[0001] Die Erfindung betrifft eine Spielzeug-Baugruppe mit einem Lastarm mit verstellbaren
Lastarm-Anstellwinkel. Ferner betrifft die Erfindung ein Spielzeug mit einer derartigen
Baugruppe und ein Spielfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
[0002] Eine derartige Spielzeug-Baugruppe, ein Spielzeug mit einer solchen Baugruppe sowie
ein Spielfahrzeug der eingangs genannten Art sind aus der
DE 93 02 345 U1 und der
US 1,652,135 bekannt.
[0003] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spielzeug-Baugruppe der eingangs
genannten Art derart weiterzubilden, dass deren Spieltauglichkeit verbessert ist.
[0004] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Spielzeug-Baugruppe mit den im
Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
[0005] Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine Kulissenführung einer Betätigungseinrichtung
zum Verstellen eines Lastarm-Anstellwinkels zur Möglichkeit führt, die Kraftentfaltung
des Betätigungselements auf den Lastarm abhängig vom Anstellwinkel zu gestalten. Dies
ermöglicht eine an den Spieleinsatz der Spielzeug-Baugruppe angepasste Krafteinleitung.
Die Kraft über das Betätigungselement kann insbesondere bei Anstellwinkeln am stärksten
eingeleitet werden, wo die stärkste Kraft zur Änderung des Anstellwinkels des Lastarms
benötigt wird. Dies ist insbesondere dort der Fall, wo auf den Lastarm das höchste
Drehmoment wirkt. Die Kulisse kann insbesondere so gestaltet werden, dass praktisch
eine vom Anstellwinkel des Lastarms unabhängige Betätigungskraft auf das Betätigungselement
resultiert. Die Anordnung der Kulisse kann derart sein, dass sich abhängig vom Lastarm-Anstellwinkel
ein Abstand zwischen dem mindestens einen Führungselement der Spindelmutter und einer
Schwenkachse, über die das Verbindungsende des Lastarms am Rahmen angelenkt ist, kontinuierlich
und insbesondere progressiv verringert.
[0006] Die Spindelmutter kann genau zwei gegenüberliegende Führungselemente aufweisen, die
mit zwei beabstandet parallel zueinander verlaufenden Teilkulissen der Kulisse zusammenwirken.
Die Spindelmutter läuft dann zwischen diesen beiden Teilkulissen.
[0007] Eine gekrümmte Ausführung der Kulisse nach Anspruch 2 erhöht den Gestaltungsspielraum
und damit die Möglichkeiten der Gestaltung der Abhängigkeit einer Betätigungskraft
vom Anstellwinkel des Lastarms. Eine Umdrehung der Spindel bei kleinen Anstellwinkeln
kann dann in einem geringeren Hubwinkel resultieren als bei größeren Anstellwinkeln.
Die Gestaltung der Kulisse, insbesondere die gekrümmte Gestaltung der Kulisse, kann
so sein, dass bei Lastarm-Anstellwinkeln zwischen 0° (horizontal verlaufender Lastaram)
und 40° die Hubkraft größer ist als oberhalb von 40°.
[0008] Eine Ausgestaltung der Kulissenführung nach Anspruch 3 kann eine Beschädigung der
Spielzeug-Baugruppe vermeiden helfen.
[0009] Anlaufschrägen nach Anspruch 4 erleichtern das Rückführen des mindestens einen Führungselements
in die Kulisse.
[0010] Bei einem teleskopierbaren Lastarm kommen die Vorteile der erfindungsgemäßen Kulissenführung
besonders gut zum Tragen.
[0011] Die Vorteile eines Spielzeugs nach Anspruch 6 entsprechen denen, die vorstehend im
Zusammenhang mit der Spielzeug-Baugruppe erläutert wurden.
[0012] Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Lenkbarkeit eines Spielfahrzeugs zu
verbessern.
[0013] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Spielfahrzeug mit dem in Anspruch
7 angegebenen Merkmal.
