DE10224484A1 - Controller for electrically powered games devices has switch passing full or half rectified voltage depending on control element position to output directly/via voltage reduction component - Google Patents
Controller for electrically powered games devices has switch passing full or half rectified voltage depending on control element position to output directly/via voltage reduction componentInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für elektrisch betreibbare Spielwaren, wie im Anspruch 1 beschrieben, sowie deren Verwendung gemäß den Ansprüchen 29 bis 33.The invention relates to a control device for electrically operated toys, as in Described claim 1, and their use according to claims 29 to 33.
Es sind Steuereinrichtungen für elektrisch antreibbare Spielfahrzeuge bekannt, mit welchen die Bewegungsgeschwindigkeit und Bewegungsrichtung des jeweiligen Spielfahrzeuges ent sprechend den Wünschen des Bedieners verändert bzw. reguliert werden kann. Zur Steuerung von gesamten Modellbahnanlagen bzw. Modelleisenbahnen ist es bekannt, sogenannte Regel transformatoren zum Betreiben und zur weitgehendst stufenlosen Veränderung der Geschwin digkeit von möglichst vorbildgetreu nachgebauten Modellokomotiven einzusetzen. Weiters sind Modellbahnanlagen für den sogenannten "Digitalbetrieb" bzw. Mehrzugsteuerungssy steme bekannt, bei welchen mit einer Mehrzahl von elektronischen Komponenten vielfältigste Steuerbefehle generiert, zielgerichtet ausgegeben und vom selektierten Modellfahrzeug ent sprechend umgesetzt werden können. Derartige Digitalsteuerungen erfordern aufgrund ihres baulich aufwendigen bzw. komplexen Aufbaus relativ hohe Aufwendungen und Kosten. Aber auch die bekannten Regelungseinrichtungen für den sogenannten Analogbetrieb von Modell spielwaren können nicht allen wirtschaftlichen und technischen Anforderungen gerecht wer den.Control devices for electrically drivable toy vehicles are known, with which the movement speed and direction of movement of the respective toy vehicle ent can be changed or regulated according to the wishes of the operator. For controlling It is known from entire model railroad systems or model trains, the so-called rule transformers for operating and for the largely infinitely variable change of speed to use model locomotives that have been modeled as real as possible. Furthermore, are model railroad layouts for the so-called "digital operation" or multi-train control system known systems in which the most diverse with a plurality of electronic components Control commands are generated, issued in a targeted manner and removed from the selected model vehicle can be implemented accordingly. Such digital controls require due to their structurally complex or complex construction relatively high expenses and costs. But also the known control devices for the so-called analog operation of the model toys cannot meet all economic and technical requirements the.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine möglichst einfache und kostengünstige Steuerein richtung für elektrisch angetriebene Spielwaren zu schaffen. Darüber hinaus liegt eine weitere Aufgabe der Erfindung darin, elektrisch antreibbare Modellspielwaren möglichst vorbildge treu aus begrenzter Entfernung steuern zu können.The object of the invention is to provide a simple and inexpensive control to create direction for electrically powered toys. There is also another one The object of the invention is to electrically model model toys as possible to be able to control faithfully from a limited distance.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhaft ist dabei, daß ein mit elektrisch ansteuerbaren Antrieben versehenes Spielzeug mit einfachen schaltungstechnischen Maßnahmen relativ feinfühlig in seinen Bewegungen gesteuert bzw. reguliert werden kann. Durch die Kombination von Einweggleichrichtung und Vollweg gleichrichtung kann die einer Antriebsvorrichtung zugeführte Antriebsenergie einfach gere gelt bzw. abgestuft werden, so daß nicht nur Ein- und Ausschaltvorgänge, sondern zumindest auch unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeiten mit einfachen technischen Mitteln reali siert werden können. Die baulich einfachen Komponenten der Steuereinrichtung ermöglichen dabei eine kostengünstige Fertigung und ergibt sich insgesamt ein gutes Preis-/Leistungsver hältnis für die angegebene Steuereinrichtung. Darüber hinaus ergeben die angegebenen Kom ponenten einen in seinem Gewicht besonders leicht aufgebauten Regler für mit elektrischer Gleichspannung zu versorgende Spielwaren, wodurch dessen Handling bzw. Mobilität begün stigt ist. Wesentlich ist weiters, daß die Verlustleistung der Steuereinrichtung, insbesondere im Betriebsmodus mit niedriger Ausgangsleistung, niedrig gehalten ist. Die Verlustleistung im Betriebszustand mit niedrig eingestellter Ausgangsenergie kann nämlich durch den Be triebsmodus mit Einweggleichrichtung um bis zu 50% reduziert werden.The object of the invention is solved by the features of claim 1. It is advantageous thereby that a toy provided with electrically controllable drives with simple Circuitry measures are controlled relatively sensitively in its movements or can be regulated. By combining one-way rectification and full path rectification, the drive energy supplied to a drive device can simply be generated apply or are graduated, so that not only switching on and off, but at least also reali different speeds of movement with simple technical means can be settled. Enable the structurally simple components of the control device an inexpensive production and overall a good price / performance ratio ratio for the specified control device. In addition, the specified com components have a particularly light weight controller for electrical Toys to be supplied with DC voltage, whereby their handling and mobility begin is increasing. It is also essential that the power loss of the control device, in particular in the operating mode with low output power, is kept low. The power loss in the operating state with a low output energy can namely by the Be drive mode with one-way rectification can be reduced by up to 50%.
Durch die mögliche Ausgestaltung nach Anspruch 2 kann die Anzahl der elektrischen Kom ponenten der Steuereinrichtung zusätzlich reduziert werden, nachdem einzelne Dioden des Brückengleichrichters wechselweise zur Einweggleichrichtung und Vollweggleichrichtung zugeführter Wechselspannung genutzt werden können.Due to the possible embodiment according to claim 2, the number of electrical comm Components of the control device are additionally reduced after individual diodes of the Bridge rectifier alternately for one-way rectification and full-wave rectification supplied AC voltage can be used.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 3 ist von Vorteil, daß die Steuereinrichtung von nur einer Hand eines Benutzers komfortabel ergriffen und gegebenenfalls bedient werden kann. Darüber hinaus ist eine gewisse Mobilität des Benutzers gewährleistet.In the embodiment according to claim 3 it is advantageous that the control device of only one hand of a user can be comfortably gripped and operated if necessary. In addition, a certain mobility of the user is guaranteed.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 4 ist vorteilhaft, daß die Steuereinrichtung selbst, also zumindest jener Teil, welcher von der Hand eines Benutzers ergriffen wird, transformatorlos ausgebildet werden kann und somit ein hoher Sicherheitsstand hinsichtlich elektrischer Schutzmaßnahmen erzielt ist.In the embodiment according to claim 4 it is advantageous that the control device itself, that is at least that part which is gripped by the hand of a user is transformerless can be trained and thus a high level of safety with regard to electrical Protective measures is achieved.
Gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 5 können standardmäßig verfügbare und in hohen Stückzahlen hergestellte Komponenten für den Aufbau der Steuerung herangezogen werden und können dadurch die Gesamtkosten der Steuereinrichtung weiter gesenkt werden. Weiters ist von Vorteil, daß standardmäßig vorhandene, vielfach bewährte Schutzmaßnahmen bzw. Überlastsicherungen genutzt werden können.According to the development according to claim 5 can be available as standard and in high Components manufactured in quantities can be used for the construction of the control and can thereby further reduce the overall cost of the control device. Furthermore, It is advantageous that standard protective measures or Overload protection can be used.
Bei der alternativen Ausgestaltung nach Anspruch 6 ist von Vorteil, daß die Zahl der externen Komponenten und somit die Anzahl der Kabelverbindungen zwischen den Komponenten ei nes entsprechenden Steuerungssystems reduziert werden kann.In the alternative embodiment according to claim 6 it is advantageous that the number of external Components and thus the number of cable connections between the components appropriate control system can be reduced.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 7 ist von Vorteil, daß dadurch ein von der elektrischen Last bzw. vom jeweiligen Laststrom weitgehendst unabhängiges Bauelement zur Verände rung der Ausgangsspannung geschaffen ist.In the embodiment according to claim 7 is advantageous in that one of the electrical Load or component that is largely independent of the respective load current for changing tion of the output voltage is created.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 8 ist von Vorteil, daß die Ausgangsspannung der Steu ereinrichtung innerhalb eines weiten Bereichs in relativ kleinen Stufen verändert werden kann.In the embodiment according to claim 8, it is advantageous that the output voltage of the control erection can be changed within a wide range in relatively small steps can.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 9 ist von Vorteil, daß die Veränderung der Amplitude und gleichzeitig der Pulsweite der Impulse der Ausgangsspannung in mehreren Stufen verän dert werden kann.In the embodiment according to claim 9, it is advantageous that the change in amplitude and simultaneously change the pulse width of the pulses of the output voltage in several stages can be changed.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 10 ist von Vorteil, daß ein fließender Übergang von maximaler Ausgangsspannung auf minimale Ausgangsspannung bzw. Ausgangsleistung und umgekehrt über die dazwischenliegenden Schaltstufen ermöglicht ist.In the embodiment according to claim 10 it is advantageous that a smooth transition from maximum output voltage to minimum output voltage or output power and vice versa is possible via the intermediate switching stages.
Die Ausgangsspannung bzw. die elektrische Leistung eines an den Ausgang angeschalteten Verbrauchers bzw. Antriebes kann durch die Ausgestaltung nach Anspruch 11 feinfühlig re guliert bzw. verändert werden.The output voltage or the electrical power of a connected to the output Consumer or drive can by the design according to claim 11 sensitive re gulated or changed.
Von besonderem Vorteil ist auch die Ausgestaltung nach Anspruch 12, da dadurch Vollweg gleichrichtung und Halbweggleichrichtung derart kombiniert werden, so daß sich auch bei der Umschaltung von Einweggleichrichtung auf Vollweggleichrichtung und umgekehrt ein weit gehendst stufenloser bzw. harmonisch verlaufender Leistungsübergang einstellt und damit eine nahezu lineare Regelung einer Antriebsvorrichtung ermöglicht ist.The configuration according to claim 12 is also of particular advantage, since it means full travel rectification and half-way rectification can be combined in such a way that the Switching from one-way rectification to full-wave rectification and vice versa sets smoothly or smoothly passing power and thus an almost linear control of a drive device is made possible.
Durch den mehrstufigen Wahlschalter gemäß Anspruch 13 sind kaum Drehzahlsprünge beim Wechsel von einer Schaltstufe auf die nächste Schaltstufe zu erkennen.Due to the multi-stage selector switch according to claim 13, there are hardly any speed jumps Detect change from one switching level to the next switching level.
Baulich einfache und dennoch funktionssichere Schaltelemente sind durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 14 erzielbar.Structurally simple, yet functionally reliable switching elements are due to the design achievable according to claim 14.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 15 hat ein Bediener der Steuereinrichtung 1 lediglich ein Stell- bzw. Regelorgan zu betätigen und kann der Wechsel bzw. Übergang zu den unter schiedlichen Leistungsstufen fließend und ordnungsgemäß bzw. fehlersicher erfolgen.Due to the configuration according to claim 15, an operator of the control device 1 only has to actuate an actuating or regulating element and the change or transition to the different power levels can take place smoothly and properly or fail-safe.
Durch die besondere Ausgestaltung nach Anspruch 16 und 17 fungieren die Schaltelemente gleichzeitig als Mittel zur Umpolung der an den Ausgangsklemmen angelegten Gleichspan nung, so daß die beiden Schaltelemente zugleich zur Umkehr der Bewegungsrichtung eines Antriebes genutzt sind.Due to the special configuration according to claims 16 and 17, the switching elements function at the same time as a means for reversing the polarity of the direct voltage applied to the output terminals tion, so that the two switching elements at the same time to reverse the direction of movement of a Drive are used.
Die Ausbildung nach Anspruch 18 kann in einfacher Art und Weise mittels einfacher Schleif kontakte umgesetzt werden oder es können standardmäßig vorhandene, vielfach erprobte Um schalter eingesetzt werden.The training according to claim 18 can be done in a simple manner by means of simple grinding contacts can be implemented or there can be standard, often tried and tested Um switches are used.
Durch die Ausbildung nach Anspruch 19 wird eine intuitive Bedienung der Steuereinrichtung ermöglicht, so daß kaum Vorkenntnisse oder Einschulungen erforderlich sind. Darüber hinaus können dadurch Fehlbedienungen weitgehendst ausgeschlossen werden.The design according to claim 19 enables intuitive operation of the control device enables so that hardly any previous knowledge or training is required. Furthermore incorrect operation can be largely excluded.
Die Ausbildung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 22 ermöglicht die Realisie rung multifunktionaler Schaltelemente mit einfachen baulichen Maßnahmen. The embodiment according to one or more of claims 20 to 22 enables the realization tion of multifunctional switching elements with simple structural measures.
Die Ausbildung nach Anspruch 23 und 24 erweist sich als vorteilhaft, da über ein einziges, zentrales Regelorgan bzw. Bedienelement in Form eines Drehreglers sowohl die Geschwin digkeit als auch die Richtung der Bewegung eines anzusteuernden Spielzeuges wunschgemäß eingestellt bzw. reguliert werden kann.The training according to claims 23 and 24 proves to be advantageous because over a single, central control element or control element in the form of a rotary controller both the Geschwin as well as the direction of movement of a toy to be controlled as desired can be adjusted or regulated.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 25 kann sowohl die Signalform der einweggleichge richteten als auch der vollweggleichgerichteten Gleichspannung verändert werden, so daß auch bei der Umschaltung zwischen Einweggleichrichtung auf Vollweggleichrichtung und umgekehrt keine sprunghafte Veränderung der Antriebsleistung eines Elektromotors verur sacht wird.Due to the configuration according to claim 25, both the signal form of the one-way match rectified as well as the fully rectified DC voltage can be changed so that also when switching between one-way rectification to full-wave rectification and Conversely, do not cause a sudden change in the drive power of an electric motor gently.
Ein beim Übergang von Einweggleichrichtung auf Vollweggleichrichtung an sich auftretender Leistungs- bzw. Energiesprung wird durch die Ausgestaltung nach Anspruch 26 vermieden.One that occurs in the transition from one-way rectification to full-wave rectification Power or energy jump is avoided by the configuration according to claim 26.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 27 wird verhindert, daß die Steuereinrichtung durch unsachgemäße Inbetriebnahme bzw. Verwendung elektrische Defekte erleidet.The development according to claim 27 prevents the control device from improper start-up or use of electrical defects.
Ein effektives Sicherungselement, welches zudem im Fall einer Aktivierung ein Öffnen des Gehäuses erübrigt, ist gemäß Anspruch 28 angegeben.An effective security element, which also opens when activated Housing unnecessary is specified according to claim 28.
Vorteilhaft sind weiters die Verwendungen der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung nach Anspruch 29 oder 30, da dadurch der Anreiz zum Spielen mit einem entsprechend ausgestat teten Spielfahrzeug oder Funktionsmodell gesteigert werden kann.The uses of the control device according to the invention are also advantageous Claim 29 or 30, since this provides the incentive to play with a corresponding tied toy vehicle or functional model can be increased.
Vorteilhaft sind weiters die Verwendungen nach Anspruch 31 oder 32, da dadurch vielfältig ste Bewegungsfunktionen möglichst vorbildgetreu via Fernbedienung ausgeführt werden können.The uses according to claim 31 or 32 are also advantageous since they are diverse Most movement functions can be carried out as true to the prototype as possible using the remote control can.
Schließlich ist die Verwendung der Steuereinrichtung gemäß Anspruch 33 von Vorteil, da dadurch auch Sondermodelle für Modellbahnanlagen realitätsnah angesteuert bzw. bewegt werden können.Finally, the use of the control device according to claim 33 is advantageous because This means that special models for model railroad layouts can be controlled or moved realistically can be.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh rungsbeispiele näher erläutert. The invention is described below with reference to the embodiment shown in the drawings Examples explained in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Ausführungsform einer Steuereinrichtung zur Steuerung einer Modelleisen bahnanlage in vereinfachter, schematischer Darstellung; Figure 1 shows an embodiment of a control device for controlling a model railroad system in a simplified, schematic representation.
Fig. 2 ein Prinzipschaltbild einer möglichen Ausführungsform der elektrischen Steuer einrichtung nach Fig. 1; Fig. 2 is a schematic diagram of a possible embodiment of the electrical control device according to Fig. 1;
Fig. 3 eine mögliche Form eines Spannungssignals, wie es am Ausgang der Steuerein richtung nach Fig. 1 generiert werden kann, in stark vereinfachter, schematischer Darstellung; Fig. 3 shows a possible form of a voltage signal, as it can be generated at the output of the Steuerein direction of Figure 1, in a highly simplified, schematic representation.
Fig. 4 ein mögliches Layout für eine Ausführungsform der Steuereinrichtung gemäß Fig. 1 für die Lötseite eines Bauteilträgers in vereinfachter Darstellung; FIG. 4 shows a possible layout for an embodiment of the control device according to FIG. 1 for the soldering side of a component carrier in a simplified representation;
Fig. 5 ein mögliches Layout für die Bauteilseite eines Bauteilträgers der Steuereinrich tung nach Fig. 4 in vereinfachter Darstellung. Fig. 5 shows a possible layout for the component side of a component carrier of the Steuereinrich device according to Fig. 4 in a simplified representation.
Einführend sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfin dungsgemäße Lösungen darstellen.As an introduction, it should be noted that in the differently described embodiments Identical parts with the same reference numerals or the same component designations are, the disclosures contained in the entire description transfer the same parts with the same reference numerals or the same component designations can be. The location information selected in the description, such as. B. above, below, laterally, etc. related to the figure described and illustrated immediately and are to be transferred to the new position in the event of a change of position. Furthermore can also individual features or combinations of features from those shown and described different embodiments for themselves independent, inventive or invent represent appropriate solutions.
In Fig. 1 ist eine mögliche Ausführungsform einer Steuereinrichtung 1 zur elektrischen Steue rung der Funktionen von Spielwaren bzw. wenigstens einem Spielzeug, im besonderen von wenigstens einem Spielfahrzeug 2, veranschaulicht. Besonders geeignet ist die Steuereinrich tung 1 zur Steuerung der Bewegungsfunktionen eines Spielzeugmodelles entsprechend den Wünschen eines Bedieners der Steuereinrichtung 1 bzw. entsprechend den Steuerbefehlen eines Benutzers eines entsprechenden Spielzeugsystems mit mehreren elektrisch betreibbaren Spielwaren. Unter Bewegungsfunktionen eines Spielzeugmodelles bzw. Spielfahrzeuges 2 sind dabei Fahrbewegungen und/oder Drehbewegungen und/oder Lenkbewegungen und/oder Bewegungen von beliebigen Funktionsmodellen zu verstehen. Ein derartiges Funktionsmodell kann beispielsweise durch einen Kran gebildet sein, dessen Kranausleger und/oder Oberwa gen und/oder Seilhaken oder dgl. via die Steuereinrichtung 1 wunschgemäß bewegt bzw. ver stellt werden kann. Damit die diversen Bewegungsfunktionen eines Spielfahrzeuges 2 bzw. eines Funktionsmodelles fernbedient ausgeführt werden können, umfassen diese wenigstens eine Antriebsvorrichtung 3, insbesondere wenigstens einen Elektromotor 4. Dieser Elektro motor 4 ist bevorzugt durch einen Gleichstrommotor gebildet, welcher mit in der Pulsweite und/oder in der Amplitude modulierter Gleichspannung betreibbar ist und zugeführte elektri sche Spannung in Bewegungsenergie umsetzt. Anstelle pulsweitenmodulierte Spannung für den Betrieb des wenigstens einen Elektromotors 4 des Spielzeugmodelles zuzuführen, ist es selbstverständlich auch möglich, frequenzmodulierte elektrische Antriebsenergie für dessen Bewegungssteuerung zu generieren.In Fig. 1 shows a possible embodiment of a control device 1 for electrical Steue tion of the functions of the toy or at least one toy, in particular of at least one toy vehicle 2, is illustrated. The control device 1 is particularly suitable for controlling the movement functions of a toy model in accordance with the wishes of an operator of the control device 1 or in accordance with the control commands of a user of a corresponding toy system with a plurality of electrically operated toys. Movement functions of a toy model or toy vehicle 2 are understood to mean driving movements and / or rotary movements and / or steering movements and / or movements of any function models. Such a functional model can for example be formed by a crane, the crane boom and / or Oberwa conditions and / or rope hooks or the like. Via the control device 1 can be moved or adjusted as desired. So that the various movement functions of a toy vehicle 2 or of a functional model can be carried out remotely, they comprise at least one drive device 3 , in particular at least one electric motor 4 . This electric motor 4 is preferably formed by a direct current motor which can be operated with direct voltage modulated in the pulse width and / or in amplitude and converts supplied electrical voltage into kinetic energy. Instead of supplying pulse-width-modulated voltage for the operation of the at least one electric motor 4 of the toy model, it is of course also possible to generate frequency-modulated electrical drive energy for its movement control.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Steuereinrichtung 1 zur Funktions- bzw. Be wegungssteuerung von spurgeführten Modellfahrzeugen 5 genutzt, wie dies schematisch an gedeutet wurde. Insbesondere eignet sich die Steuereinrichtung 1 zur Steuerung schienenge führter Modelleisenbahnfahrzeuge, wie Modellbahnlokomotiven bzw. Modelleisenbahnzüge, welche auf einem Gleis 6 eines Schienensystems spurgeführt verfahrbar sind.In a preferred embodiment, the control device 1 is used for function or movement control of track-guided model vehicles 5 , as has been indicated schematically. In particular, the control device 1 is suitable for controlling rail-guided model railroad vehicles, such as model railroad locomotives or model railroad trains, which can be moved in a track-guided manner on a track 6 of a rail system.
Abweichend von diesen spurgeführten Modellfahrzeugen 5 ist es selbstverständlich auch möglich, die Steuereinrichtung 1 zur Funktionssteuerung von lenkbaren Spielfahrzeugen mit Kabelfernbedienung zu verwenden. Gleichermaßen ist es selbstverständlich möglich, die Steuereinrichtung 1 zur Steuerung von entlang von vordefinierten Spuren beweglichen Spiel fahrzeugmodellen einzusetzen.Deviating from these track-guided model vehicles 5 , it is of course also possible to use the control device 1 for function control of steerable toy vehicles with cable remote control. Likewise, it is of course possible to use the control device 1 for controlling toy vehicle models that move along predefined tracks.
Die elektrische Steuereinrichtung 1 kann ein in etwa handflächengroßes Gehäuse 7 aufweisen, in welchem zumindest einige der zur Steuerung der Antriebsvorrichtung 3 eines Spielfahrzeu ges erforderlichen elektrischen Komponenten untergebracht sind. Die Dimensionen, insbeson dere die Breiten-, Längen- und Höhenabmessungen des Gehäuses 7 sind dabei derart gewählt, daß die Steuereinrichtung 1 komfortabel in der Hand gehalten und zumindest teilweise von den Fingern eines Benutzers umgriffen werden kann. Zumindest an einer Oberseite 8 des Ge häuses 7 ist wenigstens ein Bedienelement 9 angeordnet. Bevorzugt sind mehrere Bedienele mente 9 in Form von Taster und/oder Schalter und/oder Drehregler und/oder Schieberegler oder dgl. vorgesehen. Ein zentrales Bedienelement 9 der Steuereinrichtung 1 ist durch ein Regelorgan 10 gebildet, welches bevorzugt in Art eines Drehreglers realisiert ist. Selbstver ständlich ist es aber auch möglich, anstelle eines Drehreglers einen Schieberegler als Regelor gan 10 einzusetzen.The electrical control device 1 can have an approximately palm-sized housing 7 , in which at least some of the electrical components required for controlling the drive device 3 of a toy vehicle are accommodated. The dimensions, in particular the width, length and height dimensions of the housing 7 are chosen such that the control device 1 can be comfortably held in the hand and at least partially gripped by the fingers of a user. At least on an upper side 8 of the housing 7 Ge at least one control element 9 is arranged. A plurality of operating elements 9 are preferably provided in the form of buttons and / or switches and / or rotary controls and / or slide controls or the like. A central control element 9 of the control device 1 is formed by a control element 10 , which is preferably implemented in the manner of a rotary controller. Of course, it is also possible to use a slider as Regelor gan 10 instead of a rotary control.
Mit diesem knopfartigen Regelorgan 10 kann bevorzugt sowohl die Bewegungsrichtung als auch die Bewegungsgeschwindigkeit der Antriebsvorrichtung 3 für die jeweilige Bewegungs funktion gewählt- bzw. reguliert werden. Anstelle dieser bevorzugt kombinierten Richtungs- und Geschwindigkeitsregelung einer elektromotorischen Antriebsvorrichtung 3 mittels des zentralen Regelorganes 10 ist es selbstverständlich auch möglich, lediglich die Bewegungsge schwindigkeit über dieses Regelorgan 10 regulieren zu können und über ein separates Bedien element 9, beispielsweise in Form eines Tasters oder Schalters, die Bewegungsrichtung zu wählen bzw. voreinzustellen.With this button-like control element 10 , preferably both the direction of movement and the speed of movement of the drive device 3 can be selected or regulated for the respective movement function. Instead of this preferably combined direction and speed control of an electromotive drive device 3 by means of the central control element 10 , it is of course also possible to regulate only the speed of movement via this control element 10 and via a separate control element 9 , for example in the form of a button or switch, to select or preset the direction of movement.
Befindet sich dabei das bevorzugt kombinierte Regelorgan 10 für die Richtungs- und Ge schwindigkeitswahl in einer in Fig. 1 veranschaulichten Grundstellung 11, welche durch Übereinstimmung bzw. Überdeckung einer gehäuseseitigen Markierung mit einer auf dem Regelorgan 10 angeordneten Markierung erkennbar ist, so ist die jeweils zu steuernde An triebsvorrichtung 3 deaktiviert, d. h. daß dieser Antriebsvorrichtung 3 keine oder nur relativ geringe elektrische Energie zugeführt ist, welche nicht zur Aktivierung der Antriebsvorrich tung 3 ausreicht.If the preferably combined control element 10 for the direction and speed selection is in a basic position 11 illustrated in FIG. 1, which can be recognized by the agreement or overlap of a marking on the housing with a marking arranged on the control element 10 , then this is in each case to controlling to drive device deactivated 3, that is, that this drive device is supplied 3 no or only a relatively low electric power, which does not processing for activating the Antriebsvorrich sufficient. 3
Wird das Regelorgan 10 in Richtung eines Pfeiles 12 bewegt bzw. verdreht, so wird zumin dest eine mit einem Ausgang 13 der Steuereinrichtung 1 verbindbare bzw. daran angeschaltete Antriebsvorrichtung 3 aktiviert bzw. mit bestimmter Drehrichtung in Bewegung versetzt. Je weiter dabei das Regelorgan 10 in Richtung des Pfeiles 12 verdreht wird, desto höher stellt sich die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl an der jeweiligen Antriebsvorrichtung 3 eines Spielfahrzeuges 2 ein. Wird das Regelorgan 10 dabei bis zu einem Anschlag 14 gedreht, so wird die jeweilige Antriebsvorrichtung 3 derart mit elektrischer Energie gespeist, daß sich an dieser in etwa die maximal mögliche bzw. die maximal erlaubte Drehzahl bzw. Drehge schwindigkeit einstellt. Wird das Regelorgan 10 entgegen dem Pfeil 12 wieder in Richtung zur Grundstellung 11 bzw. zur gehäuseseitigen Markierung zurück bewegt, so verlangsamt sich die jeweilige elektromotorische Antriebsvorrichtung 3 kontinuierlich, bis diese bei Ein nahme der Grundstellung 11 schließlich wieder zum Stillstand gebracht wird. Entsprechendes gilt, wenn das Regelorgan 10 ausgehend von der Grundstellung in Richtung eines Pfeiles 15 bewegt wird. Hierbei wird die jeweilige Antriebsvorrichtung 3 in die entgegengesetzte Dreh richtung versetzt und in Abhängigkeit des Stellwinkels des Regelorganes 10 bzw. der Stell weite in Richtung des Pfeiles 15 dessen Geschwindigkeit bzw. Drehzahl erhöht, bis schließ lich bei einem Anschlag 16 die Maximaldrehzahl bzw. Maximalgeschwindigkeit erreicht ist.If the control element 10 is moved or rotated in the direction of an arrow 12 , at least one drive device 3 which can be connected to or connected to an output 13 of the control device 1 is activated or set in motion with a specific direction of rotation. The further the control element 10 is rotated in the direction of the arrow 12 , the higher the rotational speed or rotational speed on the respective drive device 3 of a toy vehicle 2 . If the control member 10 is rotated up to a stop 14 , the respective drive device 3 is fed with electrical energy in such a way that the maximum possible or the maximum permitted speed or rotational speed is set at this. If the control element 10 is moved back against the arrow 12 again in the direction of the basic position 11 or towards the housing-side marking, the respective electromotive drive device 3 slows down continuously until it is finally brought to a standstill when the basic position 11 is taken. The same applies if the control element 10 is moved from the basic position in the direction of an arrow 15 . Here, the respective drive device 3 is displaced in the opposite direction of rotation and, depending on the actuating angle of the control element 10 or the actuating distance in the direction of arrow 15, its speed or speed increases until finally the maximum speed or maximum speed is reached at a stop 16 is.
