專利名稱:玩具齒形鐵道的制作方法
本發(fā)明涉及一種玩具齒形鐵道，它有一條至少有一條光滑行駛平面的軌道，有一個(gè)沿著行駛平面安裝的嚙合裝置，它的嚙齒垂直于行駛平面，有一輛在行駛平面上運(yùn)動(dòng)的機(jī)車，它的驅(qū)動(dòng)電機(jī)用一個(gè)嚙合到嚙合裝置中的傳動(dòng)齒輪進(jìn)行連接，并具有使機(jī)車沿著行駛平面運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向裝置。
已有的玩具齒形鐵道，在軌道坡度很陡的情況下，可以克服傳動(dòng)輪缺少附著摩擦力的狀況。這種齒形鐵道，本質(zhì)上來說是實(shí)際的齒形鐵道按比例縮小的模擬裝置。在兩個(gè)行駛道軌中間裝有齒條，在齒條上至少嚙合著一個(gè)由機(jī)車電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪。雖然實(shí)際的齒形鐵道中有許多系統(tǒng)，已知的有“RIGGENBACH系統(tǒng)”，“ABT系統(tǒng)”，“STRUB系統(tǒng)”以及“LOCHER系統(tǒng)”等，但已有的玩具模型齒形鐵道為了使齒條和機(jī)車的制造簡(jiǎn)單化，都用開啟式的由上向下插入嚙合的齒條，與“STRUB系統(tǒng)”所用者相似。
已有的模型齒形鐵道，由于要求有象真的模型特性，顯然具有造價(jià)高以及不耐用的缺點(diǎn)，因此不能滿足那些年幼兒童的要求，這些孩子自然缺少各種技術(shù)知識(shí)，但是他們要求在以隨意的和不在行的方式安裝的具有坡度很陡和曲率很小的彎道的軌道上自行開動(dòng)他們的玩具車輛。此外，已有的模型齒形鐵道具有一些同樣也存在于實(shí)物齒形鐵道的缺點(diǎn)，如行駛路線的最大坡度較小，特別是在有彎道的情況下。只有當(dāng)機(jī)車的重量較大，而拖拉或頂推的載荷較小時(shí)才能防止機(jī)車從齒條上“爬出”。另外，在已有的模型齒形鐵道上頂推的運(yùn)行方式是很受限制的，因?yàn)樵谄露群芏?，特別是在帶有彎道的軌段上，頂推的車輛往往會(huì)被頂出軌道之外。
在當(dāng)前的技術(shù)條件下還存在一些具有其他構(gòu)造形式的齒輪驅(qū)動(dòng)的玩具車輛，但這種玩具車輛不屬于齒形鐵道的一類。
美國(guó)4 547，710給出一種活動(dòng)玩具，它包括有一個(gè)水平地裝于托架上，基本上光滑的軌道以及做成幻想的動(dòng)物形狀的可驅(qū)動(dòng)的車輛。軌道接近橢圓形，有兩條平行的軌道段和兩條弓形的終端連接段。這個(gè)軌道在其整個(gè)長(zhǎng)度的內(nèi)緣上具有與軌道運(yùn)轉(zhuǎn)平面垂直的嚙合裝置，用電池供電的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛的齒輪與這個(gè)嚙合裝置嚙合。車輛跨在該兩條平行軌道上。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作的時(shí)候，車輛沿著兩條軌道運(yùn)動(dòng)，在弓形終端連接段上轉(zhuǎn)過180°并在隨后的軌道上以反向行駛。車輛在托架上的導(dǎo)向用一個(gè)滑塊進(jìn)行，這個(gè)滑塊裝在嚙合裝置和軌道外緣之間的一條溝槽內(nèi)。
法國(guó)517，106給出了類似玩具車的一種較好的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。這種玩具在托架上同樣有一個(gè)閉合的接近于橢圓形的軌道，這個(gè)軌道有一個(gè)與軌道的平面垂直的，位于軌道內(nèi)緣上的嚙合裝置。裝有與上述嚙合裝置嚙合、由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪的玩具車輛沿著軌道運(yùn)動(dòng)，該玩具車輛是這樣構(gòu)成的，在它向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，裝在車輛上挑出的懸臂支架上的兩個(gè)飛機(jī)模型在垂直于抬高于底板的支架的軌道的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明要解決的任務(wù)是使本文開始時(shí)提到的那種類型的玩具齒形鐵道，在保持模型的象真性的條件下，在一個(gè)三維都可任意安裝的軌道中，不要求使用者有專業(yè)知識(shí)可以使玩具齒形鐵道在具有大的牽引和頂推的載荷情況下無故障地運(yùn)轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，開頭提到的玩具齒形鐵道具有下列特征嚙合裝置在軌道的橫向上有兩個(gè)相互分離的，其嚙齒與行駛平面垂直并且對(duì)稱的齒條，機(jī)車以及其他與機(jī)車借助于連接裝置可連接的每個(gè)車輛有成對(duì)的彼此相對(duì)的滑動(dòng)或滾動(dòng)導(dǎo)向部件，每個(gè)靠在嚙合機(jī)構(gòu)的兩個(gè)側(cè)面中的一個(gè)上面，機(jī)車的單個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪裝在偏于一對(duì)彼此相對(duì)的滑動(dòng)或滾動(dòng)部件的中線一邊的位置上，使驅(qū)動(dòng)齒輪根據(jù)軌道上的機(jī)車的縱向位置同嚙合機(jī)構(gòu)的兩組嚙齒中的一組或另一組進(jìn)行嚙合，在機(jī)車和在其他車輛上的連接裝置裝在靠近機(jī)車和其他車輛推動(dòng)力在軌道上的作用點(diǎn)。
本發(fā)明，涉及到一種玩具齒形鐵道的軌道和機(jī)車。根據(jù)本發(fā)明給出的軌道與機(jī)車除了上述關(guān)于齒形鐵道的描述外，還要作如下的描述該玩具齒形鐵道的軌道至少有一光滑的行駛平面和一個(gè)沿著行駛平面安裝的嚙合裝置，其特征是嚙合裝置有兩組在軌道的橫向上彼此分開，垂直于行駛平面并且對(duì)稱的嚙齒面;玩具齒形鐵道的機(jī)車有一個(gè)至少有一光滑平面的軌道和一個(gè)沿著行駛平面安裝的嚙合裝置，兩組在軌道的橫向上彼此分開，垂直于行駛平面并且對(duì)稱的嚙齒面，其特征在于機(jī)車有一對(duì)彼此相對(duì)的滑動(dòng)或滾動(dòng)導(dǎo)向部件，其結(jié)構(gòu)使得它們各自靠在嚙合裝置的兩個(gè)嚙齒面之一的面上，并且機(jī)車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)有一單個(gè)的傳動(dòng)齒輪，它裝在一對(duì)彼此相對(duì)的滑動(dòng)或滾動(dòng)導(dǎo)向部件的中線的一側(cè)，使驅(qū)動(dòng)齒輪根據(jù)軌道上的機(jī)車的縱向位置與嚙合機(jī)構(gòu)的兩個(gè)嚙齒面中一個(gè)或另一個(gè)處于嚙合狀態(tài)。
因此，在本發(fā)明給出的玩具齒形鐵道中，機(jī)車的運(yùn)轉(zhuǎn)以及與機(jī)車掛在一起的其他車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)借助于裝在軌道上的帶齒嚙合裝置來實(shí)現(xiàn)。軌道上的車輛很穩(wěn)定，在窄彎道，多變的卷曲爬坡以及運(yùn)轉(zhuǎn)速度高的情況下不會(huì)發(fā)生“脫軌”。側(cè)面安裝的、垂直于軌道運(yùn)轉(zhuǎn)平面的嚙合機(jī)構(gòu)的嚙齒使得有可能爬陡坡而不存在機(jī)車的傳動(dòng)齒輪從嚙齒中脫出的危險(xiǎn)。傳動(dòng)齒輪在嚙合裝置的嚙齒中單面嚙合使機(jī)車可以方便地裝上軌道。由許多彼此咬合的軌道段組成的、具有坡度和彎道的軌道，實(shí)際上可以隨意地并且不需要按專門的規(guī)則進(jìn)行裝配而不致使軌道的運(yùn)轉(zhuǎn)成為問題。與此相關(guān)的另外的優(yōu)點(diǎn)是，在機(jī)車和與機(jī)車連接從動(dòng)的車輛之間，根據(jù)本發(fā)明給出的連接機(jī)構(gòu)的設(shè)置，使得在陡坡和具有彎道的坡段上也可避免車輛從軌道上擠出，因?yàn)閷?duì)于每個(gè)車輛而言，傳遞給它(或它的車架)的使之行駛的力的作用點(diǎn)與軌道的行駛平面以及與該車輛的重心都靠得很近。
本發(fā)明的實(shí)施例圖示說明如下圖1，由組合部件構(gòu)成的，用齒輪傳動(dòng)的列車的側(cè)視圖;
圖2，圖1列車的頂視圖;
圖3，圖1列車的仰視圖;
圖4，帶有齒條的直線軌道段的透視圖;
圖5，圖4軌道段的仰視圖;
圖6，帶有齒條的彎曲90°的軌道段的頂視圖;
圖7，圖6軌道段兩端之一的仰視圖;
圖8，根據(jù)圖4和圖6軌道段連接搭板的仰視圖;
圖9，將齒條也畫入的圖3中的與車輛連接的驅(qū)動(dòng)車架的仰視圖;
圖10，將齒條也畫入的圖3的與車輛連接的中間車架的仰視圖;
圖11，將齒條也畫入的圖3的與車輛連接的末端車架的仰視圖;
圖12，圖1至圖3的未與車輛連接的中間車架的透視圖;
圖13，圖12的車架的連接鉤的透視圖;
圖14，圖13的連接鉤的頂視圖;
圖15，圖13的連接鉤的剖面圖;
圖16，圖1至圖3的未與車輛連接的終端車架的透視圖;
圖17，用于圖16的車架的連接鉤的透視圖;
圖18，圖1至圖3列車平臺(tái)甲板的頂視圖;
圖19，圖18的列車平臺(tái)甲板的側(cè)視圖;
圖20，圖18和圖19列車平臺(tái)甲板末端的正視圖;
圖21，圖18和圖19列車平臺(tái)甲板另一端的正視圖;
圖22，另外一種結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)車架的仰視圖;
圖23，具有兩個(gè)車架的機(jī)車的側(cè)視圖;
圖24，用大比例給出的圖23中的機(jī)車的驅(qū)動(dòng)車架的側(cè)視圖;
圖25，用大比例給出的圖23的機(jī)車的轉(zhuǎn)動(dòng)車架的側(cè)視圖;
圖26，圖24的驅(qū)動(dòng)車架的透視圖;
圖27，圖26的驅(qū)動(dòng)車架的拆開視圖;
圖28，圖25的轉(zhuǎn)動(dòng)車架的透視圖;
圖29，圖28的轉(zhuǎn)動(dòng)車架的拆開透視圖;
圖30，圖27的驅(qū)動(dòng)車架的導(dǎo)向元件的仰視圖;
圖31，圖27的驅(qū)動(dòng)車架的轉(zhuǎn)軸支承板仰視圖;
圖32，圖27的驅(qū)動(dòng)車架的驅(qū)動(dòng)塊元件的仰視圖;
圖33，圖29的轉(zhuǎn)動(dòng)車架的導(dǎo)向元件的仰視圖;
圖34，圖23的機(jī)車平臺(tái)甲板的頂視圖;
圖35，玩具齒形鐵道的一種做成空中吊車形式的實(shí)施例的部分截面剖視圖;
圖36a至h，具有嚙合裝置的各種軌道實(shí)施例的截面圖;
圖37，根據(jù)圖4，具有電流導(dǎo)入觸點(diǎn)并帶有齒條的軌道段的部分頂視圖;
圖38，圖37的軌道段的金屬觸點(diǎn)板的視圖;
圖39，具有電氣連接觸點(diǎn)的圖37的軌道段一端的正視圖;
在圖1至圖8中給出了根據(jù)本發(fā)明的玩具齒形鐵道的實(shí)施例，其中圖1至圖3用側(cè)視圖，頂視圖和仰視圖表示附有機(jī)車的、由部件構(gòu)成的列車，圖4至8表示各種有關(guān)的軌道段。
根據(jù)圖1至3給出的列車有三節(jié)車廂，即一個(gè)車頭或者叫控制車廂1、一個(gè)中間車廂2和一個(gè)尾車3。車頭1通過在兩側(cè)連接的車架4和中間車廂2連接，中間車廂2通過在兩側(cè)連接的車架5與尾車連接。車頭1和尾車3在其外端各有一轉(zhuǎn)動(dòng)車架6和7。在圖1至圖3中車廂1至3的外面板以及車架4至5的外面板沒有畫出，車頭1例外，在車頭上有一個(gè)合適的，用單個(gè)部件構(gòu)成的車廂面板8。這種車廂面板，象車體，車門，車窗等等在給出的實(shí)例中最好是用玩具結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的單個(gè)部件構(gòu)成并且可以完全隨意的組裝，而不影響后面還要提到的玩具齒形鐵道的有關(guān)功能。為了組裝這樣一種車廂面板，每個(gè)車廂1至3有一個(gè)作為車廂底架的平臺(tái)甲板9、10和11，車廂1，2和3通過平臺(tái)甲板與車架4和5連接，這些后面還要說明。為了裝設(shè)其他部件，平臺(tái)甲板9，10和11以常用的方式裝有連接銷釘12(圖2)。平臺(tái)甲板9，10和11的下部做成空心的，用斜撐筋13加固(圖3)。
車架4和5以及轉(zhuǎn)動(dòng)車架6和7在所給的實(shí)例中除了輪軸，連接件和固定件以外用塑料制成單體。根據(jù)圖3，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)車架6和7有一個(gè)基本上凹入的下部，它有一個(gè)承受轉(zhuǎn)動(dòng)輪軸15的支承部分14，在每一個(gè)軸上裝有兩個(gè)松壓在其上、可以轉(zhuǎn)動(dòng)的具有光滑滾動(dòng)平面的轉(zhuǎn)輪16。其次，轉(zhuǎn)動(dòng)車架6和7有一對(duì)相對(duì)布置的并且在縱向延伸的壁17和18。正如后面還要說明的，這些壁17和18用作轉(zhuǎn)動(dòng)車架6、7的導(dǎo)向壁，靠在裝有齒條的軌道上;如果所述列車放置在軌道上，那么齒條就在兩個(gè)彼此相對(duì)設(shè)置的壁17和18之間的空間中。每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)支架6，7的頂面裝有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)銷釘19(圖1)，它以不能自由脫出的方式插到相應(yīng)的平臺(tái)甲板9和11的孔20中(圖2)。其他細(xì)節(jié)以后結(jié)合著圖16和17還要說明。
雙軸車架5是一個(gè)不驅(qū)動(dòng)的滾動(dòng)支架，根據(jù)圖3，它下部的構(gòu)造與轉(zhuǎn)動(dòng)車架6和7類似。它同樣有一個(gè)支承部分14，在這部分承受著裝有輪16的輪軸15。在下部同樣有兩個(gè)彼此相對(duì)的導(dǎo)向壁21和22。在上邊，車架5兩側(cè)裝有一個(gè)插入的可擺動(dòng)的連接鉤23和24，它圍繞側(cè)面的銷釘25擺動(dòng)。連接鉤23和24在其相鄰的平臺(tái)甲板10和11的端部以可卸開的方式裝入相應(yīng)的連接部件。這些連接裝置以后結(jié)合著圖12至15和19至21還要說明。車架5在其上邊裝有一些連接銷釘12，如同在平臺(tái)甲板9，10，和11上的一樣，以供裝一些象車廂面板等部件。
車架4，就其下部而言(圖3)，基本上象車架5一樣，并且有相同的夾持片14，轉(zhuǎn)軸15，車輪16和導(dǎo)壁12以及22。因?yàn)檐嚰?是一個(gè)被驅(qū)動(dòng)的車架，在其上部(圖1，2)豎直地裝有一個(gè)基本上是圓柱形的電動(dòng)機(jī)26。電動(dòng)機(jī)26有一根垂直的驅(qū)動(dòng)軸27(圖3)，軸上裝有齒輪28。齒輪28裝在車架4的下部導(dǎo)壁22的范圍內(nèi)，軸27位于車架4縱向中心線的一側(cè)。正如緊接著要說明的，電動(dòng)機(jī)26通過裝在電動(dòng)機(jī)內(nèi)的減速器來驅(qū)動(dòng)齒輪28，同一個(gè)兩側(cè)都有齒條的側(cè)面嚙合裝置進(jìn)行嚙合，齒條裝在軌道中心，這樣使車架4，因此也使圖1至3的整個(gè)列車在電動(dòng)機(jī)26轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下沿著軌道運(yùn)動(dòng)。
電動(dòng)機(jī)26用的電能通過作為組合部件的插頭29(圖1)和供電電纜30，由裝在車頭1上面的電池箱31來供給。為了對(duì)電動(dòng)機(jī)26進(jìn)行控制，在車架4靠近電動(dòng)機(jī)26的下部裝有一個(gè)導(dǎo)板32。導(dǎo)板32裝有開關(guān)觸頭并且可以從所述的“斷開”位置(電機(jī)與電池不接通)，通過在開關(guān)的一個(gè)橫向或另一橫向的按壓使車架4和列車向前或向后運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)板32裝在車架4的側(cè)邊，稍凸出于其邊緣，并在端部帶有斜面。這樣就可以在軌道上裝上一些象銷釘或類似的操作部件，這些部件在列車行駛時(shí)起操作導(dǎo)板32以使列車停止或變更方向的作用。可以看出，也可以進(jìn)行遙控，例如可以使用紅外線遙控裝置使電動(dòng)機(jī)26連續(xù)地和按一定的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)。列車的車廂，特別是車頭1有足夠的空間安裝所需的接收和開關(guān)元件。
和車架5一樣，車架4也有兩個(gè)裝在側(cè)面銷釘25上的連接鉤23和24，把車架4和車頭1的平臺(tái)甲板9以及中間車廂2的平臺(tái)甲板10分別連接起來。為了插裝車廂面板或類似的部件，電動(dòng)機(jī)26也有一些連接銷釘12。
本發(fā)明給出的玩具齒形鐵道包括帶有嚙合裝置的軌道，這種嚙合裝置可同機(jī)車電機(jī)的齒輪嚙合。在圖4至圖8中給出了可供選擇的直線的或彎曲的軌道段。
圖4中的透視圖和圖5中的仰視圖所描述的直線軌道段當(dāng)然有任意的，最好也是標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)度。軌道段有兩個(gè)平滑的行駛平面41和42，，這些平面被裝在軌道段縱向中間的抬高的齒條43所分開。齒條43在兩邊有一個(gè)垂直于行駛平面41和42的嚙合裝置44和45。為了使這些軌道段與其相鄰的軌道段進(jìn)行連接，軌道段在其端部范圍的兩側(cè)各有兩個(gè)裝在側(cè)邊缺口中的連接銷釘46。示于圖8的連接板47，其背面可插入連接銷釘46，它裝有如圖8所示的鎖緊銷釘48，這樣處于對(duì)接的軌道段前端兩側(cè)的四個(gè)連接銷釘用連接板47彼此緊密地連接起來。
由圖5可以看出，圖4軌道段的下部通過斜撐筋49構(gòu)成了加固的空間。在軌道段的每一端構(gòu)成了一個(gè)箱子形的空間50。這些空間可以使裝設(shè)在底板或結(jié)構(gòu)板上按一定的網(wǎng)格方式布置的連接銷釘?shù)靡圆迦胲壍蓝巍?br>從圖4可以進(jìn)一步看出，直線軌道段的兩個(gè)前端面有凸起部分51和相應(yīng)的凹進(jìn)部分52。前端面這種結(jié)構(gòu)可以使二個(gè)連接的軌道段在其橫向上定位，這樣連接板47(圖8)僅需承受拉力。為此凸起部分51和凹進(jìn)部分52也可以作為編碼部件確定相鄰順序，避免彼此不相容的軌道段的連接，這一點(diǎn)后面還要說明。
在圖6的頂視圖中給出了一段弓形的，擴(kuò)展角度為90°的軌道段，它也有兩個(gè)光滑的軌道平面53和54，這兩個(gè)平面被中間的、也帶有弧度的齒條55分開，齒條55有側(cè)齒56和57。這種彎曲的軌道段在其端部也有側(cè)連接銷釘46和前端面的凸起部分51及凹進(jìn)部分52。如圖7所示，圖6的彎曲軌道段的底面類似于圖4和圖5的直線軌道段，特別是在端部有一個(gè)為使軌道段套上底板上的連接銷釘而設(shè)置的盒形空間50。
在這種組合當(dāng)中應(yīng)當(dāng)注意到，圓弧形塊裝在矩形，特別是正方形格子中要使圓弧形段的端點(diǎn)同格點(diǎn)完全吻合當(dāng)然是不可能的，除非圓弧形段有一部分延伸于90°的范圍以外。為了使弓形軌道段在其端部與底板上的格點(diǎn)以及格點(diǎn)上的連接銷釘能相配合而不需強(qiáng)制地將弓形軌道段裝在底板上，建議每個(gè)弓形軌道段由一段短的直線段和一段長(zhǎng)的圓弧段組成(參閱瑞士書……專利申請(qǐng)?zhí)朜r，7981/86)。
在圖6的弓形軌道段中可以使用這種方法。在圖6中給出的90°軌道段是由兩個(gè)45°軌道段組成的，沿著45°線58分開。每個(gè)45°軌道段是由圓弧段59和60以及一段基本上是直的矩段61和62組成。在圖6中給出軌道的內(nèi)半徑和外半徑以及軌道圓弧段59和60的齒條55的平均半徑59，這些半徑都是從外部的中心點(diǎn)63量起的。
根據(jù)圖6可以考慮并且采用45°軌道段來代替整段的90°軌道段，就象已經(jīng)提到過的，利用徑向直線58把圖6的90°軌道段分開。這些45°軌道段在兩個(gè)端部用連接銷釘46與臨近的直線的或弓形的軌道段連接。這樣分開的45°軌道段，一部分軌道段是59和61段，一部分軌道段是60和62段，它們是不完全一樣的，在45°端的凸起部和凹進(jìn)部采用另外一種編排方式，如在圖6徑線58處所示那樣。
圖中未示出用于構(gòu)成帶有坡度的軌道的裝有齒條的直的或弓形的軌道段，與此有關(guān)的，涉及到一般軌道的尺寸問題，這些軌道采用了一種事先規(guī)定的底板上的格子，關(guān)于此點(diǎn)可參閱前述的瑞士書。
在圖9至11中再一次給出了圖3中的車架4和5以及轉(zhuǎn)動(dòng)車架7的仰視圖，它用較大的比例尺畫出并且將圖4中的直線軌道段的齒條43也畫上了?？梢钥闯觯嚰?和5用導(dǎo)壁21和22，轉(zhuǎn)動(dòng)架7用其導(dǎo)壁17和18使之沿著齒條43運(yùn)動(dòng)。而從圖9可以看出電動(dòng)機(jī)的齒輪是如何從側(cè)面與齒條43嚙合的。由此產(chǎn)生的橫向力由導(dǎo)壁21來承受。
圖1至3中已經(jīng)說明過的車架5在圖12中給出了它的透視圖。在圖13中給出了連接鉤23的透視圖，在圖14中給出了連接鉤的頂視圖，在圖15中給出了它的一個(gè)斷面。連接鉤23有兩個(gè)撓曲的臂65，在其末端有夾緊槽66。用這個(gè)夾緊槽66可把連接鉤23的每個(gè)臂65裝在車架5側(cè)面的銷釘25上，如圖1所示。在中間的軛架67上，連接鉤23有一縫隙68，在縫隙的內(nèi)側(cè)上下壁各有一個(gè)小的榫槽形的凹下部分69。
連接鉤23的縫隙68用來安裝一個(gè)相應(yīng)的連接簧片，這簧片裝在平臺(tái)甲板9，10，和11的端部。在圖18至21中給出了大比例的中間車廂2的平臺(tái)甲板10的局部(圖1)。平臺(tái)甲板10的每個(gè)前端面上有一個(gè)簧片70和71。在簧片的外端，兩個(gè)簧片70，71均有上下卡槽鈕72。簧片70或71插進(jìn)連接鉤23(圖13至15)的縫隙68中，卡槽鈕72擠壓縫隙的上下壁并進(jìn)到榫槽69中(圖14，15)這樣簧片70或71就固定在縫隙68中，這就是說把有連接鉤23的平臺(tái)甲板10與車架5連接起來。為了脫節(jié)，平臺(tái)甲板10可從連接鉤很方便地拔出。在其他連接鉤23，24和圖1的平臺(tái)甲板9，10，11的連接端有相同的連接結(jié)構(gòu)。
從圖18至21可以看出，中間車廂2的平臺(tái)甲板端部10的簧片70與平臺(tái)甲板10的另一端的簧片71的截面不同?；善?0(圖20)，有一矩形截面，而簧片71的截面(圖21)為菱形。簧片70(直角)在連接鉤23，24的縫隙68中，在繞平臺(tái)甲板10的縱軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是剛性的連接，簧片70緊靠著縫隙的上下壁。而簧片71(菱形)在縫隙68中則可在小范圍內(nèi)擺動(dòng)。如果圖1的所有車廂1至3的簧片都做成象簧片70(圖20)那樣的結(jié)構(gòu)與車架4和5在上述轉(zhuǎn)動(dòng)方向上作剛性連接，那么就帶來這樣的缺點(diǎn)，在窄彎道，特別是在坡道上車廂就會(huì)從軌道上抬起。相反的，如果只用象簧片71(圖21)的那種簧片，那末在各種速度下車廂都不能平穩(wěn)地行駛。因此最好是兩種形狀的簧片70和71混合使用，而連接鉤23的縫隙68則兩種簧片70和71都可以插入。
在圖12中給出了無驅(qū)動(dòng)的車架5。除了裝有電機(jī)26以外，驅(qū)動(dòng)車架4與這個(gè)車架是一樣的(圖1)，這樣，圖1的驅(qū)動(dòng)車架4其連接鉤23，24的結(jié)構(gòu)和設(shè)置與車架5是完全一樣的。
特別是圖1和圖12至15中給出的車架4上面的連接鉤23，24的設(shè)置說明了依據(jù)本發(fā)明給出的玩具齒形鐵道的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)非常有利，它使得有可能安裝非常陡和很彎曲的軌道而不產(chǎn)生使機(jī)車或與之連接的其他車輛抬離軌道而脫軌和翻車的危險(xiǎn)。本發(fā)明的措施在于驅(qū)動(dòng)的力從車架傳遞到與這個(gè)車架連接的車廂，亦即是傳遞到作為該車廂底盤的平臺(tái)甲板上的著力點(diǎn)的選擇，它至少近似地完全滿足了軌道和車架根據(jù)結(jié)構(gòu)的可能性所能達(dá)到的某些要求，這些要求是1)所謂著力點(diǎn)應(yīng)當(dāng)在有關(guān)的軌道的高度方向(垂直方向)上盡可能接近在軌道和車架上參與驅(qū)動(dòng)車架及與其連接的車廂的力的作用點(diǎn)的位置。這些位置一方面在驅(qū)動(dòng)車架上是嚙合裝置與驅(qū)動(dòng)電機(jī)齒輪嚙合的位置，另一方面是在所有車架上車輪在軌道光滑行駛平面上的接觸點(diǎn)。由此給出第一個(gè)原則即連接鉤23，24與車架4、5的接合點(diǎn)要盡可能低到與齒條43(圖4)一樣高，并且盡可能地接近行駛平面41，42(圖4)。由圖1和12可知，相對(duì)于軌道來說，車架4，5的側(cè)面銷釘25的很低的位置可實(shí)現(xiàn)這一原則。
2)所謂的著力點(diǎn)應(yīng)當(dāng)接近，這就是說，在結(jié)構(gòu)上盡可能接近，包含了車架重心的垂直于車架縱向軸線的平面。在圖1中給出的車架4和5中，這個(gè)平面是在車架的中部與列車的縱向軸線垂直。因此車架4，5用于連接鉤23和24的側(cè)銷釘25很接近這個(gè)車架中心。連接鉤23，24有一對(duì)相對(duì)來說是很長(zhǎng)的和彎曲的臂65(圖15)，這樣，根據(jù)圖1，使得車架4和5與相鄰的車輛1、2和2、3的平臺(tái)甲板9、10和10、11有可能在車架的端部進(jìn)行連接。
上面說的兩個(gè)要求可通過圖1中給出的連接鉤23、24與車架4、5間的鉸接方式來實(shí)現(xiàn)，這樣，所有從車架4、5傳遞到與之連接的平臺(tái)甲板9、10、11上的作用力，它的主要的、份額很高的分力是平行于軌道的。其垂直的，即向上的分力則要小得多。這就意味著它產(chǎn)生的會(huì)使車架和與之連接的車廂在運(yùn)轉(zhuǎn)中作垂直于軌道的運(yùn)動(dòng)，即從軌道上向上抬升的力矩是很小而可以忽略不計(jì)的。這樣避免了與齒條嚙合的驅(qū)動(dòng)齒輪28(圖9)從齒條上脫開，從而即使軌道設(shè)置在很陡的坡上而且具有很窄的彎道，并且不裝設(shè)合適的支柱(即軌道是“自由懸浮”在空間的)，這里提出的齒形鐵道仍然具有很高的穩(wěn)定性。在坡道上，只有當(dāng)通過車架重心的垂直平面與裝在有關(guān)輪軸上的車輪同軌道的接觸點(diǎn)相交時(shí)，軌道的坡度才基本上達(dá)到了它的極限。在給出的齒形鐵道中，這一條件基本上可使軌道坡度達(dá)到大于100%的程度。因此在給出的齒形鐵道中，不管機(jī)車是以牽引的方式還是以頂推與機(jī)車是的方式來帶動(dòng)與它掛接的其他車輛，上述優(yōu)點(diǎn)始終存在。
在圖16中給出了轉(zhuǎn)動(dòng)車架6或7(圖1，3)的透視圖，在圖17中給出了為將平臺(tái)甲板9和11(圖1，3)支承在轉(zhuǎn)動(dòng)車架6，7上的轉(zhuǎn)動(dòng)部件19的透視圖。轉(zhuǎn)動(dòng)部件19有一圓柱形銷形部件75，這個(gè)部件裝在支撐鉤76上，支撐鉤76有兩個(gè)臂77，它開有鎖緊缺口78。臂77插到轉(zhuǎn)動(dòng)車架6，7的縫口79中并且(如圖3所示)鎖緊在轉(zhuǎn)動(dòng)車架6、7的支桿80上。銷形件75有一環(huán)形突緣81，它具有彈性，并開有兩個(gè)縱向切口82。因而插入轉(zhuǎn)動(dòng)車架6、7的轉(zhuǎn)動(dòng)部件19可以簡(jiǎn)單地插入或拔出平臺(tái)甲板9或11的孔20(圖2)，但又不會(huì)自行滑出。
在圖22中給出了根據(jù)圖9的驅(qū)動(dòng)車架4的另一實(shí)施方案。車架的導(dǎo)向和由驅(qū)動(dòng)齒輪28傳向齒條43的推力是由兩個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪83來承受的。這樣，齒條43對(duì)車架4的摩擦要比它緊靠在導(dǎo)壁21上的摩擦要小一些(圖9)。由于兩邊都有齒輪28和83，要將車架4裝上軌道就不是那么容易，這當(dāng)然是它的缺點(diǎn)。
在圖1至3中，作為示例給出了由幾個(gè)車廂1，2，3組成的列車?？梢岳斫?，有可能將車架4、5同帶有末端轉(zhuǎn)動(dòng)車架6、7的車廂或平臺(tái)甲板相連接以形成幾乎是任意方式的組合。特別是機(jī)車可以做成一個(gè)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的車廂(參照?qǐng)D1)，它由驅(qū)動(dòng)車架4和帶有轉(zhuǎn)動(dòng)車架6的連接車廂1組成，其上裝有另外的車廂面板(未畫出)，在車架4的外端的連接鉤24可以不裝。
圖23至34說明了根據(jù)本發(fā)明給出的機(jī)車的另一實(shí)施例。根據(jù)圖23，這一實(shí)施例涉及到一個(gè)電動(dòng)機(jī)車，它的主要部件有一個(gè)平臺(tái)甲板85，一個(gè)用結(jié)構(gòu)元件組成的車廂86，兩個(gè)車架87和88以及一個(gè)與車架87，88連接的連接裝置89，其中一個(gè)車架87是驅(qū)動(dòng)的，另一個(gè)車架88是從動(dòng)的。根據(jù)本發(fā)明，與這個(gè)機(jī)車相配的軌道具有光滑的行駛平面90和在軌道中心的兩側(cè)嚙合的齒條，如在圖4中的軌道段所示。圖23的實(shí)施例說明不僅平臺(tái)甲板85的上層建筑是由單件的結(jié)構(gòu)部件組件的，而且車架87和88也是由相互插接的許多部件構(gòu)成，如在下面將要說明的。
圖24和25給出了圖23的兩個(gè)車架87和88的側(cè)視圖和放大圖，其中在圖24和25中，在面向讀者一邊的側(cè)面車輪蓋板92和車輪96(圖23)均被略掉。
根據(jù)圖24，驅(qū)動(dòng)車架87由下述部件構(gòu)成一個(gè)導(dǎo)向和基礎(chǔ)構(gòu)件93延伸于車架87的全長(zhǎng)，它一方面作為基礎(chǔ)裝有其他部件，而另一方面又構(gòu)成沿著齒條91行駛的車架87的滑動(dòng)導(dǎo)向部件;
兩個(gè)裝在導(dǎo)向部件93上的支承板94，它有一安裝輪軸95的孔，在輪軸上裝有兩個(gè)具有光滑轉(zhuǎn)動(dòng)面，處于軌道光滑平面90上在齒條91兩側(cè)的轉(zhuǎn)輪96;
一個(gè)裝在支承板94上的驅(qū)動(dòng)單元97，它有兩塊縱向平板98，兩塊側(cè)板99(在圖24中只能看到一塊)和一臺(tái)電動(dòng)機(jī)100，其傳動(dòng)軸上裝有前面提到的傳動(dòng)齒輪28，這個(gè)齒輪同齒條91的嚙齒進(jìn)行嚙合;
兩個(gè)支撐板101，它裝在傳動(dòng)單元97和導(dǎo)向部件93上，并且將導(dǎo)向部件93，支承板94和傳動(dòng)單元97作為結(jié)構(gòu)單元組合在一起;
