Bewegungspielgerät

Abstract

 Das Bewegungsspielgerät hat zwei im spitzen Winkel zueinander frei drehbar gelagerte Radscheiben (3) und ein ebenfalls frei drehbares Kettenrad (6) eines erheblich kleineren Durchmessers. Die beiden Radscheiben haben im geringen Abstand von ihrem Umfangsrand kreisförmige Durchgangsbohrungen (11), während, das Kettenrad in seinem Umfangsrand Aussparungen (14) hat, deren Ab­stand voneinander dem Abstand der Durchgangsbohrungen der Radscheiben entspricht. Die Räder sind über eine Kette (13) mit­einander antriebsmäßig verbunden, die horizontale Distanz­stücke (12) hält, die in den Durchgangsbohrungen der Radscheiben und den Randaussparungen des Kettenrades geführt werden. Das Bewegungsspielgerät hat für technisch interessierte Personen einen großen Spielreiz.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Bewegungsspielgerät mit einem Gestell mit zwei über eine endlose Kette verbundenen, drehbar gelagerten Radscheibeneinrichtungen, deren Drehachsen im wesentlichen vertikal übereinander liegen, wobei die Kette auf der einen Seite der Drehachsen so geführt ist, daß ihre Länge größer ist als das auf der anderen Seite verlaufende Kettentrum.

[0002] Es sind bereits zahlreiche Arten von Bewegungsspielge­räten bekannt, bei denen über Ketten miteinander verbun­dene Räder entweder von einem Motor oder von Hand ange­trieben werden. So offenbart beispielsweise die US-PS 1 433 889 einen Eimerkettenbagger, bei dem die mit den Eimern versehene Kette über zwei Kettenräder geführt ist, von denen eines mittels einer Handkurbel antreibbar ist. Bei diesem Spielgerät besteht der Spielreiz in einem möglichen Materialtransport mittels der umlaufenden Eimer.

[0003] Aus der US-Zeitschrift "Scientific American", 1911, Heft 21, Seite 453 ist ein Bewegungsspielgerät der eingangs genannten Art bekannt, bei dem eine endlose Kette über zwei im wesentlichen vertikal übereinander angeordnete Kettenräder und ferner über drei weitere Kettenräder ge­führt ist, die übereinanderliegend an einer Seite der Drehachsen der erstgenannten Kettenräder angeordnet sind. Wenn bei diesem Bewegungsspielgerät ein Kettenrad mittels einer Handkurbel angetrieben wird, drehen sich die jeweils benachbarten Kettenräder gegenläufig, wobei hierin bereits der gesamte Spielanreiz zu sehen ist. Die Führung der end­losen Kette durch fünf hintereinander angerodnete Ketten­ räder hat zudem den Nachteil, daß die Kette leicht von einem Kettenrad abspringen kann, womit die antriebs­mäßige Verbindung der einzelnen drehbaren Teile unter­brochen ist.

[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bewegungsspielgerät der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, daß es insbesondere für technisch interessierte personen einen erhöhten Spielanreiz bietet, indem eine neuartige, technisch anspruchsvolle Koppelung bewegbarer Teile interessante technisch - optische Effekte vermittelt. Die bewegbaren Bauteile sollen zudem weitest­gehend zuverlässig und störungsunanfällig miteinander verbunden sein.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteil­hafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­sprüchen gekennzeichnet.

