DE202016007185U1

DE202016007185U1 - Model car racing track

Info

Publication number: DE202016007185U1
Application number: DE202016007185.9U
Authority: DE
Original assignee: Stadlbauer Marketing und Vertrieb GmbH
Current assignee: Carrera Toys GmbH
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2016-11-22
Publication date: 2016-12-01
Anticipated expiration: 2026-11-23
Also published as: US20190270025A1; CN109982762B; EP3544707B1; WO2018095568A1; CN109982762A; EP3544707A1

Abstract

Modellautorennbahn (2), mit zumindest einem entlang einer Spur (6a, 6b) geführtem Modellauto (10) und einer die Spur (6a, 6b) definierenden Fahrbahn (4), wobei die Fahrbahn (4) zumindest eine sich in Richtung der Spur (6a, 6b) erstreckende Stromschiene (14a, 14b, 14c, 14d) aufweist, gekennzeichnet durch eine Transformatoranordnung (16) mit einem Primärelement (18) und einem Sekundärelement (20) zur berührungslosen Energieübertragung von der Fahrbahn (4) zu dem Modellauto (10), wobei die Stromschiene (14a, 14b, 14c, 14d) das Primärelement (18) der Transformatoranordnung (16) ist und das Modellauto (10) das Sekundärelement (20) der Transformatoranordnung (16) zum Einkoppeln von dem vom Primärelement (18) erzeugten elektromagnetischen Feld aufweist.Model car race track (2), with at least one model car (10) guided along a track (6a, 6b) and a lane (4) defining the lane (6a, 6b), the carriageway (4) being at least one in the direction of the lane ( 6a, 6b) extending conductor rail (14a, 14b, 14c, 14d), characterized by a transformer assembly (16) having a primary element (18) and a secondary element (20) for non-contact energy transfer from the roadway (4) to the model car (10 ), wherein the bus bar (14a, 14b, 14c, 14d) is the primary element (18) of the transformer arrangement (16) and the model car (10) is the secondary element (20) of the transformer arrangement (16) for coupling in from the primary element (18). having generated electromagnetic field.

Description

Die Erfindung betrifft eine Modellautorennbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a model car racing track according to the preamble of claim 1.

Eine Modellautorennbahn, auch Slotcar-Bahn oder Slot-Bahn (von englisch „Slot” für Schlitz) ist eine technische Vorrichtung, mit der elektrisch angetriebene Modellautos spurgeführt gefahren werden, wobei ein Führungskiel an dem Modellauto in einen Schlitz auf der Bahn eingreift.A model car racing track, also slotcar or slot (slot) slot, is a technical device used to drive track-guided electric model cars, with a guide keel on the model car engaged in a slot on the track.

Die Modellautorennbahn weist eine Fahrbahn auf, die z. B. aus einer Mehrzahl zusammensteckbarer Fahrbahnteile aufgebaut werden kann. Die Fahrbahn kann zwei Spuren aufweisen, die jeweils einen Schlitz zur Führung je eines Modellautos und je zwei Stromschienen zur Stromversorgung des elektrischen Antriebs der entlang der jeweiligen Spur bewegbaren Modellfahrzeuge besitzen. Stromabnehmer der jeweiligen Modellautos stehen dabei in Kontakt mit der jeweiligen Stromschiene, um eine Übertragung elektrischer Energie zu gewährleisten. Mit je einem Handregler können Geschwindigkeit und Bremsverhalten des jeweiligen Modellautos gesteuert werden. Allerdings kann es bei z. B. Kurvenfahrten aufgrund von an den Modellautos angreifenden Fliehkräften dazu kommen, dass der Kontakt zwischen der Stromschiene und dem Stromabnehmer des Modellautos unterbrochen wird mit der Folge, dass die Energieversorgung des elektrischen Antriebs des Modellautos unterbrochen wird und das Modellauto an Geschwindigkeit verliert.The Modellautorennbahn has a roadway, the z. B. can be constructed from a plurality of plug-together roadway parts. The roadway may have two lanes each having a slot for guiding each of a model car and two busbars for powering the electric drive of the model vehicles movable along the respective lane. Current collectors of the respective model cars are in contact with the respective busbar in order to ensure transmission of electrical energy. With one hand controller each speed and braking behavior of the respective model car can be controlled. However, it can be at z. B. cornering due to acting on the model cars centrifugal forces come to the fact that the contact between the busbar and the pantograph of the model car is interrupted, with the result that the power supply of the electric drive of the model car is interrupted and the model car loses speed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie eine unterbrechungsfreie Versorgung von Modellautos einer derartigen Modellautorennbahn mit elektrischer Energie gewährleistet werden kann.The invention is therefore based on the object to show a way how an uninterrupted supply of model cars such a model car racing track can be ensured with electrical energy.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Modellautorennbahn der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.This object is achieved by a model car racing o. G. Art solved with the features characterized in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are described in the further claims.

Dazu ist bei einer Modellautorennbahn der o. g. Art erfindungsgemäß eine Transformatoranordnung mit einem Primärelement und einem Sekundärelement zur berührungslosen Energieübertragung von der Fahrbahn zu dem Modellauto vorgesehen, wobei das Primärelement der Transformatoranordnung die Stromschiene ist und das Modellauto das Sekundärelement der Transformatoranordnung zum Einkoppeln von dem vom Primärelement erzeugten elektromagnetischen Feld aufweist. Mit anderen Worten, weist die Modellautorennbahn eine Lufttransformatoranordnung zur berührungslosen Energieübertragung auf, wobei das Primärelement die Funktion einer Primärspule bzw. -wicklung und das Sekundärelement die Funktion einer Sekundärspule bzw. -wicklung übernimmt.For this is in a model car racing o. G. Art according to the invention a transformer assembly having a primary element and a secondary element for non-contact energy transfer from the roadway to the model car, wherein the primary element of the transformer assembly is the busbar and the model car has the secondary element of the transformer assembly for coupling of the electromagnetic field generated by the primary element. In other words, the model racing track has an air transformer arrangement for non-contact energy transmission, wherein the primary element assumes the function of a primary coil and the secondary element assumes the function of a secondary coil or winding.

Dies hat den Vorteil, dass es zu keiner zeitweisen Überbrechung eines elektrischen Kontaktes zwischen einer Stromschiene und einem Stromabnehmer und damit zu keiner Unterbrechung der Versorgung mit elektrischer Energie kommen kann. Ferner kann eine unveränderte Fahrbahn mit einem besonders einfachen Aufbau verwendet werden, bei der die Stromschienen als sich in Fahr- bzw. Spurrichtung erstreckende Leiter ausgebildet sind. Neben der Übertragung von Betriebsenergie können mit der Transformatoranordnung auch Steuersignale, z. B. zum Beschleunigen oder Abbremsen des Modellautos, übertragen werden, z. B. indem diese Steuersignale mit einer höheren Frequenz aufmoduliert und modellautoseitig wieder herausgefiltert werden.This has the advantage that there can be no temporary interruption of an electrical contact between a busbar and a current collector and thus no interruption of the supply of electrical energy. Furthermore, an unchanged roadway can be used with a particularly simple structure, in which the busbars are designed as in the driving direction or track extending conductor. In addition to the transmission of operating power can with the transformer assembly and control signals, eg. To accelerate or decelerate the model car, e.g. B. by modulating these control signals with a higher frequency and model car side filtered out again.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zeigt ein Rotationsvektor des von dem Primärelement erzeugten elektromagnetischen Feldes im Wesentlichen in Richtung der Spur. Die in Richtung der Spur als langgestreckter Leiter ausgebildete Stromschiene bildet ein Magnetfeld aus, dessen Feldlinien die Form geschlossener, konzentrischer Kreise oder Ellipsen um die Stromschiene aufweisen. Ein Rotationsvektor des Magnetfeldes, der senkrecht auf den konzentrischen Kreisen steht, zeigt dann in Richtung der Spur. Unter ”im Wesentlichen” wird dabei innerhalb üblicher Fertigungstoleranzen verstanden. So kann eine unveränderte Fahrbahn mit einem besonders einfachen Aufbau verwendet werden, bei der die Stromschienen sich als in Fahr- bzw. Spurrichtung erstreckende Leiter ausgebildet sind. Fertigungstechnisch aufwändig herzustellende Fahrbahnen mit integrierten Spulenelementen sind nicht erforderlich.According to a preferred embodiment, a rotation vector of the electromagnetic field generated by the primary element substantially points in the direction of the track. The busbar formed in the direction of the track as an elongate conductor forms a magnetic field whose field lines have the shape of closed, concentric circles or ellipses around the busbar. A rotation vector of the magnetic field, which is perpendicular to the concentric circles, then points in the direction of the track. By "substantially" is understood within normal manufacturing tolerances. Thus, an unchanged roadway can be used with a particularly simple structure, in which the busbars are formed as in driving or lane extending conductor. Production-technically complicated lanes with integrated coil elements are not required.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Sekundärelement eine Haupterstreckungsrichtung auf, die im Wesentlichen rechtwinkelig zur Richtung der Spur ist.According to a further preferred embodiment, the secondary element has a main extension direction which is substantially perpendicular to the direction of the track.