[0014] Aufgrund der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung sind alle Laufräder mittels eines
Lenk-Betätigungselements lenkbar. Dies führt zu einem sehr wendigen Spielfahrzeug.
[0015] Eine Zahnradübertragung nach Anspruch 8 ist konstruktiv einfach.
[0016] Eine einstückige Gestaltung nach Anspruch 9 ist besonders kostengünstig.
[0017] Eine Anordnung des Lenk-Betätigungselements nach Anspruch 10 ermöglicht ein intuitives
Lenken des Spielfahrzeugs.
[0018] Achsschenkel mit Höhenspiel nach Anspruch 11 ermöglichen eine Anpassung der Laufräder
des Spielfahrzeugs an unebenes Gelände, was den Spielwert des Spielfahrzeugs nochmals
erhöht.
[0019] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher
erläutert. In dieser zeigen:
- Fig. 1
- eine heckseitige Ansicht eines Spielfahrzeugs in Form eines Teleskopladers, aufgesetzt
auf ebenem Untergrund;
- Fig. 2
- das Spielfahrzeug nach Fig. 1 mit einer an einen unebenen Untergrund angepassten Laufradstellung;
- Fig. 3
- eine Aufsicht auf eine Montagegruppe des Spielfahrzeugs mit einem Fahrgestell, vier
mit Spritzschutzabdeckungen versehenen Laufrädern, einem Betätigungselement zum Lenken
des Spielfahrzeugs und einer Lenkeinrichtung mit einer Lenkplatte und die Laufräder
tragenden Achsschenkeln, in einer Lenkstellung "gerade Fahrt";
- Fig. 4
- die Montagegruppe nach Fig. 3 in einer Lenkstellung "maximaler Lenkeinschlag links";
- Fig. 5
- die Montagegruppe nach Fig. 3 in einer Lenkstellung "maximaler Lenkeinschlag rechts";
- Fig. 6
- eine Spielzeug-Baugruppe des Spielfahrzeugs mit einem Teleskop-Lastarm und einer Betätigungseinrichtung
zum Verstellen eines Lastarm-Anstellwinkels, wobei der Lastarm in der maximal abgesenkten
Stellung (LastarmAnstellwinkel a = 0°) gezeigt ist;
- Fig. 7 bis 11
- eine Sequenz von Stellungen des Lastarms mit immer größeren Lastarm-Anstellwinkeln;
- Fig. 12
- perspektivisch einen Ausschnitt der Betätigungseinrichtung mit einem Teil einer an
einem Rahmen der Baugrup- pe gelagerten Spindel und einer in eine tragarmfeste Kulisse
eingerückten Spindelmutter; und
- Fig. 13
- in einer zur Fig. 12 ähnlichen Darstellung die Montagegruppe mit aus der Kulisse ausgerückter
Spindelmutter.
[0020] Ein Spielfahrzeug 1 hat ein in den Fig. 3 bis 5 näher dargestelltes Fahrgestell 2
und insgesamt vier Laufräder 3, die am Fahrgestell 2 angebracht sind. Die Laufräder
3 sind nach oben durch Spritzschutzabdeckungen 4 abgedeckt. In den Darstellungen nach
den Fig. 3 bis 5, in denen alle vier Spritzschutzabdeckungen 4 sichtbar sind, sind
die Spritzschutzabdeckungen 4, beginnend mit der in den Fig. 3 bis 5 links oben dargestellten,
in Fahrtrichtung vorderen linken Spritzschutzabdeckung 4a im Uhrzeigersinn durchbuchstabiert.
[0021] Zum Lenken des Spielfahrzeugs 1 dient ein Lenk-Betätigungselement 5 in Form eines
mit einer Rändelung versehenen, manuell betätigbaren Drehknopfes.
