EP1683559A1

EP1683559A1 - Spielfahrzeug, das spurgeführt auf einer Bahn betrieben wird

Info

Publication number: EP1683559A1
Application number: EP06000775A
Authority: EP
Inventors: Uwe Reuter
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2006-01-14
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2026-01-14
Also published as: US7389730B2; DE102005002612A1; US20060169168A1; EP1683559B1; ATE550080T1

Abstract

Dieses Spielfahrzeug (1) wird spurgeführt auf einer Bahn (2) betrieben und wirkt mittels eines oder mehreren Stromabnehmern mit einer metallischen Stromschieneneinrichtung der Bahn (2) zusammen, wobei in das mittels eines Elektromotors (16) bewegten Spielfahrzeug (1) zur Optimierung der Traktion zwischen Bahn (2) und Spielfahrzeug ein Magnet (22) installiert ist, der auf die Stromschieneneinrichtung der Bahn (2) gerichtet ist.

Um den Magnet (2) zu optimieren ist seine Magnetkraft in Abhängigkeit von Fahrbetriebszuständen des durch den Elektromotor (16) angetriebenen Spielfahrzeugs (1) beeinflussbar.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spielfahrzeug, das spurgeführt auf einer Bahn betrieben wird nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein bekanntes Spielfahrzeug, DE 32 40 712 C2, wird mittels eines Elektromotors angetrieben, und zwar auf einer Bahn, in die eine ferromagnetische Stromleiter aufweisende Führungsnut für einen Führungszapfen des Spielfahrzeugs eingelassen ist. In das Spielfahrzeug eingebaut ist ein Dauermagnet, der durch Magnethaftung die Traktion des Spielfahrzeugs verbessert.
In der US 3,690, 393 wird ein Spielfahrzeug behandelt, das zum Betrieb auf einer magnetischen Fahrbahn geeignet ist. Hierbei sind die Räder des Spielfahrzeugs als Magnete ausgeführt, wodurch eine gezielte Traktion zwischen besagten Rädern und Fahrbahn angestrebt wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein auf einer Bahn betreibbares Spielfahrzeug unter Vermittlung eines Magnets in der Weise auszugestalten, dass eine funktionsgerechte Traktion des Spielfahrzeugs bei unterschiedlichen Fahrbetriebszuständen gewährleistet ist.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass das Spielfahrzeug dank der gesteuerten Magnetkraft des Magnets in definierten Fahrbetriebszuständen eine vorbildliche Traktion aufweist. Bei geradeaus Fahrt erreicht das Spielfahrzeug eine höhere Geschwindigkeit, da die Magnetkraft mit zunehmender Geschwindigkeit geringer wird; bei Volllast kann sie Null sein. In der Bremsstellung eines Reglers, mit dem das Spielfahrzeug gesteuert wird, wird es magnetkraftbeeinflusst auf die Bahn gezogen und durch Erhöhung des Rollwiderstands und der Magnetkraft wird der Bremsweg verkürzt. Beim Kurveneinleiten bewirkt die Magnetkraft eine Stabilisierung des Fahrzeugs, und zwar dadurch, dass der das Fahrzeug Steuernde kurzzeitig den Regler in Richtung Null bewegt. Darüber hinaus ist während der Kurvenfahrt der Driftwinkel und damit auch die Kurvenstabilität über die Stellung des Reglers dosierbar. Schließlich lässt sich die konstruktive Ausbildung des Magnets und seine Anordnung im Spielfahrzeug mit vergleichsweise einfachen Mitteln umsetzen.
In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das nachstehend näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1: eine schematische Ansicht des Spielfahrzeugs von oben mit einem erfindungsgemäßen Magnet,
Fig. 2: eine Schnitt nach der Linie II-II der Fig.1.

