DE2013213A1

DE2013213A1 - Räder an Spielfahrzeugen

Info

Publication number: DE2013213A1
Application number: DE19702013213
Authority: DE
Inventors: William Robertson Palos Verdes Peninsula; Johnson Keith Morley South Laguna; Cahf. Baynes (V.St.A.)
Original assignee: Mattel Inc
Current assignee: Mattel Inc
Priority date: 1969-07-09
Filing date: 1970-03-19
Publication date: 1971-01-14
Also published as: FR2056140A5; US3566536A; ES185245U; ES185245Y; GB1275682A; BR7017415D0

Description

PATENTANWÄLTE ? Π 1 ? 9 1

DIPL-ING. MARTIN LICHT
DR. REINHOLD SCHMIDT
DIPL-WIRTSCH.-ING. HANSMANN
DIPL.-PHYS. SEB, HERRMANN

MÜNCHEN 2
THERESIENSTRASSE 33

München. _{4 ft} ....

19. März 1970

Ho/Lu

MATTEL, INC.
Hawthorne, Kalifornien Rosecrans Avenue 5150 V. St. A.

"Bäder an Spielfahrzeugen"

Die Erfindung betrifft Spielfahrzeuge.

Es sind Räder an Spielfahrzeugen bekannt, welche aus einem Radhauptelement mit im Mittelpunkt befindlicher Ausnehmung bestehen, in welcher ein kleiner, zylindrischer Lagerkörper eines Materials geringer Reibung eingesetzt ist. Radkörper dieser Bauart sind in der US-Patentanmeldung Serial Nummer 696,199, LaBranche et al, vom 8. Januar 1968, beschrieben. Gewöhnlich wird bei Radkörpern dieser Bauart die Achse des Fahrzeuges durch den kleinen zylindrischen Lagerkörper hindurchgeführt, wonach das Ende der Achse kaltgestaucht wird. Das Lager mit darin befindlicher Achse wird unter Preßsitz in eine Ausnehmung bzw· Bohrung im Hauptradelement eingepasst. Es wird ein fester bzw, enger Preßsitz verwendet, um zu verhindern, dass ein Kind

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das Häuptelement des Rads ergreift und dieses vom zylindrischen Lagerkörper abzieht« Räder dieser Bauart weisen gewisse Nachteile auf, welche die Funktionsfähigkeit und Lebenserwartung des Fahrzeuges herabsetzen.

Ein Nachteil bei Eadkörpern dieser Art besteht darin, dass das Hauptelementes des Rads wegen des engen Preßsitzes unter hohen Spannungen steht· Falls ein Kind beim Versuch, die Reibung herabzusetzen, Haushaltsöl auf diesen Radkörper aufbringt, kann dieser Spannungsrisse bekommen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass durch den Preßsitz der Durchmesser der Lagerbohrung in etwas unbestimmter Weise reduziert wird, so dass ein grösserer Nenndurchmesser der Bohrung erforderlich ist. Dieser bewirkt indessen ein Sqhlagen des Rades oder ein bei hoher Geschwindigkeit auftretendes Rütteln, so dass die Geschwindigkeit des Fahrzeuges herabgesetzt wurde. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die aussere Auflagefläche des Rades nicht immer konzentrisch mit der am Achskörper anliegenden Lagerfläche ist. Eine genaue konzentrische Lage zwischen Auflagefläche bzw. Rand und Achslagerflächen hängt von der konzentrischen Lage verschiedener Flächenkörper an verschiedenen Teilen ab. Es ist erwünscht, Spielfahrzeuge zu konstruieren, bei welchen die Reibung an Lager und an Auflagefläche für die Räder auf ein Minimum herabgesetzt wird, da Spielfahrzeuge des öfteren für Rennen verwendet werden und da eine geringe Reibungszunahme eine Verlangsamung des Spielfahrzeuges hervorruft.

Demgegenüber soll mit der vorliegenden Erfindung ein Spielfahrzeug geschaffen werden, welches unter einem Minimum von Reibung läuft. Gleichzeitig soll das Spielfahrzeug Räder grösster Dauerhaftigkeit und geringster Roll- und Lagerreibung besitzen·

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Erfindungsgeraäss wurde ein Rad für Spielfahrzeuge geschaffen, welches ein inneres Radelement mit darin befindlicher Lagerbohrung zur Aufnahme des Achsenendes aufweist. Ein aus seres Rade lenient ist über das innere Element gelegt und dient als Drucklager für die Achse, um das Rad am Ende des Achsenkörperβ zu haltern. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das innere Radelement mit einem Nabenteil mit darin befindlicher Bohrung zur Aufnahme des Achsenkörpers ausgestattet; am inneren Element ist ferner eine Auflagefläche in Form eines Randkörpers vorgesehen, um das Fahrzeug auf seiner Spur rollend zu tragen· Ein am inneren Element angeordneter Flansch erstreckt sich in axialer Richtung und ist mit einem Vorsprung ausgestattet. Das äuesere Element weist einen am Ende des Achskörpers anliegenden Nabenteil und einen Ringkörper auf, welcher über den Vorsprung des Flansches schnappt bzw. darüber eingerastet wird, um das aussere Element in seiner Lage zu halten. Das aussere Element ist von geringerem Durchmesser als der Randkörper bzw. die Auflagefläche des inneren Elementes, so dass das Rad tatsächlich auf dem Randkörper des inneren Elementes abrollt.

Die Verwendung eines ausseren Elementes, welches sich radial nicht bis zur Auflagefläche bzw. zur Randfläche des Rades erstreckt, nacht es für ein Kind schwierig, das aussere Element zu ergreifen und dieses von inneren Element zu trennen. Demgemäss brauchen die einzelnen Elemente nicht unter hoher Spannung miteinander verbunden zu werden. Dies und die Verwendung der Vorsprünge am Flansch und am äusseren Element ermöglichen eine sichere Halterung der Elemente ■it geringerer Spanhungebeiastung; entsprechend'wird die Möglichkeit eines AufSpringens oder Platzens der unter Spannung stehenden Piastlkteile vermieden, falls ein Kind Eaushaltsöl auf das Rad aufbringt. Bei Zusammensetzen der

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Elemente wird der Nabenteil des inneren Elementes nicht wesentlich zusammengedrückt, so dass die darin befindliche Lagerbohrung genau ausgebildet und auf die Endgrösse gebracht werden kann. Entsprechend besteht ein Minimum von Spiel zwischen Achsenkörper und somit ein Minimum von Radschlagen bzw. Rad-Rüttelbewegung» Die Achslagerfläche und der äussere Ringkörper, auf welchem das Rad rollt, stellen Teile derselben Einheit dar, so dass die konzentrische Lage von der Genauigkeit einer einzelnen Form und nicht von der genauen Fertigung einiger Flächenkörper zweier Teile abhängt.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung erläutert,

Fig. 1 der Zeichnung ist eine Perspektivansicht eines Spielfahrzeuges nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines Rades des in Fig. 1 dargestellten Spielfahrzeuges; und

Fig. 3 ist eine Schnittansicht von Linie 3-3 in Fig. 2.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Spielfahrzeug 10 ohne Eigenantrieb dargestellt, welches durch Schwerkraft oder durch andere äussere Einwirkung bewegt werden soll. Das Spielfahrzeug weist vier Räder 12 auf, welche auf einem Paar von Achsen so befestigt sind, dass eine möglichst geringe Reibung sowohl an den Achsen als auch entlang der Auflagefläche besteht, auf welcher die Räder des Fahrzeuges abrollen. Um die Reibung gegenüber der Auflage zu verringern, sind die Räder mit schmalen Randflächen Ik versehen, welche die Auflagefläche bzw. Bahnspur berühren, obwohl die Räder in ihren Äusseren die Erscheinung eines echten Fahrzeugreifens wiedergeben.

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Vie sich aus Fig, 3 der Zeichnung ergibt, weist das Rad ein inneres Element 16 und ein äusseres Element 18 auf, welche zusammengehalten werden. Beide Elemente sind als Drehkörper ausgebildet, d.h. alle Querschnitte durch den Mittelpunkt sind einander gleich. Lediglich das aussere Element weist Speichenkörper 19 auf, welche dazu dienen, das Erscheinungsbild zu verbessern. Das innere Element 16 ist mit einem Nabenteil 20 und einer darin befindlichen Lagerbohrung 22 ausgestattet. Die Bohrung 22 dient zur Aufnahme des Endteils einer Achse 24, welche sich vom Fahrzeugkörper nach aussen erstreckt. Die Bohrung 22 bildet somit das Axiallager für die Achse, Der radial aussere Teil 26 des inneren Elementes weist einen Durchmesser auf, welcher grosser ist als der Durohmesser irgendeines Bereiches des äusseren Elementes 18. Die Randfläche 14 dient als Auflagefläche, welche das Fahrzeug auf seiner Spur bzw. Bahn trägt. Ein Flansch 28 erstreckt sich axial zwischen Nabenteil und Randflächen vom inneren Element. Der Flansch weist einen Vorsprung bzw. Ansatz 30 auf, welcher den Eingriff mit dem äusseren Element erleichtert.

Das aussere Element 18 ist mit einem Nabenteil 32 ausgestattet, an dessen Innenseite ein Vorsprung 34 vorgesehen ist. Dieser Vorsprung dient als Drucklager und liegt am äussersten Ende 36 der Achse an. Das aussere Element ±_st gleichfalls mit einem axial sich erstreckenden Flanschteil 38 mit daran befindlichem Vorsprung 40 versehen; der Vorsprung 40 greift am Vorsprung bzw. Ansatz 30 des inneren Elementes an, um inneres und äusseres Element miteinander in Verbindung zu halten.

Das Rad wird zusammengesetzt, indem zunächst die Achse 24 durch die Lagerbohrung 22 des inneren Elementes hindurchgesteckt wird, wonach das aussere Ende 36 der Achse

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kaltgestaucht wird, um es zu erweitern. Auf diese Weise kann das aussere Ende durch die Lagerbohrung nicht zurückgezogen werden. Das aussere Element 18 wird dann an das innere Element angelegt und dagegen angedrückt, so dass es in seine Lage einrastet« Dabei verlagert sich der Flansch 38 des äusseren Elenentes nach aussen, bis die Vorsprünge 30 und 40 an den Flanschkörpern übereinander Unwegbewegt werden, um schliesslich in der in Fig. 3 dargestellten Weise nebeneinander zu liegen. Die Flansche an den inneren und äusseren Elenenten sind so ausgebildet, dass sie einen gewissen Eingriff bzw. eine Vorspannung zueinander haben, sogar wenn die Elemente in ihre Lage eingerastet sind. Obwohl der Eingriff unter einer verhältnismässig geringen Spannung steht, werden die beiden Elemente fest miteinander verbunden.

Die Verwendung eines einheitlichen Xörpers mit einer Lagerbohrung 22 zur Aufnahme der Achse und alt einer Auflagefläche Ik zur Lagerung des Rades auf einer Bahn gewährleistet eine gute, konzentrische bzw. achsparallele Beziehung von Achsenlagerung und Auflagefläche. Unterschiede zwischen der Achse der Auflagefläche 14 und der Achse der Lagerbohrung 22 können die Reibung an der Auflagefläche bzw. auf der Bannspur vergrössern» was insbesondere für diejenigen Spielfahrzeuge gilt, welche ohne Eigenantrieb sind und sich entlang von Schrägflächen nach unten bewegen, Die konzentrische Lage von Jruflagefläche 14 und Lagerbohrung 22 hängt primär von der Genauigkeit der Form ab, innerhalb welcher das innere Element hergestellt wird. Dazu erforderliche Formkörper können alt ausserst engen Toleranzen leicht hergestellt werden.

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Der Abstand zwischen der Achse 2k und den Innendurchnesser der Lagerbohrung 22 wird vorzugsweise auf einem Minimum gehalten, um eine Taumelbewegung des Rades zu verhindern, wodurch bei mit hoher Geschwindigkeit laufendem Fahrzeug eine EUttelbewegung an diesem hervorgerufen werden konnte· Diese RUttel- bzw. Schlagbewegungen können die Reibung vergröseern und somit die Geschwindigkeit des Spielfahrzeuges herabsetzen. Bei Rädern bekannter Ausführungsform wird ein kleiner, zylindrischer Lagerkörper unter Preßsitz in ein Haupt-Radeleaent eingepresst. Der Preßsitz reduziert den Innendurchmesser der Lagerbohrung um ein Ausnass, welches vom Eingriff zwischen den ausgenommenen Wandbereichen und der Aussenflache des Lagers abhängt.

Bein Rad nach der vorliegenden Erfindung wird der Durchmesser der Lagerbohrung 22 während des Einbaues nicht wesentlich verändert, da sogar der begrenzte Eingriff zwischen den Elementen am Flansch 28 aufgenommen wird, welcher seitlich leicht verbogen werden kann. Somit kann die Lagerbohrung 22 mit einer sehr geringen Toleranz zur Achse 2k gefertigt werden, um die Flatter- bzw. RUttelbewegungen auf eines Mindestwert zu halten.

Nachdem das Rad zusammengesetzt ist, verbleibt nur eine geringe Spannung in den Flanschkörpern 28 und 38, zum Teil weil die Vorsprünge 30 und kO hintereinander angeordnet sind, um die Elemente fest miteinander zu verbinden. Das Ausmass der Spannungsbelastung wird wegen des langen Auflagebereiches der Vorsprünge gleichfalls auf ein Minimum herabgesetzt. Im Vergleich zu Rädern bekannter Ausführungsform, bei welchen ein kleiner, zylindrischer Lagerliörper unter Preßsitz in eine Ausnehmung bzw. Bohrung eingesetzt ist, erstrecken sich die Vorsprünge 30 und k0 beim erfindungsgemäss ausgestalteten Rad entlang eines

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verhaltnismässig grossen Kreises, so dass ein grosser Auflagebereich der Vorsprünge aneinander besteht· Das bedeutet, dass die Vorsprünge fest eneinandergehalten werden können, obwohl die Anlagebereiche der Flansche nur einer geringen Spannung ausgesetzt sind* Das Ausnass der Spannungsbelastung wird weiterhin deshalb auf einem Minimum gehalten, da gegenüber bekannten Ausführungsformen eine weniger starke Fixierung der Elemente erforderlich ist angesichts der Tatsache, dass es für ein Kind weit schwieriger ist, das aussere Element 18 zu ergreifen und abzuziehen, als bei Rädern bekannter Ausführungsform, bei welchen der die Auflagefläche Ik bildende Teil einen Bestandteil des ausseren Elementes darstellt. Dieses kann von Kind leicht ergriffen werden, um das aussere Element vom kleinen Lagerkörper abzuziehen. Um das äussere Element 18 beim erfindungsgemäss ausgestalteten Rad zu ergreifen, □uss das Kind einen Fingernagel zwischen die Elemente einführen; dies ist äusserst schwierig, da zwischen den Innenende 39 des ausseren Elementes und der radial sich erstreckenden Wand 27 der Auflagefläche des inneren Elementes ein sehr schmaler Raum besteht. Die geringen Spannungsbelastungen an den Teilen verhindern die Möglichkeit eines Aufepringens, falls ein Kind Haushaltsöl auf die Räder aufbringt, um die Reibung weiter herabzusetzen.

Das innere Element 16 wird aus einem Material geringen Reibungswertes gefertigt, beispielsweise aus Delrin, einer Acetyl-Kunststoffmasse eines geringen statischen Reibungskoeffizienten. Das äussere Element 18 kann aus Styrol oder aus anderen billigeren Materialien gefertigt sein. Gewöhnlich werden die Elemente vor dem Zusammenbau des Rades in ein Silicium-Schmiermittel bzw. Schmierfett eingetaucht,* um den Reibungswert auf einem Mindestwert zu halten. Das Silicium-Schmiermittel verursacht kein Aufreissen bzw. Springen der unter Spannung stehenden Plastikteile.

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Claims

ANSPRÜCHE:

lJ Räder an Spielfahrzeugen, welche das aussere Erscheinungsbild von echten Rädern an Kraftfahrzeugen besitzen und welche zur freien Roilagerung des Spielfahrzeuges dienen, gekennzeichnet durch ein erstes Element (l6) mit einem Lagerkörper (22), welcher im ersten Element diametral zentriert angeordnet ist und zur Aufnahme eines Endteils einer Fahrzeugachse (24) dient, einen am Umfang angeordneten ausseren Flächenteil (14), welcher zur Rolllagerung des Rades (12) dient, ein zweites Element (18), welches koaxial zum ersten Element (l6) an diesem befestigbar ist, und einen zweiten, am Umfang des zweiten Elementes angeordneten Flächenteil, welcher breiter ist als der erste, am Umfang des ersten Elementes angeordnete Flächenteil, wobei der zweite, aussere Flächenteil geringeren Durchmesser als der erste, aussere Flächenteil aufweist.
2. Räder an Spielfahrzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite, am Umfang angeordnete, aussere Flächenteil das Erscheinungsbild der Lauffläche eines Reifens besitzt.
3. Räder an Spielfahrzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (l6) ausserhalb des Lagerkörpers (22, 24) einen am Umfang angeordneten Flansch (28) aufweist, und dass das zweite Element (18) einen an den Flansch (28) angepassten Körper (40) besitzt, um das zweite Element (i8) mit dem ersten Element (i6) zu verbinden.

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4. Räder an Spielfahrzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elenente nit gegenseitigen Ein» griff verbunden sind.
5. Räder an Spielfahrzeugen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriff aus einem Schnappsitz besteht.
6. Räder an Spielfahrzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Elenent (18) einen am Umfang angeordneten Seitenkörper (32) besitzt, welcher die Aussenfläche des zweiten Elementes bedeckt«
7* Räder an Spielfahrzeugen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenkörper das Erscheinungsbild einer Reifenseitenwand und einer Radschutzkappe besitzt.
8. Räder an Spielfahrzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite El einen t gegenüber den Lagerkörper (22, 24) des ersten Elenentes einen Nabenteil (3*0 aufweist, welcher als Drucklager für die Achse (24, 36) dient.
9. Räder an Spielfahrzeugen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (28) des ersten Elementes (l6) einen radial nach aussen sich erstreckenden Vorsprung (30) aufweist, dass das zweite Element (18) mit einen axial nach innen sich erstreckenden, entlang des Unfangs verlaufenden Flächenteil ausgestattet ist, von welchen sich ein Vorsprung (40) nach innen erstreckend hinter den Vorsprung (30) des ersten Elenentes (l6) legt und an diesen angreift, um die gegenseitige Verbindung der beiden Elenente zu gewährleisten.

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