[0022] Zum Lenken der Laufräder 3 hat das Spielfahrzeug eine Lenkeinrichtung 6, die mit
dem Lenk-Betätigungselement 5 betätigt werden kann. Die Lenkeinrichtung 6 hat eine
Lenkplatte 7, die mittels des Lenk-Betätigungselements 5 relativ zum Fahrgestell 2
verlagerbar ist. Hierzu ist das Lenk-Betätigungselement 5 um eine Drehachse 8, die
senkrecht auf einer vom Fahrgestell vorgegebenen Fahrgestell-Ebene steht, die wiederum
parallel zur Zeichenebene der Fig. 3 bis 5 ist, drehbar am Fahrgestell 2 gelagert.
[0023] Auf Höhe der Lenkplatte 7 hat das Lenk-Betätigungselement 5 ein einstückig angeformtes
Zahnrad 9. Dieses kämmt mit einer Zahnreihe 10, die längs einer Längsseite einer langlochartigen
Durchtrittsöffnung 11 in der Lenkplatte 7 verläuft. Die Durchtrittsöffnung 11 stellt
gleichzeitig ein Fenster zum Durchtritt des Lenk-Betätigungselements 5 durch die Lenkplatte
7 dar. Die Zahnreihe 10 verläuft nicht gerade, sondern folgt einer konvexen Krümmung
einer Berandung der Durchtrittsöffnung 11. Die Durchtrittsöffnung 11 ist in einem
Ausleger der Lenkplatte 7 ausgeführt, der sich auf Höhe des Lenk-Betätigungselements
5 von einem längs der Fahrtrichtung des Spielfahrzeugs 1 verlaufenden Haupt-Plattenabschnitt
der Lenkplatte 7 aus erstreckt.
[0024] Im Bereich der Laufräder 3 sind an der Lenkplatte 7 Achsschenkel 12 angelenkt, die
entsprechend ihrer Zuordnung zu den Laufrädern ebenfalls wie die Spritzschutzabdeckungen
4 durchbuchstabiert sind. Die Achsschenkel 12a bis 12d tragen wiederum jedes eines
der Laufräder 3. Die Achsschenkel 12a bis 12d sind ihrerseits um ebenfalls senkrecht
zur Fahrgestell-Ebene verlaufende Schwenkachsen 13 am Fahrgestell 2 angelenkt.
[0025] Anlenkpunkte 14 von den jeweiligen Achsschenkeln 12a bis 12d zugeordneten Auslegern
der Lenkplatte 7 an den Achsschenkeln 12a bis 12d sind von den Schwenkachsen 13 beabstandet,
sodass eine Verlagerung der Lenkplatte 7 relativ zum Fahrgestell 2 zu einem Verschwenken
der Achsschenkel 12a bis 12d um die Schwenkachsen 13 führt.
[0026] Fig. 3 zeigt die Lenkplatte 7 in einer Stellung "Geradeausfahrt" relativ zum Fahrgestell
2. In dieser Stellung kämmt das Zahnrad 9 mit einem mittleren Abschnitt der Zahnreihe
10.
[0027] Fig. 4 zeigt die Lenkeinrichtung 6 in der Stellung "maximaler Lenkeinschlag links".
In dieser Stellung kann das Spielfahrzeug 1 eine Linkskurve mit minimalen Kurvenradius
fahren. In dieser Stellung sind die beiden Laufräder mit den Spritzschutzabdeckungen
4a, 4b im Vergleich zur Geradeausfahrt entgegen dem Uhrzeigersinn und die beiden anderen
Laufräder mit den Spritzschutzabdeckungen 4c, 4d im Uhrzeigersinn verschwenkt.
[0028] Das Zahnrad 9 des Lenk-Betätigungselements 5 wirkt mit dem äußersten linken Abschnitt
der Zahnreihe 10 zusammen.
[0029] Fig. 5 zeigt die zu Fig. 4 gegenläufige Stellung "maximaler Lenkeinschlag rechts".
In dieser Stellung der Lenkeinrichtung 6 kann das Spielfahrzeug 1 eine Rechtskurve
mit minimalen Kurvenradius fahren. Das Zahnrad 9 des Lenk-Betätigungselements 5 wirkt
mit dem äußersten rechten Abschnitt der Zahnreihe 10 zusammen.
[0030] Die Achsschenkel 12a bis 12d sind mit Höhenspiel individuell am Fahrgestell 2 angebracht.
Die Funktion dieses Höhenspiels verdeutlicht ein Vergleich der Fig. 1 und 2. Fig.
1 zeigt das Spielfahrzeug 1 auf ebenem und horizontal verlaufenden Untergrund. Alle
vier Achsschenkel 12 stehen dann in Kontakt mit oberen Anschlägen 15 des Fahrgestells
2.
[0031] Fig. 2 zeigt das Spielfahrzeug 1 mit einer Laufradanordnung für unebenes und im Bereich
der hinteren Laufräder des Spielfahrzeugs 1 von links nach rechts abfallendes Gelände.
Die Relativposition des Achsschenkels 12d zum oberen Anschlag 15 hat sich nicht verändert.
Der in der Fig. 2 rechte Achsschenkel 12c kann aufgrund seines Höhenspiels sich relativ
zum Fahrgestell 2 nach unten verlagern, sodass zwischen den Achsschenkel 12c und dem
zugeordneten oberen Anschlag 15 des Fahrgestells 2 ein Abstand A resultiert. Auf diese
Weise kann das dem Achsschenkel 12c zugeordnete Laufrad 3 den Kontakt mit dem unebenen
Untergrund wahren. Das Höhenspiel der Achsschenkel 12 relativ zum Fahrgestell 2 wird
nach unten begrenzt durch untere Fahrgestell-Anschläge 16 für die Achsschenkel 12.
[0032] Das Spielfahrzeug 1 hat weiterhin eine Spielzeug-Baugruppe 17, zu der Details in
den Fig. 6 bis 13 dargestellt sind. Die Spielzeug-Baugruppe 17 hat einen Lastarm 18,
der in nicht dargestellter Weise teleskopisch ausfahrbar ist. Der Lastarm 18 hat ein
nicht dargestelltes freies Ende zum Heben einer Last. Diesem freien Ende gegenüber
liegt ein Verbindungsende 19 des Lastarms 18, über das dieser an einem Rahmen 20 der
Spielzeug-Baugruppe 17 montiert ist. Am Rahmen 20 ist das Fahrgestell 2 des Spielfahrzeugs
1 festgelegt.
[0033] Eine Betätigungseinrichtung 21 dient zum Verstellen eines Lastarm-Anstellwinkels
α und damit zum Anheben des freien Lastarm-Endes. Der Lastarm-Anstellwinkel α kann,
wie aus der Sequenz der Fig. 6 bis 11 hervorgeht, zwischen einem minimalen Winkel
von etwa 0° und einem maximalen Winkel von mehr als 50° kontinuierlich über die Betätigungseinrichtung
21 vorgegeben werden. Zur Verstellung des Lastarm-Anstellwinkels α ist der Lastarm
18 über ein Schwenkgelenk mit Schwenkachse S am Rahmen 20 angelenkt.
[0034] Die Betätigungseinrichtung 21 hat eine am Rahmen 20 gelagerte Spindel 22, die mit
einem Winkelvorgabe-Betätigungselement 23 in Form einer Kurbel zur Drehung um eine
Spindelachse 24 in Antriebsverbindung steht. Zur Betätigungseinrichtung 21 gehört
ferner eine Spindelmutter 25 mit zwei gegenüberliegend angeordneten Führungselementen
26 in Form von bolzenartigen Führungsansätzen. Die Betätigungseinrichtung 21 hat weiterhin
eine lastarmfeste Kulisse 27, die mit den Führungselementen 26 der Spindelmutter 25
zur Kulissenführung der Spindelmutter 25 relativ zum Lastarm 18 zusammenwirkt. Die
Kulisse 27 ist gekrümmt ausgeführt.