[0006] Das erfindungsgemäße Bewegungsspielgerät hat eine Rad­scheibeneinrichtung, die aus zwei im spitzen Winkel zu­einander symmetrisch zu einer vertikalen Mittelebene des Gestells frei drehbar gelagerten Radscheiben be­steht, die an ihrem äußeren Umfangsbereich jeweils mit kreisförmigen Durchgangsbohrungen gleicher Größe ver­sehen sind, die zudem gleichmäßig voneinander beabstan­det sind. Eine weitere Radscheibeneinrichtung besteht aus einem Kettenrad, das in der vertikalen Mittelebene zwischen den Radscheiben liegend frei drehbar an diesen gelagert ist und Randaussparungen aufweist, deren Abstand voneinander mit dem Abstand der Durchgangsbohrungen der Radscheiben überreinstimmt. Das Kettenrad ist erheblich kleiner als die Radscheiben. Die Anordnung ist so ge­ troffen, daß die Randaussparungen des Kettenrades in ihrer höchsten Drehposition jeweils mit zwei mitein­ander fluchtenden, in der höchsten Drehposition befind­lichen Durchgangsbohrungen der beiden Radscheiben fluchten. Zur antriebsmäßigen Koppelung der beiden Rad­scheiben mit dem Kettenrad ist eine endlose Kette vorge­sehen, die mit zylindrischen Distanzstücken versehen ist, deren Abstand voneinander dem Abstand der Durchgangs­bohrungen und der Randaussparungen entspricht und die so an der Kette befestigt sind, daß sie zu gleichen Teilen im rechten Winkel seitlich von der Kettenlängs­achse wegweisen. Die Distanzstücke greifen über einen bestimmten Umfangsbereich in die Durchgangsbohrungen und die Randaussparungen des Kettenrades ein und haben hierzu eine axiale Länge, die dem inneren Abstand der beiden Radscheiben voneinander in der vertikalen Ebene entspricht, die die Drehachsen der Radscheiben enthält.

[0007] Die erfindungsgemäße Ausbildung hat zur Folge, daß die Distanzstücke beim Umlauf der Kette jeweils in der höchsten Drehposition in die beiden miteinander fluchten­den Durchgangsbohrungen der Radscheibe eintreten und nach einer halben Umdrehung der Radscheibe in der un­tersten Drehposition aus diesen austreten, um anschlies­send etwa vertikal in eine entsprechende Randaussparung des Kettenrades hinaufgeführt zu werden. Diese antriebs­mäßige Koppelung des Kettenrades mit den Radscheiben ar­beitet äußerst zuverlässig, so daß praktisch keine Stö­rungen auftreten, und vermittelt interessante technisch­optische Effekte durch das präzise Ineinandergreifen der Kettenelemente in die Radscheiben und das Kettenrad. Somit bietet das erfindungsgemäße Bewegungsspielgerät einer technisch interessierten Spielperson einen großen Spiel­anreiz.

[0008] Die Länge der Kette sollte so auf die Anordnung der Rad­scheiben und des Kettenrades abgestimmt sein, daß die Kettenlinie nach dem Austritt aus der untersten Durch­gangsbohrung direkt nach oben über das Kettenrad ver­läuft.

[0009] Die Randaussparungen haben eine Muldenform, die annähernd halbkreisförmig ausgestaltet sein kann, um die im wesent­lichen zylinderförmigenDistanzstücke aufnehmen zu können.

[0010] Zweckmäßigerweise verjüngen sich die Distanzstücke zu ihrem freien Ende hin, um den Eintritt der Distanzstücke in die Durchgangsbohrungen zu erleichtern.

[0011] Mit großemVorteil wird vorgeschlagen, daß die Distanz­stücke reibungsarm in den Durchgangsbohrungen geführt sind. Hierzu können die Distanzstücke mit Kugellagern in den Durchgangsbohrungen geführt sein, die auf geeig­nete Weise am Randbereich der Durchgangsbohrungen be­festigt sein können. Der freie Innendurchmesser des Kugellagers sollte dabei im wesentlichen dem Außendurch­messer der Distanzstücke entsprechen. Es kommt auch in Betracht, daß die Innenfläche der Durchgangsbohrungen und die Außenfläche der Distanzstücke mit einem Material mit sehr kleinem Reibungskoeffizienten beschichtet sind. Als Beschichtungsmaterial kommt hierfür beispielsweise Teflon in Betracht. Durch die reibungsarme Führung der Distanzstücke werden die Reibungsverluste des erfindungs­gemäßen Bewegungsspielgerätes verringert, die im Zu­sammenhang mit den stetigen gleitenden Bewegungen der Distanzstücke in den Durchgangsbohrungen auftreten.

[0012] Zur Verringerung der Reibungsverluste wird ferner vorge­schlagen, daß die Radscheiben und das Kettenrad beson­ders reibungsarm, vorzugsweise auf Kugel- oder Rollen­lagern, gelagert sind. Hierzu kommen ebenfalls reibungs­arme Gleitlager in betracht.

[0013] Das Gestell, das die umlaufenden Bauteile hält, hat zweckmäßigerweise eine Kastenform mit im Grundriß ver­hältnismäßig langen Seitenwänden und im Vergleich hier­zu kurzen Stirnwänden. Zwischen den gegenüberliegenden Seitenwänden des Gestells kann eine abgewinkelte Achse verlaufen, die an den Seitenwänden befestigt ist und auf ihren beidenAchsabschnitten jeweils eine Radscheibe la­gert. Der Winkel zwischen den beiden Achsabschnitten der abgewinkelten Achse resultiert aus dem spitzen Winkel, in dem die Radscheiben zueinander angeordnet sind. Das Kettenrad, das in der die Längsachse des Gestells bein­haltenden vertikalen Mittelebene angeordnet ist, kann auf einer Achse gelagert sein, die von Kragarmen gehalten ist, die an einer Stirnwand des Gestells befestigt sind.

[0014] Die Distanzstücke sollten aus einem verhältnismäßig schweren Material, vorzugsweise aus Metall bestehen. Damit die Radscheiben und das Kettenrad ein geringes Trägheitsmoment haben, sollten sie entweder aus einem leichten Material wie Kunststoff bestehen oder aber, wenn sie ebenfalls aus Metall bestehen, verhältnismäßig dünn ausgeführt sein. Die Radscheiben stehen zweckmäßiger­weise mit jeweils einem oberen Scheibensegment über die Oberkante des Gestells hinaus vor und können außerdem mit jeweils einem vorderenScheibensegment aus der vor­deren Stirnwand des Gestells herausragen, wozu an ent­sprechenden Stellen Schlitze ausgebildet sein können.

[0015] Bei dieser Anordnung können die Radscheiben an ihrem oberen, über die Oberkante des Gestells hinaus vorstehen­den Segment gedreht werden, wodurch alle beweglichen Tei­le des erfindungsgemäßen Spielgerätes in Bewegung geraten. Durch das verhältnismäßig große Gewicht der Distanzstücke, die über eine halbe Umdrehung um die Radscheiben an deren äußeren Rand geführt werden, wird ein großes Drehmoment um die Antriebsachse erzeugt, während die nach Austritt aus den untersten Durchgangsbohrungen zu dem Kettenrad hochgeführten Distanzstücke in einem sehr viel geringeren Abstand von den Drehpunkten der Radscheiben verlaufen, so daß das derDrehrichtung entgegengesetzte Drehmoment ver­hältnismäßig klein ist. Infolge der reibungsarmen Lagerung der Radscheiben und des Kettenrades bleibt das erfindungs­gemäße Spielgerät lange in Bewegung. Wenn wenigstens eine der Radscheiben zudem mit einer durch eine Seitenwand des Gestells nach außen vorstehenden Antriebswelle fest ver­bunden ist, kann die Drehbewegung der Radscheiben zum Antrieb weiterer drehbarer Bauteile benutzt werden, die mit dieser Antriebswelle verbunden werden.

[0016] Das erfindungsgemäße Bewegungsspielgerät hat insbesondere für technisch interessierte Personnen einen großen Spiel­reiz, die den Bewegungsmechanismus mit vielerlei dreh­beweglichen Anbauteilen koppeln können. Der optische Reiz des Bewegungsmechanismus läßt sich noch erhöhen, wenn das Gestell aus einem durchsichtigen Kunststoff besteht, so daß das Ineinandergreifen aller bewegter Elemente sichtbar ist.

[0017] Nachfolgend wird eine Ausführungsform des erfindungsge­mäßen Bewegungsspielgerätes anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1.

[0018] Das Bewegungsspielgerät besteht aus einem kastenförmigen Gestell mit Seitenwänden 1 und Stirnwänden 2. In diesem Gestell sind, oben und an der Vorderseite teilweise aus diesem herausragend, zwei Radscheiben 3 auf einer abge­winkelten Achse 4 gelagert, die an den Seitenwänden 1 des Gestells befestigt ist.Die Radscheiben 3 sind in einem spitzen Winkel α von vorzugsweise 24° zueinander angeordnet.

