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Gleichstrombetriebenes Spielfahrzeug mit einem zusätzlichen Wechselstromverbraucher
Die Erfindung bezieht sich auf ein gleichstrombetriebenes Spielfahrzeug, insbesondere
für Modell-und Spielzeugeisenbahnen. Sie bezweckt in erster Linie, ein Spielzeug
mit einer einfach aufgebauten und in weitem Maße anwendbaren Schaltvorrichtung zu
schaffen, mittels welcher in beliebigen Zeitpunkten durch Beeinflussung über die
Fahrstromleitung ein zusätzlicher Stromverbraucher von außen her ein-oder ausgeschaltet
werden kann.
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Gleichstrombetriebene Spielfahrzeuge haben den Vorteil, daß der Fahrtrichtungswechsel
durch Umpolen der Betriebsgleichspannung außerhalb der Fahrzeuge herbeigeführt werden
kann. Schwierigkeiten bereitet es aber, neben dem Fahrmotor weitere am Fahrzeug
vorgesehene Stromverbraucher zu steuern, die beispielsweise zum Entkuppeln, zum
Pfeifen, zum Betätigen einer Schaltwalze oder der Beleuchtungsanlage dienen.
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Schaltungen, mittels welcher derartige zusätzliche Stromverbraucher
gesteuert werden können, sind an sich bekannt. So ist es beispielsweise bekannt,
zusätzliche Stromverbraucher durch Gleichspannung zu beeinflussen, die höher liegt
als die Fahrgleichspannung. Auch ist es bekannt, Wechselspannung zum Beeinflussen
der zusätzlichen Stromverbraucher heranzuziehen. In diesem Fall wird der Spannungswert
der Wechselspannung höher gewählt als derjenige der Gleichspannung. Ferner ist bekannt,
zur Beeinflussung von zusätzlichen Stromverbrauchern Wechselspannung, die mit der
Fahrgleichspannung übereinstimmt, zu verwenden. In diesem Fall müssen aber Kondensatoren,
die als Gleichstromsperren dienen, eingebaut werden, wozu häufig der vorhandene
Raum nicht ausreicht.
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Schließlich ist ein Fahrzeug bekanntgeworden, das einen gleichstrombetriebenen
Fahrmotor aufweist und eine Schaltvorrichtung besitzt, die mittels Wechselstrom
beeinflußbar ist. Die zum Betreiben des Fahrmotors dienende Gleichspannung kommt
von einem Zweiweggleichrichter. Parallel zum Fahrmotor liegt ein Ruhestromrelais,
das auf Wechselstrom anspricht. Damit die Gleichspannung das Relais nicht beeinflussen
kann, ist diesem ein als Gleichstromsperre wirksamer Kondensator vorgeschaltet.
Zum Beeinflussen des Relais dient der in der Gleichspannung noch vorhandene Wechselstromanteil
der doppelten Frequenz des gleichzurichtenden Wechselstromes. Um Beeinflussungen
des Relais durch Wechselspannungen auszuschalten, die beim Stromübergang an den
Bürsten des Fahrmotors möglicherweise entstehen, ist das Relais auf Wechselströme
der doppelten Frequenz des gleichzurichtenden Wechselstromes abgestimmt.
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Während der Stromversorgung des Fahrmotors gelangt der dem Gleichstrom
überlagerte Wechselstrom dauernd an das Ruhestromrelais, so daß dessen Anker angezogen
und dadurch der Zusatzverbraucher von der zweipoligen Zuleitung abgeschaltet ist.
Soll der Anker abfallen und damit den Zusatzverbraucher einschalten, dann wird parallel
zum Relais eine Drosselspule mit vorgeschaltetem Kondensator zugeschaltet. Infolgedessen
fließt zumindest ein Teil des Wechselstromes der doppelten Frequenz des gleichzurichtenden
Wechselstromes über die Drosselspule. Dem Relais wird dadurch Strom entzogen, so
daß sein Anker abfällt und der Zusatzverbraucher an die zweipolige Zuleitung angeschaltet
wird.
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Diese bekannten Schalteinrichtungen zum Zu- oder Abschalten eines
zusätzlichen Verbrauchers weisen eine Reihe von Nachteilen auf.
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Wird beispielsweise erhöhte Gleichspannung zum Beeinflussen eines
zusätzlichen Verbrauchers herangezogen, dann tritt der Übelstand ein, daß beim jedesmaligen
Beeinflussen des Zusatzverbrauchers der Fahrmotor erhöhte Spannung erhält.
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Wird Wechselspannung zum Beeinflussen des Zusatzverbrauchers herangezogen,
dann muß auf dem Fahrzeug ein zusätzlicher Kondensator eingebaut werden, was bei
kleinen Fahrzeugen wegen des geringen zur Verfügung stehenden Raumes vielfach kaum
möglich ist.
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Wenn schließlich zur Beeinflussung des Zusatzverbrauchers Wechselstrom
der doppelten Frequenz des gleichzurichtenden Wechselstromes verwendet wird, dann
muß außerdem die Schaltvorrichtung auf eine ganz bestimmte Frequenz abgestimmt werden.
Das Abstimmen des Schaltgerätes auf eine bestimmte Frequenz. erfordert erheblichen
Arbeits- bzw. Zeitaufwand.
Die Nachteile der bekannten Einrichtungen
werden durch die Erfindung überwunden. Diese geht aus von einem gleichstrombetriebenen
Spielfahrzeug, insbesondere für Modell- und Spielzeugeisenbahnen, deren zweipolige
Stromzuführungsleitung wahlweise mit Gleich- oder Wechselstrom gespeist wird, mit
einem zusätzlichen Wechselstromverbraucher, der durch eine über die zweipolige Zuleitung
versorgte, nur auf Wechselstrom ansprechende, auf dem Triebfahrzeug befindliche
Schaltvorrichtung an die zweipolige Zuleitung anschließbar ist. An einem solchen
Spielfahrzeug besteht die Erfindung darin, daß die Schaltvorrichtung von einem Transformator
gebildet wird, dessen Primärwicklung der Motorwicklung zugeschaltet, beispielsweise
parallel geschaltet ist, und dessen Sekundärwicklung mit dem Wechselstromverbraucher
verbunden ist.
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Bei einem in dieser Weise beschaffenen Fahrzeug kann zur Beeinflussung
des Zusatzverbrauchers Wechbelstrom beliebiger Frequenz verwendet werden. Auch bereitet
es keinerlei Schwierigkeiten, die Schaltvorrichtung in ihrer Gänze auf das Spielfahrzeug
unterzubringen. Ferner ergibt sich der Vorzug, daß die Schaltvorrichtung von einem
einfach aufgebauten Bauelement gebildet wird.
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Besonders günstig wird es, wenn der zusätzliche Wechselstromverbraucher
und der Transformator zu einem einzigen Gerät vereinigt werden.
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,``eitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind in der nachstehenden
Beschreibung der Zeichnung erläutert, die ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
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Der Motor 1 besitzt einen Permanent-Magnet 2. Parallel zu dem Motor
liegt die Primärwicklung 4 des Transformators 3. Die Sekundärwicklung 5 ist mit
einer als Wechselstromverbraucher dienenden Magnetspule 6 verbunden, die eine gewünschte
Funktion ausführen kann. Mit 7 und 8 sind die den Schienen 9 und 10 gegenüber befindlichen
Stromabnehmer des Spielfahrzeuges bezeichnet.
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Wird an die Schienen 9 und 10 Gleichspannung gelegt, so läuft der
Strom von der Schiene 9 über den Stromabnehmer 7 zum Motor 1 und von hier über den
Stromabnehmer 8 zurück zur Schiene 10. Außerdem fließt vom Stromabnehmer 7 Gleichstrom
nach der Primär-Nvicklung 4 und von hier zurück über den Stromabnehmer 8 zur Schiene
10. Weil der Motor auf Gleichstrom anspricht, so setzt er sich in Gang. Der Magnet
6 hingegen bleibt in Ruhe, weil in der Sekundärwicklung 5 des Transformators 3 keine
Spannung induziert wird. Auch ein Polwechsel der Gleichspannung ändert nichts an
diesem Zustand.
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Wird dagegen an die Schienen 9 und 10 eine Wechselspannung gelegt,
so fließt über den Permamentmotor 1 Wechselstrom. Weil der Motor aber auf Wechselspannung
nicht anspricht, so bleibt er in Ruhe. Da der Wechselstrom auch durch die Primärwicklung
4 des Transformators 3 fließt, so wird in der Sekundärwicklung 5 eine Spannung induziert,
welche das Ansprechen der Spule 6 bewirkt und somit die gewünschte Funktion auslöst.
Die Höhe der Wechselspannung, die zum Steuern notwendig ist, ist in keiner Weise
ausschlaggebend.
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Der Transformator 3 kann aufbaumäßig so gestaltet werden, daß bei
Wechselstromdurchgang durch die Primärwicklung 4 die durch den separaten Magneten
6 geleistete mechanische Arbeit durch einen Teil des Transformators selbst getätigt
wird (Luftspalt, unterteilter beweglicher Schenkel, Iiurzschlußspule).