DE2624364A1

DE2624364A1 - Miniaturfahrzeug mit magnetischer zugkrafterhoehung

Info

Publication number: DE2624364A1
Application number: DE19762624364
Authority: DE
Inventors: Robert B Bernard
Original assignee: Aurora Products Corp
Current assignee: Aurora Products Corp
Priority date: 1976-01-19
Filing date: 1976-05-31
Publication date: 1977-07-28
Also published as: JPS5288915A; US4031661A; CA1067287A; AU1391276A; NL7605398A; JPS5525872B2; ES222012Y; ES222012U; GB1493343A

Description

PATENTANWÄLTE Q £ 9 Λ 'ί fi Zt

MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

München, den 3 t MA11976

S/3/Sv-A 3107

AURORA PRODUCTS GORP. 44 Cherry Valley Road, West Hempstead New York 11552, USA

Miniaturfahrzeug mit magnetischer Zugkrafterhöhung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein elektrisches Miniaturfahrzeug, welches auf einer Fahrbahn fährt, die elektrische Stromzufuhrschienen enthält, und im besonderen auf eine Elektromotoranordnung für ein solches Fahrzeug, welche eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem Fahrzeug und den Stromzuführschienen schafft, um die Zugkraft des Fahrzeuges gegenüber der Fahrbahn zu erhöhen.

Es sind elektrisch angetriebene Miniaturfahrzeuge bekannt, welche auf einer Fahrbahn fahren, die zumindestens ein Paar in die Fahrbahn eingebetteter elektrischer Stromzuführschienen enthält, welche die Stromzufuhr für das Fahrzeug herstellen. Z.B. beschreibt die US-PS 3 243 917 eine solche Anordnung, bei der der Elektromotor, der das Fahrzeug antreibt, einen im allgemeinen scheibenförmigen Anker umfaßt, der dreh-

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bar koaxial mit einer vertikalen Ankerwelle gelagert ist, welche durch ein komplexes Radgetriebe mit den Rädern des Fahrzeugs verbunden ist. Der Motor enthält außerdem als Stator ein Paar gebogener Permanentmagnete, von denen einer vor und der andere hinter dem Anker angebracht ist.

Obwohl Miniaturfahrzeuge dieser allgemeinen Bauart erfolgreich hergestellt und verkauft wurden, suchten die Hersteller fortwährend ein Fahrzeug herzustellen, das einer rascheren Beschleunigung und höherer Geschwindigkeiten fähig sein sollte, ohne aus den Kurven getragen zu werden. Unter den bedeutendsten Problemen, die die Entwicklung eines solchen Fahrzeuges verhinderten, war die ungenügende Zugkraft zwischen den Rädern solcher Fahrzeuge und der Fahrbahn, wodurch die Räder bei dem Versuch, zu beschleunigen, unnütz durchdrehten und das Fahrzeug aus den Kurven getragen werden konnte. Die relativ geringe Zugkraft rührt von dem notwendigerweise geringen Gewicht der elektrischen Miniaturfahrzeuge her. Darüberhinaus löst ein bloßes Erhöhen des Fahrzeuggewichtes das Problem nicht, da ein Fahrzeug mit größerem Gewicht langsamer beschleunigt, wenn nicht ein stärkerer Motor vorgesehen wird, was wiederum Gewicht und Größe erhöht.

In der deutschen Patentanmeldung P 25 22 517.6 wird ein Elektromotor in einem Miniaturfahrzeug beschrieben, der ohne das Gewicht des Fahrzeugs zu erhöhen, erhöhte Zugkraft schafft. Nach dieser Anordnung erstrecken sich die Permanentmagneten des Motors bis dicht zu den Stromzuführschienen, um so eine Anziehungskraft auf diese Schienen auszuüben. Diese Anziehungskraft erhöht die Normalkraft des Wagens auf die Fahrbahn und verbessert seine Zugkraft. Obwohl diese Anordnung die Beschleunigung verbessert und die Gefahr, bei hohen Geschwindigkeiten aus den Kurven getragen zu werden, beachtlich verringert, verhindert das Wagengewicht weitere Verbesserungen. Ein beträchtlicher Teil des Übergewichtes des Wagens rührt von den relativ sperrigen Magneten her, die durch den relativ großen

