Einrichtung zum Erzeugen und Regeln elektrischer Kleinspannung für Spielzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Ein richtung zum Erzeugen und Regeln elektri scher Kleinspannung für Spielzeuge, insbe sondere für elektrische Bahnen.
Lblicher@veise wird die vorhandene Netz spannung über eine Steckvorrichtung ent nommen und einem Transformator zugeleitet, der die gefährliche Netzspannung in ungefähr liche Kleinspannung umwandelt, wobei der Transformator dem Spielenden leicht zugäng lich ist. Häufig ist der Netztransformator zu gleich als Regeltransformator ausgebildet, dem somit veränderbare Spannungen entnommen werden können.
Transformatoren der angegebenen Art unterliegen scharfen Sicherheitsvorschriften, weil vermieden werden soll, dass der Spielende durch die Netzspannung zu Schaden kommt. Es sind aber Transformatoren, welche den Vorschriften entsprechen, umfangreich und daher in der Herstellung teuer.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zum Erzeugen und Regeln elektrischer Kleinspan nung für Spielzeuge, insbesondere für elek trische Bahnen, vermeidet diese Mängel durch zwei hintereinander geschaltete Transforma toren, von welchen der eine als Wandler der Netzspannung in Kleinspannung und der an dere als Regler für die Kleinspannung ausge bildet ist. Es braucht somit dieser letzt genannte Transformator nur mehr unbedeu tenden oder überhaupt keinen Vorschriften mehr zu genügen. Somit können alle span nungsführenden Teile offen und zugänglich angeordnet werden.
Die zur Speisung des Regeltransforma tors erforderliche Kleinspannung kann dabei einem ohnehin vorhandenen oder einem be sonderen Netztransformator entnommen wer den. Zu den Netztransformatoren, welche in Gebäuden üblicherweise immer vorhanden sind, zählen Klingel-, Türöffner- imd Torlaut sprecher-Transformatoren.
Verwendet man solche Transformatoren zur Speisung eines Regeltransformators, so genügt es, eine geeignete Anschlussmöglich- keit an der Sekundärseite des Netztransfor mators, beispielsweise eine Kupplungsein richtung, anzubringen, in welche ein Gegen glied der zum Regeltransformator führenden Leitung passt. Vorteilhafterweise wird am Netztransformator eine Steckdose angebracht, in welche ein Stecker der Regeltransformator leitung einsteckbar ist. Es kann aber auch vom Netztransformator aus eine besondere, gegebenenfalls unter Putz verlegte Leitung nach einer in der Nähe des Spielplatzes ange brachten Steckdose führen.
Um zu vermeiden, dass der Regeltransfor- mator versehentlich an die Netzspannung an geschlossen wird, ist der an der Regeltransfor- mator-Anschlussleitung angebrachte Stecker zweckmässigerweise so ausgebildet, dass er in übliche Netzsteckdosen nicht hineinpasst. Die Anschlussleitung des Regeltransformators und die Sekundärwicklung des Netztransformators erhalten demzufolge Kupplungseinrichtungen, welche nur für Kleinspannungssysteme ver wendbar sind.
Dient zur Speisung des Regeltransforma tors ein besonderer Netztransformator, so wer den zum Betreiben des entsprechenden Spiel- zeuges zwar zwei Transformatoren erforder lich, die Einhaltung der Sicherheitsvorschrif ten wird aber durch diese Anordnung wesent lich erleichtert. Dies rührt daher, dass xLetz- transformator en, welche sekundärseitig Klein spannung liefern, in grosser Zahl laufend be nötigt werden, weshalb diese Transformatoren serienmässig in grossen Stückzahlen hergestellt werden können und somit preisgünstig auf den Markt kommen können.
Zum andern stel len die Regeltransformatoren für Kleinspan nungen einfach herzustellende Geräte dar, so dass es meist billiger ist, einen solchen Regel transformator in Verbindung mit einem ge sonderten Netztransformator zu verwenden, als einen Regeltransformator mit Netzteil zu bauen und dabei sämtlichen Sicherheitsvor schriften zu genügen. Ausserdem ist noch zu berücksichtigen, dass infolge der Verschieden heit der örtlichen Vorschriften eine Vielzahl verschiedener Typen solcher Regeltransforma toren mit Netzteil erforderlich wäre, mithin eine grosse Lagerhaltung sich ergäbe.
Besonders vorteilhaft gestaltet sich die Ausbildung des Kleinspannimgs-Regeltrans- formators als Spartransformator, weil dann die Sekundärwicklung entfällt.