Ein Spielfahrzeug 1 ist zum spurgeführten Betrieb auf einer bspw. aus mehreren Bahnabschnitten bestehenden Bahn 2 ausgebildet, die mit einer metallischen Stromschieneneinrichtung 3 versehen ist. Ein Fahrgestell 4 des Spielfahrzeugs 1 ist mit einer Vorderräder 5 und 6 aufweisenden Vorderachse 7 und einer Hinterräder 8 und 9 umfassenden Hinterachse 10 versehen. Im Bereich der Vorderachse 7 ist ein Schwingarm 11 angeordnet, der um Lagerzapfen 12 und 13 drehbar gelagert und mit einem kielartigen Leitelement 14 versehen ist. Das Leitelement 14 schließt eine Mittellängsebene A-A des Spielfahrzeugs 1 ein und greift im Bereich der Stromschieneinrichtung 3 in eine Nut 15 der Bahn 1 ein.
Zum Antrieb des Spielfahrzeugs 1 dient ein Elektromotor 16, der mit einer Antriebswelle 17 quer zur Mittellängsebene A-A ausgerichtet ist und zwischen Vorderachse 7 und Hinterachse 10, jedoch benachbart von letzterer in das Fahrgestell 4 eingebaut ist. Zwischen Antriebswelle 17 des Elektromotors 16 und einer Achswelle 18 der Hinterachse 10 arbeitet ein Getriebe 19, umfassend zwei Zahnräder 20 und 21. Der Elektromotor 16 wird über mit dem Schwingarm 11 verbundenen und an der Stromschieneneinrichtung 3 anliegenden nicht gezeigten Stromabnehmern mit Betriebsstrom versorgt.
In das Fahrgestell 4 eingebaut ist ein Magnet 22, dessen Magnetkraft in Abhängigkeit von Fahrbetriebszuständen - Geradeausfahrt, Bremsen, Kurvenfahrt - des Spielfahrzeugs 1 beeinflussbar ist. Hierzu wird der Magnet 22 mittels des Betriebsstroms des Elektromotors 16 angesteuert, und der Magnet 22 ist unter Vermittlung von elektrischen Leitungen 23 und 24 mit dem Elektromotor 16 verbunden, der unter Zwischenschaltung von Halteeinrichtungen 25 und 26 am Fahrgestell 4 befestigt ist. Der Magnet 22 ist als Zylinder mit kreiszylinderischer Form ausgeführt und umfasst einen ringförmigen Dauermagnet 27 mit einer Bohrung 28, in die eine Abschaltspule 29 eingesetzt ist. Dabei ist eine Mittelachse 30 des Magnets 22 in etwa auf die Mittellängsebene A-A ausgerichtet. Die Lage der Mittelachse 30 auf der Mittellängsebene A-A ist im Ausführungsbeispiel relativ nahe am Elektromotor 16. Besagte Mittelachse 30 kann aber auch in Fahrtrichtung B gesehen weiter vorne angeordnet sein, wobei ihre optimierte Position empirisch und/oder rechnerisch festlegbar ist.
Bei Bestromung der Abschaltspule 29 mit dem Betriebsstrom des Elektromotors 16 wird ein zu der Wirkrichtung des Dauermagneten 27 entgegengesetzt gerichtetes Magnetfeld erzeugt und als Folge das resultierende Gesamtmagnetfeld reduziert bzw. aufgehoben. Hierzu dient der Betriebsstrom, der über die Stromabnehmer der Abschaltspule 27 des Magnet 22 zugeführt wird, wobei der proportional zur Fahrgeschwindigkeit wirkende Betriebsstrom von dem das Spielfahrzeug 1 Steuernden mittels eines manuell bedienbaren Reglers gesteuert wird.
Beim Betrieb des Spielfahrzeugs ergeben sich folgende Fahrbetriebszustände:

Bei Geradeausfahrt, Bremsvorgängen geradeaus und Kurvenfahrt werden unterschiedliche Anpresskräfte über den Magnet 22 erzeugt.
Der Magnet 22 erzeugt bei Geradeausfahrt keine oder nur eine geringe, bei Bremsvorgängen und bei Kurvenfahrt eine hohe Anpresskraft.
Der Magnet erzeugt bei Kurvenfahrt mit großem Radius eine hohe und bei Kurvenfahrt mit kleinem Radius eine hohe, jedoch dosierbare Anpresskraft.
Um die Anpresskräfte des Magnets 22 in Abhängigkeit der verschiedenen Fahrbetriebszuständen definieren zu können werden rechnerische oder empirische Verfahren eingesetzt.

Claims

Spielfahrzeug, das spurgeführt auf einer Bahn betrieben wird und mittels eines Stromabnehmers mit einer metallischen Stromschieneneinrichtung der Bahn zusammenwirkt, wobei in das mittels eines Elektromotors bewegten Spielfahrzeug zur Optimierung der Traktion zwischen Bahn und Spielfahrzeug ein Magnet installiert ist, der auf die Stromschieneneinrichtung der Bahn gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkraft des Magnets (22) in Abhängigkeit von Fahrbetriebszuständen des durch den Elektromotor (16) angetriebenen Spielfahrzeugs (19 beeinflussbar ist.
Spielfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (22) über den Betriebsstrom des Elektromotors (16) angesteuert wird.
Spielfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (22) über elektrische Leitungen (23 und 24) mit dem Elektromotor (16) verbunden ist.
Spielfahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (22) benachbart einem eine Hinterachse (10) antreibenden Elektromotor (16) angeordnet ist.
Spielfahrzeug nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der als Zylinder ausgeführte Magnet (22) einen ringförmige Dauermagnet (27) und ein in eine Bohrung (28) des Dauermagnets (27) eingesetzte Abschaltspule (27) umfasst.
Spielfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mittelachse (30) des Zylinders des Magnets (22) in etwa auf einer Mittellängsebene (A-A) des Spielfahrzeugs (1) liegt.
Verfahren zum Betrieb des in das Spielfahrzeug eingebauten Magnet nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Geradeausfahrt, Bremsvorgängen geradeaus und Kurvenfahrt des Spielfahrzeugs (1) unterschiedliche Anpresskräfte über den Magnet (22) erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (22) bei Geradeausfahrt keine oder nur eine geringe, bei Bremsvorgängen eine hohe und bei Kurvenfahrt eine hohe Anpresskraft erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (22) bei Kurvenfahrt mit großem Radius eine hohe und bei Kurvenfahrt mit kleinem Radius ebenfalls eine hohe, jedoch dosierbare Anpresskraft erzeugt.