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Durchmesser des scheibenförmigen Ankers erforderlich sind. Darüberhinaus war es nicht möglich, die Motorgröße wesentlich zu verringern, um das Gewicht zu verkleinern, weil diese Maßnahme die auf die Fahrbahn ausgeübte ITormalkraft reduzieren würde und dadurch wären die durch die Anordnung schon gelösten Probleme wieder aufgetaucht. Es wurde eine wesentliche weitere Erhöhung der von dem Fahrzeug auf die Fahrbahn ausgeübten Normalkraft gebraucht, so, daß das Gewicht des Fahrzeugs verringert werden könnte, ohne daß Zugkraft verloren ginge, oder so, daß die Normalkraft und die Zugkraft ohne eine Massenvergrößerung vergrößert werden könnte.

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes, elektrisch angetriebenes Miniaturfahrzeug zur Benutzung auf einer Fahrbahn mit eingebettetem magnetischen Material zu schaffen. Im allgemeinen ist es das Ziel der Erfindung, ein verbessertes Spiel-Fahrzeug für gebräuchliche Fahrbahnen mit aus Stahl gefertigten, eingebetteten elektrischen Stromzuführschienen zu schaffen. Speziell soll durch die Erfindung ein verbessertes elektrisch betriebenes Miniaturfahrzeug geschaffen werden, das eine gegen die gebräuchlichen Fahrzeuge der gleichen Art und Größe erhöhte Normalkraft auf die Fahrbahn ausübt, ohne das Gewicht oder die Masse des Fahrzeugs zu erhöhen. Daruberhinaus soll durch die Erfindung ein verbessertes Fahrzeug der beschriebenen Art geschaffen werden, das die praktischen Erfordernisse, wie leichtes Zusammenbauen und leichtes Zerlegen, Sicherheit, einfacne Bauart und preisgünstigste Konstruktion, erfüllt.

Erfindungsgemäß werden die Permanentmagneten des Stators eines Elektromotors, der ein Miniaturfahrzeug antreibt, mit Flußsammlern versehen, welche die auf die Stromzuführschienen ausgeübte Anziehungskraft wesentlich erhöhen. Jeder Flußsammler wird aus einem Material gebildet, das von einem Magneten angezogen wird und er wird direkt den Permanentmagneten benachbart angebracht und erstreckt sich nach unten bis dicht

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an die Stromzuführschienen. Vorzugsweise erstreckt sich der Flußsammler bis auf einen Abstand von gleich oder kleiner 0,503 mm (0,02 Zoll) von der Stromzuführschiene, und er enthält einen Abschnitt, der sich mindestens einem Abschnitt der unteren Oberfläche des zugehörigen Magnetes entlang erstreckt.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Miniaturfahrzeug geschaffen mit einem Elektromotor, bei dem die Antriebswelle sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, so daß die Welle direkt an die ^chse der Antriebsräder angekuppelt: werden kann. Ein im allgemeinen zylindrischer Anker von relativ kleinem Durchmesser ist koaxial an der Antriebswelle angebracht, so da3 er sich mit ihr dreht, und ein Magnetenpaar ist in Abteilen an entgegengesetzten Seiten des Fahrzeugs auf jeder Seite der Armatur ausgerichtet. Dies erlaubt eine besonders vorteilhafte Benutzung der Magneten zur Zugkrafterhöhung, da die gesamte Länge jedes Magneten eine Anziehungskraft auf die Stromzuführschienen ausüben kann. Ein jedem Magneten zugeordneter Flußsammler ist zwischen dem Magneten und einer Seitenwand des Fahrzeugs angebracht und sie enthalten zwei Laschen an ihrem oberen Ende, welche oben an der Fahrzeugseitenwand angreifen, und einen Flansch an der Unterseite, der sich unter die Magneten erstreckt. Dieser Flansch hält den Magneten im Fahrzeug und in dichter Nähe zu den Stromzuführschienen, und erhöht auch die auf die Schienen ausgeübte Magnetkraft. Es hat sich herausgestellt, daß die magnetische Anziehungskraft weiter erhöht werden kann, wenn ein vorbestimmter Abstand zwischen der Unterseite des Magneten und der Oberseite des Flansches eingehalten wird. Durch die Erhöhung der magnetischen Anziehungskraft wird die Zugkraft des Fahrzeugs erhöht, und kleinere Magneten von leichterem Gewicht können bei dieser Anordnung verwendet werden, woraus sich eine verbesserte Beschleunigung des Fahrzeugs ergibt.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht mit weggelassenen Abschnitten eines Miniaturfahrzeugs mit erfindungsge^;>en Kerkmalen, bei welchen der Fahrzeugköroe?* entfernt wurde, um die Einzelanordnung der lotorteile klar zu zeilen,