[0035] Diese Krümmung der Kulisse 27 ist derart, dass sich beim Aufstellen des Lastarms
18 der Abstand zwischen den Führungselementen 26 und der Schwenkachse S progressiv
verringert. Bei gegebener Betätigungskraft, die am Winkelvorgabe-Bedienungselement
23 manuell ausgeübt wird, ist eine Hubkraft, die die Betätigungseinrichtung 21 auf
den Lastarm 18 ausübt, bei kleinen Anstellwinkeln, insbesondere bei Anstellwinkeln
im Bereich zwischen 0° und 40°, größer als bei größeren Anstellwinkeln, insbesondere
bei Anstellwinkeln im Bereich zwischen 40° und 55°. Eine Umdrehung der Spindel 22
resultiert bei kleinen Anstellwinkeln in einer geringeren Hubwinkeländerung als bei
größeren Anstellwinkeln.
[0036] Bei einer nicht dargestellten alternativen Gestaltung kann die Kulisse 27 auch geradlinig
ausgeführt sein. Sichergestellt werden muss hierbei ein Verlauf der Kulisse, bei dem
bei kleineren Anstellwinkeln ein größerer Abstand zwischen den Führungselementen 26
und der Schwenkachse S resultiert als bei größeren Anstellwinkeln. Bei der dargestellten
Ausführung unterstützen sowohl ein grundsätzlicher, auch linear angenähert möglicher
Verlauf der Kulisse 27 als auch die auf die Schwenkachse S zuführende Krümmung der
Kulisse 27 die Abnahme der Hubkraft bei größeren Anstellwinkeln.
[0037] Die Kulissenführung mit den Führungselementen 26 der Kulisse 27 ist so ausgestaltet,
dass bei einer auf den Lastarm 18 wirkenden Überlast die Führungselemente 26 aus der
Kulisse 27 ausrücken. Dies ist im Vergleich der Fig. 12 und 13 dargestellt. Fig. 12
zeigt die Spindelmutter 25 mit den in die Kulisse 27 eingerückten Führungselementen
26, also eine Stellung die derjenigen nach den Fig. 6 bis 11 entspricht. Fig. 13 zeigt
die Spindelmutter 25 mit aus der Kulisse 27 ausgerückten Führungselementen 26.
[0038] Zur Erleichterung eines Einführens der Führungselemente 26 in die Kulisse 27 hat
die Kulisse 27 Anlaufschrägen 28. Wenn beim Einführen der Führungselemente 26 in die
Kulisse 27 über die Spindelmutter 25 und die Führungselemente 26 Druck auf die Anlaufschrägen
28 der Kulisse 27 ausgeübt wird, zwängen die Führungselemente 26 die Anlaufschrägen
28 und damit die beiden den jeweiligen Führungselementen 26 zugeordneten Teilkulissen
der Kulisse 27 auseinander, bis die Führungselemente 26 in die Kulisse 27 einrücken
können.
[0039] Das Spielfahrzeug 1 hat unter anderem folgende Spielfunktionen: Zum Lenken des Spielfahrzeugs
1 wird das Lenk-Betätigungselement intuitiv wie das Lenkrad eines Fahrzeugs betätigt.
Bei einer Drehung des Lenk-Betätigungselements 5 nach rechts fährt das Spielfahrzeug
1 eine Rechtskurve und bei einer Betätigung nach links eine Linkskurve. Durch Betätigung
des Winkelvorgabe-Betätigungselements 23 wird der Anstellwinkel des Lastarms 18 vorgegeben.
Dort, wo die Last am freien Ende des Lastarms das höchste Drehmoment ausübt, nämlich
im Bereich kleiner Anstellwinkel α, ist aufgrund der Gestaltung der Kulisse 27 die
Hubkraft, die bei gegebener Betätigungskraft auf das Winkelvorgabe-Betätigungselement
23 ausgeübt werden kann, am größten. Hin zu größeren Anstellwinkeln α ist aufgrund
des geringeren Drehmoments, das die Last ausübt, eine kleinere Hubkraft tolerierbar,
sodass dann eine Umdrehung der Spindel 22 zu einer größeren Änderung des Anstellwinkels
führt. Bei einer Überlast auf den Lastarm 18 rücken die Führungselemente 26, bevor
Verbindungskomponenten beschädigt werden, aus der Kulisse 27 aus. Aufgrund der Anlaufschrägen
28 ist ein erleichtertes Rückführen der Führungselemente 26 in die Kulisse 27 zur
Wiederherstellung der Kulissenführung gegeben. Weitere Betätigungselemente können
zum Teleskopieren des Lastarms 18 sowie zum Betätigen einer gegebenenfalls am freien
Ende des Lastarms 18 angeordneten Schaufel vorhanden sein.
[0040] Das Spielfahrzeug 1 ist insgesamt aus Kunststoff ausgeführt. Die Komponenten des
Spielfahrzeugs 1 sind Spritzgussteile.
1. Spielzeug-Baugruppe (17),
- mit einem Lastarm (18),
- mit einem freien Ende zum Heben einer Last,
- mit einem Verbindungsende (19), über das der Lastarm (18) an einem Rahmen (20) der
Baugruppe (17) montiert ist,
- mit einer Betätigungseinrichtung (21) zum Verstellen eines Lastarm-Anstellwinkels
(α) und damit zum Anheben des freien Lastarm-Endes, die aufweist
- ein Betätigungselement (23),
- eine am Rahmen (20) gelagerte Spindel (22), die mit dem Betätigungselement (23)
zur Drehung um eine Spindelachse (24) in Antriebsverbindung steht,
- eine Spindelmutter (25) mit mindestens einem Führungselement (26),
- eine lastarmfeste Kulisse (27), die so ausgeführt ist und mit dem mindestens einen
Führungselement (26) der Spindelmutter (25) zur Kulissenführung derart zusammenwirkt,
dass das Betätigungselement (23) eine Kraft auf den Lastarm (18) abhängig vom Lastarm-Anstellwinkel
(a) ausübt.
2. Spielzeug-Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (27) gekrümmt ausgeführt ist, sodass bei gegebener Betätigungskraft des
Betätigungselements (23) eine Hubkraft, die über das Betätigungselement (23) auf den
Lastarm (18) ausgeübt wird, bei kleinen Anstellwinkeln (a) größer ist als bei größeren
Anstellwinkeln (a).
3. Spielzeug-Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Ausgestaltung der Kulissenführung (26, 27) derart, dass bei einer Überlast auf
den Lastarm (18) das mindestens eine Führungselement (26) aus der Kulisse (27) ausrückt.
4. Spielzeug-Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (27) Anlaufschrägen (28) zur Erleichterung eines Einführens des mindestens
einen Führungselements (26) aufweist.
5. Spielzeug-Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladearm (18) teleskopierbar ist.
6. Spielzeug (1) mit einer Baugruppe (17) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
7. Spielfahrzeug (1)
- mit einem Fahrgestell (2),
- mit einer Mehrzahl von Laufrädern (3), die am Fahrgestell (2) angebracht sind,
- mit einem Betätigungselement (5) zum Lenken des Spielfahrzeugs (1),
gekennzeichnet durch eine Lenkeinrichtung (6), die aufweist
- eine an alle Laufräder angelenkte Lenkplatte (7), die durch das Lenk-Betätigungselement (5) relativ zum Fahrgestell (2) verlagerbar ist,
- die Laufräder (3) tragende Achsschenkel (12), die sowohl an der Lenkplatte (7) als
auch am Fahrgestell (2) angelenkt sind.
8. Spielfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkplatte (7) eine Zahnreihe (10) aufweist, die mit einem über das Lenk-Betätigungselement
(5) angetriebenen, am Fahrgestell (2) gelagerten Zahnrad (9) zur Verlagerung der Lenkplatte
(7) zusammenwirkt.
9. Spielfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (9) einstückig am Lenk-Betätigungselement (5) angeformt ist.
10. Spielfahrzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenk-Betätigungselement (5) um eine zu einer vom Fahrgestell (2) vorgegebenen
Fahrgestell-Ebene senkrechte Achse (8) drehbar angeordnet ist.
11. Spielfahrzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsschenkel (12) mit Höhenspiel (A) individuell am Fahrgestell (2) angebracht
sind.