一個(gè)連接鉤102，它鉸接在導(dǎo)向部件93上，并且使車架87可轉(zhuǎn)動(dòng)地與圖23中的機(jī)車的平臺(tái)甲板85連接起來;以及在說明圖23時(shí)已經(jīng)提到過的連接裝置89，它含有一個(gè)同樣裝在導(dǎo)向部件93上的連接鉤103，它用于把車架87，從而也把圖23上的機(jī)車與其他車輛連接起來。
圖25中的非驅(qū)動(dòng)車架88象圖24的機(jī)動(dòng)車架一樣以類似的方法組成，它含有下列部件一個(gè)導(dǎo)向和基礎(chǔ)構(gòu)件104，它與圖24中相應(yīng)部件93一樣具有同樣的結(jié)構(gòu)與滑動(dòng)導(dǎo)塊的功能;
裝在導(dǎo)向部件104上的兩個(gè)支承板94，它與圖24的相同的支承板94一樣支承帶有車輪96的輪軸95;
兩塊支撐板105，它將導(dǎo)向部件104和支承板94組合在一起;
一個(gè)裝在中心的轉(zhuǎn)動(dòng)銷形部件106，它裝在導(dǎo)向部件104上，并且可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在機(jī)車平臺(tái)甲板85中(圖23);以及與圖24的相同的連接裝置89，它裝在導(dǎo)向部件104上并且包括連接鉤103。
圖26，27，28，29以及圖30至34清楚地給出車架87和88的單個(gè)結(jié)構(gòu)部件。
在圖26中驅(qū)動(dòng)車架87及車輪蓋板92(圖23)用透視圖示出。在圖27中單個(gè)結(jié)構(gòu)部件用彼此拆開的透視圖表示，在這里車輪96和輪軸被省略掉。
正如圖24中已經(jīng)提到的，車架87有縱向?qū)蚝突A(chǔ)結(jié)構(gòu)部件93，在其上面有一些屬于所給結(jié)構(gòu)部件系統(tǒng)的連接銷釘12。在其下面，根據(jù)圖30，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)部件有彼此相對(duì)的滑動(dòng)導(dǎo)壁107和108，其中間的空間109用于安裝齒條91(圖23，24)，這些在圖1至3的實(shí)施例中已經(jīng)作過說明。導(dǎo)向部件93在其縱向有一缺口110，用來安裝驅(qū)動(dòng)齒輪28(圖24)，在縱向有四個(gè)支撐銷釘111a，111b，111c，和111d以及兩個(gè)做成凸臺(tái)的擋塊112。
正如圖24中已經(jīng)敘述過的，連接鉤102以及連接裝置89的連接鉤103均鉸接在導(dǎo)向部件93上。連接鉤102有兩個(gè)臂113，在其端部有一夾緊缺口114，臂113裝在內(nèi)支撐銷釘111c上。連接鉤102的軛架有一縫隙形的孔115，在其中有一銷釘116。正如在圖34中還要進(jìn)一步說明的一樣，連接鉤102用于使車架87與圖23的機(jī)車平臺(tái)甲板85作可擺動(dòng)的連接。連接鉤102在高度方向上可能發(fā)生的擺動(dòng)，被位于它的臂113旁邊的、裝在導(dǎo)向部件93上的凸臺(tái)112向下抵住而受到限制(圖24)。
連接鉤103的軛架同樣有一縫隙形的孔121，在其中有一銷釘122?？?21和銷釘122用于承接另一個(gè)雙臂鉤124的夾緊連接板123，鉤124的雙臂125都有一個(gè)孔126。磁夾頭127包括一個(gè)永磁鐵128，磁夾頭有兩個(gè)支撐銷釘129，它們與孔126相配。
在裝配狀態(tài)(圖24)磁夾頭127可在雙臂鉤124的臂125中間轉(zhuǎn)動(dòng)。兩個(gè)相鄰車輛的同類型的連接裝置89的永磁鐵128以可知的方式轉(zhuǎn)動(dòng)到一個(gè)磁鐵的北極與另一磁鐵的南極處于相對(duì)狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)車輛的磁連接。
根據(jù)圖27，兩個(gè)支承板94套在導(dǎo)向部件93的連接銷釘12上，其上有兩個(gè)安裝輪軸的夾緊孔131(軸未示出)。這個(gè)支承板94的底面示于圖31中。靠近裝輪軸的凹槽132，支承板94的中空的底面有一位于中間的短管段133，這個(gè)管段與中空的底面的側(cè)內(nèi)表面一起緊緊夾住導(dǎo)向部件93上的連接銷釘12。支承板94在其頂面也有連接銷釘12。由圖26可進(jìn)一步看到，裝在輪軸95上的車輪96是處于連接鉤102和連接鉤103的外側(cè)。
在支承板94上裝有作為其他結(jié)構(gòu)部件的驅(qū)動(dòng)單元97。正如根據(jù)圖24已經(jīng)提到的，這個(gè)單元有兩塊縱板98，兩塊側(cè)板99和垂直安裝的電動(dòng)機(jī)100?？v板98的頂面和側(cè)板99的頂面均裝有連接銷釘12。根據(jù)圖32，縱板98的底面的構(gòu)造與支承板94(圖31)的構(gòu)造，除了后者的輪軸支架外，是相同的。在側(cè)板99之間裝有電動(dòng)機(jī)100的驅(qū)動(dòng)齒輪28，它處于導(dǎo)向部件93(圖30)的缺口110中。在每個(gè)側(cè)板99中，有一在其縱向可動(dòng)的銷釘134(參閱圖23，24和26)，它用于撥動(dòng)一個(gè)裝在內(nèi)部的開關(guān)裝置(未示出)以操作電動(dòng)機(jī)100的供電回路。這就可以在軌道上裝上一些凸臺(tái)，當(dāng)機(jī)車穿行的時(shí)候操作銷釘134，這樣通過電動(dòng)機(jī)100的供電回路可實(shí)現(xiàn)機(jī)車的制動(dòng)或變更行駛方向。
為了把導(dǎo)向部件93，支承板94和驅(qū)動(dòng)單元97組合在一起，采用了二個(gè)支撐板101(圖24)，它裝在驅(qū)動(dòng)單元97的縱板98的有關(guān)連接銷釘12上，并且用裝在其臂135上的夾緊缺口136夾緊在引導(dǎo)部件93的支撐銷釘111b和111d上。
最后，在兩側(cè)還各有一個(gè)車輪外蓋板92，它插裝到驅(qū)動(dòng)單元97的側(cè)板99的連接銷釘12上，它的功能僅僅是為了裝飾。
根據(jù)圖28和29，對(duì)圖23和25給出的非驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)車架的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的說明。其中圖28給出了包括車輪蓋板92在內(nèi)的整個(gè)車架的透視圖。在圖29中示出了單個(gè)部件的拆開透視圖，其中略掉了車輪96(圖28)及其輪軸95(圖25)。因?yàn)閱蝹€(gè)部件與圖26和27的驅(qū)動(dòng)車架87的單個(gè)部件相同，在圖中已具體畫出，故不再詳細(xì)說明。
轉(zhuǎn)動(dòng)車架88具有在圖25中已經(jīng)說明過的縱向?qū)虿考突A(chǔ)結(jié)構(gòu)部件104，這個(gè)車架底面(示于圖33)基本上與圖26，27的驅(qū)動(dòng)車架87的導(dǎo)向部件93一致。差別在于它沒有安裝驅(qū)動(dòng)齒輪的缺口110(圖27)，而在兩個(gè)縱向側(cè)壁上則具有另外支撐銷釘111e。
從圖25，28和29可以看出，連接裝置89包括連接鉤103，連接鉤124和可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承著的帶有永磁鐵128的磁夾頭127，連接裝置89通過連接鉤103上的孔119和支撐銷釘111d裝在導(dǎo)向部件104上，這如同根據(jù)圖26和27已經(jīng)說明過的驅(qū)動(dòng)車架87一樣。
在導(dǎo)向部件104上還裝有兩個(gè)用于支承帶有轉(zhuǎn)輪96的轉(zhuǎn)軸95(圖25)的支承板94，其中支承板94與圖27和31的同類型的板完全一樣。
為了在導(dǎo)向部件104上固定支承板94，還有兩個(gè)固定鉤，即前面提到的固定鉤105，把其帶有夾緊縫隙136的臂135的端部夾住在支撐銷釘111a和111c上。