Fig. 2 eine teilweise angeschnittene Seitenansicht mit weggelassenen Teilen des in Fig. 1 dargestellten Pliniaturfahrzeugs, wobei der Fahrzeugkörper angedeutet ist, und das Fahrzeug sich in Fahrstellung auf der Fahrbahn befindet,

auf
Fig. 3 eine Ansicht von unten/das Hiniaturfahrzeu^ von Fig.1, worin weitere Einzelheiton des lufbaus zu sehen sind,

Fig. Ψ einen vergrößerten Teilschnitt nach Linie 4-4- der Fig.i, in ?feilrichtung gesehen,

Fig. 5 ein vergrößerter Teilschnitt nach Linie 5-^ in Fig. 1 in t?feilrichtung gesehen, worin die I-iotorarmatur, die Permanentmagneten und Flußkollektoren im Fahrzeug zu sehen sind.

Das erf indungs gern äße elektrisch angetriebene niniaturfahrzeug wird allgemein durch die Bezugszahl Ί0 bezeichnet. Das Fahrzeug 10 ist so gebaut, daß es über die Oberfläche einer geschlossenen Bahn 12 auf seinen Vorderrädern 14, 1'4- Tind auf seinen hinteren oder Intriebsrädern 16, 16 fährt. Die Stromzuführung für das Fahrzeug wird durch ein Paar geschlossener, TDaralleler Stromschienen i:';_f IB hergestellt, die in der Fahrbahn 12 eingebettet sind und über sie herausragen. Die Stromschienen 18, 1o bestehen aus einem Material, das von einem Magneten angezogen wird (hiernach als "magnetisierbares¹¹ Material be-

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zeichnet), vorzugsweise aus Stahl. Ein ^Jaar Kollektorschuhe 20, 20, die sich von der Unterseite des Fahrzeuges ^O nach unten erstrecken, liefen .jeweils auf einer der Schienen 18, 1-5 an und verbleiben in Gleitkontakt mit den Schienen, während das Fahrzeug sich der Fahrbahn 12 entlangbewegt, wodurch das Fahrzeug mit elektrischer Energie versorgt wird. Die Fahrbahn -IP enthält auch einen kontinuierlichen (nicht gezeigten) Schlitz, der oarallel zu und zwischen den Stromschienen 18,18 angeordnet ist und einen Leitstift 22 aufnimmt, der sich von der Vorderseite des Fahrzeugs nach unten erstreckt. Durch diese Anordnung wird der Wagen durch den beabsichtigten Kurs um die Fahrbahn gesteuert, xvährend der Leitstift 22 sich dem Schlitz entlangbewegt.