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Sekundärelement eine oder eine Mehrzahl von Windungen auf, wobei die eine oder die Mehrzahl der Windungen einen Schraubenvektor definiert, der sich im Wesentlichen rechtwinkelig zur Richtung der Spur erstrecken. Die Mehrzahl der Windungen definiert eine Haupterstreckungsrichtung des Sekundärelements in Schraubenrichtung des Sekundärelements. So kann das Sekundärelement eine andere Ausrichtung als das Primärelement aufweisen, was eine bauraumsparende Anordnung im Modellauto ermöglicht.According to a further preferred embodiment, the secondary element has one or a plurality of turns, wherein the one or the plurality of turns defines a screw vector which extend substantially perpendicular to the direction of the track. The plurality of turns define a main direction of extension of the secondary element in the helical direction of the secondary element. Thus, the secondary element may have a different orientation than the primary element, which allows a space-saving arrangement in the model car.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zumindest eine zweite Spur mit zumindest einer zweiten Stromschiene vorgesehen ist, entlang der ein zweites Modellauto spurgeführt ist, wobei die erste Stromschiene mit einem elektrischen Strom mit einer ersten Frequenz beaufschlagt wird und die zweite Stromschiene mit einem zweiten elektrischen Strom mit einer zweiten Frequenz beaufschlagt wird, wobei die erste Frequenz von der zweiten Frequenz verschieden ist. So werden wechselseitige Beeinflussungen durch induktive Einkopplung von elektrischer Energie vermieden bzw. zumindest reduziert.According to a further preferred embodiment, at least one second track is provided with at least one second busbar, along which a second model car is track-guided, wherein the first bus bar is supplied with an electrical current having a first frequency and the second bus bar is acted upon by a second electrical current having a second frequency, wherein the first frequency is different from the second frequency. Thus, mutual influences are avoided by inductive coupling of electrical energy or at least reduced.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt die zweite Frequenz mindestens das Eineinhalbfache der ersten Frequenz. So kann besonders wirkungsvoll eine wechselseitige Beeinflussung durch induktive Einkopplung von elektrischer Energie reduziert werden.According to a further preferred embodiment, the second frequency is at least one and a half times the first frequency. Thus, a mutual influence can be reduced by inductive coupling of electrical energy particularly effective.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt die erste Frequenz 400 kHz und die zweite Frequenz 600 kHz. Durch die Auswahl dieser Frequenzen kann zum einen eine besonders effektive Energieübertragung erzielt und zum anderen eine geringe Störung anderer elektrotechnischer oder elektronischer Geräte in der Nähe der Modellautorennbahn erreicht werden.According to a further preferred embodiment, the first frequency is 400 kHz and the second frequency is 600 kHz. By selecting these frequencies, on the one hand, a particularly effective energy transfer can be achieved and, on the other hand, a slight disruption of other electrotechnical or electronic devices in the vicinity of the model car race track can be achieved.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die zumindest eine Fahrbahn zwei parallel in Richtung der Spur sich erstreckende Stromschienen auf. Auch so kann eine unveränderte Fahrbahn mit einem besonders einfachen Aufbau verwendet werden, bei der die Stromschienen als sich in Fahr- bzw. Spurrichtung erstreckende Leiter ausgebildet sind.According to a further preferred embodiment, the at least one roadway has two busbars extending parallel in the direction of the track. Even so, an unchanged lane can be used with a particularly simple structure, in which the busbars are formed as in driving or lane extending conductor.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die zwei Stromschienen elektrisch parallel geschaltet. So wird ein verdoppelter Leiterquerschnitt zur Verfügung gestellt, so dass die Stromschienenelemente mit einer doppelten Stromstärke beaufschlagt werden können. Ferner wird so im Falle einer Unterbrechung einer der beiden Stromschienenelemente das andere Stromschienenelement noch von elektrischem Strom durchflossen. Somit ist die Versorgungsicherheit eines Modellautos mit elektrischer Energie gesteigert.According to a further preferred embodiment, the two bus bars are electrically connected in parallel. Thus, a doubled conductor cross-section is provided, so that the busbar elements can be charged with a double current. Further, in the case of an interruption of one of the two busbar elements, the other busbar element is still traversed by electric current. Thus, the security of supply of a model car is increased with electrical energy.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die zwei Stromschienenelemente elektrisch in Reihe geschaltet. So bilden die beiden Stromschienenelemente eine Doppelschleife, was die Effizienz der Energieübertragung nochmals verbessert.According to a further preferred embodiment, the two busbar elements are electrically connected in series. Thus, the two busbar elements form a double loop, which further improves the energy transfer efficiency.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt inThe invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. This shows in

1 in schematischer Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Modellautorennbahn, 1 in a schematic sectional view of a preferred embodiment of a model car racing track according to the invention,

2 in schematischer Darstellung einer Transformatoranordnung, die in der in 1 dargestellten Modellautorennbahn Verwendung findet, 2 in a schematic representation of a transformer arrangement, which in the in 1 used model car racing track,

3 eine oberseitige Ansicht des in 2 dargestellten ersten Trägerelements, 3 a top-side view of the in 2 illustrated first support member,

4 eine unterseitige Ansicht des in 2 dargestellten zweiten Trägerelements, 4 a bottom view of the in 2 illustrated second support element,

5 ein Betriebsszenario der in 1 dargestellten Modellautorennbahn, 5 an operating scenario of in 1 model car racing track shown,

6 eine erste Verschaltungsvariante von Stromschienen einer zwei Spuren aufweisenden Fahrbahn, 6 a first Verschaltungsvariante of busbars of a two-lane roadway,

7 eine zweite Verschaltungsvariante von Stromschienen einer zwei Spuren aufweisenden Fahrbahn, und 7 a second Verschaltungsvariante of busbars of a two-lane roadway, and

8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Modellautorennbahn mit einer Fahrbahn mit einer Stromschiene für jede Spur der mehrere Spuren aufweisen Fahrbahn. 8th a further embodiment of a model car racing track according to the invention with a roadway with a bus bar for each lane of the multiple lanes roadway.

In 1 ist eine Modellautorennbahn 2, auch Slotcar-Bahn oder Slot-Bahn (von englisch Slot für „Schlitz”), dargestellt.In 1 is a model car racing track 2 , Slotcar-Bahn or Slot-Bahn (from English slot for "slot"), shown.

Die Modellautorennbahn 2 weist eine aus einer Mehrzahl von zusammensteckbaren Fahrbahnteilen aufgebaute Fahrbahn 4 mit im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Spuren 6a, 6b für je ein Modellauto 10 auf. Dargestellt ist in 1 lediglich ein Modellauto 10.The model car racecourse 2 has a roadway constructed from a plurality of roadway parts which can be joined together 4 with two tracks in the present embodiment 6a . 6b for each model car 10 on. Is shown in 1 just a model car 10 ,

Die Fahrbahn 4 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils eine jeder Spur 6a, 6b zugeordnete Vertiefung 8a, 8b auf, die bezüglich der Spur mittig angeordnet ist und in die ein Führungselement 30, wie z. B. ein Führungsstift oder Führungskiel, des Modellautos 10 eingreifen kann und so eine Führung des Modellautos 10 entlang der jeweiligen Spur, hier der Spur 6a, bewirkt.The roadway 4 In the present embodiment, each has one track each 6a . 6b assigned depression 8a . 8b on, which is arranged centrally with respect to the track and in which a guide element 30 , such as As a guide pin or guide keel, the model car 10 can intervene and so a leadership of the model car 10 along the respective track, here the track 6a , causes.

Ferner weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Fahrbahn 4 jeweils zwei beidseitig der jeweiligen Vertiefung 8a, 8b angeordnete Stromschienen 14a, 14b, 14c, 14d auf, die der ersten Spur 6a bzw. der zweiten Spur 6b zugeordnet sind. Die ersten und zweiten Stromschienen 14a, 14b, 14c, 14d weisen ein im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Querschnitt u-förmiges Profil auf und sind in weitere Vertiefungen der Fahrbahn 4 eingepresst. Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel können die ersten und zweiten Stromschienen 14a, 14b, 14c, 14d auch ein anderes Profil im Querschnitt aufweisen.Furthermore, in the present embodiment, the roadway 4 two each on both sides of the respective recess 8a . 8b arranged busbars 14a . 14b . 14c . 14d on, the first track 6a or the second track 6b assigned. The first and second busbars 14a . 14b . 14c . 14d have in the present embodiment in cross-section U-shaped profile and are in other depressions of the road 4 pressed. Notwithstanding the present embodiment, the first and second busbars 14a . 14b . 14c . 14d also have a different profile in cross section.

Die Stromschienen 14a, 14b, 14c, 14d sind jeweils einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Ferner sind die Stromschienen 14a, 14b, 14c, 14d aus einem magnetischen Material gefertigt. So kann das Modellauto 10 mit einem Dauermagneten (nicht dargestellt), der mit den Stromschienen 14a, 14b wechselwirkt, durch Magnetkraft in der Spur 6a gehalten werden. The busbars 14a . 14b . 14c . 14d are each formed in one piece and of uniform material. Furthermore, the busbars 14a . 14b . 14c . 14d made of a magnetic material. So can the model car 10 with a permanent magnet (not shown) connected to the busbars 14a . 14b interacts by magnetic force in the track 6a being held.

Wie noch später erläutert wird, bilden die beiden Stromschienen-Paare 14a, 14b bzw. 14c, 14d ein Primärelement 18 einer Transformatoranordnung 16 zur berührungslosen Energieübertragung zu dem Modellauto 10.As will be explained later, the two busbar pairs form 14a . 14b respectively. 14c . 14d a primary element 18 a transformer arrangement 16 for non-contact power transmission to the model car 10 ,

Zur Transformatoranordnung 16 zur berührungslosen Energieübertragung zu dem Modellauto 10 gehört ferner ein dem Modellauto 10 zugeordnetes Sekundärelement 20 zum Einkoppeln von einemelektromagnetischen Feld, das mit dem Primärelement 18 erzeugt wird.To the transformer arrangement 16 for non-contact power transmission to the model car 10 also belongs to the model car 10 associated secondary element 20 for coupling an electromagnetic field with the primary element 18 is produced.

Das Sekundärelement 20 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Spulenanordnung 22.The secondary element 20 is a coil arrangement in the present embodiment 22 ,

Neben der Übertragung von Betriebsenergie können mit der Transformatoranordnung 16 auch Steuersignale, z. B. zum Beschleunigen oder Abbremsen des Modellautos 10, übertragen werden, z. B. indem diese Steuersignale mit einer höheren Frequenz aufmoduliert und modellautoseitig wieder herausgefiltert werden.In addition to the transmission of operating power can with the transformer assembly 16 also control signals, eg. B. for accelerating or decelerating the model car 10 , be transmitted, z. B. by modulating these control signals with a higher frequency and model car side filtered out again.

Es wird nun zusätzlich auf die 2 Bezug genommen, die aus Gründen der Einfachheit nur die erste Spur 6a der beiden Spuren 6a, 6b zeigt. Die nachfolgende Beschreibung gilt jedoch auch analog für die zweite Spur 6b mit der Vertiefung 8b und den Stromschienen 14c, 14d.It will now be added to the 2 With reference to simplicity, only the first track 6a of the two tracks 6a . 6b shows. However, the following description also applies analogously to the second track 6b with the recess 8b and the busbars 14c . 14d ,

Die 2 zeigt, dass sowohl die Vertiefung 8a als auch die beiden Stromschienen 14a, 14b jeweils eine in Fahrrichtung entlang der Spur 6a weisende Haupterstreckungsrichtung H aufweisen, in deren Richtung ihre Abmessungen deutlich größer als in Richtung der anderen Erstreckungsrichtungen sind.The 2 shows that both the recess 8a as well as the two busbars 14a . 14b one in the direction of travel along the track 6a pointing main extension direction H, in the direction of their dimensions are significantly larger than in the direction of the other extension directions.

Ferner zeigt die 2, dass die Spulenanordnung 22 einen Träger 12 aufweist. Der Träger 12 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein erstes Trägerelement 24a und ein zweites Trägerelement 24b sowie einen zwischen dem ersten Trägerelement 24a und dem zweiten Trägerelement 24b angeordneten Ferritkern 26 auf.Furthermore, the shows 2 in that the coil arrangement 22 a carrier 12 having. The carrier 12 has in the present embodiment, a first carrier element 24a and a second carrier element 24b and one between the first support member 24a and the second support member 24b arranged ferrite core 26 on.

Das erste Trägerelement 24a und das zweite Trägerelement 24b sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils Leiterplatten. Die Leiterplatten weisen eine sich flächig erstreckende Grundform, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine quaderförmige Grundform, mit jeweils einer Oberseite und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite auf. Sie bestehen jeweils aus einem elektrisch isolierenden Material und darauf angeordneten Leiterbahnen. Als isolierendes Material ist z. B. faserverstärkter Kunststoff üblich. Die Leiterbahnen werden z. B. aus einer dünnen Schicht Kupfer geätzt, die zuvor auf das isolierende Material aufgebracht wurde.The first carrier element 24a and the second support member 24b are each printed circuit boards in the present embodiment. The printed circuit boards have a flat basic shape, in the present embodiment, a cuboidal basic shape, each with an upper side and an upper side opposite the underside. They each consist of an electrically insulating material and conductor tracks arranged thereon. As an insulating material is z. B. fiber reinforced plastic usual. The tracks are z. B. etched from a thin layer of copper, which was previously applied to the insulating material.

Leiterbahnen auf der Oberseite des ersten Trägerelements 24a bilden im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von ersten Spulenabschnitten 28a, während weitere Leiterbahnen auf der Unterseite des zweiten Trägerelements 24b im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von zweiten Spulenabschnitten 28b bilden. Jeweils einer der ersten Spulenabschnitte 28a und der zweiten Spulenabschnitte 28b bildet je eine Spulenwicklung der Spulenanordnung 20.Conductor tracks on the top of the first carrier element 24a form in the present embodiment, a plurality of first coil sections 28a while other traces on the underside of the second support member 24b in the present embodiment, a plurality of second coil sections 28b form. In each case one of the first coil sections 28a and the second coil sections 28b each forms a coil winding of the coil assembly 20 ,

Hierzu sind Verbindungsleitungen (nicht dargestellt) vorgesehen, die sich durch das erste Trägerelement 24a und das zweite Trägerelement 24b erstrecken und die jeweiligen ersten Spulenabschnitte 28a mit den jeweiligen zweiten Spulenabschnitten 28b elektrisch leitend verbinden. So bilden im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Spulenabschnitte 28a, 28b drei Spulenwicklungen. Es können aber auch fünf bis acht Spulenwicklungen vorgesehen sein.For this purpose, connection lines (not shown) are provided which extend through the first carrier element 24a and the second support member 24b extend and the respective first coil sections 28a with the respective second coil sections 28b connect electrically conductive. Thus, in the present embodiment form the coil sections 28a . 28b three coil windings. But it can also be provided five to eight coil windings.

Ferner zeigt die 2, dass an einer Unterseite des ersten Trägerelements 24a der Ferritkern 26 mit seiner Oberseite und an der Unterseite des Ferritkerns 26 eine Oberseite des zweiten Trägerelements 24b angeordnet ist.Furthermore, the shows 2 in that on an underside of the first carrier element 24a the ferrite core 26 with its top and at the bottom of the ferrite core 26 an upper side of the second carrier element 24b is arranged.

Der Ferritkern 26 ist ein Bauteil aus Ferrit, das als Kern der Spulenanordnung 22 deren Induktivität erhöht oder das magnetische Feld führt. Unter Ferrite werden dabei Werkstoffe verstanden, die elektrisch schlecht oder nicht leitende ferrimagnetische keramische Werkstoffe aus dem Eisenoxid Hämatit (Fe₂O₃), Magnetit (Fe₃O₄) und/oder aus weiteren Metalloxiden sind. Je nach Zusammensetzung sind Ferrite hartmagnetisch oder weichmagnetisch.The ferrite core 26 is a component made of ferrite, which is the core of the coil assembly 22 whose inductance increases or the magnetic field leads. By ferrites are meant materials that are electrically poor or non-conductive ferrimagnetic ceramic materials from the iron oxide hematite (Fe ₂ O ₃ ), magnetite (Fe ₃ O ₄ ) and / or other metal oxides. Depending on the composition, ferrites are hard magnetic or soft magnetic.

Die durch die jeweiligen ersten Spulenabschnitte 28a und zweiten Spulenabschnitte 28b gebildeten Spulenwicklungen weisen einen Schraubenvektor S auf, der, wie in 2 dargestellt, im Wesentlichen in der Ebene des Trägers 12 liegt und die schraubenförmige Ausbildung der Spulenwicklungen der Spulenanordnung 22 beschreibt.The through the respective first coil sections 28a and second coil sections 28b formed coil windings have a screw vector S, which, as in 2 shown substantially in the plane of the wearer 12 lies and the helical formation of the coil windings of the coil assembly 22 describes.

Zu erkennen ist ferner, dass der Schraubenvektor S im Wesentlichen im rechten Winkel zur Haupterstreckungsrichtung H der Stromschienen 14a, 14b angeordnet ist.It can also be seen that the screw vector S is essentially at right angles to the main extension direction H of the conductor rails 14a . 14b is arranged.

Des Weiteren zeigt die 2, dass der Träger 12 eine erste Erstreckungsrichtung I, eine zweite Erstreckungsrichtung II und eine dritte Erstreckungsrichtung III hat. Furthermore, the shows 2 that the carrier 12 a first extension direction I, a second extension direction II and a third extension direction III.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich die erste Erstreckungsrichtung I in Höhenrichtung Z zwischen dem ersten Trägerelement 24a und dem zweiten Trägerelement 24b. Im rechten Winkel erstreckt sich zur ersten Erstreckungsrichtung I die zweite Erstreckungsrichtung II in Richtung des Schraubenvektors S bzw. in Breitenrichtung Y. Ferner erstreckt sich im rechten Winkel zur ersten Erstreckungsrichtung I und zur zweite Erstreckungsrichtung II die dritte Erstreckungsrichtung III in Richtung der Haupterstreckungsrichtung H bzw. in Tiefenrichtung X.In the present exemplary embodiment, the first extension direction I extends in the height direction Z between the first carrier element 24a and the second support member 24b , At right angles to the first direction of extension I extends the second direction of extension II in the direction of the screw vector S or in the width direction Y. Further extends at right angles to the first direction of extension I and the second extension direction II, the third extension direction III in the direction of the main extension direction H or in the depth direction X.

Der Träger 12, das erste Trägerelement 24a, das zweite Trägerelement 24b und der Ferritkern 26 weisen im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Richtung der zweiten Erstreckungsrichtung II und der dritten Erstreckungsrichtung III jeweils deutlich größere Abmessungen als in Richtung der ersten Erstreckungsrichtung I auf. Mit anderen Worten, weisen sie jeweils eine quaderförmige, insbesondere eine plattenförmige Grundform auf.The carrier 12 , the first carrier element 24a , the second carrier element 24b and the ferrite core 26 have in the present embodiment in the direction of the second extension direction II and the third extension direction III each have significantly larger dimensions than in the direction of the first extension direction I. In other words, they each have a cuboid, in particular a plate-shaped basic shape.

Es wird nun zusätzlich auf die 3 und 4 Bezug genommen.It will now be added to the 3 and 4 Referenced.

Die 3 und 4 zeigen, dass die ersten Spulenabschnitte 28a und die zweiten Spulenabschnitte 28b eine langgestreckte Form aufweisen, d. h. ihre jeweiligen Abmessungen in Richtung der dritten Erstreckungsrichtung III sind größer als in Richtung der zweiten Erstreckungsrichtung II. Ferner verlaufen die ersten Spulenabschnitte 28a und die zweiten Spulenabschnitte 28b unter einem Winkel zur zweiten Erstreckungsrichtung II, der ungleich einem rechten Winkel ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel verlaufen die ersten Spulenabschnitte 28a und die zweiten Spulenabschnitte 28b unter einem Winkel von 75° bis 85° bzw. 95° bis 110° zur zweiten Erstreckungsrichtung II.The 3 and 4 show that the first coil sections 28a and the second coil sections 28b have an elongated shape, ie their respective dimensions in the direction of the third extension direction III are greater than in the direction of the second extension direction II. