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Vorrichtung zur Steuerung und Stromversorgung von in Spielschienenfahrzeugen
eingebauten Stromversorgern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung
und Stromversorgung von in Spielschienenfahrzeugen eingebauten Stromversorgern mit
zwischen den Schienen angeordneten Stromzuleitungen.
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Insbesondere bei Spielzeugeisenbahnen (bei welchen die Erfindung vornehmlich,
aber nicht ausschließlich Verwendung findet) erfolgt zweckverfolgend die Stromversorgung
und die Durchgabe der Steuerstromimpulse über die auf den Schienen rollenden Räder
und einen Stromabnehmer von einer dritten Schiene aus, welche neben oder zwischen
den Gleisen vorgesehen ist. Die für diese beiden Teile erforderlichen Stromleitungen
sollten stets zwei sein, nachdem infolge technischer Schwierigkeiten verschiedener
Art und auch aus ästhetischen Gründen die Verwendung zusätzlicher Stromleiter erschwert
ist. Andererseits führt die Verwendung einer bestimmten Anzahl
isolierter
Leitern, die beispielsweise aus drei Schienen bestehen, zu Mängeln, die stets bei
den Systemen mit zwei isolierten Schienen, wie sie heute noch gebräuchlich sind,
beanstandet werden und die sich bei den Schienenkreuzungen, besonders wenn solche
eine Umkehrschleife bilden, bemerkbar machen. In diesem und ähnlichen Fällen besteht
auch die Gefahr von Kurzschlüssen, so daß die Verwendung derartiger Stromzuführungssysteme
nur für bestimmte Hauptstrecken infrage kommt. Bei solchen isolierten Leitungen,
und falls eine Kehrschleife angelegt werden soll, muß die Apparatur mit zusätzlichen
automatischen Vorrichtungen ausgerüstet werden, die den Stromkreis unterbrechen,
sobald für das Fahrzeug die Bedingungen auftreten, die einen Kurzschluß auslösen,
was in diesem Falle am Schienenstück bei der Weiche eintritt. Solche Vorrichtungen
sind jedoch, abgesehen von den Mehrkosten, ziemlich betriebsempfindlich und komplizieren
die Anlage derart, daß in den meisten Fällen auf das Verlegen gewisser Fahrstrecken
verzichtet wird.
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Eine gewisse Verbesserung sollte eine Umschalteinrichtung von Wechselstrom-Spielfahrzeugen
bringen, bei der unabhängig vom Fahrstrom dem Spielfahrzeug ein an sich bekannter
Magnet zur Umsteuerung gesondert zugeordnet ist; dieser Umsteuerungsmagnet ist auch
von einer vom Fahrstrom gesondert isolierten Schiene mit Hilfe eines Schalters bzw.
Druckknopfes mit Strom versorgt.
Aufgabe der Erfindung ist es, solch
eine Steuervorrichtung einfach und störungsfrei herzustellen.
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Gelöst wird die gestellte Aufgabe dadurch, daß mehrere Kontaktspitzen
aufweisende Stromzuleitungen vorgesehen sind, denen je ein Stromabnehmer des Fahrzeugs
zugeordnet ist, und daß die Stromabnehmer an Relais zur Steuerung der Stromverbraucher
des Fahrzeugs angeschlossen sind. Eine Weiterentwicklung der Erfindung sieht vor,
daß eine ungerade Zahl von Stromzuleitungen, vorzugsweise drei Stromzuleitungen,
angeordnet und die seitlichen Stromzuleitungen symmetrisch zur mittleren Stromzuleitung
angeordnet sind.
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Dabei kann jede Stromzuleitung isoliert in dem aus elektrisch nicht
leitendem Material gefertigten Unterbau gehalten sein; der Unterbau ist gleichzeitig
zur Befestigung der Schiene ausgebildet.
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Des weiteren sind Unterbauabschnitte mit die mittlere Stromzuleitung
überkreuzenden Stromzuleitungen vorgesehen. Zweckmäßig ist im Fahrzeug ein Relais
eingebaut, das mindestens zwei wahlweise getrennt oder gemeinsam erregbare Spulenwicklungen
aufweist, so daß der Relaisanker außer
seiner Ruhestellung auch
mindestens zwei weitere voneinander verschiedene Stellungen einnehmen kann,
wobei in einer dieser Stellungen ein Teil der Kontakte des Relais
betätigt ist, während in einer anderen Stellung ein weiterer Teil der Kontakte betätigbar
ist.
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Eine andere Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist
aus, daß ein im Fahrzeug angeordnetes Relais derartig ausgebildet ist, daß mindestens
ein Teil seines Magnetkreises einen Teil des Magnetkreises des das Fahrzeug treibenden
Motors bildet.
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Bei Verwendung von drei Stromzuleitungen dienen diese zur Versorgung
zweier in dem Fahrzeug eingebauter Relais. Dabei sind die Eingänge der beiden Relaiswicklungen
an die den beiden seitlichen Stromzuleitungen zugeordneten Stromabnehmer und die
Ausgänge der Relaiswicklungen gemeinsam an den der mittleren Stromzuleitung zugeordneten
Stromabnehmer gelegt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung
und Beschreibung, und zwar zeigt: Fig. 1 vergleichsweise ein bchienenatück, das
als Umkehrschleite in bekannter Weise verläut't,
| Fig. 2 die Ansicht eines Schienenstückes nach der vor- |
| liegenden Erfindung, |
| Fig. 3 den Schnitt einer Schwelle, |
| Fig. 4 im Grundriß ein Schienenstück mit Umkehrschleife |
| nach der vorliegenden Erfindung, |
| Fig. 5 schematisch ein im Stromkreis der vorliegenden Er- |
| findung verwendetes Schaltrelais und |
| Fig, 6 ein weiteres Ausbildungsbeispiel dieses Relais, |
| das als Gestell einen der Motorenstatoren des |
| Fahrseuges benützt. |
| lach dein fig. 2 und 3 weisen die darin dargestellten
Glei- |
| se eine ünterlägaplatte B aus geprefltem Kunststoff auf, |
| auf der die Eineischienen C befestigt sind; die Stroh- |
| leitungen C sind eingelassen; eib sind ihrer Längerich- |
| tung nach mit Stiften bs*: 8,bitäea D1 besetzt,
die ent- |
| sprechend über die Obertlüöhe der tThterl®geplatten b |
| hInauareichen. |
| biese Gleise bestehen aus tuoen%teckbaren Teilstückeh, |
| deren jedes einen kleinen bleck H ah 4Br Grundplatte auf- |
| weist; der ah einer Stirn eitt elit Organen zum i^u'sie- |
| stecken für die Verbindung der Schienen O untereinander |
| ;versähen ist 'sowie mit Organen fair &an AnschluB der
Stron- |
| Ibitu#*eh D utteteäader. |
In dem Beispiel enden diese Teile mit Stiften D2, die in entsprechende
Klemmhülsen gesteckt
werden. -
In Fig. 4 sind die Zeitungen D mit Strich- und punktierten Linien
angezeigt. Da es sich in diesem Fall um eine Kehrschleife handelt, ist ein Schienenstück
K vorgesehen, bei dem die beiden äußeren Stromführungen 2 und 4 umgekehrt vorgesehen
sind, um einen Kurzschluß zu vermeiden. Bei diesem Streckenstück stehen die Kontaktstifte
D1 in entsprechenden Abständen voneinander, so daß erst nach Verlassen des
letzten Kontaktstiftes durch einen der Stromabnehmer der andere Stromabnehmer mit
dem nächstfolgenden Stift in Kontakt kommt und somit ein Kurzschluß vermieden wird.
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Die Stecker D, gehen durch die Isolierschicht der Grundplatte hindurch
und ragen um ein kurzes Stück und in geringer Höhe (4/')0 mm) über die Oberfläche
hinaus, die den Unterbau einer Gleisstrecke nachbildet. Diese Nachbildung des Bahnkörpers
kann leicht hergestellt werden, nachdem die Grundplatte B aus entsprechendem Kunststoff
gepreßt wird und so modelliert Werden kann, daß der Schotter eines Bahnkörpers nachgebildet
und entsprechend farbig lackiert werden kann, um die herausragenden Enden der Kontaktstifte
D1 unkenntlicher zu gestalten. Diese letzteren können selbstverständlich auch so
ausgebildet sein,
daß sie den Schotter des Bahnkörpers nachbilden,
aber gleichzeitig auch mit dem Stromabnehmer des Fahrzeugs im Schleifkontakt stehen
können.
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Die Anordnung der drei (oder einer sonstigen ungeraden Zahl) Stromführungen
D ist daher vorgesehen, um die Möglichkeit eines umgekehrten Zusammensteckens der
Schienenstücke und außerdem einer größtmöglichen Zahl verschiedener untereinander
unabhängiger Steuerungen zu haben.
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Die Anordnung einer ungeraden Zahl von Stromleitern, und zwar eines
oder mehrerer rechter oder linker, mit dem Mittelleiter kombinierter Stromleiter
ermöglicht das einfache und leichte Verlegen einer Schleifenschiene nach Fig. 4
mittels Einsatz eines Teilstückes K, das den rechten Leiter 2 und den linken Leiter
4 überkreuz führt. Ferner kann das Fahrzeug und die entsprechenden Steuergeräte
beliebig mit Gleichoder Wechselstrom versorgt werden; auf alle Fälle brauchen die
Schienen bei ihrer Herstellung nicht auf eine besondere Stromart, mit der die Fahrzeuge
betrieben werden, abgestellt zu sein.
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Fig. 5 zeigt schematisch ein bei einer Lokomotive eingebautes Relais,
dessen Anker eine Ruhestellung und zwei
Arbeitsstellungen einnehmen kann,
in welchen das Schließen
der entsprechenden Kontakte erfolgt. Dieses
Relais besteht aus einem Magnetkern M, auf dem sich die beiden Wicklungen N1
und N2 befinden. Die Eingänge zu diesen Wicklungen sind über die Masse des Fahrzeugs
an den Mit-
telleiter 3 angeschlossen, während von den Wicklungsausgängen
der eine an den Leiter 2 und der andere an denje-nigen 4 über die an dem
Fahrzeug vorgesehenen Bürsten-Schleifabnehmer angeschlossen ist. Der Anker des Relais
M betätigt die Kontaktpaare P1 und P2, die an die zu steuernden Organe angeschlossen
sind, wie z.B. die Pfeife der Lokomotove oder die Abkupplungsvorrichtung
für die Waggons. Wenn über die Leiter2-3 oder 3-4 die eine oder andere der Wicklungen
N1 und N2 unter Spannung kommt, wird der Anker des Relais M angezogen, so daß er
das erste Kontaktpaar P1 schließt; werden dagegen beide Spulenwicklungen
versorgt, wird die Magnetwirkung gegenüber dem vorhergehenden Fall verdoppelt,
so daß der Relais-anker beim Anziehen um eine längere Strecke gegenüber dem
ersteren Fall verstellt wird und dabei außer dem Kontakt P,) auch den Kontakt P2
schließt. Befindet sich das Fahrzeug in umgekehrter Stellung gegenüber
der normalen (rückwärts), kann keine Fehlschaltung erfolgen, da das Relais
N nach dem beschriebenen Schema betätigt wird, unabhängig von der Stellung
der Bürsten gegenüber den Leitern 2-4.
Fig. 6 zeigt schematisch
einen mit zwei Wicklungen N1 und N2 versehenen,Blektromotor,
die den Wicklungen N, und N2 des Relais der Fig.
5 entsprechen. In diesem Fall
wird der Magnetkern
des Relais durch den Induktor H des
Motors dargestellt, der einen
Nebenenschlu8 H1 vorsieht,
mit dem der Anker des die genannten
Kontakte Pl und P2
betätigenden Relais zusammenwirkt. Wie bereits zuvor
hinsichtlich
der Stromversorgung des Fahrzeugs erwähnt,
kann auch die Stromversorgung
des Relais entweder durch
Gleichstrom oder durch gleichgerichteten oder
nichtgleichgerichteten Wechselstrom erfolgen.
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Zu den mit der vorliegenden Erfindung erzielbaren
Vor-
teilen kommt noch die Möglichkeit der Betätigung
weite-
rer zusätzlicher Steuerorgane am Fahrzeug, z.B. fÜr
die
Beleuchtung oder für Signale, oder einer Vorrichtung
zum Abhängen der Waggons usw. Die Stromkreise brauchen
lediglich
mit Dioden oder Impedenzen versehen zu werden
unter Benutzung der im
Unterbau B vorgesehenen Leiter D.
Diese Resultate lassen sich sowohl bei
Verwendung von
Gleichstrom als auch Wechselstrom erreichen, nachdem die
in
der Unterbauplatte B eingelassenen vier Leiter be-
nützt werden und
man dadurch Steuerungen verwirklichen
kann, die bisher bei den herkömmlichen
Stromkreisen
r
nicht erhalten werden konnten.
In
der Praxis können die Ausbildungseinzelheiten Änderungen erfahren, ohne daB damit
der Erfindungsbereich und so auch der Patentschutzbereich verlassen wird.