte früher mittels eines von Hand betätigten Getriebes, während in der moderneren Bauart eine die beiden Gleisabschnitte enthaltende Schiebebühne elektromotorisch und ferngesteuert verstellt wird. Eine solche elektromotorische oder auch eine elektromagnetische Betätigung der Verstellvorrichtung 18 liesse sich selbstverständlich auch für die vorliegende Weiche 1 der Fig. 1 realisieren. Um ein Entgleisen eines über einen der Endabschnitte 7 und 8 in die Weiche 1 einfahrenden Fahrzeugs unter allen Umständen zu vermeiden, weil ja ein "Aufschneiden" der Weiche nicht möglich ist, müssten in den Endabschnitten 7 und 8 durch das Fahrzeug betätigbare elektrische Kontakte angebracht werden, um das Zahnstangenstück 19 bzw. 20 automatisch in die richtige Lage zu bringen. Solche elektrische Weichenbetätigungen sind aber relativ kostspielig, störungsanfällig und in jedem Fall stromabhängig, so dass sich ihre Verwendung für die vorliegende Spielzeug-Zahnradbahn, die robuste und einfache Fahrbahnen hat, verbietet.
Die vorliegende Erfindung stützt sich demnach auf die Voraussetzungen, dass die Wahl der Fahrrichtung zu einem der beiden Zweige der Weiche (also die Wahl der Abzweigung) manuell vorgenommen wird, dass aber die Einstellung der richtigen Fahrbahn beim Befahren der Weiche von einer der beiden Abzweigungen her durch das Fahrzeug automatisch, jedoch ausschliesslich mechanisch bewirkt werden soll.
Nachstehend wird anhand der Fig. 1 bis 7 ein Ausführungsbeispiel einer solchen erfindungsgemässen Betätigungseinrichtung für die vorgängig beschriebene Verstelleinrichtung 18 (Fig. 1) einer Y-Weiche (oder symmetrischen Weiche) erläutert.
Wie aus den Fig. 1, 2 und 3 hervorgeht, ist in beiden Endabschnitten 7 und 8 der Y-Weiche 1 in der Zahnstange 10 und im darunterliegenden Oberteil 2 ein Längsschlitz 31 ausgebildet. Zur Vereinfachung wird im folgenden die erfindungsgemässe Betätigungseinrichtung vorerst nur anhand des Endabschnitts 7 erläutert, der auch aus der Schnittdarstellung der Fig. 3 hervorgeht. Der Längsschlitz 31 ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, auf der Unterseite des Oberteils 2 durch seitliche Führungsleisten 32 begrenzt. Der Längsschlitz 31 ist auf seiner Unterseite, wie aus Fig. 3 ersichtlich, durch die untere Abdeckung 3 der Weiche 1 abgedeckt. In den Längsschlitz 31 ist ein zungenförmiges Betätigungselement 33 eingesetzt, an welches zudem eine Längsplatte 34 angeformt ist. Das zungenförmige Betätigungselement 33 ist mit einer Nase 35 versehen Fig. 3), welche im obersten Bereich des Längsschlitzes 31 liegt. Die angeformte Längsplatte 34 ist an ihrem vorstehenden Ende mit zwei Zapfen 36 versehen, deren Zweck nachstehend noch erläutert wird. Ein einzelnes Betätigungselement 33 ist zudem im Schnitt aus Fig. 4 ersichtlich sowie in Draufsicht und in Seitenansicht in den Fig. 5A und 5B dargestellt.
Das eingesetzte Betätigungselement 33 ist seitlich sowohl im Längsschlitz 31 als auch zwischen den Führungsleisten 32 ge führt. Bezüglich der Fahrfläche 9 bzw. der Oberseite der Zahnstange 10 hat das Betätigungselement 33 eine von seiner Längslage im Längsschlitz 31 abhängige Höhe. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, liegt der der Nase 35 gegenüberliegende Teil des Betätigungselements 33 auf der Innenfläche der unteren Abdekkung 3 auf. Im Endabschnitt 7 hat die untere Abdeckung 3 einen ersten äusseren Bereich 37, welcher dem Oberteil 2 näher liegt als ein zweiter innerer Bereich 38 der unteren Abdeckung 3. Stützt sich das Betätigungselement 33 auf den inneren Bereich 38 ab, so liegt es so tief im Längsschlitz 31, dass seine Nase 35 gerade die Ebene der Oberseite der Zahnstange 10 erreicht, wie dies aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Wenn das Betätigungselement 33 in noch zu beschreibender Weise im Längsschlitz 31 nach aussen, das heisst zum Ende des Endabschnitts 7 hin verschoben wird, gelangt sein der Nase 35 gegenüberliegender Teil über einen rampenförmigen Abschnitt 39 der unteren Abdeckung 3 auf den äusseren Bereich 37 der unteren Abdeckung 3. Somit wird das Betätigungselement 33 bei dieser Längsbewegung angehoben, so dass in der Endstellung am äusseren Ende des Längsschlitzes 31 die Nase 35 über die Zahnstange 10 hinausragt. Demnach hat das Betätigungselement 33 im Längsschlitz 31 zwei unterschiedliche Höhenlagen, in welchen es mit seiner Nase 35 entweder im Längsschlitz 31 gerade versenkt ist oder über die den Längsschlitz 31 nach oben begrenzende Oberseite der Zahnstange 10 überragt.
Der andere Endabschnitt 8 der Weiche 1 ist bezüglich des Längsschlitzes 31, des darin eingesetzten Betätigungsele ments 33 und der Form der unteren Abdeckung 3 mit dem äusseren Bereich 37, dem inneren Bereich 38 und der dazwischen liegenden Rampe 39 genau gleich wie der Endabschnitt 7 ausgebildet. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, befindet sich das Betätigungselement 33 im Endabschnitt 8 in seiner vorderen oder äusseren Lage, in welcher seine Nase 35 über die Oberseite der Zahnstange 10 hinausragt.
Es gehört zum Wesen der Erfindung, dass die beiden Betätigungselemente 33 der Endabschnitte 7 bzw. 8 mit der vorgängig beschriebenen Verstellvorrichtung 18 sowie im Sinne einer Rückstellvorrichtung miteinander mechanisch gekuppelt sind. Diese beiden Effekte, Verstellen und Rückstellen, werden gleichzeitig durch die nachfolgend erläuterten Kupplungsglieder in einfacher Weise erzielt. Da diese Kupplungsglieder auf der Unterseite des Oberteils 2 angeordnet sind, wird im folgenden auf Fig. 2 sowie auch auf Fig. 3 Bezug genommen.
Die erwähnten Kupplungsglieder umfassen gemäss Fig. 2 zwei Hebel 41 und 42, ein Drehelement 43 in Form einer drehbar gelagerten Scheibe sowie eine Vorspannfeder 44 für das Drehele ment 43.
Die beiden Hebel 41 und 42, die gleich ausgebildet sind, sind über ein entsprechendes Loch am einen Zapfen 36 des einen bzw. des andern Betätigungselements 33 angelenkt. Der jeweils andere Zapfen 36 der Betätigungselemente 33 dient, wie aus Fig.3 ersichtlich, zur Abstützung des Betätigungselements 33 am vorstehenden Ende seiner Platte 34 an der Unterseite des Oberteils 2. Jeder Hebel 41,42 weist in seinem anderen Endbereich zwei angedeutete Zapfen 45 und 46 bzw. 47 und 48 auf. Von diesen Zapfen ist bei beiden Hebeln 41,42 jeweils nur der innere Zapfen 45 bzw. 47 benutzt, indem er in ein entsprechendes Loch des scheibenförmigen Drehelements 43 eingesteckt ist. Der Zapfen 45 und das entsprechende Loch des Drehelements 43 sind in Fig. 3 durch eine gestrichelte Linie 49 angedeutet. Das Drehelement 43 ist auf einem Hohlzapfen 50 der unteren Abdeckung 3 drehbar gelagert (Fig. 3). Zudem ist das Drehelement 43 mit einem Zapfen 51 versehen, der in das längliche Loch 28 der Halteplatte 26 der Verstellvorrichtung 18 greift Fig. 2 und 6). Schliesslich ist das Drehelement 43 der Kraft der gebogenen Drahtfeder 44 ausgesetzt,welche mit Endösen einerseits an einem festen Zapfen 52 der Unterseite des Oberteils 2 und andererseits an einem Zapfen 53 des Drehelements 43 eingehängt ist. Die Feder 44 drückt das Drehelement 43 in seine eine, dargestellte Endlage sowie in eine andere, noch zu beschreibende Endlage.
Zu erwähnen ist noch, dass ein weiteres Loch 54 des Drehelements 43 wie die äusseren Zapfen 46 bzw. 48 der Hebel 41 und 42 hier ohne Bedeutung ist, wobei diese dazu dienen, die gleichen Hebel auch bei anderen Ausführungsformen unverändert benutzen zu können. Damit die hier nicht benutzten Zapfen 46, 48 bei einer Drehbewegung des Drehelements 43 an diesem nicht anstossen und damit nicht einen unerwünschten Anschlag bilden können, ist das Drehelement 43 mit entsprechenden bogenför migen Schlitzen 55 und 56 sowie mit einem weiteren bogenförmigen, hier nicht interessierenden Schlitz 57 versehen.
Die Funktionsweise der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Y-Weiche beim Befahren durch ein Fahrzeug ist wie folgt, wobei vorausgesetzt wird, dass das Fahrzeug an mindestens einer seiner Frontseiten mit einem Vorsprung, beispielsweise einem Nocken, einer Leiste oder dergleichen, versehen ist. Dieser Vorsprung soll sich bei auf die Fahrbahn aufgesetztem Fahrzeug mit seiner unteren Kante knapp über der Oberseite der Zahnstange 10 befinden und sich über die Breite der Zahnstange 10 erstrecken
Wird die in Fig. 1 dargestellte Weiche 1 von einem solchen Fahrzeug durch Einfahrt in den Endabschnitt 7 stumpf befahren, so ist dies ohne weiteres möglich, da das richtig liegende Zahnstangenstück 19 die ungehinderte Durchfahrt des Fahrzeugs erlaubt. Somit ist eine Weichenumstellung unnötig bzw unerwünscht, was dadurch gesichert ist, dass die Nase 35 des Betägungselements 33 im Endabschnitt 7 nicht über das Oberteil der Zahnstange 10 hinausragt und somit mit dem erwähnten Vorsprung des Fahrzeugs nicht in Eingriff kommen kann.
Wird die in Fig. 1 dargestellte Weiche 1 dagegen vom Fahrzeug durch Einfahrt in den Endabschnitt 8 stumpf befahren, so stösst der genannte Vorsprung des Fahrzeugs an die im Endabschnitt 8 vorstehende Nase 35 des dortigen Betätigungselements 33, so dass das Betätigungselement 33 bei Weiterfahrt des Fahrzeugs im Längsschlitz 31 in Längsrichtung nach innen geschoben wird, bis es im inneren Bereich 38 der Abdeckung 3 so tief im Längsschlitz 31 versenkt ist, dass seine Nase nicht mehr vorsteht.
Durch diese vom Fahrzeug hervorgerufene Längsverschiebung des Betätigungselements 33 im Endabschnitt 8 wird folgendes bewirkt, vgl. Fig. 2.
Ueber den Hebel 42 wird durch das sich verschiebende Betätigungselement 33 auf das Drehelement 43 eine Kraft mit einer tangentiellen Komponente ausgeübt, so dass das Drehelement 43 im Sinne des Pfeils 58 gegen die Rückstellkraft der Feder 44 dreht. Bei dieser Drehbewegung schiebt der Zapfen 51 des Drehelements 43 die Halteplatte 26 der Verstellvorrichtung 18 nach links in Fig. 2 bzw. nach rechts in Fig. 1, so dass nun das gebogene Zahnstangenstück 20 mit den Zahnstangen 10 der Endabschnitte 6 und 8 in übereinstimmende Lage gebracht wird. Gleichzeitig schiebt das Drehelement 43 das Betätigungselement 33 des Endabschnitts 7 in Längsrichtung nach aussen, so dass nun seine Nase 35 über die Oberseite der Zahnstange 10 im Endabschnitt 7 vorsteht. Beim Drehvorgang des Drehelements 43 wird dessen Feder 44 über einen Totpunkt gedrückt, worauf die Feder 44 das Drehelement 43 in seine andere Endlage presst. Damit ist gewährleistet, dass die gebogenen Zahnstangenstücke 19 und 20 jeweils die für die ungehinderte Durchfahrt erforderliche Lage präzis einnehmen und darin festgehalten sind, und dass die Betätigungselemente 33 in den Längsschlitzen 31 ebenfalls in den jeweiligen Endlagen festgehalten werden.
Die beschriebene Umstellung der gebogenen Zahnstangenstücke 19 und 20 erfolgt durch die Drehbewegung des Drehelements 43 derart rasch, dass im beschriebenen Fall das Zahnstangenstück 20 längst in der richtigen Lage ist, bevor es durch das Fahrzeug vom Endabschnitt 8 her erreicht wird.
Eine erneute Umstellung der Weiche 1 in die vorgängige Ausgangsstellung erfolgt in der gleichen Weise, wenn das Fahrzeug in den Endabschnitt 7 einfährt.
Eine Umstellung der Weiche 1 für spitzes Befahren kann natürlich beliebig erfolgen. Im einfachsten Fall wird ein gewünschtes Umstellen durch seitliches Verschieben der Verstellvorrichtung 18 (Verschieben der Zahnstangenstücke 19 und 20) von Hand vorgenommen. Es sind aber auch andere Umstellmittel denkbar, beispielsweise Weichenhebel und dergleichen.
Die beschriebene Betätigungseinrichtung und die beschriebene Verstellvorrichtung ermöglichen ein automatisches und problemloses stumpfes Befahren der Weiche, wozu nur einige wenige und einfache, mechanische Teile erforderlich sind.
Anhand der Fig. 8 und 9 wird nachfolgend ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Betätigungseinrichtung in einer Weiche kurz beschrieben. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, handelt es sich hierbei um eine Rechtsweiche 61, die von der Y-Weiche der Fig. 1 im wesentlichen dadurch abweicht, dass sie ein gebogenes Zahnstangenstück 62 und ein gerades Zahnstangen stück 63 enthält, die beide wiederum Teile einer Verstellvorrichtung 64 sind. Die Verstellvorrichtung 64 sowie ein Oberteil 65 sind, abgesehen von der äusseren Form, gleich ausgebildet wie diejenigen der vorgängig beschriebenen Y-Weiche 1. Zudem sind im gebogenen Endabschnitt 66 und im geraden Endabschnitt 67 in Längsschlitzen 31 der betreffenden Zahnstangenstücke wiederum gleiche Betätigungselemente 33 mit Nasen 35 angeordnet, so dass sich eine weitergehende Erläuterung erübrigt.
Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, sind die Kupplungsglieder gleich ausgebildet wie bei der Weiche 1 nach Fig. 2. Es liegen demnach die gleichen Hebel 41,42 und das gleiche Drehelement 43 vor. das durch die gleiche Feder 44 vorgespannt ist. Unterschiedlich gegenüber Fig. 2 ist einzig die Verbindung des einen Hebels mit dem Drehelement.
Da der gebogene Endabschnitt 66 in seinen Abmessungen und in seiner Richtung mit dem Endabschnitt 7 der Fig. 1 und 2 übereinstimmt, ist der Hebel 41 in gleicher Weise mit dem Drehelement 43 verbunden, nämlich über seinen inneren Zapfen 45. Dagegen liegt das Betätigungselement 33 des geraden Endabschnitts 67 bezüglich des Drehelements 43 in einem anderen Winkel und in einer anderen Distanz als dasjenige des zweiten Endabschnitts 8 der Fig. 2. Somit ist hier der äussere Zapfen 56 des Hebels 42 in das Loch 54 des Drehelements 43 eingesteckt (vgl. auch Fig. 2). Die Kupplung des Drehelements 43 mit der Verstellvorrichtung 64 erfolgt wiederum über den Zapfen 51 des Drehelements 43, der in das längliche Loch 28 der Halteplatte 26 der Verstellvorrichtung 64 eingreift.
Die Funktionsweise der Weiche 61 stimmt mit der beschriebenen Funktionsweise der Weiche 1 überein. Auch eine Linksweiche wäre - seitenverkehrt - gleich aufgebaut, wobei sich für die Hebel 41 und 42 wiederum andere Kupplungsorte am Drehelement 43 ergeben, immer aber unter Verwendung der gleichen Hebel und des gleichen Drehelements.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Betätigungseinrichtung in einer 90°-Kreuzung einer Zahnrad-Fahrbahnanlage anhand der Fig. 10 bis 12 beschrieben.
Wie aus Fig. 10 hervorgeht, weist die Kreuzung 71 vier Endabschnitte 72, 73, 74 und 75 sowie einen diese Endabschnitte verbindenden Mittelteil 76 auf. Die Endabschnitte 72 bis 75 und der Mittelteil 76 bilden zwei zusammenhängende glatte Fahrflächen 77 für ein mit glatten Rädern versehenes Fahrzeug, wie dies vorgängig für eine Y-Weiche und eine Rechtsweiche bereits erläutert worden ist. Die Fahrflächen 77 der einander gegenüberliegenden Endabschnitte 72, 73 bzw. 74, 75 sind durch je ein mit den Fahrflächen 77 fest verbundenes gerades Zahnstangenstück 78 bzw. 79 getrennt. Im Mittelteil 76 ist ein kürzeres gerades Zahnstangenstück 80 in den Fahrflächen 77 drehbar an geordnet, um jeweils die Durchfahrt des Fahrzeugs zwischen den Endabschnitten 74 und 76 in der mit ausgezogenen Linien darge stellten Lage des Zahnstangenstücks 80 bzw. zwischen den Endabschnitten 72 und 73 in der mit gestrichelten Linien dargestellten, um 90° gedrehten Lage des Zahnstangenstücks 80 zu ermöglichen.
Zur automatischen, das heisst durch das die dargestellte Kreuzung 71 befahrende Fahrzeug automatisch bewirkten Verstellung der Lage des Zahnstangenstücks 80 ist eine erfindungsgemässe Betätigungseinrichtung vorgesehen, die als Abwandlung der Betätigungseinrichtungen der vorgängig beschriebenen Weichen ausgebildet ist. Demnach weist jeder Endabschnitt 72 bis 75 in der in Fig. 10 dargestellten Draufsicht ein in einem Längsschlitz 31 des betreffenden Zahnstangenstücks 78 bzw. 79 verschiebbar angeordnetes, zungenförmiges Betätigungselement 33 auf, das mit einer nach oben gerichteten Nase 35 versehen ist, wie dies bereits in den Fig. 1 und 8 dargestellt ist. Hierbei befinden sich die Betätigungselemente 33 der beiden Endabschnitte 72 und 73, für welche zur Ermöglichung der Durchfahrt eine Verstellung des mittleren Zahnstangenstücks 80 um 90° erforderlich ist, in einer äusseren Schiebelage, in welcher ihre Nasen 35 über die obere Fläche der betreffenden Zahnstangenstücke 78 vorstehen. Dagegen befinden sich die Betätigungselemente der Endabschnitte 74 und 75, für welche sich das mittlere Zahnstangenstück 80 bereits in einer die Durchfahrt ermöglichenden Lage befindet, in ihrer inneren Schiebelage, in welcher ihre Nasen 35 mindestens auf die Höhe der oberen Fläche der betreffenden Zahnstangenstücke 79 abgesenkt sind.
Bei der Einfahrt eines Fahrzeugs in den Endabschnitt 72 oder 73 verschiebt das Fahrzeug demnach das jeweilige Betätigungselement 33 an der Nase 35 nach innen, wobei am inneren Ende dieser Schiebebewegung die Lage der Nase 35 höchstens auf dem Niveau der oberen Fläche des Zahnstangenstücks 78 ist, was bereits erläutert worden ist. Durch einen nachfolgend beschriebenen Mechanismus wird hierbei das mittlere Zahnstangenstück 80 um 90° gedreht, so dass das Fahrzeug die Kreuzung 71 anstandslos befahren kann. Durch diesen Mechanismus wird einerseits gleichzeitig das Betätigungselement 33 des gegenüberliegenden Endabschnitts 73 oder 72 ebenfalls nach innen verschoben, so dass seine Nase 35 nicht mehr über das betreffende Zahnstangenstück 78 vorsteht. Andererseits werden durch diesen Mechanismus gleichzeitig die Betätigungselemente der beiden anderen, einander gegenüberliegenden Endabschnitte 74 und 75 nach aussen verschoben, so dass dann ihre Nasen 35 über die betreffenden Zahnstangenstücke 79 vorstehen.
Der erwähnte Mechanismus ist in den Fig. 11 und 12 dargestellt und entspricht grundsätzlich den anhand der Fig. 2 und 9 beschriebenen Betätigungseinrichtungen der Y-Weiche 1 bzw. der Rechtsweiche 61. Identische Teile sind demnach in den Fig. 11 und 12 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Das Prinzip beruht also darauf, die durch das Fahrzeug bewirkte Schiebebewegung eines der vier Betätigungselemente über angelenkte Hebel und ein zentrales, federvorgespanntes Drehelement auf die übrigen drei Betätigungselemente im gewünschten Sinn übertragen wird.
Jedes Betätigungselement 33 ist in der vorgängig beschriebenen Weise seitlich durch Führungsleisten 32 des Längsschlitzes 31 und nach unten durch die Abdeckung 3 mittels einer am Betätigungselement 33 angeformten Längsplatte 34 geführt. Die Ab deckung 3 weist im Bereich des Längsschlitzes 31 einen äusseren Bereich 37 und einen tieferen, inneren Bereich 38 auf, wobei diese beiden Bereiche 37, 38 über einen rampenförmigen Abschnitt 39 der Abdeckung 3 miteinander verbunden sind. Im inneren Bereich 38 liegt das Betätigungselement 33 somit tiefer als im äusseren Bereich 37. Die angeformte Längsplatte 34 ist an ihrem vorstehenden Ende wiederum mit zwei Zapfen 36 versehen.
An jedes Betätigungselement 33 der Endabschnitte 74 und 75 ist ein Hebel 41 und an diejenigen der Endabschnitte 72 und 73 ein Hebel 42 angelenkt. Die Hebel 41 sind dabei über entsprechende Löcher in die oberen Zapfen 36 und die Hebel 42 in die unteren Zapfen 36 der Längsplatte der Betätigungselemente 33 eingesteckt, wie dies aus Fig. 11 und bezüglich des einen Hebels 42 aus Fig. 12 ersichtlich ist.
Im Mittelteil 76 ist zentral ein scheibenförmiges Drehelement 81 zwischen dem Oberteil 2 und der unteren Abdeckung 3 drehbar angeordnet. Am Drehelement 81 ist oberseitig das mittlere Zahnstangenstück 80 angeformt. Das Drehelement 81 ist zudem der Kraft einer bereits vorgängig erwähnten Vorspannfeder 44 ausgesetzt.
Jeder Hebel 41, 42 weist in seinem anderen Endbereich entsprechend den Fig. 2 und 9 zwei Zapfen 45 und 46 bzw. 47 und 48 (zum Teil in Fig. 11 nur angedeutet) auf, von welchen die inneren Zapfen 45 bzw. 47 je in ein entsprechendes Loch des scheibenförmigen Drehelements 81 gesteckt sind. Hierbei sind die Hebel 41 auf der Oberseite des Drehelements in dieses eingesteckt, und die Hebel 42 auf dessen Unterseite. Die äusseren Zapfen 46 und 48 der Hebel 41 bzw. 42 werden hier nicht benutzt und sind einzig vorgesehen, damit bei der Y-Weiche der Fig. 1 und 2, der Rechtsweiche der Fig. 8 und 9 (sowie einer entsprechenden Linksweiche) und der vorliegenden Kreuzung der Fig. 10 und 11 die gleichen Hebel 41 und 42, die im übrigen identisch sind, universell verwendet werden können. Um die Drehbewegung des Drehelements 81 durch die äusseren Zapfen 46 und 48 nicht zu behindern, ist das Drehelement 81 mit entsprechenden bogenförmigen Schlitzen 55 und 56 zur Aufnahme der äusseren Zapfen 46 bzw. 48 der Hebel 41 bzw. 42 versehen.
Wenn auf der dargestellten Kreuzung 71 in der bereits erwähnten Weise das in den Endabschnitt 72 oder 73 einfahrende Fahrzeug das entsprechende Betätigungselement 33 nach innen verschiebt, erfolgt zwangsmässig eine Drehbewegung des Drehelements 81 im Sinn des Pfeils 82 über den zugeordneten Hebel 42. Diese Drehbewegung betätigt gleichzeitig auch den anderen Hebel 42 und die beiden Hebel 41. Dadurch wird auch das Betätigungselement 33 des Endabschnitts 73 bzw. 72 unter Absenkung seiner Nase 35 über den rampenförmigen Abschnitt 39 der unteren Abdeckung 3 (Fig. 12) nach innen verschoben, während die Betätigungselemente 33 deranderen einander gegenüberliegenden Endabschnitte 74 und 75 gleichzeitig und unter Anhebung ihrer Nasen 35 nach aussen verschoben werden. Die jeweiligen Endlagen werden hierbei durch die Vorspannfeder 44 festgehalten, welche bei der Drehbewegung des Drehelements 81 einen Totpunkt überwindet.
Die erfindungsgemässe Betätigungseinrichtung ermöglicht demnach mit sehr einfachen Mitteln und ohne äussere Steuermittel ein problemloses und sicheres Befahren einer Kreuzung einer mit einer Zahnstange versehenen Fahrbahnanlage einer Spielzeugbahn. Die beschriebene Betätigungseinrichtung kann selbstverständlich auch bei einer Kreuzung mit anderem Kreuzungswinkel als 90° vorgesehen werden, wobei hierzu einzig ein scheibenförmiges Drehelement mit anders angeordneten Löchern für die Zapfen der Hebel 41 und 42 vorzusehen wäre.
Es ist vorgängig im Zusammenhang mit der Beschreibung der Y-Weiche gemäss den Fig. 1 und 2 erwähnt worden, dass eine Umstellung der Weiche für spitzes Befahren in der einen oder anderen Fahrrichtung im einfachsten Fall mittels seitlichen Verschiebens ihrer Verstellvorrichtung, das heisst ihrer gemeinsam verschiebbaren Zahnstangenstücke, von Hand vorgenommen wird. Mit der erfindungsgemässen Betätigungseinrichtung kann aber auch eine Ausführungsform einer Weiche realisiert werden, bei welcher die Wahl der Fahrrichtung beim spitzen Befahren der Weiche mittels eines von Hand oder ferngesteuert betätigten Weichenhebels vorwählbar ist, wobei die vorgängig beschriebene, automatische Umstellung der Weiche in die richtige Lage durch das die Weiche stumpf befahrende Fahrzeug selbstverständlich vollumfänglich erhalten bleibt. Anhand der Fig. 13 bis 15 wird ein Ausführungsbeispiel einer solchen mit einer Vorwahleinrichtung versehenen Rechtsweiche nachstehend beschrieben.
In der Draufsicht der Fig. 13 weist eine solche Rechtsweiche 91 im wesentlichen den gleichen Aufbau auf wie die vorgängig anhand der Fig. 8 beschriebene Rechtsweiche 61. Demnach enthält die Weiche 91 wiederum ein gebogenes Zahnstangenstück 62 und ein gerades Zahnstangenstück 63, welche beiden Zahnstangenstücke Teile einer seitlich verschiebbaren Verstellvorrichtung 64 sind. Nähere konstruktive Einzelheiten einer derartigen Verstellvorrichtung sind bereits anhand der Fig. 1 und 6 bis 8 beschrieben worden. In einem gebogenen Endabschnitt 66 und in einem geraden Endabschnitt 67 eines Oberteils 65 sind fest angeordnete bzw. an das Oberteil 65 angeformte Zahnstangenstücke 92 bzw. 93 mit den vorgängig beschriebenen Längsschlitzen 31 versehen, in welchen ebenfalls zungenförmige Betätigungselemente 94 in Längsrichtung verschiebbar angeordnet sind. Die Betätigungselemente 94 weisen vorstehende Nasen 95 auf. Hierbei ragt die Nase 95 des im Endabschnitt 66 nach aussen verschobenen Betätigungselements 94 über die obere Fläche des betreffenden gebogenen Zahnstangenstücks 92, während die Nase 95 des im Endabschnitt 67 nach innen verschobenen Betätigungselements 94 mindestens auf die Höhe der oberen Fläche des betreffenden geraden Zahnstangenstücks 93 abgesenkt ist.
Unterschiedlich gegenüber der Weiche 61 der Fig. 8 ist der Umstand, dass das vor den Verzweigungsenden der zur Verstellvorrichtung 64 gehörenden Zahnstangenstücke 62 und 63 befindliche feste, vorzugsweise am Oberteil 65 angeformte, gerade Zahnstangenstück 96 ebenfalls mit einem Längsschlitz 97 versehen ist, in welchem nebeneinander zwei gleichartige, zungenförmige Betätigungselemente 98 und 99 mit zugehörigen Nasen 100 verschiebbar angeordnet sind. Die Betätigungselemente 98 und 99 haben im Längsschlitz 97 ebenfalls zwei Endlagen, nämlich eine innere und eine äussere Endlage, die von den Betätigungselementen 98, 99 wechselseitig eingenommen werden. Jedes Betätigungselement 98, 99 ist in der inneren Endlage im Längsschlitz 97 so weit abgesenkt, dass seine Nase 100 nicht über die obere Fläche des Zahnstangenstücks 96 vorsteht. In seiner äusseren Endlage steht jedes Betätigungselement 98, 99 entweder mit seiner Nase 100 über die obere Fläche des Zahnstangenstücks 96 vor, oder es ist im Längsschlitz 97 wie in seiner inneren Endlage ebenfalls abgesenkt. Zur Bestimmung bzw. Vorwahl der Höhenlage der Nase 100 jedes der Betätigungselemente 98, 99 bezüglich der oberen Fläche des Zahnstangenstücks 96 für die äussere Endlage ist ein Weichenhebel 101 angeordnet, der in seitlicher Richtung gemäss dem Doppelpfeil 102 verschiebbar ist und der mit den Betätigungselementen 98, 99 mechanisch in Eingriff gebracht werden kann.
Ein beispielsweiser Mechanismus, welcher
- die Verstellvorrichtung betätigt;
- eine Kupplung zwischen den Betätigungselementen 94 und 98, 99 bewirkt; und
- eine Kupplung zwischen den Betätigungselementen 98, 99 und dem Weichenhebel 101 bewirkt,
wird nachstehend anhand der Fig. 14 und 15 erläutert.
In Fig. 14 ist die Unteransicht der Rechtsweiche 91 bei abgenommener unterer Abdeckung 103 gezeigt, welch letztere im Schnitt der Fig. 15 dargestellt ist. Nach Fig. 14 und 15 ist jedes Betätigungselement 94 der beiden Endabschnitte 66 und 67 mit einem seitlichen Ansatz 104 versehen, der bei einer Längsverschiebung des Betätigungselements 94 längs eines eine Rampe 105 aufweisenden Führungsstücks 106 gleitet. Dadurch kommt die Nase 95 des Betätigungselements 94 in dessen nach innen verschobenen Lage höchstens auf die Höhe der oberen Fläche des betreffenden Zahnstangenstücks 93 zu liegen (Endabschnitt 67) bzw. in dessen nach aussen verschobenen Lage in eine über die obere Fläche des Zahnstangenstücks 92 vorstehende Position zu liegen (Endabschnitt 66). Jedes Betätigungselement 94 ist an einem Hebel 107 bzw. 108 angelenkt, dessen weitere Verbindungen nachstehend noch erläutert werden. Zur Längsführung der Betätigungselemente 94 und ihrer Anlenkstellen an die Hebel 107 bzw. 108 sind mehrere seitliche Führungswände 109 ausgebildet.
Wie aus Fig. 14 und 15 ersichtlich, ist zwischen der unteren Abdeckung 103 und dem Oberteil 65 eine Scheibe 110 drehbar angeordnet. Die Scheibe 110 ist in der Art einer seitlich teilweise offenen Dose ausgebildet und weist eine untere Wand 111 und eine obere Wand 112 auf. Die untere Wand 111 ist mit zwei Zapfen 113 und 114 versehen, in welche die Hebel 107 und 108 mittels entsprechender Oeffnungen 115 bzw. 116 gesteckt sind. Die obere Wand 112 ist mit einer Lasche 117 versehen, die ein Langloch 118 hat,in welches der Zapfen 51 der Verstellvorrichtung 64 greift, wie dies anhand der Fig. 9 bereits erläutert worden ist.
Die Hebel 107 und 108 haben über ihre Anlenkstellen an der drehbaren Scheibe 110 hinaus verlängerte Hebelarme 119 und 120, an deren Enden die weiteren Betätigungselemente 98 und 99 angelenkt sind. Zur Längsführung der verlängerten Hebelarme 107, 108 sind am Oberteil 65 seitliche Führungswände 121 ausgebildet.
Jedes Betätigungselement 98, 99 ist mit einem seitlichen, horizontalen Ansatz 122 bzw. 123 versehen, der als Auflage für eine Rampe dient, um das Betätigungselement 98, 99 in seiner äusseren Lage steuerbar anzuheben. Rampen 124 und 125 sind in zwei Hebeln 126 bzw. 127 ausgebildet, welche in je einem Zapfen 128 gelagert sind und welche durch Anlenkungen 129 mit dem Weichenhebel 101 verbunden sind. Je nach seitlicher Lage des Weichenhebels 101 liegt deshalb die Rampe 124 oder 125 im Verschiebungsbereich des zugehörigen Betätigungselemets 98 bzw. 99. Trifft dies zu,wie es in Fig. 14 für die Rampe 124 dargestellt ist, so wird das entsprechende Betätigungselement, also das Betätigungselement 98, nach oben über die obere Fläche des Zahnstangenstücks 96 (Fig. 13) angehoben, wenn das Betätigungselement 98 durch eine Drehung der Scheibe 110 nach aussen bewegt wird.
Um die Scheibe 110 in ihren beiden, nachfolgend erläuterten DrehEndlagen festzuhalten, ist eine am Oberteil 65 verankerte Zugfeder 130 an den Wänden 111, 112 der Scheibe 110 mittels eines Zapfens 131 befestigt. Es ist ersichtlich, dass sich die Feder 130 im Hohlraum zwischen den beiden Wänden 111, 112 der Scheibe 110 ungehindert bewegen kann und daher bei einer Drehbewegung der Scheibe 110 einen Totpunkt überschreiten kann.
Die Funktionsweise der in Fig. 13 bis 15 dargestellten Rechtsweiche 91 ist die folgende:
Beim Einfahren des Fahrzeugs in einen der Endabschnitte 66 und 67 erfolgt gegebenenfalls eine Umstellung der Verstellvorrichtung 64, das heisst der Zahnstangenstücke 62 und 63, in der gleichen Weise, wie dies für die Rechtsweiche anhand der Fig. 8 und 9 bereits beschrieben worden ist. Bei Einfahrt des Fahrzeugs in den Endabschnitt 67 der Fig. 13 und 14 ereignet sich keine Umstellung, weil sich das entsprechende Betätigungselement 94 in seiner versenkten Lage befindet und weil sich ja das gerade Zahnstangenstück 63 in der Lage für gerade Durchfahrt befindet.
Die beiden weiteren, am spitzen Ende der Weiche 91 befindlichen Betätigungselemente 98 und 99 sind beide versenkt, so dass bei der Durchfahrt des Fahrzeugs aus der Richtung des Endabschnitts 67 keine Berührung dieser Betätigungselemente durch das Fahrzeug erfolgt. Wäre das eine, sich in seiner äusseren Lage befindliche Betätigungselement 99 durch die zugehörige Rampe 125 des Hebels 127 zufolge entsprechender Stellung des Weichenhebels 101 angehoben, so ist auch in diesem Fall eine ungehinderte Durchfahrt des Fahrzeugs gewährleistet, weil zufolge der rückseitigen Schräge des Betätigungselements 99 dieses vom Fahrzeug elastisch nach unten gedrückt wird.
Beim Einfahren des Fahrzeugs in den Endabschnitt 66 schiebt das Fahrzeug das dortige Betätigungselement 94 nach innen. Dadurch wird über den Hebel 107 die Scheibe 110 gedreht, und gleichzeitig wird das Betätigungselement 94 des andern Endabschnitts 67 über den Hebel 108 nach aussen geschoben, was in Fig. 14 durch Pfeile 132 angedeutet ist. Mit der Drehung der Scheibe 110 wird über die Lasche 117 und den Zapfen 51 die Verstellvorrichtung 64 umgestellt, so dass das gebogene Zahnstangenstück 62 (Fig. 13) in die Lage gebracht wird, die eine ungehinderte Durchfahrt des Fahrzeugs ermöglicht.
Mit der Drehung der Scheibe 110 in ihre andere Endlage erfolgt auch eine Verschiebung der spitzseitigen Betätigungselemente 98 und 99, indem gemäss Fig. 14 das Betätigungselement 98 nach aussen geschoben und das Betätigungselement 99 nach innen gezogen wird. Das nach innen gezogene Betätigungselement 99 ist hierbei versenkt, so dass es vom vorbeifahrenden Fahrzeug nicht berührt wird. Das andere Betätigungselement 98 ist je nach Stellung des Weichenhebels 101 entweder ebenfalls versenkt oder - bei der in Fig. 14 dargestellten Lage des Weichenhebels 101 - angehoben. Im letzteren Fall weicht aber das Betätigungselement 98 beim Befahren durch das Fahrzeug elastisch nach unten aus, so dass keine weitere Einwirkung entsteht.
Beim spitzen Befahren der dargestellten Weiche 91 ergibt sich die Fahrrichtung augrund der Lage des Weichenhebels 101.
Wenn die Betätigungselemente 98 , 99 und der Weichenhebel 101 in der in Fig. 14 dargestellten Lage sind, ist keines der Betätigungselemente 98, 99 angehoben, so dass eine Durchfahrt des Fahrzeugs in der vorliegenden Richtung, das heisst in gerader Richtung zum Endabschnitt 67 erfolgt. Befindet sich der Weichenhebel 101 jedoch in seiner anderen Lage, in welcher das Betätigungselement 99 durch die Rampe 125 nach oben gedrückt ist, verschiebt das spitz einfahrende Fahrzeug das Betätigungselement 99 nach innen, wodurch die Scheibe 110 im Sinne des Pfeils 132 in ihre andere Endlage gedreht wird, was eine Umstellung der Verstellvorrichtung 64 und damit das Einschalten des gebogenen Zahnstangenstücks 62 bewirkt. Dadurch befährt das Fahrzeug den abgelenkten Endabschnitt 66.
Entsprechendes gilt natürlich auch für den andern Fall, dass sich die Weiche 91 im Zustand der Ablenkung für ungehinderte Fahrt über den Endabschnitt 66 befindet. In jedem Fall kann also durch die einstellbare Lage des Weichenhebels 101 die Fahrrichtung von der jeweils vorliegenden Richtungslage der Weiche für das spitze Befahren der Weiche vorgewählt werden.
Die beschriebene Vorwahleinrichtung kann selbstverständlich mit entsprechenden Hebeln und einer entsprechenden Scheibe auch für eine Linksweiche oder eine Y-Weiche vorgesehen werden.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen von Weichen gemäss den Fig. 1, 2; 8, 9; 13, 14 sind Verstellvorrichtungen für je zwei unterschiedliche Zahnstangenstücke zur Anwendung gelangt, bei welchen die Zahnstangenstücke quer zur Längsrichtung der Weiche verschiebbar sind. Eine solche Ausbildung der Verstellvorrichtung ist an sich, wie bereits erwähnt, aus der Anlage einer tatsächlichen Zahnradbahn (Pilatusbahn) bekannt.
Es sind aber auch andere Ausbildungsformen von Verstellvorrichtungen möglich. Bei der genannten Pilatusbahn liegt beispielsweise auch ein Weichentyp vor, der übereinander angeordnete, unterschiedliche Zahnstangenstücke aufweist, deren Träger um eine in Längsrichtung der Weiche verlaufende Achse drehbar ist, um das eine oder das andere Zahnstangenstück samt den zugehörigen Schienenabschnitten in die Fahrbahn zu bringen. Für eine Spielzeug-Zahnradbahn ist eine solche Weichenausbildung jedoch unzweckmässig, da zum Abdrehen des jeweils inaktiven Zahnstangenstücks unterhalb der Weiche ein beträchtlicher vertiefter Raum zur Verfügung stehen muss.
Dagegen ist es möglich, die Verstellvorrichtung so auszubilden, die zu verstellenden Zahnstangenstücke nicht seitlich verschoben, sondern um einen gemeinsamen Drehpunkt in der Ebene der Fahrbahn geschwenkt werden können. Eine Rechtsweiche dieser Art wird nachstehend anhand der Fig. 16 und 17 beschrieben.
Aus Fig. 16 geht hervor, dass die vorliegende Rechtsweiche 141 ein Oberteil 142 aufweist, welches bezüglich seiner äusseren Form dem Oberteil 65 der Rechtsweiche 61 der Fig. 8 entspricht. Das Oberteil 142 hat im einen seiner beiden Zweige einen gebogenen Endabschnitt 143 und im anderen Zweig einen geraden Endabschnitt 144 sowie im spitz zu befahrenden Weichenteil einen weiteren geraden, kürzeren Endabschnitt 145. Die Endabschnitte 143, 144 und 145 sind mit einem festen, gebogenen Zahnstangenstück 146 bzw. mit festen, geraden Zahnstangenstücken 147, 148 versehen. Zwischen diesen festen Zahnstangenstücken weist die Weiche 141 eine Verstellvorrichtung 149 auf, die auf dem Oberteil 142 ein gebogenes Zahnstangenstück 150 und ein gerades Zahnstangenstück 151 enthält. Die beiden Zahnstangenstücke 150, 151 sind durch zwei Stege 152 starr miteinander verbunden, wobei die Zahnstangenstücke 150, 151 und die Verbindungsstege 152 vorzugsweise als ein einziges Kunststoff-Spritzteil ausgebildet sind.
Wie nachfolgend noch näher erläutert wird, ist die die Zahnstangenstücke 150, 151 und die Verbindungsstege 152 enthaltende Verstellvorrichtung 149 um einen angedeuteten Drehpunkt 153 schwenkbar, wobei die Verbindungsstege 152 teilweise in gebogenen Schlitzen 154 des Oberteils 142 liegen und in diesen geführt sind. Es ist ersichtlich, dass durch Schwenken der Verstellvorrichtung 149 um den Drehpunkt 153 das eine oder andere Zahnstangenstück 150 bzw. 151 in diejenige Lage gebracht werden kann, die das Befahren der Weiche 141 in der abgebogenen oder in der geraden Richtung ermöglicht. Um ein ungehindertes Befahren der Weiche 141 in einer dieser Richtungen zu gewährleisten, müssen die festen und beweglichen Zahnstangenstücke 146, 147, 148 bzw. 150, 151 jeweils sozusagen nahtlos aneinander anschliessen, weshalb ihre Stirnflächen entsprechend abgeschrägt sind, wie dies aus Fig. 16 hervorgeht.
Im übrigen sind die Endabschnitte 143, 144 und 145 im wesentlichen gleich ausgebildet wie diejenigen der Weiche 1 gemäss Fig. 1 und der Weiche 61 gemäss Fig. 8. Insbesondere sind diese Endabschnitte mit den vorbeschriebenen seitlichen Kupplungszapfen 13 bzw. 14 sowie mit den vorbeschriebenen Vorsprüngen 15 und den Vertiefungen 16 zur Kupplung und Verbindung mit anschliessenden Fahrbahnstücken versehen. Ferner sind die Endbereiche der Zahnstangenstücke 146 und 147 der Endabschnitte 143 bzw. 144 je mit dem vorbeschriebenen Längsschlitz 31 versehen, in welchem das Betätigungselement 33 verschiebbar angeordnet ist. Die Betätigungselemente 33 weisen wiederum, wie in den Fig. 5A und 5B dargestellt, die Nase 35 (Fig. 16) und die untere Längsplatte 34 (Fig. 17) auf, wobei jede Längsplatte nur mit einem, nach innen ragenden Zapfen 36 versehen ist, der in Fig. 17 angedeutet ist.
Die Betätigungselemente 33 sind in den Schlitzen 31 der Zahnstangenstücke 146 und 147 nicht nur in deren Längsrichtung, sondern auch in der Höhenrichtung verschiebbar. Um die Höhenlage der Betätigungselemente 33 festzulegen, ist die in Fig. 17 nicht dargestellte untere Abdeckung des Oberteils 142 in jedem Endabschnitt 143, 144 mit einem rampenförmigen Abschnitt versehen, der einen äusseren Bereich der Abdeckung mit einem inneren Bereich der Abdeckung verbindet, wobei die beiden Bereiche und der rampenförmige Abschnitt als Auflagen für die Längsplatten 34 der Betätigungselemente 33 ausgebildet sind. Dadurch legt, wie dies anhand der Fig. 3 für die Bereiche 37, 38 und den rampenförmigen Abschnitt 39 der unteren Abdeckung 3 der Weiche 1 bereits erläutert worden ist, der äussere Bereich, welcher dem Oberteil 142 nähert liegt als der innere Bereich, eine obere Lage des Betätigungselements 33 fest, in welcher die Nase 35 des Betätigungselements 33 über die obere Fläche des betreffenden Zahnstangenstücks 146 oder 147 vorsteht. Der innere Bereich legt dagegen eine untere Lage des Betätigungselements 33 fest, in welcher die Nase 35 des Betätigungselements 33 nicht mehr über die obere Fläche des betreffenden Zahnstangenstücks 146 oder 147 hinausragt. Somit steht in der Darstellung der Fig. 16 und 17 die Nase 35 des Betätigungselements 33 im Endabschnitt 144 über das Zahnstangenstück 147 vor, während sie im Endabschnitt 143 mindestens auf die Höhe des Zahnstangenstücks 146 abgesenkt ist.
Zur automatischen Betätigung der Verstellvorrichtung 149 der Fig. 16 sind die Längsplatten 34 der Betätigungselemente 33 (Fig. 17) über ein rahmenförmiges Element 155 mit der Verstellvorrichtung 149 mechanisch gekupplt. Das rahmenförmige Element 155 ist einerseits in einem am Oberteil 142 angebrachten, im Drehpunkt 153 der Fig. 16 liegenden Zapfen 156 schwenkbar gelagert und andererseits auf federnde Zapfen 157 aufgesteckt, die an den beiden beweglichen Zahnstangenstücken 150, 151 bzw. an ihren Verbindungsstegen 152 angeformt sind. Ferner ist das rahmenförmige Element 155 an die Längsplatten 34 der beiden Betätigungselemente 33 über deren Zapfen 36 angelenkt.
Wenn nun ein Fahrzeug die dargestellte Weiche 141 über den geraden Endabschnitt 144 stumpf befährt, schiebt es das betreffende Betätigungselement 33 nach innen, so dass das rahmenförmige Element 155 im Sinne des Pfeils 158 geschwenkt wird. Dies bewirkt, dass die Verstellvorrichtung 149 derart geschwenkt wird, dass ihr gerades Zahnstangenstück 151 die beiden festen Zahnstangenstücke 147 und 148 verbindet und eine Durchfahrt des des Fahrzeugs problemlos möglich ist. Befährt das Fahrzeug jedoch in der in Fig. 16 dargestellten Lage der Weiche 141 stumpf den gebogenen Endabschnitt 143, so bleibt die Lage der Verstellvorrichtung 149 unverändert, da die Nase 35 des Betätigungselements im Endabschnitt 143 nicht vorsteht. Für diese Lage der Verstellvorrichtung 149 ist ja auch die problemlose Durchfahrt über die gebogenen Zahnstangenstücke 146, 150 gewährleistet. Entsprechendes gilt natürlich, wenn sich die Verstellvorrichtung 149 ursprünglich in ihrer anderen Endlage befindet.
Um die Verstellvorrichtung 149 in ihren beiden Endlagen festzuhalten, ist wiederum eine drahtförmige Feder 159 angeordnet, welche bei der Schwenkbewegung der Verstellvorrichtung 149 über einen Totpunkt bewegt wird.
Gegenüber den vorgängig anhand der Fig. 1, 2, 8 und 9 beschriebenen Betätigungseinrichtungen weist die vorliegende Betätigungseinrichtung der Fig. 16 und 17 den Vorteil auf, bei etwa gleichem Platzbedarf weniger Kupplungselemente zu benötigen. Dagegen sind bei der Betätigungseinrichtung der Fig. 16 und 17 die KräfteUebertragungsverhältnisse ungünstiger, so dass vom die Weiche stumpf befahrenden Fahrzeug zum Umstellen der Weiche eine grössere Kraft über eine kleinere Schiebestrecke des Betätigungselements aufgebracht werden muss.
Die anhand der Fig. 16 und 17 beschriebene Betätigungseinrichtung kann selbstverständlich auch bei einer entsprechenden Links weiche vorgesehen werden, wozu das gleiche rahmenförmige Element 155 in umgekehrter Lage verwendbar ist. Auch eine Y-Weiche kann mit einer solchen Betätigungseinrichtung versehen werden, die dann genau symmetrisch wird.
Einer weiteren Ausführungsform von Weichen jeder Art kann das Prinzip der anhand der Fig. 10 bis 12 beschriebenen Kreuzung zugrunde liegen. Genauer gesagt weist eine solche Ausführungsform eine mit den Betätigungselementen der beiden Weichenzweige gekuppelte drehbare Scheibe auf, auf welcher die beiden umzustellenden, unterschiedlichen Zahnstangenstücke der Weiche angebracht bzw. angeformt sind. Nachteilig ist hierbei, dass die Zahnstangenstücke aus geometrischen Gründen mindestens mit ihren einen Ende über die drehbare Scheibe erheblich hinausragen und deshalb mindestens an diesen Enden miteinander verbunden und abgestützt werden müssen.
Die bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Betätigungseinrichtung stehen im Bezug zu einer Spielzeug-Fahrbahnanlage, welche glatte Fahrbahnen mit einer mittig angeordneten Zahnstange aufweisen. Es ist einzusehen, dass entsprechende Betätigungsvorrichtungen auch bei konventionellen Fahrbahnen von Spielzeug-Fahrbahnanlagen mit einem aus zwei parallelen Schienen bestehenden Gleis für mit einem Spurkranz versehene Fahrzeuge ausgebildet werden können. Anhand der Fig. 18 bis 20 wird nachstehend eine solche Ausbildung am Beispiel einer Rechtsweiche beschrieben.
Die in Fig. 18 in der Stellung für gerade Duchfahrt und in Fig. 19 in der Stellung für abgelenkte Durchfahrt in Draufsicht dargestellte Rechtsweiche 161 weist eine obere Grundplatte 162 auf, die mit aus Fig. 20 ersichtlichen Seitenrändern 163 versehen ist. In den drei Endabschnitten 164, 165 und 166 sind auf der Grundplatte 162 je ein gerades bzw. gebogenes Gleisstück bestehend aus zwei profilierten Schienen 167 und 168, 169 und 170 sowie 171 und 172 angebracht. Falls die Grundplatte 162 und die genannten Schienen 167 bis 172 aus einem Kunststoff bestehen, sind die Schienen 167 bis 172 mit Vorteil an die Grundplatte 162 angeformt und bilden mit dieser ein einstückiges Bauelement. Ferner ist ersichtlich, dass die äusseren Endbereiche der Endabschnitte 164, 165, 166 mit den seitlichen Kupplungszapfen 13, 14 sowie mit den Vorsprüngen 15 und den Vertiefungen 16 versehen sind, die anhand der Fig. 1 bereits ausführlich beschrieben worden sind.
Zwischen den Endabschnitten 164, 165, 166 ist eine Verstellvorrichtung 173 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, wahlweise eine gerade oder eine abgelenkte Durchfahrt über die Weiche 161 in der einen oder der anderen Fahrrichtung zu ermöglichen. Die Verstellvorrichtung 173 enthält insgesamt vier Schienenstücke, nämlich ein äusseres gerades Schienenstück 174, ein äusseres gebogenes Schienenstück 175, ein inneres gerades Schienenstück 176 und ein inneres gebogenes Schienenstück 177, welches mit dem inneren geraden Schienenstück 176 in einer Spitze 178 verbunden ist.
Die genannten Schienenstücke 174 bis 177 sind paarweise durch Querstege 179, 180, 181 und 182 miteinander verbunden. Hierbei sind die äusseren Schienenstücke 174, 175 durch die Querstege 179, 180 und die inneren Schienenstücke 176, 177 durch die Querstehe 181, 182 je miteinander verbunden. Die genannten Querstege 179 bis 182 sind in den Fig. 18 bis 20 in unterschiedlichen Richtungen schraffiert dargestellt, um sie zeichnerisch hervorzuheben. Die Querstege 179 bis 182 erstrecken sich in den Darstellungen gemäss Fig. 18 und 19 nach unten und sind, im Falle einer Kunststoff-Ausführung, mit den entsprechenden Schienenstücken 174, 175 bzw. 176, 177 vorzugsweise einstückig ausgebildet.
Die von den Füssen der Schienenstücke 174 bis 177 nach unten (Fig. 18, 19) bzw. nach oben (Fig. 20) vorspringenden Querstege 179 bis 182 liegen in Querschlitzen 183, 184, 185 bzw. 186 der Grundplatte 162, die als Führungsschlitze für die genannten Querstege ausgebildet sind. Ferner ist ein fünfter Querschlitz 187 in der Grundplatte 162 vorhanden, in welchem ein Nocken 188 der inneren Schienenstücke 176, 177 im Bereich ihrer Spitze 178 geführt ist (Fig. 20).
Es ist somit ersichtlich, dass einerseits einerseits die inneren Schienenstücke 176, 177 und andererseits die äusseren Schienenstücke 174, 175 in der Querrichtung der dargestellten Fahrbahn jeweils paarweise verschiebbar sind, um zu erreichen, dass sie mit den festen Schienenstücken 167 bis 172 der Endabschnitte 164, 165 und 166 ein durchgehendes Gleis in gerader Richtung oder in abgelenkter Richtung bilden.
Wie anhand der Fig. 20 nachfolgend noch erläutert wird, erfolgt ein Umstellen der Verstellvorrichtung 173 in erster Linie über die inneren, durch die Querstege 181, 182 und die Spitze 178 miteinander verbundenen und in den Querschlitzen 185, 186 und 187 geführten Schienenstücke 176, 177. Diese letzteren Schienenstücke bzw ihr Quersteg 182 stehen in Wirkverbindung mit den durch die Querstege 179, 180 miteinander verbundenen und in den Querschlitzen 183, 184 geführten äusseren Schienenstücken 174, 175. Hierzu weist der Quersteg 182 beidseitig seiner Schienenstücke 176, 177 je eine Verlängerung 189 bzw 190 auf. Zudem sind die äusseren Schienenstücke 174, 175 mit je einem im Querschlitz 186 liegenden, angeformten Vorsprung 191 bzw. 192 versehen, welche Vorsprünge als Anschläge für die Enden der Verlängerungen 189, 190 wirken. Bei einer Querverschiebung der Schienenstücke 176, 177 schieben somit diese Schienenstücke in ihrem letzten Bewegungsabschnitt die Schienenstücke 174, 175 nach rechts (Fig. 18) oder nach links (Fig. 19) in die der Endlage der Schienenstücke 176, 177 entsprechende Stellung.
Zur Betätigung der inneren Schienenstücke 176, 177 und damit zwangsweise auch der äusseren Schienenstücke der Verstellvorrichtung 173 ist grundsätzlich die gleiche Betätigungseinrichtung vorgesehen, wie sie anhand der Fig. 2 mit allen Einzelheiten bereits beschrieben worden ist. Demnach ist die Grundplatte 162 in den Endabschnitten 165 und 166 mit je einem Längsschlitz 31 versehen, der auf der Unterseite der Grundplatte 162 (Fig. 20) durch seitliche Führungsleisten 32 und auf der Oberseite der Grundplatte 162 (Fig. 18, 19) durch eine auf die Höhe der benachbarten Schienenstücke 169, 170 bzw. 171, 172 vorstehende Umrandung 193 begrenzt ist.
In die Längsschlitze 31 ist wiederum je ein zungenförmiges Betätigungselement 33 eingesetzt, welches längs des Längsschlitzes 31 verschiebbar ist und an welchem eine Längsplatte 34 (Fig. 20) angeformt ist. Wie anhand der Fig. 5B näher erläutert worden ist, ist jedes Betätigungselement 33 mit einer Nase 35 versehen, welche im obersten Bereich des Längsschlitzes 31 liegt. Die Längsplatte 34 ist zudem an ihrem inneren Ende mit einem Zapfen 36 versehen (siehe auch Fig. 5B).
In Uebereinstimmung mit Fig. 3 weist eine in Fig. 20 nicht dargestellte untere Abdeckung der Grundplatte 162 angeformte äussere und innere Bereiche gegenüber den Längsschlitzen 31 bzw. den Betätigungselementen 33 auf. Die Betätigungselemente 33 liegen auf diesen Bereichen auf, wie dies bereits erläutert worden ist. Dadurch wird bewirkt, dass ein sich im äusseren Bereich eines Endabschnitts 165, 166 befindliches Betätigungselement 33 mit seiner Nase 35 über den oberen Rand der Umrandung 193 hinaus erstreckt (vgl. Endabschnitt 166 in Fig. 18 bzw. Endabschnitt 165 in Fig. 19). Befindet sich das Betätigungselement 33 jedoch im inneren Bereich eines Endabschnitts 165, 166 (vgl. Endabschnitt 165 in Fig. 18 bzw. Endabschnitt 166 in Fig. 19), so ist die Nase 35 mindestens auf die Höhe des oberen Randes der Umrandung 193 abgesenkt.
Ferner ist aus Fig. 20 ersichtlich, dass wiederum wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 zwei Hebel 41 und 42, ein Drehelement 43 in Form einer drehbar gelagerten Scheibe sowie eine Vorspannfeder 44 als Kupplungsglieder zwischen den Betätigungs elementen 33 und der Verstellvorrichtung 173 vorgesehen sind, wobei das Drehelement 43 wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 über einen Zapfen 51 und ein Langloch 28 mit dem Quersteg 182 der inneren Schienenstücke 176, 177 der Verstellvorrichtung 173 gekuppelt ist. Somit kann auf eine nähere Erläuterung dieser Kupplungsglieder verzichtet werden.
Die Funktionsweise der dargestellten Weiche 161 ist ebenfalls dieselbe wie bei der Y-Weiche 1 der Fig. 1, 2 und der Rechtsweiche 61 der Fig. 8, 9.
Die dargestellte Weiche 161 weist gegenüber üblichen, modellgetreuen Schienenweichen die Vorteile eines einfachen Aufbaus mit wenigen, unkritischen Einzelteilen (keine Weichenzungen und Radleitschienen), ununterbrochener Schienenstränge in der jeweiligen Durchfahrtsrichtung, geringen Platzbedarfs und einer ästhetisch befriedigenden, die jeweilige Durchfahrtsrichtung klar zeigenden Ausbildung auf.
In entsprechender Weise kann, unter teilweiser Verwendung gleicher Bauelemente, eine Linksweiche oder eine Y-Weiche ausgebildet sein. Die beschriebenen bzw. erwähnten Schienenweichen können zudem mit einer Vorwahlvorrichtung versehen werden, wie sie anhand der Fig. 13 bis 15 beschrieben worden ist. Zudem ist es auch möglich, eine Schienenkreuzung entsprechend Fig. 10 bis 12 und 18 bis 20 aufzubauen, wenn ununterbrochene Schienenstränge erwünscht sind.

Claims

1. Betätigungseinrichtung in einer Spielzeug-Fahrbahnanlage zum mechanischen Umstellen einer Fahrbahn-Verstellvorrichtung beim Befahren eines Fahrbahnabschnitts durch ein Fahrzeug in einer bestimmten Fahrrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrbahnabschnitt mindestens ein über die Fahrbahn vorstehendes Betätigungselement aufweist, das in Längsrichtung der Fahrbahn Verschiebbar auf dieser angeordnet ist, dass ferner das Betätigungselement über Kupplungsglieder mit der Verstellvorrichtung und mit einer Rückstellvorrichtung in Verbindung steht, und dass das Betätigungselement in einer sich in Längsrichtung der Fahrbahn erstreckenden Führung gelagert ist, deren die Höhe des Betätigungselements über der Fahrbahn bestimmende Begrenzung in einem in der bestimmten Fahrrichtung nachfolgenden Bereich tiefer liegt als in einem voranliegenden Bereich, um das Betätigungselement am Ende der Einwirkung durch das über den Fahrbahnabschnitt in der bestimmten Fahrrichtung fahrende Fahrzeug mindestens auf die Höhe der Fahrbahn zu versenken.

2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrbahnabschnitt mehrere Fahrbahnen enthält, von welchen jede mindestens ein verschiebbares Betätigungselement aufweist, und dass jedes Betätigungselement mit jedem weiteren Betätigungselement über die Kupplungsglieder derart in Verbindung steht, dass jeweils ein Betätigungselement über seine Fahrbahn vorsteht und ein anderes Betätigungselement mindestens auf die Höhe seiner Fahrbahn versenkt ist.

3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Umstellen der Fahrrichtung an einem mindestens zwei sich verzweigende Fahrbahnen aufweisenden, als Weiche ausgebildeten Fahrbahnabschnitt ein Fahrbahnstück des Fahrbahnabschnitts mittels der Verstellvorrichtung in eine das Befahren eines jeweiligen Fahrbahnzweigs durch das Fahrzeug ermöglichende Lage umstellbar ist, dass ferner im äusseren Endbereich jedes Fahrbahnzweigs ein Betätigungselement angeordnet ist, und dass jedes Betätigungselement über die Kupplungsglieder mit jedem weiteren Betätigungselement derart in Verbindung steht, dass jeweils ein Betätigungselement über seine Fahrbahn vorsteht und ein anderes Betätigungselement mindestens auf die Höhe seiner Fahr bahn versenkt ist.

4. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Umstellen der Fahrrichtung an einem zwei gerade Fahrbahnen aufweisenden, als Kreuzung ausgebildeten Fahrbahnabschnitt ein Fahrbahnstück des Fahrbahnabschnitts mittels der Verstellvorrichtung in eine das Befahren der jeweiligen geraden Fahrbahn durch das Fahrzeug umstellbar ist, dass ferner in den äusseren Endbereichen jeder geraden Fahrbahn ein Betätigungselement angeordnet ist, und dass jedes Betätigungselement mit jedem weiteren Betätigungselement und mit der Verstellvorrichtung derart in Verbindung steht, dass jeweils die Betätigungs elemente der einen geraden Fahrbahn über die Fahrbahn vorstehen und die Betätigungselemente der anderen geraden Fahrbahn mindestens auf die Höhe der Fahrbahn versenkt sind.

5. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrbahnabschnitt mit einem verzahnten Längselement versehene Fahrbahnen einer Zahnradbahn aufweist, wobei das verzahnte Längselement des Fahrbahnstücks durch die Verstellvorrichtung umstellbar ist.

6. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Betätigungselement im verzahnten Längselement der äusseren Endbereiche der Fahrbahnen angeordnet ist.

7. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung ein im Fahrbahnabschnitt drehbar gelagertes Drehelement enthält, welches über angelenkte Hebel mit jedem Betätigungselement verbunden ist.

8. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass alle Hebel gleich ausgebildet und mit mehreren Zapfen versehen sind, von welchen je Hebel einer in ein entsprechendes Loch des Drehelements greift, wobei das Drehelement bogenförmige Schlitze zur freien Bewegung der nicht mit dem Drehelement gekuppelten Zapfen der Hebel aufweist.

9. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehelement mit einer Federanordnung versehen ist, welche in zwei Endlagen des Drehelements auf dieses eine tangentielle, das Drehelement in der betreffenden Endlage fest haltende Kraft ausübt.

10. Betätigungseinrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung eine das umzustellende Fahrbahnstück enthaltende, quer zu den Fahrbahnen verschiebbare Schiebeanordnung aufweist, welche mit dem Drehelement gekuppelt ist.

11. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebeanordnung mindestens umzustellende Abschnitte eines verzahnten Längselements einer Zahnradbahn umfasst.

12. Betätigungseinrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7 oder 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung und das Drehelement zusammen eine das umzustellende Fahrbahnstück enthaltende, um einen Drehpunkt bewegliche Schwenkanordnung sind.

13. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkanordnung ein rahmenförmiges Element aufweist, welches mindestens zwei Abschnitte eines verzahnten Längselements einer Zahnradbahn umfasst, und welches in seinem einen Endbereich schwenkbar gelagert und an die Betätigungselemente angelenkt ist.

14. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkanordnung eine drehbar gelagerte Scheibe aufweist, welche mindestens einen Abschnitt eines verzahnten Längselements einer Zahnradbahn umfasst, und welche an die Betätigungselemente angelenkt ist.

15. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrbahnabschnitt mit Schienen versehene gleisförmige Fahrbahnen aufweist, wobei die Schienen des Fahrbahnstücks durch die Verstellvorrichtung umstellbar sind.

16. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Betätigungselement zwischen den Schienen der äusseren Endbereiche der Fahrbahnen angeordnet ist.

17. Betätigungseinrichtung nach den Ansprüchen 10 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebeanordnung zwei umzustellende Schienenabschnitte einer Weiche umfasst.

18. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn zeichnet, dass dass die Schiebeanordnung zwei miteinander verbundene innere Schienen und zwei miteinander verbundene äussere Schienen der umzustellenden Schienenabschnitte aufweist, wobei die inneren Schienen mit dem Drehelement gekuppelt sind, und die äusseren Schienen durch die inneren Schienen verschiebbar sind.

19. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im spitz zu befahrenden Endabschnitt der Weiche zwei weitere Betätigungselemente nebeneinander und wechselseitig parallel zueinander verschiebbar angeordnet sind, wobei mindestens das eine Betätigungselement mindestens auf die Höhe der Fahrbahn versenkt ist und das andere Betätigungselement in Abhängigkeit von der Lage eines mit den beiden weiteren Betätigungselementen gekuppelten Weichenhebels entweder über die Fahrbahn vorsteht oder mindestens auf die Höhe der Fahrbahn versenkt ist, und wobei jedes der weiteren Betätigungselemente mit einem entsprechenden Betätigungselement des einen bzw. des andern Fahrbahnzweigs der Weiche und mit der Verstellvorrichtung gekuppelt ist.

20. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Weichenhebel mit zwei seitlich zur Fahrbahn schwenkbar gelagerten Betätigungshebeln gekuppelt ist, von welchen jeder an seinem freien Ende mit einer Rampe versehen ist, welche je nach Stellung des Weichenhebels unter das eine oder das andere der weiteren Betätigungselemente bringbar ist, um das betreffende Betätigungselement anzuheben, wobei die Betätigungshebel in der Höhenrichtung federnd gelagert sind.

21. Fahrbahnverstellvorrichtung für eine Spielzeug-Fahrbahnanlage mit einem Fahrzeug, das längs eines Führungselementes einer Fahrbahn geführt ist, wobei die Vorrichtung (1,61,71,91,141,161) mindestens drei Endsegmente (6,7,8;66, 67;72-75;143-145;164-166) mit je einem feststehenden Führungselementabschnitt (10;78,79;92,93,96;146-148;167-172) und zwischen den Endsegmenten mindestens ein bewegliches Führungselementstück (19,20;62,63;80;150,151;174-177) aufweist, das in einer ersten Stellung an seinen beiden Enden mit je einem der Führungselementabschnitte fluchtet und in einer zweiten Stellung mit keinem seiner beiden Enden mit denselben Führungselementabschnitten fluchtet, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens zwei der Endsegmenten (6,7,8;66,67;72-75;143-145; 164-166) je ein in Längsrichtung ihres Führungselementabschnittes (10;78,79;92,93,96;146-148;167-172) zwischen einer ausgefahrenen, dem freien Ende des Endsegmentes zugewandten Stellung und einer eingefahrenen Stellung in einer Führung (31) verschiebbares Betätigungselement (33,94) angeordnet ist, dass jedes Betätigungselement mit dem beweglichen Führungselementstück (19,20;62,63;80;150,151;174-177) derart gekoppelt ist, dass in beiden Stellungen des Führungselementstücks jeweils mindestens eines der Betätigungselemente (33, 94) in seiner ausgefahrenen Stellung und mindestens eines der weiteren Betätigungselemente (33,94) in seiner eingefahrenen Stellung ist, dass jedes Betätigungselement (33,94) ein abstehendes Eingriffsglied (35,95) zum Eingriff mit dem Fahrzeug aufweist, und dass die Führung (31) an ihrem der eingefahrenen Stellung jedes Betätigungselementes entsprechenden Ende einen gegenüber der Längsrichtung des zugehörigen Führungselementabschnittes geneigten Abschnitt (39,105) aufweist, so dass das Eingriffsglied (35,95) in der eingefahrenen Stellung des Betätigungselementes (33,94) ausser Eingriff mit dem Fahrzeug ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Abzweigungsweiche (1,61,91,141,161) ausgebildet ist und drei Endsegmente (6,7,8;66,67;143-145;164-166) und zwei starr miteinander verbundene, gemeinsam verschiebbare Führungselementstücke (19,20;62,63;150,151;174-177) hat, von welchen das eine in der ersten Stellung der Führungselementstücke die feststehenden Führungselementabschnitte (10;92, 93,96;146-148;167-172) des ersten und zweiten Endsegmentes und das andere in der zweiten Stellung der Führungselementstücke die Führungselementabschnitte des ersten und dritten Endsegmentes miteinander verbindet, und dass die Betätigungselemente (33,94) im zweiten und dritten Endsegment angeordnet sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Kreuzung mit zwei sich kreuzenden Fahrbahnen ausgebildet ist und vier Endsegmente (72-75) enthält, in welchen je ein Betätigungselement (33) angeordnet ist, dass das bewegliche Führungselementstück (80) um eine im Kreuzungspunkt der Fahrbahnen senkrecht zu diesen stehende Achse drehbar gelagert ist, dass das Führungselementstück (80) in seinen beiden Stellungen je zwei einander gegenüberliegende Führungselementabschnitte (78,79) miteinander verbindet, und dass die beiden Betätigungselemente (33) der miteinander verbundenen Endsegmente in der eingefahrenen und die anderen beiden Betätigungselemente in der ausgefahrenen Stellung sind.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselementabschnitte (10;78,79;92,93,96;146-148;167-172) und das bewegliche Führungselementstück (10,20;62,63;80;150,151;174-177) eine Verzahnung (11) aufweisen zum Eingriff eines Zahnrades des Fahrzeuges.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselementabschnitte (10;78,79;92,93,96;146-148) und das bewegliche Führungselementstück (19,20;62,63;80; 150,151) als Zahnstangen mit beidseitiger, seitlicher Verzahnung (11) ausgebildet sind, dass die Betätigungselemente (33, 94) in einem Längsschlitz (31) in den Führungselementabschnitten geführt sind, und dass die Eingriffsglieder (35,95) die Oberseite der Führungselementabschnitte in der ausgefahrenen Stellung der Betätigungselemente (33,94) überragen.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Betätigungselement (33,94) über je einen angelenkten Hebel (41,42;107,108) mit einem um eine Hochachse in zwei Stellungen schwenkbaren Drehelement (43;81;110,155) verbunden ist, und dass das Drehelement mit dem beweglichen Führungselementstück (19,20;62,63;80;150,151; 174-177) gekoppelt ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehelement (43;81;119;155) durch eine Feder (44, 130,159) in seine beiden Endstellungen vorbelastet ist, wobei die Feder beim Verschwenken des Drehelementes von der einen in die andere Endstellung über einen Totpunkt bewegt.

28. Vorrichtung nach den Ansprüchen 22 und 26, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden beweglichen Führungselementstücke (19,20;62,63;174-177) auf einem Halter (21-23;179-182) befestigt sind, der quer verschiebbar gelagert ist, und dass der Halter mit dem Drehelement (43;110) gekoppelt ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Endsegment zwei weitere Betätigungselemente (98,99) längs verschiebbar angeordnet und gegenläufig miteinander und mit den ersten beiden Betätigungselementen (33) gekoppelt sind, so dass jeweils das eine in der eingefahrenen und das andere in der ausgefahrenen Stellung ist, wobei die Eingriffsglieder (100) der weiteren Betätigungselemente (98, 99) in der eingefahrenen Stellung ausser Eingriff mit dem Fahrzeug sind, und dass das in der ausgefahrenen Stellung befindliche weitere Betätigungselement (98,99) durch ein Stellglied (101) wahlweise quer zur Richtung des Führungselementabschnittes (96) des ersten Endsegmentes in eine erste Stellung für den Eingriff des Fahrzeuges und in eine zweite Stellung ausser Eingriff des Fahrzeuges verschiebbar ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Führungselementabschnitt aus zwei seitlich voneinander beabstandeten, parallelen, festen Schienen (167-172) besteht, dass das Führungselementstück durch ein erstes Paar quer verschiebbarer, starr miteinander verbundener innerer Schienen (176,177) und ein zweites Paar quer verschiebbarer, starr miteinander verbundener äusserer Schienen (174, 175) gebildet ist, dass das erste Paar gegenüber dem zweiten Paar begrenzt verschiebbar ist, dass die Verschiebung des zweiten Paares gegenüber den festen Schienen (167-172) derart begrenzt ist, dass in der einen Begrenzung die eine Schiene (174) des zweiten Paares mit der äusseren Schiene (167,169) des ersten und zweiten Endsegmentes (164,165) und in der anderen Begrenzung die andere Schiene (175) des zweiten Paares mit der äusseren Schiene (168,172) des ersten und dritten Endsegmentes (164,166) fluchtet, und dass die Betätigungselemente (33) mit dem ersten Schienenpaar (176,177) gekoppelt sind.