Das Fahrzeug 10 enthalt im allgemeinen ein Fahrgestell 24-, und einen aufbau 26 von irgendeiner gewünschten Gestalt, der auf das Fahrgestell gesetzt ist. Das Fahrgestell 24-, das vorzugsweise aus einem widerstandsfähigen Kunststoffmaterial gefertigt wird, schließt ein Bodenteil 28 und eine inzahl von vertikalen V/änden ein, an denen die anderen Teile des Fahrzeugs angebracht sind. Besonders wird ,jedes der Vorderräder 14-, 14- drehbar an einer unabhängigen 'ichse 30 befestigt, die sich in Querrichtung an der Vorderseite des Fahrzeugs vom Bodenteil 23 weg erstreckt. Der Leitstift 22 ist ebenso an der Vorderseite des Fahrzeugs zwischen den Vorderrädern 14-, 14· mit nicht gezeigten/gebräuchlichen Mitteln befestigt und erstreckt sich von der Unterseite des Fahrgestells 24· nach unten in den Fahrbahnschlitz 12. Die Hinterräder 16,16, die sehr breit gestaltet und mit einem Schaummaterial mit hohem Reibungskoeffizienten bedeckt sind, sind koaxial an einer Achse 32 festgemacht, an welcher ein Kronenrad 36 zwischen den Rädern koaxial befestigt ist. Die Achse 32 ist in parallelen Seitenwänden 35i 35 im hinteren Abschnitt 34- des Fahrzeugs 10 gelagert.

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Ein in dem Fahrgestell angebrachter Elektromotor erli'ilt elektrische Energie von den Stromschienen 13,18 durch die Schuhe 20,20 und treibt die Räder 16,16 an, um das Miniaturfahrzeug um die Fahrbahn anzutreiben. Der Elektromotor umschließt eine Ankeranordnung ^:56, die den beweglichen Teil oder den Rotor des Elektromotors bildet und ist an einer Antriebswelle 38 koaxial so angebracht, daß sie rotieren kann. "Die Antriebswelle 3^;3 ist längs des Fahrzeugs 10 ausgerichtet und endet mit einem koaxial befestigten Ritzel 64, welches mit dem Kronenrad 6S im Eingriff steht, um auf die Hinterräder 16, 16 Kraft zu übertragen. Die Welle 33 ist in zwei Lagern 40, 41 gelagert, die .jeweils in den Wänden 42 bzw. 44 des Fahrgestells 24 angebracht sind. Vorzugsxi/eise sind die lager 40, 41 aus Messing gefertigt, um eine Drehung der Antriebswelle 33 mit niederer Reibung zu gestatten. Wie in den Fig. 1 und 4 zu sehen, schließen die Lager 40, 41 jeweils zwei rechteckige Flansche an ihren Enden ein, welche die Lager gegen axiale Bewehrung sichern. Die Lager werden in vertikalen Führungen (siehe Führung 43 in Fig. 4), die in die Wände 42 und 44 eingeschnitten sind, gehalten, welche ein wenig schmäler als der ^ußendurchmesser der Lager sind, welche aber einen Einschnitt enthalten, so daß die Lager in die Führungen eingedrückt werden können und dort in ihrer Lage gehalten werden.

Die Ankeranordnung 36 umschließt einen im allgemeinen zylindrischen Kern 46, welcher vorzugsweise aus Weicheisenblechen besteht. Wie am besten in Fig. 5 zu sehen ist, ist der Kern teilweise ausgeschnitten und bildet drei Kernabschnitte 46a, 46a, 46a, die jeweils mit einer Wicklung 47 aus isoliertem Draht versehen sind, welche in der für elektrische Miniaturmotoren üblichen V/eise gewickelt ist. Ein in Segmente unterteilter Kommutator 40 ist auf der Welle zwischen dem Lager 41 und der Armatur 36 angebracht. Die Wicklungen 47, 47, 47 sind elektrisch mit dem Kommutator

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verbunden, ^nd der Kommutator· dient als elektrischer Kontakt, um die elektrische Energie für die v/icklungen aufzunehmen, wie allgemein bekannt. Der elektrische Strom wird von den Stromschienen 13, IB durch die Kontaktschuhe 20, 20 und ein Paar Bürstenanordnungen 49, 49, welche unten eingehender hesOrochen werden, zum Kommutator 43 geleitet.

Die Bürstenanordnungen 49,-49 sind auf einem erhöhten Abschnitt des Bodenteils 28 auf b'eiden Seiten des Kommutators 48 angebracht und stellen eine andauernde elektrische Verbindung zwischen den Kontaktschuhen 20, 20 und dem Kommutator 48 her. Die Bürsten 50, 50 sind massive, zylindrische Kontaktelemente, vorzugsweise aus Graphit, welche durch (nicht gezeigte) Federn in Eingriff mit dem Kommutator 43 gehalten werden. Die Bürsten 50, 50 und ihre .federn werden in Zylindergehäusen 51, 51 gehalten, welche durch Federklammern 55, 53 befestigt sind. Die Federklammern 55, 53 besitzen ,jeweils ein erstes Ende 5:3a, das durch einen aus dem Fahrgestellboden 28 hervorstehenden Ansatz 55 festgehalten v.'ird, und sie sind so geformt, da3 sie über die Zylinder 51, 51 (siehe Fig.2) nassen. Das zweite Ende 53b ,jeder Klammer 5 3 reicht nach unten in eine öffnung 28a in dem Fahrzeugboden 28 und ist lösbar mit einem ersten Ende 20a eines der Schuhe 20, 20 verbunden, wie es in Fig. 3 zu sehen ist. Jeder Schuh 20, 20 reicht bis zur Vorderseite des Fahrzeugs und ist dort über einen schmalen Vorsprung 28b des Fahrzeugbodens 28 nach oben gebogen. Wie am besten in Fig. 1 zu sehen, gabelt sich das zweite Ende 20b ,jedes der Schuhe 20, 20 und ist so nach unten über einen der Vorsprünge 2Sb, 28b gebogen, da3 sich die Gabelung in den Vorsprung einspreizt. Eine zwischen einem Einschnitt 28c auf der Unterseite des Fahrzeugbodens 28 und der oberen Fläche des Kontaktschuhes 20 angebrachte Feder 21 hält den Schuh in dieser Lage und in dauerndem Kontakt mit der Stromschiene 10 (Fig.4). Durch die eben beschriebene -Anordnung värcL das Fahrzeug 10 fortwährend mit elektrischem Strom versorgt.

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Der feststehende Bestandteil oder Stator des Elektromotors umfaßt ein i?aar Magnetanordnungen, die die Magneten 52, 52 einschließen, von denen .jeder mit einem Flußsammler 54 versehen und in einem nach unten offenen Fach des Fahrgestells 24 angebracht ist, welches auf beiden Seiten der armatur 36 ausgebildet wurde. Dadurch können die Magnetanordnungen sich durch die Unterseite des Fahrgestells 24 hindurch bis dicht an die Stromschienen 10,18 erstrecken (vorzugsweise auf weniger als 0,508 mm = 0,02")» und dadurch eine Anziehungskraft hervorrufen, die das Fahrzeug 10 auf der Fahrbahn 12 hält. Jedes der Masnetfächer wird durch einen Wandteil 42, eine der Armatur gegenüberliegende Seitenwand 56, eine Wand 5^r> und Vorsprünge 42a und 5Ba der Wände 42 bzw. 53 gebildet. Die Magneten 52, 52 sind identisch, außer, daß einer seinen oUdOol an seiner Innenoberfläche, die an den Anker 5<S angepaßt, gebogen ist, und seinen Nordt>ol an der entgegengesetzten oder äußeren Oberfläche besitzt, während der andere Magnet entgegengesetzt geholt ist. Wie am besten in den Fig. 1 und 5 zu sehen, paßt sich ,jeder der Magneten 52, S 2 der Gestalt der Fächer in dem Fahrgestell 24 an.Insbesondere ist ,jeder Magnet im allgemeinen quaderförmig und besitzt ein "Paar von Hinterschneidungen an den vorderen und hinteren Kanten, die an den Vorsprüngen 42a und 58a so angreifen, daß die Magneten, wie in den Fig. 3 und 5 gezeigt, in den Fächern gehalten werden und sich dicht an dem Anker befinden. Jeder der Magneten 52, 52 enthält auch noch eine Hinterschneidung 52a auf seiner Unterseite, um ein möglichst tiefes Anbringen der Magneten zu ermöglichen, wie es im einzelnen soäter erklärt wird. Die vorzugsweise aus Stahlblech hergestellten Flußsammler 54, 54 sind jeweils zwischen einem der Magneten 52, 52 und der dem Anker gegenüberliegenden Wand 56 angebracht, und bewirken eine wesentliche Erhöhung der durch die Magneten 52, 52 auf die Schienen 18, 13 ausgeübten Anziehungskraft, wie es s"oäter einzeln erklärt werden wird. Zusätzlich besitzt, wie am besten in den Fig. 1 und 5 zu sehen, ,jeder Flußsammler 54, 54 ein Paar sich nach außen erstreckender Laschen 54a, welche sich an die Ober-

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seite einer der Wände 56, 56 anlegen, und einen unteren Plansch 54b, der sich unter einen der Magneten 52, 52 in die Hinterschneidung 52a hinein so erstreckt, daß der Plansch 54b eben mit der Unterseite des Magneten abschließt, und den Magneten (siehe Fig. 5) in seinem Fach hält. Jeder Flußsammler enthält auch ein Fenster oder eine Öffnung 54d, worüber im einzelnen später gesprochen wird. Eine Federklammer 60 erstreckt sich über die Oberseiten der Magneten 52, 52 und wird in Ausnehmungen 62, 62 an den Seiten der Wände 56, 56 gehalten. Sie dient dazu, die Magneten 52, 52 nach unten zu halten, um sie daran zu hindern, sich während des Betriebs nach oben zu bewegen.

Es hat sich gezeigt, daß die Flußsammler 54» 54 einen beträchtlichen Anstieg in der auf die Stromschienen 18, 18 ausgeübten Magnetkraft hervorrufen. Die besondere Ausgestaltung der Flußsammler, wie sie in der Zeichnung gezeigt ist, wurde durch Versuche erreicht und wird für die kommerzielle Herstellung bevorzugt. Es ist anzunehmen, daß die Flußsammler 54 einen Weg von niederer Reluktanz für den Magnetfluß oder die Magnetfeldlinien darstellt, da er den größten Teil der Rückseite des Magneten 52 bedeckt, und aus einem ferritischen Material wie Stahl besteht. So werden jene Feldlinien, die normalerweise aus der Rückseite des Magneten 52 in die Umgebung des Fahrzeuges treten, stattdessen im Flußsammler 54 konzentriert und so nach unten gerichtet, daß sie aus dem Flanschgebiet 54b austreten. Wie in Fig. 5 ersichtlich, ist der Flansch 54b im allgemeinen oberhalb der Stromschiene 18 angeordnet, so daß die aus dem Flansch 54 austretenden konzentrierten Feldlinien zu der Schiene 18 hin gelenkt werden können. Dies ergibt eine starke magnetische Anziehungskraft, welche in der Tat viel stärker ist, als die vom Magneten allein hervorgerufene. Es hat sichgpzeigt, daß ein weiterer Anstieg in der magnetischen Anziehungskraft erreicht werden kann, wenn man zwischen der Unterseite des Magneten

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und der oberen Fläche des Flansches 54b einen Abstand vorsieht. Die besten Ergebnisse ergab ein Abstand im i3ereich von 0,127 ™ bis 0,^778 mm (0,005 bis 0,007 Zoll). In der beschriebenen Ausführung wurde dieser Raum dadurch geschaffen, daß ,je ein Paar von Sicken 54c, 54c auf ,jedem der Flansche 54b geschaffen wurde, so daß die Magneten statt atf der Oberfläche der Flansche auf den Sicken ruhen. Es ist für die Wirksamkeit der Flußsammler 54 nicht nötig, daß die Flansche 54b in einer Hinterschneidung 52a des Magneten 52 sitzt. Dies ist lediglich eine sich anbietende Lösung, um den Magneten 52 tiefer zu setzen und die Unterseite des Flansches 54bauf eine Ebene mit der Unterseite des Magneten 52 zu bringen.

Es hat sich herausgestellt, daß eine in jedem der FluSsammler 54 angebrachte öffnung 54d, wie sie in den Fig. 2 und 5 zu sehen ist, das auf den Anker 36 einwirkende Magnetfeld stärkt Es ist anzunehmen, daß dies die Folge der Erhöhung des magnetischen Widerstandes im oberen Teil des Flußsammlers 54 ist, die durch die Anbringung der öffnung 54d hervorgerufen wird. Wegen dieser Erhöhung des magnetischen Widerstandes finden Feldlinien, die normalerweise zwischen dem oberen Teil des Flußsammlers und dem oberen Teil des entsprechenden Magneten durchtreten würden, einen Weg mit niedererem magnetischem Widerstand zu dem Anker 36 und treten dort zwischen Anker und Magnet hindurch. Die sich daraus ergebende Stärkung des auf den Anker gerichteten Magnetfeldes erhöht das Drehmoment und die Leistung des Motors. Die oben beschriebene Anordnung des Motors mit auf den Seiten des Fahr-gestells 24 angeordneten Magneten 52, 52 ist für die Schaffung einer Anziehungskraft -zwischen dem Fahrzeug 10 und den Stromzuführungsschienen 18 besonders wirksam. Dies rührt teilweise von der Tatsache her, daß die Magneten 52, 52 sich entlang der Stromschienen 18 erstrecken und so eine magnetische Anziehungskraft ihrer gesamten Ausdehnung entlang ergeben·

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Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß der elektrische Motor leicht von dem Fahrzeug abgebaut werden und wieder auf dasselbe aufgebaut werden kann. Zum Abbau wird die Federklammer 60 aus den Ausschnitten 62,62 in den Wänden 56,56 abgenommen, und die lager 4-0, 4-1 werden jeweils aus ihren Führungen in den Wänden 4-2 bzw. 4-4- herausgehebelt. 'denn dieses erledigt ist, kann die gesamte - Anker anordnung ?6 (mit den Lagern 4-0, 4-1)-und die gesamte Stator anordnung (mit den Magneten 52, 52 und den zugehörigen Flußsammlern 54» 54-) als Einheit aus dem Fahrzeug herausgehoben werden. Dies ist möglich, weil die Magneten 52, 52 von dem Eisenkern 4-6 des Ankers angezogen werden und die Flußsammler 5^·, 54· ebenso durch magnetische Anziehung an den Magneten 52, 52 haften. Sobald der Anker entnommen wurde, werden die Bürsten 50, durch die Federkraft aus ihren Haltern getrieben. Um den Motor wieder zusammenzubauen, werden die Rotor-und Statorteile wiederum zu einer Einheit zusammengefügt und an ilrce stelle im Fahrgestell 23 gebracht. Ils nächstes wird das Lager 4-0 in seine Führung eingedrückt, wobei das Ritzel 64- in Eingriff mit dem Kronenrad 66 gebracht wird, und das Lager 4-1 wird in seine Führung gedrückt, nachdem die Bürsten 50, 50 in ihre Halter zurückgestoßen wurden. Die Anbringung der Federklammer 60 vollendet den Montagevorgang.

Obwohl die Erfindung nur an einer besonderen Ausführung gezeigt wurde, ist es für den Fachmann ersichtlich, daß sich v/eitere Ausführungsformen anbieten.

Die Erfindung betrifft also eine Anordnung zur Erhöhung der durch ein elektrisch angetriebenes Miniaturfahrzeug auf eine Fahrbahn ausgeübten ITormalkraft, um die Zugkraft der Räder des Fahrzeuges zu erhöhen. In Zusammenhang mit an den Seiten des Fahrzeugs angebrachten Permanentmagneten, die einen ■Teil des Elektromotors des Fahrzeugs bilden, angebrachte Flußsammler üben eine magnetische Anziehungskraft arf in die Fahr-

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bahn eingebettete Stromzufuhrschienen aus, wobei die Kraft
die von den Magneten allein ausgeübte Kraft wesentlich übersteigt. Jeder Flußsammler wird aus einem dünnen Streifen eines Materials, das durch einen Magneten angezogen wird, hergestellt, und es wird anschließend an die Magnetfläche angebracht, die der Motorarmatur entgegengesetzt ist. Jeder Flußsammler erstreckt sich nach unten in dichte Nähe zu einer der Stromschienen und schließt einen Flansch ein, der sich längs mindestens eines Teiles der unteren Fläche des Permanentmagneten erstreckt, an dem er angebracht ist.

