DE1603167A1

DE1603167A1 - Vorrichtung zur zentralen Steuerung von netzunabhaengig auf einer Piste betriebenen elektrischen Kinderfahrzeugen

Info

Publication number: DE1603167A1
Application number: DE19671603167
Authority: DE
Inventors: Erwin Moehring
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-11-07
Filing date: 1967-11-07
Publication date: 1971-07-29

Description

Dr. müller-bore: dipl.-ing. gralfs dr. manitz

PATENTANWÄLTE

Braunschweig, 2, November 1967 Unser Zeichen: 3?i/GÖ - ]? 235

Ingenieur Erwin Mohr ing
Gämsen über Gifhorn

Vorrichtung zur zentralen Steuerung von netzunabhängig auf einer Piste betriebenen elektrischen Kinderfahrzeugen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur zentralen Steuerung von netzunabhängig auf einer Piste betriebenen elektrischen Sinderfahrzeugen mit einer durch Münzeinwurf betätigbaren Schaltvorrichtung.

Es ist bekannt, batterie-elektrisch betriebene Kleinfahrzeuge mit einem Zeitautomaten auszustatten, der von einem Münzwerk bei Einwurf einer Münze oder eines Chips ausgelöst wird und das !fahrzeug durclji Schließen eines im Speise- kreis des Motors liegenden Schalters startbereit macht. Um das Wahrzeug in Bewegung au fetzen, muß dann lediglioh noob ein fußschalter betätigt wurden. Neoh Ablauf der duroh den Zeitautomaiien vorgegebenen Zeit wird der , 6peiee4tromkrei· dee Motor· unterbrochen und das Fahrzeug kovst sus Stilletand»

BAD ORäGSNAL

Werden derartige !Fahrzeuge auf einer Piste betrieben, so kann die zu fordernde Betriebssicherheit bereits bei einer relativ geringen Anzahl von Fahrzeugen nicht mehr gewährleistet werden, da die einzelnen Fahrzeuge zu beliebigen Zeiten durch Münzeinwurf in Betrieb gesetzt werden können und nach der durch den Zeitautomaten vorgegebenen Fahrdauer wieder zum Stillstand kommen, so daS ständig die Gefahr von Zusammenstößen zwischen sich im Betrieb befindenden Fahrzeugen und den sich zu den stillstehenden Fahrzeugen begebenden oder von diesen absteigen* lan Kindern besteht· Des weiteren wirkt sich bei einer derartigen Anlage nachteilig aus, daß die Faüix-zeit aller Fahrzeuge nicht in einfacher Weise as. die (jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden kann, sondern durch das Zeitrelais vorgegeben ist·

Eine zentrale Steuerung der Kleinfahrzeuge, wie sie beispielsweise beijden Autoskootern durch An- und Abschalten. der Netzspannung bekannt ist, scheidet bei batterie-elektrisch betriebenen Fahrzeugen aus. Es ist auch nicht möglich, eine Hehrzahl von sich auf einer Piste befindenden Fahrzeugen mittels der aus dem Modellbau bekannten und mit einem Sender mit Stabantenne arbeitenden Fernsteuereinrichtungen zu steuern, da mit einem derartigen Sender im allgemeinen nur ein einziges Fahrzeug angepeilt werden kann und bestenfalls sich zufällig nahe nebeneinander befindende Fahrzeuge gleichzeitig gesteuert werden können. Außerdem können derartige Einrichtungen den Funkverkehr

stören und würden von der Post daher für den vorgesehenen 109831/0038 ^BAD

Zweck nickt genehmigt werden·

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur zentralen Steuerung von netzunabhängig auf einer Piste

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betriebenen elektrischen Kleinfahrzeugen, dieVlrähtlos arbeitet, keiner postalischen Zulassung bedarf, eine beliebige und für alle Fahrzeuge gleiche Festlegung der Fahrzeiten gestattet und nur die in Betriebnahme derjenigen Fahrzeuge ermöglicht, für die durch Münzeinwurf der Fahrpreis entrichtet wurde_o

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs angeführten Gattung wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst durch einen auf eine die Piste umgebende Induktionsschleife arbeitenden, wahlweise einschaltbaren Sender, einen in jedem Fahrzeug vorgesehenen induktiv angekoppelten Empfänger, ein mit einem Eingang mit dem Ausgang des Empfängers und mit dem anderen Eingang mit dem Ausgang der münzbetätigten Schaltvorrichtung verbundenes UND-Gatter mit Haltekreis sowie eine über einen Schalter (24) am Ausgang des UND-Gatters liegende und in Abhängigkeit von Ausgangssignal und Schalterstellung den Speisekreis des Antriebsmotors steuernde Einrichtung.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß das UND-Gatter ein erstes auf einen Ausgangsimpuls des Empfängers ansprechendes und einen Stromstoßschalter steuerndes Relais und ein zweites auf das Ausgangssignal der münzbetätigten Schaltvorrichtung ansprechendes und in einem

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relaisgesteuerten Haltekreis liegendes Relais aufweist und daß die UITD-Verknüpfung durch zwei in Reihe liegende, einerseits zum zweiten Relais und andererseits zum Stromstoßschalter gehörende Eontaktsätze gewährleistet ist*

Das den Haltekreis steuernde Relais ist vorzugsweise in einem Stromkreis angeordnet, in dem entgegengesetzt arbeitende Kontaktsätze des ersten Relais und des Stromstoßschalters in Reihe geschaltet sind.

Zur Erzielung einer besonders hohen Betriebssicherheit ist der Kontaktsatz des ersten Relais vorzugsweise derart ausgebildet, daß er mit einer zeitlichen Verzögerung bezüglich des Kontaktsatzes des Stromstoßschalters arbeitet.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsfarm, die es der Bedienungsperson erleichtert, die Anzahl der ... Fahrzeuge festzustellen, für die bereits bezahlt wurde, steuert das auf die münzbetätigte Sehaltvorrichtung ansprechende Relais ein weiteres Relais, das am Fahrzeug angebrachte Lampen an eine Stromquelle schaltet.

Zur induktiven Kopplung der Empfänger mit dem Sender ist gemäß einer vorteilhaften Auegestaltung der erfindung8,gemäßen Vorrichtung Jeder Empfänger mit einer Ferrit-Antenne ausgestattet.

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Die Betriebsfrequenz des Senders wird vorteilhafterweise zwischen 8 und 11 kHz gewählt.

Eine besonders gute Ankopplung der Empfänger an den Sender wird erreicht, wenn die die Piste umgebende Induktionsschleife 3 Windungen aufweist und der Ferrit-Antennenstab mit 60 Windungen versehen ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung wer im folgenden anhand der Zeichnung erläutert.· in dieser zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild ier erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig. 2 ein Schaltbild der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Gatterschaltung mit nachfolgenden Steuerkreisen.

Nach Fig. l\steht die Sendeeinrichtung aus einem von einer Gleichstromquelle 15 gespeisten Sender 17» dessen Ausgang mit einer Induktionsschleife 18 verbunden ist, die in Form wenigstens einer Windung um die als Fahrbahn für die Kinderfahrzeuge dienende Piste 20 gelegt ist. Die Quelle 15 kann aus einem Akkumulator oder einem Netzgerät mit !Transformator

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und Grleichrienter bestellen. Als Sender 17 kann jeder für induktive Fernsteuerung geeignete Sender verwendet werden. Zwischen Stromquelle und Sender ist ein Druckschalter 16 vorgesehen, dessen Betätigung den Sender in Betrieb setzt und damit zum Aufbau eines magnetischen Feldes in der Induktionsschleife führt. Der Sender arbeitet vorzugsweise auf einer Frequenz zwischen 8 und 11 kHz, da für diese Frequenzen keine postalische Genehmigung erforderlich ist.

Die aus einem Draht, einem Flachband oder einem mehradrigen Kabel bestehende Induktionsschleife umspannt die Piste 20 und ist vorzugsweise an der die Fahrbahn begrenzenden und als Stoßbalken dienenden Einfassung befestigt. Wird eine Induktionsschleife mit mehreren Windungen benutzt, so kann ein mehradriges Kabel verwendet werden, das in Form einer Wicklung mit zwei Ausgängen geschaltet wird.

Die die Induktionsschleife tragende Einfassung kann mehrteilig ausgebildet sein, wobei die elektrischen Leiter der Induktionsschleife steckbar, schraubbar oder klemmbar ausgeführt sind.

Die batterie-elektrisch betriebenen Fahrzeuge sind gemäß Fig. 1 mit einer durch Münzeinwurf betätigbaren Schalteinrichtung 21 sowie einem Empfänger 22 ausge-

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stattet, deren Ausgänge an einem UND-Gatter 23 liegen. Der Empfänger 22 ist mittels einer Ferrit-Antenne 19 mit dem Sender gekoppelt.

Der Ausgang des IUiD-Gatte rs 23, das im einzelnen noch anhand der Fig; 2 beschrieben wird, ist über einen Fußschalter 24 mit einer den Speisekreis des Antriebsmotors M steuernden Einrichtung 25, 26 verbunden.

Als Empfänger 22 kann jeder für induktive Fernsteuerung

Emp f ange r

geeignete )3aöö»£· verwendet werden. Im Falle einer Induktionsschleife mit 3 Windungen und einer Betriebsfrequenz von 8-11 kHz ist die zur Ankopplung verwendete Ferrit-Antenne mit etwa 60 Windungen versehen. Der Ausgang des Empfängers kann an ein Relais angeschlossen sein, das^oei Empfang eines Impulses einen Stromkreis schließt und damit an eine nachfolgende Schaltung einen Impuls mit frei wählbarer Amplitude liefert.

Fig. 2 zeigt die an die münzbetätigte Schaltvorrichtung 21 und den Empfänger 22 angeschlossene Gatterschaltung mit den von dieser Schaltung gesteuerten Kreisen. Aus Gründen einer vereinfachten Darstellung sind in Fig. 2 anstelle der münzbetätigten Schaltvorrichtung 21 und des Empfängers 22 zwei Schalter dargestellt, die als

Münzimpulsgeber und als Schaltimpulsgeber 9 bezeichnet sind und jeweils betätigt werden, wenn eine Münze ein-

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geworfen, beziehungsweise mittels des Schalters 16 ein Steuerimpuls ausgelöst wird.

Der Schaltimpulsgeber 9 liegt im Steuerkreis eines Relais 3 mit zwei Eontaktsätzen d, e, wobei der Kontaktsatz e, der im Ruhezustand des Relais 3 geöffnet ist, den Stromkreis eines Stromstoßschalters 5 steuert. Der ebenfalls im Ruhezustand von Relais offene Kontaktsatz d liegt im Speisekreis eines einen Haltekreis steuernden Relais 1. In diesem Kreis ist ferner noch ein Kontaktsatz c des Stromstoßschalters 5 angeordnet.

Der Stromstoßschalter 5 besitzt zwei Kontaktsätze a, c, von denen bei jedem Betriebszustand des Stromstoßschalters jeweils einer geschlossen ist. Der Kontaktsatz a liegt in einem Stromkreis, der über einen Kontaktsatz b eines vom Münzimpulsgeber 8 gesteuerten Relais 2 und über den bezüglich Fig. 1 bereits erwähnten Fußschalter 7 zu einem Relais 6 führt, das einen im Speisestromkreis des Pahrzeugmotors angeordneten Schalter 26 steuert.

Das von dem Münzimpulsgeber 8 gesteuerte Relais 2 besitzt zwei im Ruhezustand offene Kontaktsätze d, f, von denen der Kontakteatz f in dem von dem Relais 1 gesteuerten Haltestromkreis angeordnet 1st. Das Relais besitzt einen Kontakteatz g, der im Ruhezustand geschlossen 1st.;

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Ein weiteres Relais 4 ist in einem zum Steuerstromkreis des Relais 2 parallelen Stromkreis angeordnet, so daß dieses Relais 4 stets zusammen mit dem Relais 2 im Arbeitszustand ist. Die Kontaktsätze des Relais 4 steuern an der Außenseite des jeweiligen Fahrzeugs angebrachte Lampen 10. Da der Arbeitezustand des Relais 4 gleichbedeutend mit der Betätigung der durch Münzeinwurf auszulösenden Schaltvorrichtung ist, kann die Bedienungsperson der Anlage anhand <5ei· aufleuchtenden Lampen feststellen, für wieviele Fahrzeuge bereits bezahlt wurde.

Zum Testen der Funktionsfähigkeit der Steuervorrichtung kann an den Ausgang der Gatterschaltung eine Testlampe 11 angeschlossen werden.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung beschrieben.

Wird bei stillstehenden Fahrzeugen in die durch Münzeinwurf zu betätigende Schaltvorrichtung 21 eine Münze oder eine entsprechende Wertmarke eingesteckt, so wird entsprechend der Darstellung in Fig. das Relais 2 erregt. Dadurch werden die Kontaktsätze b und f geschlossen. Das Schließen des Kontaktsatzes f hat zur Folge, daß ein das Relais 2 im Arbeitszuetand haltender Haltekreis aufgebaut wird, der von der

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positiven Klemme der Speisequelle über den im Ruhezustand des Relais 1 geschlossenen Kontaktsatz g und den Kontaktsatz f über die Arbeitswicklung des Relais 2 zur Erde führt.

In gleicher Weise wie das Relais 2 ist auch das Relais 4 erregt, so daß die die erfolgte Bezahlung anzeigenden Lampen 10 aufleuchten.

Das Fahrzeug kann jedoch durch Betätigung des Fußschalters 11 noch nicht in Bewegung gesetzt werden, da der die Betätigung des Steuerschalters bewirkende Stromkreis auch bei geschlossenem Fußschalter 11 noch nicht geschlossen ist. In diesem von der positiven Klemme 13 der,Stromquelle über den Kontaktsatz b des Relais 2, den Fußschalter 7 und die Arbeitswiarklung des Relais 6 zur Erde führenden Stromkreis ist nämlich noch der zum Stromstoßschalter 5 gehörende Kontaktsatz a angeordnet, der sich im öffnungszustand befindet.

Wird nunmehr durch Betätigung des Schalters 16 der Sender 1? in (Tätigkeit gesetzt, so baut sich im Inneren der Induktionsschleife 18 ein magnetisches Feld auf, das über die Antenne 19 im Empfänger 22 einen Impuls erzeugt. Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, wird dadurch eine Erregung des Relais 3 ausgelöst. Dieses Relais 3 schaltet über den Kontaktsatz e

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den Stromstoßschalter 5» wodurch der Kontaktsatz a geschlossen wird.

Durch Betätigung des Fußschalters 7 kann nunmehr der Err eegerstromkreis für das Steuerrelais 6 geschlossen werden. Damit wird auch der Motorkreis geschlossen, und das Fahrzeug setzt sich in Bewegung.

Ist die von der Bedienungsperson frei wählbare Fahrzeit abgelaufen, so können sämtliche Fahrzeuge durch neuerliche Betätigung des Druckschalters 16 gleichzeitig außer Betrieb gesetzt werden. Wird nämlich das Relais 3 durch eignen vom Empfänger 22 kommenden Impuls von neuem erregt, so wird der Stromstoßschalter 5 wieder umgeschaltet und damit der Erregerstromkreis für das Steuerrelais 6 unterbrochen.

Durch die Umschaltung des Stromstoßschalters 5 wird über den Kontaktsatz c des Stromstoßschalters und den Kontaktsatz d'des Relais 3 der Erregerkreis des Relais 1 geschlossen, wodurch dessen Kontaktsatz g in die öffnungsstellung gelangt und den Haltestromkreis für das Relais 2 öffnet. Das Relais 2 fällt somit ab, und der Ausgangszustand ist wieder erreicht, da auch das Relais 1 am Ende des dem Relais 3 zugeführten Erregerimpulses wieder in den Ruhezustand zurückkehrt. Um ein einwandfreies Arbeiten der

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Schaltung zu gewährleisten, ist es erforderlich, daß der Kontaktsatz d des Relais 3 bezüglich des Schaltzeitpunkts des Stoßstromschalters etwas verzögert arbeitet.

Es ist offensichtlich, daß die erfindungsgemäße Steuervorrichtung auch dann einwandfrei arbeitet, wenn der Münzeinwurf erst nach Aussendung eines Steuerimpulses erfolgt. In diesem lalle wird zuerst der Kontaktsatz a des über das Relais 3 erregten Stromstoßschalters 5 geschlossen. Wird nunmehr eine Münze eingeworfen, so wird das Relais 2 erregt und über den Haltekreis in der Arbeitsstellung gehalten. Dadurch wird der Kontaktsatz b des Relais 2 geschlossen, und das Steuerrelais 6 kann in Abhängigkeit von der Stellung des JFußschalters 7 betätigt werden.

Das Abschalten der Fahrzeuge erfolgt wieder in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben.

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Claims

- jr.

Patentansprüche

IJ Vorrichtung zur zentralen Steuerung von netzunabhängig auf einer Piste betriebenen elektrischen Kinder* fahrzeugen mit einer durch Münzeinwurf betätigbaren Schaltvorrichtung, gekennzeichnet durch einen auf eine die Piste (20) umgebende Induktionsschleife (18) arbeitenden, wahlweise einschaltbaren Sender (l?)i einem <u jedem Fahrzeug vorgesehenen induktiv angekoppelten Empfänger (22), ein mit einem Eingang mit dem Ausgang des Empfängers

(22) und mit dem anderen Eingang mit dem Ausgang der münzbetätigten Schaltvorrichtung (21) verbundenes UND-Gatter

(23) mit dem Haltekreis sowie eine über einen Schalter (24·) am Ausgang des UND-Gatters (23) liegende und in Abhängigkeit von Ausgangssignal und Schalterstellung den Speisekreis des Antriebsmotors (M) steuernde Einrichtung (25, 26).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Piste (20) umgebende Induktionsschleife (18) drei Windungen aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsfrequenz des Senders (17) zwischen 8 und 11 kHz liegt.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden

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Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur induktiven Kopplung der Empfänger (22) mit dem Sender £17) de^es Fahrzeug mit einer Ferrit-Antenne (19) ausgestattet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Ferrit-Antenne (19) sechzig Windungen aufweist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das UND-Gatter (23) ein erstes auf einen Ausgangsimpuls des Empfängers (22) ansprechendes und einen Stromstoßschalter (5) steuerndes Relais (3) und ein zweites auf das Ausgangssignal der münzbetätigten Schaltvorrichtung (21) ansprechendes und in einem relaisgesteuerten Haltekreis liegendes Relais (2) aufweist und daß die UHD-Verknüpfung durch zwei in Reihe liegende, einerseits zum zweiten Relais (2) und andererseits zum Stromstoßschalter (5) gehörende Kontaktsätze (a, b) gewährleistet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das den Haltekreis steuernde Relais (1) in einem Stromkreis angeordnet ist, in dem entgegengesetzt arbeitende Kontaktsätze (d, c) des ersten Relais (3) und des Stromstoßschalters (5) in Reihe geschaltet sind.
8· Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktsatz (d) des ersten Relais (3) mit einer

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zeitlichen Verzögerung bezüglich des Kontaktsatzes (c) des Stromstoßschalters (5) arbeitet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurc-h gekennzeichnet, daß die den Speisekreis des Antriebsmotors (M) steuernde Einrichtung aus einem relaisbetätigten und im Speisekreis liegenden Schalter (26) besteht.
1Oe Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die münzbetätigte Schaltvorrichtung (21) ansprechende Relais (2) ein weiteres Relais (4) steuert, das am Fahrzeug angebrachte Lampen (10) an eine Stromquelle schaltet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Empfängers (22) ein Relais steuert, dessen Arbeitskreis mit einem Eingang des UND·¹· Gatters (23) verbunden ist.

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