[0019] In der zwischen den Radscheiben 3 vertikal verlaufenden Symmetrieebene ist ferner ein Scheibenrad 6 angeordnet, das auf einer Achse 7 gelagert ist, die von an der vor­deren Stirnseite 2 angesetzten Kragarmen 8 gehalten ist.

[0020] Das Kettenrad 6 hat einen erheblich kleineren Durch­messer als die Radscheiben 3 und ist so angeordnet, daß sein Drehpunkt 9 im wesentlichen vertikal über den Drehpunkten 10 der Radscheiben 3 liegt.

[0021] Im Randbereich der Radscheiben 3 sind auf übereinstimmen­den, vom Rand der Radscheiben gering beabstandeten Kreisen Durchgangsbohrungen 11 ausgebildet, deren Innenabmessungen im wesentlichen mit den Außenabmessungen von Distanz­stücken 12 übereinstimmen, die an einer Kette 13 starr befestigt sind. Am Umfang des Kettenrades 6 sind Aus­sparungen 14 ausgebildet, die eine derartige Mulden­form haben, daß sie ebenfalls die Distanzstücke 12 auf­nehmen können. Es versteht sich, daß die Durchgangs­bohrungen 11, die Aussparungen 14 und die Distanzstücke 12 jeweils im gleichen, konstanten Abstand voneinander angeordnet sind.

[0022] Die Distanzstücke 12 stehen zu gleichen Teilen seitlich von der Kette 13 ab und sind mit geeigneten Mitteln derart starr an den Kettengliedern befstigt, daß sie stets horizontal und im rechten Winkel zur Kettenachse abstehen.

[0023] Wie bereits oben gesagt, sind die beiden Radscheiben 3 im spitzen Winkel zueinander angeordnet. Die Anordnung ist so getroffen, daß in der vertikalen Ebene 15, die die Drehmittelpunkte 9 und 10 enthält, der innere Ab­stand der beiden Radscheiben exakt der Länge L der Distanzstücke entspricht, so daß die Distanzstücke 12 beim Umlauf der Kette 13 jeweils in die Aussparung 11 der höchstenDrehposition eingreifen. Hierzu ist das Kettenrad 6 so positioniert, daß seine Aussparungen in deren höchster Drehposition jeweils mit den höchst­gelegenen Durchgangsbohrungen 11 fluchten. In Fig. 2 tritt das Distanzstück 12a in die damit fluchtenden Durchgangsbohrungen ein, während das unterste Distanz­stück 12b aus den Durchgangsbohrungen 11 austritt.

[0024] Nach dem Austritt aus denDurchgangsbohrungen 11 werden die Distanzstücke 12 der kette 13 vertikal nach oben zum Kettenrad 6 zurückgeführt, wobei ihrAbstand D₁ von der Drehachse 10 erheblich geringer als der entsprechen­de Abstand der in den Durchgangsbohrungen 11 geführten Distanzstücke ist, wobei in Fig. 2 der maximale Abstand D₂ vermerkt ist. Die in den Durchgangsbohrungen 11 ge­führten Distanzstücke 12 haben somit einen größeren Hebelarm um den Drehpunkt 10 als die zum Kettenrad zurückgeführtenDistanzstücke.

[0025] Wenn das erfindungsgemäße Spielgerät durch Drehen einer oder beider Radscheiben 3 in Bewegung gesetzt wird, wozu die oben über das Gestell hinaus vorstehenden Scheiben­segmente 16 verwendet werden können, bleibt der Mechanis­mus infolge der schweren Distanzstücke 12 der Kette 13 lange in Bewegung.

Ansprüche

1. Bewegungsspielgerät mit einem Gestell mit zwei über eine endlose Kette verbundenen, drehbar gelagerten Rad­scheibeneinrichtungen, deren Drehachsen im wesentlichen vertikal übereinander liegen, wobei die Kette auf der einen Seite der Drehachsen so geführt ist, daß ihre Länge größer ist als das auf der anderen Seite verlau­fende Kettentrum,
dadurch gekennzeichnet,
daß die eine Radscheibeneinrichtung zwei im spitzen Winkel zueinander symmetrisch zu einer vertikalen Mittel­ebene des Gestells frei drehbar gelagerte Radscheiben (3) umfaßt, die jeweils mit kreisförmigen Durchgangs­bohrungen (11) gleicher Größe versehen sind, die gleich­mäßig voneinander beabstandet auf einem übereinstimmenden Kreisbogen im äußeren Umfangsbereich der Radscheiben (3) angeordnet sind, daß die andere Radscheibeneinrichtung ein Kettenrad (6) aufweist, dessen Durchmesser erheblich kleiner als derjenige der Radscheiben (3) ist und das in der vertikalen Mittelebene zwischen den Radscheiben (3) liegend frei drehbar gelagert ist und Randaussparungen (14) aufweist, deren Abstand voneinander mit dem Abstand der Durchgangsbohrungen (11) der Radscheiben (3) überein­stimmt, wobei die Randaussparungen (14) des Kettenrades (6) in ihrer höchsten Drehposition jeweils mit zwei mit­einander fluchtenden, in der höchsten Drehposition be­findlichen Durchgangsbohrungen (11) der beiden Radscheiben (3) fluchten, und daß die Kette (13) jeweils teilweise in den Durchgangsbohrungen (11) der Radscheiben (3) und den Randaussparungen (14) des Kettenrades (6) mit im wesent­lichen zylindrischen Distanzstücken (12) geführt ist, deren Außendurchmesser im wesentlichen mit dem freien Innendurchmesser der Durchgangsbohrungen (11) überein­stimmt und deren Abstand voneinander dem Abstand der Durchgangsbohrungen (11) und der Randaussparungen (14) entspricht und die derart an der Kette (13) befestigt sind, daß sie zu gleichen Teilen seitlich im rechten Winkel zur Kettenlängsachse horizontal von der Kette (13) weg weisen, wobei die Distanzstücke (12) eine axiale Länge (L) haben, die dem inneren Abstand der beiden Rad­scheiben (3) voneinander in der vertikalen Ebene (15) entspricht, die die Drehachsen (10) der Radscheiben (3) enthält, so daß die Distanzstücke (12) beim Umlauf der Kette (13) jeweils in der höchsten Drehposition in die beiden miteinander fluchtenden Durchgangsbohrungen (11) der Radscheibe (3) eintreten und nach einer halben Um­drehung der Radscheiben (3) in der untersten Drehposi­tion aus diesen austreten, um anschließend annähernd vertikal in eine entsprechende Randaussparung (14) des Kettenrades (6) hinaufgeführt zu werden.

2. Bewegungsspielgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Distanzstücke zu ihrem freien Ende hin verjüngen.

3. Bewegungsspielgerät nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstücke (12) reibungs­arm in denDurchgangsbohrungen (11) geführt sind.

4. Bewegungsspielgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheiben (3) auf den Achsabschnitten einer abgewinkelten Achse (4) gelagert sind, die an den Seitenwänden (1) des Gestells befestigt sind.

5. Bewegungsspielgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenrad (6) auf einer Achse (7) gelagert ist, die von Kragarmen (8) gehalten ist, die an einer Stirnwand (2) des Gestells befestigt sind.

6. Bewegungsspielgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (7) des Kettenrades in einer die Drehpunkte der Radscheiben (3) enthaltenden vertikalen Ebene (15) liegt.

7. Bewegungsspielgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheiben (3) und das Kettenrad (6) reibungsarm, vorzugsweise auf Kugel- oder Rollenlagern gelagert sind.

8. Bewegungsspielgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß dieDistanzstücke (12) aus Metall bestehen.

9. Bewegungsspielgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheiben (3) mit je­weils einem oberen Scheibensegment (16) über die Ober­kante des Gestells hinaus vorstehen und/oder daß die Rad­scheiben mit jeweils einem vorderen Scheibensegment aus der vorderen Stirnwand (2) des Gestells herausragen.

10. Bewegungsspielgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Radscheibe mit einer Antriebswelle versehen ist.

Zeichnung