Zum Betreiben eines Gleichstrommotors mittels einer geregelten Wechselspannung kann die Einrichtung derart ausgebildet werden, dass dem Regeltransformator ein Gleichrichter nachgeschaltet ist, der günstigerweise mit die sem zu einem einzigen Gerät vereinigt wird. Um den Regeltransformator vor Überlastung oder Kurzschluss zu sichern, kann in die Ab gangsleitung ein Überstromauslöser eingebaut werden.
Des weiteren kann dein aus Regeltransfor mator, Gleichrichter, Überstromauslöser und erforderlichenfalls Kontrollampe bestehenden Gerät noch ein Wendeschalter zugeordnet sein, der zur Richtungsumkehr der geregelten Span nung dient.
Häufig wird ausser der veränderbaren noch eine konstante Spannung benötigt. Zu diesem Zweck kann die dem Regeltransformator zu geleitete Spannung unmittelbar an Entnahme klemmen geführt werden. Falls aber eine unter oder über der Grösse der zugeführten Kleinspannung liegende Spannung als kon stante Spannung entnommen werden soll, kann die Transformatorwicklung, die in Spar schaltung ausgeführt ist, am Anfang und einer festzulegenden Stelle so abgegriffen sein, dass die zwischen dem Anfang und dem Ab griff herrschende Spannung der erwünschten konstanten Spannung entspricht.
Zum Betreiben einer Bahnanlage mit. drei Schienen ist es sowohl bei Verwenden eines Kollektormotors als auch eines kollektorlosen Motors erwünscht, ausser der regelbaren Span nung noch eine weitere, von dieser völlig un abhängige Spannung zur Verfügung zu haben. Diese zusätzliche Spannung ist. dann erforder lich, wenn eine Spannung konstant gehalten werden, die andere dagegen änderbar sein soll. Solche Verhältnisse liegen bei einem Kollekt.or- motor vor, dessen Feldwicklung an die kon stante Spannung und dessen Anker an die änderbare Spannung gelegt werden soll.
Sie sind aber auch bei einem kollektorloseü Motor gegeben, wenn dessen eine Wicklung an gleich bleibende Spannung, die andere Wicklung aber an änderbare Spannung gelegt werden soll. Leitet man die änderbare Spannung dem Anker des Kollektormotors bzw. der andern Wicklung eines kollekt.orlosen Motors unter Zwischenschalten eines Wendeschalters zu, dann lässt sich die Richtung der augenblick lich wirksamen Spannung mittels des Wende schalters umkehren, so dass der Motor seine Drehrichtung ändert und ein von dem Motor angetriebenes Fahrzeug seine Fahrtrichtung wechselt.
Es ist weiterhin möglich, die Wicklung an verschiedenen Stellen wahlweise abzugreifen, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, mit einem einzigen Gerät zwei Gleissysteme an unab- hängig voneinander regelbare Spannungen zu legen.
Ausführungsbeispiele des Gegenstandes nach der vorliegenden Erfindung werden nun in der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Regeltransformator für Klein spannung mit nachgeschaltetem Gleichrichter und Wendeschalter, Fig. 2 einen Netztransformator, welcher einen Regeltransformator speist, Fig. 3 einen Regeltransformator mit ein gebautem Gleichrichter für Gleichstroment nahme und mit zusätzlichen Entnahmeklem men für eine konstante Spannung, Fig. 4 einen Regeltransformator mit einer zusätzlichen Wicklung,
Fig. 5 eine dreiteilige Schiene mit Kollek- tormotor, - Fig. 6 eine dreiteilige Schiene mit kollek- torlosem Motor, Fig. 7 einen Regeltransformator, der zwei regelbare Spannungen liefert.
Die Klemmen 1 und 2 dienen zum An schluss des Spartransformators 3 an den auf der Zeichnung in Fig.1 nicht dargestellten Netztransformator, der primärseitig an das Stromnetz angeschlossen ist und sekundär- seitig eine konstante Kleinspannung liefert.
. Von der Wicklung 4 des Spartransfor mators 3 wird regelbare Wechselspannung abgenommen und dem Gleichrichter 5 zuge führt. Diesem ist der Polwender 6 nachge schaltet, der mit den Klemmen 7 und 8 ver bunden ist, die zum Anschluss an den Ver braucher dienen.
Der von dem Gleichrichter 5 erzeugte Gleichstrom fliesst über den überstromschutz- schalter 9, der vorzugsweise durch ein Signal gerät, z. B. eine Signallampe 10, überbrückt ist. Diese leuchtet auf, wenn der Schutzschalter bei Kurzschluss oder Überlastung angespro chen hat.
In Fig. 2 bezeichnet 11 den Netztrans formator, welcher die übliche Hausspannung Ui auf ungefährliche Kleinspannung U2 um wandelt und diese dem Regeltransformator 3' liefert: Die oberspannungsseitige- Wicklung 12 des Netztransformators 11 ist über einen Überstromauslöser 13 mit -dem Wandstecker 14 verbunden. Als Wandstecker dient ein für elektrische Haushaltegeräte üblicher Stecker. Die unterspannimgsseitigeWicklung 15 führt zu den Buchsen 16 und 17, die an einer Iso lierplatte 18 angebracht sind.
Die Buchsen 16 und 17 sind derart eingebaut, dass nur ein für ungefährliche Kleinspannung bestimmter Stecker anschliessbar ist. Der Netztransformator kann, insbesondere weil keine bewegbaren Teile vorhanden sind, leicht den örtlichen Sicherheitsvorschriften entsprechend ausgeführt werden.
Der Regeltransformator 3' erhält über den Stecker 19 die ungefährliche Kleinspannung U2. Als Regeltransformator dient ein sog. Spartransformator, dessen Wicklungsanfang 20 unmittelbar mit einem Pol, hier der Buchse 16, des Netztransformators verbunden ist. Der andere Pol, also die Bucbse 17, kann wahlweise an die Abgriffe 21, 22 und 23 der Wicklung 24 angeschlossen werden. Hierzu dient eine am Zuleitungsendpunkt 25 ange brachte Brücke 26. Der Regeltransformator 3' liefert zwei Spannungen, nämlich die gleichbleibende Spannung U3 und die geregelte Spannung U4. Zaun Regeln dient ein Kurbelschleifer 27, des sen Drehpunkt bei 28 liegt und der über die Kontakte 29,<B>291,</B> 292, 293 und 294 bewegbar ist. Die Kontakte stellen Abgriffe der Wick lung 24 dar.
Das Potential der mittels des Kurbelschleifers 27 abgegriffenen Wicklung 24 führt zum Anschluss 30 eines Umschalters, dessen Schaltzunge 31 den Kontakt 32 ent weder mit dem Anschluss 30 oder mit dem Kontakt 33 verbindet. Der Kontakt 33 ist mit dem Ende der Wicklung 24 verbunden. Von dem Kontakt 32 führt eine Leitung zum Anschluss 34. Zwischen diesem und dem An schluss 35 herrscht die geregelte Spannung U4.
Da am Regeltransformator 3' nur unge fährliche Kleinspannung herrscht, können alle spannungsführenden Teile offen zugängig an geordnet sein. Zur Inbetriebnahme des Netztransforma tors, der seine Kleinspannung an die Buchsen 16 und 17 liefert, wird der Wandstecker 14 an das üblicherweise vorhandene Hausnetz an geschlossen. Entspricht die Kleinspannung U2 derjenigen Spannung, für welche der Trans formator 3' ausgelegt ist, dann wird der Punkt 25 mittels der Brücke 26 mit dem Abgriff 23 verbunden.
Ist die Spannung U2 etwas kleiner als die Nennspannung des Trans formators 3', dann wird je nach Bedarf der Punkt 25 mit dem Punkt 21 oder dem Punkt 22 verbunden.
Schliesst man nunmehr beispielsweise die Schiene einer Eisenbahnanlage an die Klem men 34 und 35 und bewegt die Kurbel 27 über die Kontakte 29, 291, 292, 293 und 294, dann herrscht zwischen den Schienen bald eine grö ssere, bald kleinere Kleinspannung U4. Ein auf den Schienen befindliches Fahrzeug wird entsprechend der angelegten Spannung bald schneller, bald langsamer fahren. Legt man die Schaltzunge 31 nach dem Kontakt 33, dann herrscht zwischen den Schienen die grösste dem Spartransformator entnehmbare Regelspannung. Diese kann dazu benutzt werden, ein Umschalten der Fahrtrichtung durch Betätigen eines entsprechenden Schalt mittels zu veranlassen.
Die gleichbleibende Spannung U3 dient zur Speisung irgendwelcher Beleucht-angs- körper oder Signaleinrichtuingen.
Der in Fig. 3 dargestellte Regeltransfor mator 3" liefert eine geregelte Gleichspannung U4 ; deren Polarität an den Kontaktstellen 36 und 37 vertauscht werden kann. Hierzu dient ein Polwendeschalter 38, dem der Gleich richter 5' vorgeschaltet ist. Dieser erhält seine Spannung einmal vom Anfangspunkt 20' der Wicklung 24' und zum andern von dem Kur- belschleifer 27', der über Abgriffe der Trans formatorwicklung 24' bewegbar ist.
Bei diesem Transformator sind die zu führungsseitigen Anzapfungen (21, 22 und 23 in Fig. 3) nicht angebracht. In den meisten Fällen dürfte diese Ausführung genügen.
Der Transformator nach Fig. 4 hat ausser der Wicklung 24" noch eine zusätzliche, ge- trennte Wickhmg 39, die eine konstante Span nung U5 an den Klemmen 40 und 41 liefert. Die geregelte Spannung U4" ist an den Klem men 42 und 43 abnehmbar. Ein Wende schalter 44 dient dazu, die augenblickliche Richtung der geregelten Wechselspannung U4" umkehren zu können. Im übrigen gleicht der Transformator dem Regeltransformator 3' der Fig. 2, mit der Ausnahme, dass die An zapfungen 22 und 23 nicht vorgesehen sind.
Ein solcher Transformator wird mit Vor teil zum Betreiben von Motoren benutzt, deren Drehrichtung -umkehrbar sein soll. Eine ent sprechende Motorschaltung zeigen die Fig.5 -und 6.
Bei der Schaltung nach Fig. 5 wird die konstante Spannung U5 an die Mittelschiene Y und eine Aussenschiene Z einer elektri schen Gleisanlage gelegt, während die ge regelte Spannung U4' an die Mittelschiene Y und die andere Aussenschiene X angeschlos sen wird. Die Feldwicklung F eines Kollek- tormotors erhält ihre Spannung über die Schleifkontakte<B>81</B> und S2, wobei eine Kon trollampe L parallel dazu liegt. Die Feldwick lung F liegt also an gleichbleibender Span nung U5.
Der Anker 9. erhält seine Span nung U4" über die Schleifkontakte S2 und S3. Da die Spannung U4" änderbar ist, kann dem Anker eine unterschiedliche Spannung zui- geführt werden. Dies hat zur Folge, dass der Motor unterschiedlich schnell läuft. Da die Augenblicksrichtung des Ankerfeldes mittels des Wendeschalters 44 (Fig.4) umkehrbar ist, so kann durch dessen Betätigen die Dreh richtung des Motors geändert werden.
In Fig. 6 ist eine der Fig. 5 ähnliche Schal tung angegeben, welche zinn Betreiben eines kollektorlosen Motors verwendet wird. Die konstante -#Vechselspannung U5 ist auch in diesem Falle an die Mittelschiene Y und die Aussenschiene Z gelegt, während die geregelte Spannung U4" an die Mittelschiene Y und die andere Aussenschiene X unter Zwischenschal ten eines Kondensators C geführt ist.
Die Wicklung W1 liegt über die Schleifkontakte S4 und S5 an der änderbaren Spannung U4 ". Die Wicklung W2, zu welcher eine Kontroll- lampe L parallel geschaltet sein kann, erhält ihre Spannung mittels der Schleifkontakte S5 und S6 von den Schienen Y und Z.
Falls es erforderlich ist, dass der Regel transformator zwei änderbare Spannungen liefert, dann kann der Regeltransformator entsprechend der Fig. 7 ausgebildet sein. Die ses Gerät bildet mit seiner Wickltuig 24* und dem Kurbelschleifer<B>27-'</B> einen Spartrans formator, welchem bei 45 und 46 die geregelte Wechselspannung U41 entnehmbar ist.
Die Wicklung 47 dagegen stellt eine Zweitwick- hing dar, welche ihre Spannung nur durch Induktion erhält. Diese induzierte Span nung wird an verschiedenen WicklumgspLmk- t.en abgegriffen und zu den Kontakten 48, 49, 50 und 51 geleitet, welche der Kurbelschleifer 52 mit dem Anschluss 53 verbinden kann.
Da der Anfang der Wicklung 47 zum Anschluss 54 führt, so herrscht beim Verschwenken der Kurbel 52 über die Kontakte 48, 49, 50 und 51 zwischen den Anschlüssen 53 und 54 eine sich ändernde Spannung U6. Im übrigen ist auch diesem Transformator eine gleichblei bende Spannung U3 zu entnehmen.
Mit den Spannungen U4* und U6 können zwei Wechselstrombahnen umabhängig vonein ander betrieben werden. Sollen mit einem sol chen Gerät zwei Gleichstrombahnen betrieben werden, so ist auch dies möglich. -Es müssen hierzu lediglich zwei Gleichrichter und ge gebenenfalls zwei Wendeschalter nachgeschal tet werden.