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Einrichtung zur Speisung und Umsteuerung des Fahrmotors von Modellbahnen
sowie zur Ausübung einer oder mehrerer weiterer Funktionen auf einem Fahrzeug Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Speisung und Umsteuerung des Fahrmotors
von Modellbahnen sowie zur Ausübung einer oder mehrerer weiterer Funktionen auf
einem Fahrzeug, bei der, wie nach Patent 971869 zur Betätigung einer Kupplung,
ein dem Geichstromfahrmotor elektrisch parallel geschalteter Elektromagnet mittels
eines Überspannungsstoßes die Kupplung betätigt.
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Nach dem Hauptpatent wird eine Kupplung in der Weise betätigt, daß
der durch umpolbaren Gleichstrom gespeiste, bei Wechselstrom gebremste Gleichstromfahrmotor
mit einem nur auf Wechselüberspannung ansprechenden Elektromagnet, dessen Anker
die Kupplung betätigt, kombiniert, und zwar elektrisch parallel geschaltet ist.
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In der Zusatzpatentanmeldung M 9637 XI/77 f zum Hauptpatent ist vorgeschlagen
worden, neben der Funktion. Speisen und Umsteuerung des Fahrmotors mittels umpolbaren
Gleichstromes die weitere Funktion; beispielsweise die Betätigung einer Kupplung
od. dgl., durch einen Elektromagnet dadurch auszuüben, daß der Elektromagnet mittels
eines Gleichstromstoßes mit einer über der normalen Steuerspannung liegenden Spannung
gesteuert wird.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung des Gegenstandes
des Hauptpatents, die auch auf die in Zusatzpatentanmeldung M 9637 XI/77 f anwendbar
ist. In beiden Fällen wirkt nämlich der Elektromagnet nur so lange, wie er erregt
wird, d. h. also so lange, wie der zugeordnete Druckknopf od. d-1. betätigt wird.
Wenn es sich bei der durch den Elektromagneten zu steuernden Funktion um die Betätigung
einer Kupplung handelt, dann gibt also der von dem Elektromagnet betätigte Kupplungshebel
die Kupplung nur so lange frei, wie der Elektromagnet betätigt wird. Bei Benutzung
eines im Hauptpatent 971869 vorgeschlagenen Wechselstromstoßes würden also,
wenn beispielsweise das Triebfahrzeug von einem benachbarten Fahrzeug abgekuppelt
und von diesem wegfahren soll, noch besondere Vorkehrungen getroffen-werden müssen.
Im Falle der in der Zusatzpatentanmeldung M 9637 XI/77f vorgeschlagenen Benutzung
eines Gleichstromstoßes erfolgt das Wegfahren nahezu gleichzeitig mit dem Entkuppeln.
Dies ist deshalb nicht erwünscht, weil beim Beginn des Wegfahrens des Triebfahrzeuges
der Entkupplungsvorgang unter Umständen schon wieder beendet, d. h. in unerwünschter
Weise bereits wieder gekuppelt sein kann.
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Die Erfindung behebt diese Nachteile, und zwar sowohl für den Fall
der Benutzung eines Gleichstromstoßes als auch für den Fall der Benutzung eines
Wechselstromstoßes, ganz gleich, ob der Elektromagnet eine Kupplung oder zwei Kupplungen
betätigen oder eine oder mehrere andere Funktionen ausüben soll, und zwar dadurch,
daß ein Schrittschaltwerk vorgesehen ist, das von dem Elektromagnet betätigt wird
und die Funktion des Kuppelns oder andere Funktionen ausübt.
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Dieses Schrittschaltwerk kann auf dem Triebfahrzeug oder auf einem
anderen Fahrzeug vorgesehen sein, je nach dem, auf welchem Fahrzeug eine Kupplung
betätigt oder eine andere Funktion ausgeübt werden soll. Wenn das Schrittschältwerk
mechanisch in der Weise mit einer Kupplung gekuppelt wird, daß abwechselnd bei jedem
Schritt einmal entkuppelt und einmal gekuppelt wird, dann hat eine solche Einrichtung
den Vorteil, daß in jedem Fall bei einer Erregung des Elektromagnets zunächst immer
nur ein Entkuppeln stattfindet und daß die Kupplung in diesem Zustand verbleibt,
bis der Elektromagnet durch erneute Betätigung eines Druckknopfes od. dgl. wieder
erregt wird, wodurch dann die Kupplung wieder geschlossen wird. Es können also zwischen
den beiden Funktionsschritten »Entkuppeln« und »Kuppeln« beliebige Handlungen vorgenommen
werden.
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Die Erfindung ermöglicht es auch, das Schrittschaltwerk mechanisch
mit zwei Kupplungen, beispielsweise denjenigen, die an den Enden ein und desselben
Fahrzeuges vorgesehen sind, in der Weise zu kuppeln; daß abwechselnd bei jedem Schritt
einmal die erste Kupplung entkuppelt und die zweite Kupplung gekuppelt und einmal
die erste Kupplung gekuppelt und die zweite Kupplung entkuppelt wird.
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Die Betätigung zweier Kupplungen mittels eines einzigen Exzenters
ist an sich bekannt, jedoch nur in
der Form, daß ein Exzenter auf
der Welle der den Motor steuernden Schaltwalze sitzt. Das hat den Nachteil, daß
zwischen jeder Umschaltung des Motors entkuppelt wird. Bei der Einrichtung gemäß
der Erfindung sind die Steuerung des- Motors und die Betätigung der Kupplungen unabhängig
voneinander.
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Das Schrittschaltwerk kann durch einen Schieber gebildet werden, dessen
Klinke auf ein mit einem Exzenter gekuppeltes Sperrad wirkt. Von dem Exzenter wird
dann die mechanische Bewegung mittels eines oder mehrerer Hebel auf die Kuppung
oder die Kupplungen übertragen. Der Exzenter kann als Nockenscheibe oder als Vierkant
oder Achtkant ausgebildet sein. Es ist auch möglich, daß das Schrittschaltwerk durch
eine Wechselwippe gebildet wird.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt.
Es zeigen Abb. 1 und 2 Schaltschemata der Einrichtung, und zwar Abb. 1 für den Fall
eines Gleichstromstoßes, Abb. 2 für den Fall eines Wechselstromstoßes.
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Abb. 3 und 4 schematische Darstellungen von Schrittschaltwerken zur
gleichzeitigen Betätigung zweier Kupplungen.
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Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 1 wird der Strom von dem ortsfesten
Teil der Einrichtung zu den fahrbaren Teilen der Einrichtung durch die beiden Schienen
1 und 2 übertragen, von denen eine in ihrer Eigenschaft als Stromleiter auch durch
eine Oberleitung ersetzt sein könnte. Als Stromquelle ist ein beispielsweise vom
Netz gespeister Transformator 3 angenommen, der einen als Fahrregler 4 dienenden,
verstellbaren Abgriff aufweist. Die Funktion, die neben dem Betrieb des Motors und
seiner Umschaltung auf Vorwärtsfahrt oder Rückwärtsfahrt beispielsweise vorgesehen
ist, ist das Lösen einer mit 5 bezeichneten Kupplung. Die Verbindung zwischen dem
Motor 8
und der Betätigungsvorrichtung für die Kupplung 5 einerseits mit den
Stromzuführungsschienen 1 und 2 andererseits erfolgt durch einen Stromabnehmer
6 und durch die Räder 7, vorzugsweise des Fahrzeuges, auf dem sich die zu
steuernde Vorrichtung befindet.
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Auf dem Triebfahrzeug ist der Gleichstrommotor 8
und auf dem
Triebfahrzeug oder einem anderen Fahrzeug ein parallel zum Motor geschalteter Eektromagnet
9 vorgesehen, dessen Anker 10 die Kupplung 5
bei Erregung des
Elektromagnets 9 über ein Schrittschaltwerk mechanisch betätigt.
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Der Motorstromkreis 57 ist so angeordnet, daß bei Erregung des Elektromagnets
9 der Anker 10 desselben den Motorstromkreis 57 bei einem Kontakt 55 unterbricht,
hingegen bei nicht erregtem Elektromagneten unter Wirkung der Feder 11 schließt.
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Außerdem ist im Falle der Betätigung einer Kupplung durch den Elektromagneten
9 ein Widerstand 56 so angeordnet, daß er bei nicht erregtem Elektromagnet 9 durch
den Anker 10 kurzgeschlossen wird, damit der Motor bei Betätigung des Elektromagnets
9 langsamer läuft und der Strom in demselben sich stärker auswirkt.
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Zur Erzeugung des für den Betrieb und die Um-Schaltung des Fahrmotors
8 benötigten gerichteten pulsierenden Gleichstromes sind im ortsfesten Teil der
Einrichtung 4 gewöhnlich als Selenzellen ausgebildete Ventilzellen 13 bzw. 13' paarweise
entgegengesetzt im Viereck geschaltet und sowohl durch eine Leitung 22 mit dem Fahrregler
4 verbunden als auch mittels einer Leitung 14 an das andere Ende der Sekundärwicklung
des Transformators 3 gelegt. Andererseits sind die Ventilzellen mit einem Polwendeschalter
15 in der Weise verbunden, daß eine Leitung 16 zu einem mittleren Kontakt 17 und
eine Leitung 18 zu den beiden äußeren, miteinander verbundenen Kontakten
19 führt. Der Polwendeschalter 15 ist durch Leitungen 20, 21
mit.
den Stromzuführungsschienen 1 und 2 verbunden.
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Mittels der Leitungen 14, 23 kann vom Transformator 3 ein Wechselstrom
mit einer über der Betriebsspannung liegenden Spannung abgenommen und den Ventilzellen
13, 13' zugeführt werden. Die Leitung 23 ist normalerweise bei 24 unterbrochen und
kann dort durch Betätigung eines Schalters 25, z. B eines Druckknopfes, geschlossen
werden. Die Anordnung ist so getroffen, daß bei Betätigung des Schalters 25 die
den Fahrregler 4 mit den Selenzellen 13, 13' verbindende Leitung 22 unterbrochen
wird.
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Wie auch aus Abb. 3 hervorgeht, ist der Anker 10
des Magnets
mit einem Schieber 58 verbunden, an dem die den Anker 10 beeinflussende Rückholfeder
11 mit ihrem einen Ende befestigt ist. Die Klinke dieses Schiebers 58 wirkt auf
ein Sperrad 59, das mit einem Exzenter 60 drehfest verbunden ist. Dieser wirkt auf
den einen Arm eines bei 62 angelenkten doppelarmigen Hebels 61, dessen anderer Arm
mit dem zu bewegenden Teil 5' der Kupplung 5 verbunden ist. Der doppelarmige Hebel
61 steht unter der Wirkung einer Feder 63, die ihn im Sinne des Kuppelns zu betätigen
sucht.
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Durch Betätigung des Schalters 25 wird ein Wechselstromstoß mit einer
über der Betriebsspannung liegenden Spannung erzeugt, der je nach Stellung des Polwendeschalters
15 in einem pulsierenden Gleichstrom der einen oder anderen Richtung umgewandelt
wird und durch den Magnet 9 erregt wird. Durch Anziehen des Ankers 10 wird
das Sperrad 59
mittels des Schiebers 58 weitergeschaltet und der als Vierkant
ausgebildete Exzenter 60 um 45° gedreht, so daß der doppelarmige Hebel 61
versehwenkt und der Kupplungsteil 5' angehoben, also das Entkuppeln vorbereitet
wird. Wenn dieses Entkuppeln bei stillstehendem Fahrzeug erfolgt, d. h. der Fahrregler
4 vorher auf 0 gestellt worden ist, kann nunmehr das die Kupplung 5 aufweisende
Fahrzeug von dem benachbarten durch Anfahren entfernt werden. Wurde hingegen der
Schalter 25 betätigt, ohne daß vorher der Fahrregler 4 auf 0 gestellt wurde, dann
findet anschließend an das Entkuppeln ohne weiteres das Wegfahren des mit der Kupplung
5 versehenen Fahrzeuges statt.
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Abb. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der durch den Exzenter 60 zwei
Kupplungen gleichzeitig in entgegengesetztem Sinne betätigt werden. Zur Betätigung
der zweiten Kupplung 5" ist ein bei 62" drehbar gelagerter einarmiger Hebel 61"
vorgesehen, der durch eine Feder 63" gegen den Exzenter 60 gedrückt
wird.
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Die Ausführungsform gemäß Abb. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform
gemäß Abb. 1 dadurch, daß zur Betätigung des Elektromagnets 9 ein Wechselstromstoß
mit einer über der Betriebsspannung liegenden Spannung benutzt wird. Dementsprechend
wird bei Betätigung des Schalters 25 an den Stromkreis 20, 21 ein Wechselstromkreis
22', 23' angeschaltet, dessen Leitung 22' die durch den Schalter 25 zu überbrückende
Unterbrechungsstelle 24 aufweist. Da der Motor 8 mit Gleichstrom betrieben wird,
ist der Erregerstromkreis des Elektromagnets 9 einerseits mit einem besonderen
Stromabnehmer 6' versehen und andererseits an die Masse angeschlossen, was in der
Abbildung durch Verbindung mit den Rädern 7 angedeutet ist.
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Der Anker 10 des Elektromagnets 9 ist bei der Ausführungsform gemäß
Abb. 2 und 4 mit dem verschiebbaren Teil 64 einer an sich bekannten Wechselwippe
verbunden,
deren Klinke 65 unter der Wirkung einer Feder 66 steht und in den um den Punkt 69
schwenkbaren, unter der Wirkung einer Feder 67 stehenden Teil 68 der Wechselwippe
eingreift, der seinerseits mit dem beweglichen Teil 5' der Kupplung 5 verbunden
ist.
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Die Abb. 4 unterscheidet sich von dem entsprechenden Teil der Abb.
2 lediglich dadurch, daß zwei Kupplungen 5, 5" vorgesehen sind, deren bewegliche
Teile 5' rnit dem in diesem Falle als doppelarmiger Hebel ausgebildeten Teil 68
der Wechselwippe so gekuppelt sind, daß die beiden Kupplungen 5, 5" abwechselnd
betätigt werden.