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Spielzeug Die Erfindung bezieht sich auf ein Spielzeug, bei welchem
der Spielreiz dadurch herbeigeführt wird, daß sich bestimmte Bewegungsvorgänge technischer
Art unmittelbar vor den Augen des Kindes abspielen.
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Dem Grundgedanken der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß
Bewegungsvorgänge unter Wasser den Spielreiz erhöhende Eigenschaften mit sich bringen.
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Es werden deshalb gemäß der Erfindung bestimmte technische Vorgänge
dadurch eindeutig demonstriert, d:aß man Luft in besonderer Weise in einem mit Wasser
gefüllten Gefäß unter die Wasseroberfläche befördert, wobei man den Lauf der Luftblasen.
genau verfolgt. Schließlich wird die Auftriebskraft aufsteigender Luftblasen in
geeigneter Weise ausgenutzt, um einen Teil .der für die Bewegung der Einrichtung
notwendigen Kraft jeweils zurückzugewinnen.
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Die Anwendung von durchscheinendem oder durchsichtigem Werkstoff für
die Leitung der Luft unter Wasser ,ist für die Beobachtung der Bewegungsvorgänge
und somit zur Herbeiführung des Spielanreizes wesentlich. Solche unter Anwendung
von Wasser und Bewegungsorganen aus durchsichtigem Werkstoff hergestellten Spielzeuge
sind bisher nicht bekanntgeworden. Infolge der Neuartigkeit ist deshalb ein besonderer
Spielanreiz gegeben.
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Gemäß der Erfindung arbeiten die dem Transport der Luft unter Wasser
dienenden Organe in einem oben offenen, mit Wasser gefüllten Gefäß, wobei das Wasser
in diesem Gefäß sich im Ruhezustand befindet.
Die der Erzeugung
der strömenden Luft dienenden Organe beschreiben eine umlaufende Bewegung. Sie drehen
sich somit um eine Achse, die gemäß der Erfindung in einem bestimmten Winkel zur
Wasseroberfläche verläuft. Diese Achse ragt einseitig aus der Flüssigkeit nach oben
heraus, und an dieser Stelle ist die Achse mit Antriebsmitteln versehen, die eine
ständige Energiezufuhr gestatten, denn wenn die Einrichtung ständig in Betrieb bleiben
soll, muß auch ständig an der Antriebswelle Energie zugeführt werden.
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Das Spielzeug gemäß der Erfindung läßt sich am besten dadurch verwirklichen,
daß man eine Rohrschlange aus :durchsichtigem Glas oder Kunstglas nach Art einer
Wendelfeder formt und diese Rohrschlange dann um eine mit der Rohrschlange fest
verbundene und in Richtung ihrer Längserstreckung folgende Achse drehbar anordnet
und lagert. Die Achse ist so, anzuordnen, daß sie im Winkel zur Horizontalen verläuft,
wobei die Rohrschlange im wesentlichen im Innern des oben offenen Flüssigkeitsgefäßes
unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche verläuft. Die Rohrschlange soll an ,beiden
Enden offen sein. Die Windungsdurchmesser und die Windungsabstände der Rohrschlange
sind überall gleich. Die Drehachse, .also der Achskörper selbst, wird an seinem
unteren Ende, also. unter Wasser, gelagert, wobei das Lager im Interesse einer möglichst
geringen Reibung in einfachster Weise dadurch hergestellt wird, d.aß man das Ende
der Achse nadelartig zuspitzt und in einer kegeligen Vertiefung eines Lagerkörpers
ohne jede Schmierung führt. Das andere Lager befindet sich oberhalb der Wasseroberfläche,
vorzugsweise am Behälterrand.
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Es hat sich gezeigt, daß die Reibung in diesen Lagern der schräg gestellten
Welle deshalb so gering ist, weil die Rohrschlange mit der daran befestigten Welle
in der Flüssigkeit infolge ihres Luftgehaltes schwimmend gehalten wird, indem die
Luft innerhalb der Rohrschlange das Eigengewicht derselben trägt und somit der Schwerkraft
entgegenwirkt. Bewegt man nun die Rohrschlange in der Weise, daß man die Welle .dreht,
so taucht das obere offene Ende dieser Rohrschlange abwechselnd in den Luftraum
und in die Flüssigkeit ein. Bei jeder Umdrehung wird dann eine bestimmte Luftmenge
abgeschöpft und durch die jeweils nachfolgende Flüssigkeitssäule unter Wasser gedrückt.
Das Rohr darf einen bestimmten Rohrdurchmesser nicht überschreiten, weil die Luft
sonst Neigung hat, den -ihr machfolgenden Flüssigkeitsstopfen in Richtung zur Wasseroberfläche
hin zurückzudrücken. Der Durchmesser des Rohres und die Krümmung sind so zu bemessen,
daß die bei jeder Umdrehung in die Rohrschlange hineinkommende Flüssigkeitsmenge
gewichtlich größer ist als,die:bei jeder Umdrehung abgefüllte Luftmenge. Der Winkel,
den die Drehachse mit der Horizontalen bildet, beträgt am besten etwa 45°.
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Bei jeder Umdrehung der Rohrschlange wird nun die stufenförmig nach
unten geförderte Luft aus dem Ende der Rohrschlange austreten und nach oben in Richtung
des Flüssigkeitsspiegels zu entweichen versuchen; die jeweils frei werdende Flüssigkeit
wird der Behälterflüssigkeit wieder beigemengt. Die aufsteigenden Luftblasen werden
unter Wasser vorzugsweise mittels nach unten offener Rinnen aufgefangen, und deren
Auftriebskraft wird in einer besonderen Weise zur Rückgewinnung eines Teils der
an der Drehachse notwendigen Energiezufuhr verwendet. Es empfiehlt sich, sowohl
den Behälter als .auch alle die Luft unter Wasser leitenden Organe aus durchsichtigem
Werkstoff herzustellen. Es ist bekannt, daß die Luft unter Wasser einem silberglänzenden
Körper gleicht, so. d aß alle Bewegungsvorgänge deutlich beobachtet werden können.
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Die Wirkungsweise und die bauliche Anordnung der Einzelteile bei Verwirklichung
der Erfindung werden nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels und an Hand
der Zeichnung erläutert.
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In einem etwa quadratische Querschnittsform aufweisenden oben öffenen
Gefäß, welches nahezu ganz .mit Flüssigkeit angefüllt ist, befinden sich zwei Lagerkörper
:2 und 3, zwischen welchen eine relativ zur Horizontalen schräg gestellte Achswelle
4 drehbar gelagert ist. Mit dieser Achswelle 4 ist eine Rohrschlange 5 fest verbunden,
so@ daß diese die Drehbewegung der Welle mitmacht. Am oberen Ende der Achswelle
4. befindet sich ein aus Kegelrädern 6 und 7 bestehender Antrieb, der so wirkt,
daß das Kegelrad 7 .axial ausrückbar ist, so daß es willkürlich mit dem Rad 6 in
Eingriff oder außer Eingriff gebracht werden kann.
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Die Rohrschlange 5 ist an ihren beiden Enden offen. Bei Umdrehung
der Welle 4 in Richtung des Pfeiles 8 (Rechtsdrehsinn) gelangt die obere Öffnung
9 ,der Rohrschlange vorübergehend in den Luftraum io oberhalb, des Flüssigkeitsspiegels
i i. Bei weiterer Drehbewegung der Rohrschlange wird die Luft durch die einzelnen
sich anschließenden Windungen der Rohrschlange abwärts bewegt, bis sie an dem unteren
Ende der Rohrschlange aus der dort befindlichen Öffnung 1a austritt.
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Die Abwärtsbewegung der Luft innerhalb der Rohrschlange kommt dadurch
zustande, daß abwechselnd Luft und Wasser geschöpft werden. Die Luft ist also andern
Rücktritt nach oben gehindert und wird stufen,#veise abwärts befördert, weil die
Auftriebskraft der Luft innerhalb. der Rohrschlange kleiner ist als das Gewicht
des nachfolgenden Wasserstopfens, wobei der Durchmesser des. Rohrkörpers nicht zu
groß sein darf und -die Neigung der Achswelle etwa 45° .betragen soll.
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Oberhalb der Ausströrnzone befindet sich eine nach unten offene, U-förmigen
Querschnitt aufweisende Fangrinne 13, welche an der Behälterwand festgelegt ist
und die umlaufende Rohrschlange im Halbkreis umgibt. Diese Fangrinne hat eine Neigung
zur Horizontalen, so daß die darin befindliche Luft entlang der Fangrinne seitwärts
bewegt wird, bis sie auf dem anderen Ende 14 dieser Rinne nach oben austritt. In
dieser Zone befindet sich ein Radkranz mit an seinem äußeren Rand vorgesehenen Fangkammern
15. Dieser Radkranz ist mit der Rohrschlange fest verbunden und dient als zusätzlicher
Antrieb für die Drehbewegungen, wobei die
in der Luft vorhandene
Auftriebsenergie ausgenutzt wird. In der Zone oberhalb des Radkranzes befindet sich
ein Fangtrichter 16 für .die frei ,werdende Luft, der seinerseits in eine Fangglocke
17 mit angeschlossenem Luftleitkanal 18 einmündet. Die aus diesem Kanal austretende
Luft kann alsdann einem weiteren Verwendungszweck zugeführt werden. Im Regelfall
wird sie der Raumluft beigemengt.