- PatentansOruche -

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1... Miniaturfahr zeug mit einem tragenden Fahrgestell und mindestens einem an dem Fahrgestell zur Einwirkung auf die mit einer aus magnetischem Material angefertigten elektrischen Zuleitungseinrichtung versehenen Fahrbahn angebrachten Antriebsrad, mit einem in dem Fahrgestell zum Antreiben des Antriebsrades angebrachten Elektromotor, mit einer drehbar angebrachten Antriebswelle, die sich in Axialrichtung dem Fahrzeug entlang erstreckt und mit dem Antriebsrad gekuppelt ist, mit einem an der Antriebswelle koaxial angebrachten Anker mit einer Vielzahl von Wicklungen, und mit einem Paar von Magnetanordnungen, die in dem Fahrgestell an entgegengesetzten Seiten des Ankers angeordnet sind und den stationären magnetischen Bestandteil des Motors bilden, dadurch gekennzeich net, daß jede der Magnetanordnungen einen Magneten (52) umfaßt, der in dem Fahrgestell (24) so angebracht ist, daß sich kein Teil des Fahrgestells zwischen der Unterseite des Magneten und der magnetisierbaren Zuleitungseinrichtung der Fahrbahn (12) befinden, daß Koppeleinrichtungen (32, 48, 54, 66) den Anker (36) mit der Zuleitungseinrichtung verbinden, und daß die Magnetanordnungen und die ZuIeitungseinrichtung zusammenwirken, um eine Magnetkraft zu schaffen, die das Fahrzeug auf der Fahrbahn hält, wodurch die Zugkraft des Antriebsrades auf die Fahrbahn erhöht ist.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrgestell (24) ein Paar nach unten offener Fächer an entgegengesetzten Seiten des Ankers (36) besitzt, von denen jedes Fach geeignet ist, eine der Magnetanordnungen aufzunehmen und mindestens eine von dem Anker entfernte Wand (56) besitzt, daß jede der Magnetanordnungen weiterhin ein zwischen dem Magneten und einer Wand des Faches angebrachtes Magnethalteteil (54) einschließt, welches mit

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Einrichtungen (54-a), die an der Wand (56) des Faches angreifen, und mit Einrichtungen (54-d), die an dem Magneten (52) angreifen, versehen ist, um den Magneten in dem Fach zu halten.

3. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnethalteteil (54-) aus einem magnetisierbaren Material hergestellt ist und deshalb einen Anstieg der Magnetkraft, die das Fahrzeug auf der Fahrbahn (12) hält, bewirkt.

4·. Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Magnethalteteil (54-) mit einer Öffnung (54-d) versehen ist, um die Anziehung des Magnetflusses aus der Umgebung des Ankers zum Halteteil zu verringern.

5. Fahrzeug nach Anspruch 2, 3 oder 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Magneten angreifende Einrichtung (54-d) ein an der Unterseite des Magnethalteteils ausgebildeter Flansch ist.

6. Fahrzeug nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die am Magnet anliegende Einrichtung (54-d) eine Einrichtung (54-c) umfaßt, die den Abstand zwischen dem Flansch und der Unterseite des Magneten in dem Bereich von annähernd 0,127 mm (0,005") bis annähernd 0,1778 mm (0,007") hält, so daß das Magnethalteteil (54-) die Magnetkraft, die das Fahrzeug auf der Bahn hält, verstärkt.

7. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß a'edes der Magnethalteteile als Flußsammler ausgebildet ist, und sich nach unten bis dicht an die Zuleitungseinrichtung erstreckt, um einen Anstieg der Magnetkraft zwischen dem Flußsammler und einer zugeordneten Zuleitungseinrichtung hervorzurufen und damit die von dem Antriebsrad auf die Fahrbahn ausgeübte Zugkraft zu erhöhen.

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