Für den Fall der Regulierung bzw. Steuerung eines Fahrantriebes bedeutet dies, daß bei Be wegung des Regelorgans 10 in Richtung des Pfeiles 12 beispielsweise eine Rückwärtsbewe gung und bei Bewegung in Richtung des Pfeiles 15 eine Vorwärtsbewegung des jeweiligen Spielfahrzeuges 2 mit von seiner aktuellen Drehwinkelstellung abhängiger Fahrgeschwindig keit ergibt. Die Geschwindigkeit der Bewegung kann dabei ausgehend von der Grundstellung bis zu den Anschlägen 14 bzw. 16 kontinuierlich bzw. möglichst stufenlos gesteigert und re duziert werden.In the case of regulation or control of a traction drive, this means that when the control member 10 moves in the direction of arrow 12, for example, a backward movement and when moving in the direction of arrow 15 a forward movement of the respective toy vehicle 2 with its current rotational angle position dependent driving speed results. The speed of the movement can be increased and reduced continuously or as continuously as possible, starting from the basic position up to the stops 14 or 16 .
Gegebenenfalls kann die Steuereinrichtung 1 auch einen Nothalt 17 umfassen. Dieser Nothalt 17 ist bevorzugt als Schalter oder Taste ausgebildet und vorteilhafterweise im Zentrumsbe reich des scheiben- bzw. knopfförmigen Regelorganes 10 ausgebildet.Optionally, the control device 1 can also include an emergency stop 17 . This emergency stop 17 is preferably designed as a switch or button and advantageously in the center area of the disk-shaped or button-shaped control element 10 .
Weitere optional an der Steuereinrichtung 1 ausgebildete Bedienelemente 9 können beispiels weise Schalter oder Tasten zum bedarfsweisen Aktivieren und Deaktivieren von Zusatzfunk tionen sein. So ist es z. B. möglich, über diese zusätzlichen Bedienelemente 9 Sonderfunktio nen zu betätigen bzw. zu aktivieren. Derartige Sonderfunktionen sind beispielsweise bei der Ansteuerung von Eisenbahnmodellen eine Lokpfeife, ein Rauchgenerator, eine Entkuppe lungsvorrichtung, eine Beleuchtungsvorrichtung, ein Weichen- bzw. Signalantrieb oder dgl.Further control elements 9 optionally formed on the control device 1 can be, for example, switches or buttons for activating and deactivating additional functions as required. So it is z. B. possible to use these additional controls to activate or activate 9 special functions. Such special functions are, for example, in the control of railroad models, a locomotive pipe, a smoke generator, a decoupling processing device, a lighting device, a switch or signal drive or the like.
Optional kann die Steuereinrichtung 1 auch über zumindest ein Anzeigeelement 18 verfügen, welches einerseits als einfaches Leuchtmittel, beispielsweise in Form einer Leuchtdiode, oder auch als Display, beispielsweise in Form einer Siebensegment- oder LCD-Anzeige, ausgebil det ist, realisiert sein kann. Mittels diesem Anzeigelement 18 sind verschiedene Betriebszu stände bzw. die Auswahl einzelner Funktionen visualisierbar. Alternativ ist es selbstverständ lich auch möglich, wenigstens ein Anzeigeelement 18, insbesondere in Form von Leuchtmit teln bzw. LEDs in Bedientasten zu integrieren und via dem Leuchtzustand deren aktuellen Schaltzustand anzuzeigen. Anstelle eigenständiger Anzeigelemente 18 und Bedienelemente ist es selbstverständlich auch möglich, eine kombinierte Ein- und Ausgabevorrichtung in Art eines Touch-Screen vorzusehen. Optionally, the control device 1 can also have at least one display element 18 , which can be implemented on the one hand as a simple illuminant, for example in the form of a light-emitting diode, or as a display, for example in the form of a seven-segment or LCD display. Different operating states or the selection of individual functions can be visualized by means of this display element 18 . Alternatively, it is of course also possible to integrate at least one display element 18 , in particular in the form of lighting means or LEDs, in control buttons and to display their current switching state via the lighting state. Instead of independent display elements 18 and control elements, it is of course also possible to provide a combined input and output device in the manner of a touch screen.
Wesentlich ist, daß die Steuereinrichtung 1 zur Umformung zugeführter elektrischer Span nung und zur Weiterleitung der entsprechend umgeformten Spannung an die Antriebsvorrich tung 3 eines Spielfahrzeuges 2 vorgesehen ist. Insbesondere eignet sich die Steuereinrichtung 1 zur Steuerung von spurgeführten Modellfahrzeugen, wie z. B. Modelleisenbahnen, im soge nannten "Analogbetrieb". Unter "Analogbetrieb" von Modellbahnen ist dabei zu verstehen, daß die am Ausgang 13 der Steuereinrichtung 1 bereitgestellte elektrische Energie bzw. Span nung über eine Kabelverbindung 19 an Schienen 20, 21 des jeweiligen Gleissystems gelegt wird und jedes im gleichen Stromkreis auf diesem Gleissystem befindliche Modellfahrzeug 5 die am Gleis 6 anliegende Spannung abgreift und entsprechend dieser Spannung mit entspre chender Geschwindigkeit in die jeweilige Richtung bewegt wird. Eine selektive Mehrzug steuerung ist mit der beschriebenen Steuereinrichtung 1 demnach nicht ermöglicht.It is essential that the control device 1 for forming supplied electrical voltage and for forwarding the correspondingly formed voltage to the Antriebsvorrich device 3 of a toy vehicle 2 is provided. In particular, the control device 1 is suitable for controlling track-guided model vehicles, such as. B. model trains, in the so-called "analog operation". Under "analog operation" of model railways is to be understood that the electrical energy or voltage provided at the output 13 of the control device 1 is placed over a cable connection 19 on rails 20 , 21 of the respective track system and each model vehicle located in the same circuit on this track system 5 taps off the voltage applied to the track 6 and is moved in accordance with this voltage at a corresponding speed in the respective direction. A selective multiple train control is therefore not possible with the control device 1 described.
Für diesen quasi "Analogbetrieb" des entsprechend zu steuernden Spielfahrzeuges 2 wird die der Steuereinrichtung 1 zugeführte elektrische Energie von der Steuereinrichtung 1 umge formt und über die Kabelverbindung 19 für einen schleifenden Abgriff durch zumindest ein Spielfahrzeug 2 am Gleis 6 bereitgestellt. Diese Bereitstellung der elektrischen Energie am Gleis 6 kann dabei sowohl bei den veranschaulichten, sogenannten Zweileiter- bzw. Gleich stromsystemen als auch bei Dreileiter- bzw. Wechselstromsystemen mit Punktkontakten zwi schen den Schienengleisen erfolgen.For this quasi "analog operation" of the toy vehicle 2 to be controlled accordingly, the electrical energy supplied to the control device 1 is converted by the control device 1 and provided via the cable connection 19 for a sliding tap by at least one toy vehicle 2 on the track 6 . This provision of the electrical energy on the track 6 can take place both in the illustrated, so-called two-wire or DC systems as well as in three-wire or AC systems with point contacts between the rail's rule.
Bevorzugt wird der Steuereinrichtung 1 über einen externen Transformator 22 die elektrische Wechselspannung zugeführt. Der Transformator 22 ist dabei bevorzugt als Steckernetzteil 23 ausgeführt, welches standardmäßig verfügbar ist. Bevorzugt ist dieses Steckernetzteil 23 kurz schluß- bzw. überlastsicher ausgeführt und über eine Kabelverbindung 24 mit einem Eingang 25 der Steuereinrichtung 1 verbindbar. Der Transformator 22 bzw. das Steckernetzteil 23 dient - wie an sich bekannt - dazu, die von einem elektrischen Energieversorgungsnetz bereit gestellte elektrische Spannung in Sicherheitskleinspannung umzuformen und über den Ein gang 25 der Steuereinrichtung 1 zuzuführen. Bevorzugt ist die Kabelverbindung 24 zwischen dem Steckernetzteil 23 und der Steuereinrichtung 1 trennbar. Hierzu umfaßt die Steuerein richtung 1 eine Steckbuchse 26, in welche ein standardmäßiger Stecker 27 des Steckernetz teils 23 bedarfsweise ein- und aussteckbar ist.The control device 1 is preferably supplied with the electrical AC voltage via an external transformer 22 . The transformer 22 is preferably designed as a plug-in power supply 23 , which is available as standard. This plug-in power supply 23 is preferably short-circuit-proof or overload-proof and can be connected via a cable connection 24 to an input 25 of the control device 1 . The transformer 22 or the plug-in power supply 23 serves, as is known per se, to convert the electrical voltage provided by an electrical power supply network into safety extra-low voltage and to supply it to the control device 1 via the input 25 . The cable connection 24 is preferably separable between the plug-in power supply 23 and the control device 1 . For this purpose, the Steuerein device 1 comprises a socket 26 , in which a standard plug 27 of the plug network part 23 can be inserted and removed as required.
Entsprechendes gilt für die Kabelverbindung 19. Auch bei dieser dem Ausgang 13 zugeord neten Kabelverbindung 19 ist ein Stecker 28 ausgebildet, welcher mit einer Steckbuchse 29, die den Ausgang 13 der Steuereinrichtung 1 bildet, verbindbar ist. The same applies to the cable connection 19 . In this case, the output 13 assigned neten cable connection 19 , a plug 28 is formed, which can be connected to a socket 29 , which forms the output 13 of the control device 1 .
Die Steckbuchsen 26, 29 bzw. Stecker 27, 28 sind dabei verwechslungssicher bzw. verpo lungssicher ausgeführt.The sockets 26 , 29 and plugs 27 , 28 are designed to be confusion-proof or spoil-proof.
Die Steuereinrichtung 1 ist somit als sogenannte Kabelfernbedienung für elektrisch antreibba re Spielwaren bzw. Funktionsmodelle vorgesehen und stellt quasi eine kabelgebundene Fern steuervorrichtung für im zu bedienenden Spielzeug integrierte Antriebsvorrichtungen 3 dar.The control device 1 is thus provided as a so-called cable remote control for electrically antreibba re toys or functional models and is more or less a wired remote control device for drive devices 3 integrated in the toys to be operated.
Anstelle der Verwendung eines Steckernetzteiles 23 als Transformator 22, wobei das Stecker netzteil 23 direkt in eine übliche elektrische Steckdose zur Energieversorgung von einphasig betriebenen Haushaltsgeräten einsteckbar ist, ist es selbstverständlich auch möglich, her kömmliche Blocktransformatoren zu verwenden, welche über eine gesonderte Kabelverbin dung an das elektrische Energieversorgungsnetz anschaltbar sind. In jedem Fall sollen jedoch besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um kritische Spannungen am Stecker der Primärseite eines Transformators 22 bei Parallelschaltung mehrere Transformatoren 22 und nur teilweiser Netzanschaltung der Transformatoren 22 auszuschließen.Instead of using a plug-in power supply 23 as a transformer 22 , the plug-in power supply 23 being pluggable directly into a conventional electrical socket for supplying energy to single-phase household appliances, it is of course also possible to use conventional block transformers, which are connected to the via a separate cable connection electrical power supply network can be connected. In any case, however, special precautionary measures should be taken to rule out critical voltages at the plug of the primary side of a transformer 22 when several transformers 22 are connected in parallel and only partial connection of the transformers 22 to the mains.
Bevorzugt ist der Transformator 22 extern zum Gehäuse 7 der Steuereinrichtung 1 angeord net, so daß innerhalb des Gehäuses 7 keine Spannungen oberhalb der wegen elektrischer Stromschläge kritischen Sicherheitskleinspannung vorliegen. Beim Ergreifen von zusätzli chen, strengen Sicherheits- bzw. Isoliermaßnahmen wäre es aber selbstverständlich auch denkbar, den Transformator 22 in das Innere des Gehäuses 7 zu verlagern, obwohl dies - wie erwähnt - mit höherem technischen Aufwand verbunden wäre.The transformer 22 is preferably arranged externally to the housing 7 of the control device 1 , so that there are no voltages within the housing 7 above the safety extra-low voltage critical due to electric shock. When taking additional, strict security or insulation measures, it would of course also be conceivable to move the transformer 22 into the interior of the housing 7 , although - as mentioned - this would be associated with higher technical outlay.
Ein maximaler Regelbereich bzw. Drehwinkel 30 des Regelorganes 10 beträgt 180° bis 320°, vorzugsweise in etwa 270°, wobei die linke Teilhälfte des Regelbereiches - gemäß Pfeil 12 - für eine erste Dreh- bzw. Bewegungsrichtung vorgesehen ist und die zweite Teilhälfte des Regelbereiches - gemäß Pfeil 15 - für die dazu entgegengesetzte Dreh- bzw. Bewegungs richtung bestimmt ist.A maximum control range or angle of rotation 30 of the control element 10 is 180 ° to 320 °, preferably approximately 270 °, the left part of the control range - according to arrow 12 - being provided for a first direction of rotation or movement and the second part of the control range - According to arrow 15 - is intended for the opposite direction of rotation or movement.
In Fig. 2 ist ein Prinzipschaltbild einer Ausführungsform der Steuereinrichtung 1 bzw. des gegenständlichen Handbediengerätes gezeigt. Zumindest die in vollen Linien dargestellten elektrischen Komponenten sind dabei innerhalb des vorzugsweise elektrisch isolierenden, bevorzugt aus Kunststoff bestehenden Gehäuses 7 - Fig. 1 - angeordnet.In Fig. 2 is a schematic diagram of an embodiment of the control device 1 or of the subject hand-held terminal is shown. At least the electrical components shown in full lines are arranged within the preferably electrically insulating, preferably plastic housing 7 - FIG. 1.
Wie eindeutig zu erkennen ist, umfaßt eine elektrische Schaltung 31 im Gehäuse 7 - Fig. 1 - den Eingang 25 zur bevorzugt externen Zufuhr elektrischer Wechselspannung ausgehend von einem externen Transformator 22 - Fig. 1. Die der Schaltung 31 zugeführte Wechselspannung liegt dabei im Bereich der sogenannten Sicherheitskleinspannung. Der Effektivwert der Wechselspannung, wie sie der von einer Hand eines Bedieners aufnehmbaren Steuereinrich tung 1 zugeführt wird, beträgt somit in etwa max. 24 V. Die Steuereinrichtung 1 fungiert qua si als Gleichspannungsregler und kann die abgangsseitig anliegende Ausgangsspannung bzw. Ausgangsleistung angehoben und abgesenkt werden. Die Drehzahl eines damit versorgten Elektromotors 4 kann über diese variable Ausgangsspannung nahezu stufenlos reguliert wer den. Der Regelbereich der Ausgangsspannung kann beispielsweise zwischen in etwa 0 V und 14 V Gleichspannung betragen.As can be clearly seen, an electrical circuit 31 in the housing 7 - FIG. 1 - comprises the input 25 for the preferably external supply of electrical AC voltage from an external transformer 22 - FIG. 1. The AC voltage supplied to the circuit 31 is in the range of so-called safety extra-low voltage. The effective value of the AC voltage, as supplied to the control device 1 which can be picked up by a hand of an operator, is thus approximately max. 24 V. The control device 1 functions as a DC voltage regulator and the output voltage or output power applied on the output side can be raised and lowered. The speed of an electric motor 4 supplied with it can be regulated almost continuously via this variable output voltage. The control range of the output voltage can be between approximately 0 V and 14 V DC voltage, for example.
Der Eingang 25 umfaßt wenigstens zwei Eingangskontakte 32, 33, welche bevorzugt an der Steckbuchse 26 - Fig. 1 - ausgebildet sind. Diese Eingangskontakte 32, 33 können jedoch auch als Eingangsklemmen für Kabelenden vorgesehen sein. Die Eingangskontakte 32, 33 sind über Leitungen 34, 35 mit den Wechselspannungseingängen eines Brückengleichrichters 36 verbunden. Dieser Brückengleichrichter 36 kann dabei, wie an sich bekannt, durch vier oder durch ein mehrzahliges von vier zusammengeschalteten Halbleiterdioden diskret aufge baut sein oder durch einen einstückigen Brückengleichrichter 36 mit integrierten Halbleiter dioden gebildet sein. Der Brückengleichrichter 36 dient zur Vollweggleichrichtung der über den Eingang 25 zugeführten elektrischen Wechselspannung. Der Brückengleichrichter 36 stellt dabei an einem ersten Ausgang 37 und an einem zweiten Ausgang 38 die entsprechende, aus der zugeführten Wechselspannung gebildete Gleichspannung zur Verfügung. Diese Gleichspannung ist im Regelfall durch aufeinanderfolgende, sinusförmige Halbwellen jeweils gleicher Polarität gebildet. Die am Ausgang 37, 38 bereitgestellte Gleichspannung des Brü ckengleichrichters kann also als pulsierend bezeichnet werden. Obwohl es keineswegs zwin gend erforderlich ist, kann am Ausgang 37, 38 des Brückengleichrichters 36 auch eine optio nale Glättungsvorrichtung 39 vorgesehen sein, wie dies in strichlierten Linien dargestellt ist. Im einfachsten Fall ist diese Glättungsvorrichtung 39 durch einen Kondensator 40, beispiels weise durch einen Elektrolytkondensator, gebildet.The input 25 comprises at least two input contacts 32 , 33 , which are preferably formed on the socket 26 - FIG. 1. However, these input contacts 32 , 33 can also be provided as input terminals for cable ends. The input contacts 32 , 33 are connected via lines 34 , 35 to the AC voltage inputs of a bridge rectifier 36 . This bridge rectifier 36 can, as is known per se, be constructed discretely by four or by a plurality of four interconnected semiconductor diodes or be formed by a one-piece bridge rectifier 36 with integrated semiconductor diodes. The bridge rectifier 36 is used for full-wave rectification of the electrical AC voltage supplied via the input 25 . The bridge rectifier 36 provides the corresponding direct voltage formed from the supplied alternating voltage at a first output 37 and at a second output 38 . This DC voltage is generally formed by successive, sinusoidal half-waves of the same polarity. The DC voltage of the bridge rectifier provided at the output 37 , 38 can therefore be referred to as pulsating. Although it is by no means absolutely necessary, an optional smoothing device 39 can also be provided at the output 37 , 38 of the bridge rectifier 36 , as is shown in broken lines. In the simplest case, this smoothing device 39 is formed by a capacitor 40 , for example by an electrolytic capacitor.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird am ersten Ausgang 37 des Brückengleichrichters 36 das positive Potential und an seinem zweiten Ausgang 38 das negative Potential der Gleich spannung bereitgestellt.In the exemplary embodiment shown, the positive potential is provided at the first output 37 of the bridge rectifier 36 and the negative potential of the direct voltage is provided at its second output 38 .
In der Schaltung 31 ist neben dem Brückengleichrichter 36 zur Vollweggleichrichtung zu sätzlich noch eine Diode bzw. Halbleiterdiode 41 zur Einweggleichrichtung vorgesehen. Die se Halbleiterdiode 41 zur Einweggleichrichtung von am Eingang 25 anliegender Wechsel spannung kann dabei durch den gleichen Bauteiltyp gebildet sein, wie er auch für den Brü ckengleichrichter 36 zur Vollweggleichrichtung eingesetzt wird. Hierzu ist ein Anschluß der Halbleiterdiode 41, beispielsgemäß die Kathode der Halbleiterdiode 41, mit dem Eingangs kontakt 32 leitungsverbunden. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Halbleiterdiode 41, insbesondere dessen Kathode, mit dem Eingangskontakt 33 des Einganges 25 zu verbinden.In addition to the bridge rectifier 36 for full-wave rectification, a diode or semiconductor diode 41 is also provided in the circuit 31 for one-way rectification. The semiconductor diode 41 for one-way rectification of AC voltage present at the input 25 can be formed by the same component type as is also used for the bridge rectifier 36 for full-wave rectification. For this purpose, a connection of the semiconductor diode 41 , for example the cathode of the semiconductor diode 41 , is line-connected to the input contact 32 . Of course, it is also possible to connect the semiconductor diode 41 , in particular its cathode, to the input contact 33 of the input 25 .
Anstelle eine eigenständige Halbleiterdiode 41 zur Einweggleichrichtung von Wechselspan nung zu verwenden, ist es selbstverständlich auch möglich, eine einzelne oder zwei in Durch flußrichtung geschaltete Dioden des Brückengleichrichters 36 als Mittel zur Einweggleich richtung zu verwenden. Dabei werden einzelne Dioden des Brückengleichrichters 36 wechsel weise von Vollweggleichrichtung auf Einweggleichrichtung und umgekehrt umgeschaltet. Ei ne der eigenständigen optionalen Halbleiterdiode 41 entsprechende Diode des Brückengleich richters 36 ist gemäß Fig. 2 durch dessen obere Diode im linken Brückenzweig gebildet. Zur Realisierung einer entsprechenden Doppelnutzung von Halbleiterdioden für Einweg- und Voll weggleichrichtung kann ein Schaltelement, insbesondere ein Öffner- bzw. Schließerkontakt, vorgesehen sein. Dieser ist an der entsprechenden Stelle in einem der Brückenzweige, insbe sondere im oberen Brückenzweig des Brückengleichrichters 36 gemäß Fig. 2 einzusetzen.Instead of using an independent semiconductor diode 41 for one-way rectification of AC voltage, it is of course also possible to use a single or two diodes of the bridge rectifier 36 connected in the flow direction as a means for one-way rectification. Individual diodes of the bridge rectifier 36 are alternately switched from full-wave rectification to one-way rectification and vice versa. Egg ne of the independent optional semiconductor diode 41 corresponding diode of the bridge rectifier 36 is formed according to FIG. 2 by its upper diode in the left branch of the bridge. A switching element, in particular a normally closed or normally open contact, can be provided to implement a corresponding double use of semiconductor diodes for one-way and full-way rectification. This is to be used at the corresponding point in one of the bridge branches, in particular in the upper bridge branch of the bridge rectifier 36 according to FIG. 2.
Die elektrische Schaltung der Steuereinrichtung 1 umfaßt einerseits also Mittel zur Vollweg gleichrichtung, insbesondere den Brückengleichrichter 36, und Mittel zur Einweggleichrich tung, insbesondere wenigstens eine Halbleiterdiode 41 zur Einweggleichrichtung zugeführter Wechselspannung. Wesentlich ist, daß während des Betriebes bzw. während des Einsatzes der Steuereinrichtung 1 eine Umschaltung von Einweggleichrichtung auf Vollweggleichrichtung vorgenommen werden kann. Diese Umschaltung ist dabei für den Bediener bzw. Anwender der Steuereinrichtung 1 an sich nicht bemerkbar bzw. erfolgt diese Umschaltung bei der Be dienung der Steuereinrichtung 1 bzw. des Regelorganes 10 automatisch. Der Bediener muß also keinerlei Schalter bzw. Taster betätigen, um die Umschaltung von Einweggleichrichtung auf Vollweggleichrichtung oder umgekehrt zu bewerkstelligen, sondern erfolgt diese Um schaltung automatisch während der Bedienung des vorzugsweise als Drehregler ausgebildeten Regelorganes 10 - Fig. 1. Die Umschaltung von Einweggleichrichtung auf Vollweggleich richtung und umgekehrt erfolgt insbesondere in Abhängigkeit der Stellung, insbesondere der Drehwinkelstellung, des Regelorganes 10 - Fig. 1. The electrical circuit of the control device 1 thus includes means for full-wave rectification, in particular the bridge rectifier 36 , and means for one-way rectification, in particular at least one semiconductor diode 41 for one-way rectification supplied AC voltage. It is essential that a switch from one-way rectification to full-path rectification can be carried out during operation or during use of the control device 1 . This switching is for the operator or user of the control device 1 itself is not noticeable and this switching takes place at the loading of the control device 1 and the control organ 10 dienung automatically. Thus, the operator has to operate any switches or buttons to the switching from half-wave rectification in full-wave rectification to effect, or vice versa, but instead takes this order circuit automatically during operation of the control organ 10 is preferably embodied as a rotary knob - Fig. 1. The switching from half-wave rectification on Vollweggleich direction and vice versa takes place in particular as a function of the position, in particular the angle of rotation position, of the control element 10 - FIG. 1.
Hierzu ist ein elektrisches Schaltelement 42 vorgesehen, das mit dem Regelorgan 10 bewe gungsgekoppelt ist bzw. via das Regelorgan 10 betätigbar ist.For this purpose, an electrical switching element 42 is provided, which is motion-coupled to the control element 10 or can be actuated via the control element 10 .
Dieses Schaltelement 42 ist in Art eines Umschalters 43 ausgebildet, welcher wechselweise zwischen dem Mittel zur Einweggleichrichtung, insbesondere der Halbleiterdiode 41, und dem Mittel zur Vollweggleichrichtung, insbesondere dem Brückengleichrichter 36, umschal ten kann.This switching element 42 is designed in the manner of a switch 43 , which can alternately switch between the means for one-way rectification, in particular the semiconductor diode 41 , and the means for full-wave rectification, in particular the bridge rectifier 36 .
Im gezeigten Prinzipschaltbild gemäß Fig. 2 ist die Schaltposition des Schaltelementes 42 auf Vollweggleichrichtung eingestellt. Hierbei ist das Schaltelement 42 einerseits mit dem zwei ten Ausgang 38 des Brückengleichrichters 36 und andererseits mit einem Ausgangskontakt 44 am Ausgang 13 verbunden. Ist hingegen das Schaltelement 42 auf Einweggleichrichtung um geschaltet, so verbindet es den verbleibenden Anschluß der Halbleiterdiode 41, insbesondere dessen Anode 45, mit dem Ausgangskontakt 44 am Ausgang 13 der Steuereinrichtung 1.In the illustrated schematic diagram of FIG. 2, the switching position of the switching element 42 is set to full-wave rectification. Here, the switching element 42 is connected on the one hand to the two th output 38 of the bridge rectifier 36 and on the other hand to an output contact 44 at the output 13 . If, on the other hand, the switching element 42 is switched to one-way rectification, it connects the remaining connection of the semiconductor diode 41 , in particular its anode 45 , to the output contact 44 at the output 13 of the control device 1 .
Symbolisiert man das wechselweise Umschaltverhalten des Schaltelementes 42 als Umschal ter 43, so ist dessen Wurzel 46, d. h. ein den beiden Korrespondierenden 47, 48 zugeordneter Anschluß 49 des Umschalters 43 mit einem der beiden Ausgangskontakte, beispielsgemäß mit dem Ausgangskontakt 44 am Ausgang 13 der Steuereinrichtung 1, verbunden.If the alternating switching behavior of the switching element 42 is symbolized as a switch 43 , its root 46 , ie a connection 49 of the switch 43 assigned to the two corresponding 47 , 48 , is connected to one of the two output contacts, for example with the output contact 44 at the output 13 of the control device 1 , connected.
Bevorzugt ist das Schaltelement 42 durch Schleifkontaktschalter gebildet, wobei das mit dem Regelorgan 10 - Fig. 1 - bewegungsgekoppelte Element durch eine Kontaktbrücke 50 gebil det ist.The switching element 42 is preferably formed by sliding contact switches, wherein the element coupled to the control element 10 - FIG. 1 - is formed by a contact bridge 50 .
Anstelle der Ausbildung des Umschalters 43 mittels elektrischer Kontakte ist es selbstver ständlich auch möglich, nach optischem, induktivem oder nach einem sonstigen physikali schen Prinzip arbeitende Umschalter zu realisieren.Instead of the formation of the switch 43 by means of electrical contacts, it is of course also possible to implement switches operating according to optical, inductive or other physical principles.
Ein erstes Potential der einweg- oder vollweggleichgerichteten Spannung steht also via das Schaltelement 42 am Ausgang 13, beispielsgemäß am zweiten Ausgangskontakt 44 des Aus gangs 13 an. Ein Bezugspotential bzw. zweites Potential der in Abhängigkeit der Stellung des Schaltelementes 42 einweg- oder vollweggleichgerichteten Gleichspannung kann direkt am Ausgang 37 des Brückengleichrichters 36 abgenommen und an einem ersten Ausgangskon takt 51 des Ausgangs 13 bereitgestellt werden, wie dies mit einer strichlierten Linie 52 ange deutet wurde. Thus, a first potential of the one-way or full-wave rectified voltage is available via the switching element 42 at the output 13, for example in accordance with the second output contact 44 of the off passage 13 at. A reference potential or second potential of the one-way or full-wave rectified DC voltage, depending on the position of the switching element 42, can be taken directly from the output 37 of the bridge rectifier 36 and provided at a first output contact 51 of the output 13 , as indicated by a broken line 52 has been.
Bevorzugt ist jedoch an einem der beiden Gleichstrom-Ausgänge des Brückengleichrichters 36, beispielsgemäß an dessen Ausgang 37, zusätzlich wenigstens ein Bauelement 53 zur Spannungsabsenkung, insbesondere zur Absenkung der Amplitude der Gleichspannung und/oder der Pulsweite der pulsierenden Gleichspannung, angeschlossen. Bevorzugt ist dieses Bauelement 53 zur stufenweisen bzw. nahezu stufenlosen Absenkung der Leistung, insbeson dere der Amplitude und/oder der Pulsweite der Gleichspannung, durch eine Serienschaltung 54 mehrerer Halbleiterdioden 55 bis 63 gebildet. Die Anzahl der in Serie geschalteten Halb leiterdioden 55 bis 63 hängt dabei grundsätzlich vom gewünschten Regelbereich bzw. vom erforderlichen Absenkungsbereich der elektrischen Leistung bzw. von der Höhe oder Ampli tude der zugeführten Gleichspannung ab. Üblicherweise sind diese Halbleiterdioden 55 bis 63 durch Silizium-Dioden gebildet, wodurch sich bei jeder Halbleiterdiode 55 bis 63 ein Span nungsabfall in Höhe der jeweiligen Durchflußspannung, d. h. in etwa von 0,7 V, einstellen kann. Durch die Reihenschaltung mehrerer Halbleiterdioden 55 bis 63 kann daher die Höhe des gewünschten Spannungsabfalls in Stufen von ca. 0,7 V eingestellt bzw. reguliert werden.However, at least one component 53 for lowering the voltage, in particular for lowering the amplitude of the DC voltage and / or the pulse width of the pulsating DC voltage, is preferably connected to one of the two DC outputs of the bridge rectifier 36 , for example to its output 37 . This component 53 is preferably formed by a series circuit 54 of a plurality of semiconductor diodes 55 to 63 for the step-wise or almost stepless reduction of the power, in particular the amplitude and / or the pulse width of the DC voltage. The number of semiconductor diodes 55 to 63 connected in series basically depends on the desired control range or the required reduction range of the electrical power or on the level or amplitude of the DC voltage supplied. Usually, these semiconductor diodes 55 to 63 are formed by silicon diodes, whereby a voltage drop in the amount of the respective flow voltage, ie approximately 0.7 V, can be set for each semiconductor diode 55 to 63 . By connecting several semiconductor diodes 55 to 63 in series , the level of the desired voltage drop can therefore be set or regulated in steps of approximately 0.7 V.
Anstelle der Verwendung von Silizium-Dioden ist es selbstverständlich auch möglich, Ger manium-Dioden mit einem Spannungsabfall von 0,3 bis 0,4 V bzw. Zenerdioden mit ander wertiger Durchflußspannung einzusetzen. Je geringer die Durchflußspannung der gewählten Halbleiterdioden 55 bis 63 ist, desto feinstufiger kann die Spannungsregelung vorgenommen werden.Instead of using silicon diodes, it is of course also possible to use Gerium diodes with a voltage drop of 0.3 to 0.4 V or Zener diodes with a different flow rate value. The lower the flow voltage of the selected semiconductor diodes 55 to 63 , the finer the voltage regulation can be carried out.
In einer verschlechterten Ausführungsform wäre es auch möglich, das Bauelement 53 zur Spannungsabsenkung durch einen Regelwiderstand, insbesondere durch ein Potentiometer oder durch eine Widerstandsdekade, zu bilden. Hierbei stellt sich jedoch am jeweiligen Widerstand ein vom Stromfluß abhängiger Spannungsabfall ein, wodurch diese Ausführung nur bedingt einsetzbar ist.In a worsened embodiment, it would also be possible to form the component 53 for voltage reduction by means of a variable resistor, in particular a potentiometer or a decade of resistance. Here, however, a voltage drop dependent on the current flow occurs at the respective resistor, which means that this design can only be used to a limited extent.
Der Vorteil bei der Verwendung von Halbleiterdioden 55 bis 63 liegt darin, daß der Span nungsabfall an jeder Diode weitgehendst unabhängig vom Stromfluß durch die Diode ist und sich Halbleiterdioden 55 bis 63 somit besser für eine lineare, vom Stromfluß am Ausgang 13 möglichst unabhängige Spannungsregelung eignen.The advantage of using semiconductor diodes 55 to 63 is that the voltage drop at each diode is largely independent of the current flow through the diode and semiconductor diodes 55 to 63 are therefore better suited for a linear voltage control that is as independent as possible of the current flow at output 13 .
Diese Serienschaltung 54 der Halbleiterdioden 55 bis 63 ist in Durchflußrichtung an den er sten Ausgang 37 des Brückengleichrichters 36 angeschlossen. Zwischen den einzelnen in Serie geschalteten Halbleiterdioden 55 bis 63 sowie am Ende und bevorzugt auch am Beginn dieser Serienschaltung 54 sind einzelne Abgreifkontakte 64 bis 73 ausgebildet.This series circuit 54 of the semiconductor diodes 55 to 63 is connected in the flow direction to the most output 37 of the bridge rectifier 36 . Individual tapping contacts 64 to 73 are formed between the individual semiconductor diodes 55 to 63 connected in series and at the end and preferably also at the beginning of this series connection 54 .
Wahlweise einer dieser Abgreifkontakte 64 bis 73 steht dabei in Abhängigkeit der Stellung, insbesondere der Drehwinkelstellung des Regelorganes 10 - Fig. 1 - mit einem weiteren Schaltelement 74 in Kontakt bzw. sind diese Abgreifkontakte 64 bis 73 Teil dieses Schaltele mentes 74. Die Abgreifkontakte 64 bis 73 sind dabei zur besseren Kennzeichnung zusätzlich mit den Angaben S1 bis S10 versehen worden. Über diese einzelnen Abgreifkontakte 64 bis 73 können unterschiedliche elektrische Leistungen der Gleichspannung am Ausgang 13 be reitgestellt werden. Diese Abgreifkontakte 64 bis 73 repräsentieren unterschiedliche Lei stungsstufen am Ausgang 13 der Steuereinrichtung 1. Für den Fall der Geschwindigkeitsre gelung einer Antriebsvorrichtung 3, insbesondere eines Fahrantriebes eines Spielfahrzeuges 2, können diese Stufen daher als Schalt- bzw. Fahrstufen bezeichnet werden.Optionally, one of these tapping contacts 64 to 73 is, depending on the position, in particular the rotational angle position of the control element 10 - FIG. 1 - in contact with a further switching element 74 or these tapping contacts 64 to 73 are part of this switching element 74 . The tapping contacts 64 to 73 have been provided with information S1 to S10 for better identification. About these individual tapping contacts 64 to 73 different electrical powers of the DC voltage at the output 13 can be provided. These tapping contacts 64 to 73 represent different performance levels at the output 13 of the control device 1 . In the case of speed control of a drive device 3 , in particular a traction drive of a toy vehicle 2 , these stages can therefore be referred to as switching or driving stages.
Das Schaltelement 74 stellt eine Art Mehrstufenwahlschalter dar, nachdem einer der verfüg baren Abgreifkontakte 64 bis 73 mit einem Abgangskontakt 75 des Schaltelementes 74 lei tend verbunden werden kann. Dieser Abgangskontakt 75 stellt wiederum eine sogenannte "Wurzel" des mehrstufigen Schaltelementes 74 dar.The switching element 74 represents a kind of multi-stage selector switch after one of the available tap contacts 64 to 73 can be connected to an outgoing contact 75 of the switching element 74 . This outgoing contact 75 in turn represents a so-called "root" of the multi-stage switching element 74 .
Dieser Abgangskontakt 75 des zweiten Schaltelementes 74 führt dann zum ersten Ausgangs kontakt 51 der Steuereinrichtung 1.This outgoing contact 75 of the second switching element 74 then leads to the first output contact 51 of the control device 1st
Auch das zweite Schaltelement 74 ist bevorzugt durch eine einfache Kontaktbrücke 76 gebil det, welche wahlweise einen der Abgreifkontakte 64 bis 73 zwischen den Halbleiterdioden 55 bis 63 mit dem Abgangskontakt 75 bzw. dem Ausgangskontakt 51 elektrisch leitend zu ver binden vermag. Wie mit den in vollen und in strichlierten Linien angedeuteten Pfeilen veran schaulicht, steht die Kontaktbrücke 76 in Abhängigkeit der Stellung, insbesondere der Dreh winkelstellung des Regelorganes 10 - Fig. 1 - mit einem der Vielzahl an Abgreifkontakten 64 bis 73 in elektrisch leitender Verbindung. Steht die Kontaktbrücke 76 des Schaltelementes 74 dabei mit dem Abgreifkontakt 64 in Verbindung, so ist das Bauelement 53 zur Spannungsab senkung quasi deaktiviert bzw. kurzgeschlossen und liegt die volle, im Anschluß an die Ein weggleichrichtung E oder Vollweggleichrichtung V verfügbare elektrische Leistung am Aus gangskontakt 51 an. Die letztgenannte Schaltstellung entspricht dabei grundsätzlich jenem Zustand, wie er bei Ausbildung einer Verdrahtung gemäß der strichlicherten Linie 52 ebenso erzielbar ist. The second switching element 74 is preferably formed by a simple contact bridge 76 , which can selectively connect one of the tapping contacts 64 to 73 between the semiconductor diodes 55 to 63 to the outgoing contact 75 and the output contact 51 in an electrically conductive manner. As illustrated by the arrows indicated in full and in dashed lines, the contact bridge 76 is in dependence on the position, in particular the angular position of the control element 10 - Fig. 1 - with one of the plurality of tapping contacts 64 to 73 in electrically conductive connection. If the contact bridge 76 of the switching element 74 is in connection with the tapping contact 64 , the component 53 for voltage reduction is quasi deactivated or short-circuited and lies the full electrical power available at the output contact 51 following the one-way rectification E or full-wave rectification V. on. The last-mentioned switching position basically corresponds to the state which can also be achieved when wiring is formed according to the dashed line 52 .
Ausgehend von der Schaltstellung S1, bei welcher der Abgreifkontakt 64 aktiv bzw. belegt ist, in Richtung zur Schaltstellung S10, bei welcher der Abgreifkontakt 73 durch die Kontakt brücke 76 des Schaltelementes 74 belegt ist, verringert sich die am Ausgang 13 bereitgestellte elektrische Spannung bzw. Leistung für eine daran anzuschaltende, elektromotorische An triebsvorrichtung 3, wie dies nachfolgend noch näher erläutert werden wird.Starting from the switching position S1, in which the tapping contact 64 is active or occupied, in the direction of the switching position S10, in which the tapping contact 73 is occupied by the contact bridge 76 of the switching element 74 , the electrical voltage provided at the output 13 or Power for an electric motor drive device 3 to be connected to it , as will be explained in more detail below.
Wesentlich ist, daß das optionale Schaltelement 74 ebenso wie das erste Schaltelement 42 via das gemeinsame Regelorgan 10 gleichzeitig betätigt bzw. bewegt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktbrücke 50 des ersten Schaltelementes 42 gemeinsam mit der Kontaktbrücke 76 des zweiten Schaltelementes 74 auf dem zentralen Regelorgan 10 - Fig. 1 - gelagert bzw. durch dieses betätigbar oder umschaltbar. Diese Kopplung, insbesondere die Bewegungskopplung der Schaltelemente 42, 74 ist durch eine strichlierte Linie 77 veran schaulicht worden.It is essential that the optional switching element 74 , like the first switching element 42 , is actuated or moved simultaneously via the common control element 10 . In a preferred embodiment, the contact bridge 50 of the first switching element 42 is mounted together with the contact bridge 76 of the second switching element 74 on the central control element 10 - FIG. 1 - or can be actuated or switched over by this. This coupling, in particular the movement coupling of the switching elements 42 , 74, has been illustrated by a dashed line 77 .
Die einzelnen Halbleiterdioden 55 bis 63 bzw. Abgreifkontakte 64 bis 73 werden dabei vom Schaltelement 74 bevorzugt nicht immer aufeinanderfolgend bzw. lückenlos beschaltet, son dern derart abgegriffen, daß sich vor allem auch bei der Umschaltung von Einweggleichrich tung E auf Vollweggleichrichtung V und umgekehrt via das Schaltelement 42 eine lineare Regelung bzw. eine möglichst gleichförmige bzw. stufenlose Kennlinie für die Antriebsvor richtung 3 ergibt.The individual semiconductor diodes 55 to 63 or tapping contacts 64 to 73 are preferably not always connected sequentially or without gaps by the switching element 74 , but tapped in such a way that, especially when switching from one-way rectification device E to full-wave rectification device V and vice versa, via the Switching element 42 results in a linear control or a possibly uniform or stepless characteristic for the Antriebsvor direction 3 .
Insgesamt besitzt das schematisch veranschaulichte Ausführungsbeispiel der Steuereinrich tung 1 elf Regel- bzw. Fahrstufen. Bei den drei höchsten Regel- bzw. Fahrstufen wird die Versorgungsspannung für einen Verbraucher bzw. eine elektromotorische Antriebsvorrich tung 3 vollweggleichgerichtet und es werden die Abgreifkontakte 68 (S5), 66 (S3) und 64 (S1) verwendet, wie dies auch durch den Buchstaben "V" für Vollweggleichrichtung kennt lich gemacht wurde. Bei den acht niederen Regel- bzw. Fahrstufen wird die zugeführte Wech selspannung einweggleichgerichtet - das Schaltelement 42 befindet sich dabei in Schaltstel lung E - und es werden die Abgreifkontakte 73 (S10), 72 (S9), 71 (S8), 70 (S7), 69 (S6), 68 (S5), 67 (S4) und 65 (S2) verwendet. Wesentlich ist an dieser teilweise sprunghaften Beschal tung der Abgreifkontakte 64 bis 73 in Abhängigkeit der Fahrstufen und der Einweg- bzw. Vollweggleichrichtung, daß sich dadurch eine nahezu linear ansteigende bzw. abfallende Lei stungs- bzw. Energiekennlinie bzw. Drehzahl an der angeschalteten Antriebsvorrichtung 3 (siehe Fig. 1) einstellt. Aus dem Vorhergehenden ist auch klar zu erkennen, daß einzelne Ab griffe, insbesondere der Abgreifkontakt 68 (S5), sowohl bei aktivierter Einweggleichrichtung E als auch bei aktivierter Vollweggleichrichtung V vom Schaltelement 74 kontaktiert werden.Overall, the schematically illustrated embodiment of the Steuereinrich device 1 has eleven control or driving stages. At the three highest control or speed levels, the supply voltage for a consumer or an electromotive drive device 3 is fully rectified and the tapping contacts 68 (S5), 66 (S3) and 64 (S1) are used, as is also indicated by the letter "V" for full-wave rectification has been identified. At the eight lower control or speed levels, the AC voltage supplied is rectified one-way - the switching element 42 is in switch position E - and the tapping contacts 73 (S10), 72 (S9), 71 (S8), 70 (S7 ), 69 (S6), 68 (S5), 67 (S4) and 65 (S2) are used. It is essential to this partially erratic circuitry of the tapping contacts 64 to 73 depending on the speed steps and the one-way or full-way rectification that this results in an almost linearly increasing or decreasing power or energy characteristic or speed on the connected drive device 3 ( see Fig. 1) sets. From the foregoing it can also be clearly seen that individual grips, in particular the tapping contact 68 (S5), are contacted by the switching element 74 both when the one-way rectification E is activated and when the full-path rectification V is activated.
Grundsätzlich ist festzuhalten, daß bei den höchsten Fahr- bzw. Regelstufen, bei welchen am Ausgang 13 die vergleichsweise größte elektrische Leistung zur Verfügung steht, das Schal telement 42 auf Vollweggleichrichtung V eingestellt ist und die in Stromflußrichtung ersten Abgreifkontakte 64, 66, 68 des Bauelementes 53 zur Spannungsabsenkung genutzt werden. Bei den niedrigen Fahr- bzw. Regelstufen, bei welchen vergleichsweise weniger elektrische Leistung am Ausgang 13 bereitgestellt werden soll, ist das Schaltelement 42 auf Einweg gleichrichtung E eingestellt und werden vergleichsweise mehr Abgriffe, insbesondere die Ab greifkontakte 73, 72, 71, 70, 69, 68, 67 und 65 genutzt. Daraus ist klar zu erkennen, daß die Schaltung 31 bei den niedrigeren Fahr- bzw. Regelstufen, insbesondere im Langsamfahrbe trieb, einerseits auf Einweggleichrichtung E eingestellt ist und im Vergleich zur Vollweg gleichrichtung V relativ viele der vorhandenen Abgriffe des Bauelementes 53 zur wahlweisen Anschaltung für die Spannungsabsenkung zur Verfügung gestellt sind. Diese Maßnahmen ergeben ein besonders gutes Steuerverhalten, welches mit einer linearen Regelung bzw. mit einer nahezu stufenlosen Regelung via einen Regeltransformator vergleichbar ist.Basically, it should be noted that at the highest speed or control levels, at which the comparatively greatest electrical power is available at the output 13 , the scarf telement 42 is set to full-wave rectification V and the first tapping contacts 64 , 66 , 68 of the component in the direction of current flow 53 can be used to lower the voltage. At the low speed or control levels, at which comparatively less electrical power is to be provided at the output 13 , the switching element 42 is set to one-way rectification E and comparatively more taps, in particular the tapping contacts 73 , 72 , 71 , 70 , 69 , 68 , 67 and 65 are used. From this it can be clearly seen that the circuit 31 operated at the lower speed or control levels, especially in slow driving, on the one hand is set to one-way rectification E and compared to the full-travel rectification V relatively many of the existing taps of the component 53 for optional connection for the Lowering voltage are provided. These measures result in a particularly good control behavior, which is comparable with a linear control or with an almost infinitely variable control via a control transformer.
Wesentlich ist, daß die Polarität der Gleichspannung am Ausgang 13 in Abhängigkeit der Stellung des Regelorganes 10 veränderbar ist. Hierzu werden die Ausgangskontakte 44, 51 schaltungstechnisch quasi ausgekreuzt, wie dies mit den in strichlierten Linien dargestellten Kontaktbrücken 50, 76 veranschaulicht wurde. Insbesondere werden dabei die Wurzeln der Schaltelemente 42, 74 bzw. der Anschluß 49 und der Abgangskontakt 75 der beiden Schalt elemente 42, 74 ausgetauscht bzw. quasi überkreuzt. Diese Umpolung der Ausgangsspannung bzw. Gleichspannung am Ausgang 13 ist dabei mit dem Regelorgan 10 gekoppelt und erfolgt automatisch beim Wechsel des Regelorganes 10 von der ersten bzw. linken Regelbereichs hälfte auf die zweite bzw. rechte Regelbereichshälfte und umgekehrt, wie dies nachfolgend noch näher beschrieben wird.It is essential that the polarity of the DC voltage at the output 13 can be changed as a function of the position of the control element 10 . For this purpose, the output contacts 44 , 51 are virtually crossed out in terms of circuitry, as was illustrated by the contact bridges 50 , 76 shown in dashed lines. In particular, the roots of the switching elements 42 , 74 or the terminal 49 and the outgoing contact 75 of the two switching elements 42 , 74 are replaced or quasi crossed. This polarity reversal of the output voltage or DC voltage at the output 13 is coupled to the control element 10 and takes place automatically when the control element 10 changes from the first or left control range half to the second or right control range half and vice versa, as will be described in more detail below ,
Aus der Prinzipschaltung gemäß Fig. 2 ist weiters zu erkennen, daß bei aktivierter Einweg gleichrichtung E der Strompfad bzw. der Ausgangsstrom auch über eine einzelne Diode des Brückengleichrichters 36 verläuft. Dadurch stellt sich im Betriebszustand mit Einweggleich richtung stets auch ein relativ geringer Spannungsabfall an einer Diode des Brückengleich richters 36 ein.From the basic circuit according to FIG. 2 it can also be seen that when the one-way rectification E is activated, the current path or the output current also runs via a single diode of the bridge rectifier 36 . This always results in the operating state with one-way rectification also a relatively small voltage drop across a diode of the bridge rectifier 36 .
Bevorzugt ist dem Ausgang 13 der als Diodenschaltung bzw. aus einer Zusammenschaltung mehrerer Dioden aufgebauten Steuereinrichtung 1 wenigstens ein elektrisches Sicherungs element 78 zum Schutz der Schaltung 31 vor Überlastung oder Kurzschluß vorgeordnet. Die ses Sicherungselement 78 ist dabei wenigstens einem der beiden Ausgangskontakte 44, 51, beispielsgemäß dem Ausgangskontakt 44, zu- bzw. vorgeordnet. Dieses Sicherungselement 78 ist bevorzugt durch ein nach einer Auslösung selbsttätig rückstellendes Bauelement gebil det. Idealerweise ist das Sicherungselement 78 durch einen Kaltleiter, insbesondere durch einen PTC-(Positive Temperature Coeffizient)-Widerstand gebildet. Alternativ hierzu ist es selbstverständlich auch möglich, das Sicherungselement 78 durch eine Bimetall- oder Schmelzsicherung zu bilden bzw. das Sicherungselement 78 eingangsseitig oder in einem sonstigen Strompfad der Steuereinrichtung 1 vorzusehen.Preferably, the output 13 of the control device 1 constructed as a diode circuit or from an interconnection of a plurality of diodes is preceded by at least one electrical fuse element 78 for protecting the circuit 31 against overload or short circuit. Ses fuse element 78 is associated with or upstream of at least one of the two output contacts 44 , 51 , for example output contact 44 . This securing element 78 is preferably formed by an automatically resetting component after a triggering. Ideally, the securing element 78 is formed by a PTC thermistor, in particular by a PTC (Positive Temperature Coefficient) resistor. As an alternative to this, it is of course also possible to form the securing element 78 by means of a bimetal or fuse, or to provide the securing element 78 on the input side or in another current path of the control device 1 .
In Fig. 3 ist ein Diagramm 79 mit einer möglichen Signalform einer Gleichspannung (U=), wie sie durch eine Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Steuereinrichtung 1 generierbar ist, veranschaulicht. Es wird ausdrücklich festgehalten, daß dieses Diagramm 79, bei welchem auf der Abszisse die Zeit (t) und auf der Ordinate ein sich am Ausgang einstellender, mögli cher Verlauf einer Gleichspannung (U=) aufgetragen ist, lediglich beispielhaft zu sehen ist und nur zur Verdeutlichung des Wirkungsprinzips und der Funktionsweise der beschriebenen Schalteinrichtung aus einem Netzwerk bzw. einer Zusammenschaltung von mehreren Dioden gedacht ist. Die einzelnen Zeitblöcke bzw. Stufen P1 bis P8 entlang der Zeitachse (t) reprä sentieren dabei unterschiedliche Energie- bzw. Leistungsstufen der Steuereinrichtung 1. Die Energie- bzw. Leistungsstufe P1 der Steuereinrichtung 1 stellt dabei vergleichsweise wenig elektrische Antriebsleistung bzw. vergleichsweise niedrige elektrische Gleichspannung für eine ausgangsseitig angeschaltete Antriebsvorrichtung zur Verfügung. Somit wird eine elek tromotorische Antriebsvorrichtung mit relativ niedriger Umdrehungszahl pro Zeiteinheit be wegt. Mit steigender Energie- bzw. Leistungsstufe in Richtung der Zeitblöcke bzw. Stufen P2 bis P8 steigt dann die ausgangsseitig zur Verfügung gestellte elektrische Antriebsleistung bzw. Höhe oder Amplitude der Gleichspannung für eine elektromotorische Antriebsvorrich tung. Dadurch nimmt die Drehzahl und/oder das Antriebsdrehmoment der angespeisten An triebsvorrichtung von Stufe zu Stufe zu.In Fig. 3 is a diagram 79 with a possible waveform of a DC voltage (U =), as can be generated by a configuration of the control device 1 previously described, is illustrated. It is expressly stated that this diagram 79 , in which the time (t) is plotted on the abscissa and a possible course of a DC voltage (U =) which arises at the output, is only shown as an example and only for Clarification of the principle of operation and the functioning of the switching device described from a network or an interconnection of several diodes is intended. The individual time blocks or stages P1 to P8 along the time axis (t) represent different energy or power levels of the control device 1 . The energy or power level P1 of the control device 1 provides comparatively little electrical drive power or comparatively low electrical direct voltage for a drive device connected on the output side. Thus, an electric motor drive device is moved with a relatively low number of revolutions per unit of time. With increasing energy or power level in the direction of the time blocks or levels P2 to P8, the electrical drive power or the level or amplitude of the DC voltage provided on the output side increases for an electromotive drive device. As a result, the speed and / or the drive torque of the supplied drive device increases from stage to stage.
Aus diesem Diagramm 79 ist klar zu erkennen, daß die Steuereinrichtung 1 bei den niedrige ren Leistungsstufen P1 bis P4 auf Einweggleichrichtung E und bei den höheren Leistungsstu fen P5 bis P8 im Betriebsmodus für Vollweggleichrichtung V arbeitet. Bei der höchsten Lei stungsstufe P8 ist die zuvor beschriebene Schaltung demnach auf Vollweggleichrichtung V eingestellt und das zuvor beschriebene Bauelement 53 zur Spannungsabsenkung - Fig. 2 - ist bevorzugt inaktiv. D. h., daß bei dieser höchsten Energie- bzw. Leistungsstufe P8 die Gleich spannung (U=) direkt am Ausgang des Brückengleichrichters 36 - Fig. 2 - abgegriffen wird. Aus dem Diagramm 79 ist weiters klar zu erkennen, daß durch die Diodenschaltung der Steu ereinrichtung 1 sowohl eine Amplitudenmodulation als auch eine Pulsweitenmodulation der aus sinusförmigen Halbwellen zusammengesetzten Gleichspannung vorgenommen werden kann und somit die am Ausgang bereitgestellte, effektive Leistung vielfältig bzw. ideal vari iert bzw. reguliert werden kann, um einen möglichst linearen bzw. stetigen Drehzahlanstieg bzw. -abfall einer elektromotorischen Antriebsvorrichtung zu erzielen. Insbesondere können durch die beschriebene Schaltung bzw. die Serienschaltung der Dioden zur Spannungsabsen kung beispielsweise sinusförmige Halbwellen einer vorgegebenen Wechselspannung be stimmter Frequenz in ihrer Pulsweite und auch in ihrer Amplitude in mehreren Stufen redu ziert werden, wie dies aus dem Verlauf der Gleichspannung (U=) und der Form der einzelnen Spannungsblöcke klar ersichtlich ist. Anstelle sinusförmige Wechselspannung zuzuführen, wäre es mit erhöhtem Aufwand selbstverständlich auch möglich, die Steuereinrichtung 1 bzw. Schaltung mit Rechteckspannungen, Dreieckspannungen oder dgl. zu versorgen.From this diagram 79 it can clearly be seen that the control device 1 operates at the lower power levels P1 to P4 on one-way rectification E and at the higher power levels P5 to P8 in the operating mode for full-wave rectification V. At the highest performance level P8, the circuit described above is accordingly set to full-wave rectification V and the above-described component 53 for voltage reduction - FIG. 2 - is preferably inactive. This means that at this highest energy or power level P8, the direct voltage (U =) is tapped directly at the output of the bridge rectifier 36 - FIG. 2. It can also be clearly seen from diagram 79 that the diode circuit of the control device 1 can be used to carry out both an amplitude modulation and a pulse width modulation of the DC voltage composed of sinusoidal half-waves, and thus the effective power provided at the output is varied or ideally varied or ideally varied can be regulated in order to achieve a linear or steady increase or decrease in the speed of an electromotive drive device. In particular, the circuit described or the series connection of the diodes for voltage reduction can, for example, reduce sinusoidal half-waves of a predetermined alternating voltage at a certain frequency in terms of their pulse width and also in their amplitude in several stages, as can be seen from the course of the direct voltage (U =) and the shape of the individual voltage blocks is clearly visible. Instead of supplying sinusoidal AC voltage, it would of course also be possible with increased effort to supply the control device 1 or circuit with square-wave voltages, triangular voltages or the like.
Bei den wahlweise einstellbaren Energie- bzw. Leistungsstufen P1 bis P8 ist jeweils die glei che Zeitdauer, insbesondere lediglich eine Periodendauer einer der Steuereinrichtung 1 zuge führten Wechselspannung 80 - in strichlierten Linien dargestellt - gezeigt. Der Verlauf bzw. die Form einer in vollen Linien dargestellten Ausgangs- bzw. Gleichspannung 81 der Steuer einrichtung 1 ist dabei von der gewählten Schalt- bzw. Leistungsstufe abhängig. In Abhängig keit der Stellung des Regelknopfes gemäß einer der Schalt- bzw. Leistungsstufen P1 bis P8 steht dann die entsprechende Signalform am Ausgang der Steuereinrichtung für die Dauer der Einnahme der jeweiligen Schalt- bzw. Leistungsstufe P1 bis P8 zur Verfügung. Der Einfach heit halber wurde je Leistungsstufe P1 bis P8 lediglich eine Zeitdauer, die einer Periodendau er der zugeführten Wechselspannung 80 entspricht, dargestellt. Im realen Betrieb der Steuer einrichtung 1 kann die Zeitdauer des Vorliegens der jeweiligen Leistungsstufe P1 bis P8 ent sprechend den Wünschen des Bedieners beliebig lange gewählt werden.In the case of the optionally adjustable energy or power levels P1 to P8, the same duration, in particular only one period, of an alternating voltage 80 supplied to the control device 1 - shown in dashed lines - is shown. The course or shape of an output or DC voltage 81 of the control device 1 shown in full lines is dependent on the selected switching or power level. Depending on the position of the control knob according to one of the switching or power levels P1 to P8, the corresponding signal form at the output of the control device is then available for the duration of the taking of the respective switching or power level P1 to P8. For the sake of simplicity, only a time period corresponding to one period of the supplied AC voltage 80 was shown for each power level P1 to P8. In real operation of the control device 1 , the duration of the presence of the respective power level P1 to P8 can be chosen as long as desired according to the wishes of the operator.
Gemäß der linken Teilhälfte des Diagramms 79 ist die Schaltung auf Einweggleichrichtung E eingestellt und ist daraus klar zu erkennen, daß beispielsgemäß die negativen Halbwellen der zugeführten Wechselspannung 80 quasi abgeschnitten bzw. nicht an den Ausgang der Steuer einrichtung geführt werden. Bei der ab Leistungsstufe P5 einsetzenden Vollweggleichrichtung V werden dann die negativen bzw. zweiten Halbwellen der sinusförmigen Wechselspannung umgepolt und ebenso am Ausgang der Steuereinrichtung bereitgestellt. Grundsätzlich steht daher bei aktiver Vollweggleichrichtung V im Vergleich zur Einweggleichrichtung E in etwa die doppelte elektrische Leistung am Ausgang zur Verfügung. Durch wechselweise Beschal tung des Bauelementes 53 zur Spannungsabsenkung, insbesondere durch die Serienschaltung 54 mit Halbleiterdioden 55 bis 63 - Fig. 2 - können dann sowohl beim Betriebsmodus mit Einweggleichrichtung E als auch beim Betriebsmodus mit Vollweggleichrichtung V Abstu fungen der Leistung bzw. in der Amplitude und/oder Pulsweite der Halbwellen vorgenommen werden. Die Höhe der Amplituden und Pulsweiten der einzelnen Gleichspannungsblöcke bzw. -impulse hängt dabei wesentlich von der Anzahl der Halbleiterdioden ab, über welche der Ausgangsstrom geführt wird. Je mehr Halbleiterdioden dem Ausgang vorgeschaltet wer den, desto größer ist - wie an sich bekannt - der Spannungsabfall ΔU an den in Serie ge schalteten, aktiven Halbleiterdioden.According to the left half of the diagram 79 , the circuit is set to one-way rectification E and it can clearly be seen from this that, for example, the negative half-waves of the supplied AC voltage 80 are virtually cut off or are not passed to the output of the control device. In the full-wave rectification V starting at power stage P5, the negative or second half-waves of the sinusoidal AC voltage are then reversed and also provided at the output of the control device. Basically, with active full-wave rectification V compared to one-way rectification E, approximately twice the electrical power is available at the output. By alternately wiring device 53 for voltage reduction, in particular through the series circuit 54 with semiconductor diodes 55 to 63 - Fig. 2 - then both in the operating mode with one-way rectification E and in the operating mode with full-wave rectification V gradations of the power or in the amplitude and / or pulse width of the half-waves can be made. The level of the amplitudes and pulse widths of the individual DC voltage blocks or pulses essentially depends on the number of semiconductor diodes over which the output current is conducted. The more semiconductor diodes connected upstream of the output, the greater - as is known per se - the voltage drop ΔU at the active semiconductor diodes connected in series.
Mit der beschriebenen Steuereinrichtung ist also mit einfachen baulichen Komponenten, ins besondere mit einer Mehrzahl von Dioden, eine feinfühlige Drehzahl- bzw. Leistungsregelung einer Antriebsvorrichtung ermöglicht. Die Steuereinrichtung ist robust und kostengünstig auf baubar und bietet dennoch ein gutes Regelverhalten für elektromotorische Antriebsvorrich tungen.With the control device described is so with simple structural components, ins especially with a plurality of diodes, a sensitive speed or power control a drive device allows. The control device is robust and inexpensive buildable and yet offers good control behavior for electromotive drive devices obligations.
In den Fig. 4 und 5 ist ein mögliches Layout für eine Steuereinrichtung 1 veranschaulicht. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß dieses Layout nur beispielhaft zu sehen ist und jegliche andere Verdrahtung zur Realisierung der Steuereinrichtung 1 möglich ist. Bei der bevorzugten Ausgestaltung sind die Abgreifkontakte 64 bis 73 - Fig. 2 - der einzelnen Schalt stufen S1 bis S11 kreisförmig um einen gemeinsamen Zentrumspunkt 82 angeordnet. Die durch die Schaltstufen S1 bis S11 repräsentierten Abgreifkontakte 64 bis 73 - Fig. 2 - sind dabei durch einzelne Schleifkontaktflächen 83 gebildet, welche in einem bestimmten Radius kreisbogenförmig um den zentralen Zentrumspunkt 82 verlaufen. Die Schleifkontaktflächen 83 für die Abgreifkontakte 64 bis 73 bzw. Schaltstufen S1 bis S11 auf der linken Regelbe reichshälfte sind spiegelbildlich zu den Schleifkontaktflächen 83 der Abgreifkontakte 64 bis 73 bzw. Schaltstufen S1 bis S11 für die rechte Regelbereichshälfte des Regelorganes 10 an geordnet. Dabei ist die Schleifkontaktfläche 83 der Schaltstufe S1 auf der linken Regelbe reichshälfte (rückwärts) mit der Schleifkontaktfläche 83 der Schaltstufe S1 auf der rechten Regelbereichshälfte (vorwärts) elektrisch leitend verbunden. Entsprechendes gilt für die wei teren Schaltstufen S2 bis S10 der linken und rechten Regelbereichshälfte des bevorzugt als Drehregler ausgebildeten Regelorganes 10. A possible layout for a control device 1 is illustrated in FIGS. 4 and 5. It is expressly pointed out that this layout is only to be seen as an example and any other wiring for implementing the control device 1 is possible. In the preferred embodiment, the tapping contacts 64 to 73 - FIG. 2 - of the individual switching stages S1 to S11 are arranged in a circle around a common center point 82 . The tapping contacts 64 to 73 - FIG. 2 - represented by the switching stages S1 to S11 are formed by individual sliding contact surfaces 83 which run in a certain radius in an arc around the central center point 82 . The sliding contact surfaces 83 for the tapping contacts 64 to 73 or switching stages S1 to S11 on the left half of the control region are mirror images of the sliding contact surfaces 83 of the tapping contacts 64 to 73 or switching stages S1 to S11 for the right half of the control range of the control element 10 . The sliding contact surface 83 of the switching stage S1 on the left half of the control region (backward) is electrically conductively connected to the sliding contact surface 83 of the switching stage S1 on the right half of the control range (forward). The same applies to the further switching stages S2 to S10 of the left and right half of the control range of the control element 10, which is preferably designed as a rotary controller.
Die Wurzel 46 des ersten Schaltelementes 42 - Fig. 2 - und der Abgangskontakt 75 des zwei ten Schaltelementes 74 - Fig. 2 - sind bevorzugt ebenso als Schleifkontaktflächen 83 ausge bildet, welche kreisringförmig, insbesondere jeweils halbkreisförmig um den Zentrumspunkt 82 verlaufen und über Leitungsbahnen jeweils zum Ausgang 13 geführt sind. Die dem Aus gang 13 vorgeordneten Schleifkontaktflächen 83 sind dabei konzentrisch zu den Schleifkon taktflächen 83 der einzelnen Schaltstufen S1 bis S11 angeordnet.The root 46 of the first switching element 42 - Fig. 2 - and the outgoing contact 75 of the two th switching element 74 - Fig. 2 - are preferably also formed as sliding contact surfaces 83 , which are circular, in particular semicircular around the center point 82 and each via conductor tracks are led to exit 13 . From the output 13 upstream sliding contact surfaces 83 are arranged concentrically to the Schleifkon contact surfaces 83 of the individual switching stages S1 to S11.
Gleichermaßen sind die Korrespondierenden 47, 48, welche ebenso als Schleifkontaktflächen 83 ausgebildet sind, kreisbogenförmig um den Zentrumspunkt 82 des Drehreglers bzw. des Regelorganes verlaufend angeordnet. Eine Erstreckungsweite bzw. ein Drehwinkelbereich der Schleifkontaktflächen 83, an welchen die vollweggleichgerichtete Spannung abgegriffen wer den kann, ist dabei vergleichsweise geringer als eine Erstreckungsweite bzw. ein Drehwinkel bereich der Schleifkontaktflächen 83, an welchen einweggleichgerichtete Spannung abgreif bar ist.Likewise, the correspondents 47 , 48 , which are also designed as sliding contact surfaces 83 , are arranged in a circular arc around the center point 82 of the rotary controller or the control element. An extension range or a rotation angle range of the sliding contact surfaces 83 , at which the fully rectified voltage can be tapped, is comparatively smaller than an extension range or a rotation angle range of the sliding contact surfaces 83 , at which one-way rectified voltage can be tapped.
Die Kontaktbrücke 76 des zweiten Schaltelementes 74 ist in Fig. 4 ersichtlich. Bei der in vol len Linien gezeigten Kontaktbrücke 76 nimmt das Regelorgan die erste Schaltstellung S1 in der linken Regelbereichshälfte des Regelorganes ein. Bezugnehmend auf den Zentrumspunkt 82 ist - wie aus Fig. 5 ersichtlich ist - diametral gegenüberliegend zu dieser Kontaktbrücke 76 des zweiten Schaltelementes 74 die Kontaktbrücke 50 des ersten Schaltelementes 42 angeord net. Weiters ist in Fig. 5 klar zu erkennen, daß die in vollen Linien dargestellte Kontaktbrücke 50 in der Schaltstellung S1 vollweggleichgerichtete Spannung auf den Abgangskontakt 75 überträgt und der in der Schaltstellung S1 am entsprechenden Schleifkontakt 83 anliegende Spannungspegel via die Kontaktbrücke 76 auf die als Schleifkontaktfläche 83 ausgebildete Wurzel 46 - Fig. 4 - übertragen wird. Daraus ist klar erkenntlich, daß sich die Kontaktbrücken 50, 76 in Abhängigkeit der gewählten Regelbereichshälfte quasi auskreuzen, wie dies durch die in strichlierten Linien dargestellten Kontaktbrücken 50, 76 in Fig. 2 veranschaulicht wurde.The contact bridge 76 of the second switching element 74 can be seen in FIG. 4. In the contact bridge 76 shown in full lines, the control element assumes the first switching position S1 in the left half of the control range of the control element. Referring to the center point 82 is - as can be seen from Fig. 5 - diametrically opposite to this contact bridge 76 of the second switching element 74, the contact bridge 50 of the first switching element 42 is net angeord. Furthermore, it can be clearly seen in FIG. 5 that the contact bridge 50 shown in full lines in the switching position S1 transmits fully rectified voltage to the outgoing contact 75 and the voltage level present in the switching position S1 on the corresponding sliding contact 83 via the contact bridge 76 to the sliding contact surface 83 trained root 46 - Fig. 4 - is transmitted. It is clearly recognizable that the contact bridges 50, 76 outcross depending on the selected control area half or less, as has been illustrated by the embodiments shown in dashed lines contact bridges 50, 76 in Fig. 2.
Durch dieses "Auskreuzen" bzw. durch die diametrale Anordnung der Kontaktbrücken 50, 76 auf dem drehbar gelagerten Regelorgan ist erreicht, daß das erste Schaltelement 42 und das zweite Schaltelement 74 zusätzlich eine Umpolung der am Ausgang 13 bereitgestellten Gleichspannung bewirken können, so daß eine Drehrichtungsumkehr der jeweils angeschlos senen Antriebsvorrichtung erfolgt. Durch die geschilderte Anordnung der Schleifkontaktflä chen 83 und der Kontaktbrücken 50, 76 ist es also ermöglicht, daß in Abhängigkeit der Dreh winkelstellung des Regelorganes sowohl die Fahrtrichtung als auch die Fahrgeschwindigkeit der Antriebsvorrichtung eines zu steuernden Spielfahrzeuges einstell- bzw. regulierbar ist.This "crossing out" or the diametrical arrangement of the contact bridges 50 , 76 on the rotatably mounted control element means that the first switching element 42 and the second switching element 74 can additionally reverse the polarity of the DC voltage provided at the output 13 , so that a reversal of the direction of rotation the connected drive device takes place. The described arrangement of the Schleifkontaktflä Chen 83 and the contact bridges 50 , 76 so it is possible that both the direction of travel and the driving speed of the drive device of a toy vehicle to be controlled is adjustable or adjustable depending on the rotational angle position of the control element.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kontaktbrücke 50 und die Kontaktbrücke 75 diametral gegenüberliegend auf einem balkenförmigen oder scheibenförmigen Tragelement, welches via das Regelorgan 10 um den Zentrumspunkt 82 verdrehbar gelagert ist, plaziert. Durch das mögliche "Überwechseln" der ersten Kontaktbrücke 50 von der linken Regelbe reichshälfte auf die rechte Regelbereichshälfte und dem damit bewegungsgekoppelten Wech sel der zweiten Kontaktbrücke 76 von der rechten Regelbereichshälfte auf die linke Regelbe reichshälfte ist somit auch eine Umpolung der Fahrspannung bzw. der am Ausgang 13 ange legten Gleichspannung in effektiver Weise erzielt.In a preferred embodiment, the contact bridge 50 and the contact bridge 75 are placed diametrically opposite on a bar-shaped or disc-shaped support element which is rotatably mounted about the center point 82 via the control element 10 . Due to the possible "transfer" of the first contact bridge 50 from the left half of the control range to the right half of the control range and the movement-coupled change of the second contact bridge 76 from the right half of the control range to the left half of the control range, a reversal of polarity of the driving voltage or of the output is thus also 13 DC voltage achieved in an effective manner.
Die in strichlierten Linien dargestellten Kontaktbrücken 50 und 76 zeigen das Regelorgan der Steuereinrichtung 1 in einer anderen, insbesondere in der sechsten Schaltstellung S6.The contact bridges 50 and 76 shown in dashed lines show the control element of the control device 1 in another, in particular in the sixth switch position S6.
U. a. ist also bei der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung 1 wesentlich, daß die durch Schalt- bzw. Kontaktbrücken 50, 76 zwischen einzelnen Schleifkontaktflächen 83 ausgebildeten Schaltelemente 42, 74 neben der Umschaltung zwischen Einweggleichrichtung E und Voll weggleichrichtung V bzw. neben der Wahlschalterfunktion für den Abgriff unterschiedlicher Spannungspegel auch als Umpolschalter für die an den Ausgang 13 übertragene Gleichspan nung fungieren.Among others it is therefore essential in the control device 1 according to the invention that the switching elements 42 , 74 formed by switching or contact bridges 50 , 76 between individual sliding contact surfaces 83 in addition to the switchover between one-way rectification E and full path rectification V or in addition to the selector switch function for tapping different voltage levels also act as a polarity switch for the DC voltage transmitted to the output 13 .
Bevorzugt sind die beiden Kontaktbrücken 50, 76 mit dem Regelorgan bewegungsgekoppelt, so daß mit dem einzigen Regelorgan sowohl die Geschwindigkeit als auch die Bewegungs richtung eingestellt bzw. reguliert werden kann.Preferably, the two contact bridges 50 , 76 are motion-coupled to the control element, so that both the speed and the direction of movement can be set or regulated with the single control element.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Schaltelement 74 mit dessen Schleifkontaktflächen 83 auf der Lötseite eines Bauteilträgers 84 bzw. einer sogenannten Bauteilplatine angeordnet. Das Schaltelement 42 mit seinen Schleifkontaktflächen 83 ist auf der Bauteilseite des Bauteil trägers 84 ausgebildet. Durch die Zuordnung bzw. Aufteilung der Schaltelemente 42, 74 auf die Ober- und Unterseite des Bauteilträgers 84 kann mit dem Regelorgan ein Regelbereich bzw. Drehwinkel 30 - Fig. 1 - von mehr als 180° ermöglicht werden.In the exemplary embodiment shown, the switching element 74 with its sliding contact surfaces 83 is arranged on the soldering side of a component carrier 84 or a so-called component board. The switching element 42 with its sliding contact surfaces 83 is formed on the component side of the component carrier 84 . By assigning or dividing the switching elements 42 , 74 to the top and bottom of the component carrier 84 , the control element enables a control range or angle of rotation 30 - FIG. 1 - of more than 180 °.
Selbstverständlich ist es auch möglich, sowohl die Schleifkontakte 83 zur Umsetzung des ersten Schaltelementes 42 und die Schleifkontaktflächen 83 zur Realisierung des zweiten Schaltelementes 74 auf nur einer Seite des Bauteilträgers 84 vorzusehen, wobei der maximale Regelbereich dann auf einen Drehwinkel 30 - Fig. 1 - von 180° beschränkt ist.Of course, it is also possible to provide both the sliding contacts 83 for implementing the first switching element 42 and the sliding contact surfaces 83 for implementing the second switching element 74 on only one side of the component carrier 84 , the maximum control range then being limited to an angle of rotation 30 - FIG. 1 - of Is limited to 180 °.
Insbesondere aus dem Layout gemäß Fig. 4 ist klar zu erkennen, daß einzelne Abgreifkon takte 64 bis 73, insbesondere die Kontakte zu den Schaltstellungen S3 und S6, zu einer Kon taktgruppe zusammengeschaltet sind. Im besonderen werden einzelne Abgreifkontakte 64 bis 73 (S1 bis S10) aus dem Bereich mit Einweggleichrichtung E mit bestimmten Kontakten aus dem Regelbereich mit Vollweggleichrichtung elektrisch verbunden bzw. kombiniert. Dies ist zur Erzielung einer weitgehendst stetigen bzw. linearen Regelkennlinie für eine elektromoto rische Antriebsvorrichtung via das Regelorgan von besonderem Vorteil. Sprunghafte Lei stungswechsel bzw. Energiesprünge beim Übergang von Einweggleichrichtung E auf Voll weggleichrichtung V können dadurch wirkungsvoll vermieden werden.In particular, from the layout according to FIG. 4 it can be clearly seen that individual tapping contacts 64 to 73 , in particular the contacts to the switching positions S3 and S6, are connected together to form a contact group. In particular, individual tapping contacts 64 to 73 (S1 to S10) from the area with one-way rectification E are electrically connected or combined with certain contacts from the control area with full-way rectification. This is of particular advantage in order to achieve a largely continuous or linear control characteristic for an electromotive drive device via the control element. Sudden changes in power or energy jumps during the transition from one-way rectification E to full-way rectification V can be effectively avoided.
Weiters ist klar zu erkennen, daß bei Einnahme der Schaltstellung S11 keine elektrische Energie an den Ausgang 13 übertragen wird. Mit der Steuereinrichtung 1 ist somit eine annä hernd stufenlose Geschwindigkeitseinstellung bzw. Bewegungssteuerung von Null bis zur Maximalgeschwindigkeit für zwei entgegengesetzte Bewegungsrichtungen ermöglicht.Furthermore, it can be clearly seen that no electrical energy is transmitted to output 13 when switch position S11 is assumed. The control device 1 thus enables an approximately stepless speed setting or movement control from zero to the maximum speed for two opposite directions of movement.
Unter Antriebsvorrichtung eines Spielzeuges sind einerseits herkömmliche Elektromotoren, elektromagnetische Linearantriebe oder sonstige elektrisch betreibbare Stellorgane zu verste hen.Under the drive device of a toy, on the one hand, are conventional electric motors, to understand electromagnetic linear drives or other electrically operated actuators hen.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis des Aufbaus der Steuereinrichtung 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/ oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.For the sake of order, it should finally be pointed out that, for better understanding of the structure of the control device 1, these or their components have been partially shown to scale and / or enlarged and / or reduced.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Be schreibung entnommen werden.The task underlying the independent inventive solutions can be the Be be taken from the letter.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1, 2, 3, 4, 5 gezeigten Ausführungen den Gegen stand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfin dungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen. Above all, the individual versions shown in FIGS. 1, 2, 3, 4, 5 can form the subject of independent solutions according to the invention. The relevant tasks and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions of these figures.
11
Steuereinrichtung
control device
22
Spielfahrzeug
Toy vehicle
33
Antriebsvorrichtung
driving device
44
Elektromotor
electric motor
55
Modellfahrzeug
Modellfahrzeug
66
Gleis
track
77
Gehäuse
casing
88th
Oberseite
top
99
Bedienelement
operating element
1010
Regelorgan
regulating element
1111
Grundstellung
initial position
1212
Pfeil
arrow
1313
Ausgang
output
1414
Anschlag
attack
1515
Pfeil
arrow
1616
Anschlag
attack
1717
Nothalt
emergency stop
1818
Anzeigelement
display element
1919
Kabelverbindung
cable connection
2020
Schiene
rail
2121
Schiene
rail
2222
Transformator
transformer
2323
Steckernetzteil
Power supply
2424
Kabelverbindung
cable connection
2525
Eingang
entrance
2626
Steckbuchse
receptacle
2727
Stecker
plug
2828
Stecker
plug
2929
Steckbuchse
receptacle
3030
Drehwinkel
angle of rotation
3131
Schaltung
circuit
3232
Eingangskontakt
input contact
3333
Eingangskontakt
input contact
3434
Leitung
management
3535
Leitung
management
3636
Brückengleichrichter
Bridge rectifier
3737
Ausgang
output
3838
Ausgang
output
3939
Glättungsvorrichtung
smoother
4040
Kondensator
capacitor
4141
Halbleiterdiode
Semiconductor diode
4242
Schaltelement
switching element
4343
Umschalter
switch
4444
Ausgangskontakt
output contact
4545
Anode
anode
4646
Wurzel
root
4747
Korrespondierender
corresponding
4848
Korrespondierender
corresponding
4949
Anschluß
Connection
5050
Kontaktbrücke
Contact bridge
5151
Ausgangskontakt
output contact
5252
Linie
line
5353
Bauelement
module
5454
Serienschaltung
series circuit
5555
Halbleiterdiode
Semiconductor diode
5656
Halbleiterdiode
Semiconductor diode
5757
Halbleiterdiode
Semiconductor diode
5858
Halbleiterdiode
Semiconductor diode
5959
Halbleiterdiode
Semiconductor diode
6060
Halbleiterdiode
Semiconductor diode
6161
Halbleiterdiode
Semiconductor diode
6262
Halbleiterdiode
Semiconductor diode
6363
Halbleiterdiode
Semiconductor diode
6464
Abgreifkontakt
tapping contact
6565
Abgreifkontakt
tapping contact
6666
Abgreifkontakt
tapping contact
6767
Abgreifkontakt
tapping contact
6868
Abgreifkontakt
tapping contact
6969
Abgreifkontakt
tapping contact
7070
Abgreifkontakt
tapping contact
7171
Abgreifkontakt
tapping contact
7272
Abgreifkontakt
tapping contact
7373
Abgreifkontakt
tapping contact
7474
Schaltelement
switching element
7575
Abgangskontakt
outgoing contact
7676
Kontaktbrücke
Contact bridge
7777
Linie
line
7878
Sicherungselement
fuse element
7979
Diagramm
diagram
8080
Wechselspannung
AC
8181
Gleichspannung
DC
8282
Zentrumspunkt
center point
8383
Schleifkontaktfläche
Sliding contact surface
8484
Bauteilträger
component carrier
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202019000093U1 (en) | 2019-01-08 | 2019-02-13 | Christoph Edeler | Identification, management and execution of interactive game courses involving digital model railways and remote-controlled models (RC models) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2965044A (en) * | 1956-05-03 | 1960-12-20 | Jr Clark E Johnson | Power supplies for miniature electric railways |
DE1062593B (en) * | 1957-07-16 | 1959-07-30 | Friedrich Funk | Control for a remotely controllable toy or model vehicle with a two-pole electrical lead |
US3211111A (en) * | 1960-08-24 | 1965-10-12 | William J Morley | Multi-channel carrier current control system |
DE1603257A1 (en) * | 1966-03-15 | 1971-02-25 | Max Ernst | Control transformer for toy and model trains operated with low voltage direct current |
DE2334952A1 (en) * | 1973-07-10 | 1975-02-06 | Trix Mangold Gmbh & Co | Transistorised voltage regulator for model railway - fitted between rectifier and motor and has variable threshold voltage |
DE2813774C2 (en) * | 1978-03-30 | 1982-10-21 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Mains connection device for electric toy and model trains operated with direct current |
-
2001
- 2001-06-13 AT AT0091901A patent/AT500096A1/en not_active Application Discontinuation
-
2002
- 2002-06-03 DE DE2002124484 patent/DE10224484A1/en not_active Withdrawn
- 2002-06-12 FR FR0207211A patent/FR2825932A1/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202019000093U1 (en) | 2019-01-08 | 2019-02-13 | Christoph Edeler | Identification, management and execution of interactive game courses involving digital model railways and remote-controlled models (RC models) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2825932A1 (en) | 2002-12-20 |
AT500096A1 (en) | 2005-10-15 |
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