代替圖26，27的驅(qū)動(dòng)單元97，轉(zhuǎn)動(dòng)車架88(圖28和29)有一端軸頸裝置138，一個(gè)沒有詳細(xì)畫出的底座支撐著端軸頸139，它的上端有一個(gè)環(huán)形凸邊140并且在這個(gè)環(huán)形凸邊的范圍內(nèi)有一縱向缺口141，在底座上還有兩個(gè)向下的連接板142(在圖29中只能看到一個(gè)連接板)，其端部有一夾緊缺口143。底座的側(cè)面各有一個(gè)凸臺(tái)，其上各裝有一個(gè)連接銷釘12。端軸頸裝置138裝在導(dǎo)向部件104上時(shí)可以有稍許的擺動(dòng)量，它的連接板套在附加的中間的支撐銷釘111e上。
最后，裝飾用的輪蓋板92(圖29)固定在端軸頸裝置138的側(cè)連接銷釘12上。
車架87和88與機(jī)車的平臺(tái)甲板85的連接(圖23)按下面提到的方法實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)圖34，平臺(tái)甲板85除了幾個(gè)用來安裝車廂面板和一個(gè)沒有畫出的給電動(dòng)機(jī)100供電的電池箱(圖23)的連接銷釘以外，有一個(gè)孔145，裝在車架87上的電動(dòng)機(jī)100可以從這個(gè)孔中穿過去。在平臺(tái)甲板85上有一個(gè)在孔145中突出來的板146，在其自由端有一夾緊缺口147。為了把車架87裝在平臺(tái)甲板85上，電動(dòng)機(jī)100(圖26)要穿過孔145。同時(shí)連接鉤102的缺口115套裝在板146上，直到其夾緊缺口147夾在連接鉤102的銷釘116上為止(圖27)。這樣車架87便可擺動(dòng)地裝在平臺(tái)甲板85上。
為了在平臺(tái)甲板85上以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式固定轉(zhuǎn)動(dòng)車架88，在平臺(tái)甲板上有一處于中間位置的孔148。在這個(gè)孔中插入徑向具有彈性的端軸頸139(圖29)。環(huán)形凸邊140使得端軸頸139以及整個(gè)車架88以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式被固定在平臺(tái)甲板85上。
特別是從圖24和25中可以看出，在依據(jù)本發(fā)明給出的此種方案的齒形鐵道的實(shí)施例中作用力的傳遞部件，即連接鉤102和連接裝置89也是以非常靠近行駛平面90和車架87上的重心平面的方式裝在支撐銷釘111(111a～111d)上，這樣，本實(shí)施方案的齒形鐵道車輛在軌道上的穩(wěn)定度也可保證達(dá)到自然穩(wěn)定極限。
根據(jù)本發(fā)明給出的玩具齒形鐵道，正如已經(jīng)敘述過的，從軌道的意義上來說，它不僅可平裝在地上或有坡度地裝在支架上，而且也可以作為空中吊車來實(shí)施。在圖35中以垂直于軌道縱向的部分剖面視圖的形式給出這種空中吊車的示例。
在這個(gè)示例中軌道是由具有箱形外形，相互鄰接的軌道段150構(gòu)成，其下部是敞開的。因?yàn)檫@種軌道要高出于地面151之上，軌道段在一定的縱向距離上是用支柱152支持的，考慮到本發(fā)明所采用的單件組合式的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，支柱是以具有優(yōu)點(diǎn)的插接方式(圖中未示出)與軌道段150連接的，這樣可使軌道段150被支撐在距地面151一定的高度處。
軌道段150的截面上有兩個(gè)限定下孔153的翼緣154，一個(gè)與孔153相對(duì)的軛壁155和兩個(gè)把軛壁155與翼緣154連接在一起的側(cè)壁156，翼緣154的內(nèi)表面構(gòu)成車輛157的車輪96的行駛平面。軛壁155在其內(nèi)側(cè)中心線上裝有齒條158。
作為機(jī)車的車輛157在所示出的實(shí)施例中有一驅(qū)動(dòng)車架159，基本上與圖26和17的驅(qū)動(dòng)車架87的結(jié)構(gòu)相同，其差別在于它要適應(yīng)吊掛的方式，并且它有另一種連接設(shè)備。因此，車架159有圖27所示的導(dǎo)向和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部件93，此外還有兩個(gè)支承帶有車輪96的輪軸的支承板94，和裝有電動(dòng)機(jī)100的驅(qū)動(dòng)單元和兩個(gè)裝有電動(dòng)機(jī)100的開關(guān)銷134的側(cè)板99以及兩個(gè)固定板101。在導(dǎo)向結(jié)構(gòu)部件93上有一帶有連接鉤67的臂65的連接裝置(圖13)，連接鉤有供插入連接車廂平臺(tái)甲板的簧片71用的縫隙68(圖18至21)。電動(dòng)機(jī)100同樣有一根垂直于軛壁155的內(nèi)表面的驅(qū)動(dòng)軸，這個(gè)軸上裝著沒有畫出的驅(qū)動(dòng)齒輪，它與齒條158的兩側(cè)中的一側(cè)的齒嚙合。
可以看出，圖35的空中吊車與圖1的列車或圖23的機(jī)車一樣具有相同的功能，因?yàn)檐囕v157的車輪96被限制在軌道段150的箱形截面內(nèi)，這就是說翼緣154的內(nèi)表面到軛壁155的內(nèi)表面的距離只是比車輪96的直徑稍大，因此軌道段150可以垂直地或傾斜地安裝，使得具有與車架159相應(yīng)結(jié)構(gòu)的車廂可以作向上及斜向的行駛。為了使車輛157能裝入到軌道150的箱形截面中，必須使軌道在一個(gè)或幾個(gè)地點(diǎn)裝有一種特殊的軌道段，這種軌道段的翼緣是可拆掉的或可向外擺開的。
本發(fā)明的軌道并不限于已經(jīng)說明過的，特別在圖4和圖6所示的實(shí)施例中的那種型式。本發(fā)明的范圍在運(yùn)轉(zhuǎn)平面和嚙合裝置方面可以包括很多的其他型式，這些在后面根據(jù)圖36a至36h還要說明。在這些圖中給出了各種軌道段的截面，圖中用垂直向下的箭頭標(biāo)明一個(gè)或兩個(gè)行駛平面，并用通常的方法用雙線標(biāo)出了嚙合裝置的兩個(gè)側(cè)齒條。
圖36a給出了根據(jù)圖4和圖6已經(jīng)說明過的具有兩個(gè)行駛平面和一個(gè)中心齒條的截面形狀。
圖36b給出了相似的實(shí)施例，其中嚙合裝置不是用高出行駛平面的齒條而是由具有兩側(cè)嚙合齒的凹槽構(gòu)成。
圖36c，給出了具有一個(gè)與圖36a相似的齒條的實(shí)施例，但其行駛平面被抬高。
圖36d，與圖36b相似的情況，它有凹下的行駛平面。
圖36e給出了根據(jù)圖36a的實(shí)施例，但其行駛平面與齒條的高度相比非常小，這樣與圖36a相反，基本上實(shí)現(xiàn)了小軌道。
圖36f給出了具有深齒槽和比較起來行駛軌道很小的例子。
圖36g和h分別給出了有一個(gè)雙側(cè)齒條和一個(gè)雙側(cè)齒槽的軌道，其中車輛的結(jié)構(gòu)是所謂車軌式的(只有一單輪的輪軸)。在圖36g的例子中齒條的上部光面構(gòu)成了單行駛面，而在圖36h中齒槽的光滑底面構(gòu)成了單行駛面。
在所有這些例子中，特別是在那些同軸的車輪其輪距很小(圖36e，36f)，或者輪軸只需要一個(gè)車輪(圖36g，36h)的情況下，為了保證車輛或行駛車架的安全行駛，根據(jù)本發(fā)明每一節(jié)車輛可以采用靠在嚙合裝置的雙側(cè)齒條上的滑動(dòng)或滾動(dòng)的導(dǎo)向裝置。
根據(jù)已經(jīng)說明的本發(fā)明的玩具齒形鐵道的實(shí)施例，車輛或行駛車架或轉(zhuǎn)動(dòng)車架具有在光滑的行駛平面上滾動(dòng)的車輪，但車輛和其行駛車架或轉(zhuǎn)動(dòng)車架也可以用滑動(dòng)平面代替轉(zhuǎn)輪在行駛平面上行駛。盡管摩擦阻力要大于滾動(dòng)阻力，然而不致于大到使電池供電的機(jī)車運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)或不現(xiàn)實(shí)的程度。
在已經(jīng)說明的，依據(jù)本發(fā)明給出的玩具齒形鐵道的實(shí)施例中，作為電動(dòng)機(jī)的電源，在車輛內(nèi)裝有電池，它當(dāng)然要由可充電電池構(gòu)成。然而已經(jīng)說過，電動(dòng)機(jī)的三種控制方式(停車，前進(jìn)，后退)可通過手動(dòng)或在軌道上安裝的控制機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)以及借助于現(xiàn)成的遠(yuǎn)距離控制裝置來基本上實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的隨意控制。用電池作為電源絕不是不經(jīng)濟(jì)和不恰當(dāng)?shù)?，因?yàn)槭聦?shí)證明，根據(jù)本發(fā)明給出的齒形鐵道采用商業(yè)電池在有很多坡道的軌道上經(jīng)過6到25小時(shí)的純行駛時(shí)間直到電池耗完可以毫無問題地運(yùn)轉(zhuǎn)。
但是也可能會(huì)希望解決齒形鐵道玩具火車的電動(dòng)機(jī)在其軌道上不依賴電池的連續(xù)可控的供電問題。為此目的的軌道的實(shí)施例在圖37至39中作了圖示說明。
圖37給出了根據(jù)圖4的軌道段，它有排成161，162，和163三行的觸點(diǎn)164。觸點(diǎn)以很小間隔的形式分布在兩個(gè)行駛平面165以及齒條167的上表面上。兩行裝設(shè)在行駛面165上的外側(cè)觸點(diǎn)161和162是在電氣上相連的，但與裝設(shè)在齒條167上的觸點(diǎn)164是在電氣上不連通的。
這樣的觸點(diǎn)164可以用一簡(jiǎn)單的方法把一條相應(yīng)的金屬帶168(圖38)鑲嵌在具有所需的孔(縫隙)的軌道段中并且固緊。
兩個(gè)在機(jī)械上彼此連接的軌道段(參閱圖4至圖8)的電氣連接可用簡(jiǎn)單的方法實(shí)現(xiàn)根據(jù)圖39在每個(gè)軌道段的前端面有兩個(gè)有彈性的、在電氣上彼此分開的觸點(diǎn)塊169和170，其中一個(gè)與外側(cè)兩行161和162的觸點(diǎn)164在電氣上連接而另一個(gè)與中間行163的觸點(diǎn)164在電氣上連接，通過連接板47(圖8)把相鄰的軌道段機(jī)械地牢固地連接起來，從而也實(shí)現(xiàn)了相鄰的彈性的觸點(diǎn)塊169，和170之間的毫無問題的電氣連接。
到此為止驅(qū)動(dòng)用的動(dòng)力機(jī)械都是用電動(dòng)機(jī)來說明的?？梢岳斫?，在不偏離本發(fā)明的條件下它也可以是一個(gè)彈簧的動(dòng)力機(jī)、飛輪動(dòng)力機(jī)、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)或是蒸汽機(jī)。
權(quán)利要求
1.玩具齒形鐵道，它有一條至少有一個(gè)光滑行駛平面的軌道，有一個(gè)沿著行駛平面安裝的嚙合裝置，它的嚙齒垂直于行駛平面，有一輛在行駛平面上運(yùn)動(dòng)的機(jī)車，它的驅(qū)動(dòng)電機(jī)用一個(gè)嚙合到嚙合裝置中的傳動(dòng)齒輪進(jìn)行連接，并具有使機(jī)車沿著行駛平面運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向裝置，其特征是嚙合裝置(43，55)在軌道的橫向上有兩個(gè)相互分離的，其嚙齒與行駛平面(41，42，53，54)垂直并且對(duì)稱的齒條(44，45，56，57)，機(jī)車(4)以及其他與機(jī)車(4)借助于連接裝置(23，24)可連接的每個(gè)車輛(1，2，3，5)有成對(duì)的彼此相對(duì)的滑動(dòng)或滾動(dòng)導(dǎo)向部件(17，18；21，22；22，83)，每個(gè)靠在嚙合機(jī)構(gòu)的兩個(gè)側(cè)面(44，45；56，57)中的一個(gè)上面，機(jī)車(4)的單個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪(28)裝在偏于一對(duì)彼此相對(duì)的滑動(dòng)或滾動(dòng)部件(17，18；21，22；22，83)的中線一邊的位置上，使驅(qū)動(dòng)齒輪(28)根據(jù)軌道上的機(jī)車(4)的縱向位置同嚙合機(jī)構(gòu)(43；55)的兩組嚙齒(44，45；56，57)中的一組或另一組進(jìn)行嚙合，在機(jī)車(4)和在其他車輛(1，2，3，5)上的連接裝置(23，24)裝在靠近機(jī)車(4)和其他車輛(1，2，3，5)的推動(dòng)力在軌道上的作用點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1，玩具齒形鐵道的特征是軌道由兩個(gè)行駛面(41，42;53，54)組成，在其中間裝有一個(gè)帶有雙面?zhèn)三X(44，45;56，57)的齒條(43;55)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1，玩具齒形鐵道的特征是軌道由兩個(gè)行駛面構(gòu)成，在其中間有一中間槽，其兩個(gè)側(cè)面各有一組嚙齒(圖36b)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1，玩具齒形鐵道的特征是軌道支架裝有一個(gè)帶有抬高了的，雙側(cè)嚙齒的齒條，其上表面為行駛面(圖36g)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1，玩具齒形鐵道的特征是軌道在橫截面上是具有直角的U字形，其中內(nèi)底面為行駛面并且兩個(gè)側(cè)面各有一組嚙齒(圖36h)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1，玩具齒形鐵道的特征是軌道有一箱形的橫截面，截面的一條邊上開有口子(153)，截面具有構(gòu)成開口(153)邊界的二個(gè)翼緣(154)，一個(gè)與孔(153)相對(duì)的軛(155)以及兩個(gè)把軛(155)與翼緣(154)進(jìn)行連接的側(cè)壁(156)，其中翼緣(154)的內(nèi)表面和/或軛(155)的內(nèi)表面構(gòu)成行駛面，軛(155)在其內(nèi)表面中心裝有齒條(158)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1至6之一，玩具齒形鐵道的特征是嚙合裝置(43;55)由塑料制成與軌道成一整體。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1至7之一，玩具齒形鐵道的特征是軌道由單個(gè)的直線的和弓形的軌道段構(gòu)成，為了連接彼此相對(duì)的軌道段，在軌道段上裝有側(cè)面連接板(47)。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8，玩具齒形鐵道的特征是每個(gè)弓形軌道段的角度范圍為45°，每個(gè)弓形軌道段由一較長(zhǎng)的圓弧形段(59，60)和一較短的直線段(61，62)構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9，玩具齒形鐵道的特征是二個(gè)角度范圍為45°的弓形軌道段組成一個(gè)90°的弓形軌道段整體，組合的軌道段的末端含有直線段(61，62)。
11.根據(jù)權(quán)利要求
8到10之一，玩具齒形鐵道的特征是每個(gè)軌道段在其端面有編碼部件(51，52)，它由凸起部分(51)和凹進(jìn)部分(52)構(gòu)成，為了相對(duì)咬合，相鄰的連接軌道段的相應(yīng)的編碼部件是配對(duì)的。
12.根據(jù)權(quán)利要求
8至11之一，玩具齒形鐵道的特征是每個(gè)軌道段在軌道的縱向上至少有兩行(165，166)觸點(diǎn)(164)用來從外面給機(jī)車供電。
13.根據(jù)權(quán)利要求
1，玩具齒形鐵道的特征是機(jī)車有一個(gè)帶有在軌道的行駛平面上行駛的光滑車輪(16)的車架(4)，其中驅(qū)動(dòng)機(jī)(26)，例如為一帶有減速裝置的電動(dòng)機(jī)，裝在車架(4)的垂直位置上。
14.根據(jù)權(quán)利要求
13，玩具齒形鐵道的特征是在裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)的車架(4)上，至少有一個(gè)在其高度方向上可擺動(dòng)的，有兩個(gè)撓曲的臂(65)的連接鉤(23，24)，該在車架(4)上的連接鉤(23，24)的臂(65)的兩側(cè)擺動(dòng)位置(25，26)至少接近驅(qū)動(dòng)電機(jī)(26)的驅(qū)動(dòng)齒輪(28)的高度并且在車架(4)的縱向上接近垂直于車架(4)的縱軸線并含有車架(4)的重心的平面。
15.根據(jù)權(quán)利要求
1，玩具齒形鐵道的特征是機(jī)車和一個(gè)與機(jī)車連接的其他車輛至少有一個(gè)非驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)車架(5)，在其上至少裝有一個(gè)有兩個(gè)撓曲的臂(65)的在高度方向上可擺動(dòng)的連接鉤(23，24)，其中連接鉤(23，24)的臂(65)的兩側(cè)擺動(dòng)位置至少接近車架(5)的滑動(dòng)導(dǎo)向部件或滾動(dòng)導(dǎo)向部件(21，22)的高度并且在車架(5)的縱向上靠近垂直于車架(5)的縱軸線并含有車架(5)的重心的平面。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15，玩具齒形鐵道的特征是非驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)車架(88)借助于端軸頸(106)支承在車輛的平臺(tái)甲板(85)上。
17.根據(jù)權(quán)利要求
13至16之一，玩具齒形鐵道的特征是每個(gè)車架(4，5，87，88)是雙軸的。
18.根據(jù)權(quán)利要求
13至17之一，玩具齒形鐵道的特征是列車包括有一個(gè)可驅(qū)動(dòng)的裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)(26)的車架(4)并且有一個(gè)與車架(4)在其端部連接的平臺(tái)甲板(9)，其另一端有一不可連接的轉(zhuǎn)動(dòng)車架(6)。
19.根據(jù)權(quán)利要求
18，玩具齒形鐵道的特征是列車有幾個(gè)各具有一個(gè)平臺(tái)甲板(9，10，11)的車輛(1，2，3)，其中第二個(gè)平臺(tái)甲板(10)與可驅(qū)動(dòng)的車架(4)連接，其次每個(gè)另外的平臺(tái)甲板(11)經(jīng)過非驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)車架(5)與前述的平臺(tái)甲板(10)連接并且最后的平臺(tái)甲板(11)在其非連接端有一非連接的轉(zhuǎn)動(dòng)車架(7)。
20.根據(jù)權(quán)利要求
14或15，玩具齒形鐵道的特征是車架(4，5)的連接鉤(23，24)在其與二個(gè)可擺動(dòng)的支撐臂連接的軛(67)上有一縫隙(68)，并且同連接鉤(23，24)進(jìn)行連接的車輛的平臺(tái)甲板(10)在其一端至少有一個(gè)可插入到縫隙(68)并且在縫隙(68)中咬合的連接板(70，71)。
21.根據(jù)權(quán)利要求
20，玩具齒形鐵道的特征是連接板(70，71)至少有一個(gè)凸臺(tái)(72)，縫隙(68)有一相應(yīng)的凹槽(69)。
22.根據(jù)權(quán)利要求
20或21，玩具齒形鐵道的特征是連接板(70)有一矩形的裝到縫隙(68)中的橫截面。
23.根據(jù)權(quán)利要求
20或21，玩具齒形鐵道的特征是連接板(71)有一具有圓角的或斜面的橫截面，例如為一扁菱形。
24.根據(jù)權(quán)利要求
14或15，玩具齒形鐵道的特征是車架(87，88)的連接鉤(103)在其連接兩個(gè)擺動(dòng)支撐臂(117，118)的軛(103)上裝有可轉(zhuǎn)動(dòng)的磁鐵(128)的磁夾頭(127)。
25.根據(jù)權(quán)利要求
13至24，玩具齒形鐵道的特征是每個(gè)車架是由單個(gè)結(jié)構(gòu)單元組合而成。
26.根據(jù)權(quán)利要求
1，玩具齒形鐵道的軌道至少有一光滑的行駛平面和一個(gè)沿著行駛平面安裝的嚙合裝置，其別征是嚙合裝置(43，55)有兩組在軌道的橫向上彼此分開，垂直于行駛平面(41，42;53，54)并且對(duì)稱的嚙齒面(44，45;56，57)。
27.根據(jù)權(quán)利要求
1，玩具齒形鐵道的機(jī)車有一個(gè)至少有一光滑平面的軌道和一個(gè)沿著行駛平面安裝的嚙合裝置，兩組在軌道的橫向上彼此分開，垂直于行駛平面并且對(duì)稱的嚙齒面，其特征在于機(jī)車(4)有一對(duì)彼此相對(duì)的滑動(dòng)或滾動(dòng)導(dǎo)向部件(17，18;21，22;22，83)，其結(jié)構(gòu)使得它們各自靠在嚙合裝置(43;45)的兩個(gè)嚙齒面(44，45;56，57)之一的面上，并且機(jī)車(4)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(26)有一單個(gè)的傳動(dòng)齒輪(28)，它裝在一對(duì)彼此相對(duì)的滑動(dòng)或滾動(dòng)導(dǎo)向部件(17，18;21，22;22，83)的中線的一側(cè)，使驅(qū)動(dòng)齒輪(28)根據(jù)軌道上的機(jī)車的縱向位置與嚙合機(jī)構(gòu)(43;55)的兩個(gè)嚙齒面(44，45;56，57)中一個(gè)或另一個(gè)處于嚙合狀態(tài)。
28.根據(jù)權(quán)利要求
27，機(jī)車的特征是它有至少一個(gè)連接裝置，它包括一個(gè)帶有兩個(gè)擺動(dòng)臂(65)的連接鉤(23，24)，在一個(gè)包含有驅(qū)動(dòng)電機(jī)的(26)的機(jī)車車架(4)上，在高度方向上擺動(dòng)，其中連接鉤(23，24)的臂(65)的兩側(cè)擺動(dòng)位置(25，66)在車架(4)上至少接近驅(qū)動(dòng)電機(jī)(26)的傳動(dòng)齒輪(28)的高度并且在車架(4)的縱向接近垂直于車架(4)的縱軸線并含有車架(4)的重心的平面。
專利摘要
組合軌道段有兩光滑行駛平面和一中心齒軌，齒軌在軌道段的橫向上有兩分開的、垂直于行駛面的嚙齒面。驅(qū)動(dòng)車架(4)具有有光滑轉(zhuǎn)動(dòng)平面的車輪(16)。在其底面，車架有一對(duì)相對(duì)的導(dǎo)壁(21，22)，靠在齒軌兩側(cè)齒面上。車架裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，傳動(dòng)軸(27)垂直于行駛平面并偏在一對(duì)相對(duì)的導(dǎo)壁的中心線的一邊。裝在傳動(dòng)軸上的傳動(dòng)齒輪(28)與兩齒面中的一個(gè)嚙合。該玩具齒形鐵道在軌道具有很窄的彎道和陡坡時(shí)有很高穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)A63H19/30GK87105676SQ87105676
公開日1988年6月1日 申請(qǐng)日期1987年7月21日
發(fā)明者彼得·波利, 海因茨·盧斯?fàn)? 沃納·坦納 申請(qǐng)人:英特萊戈公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan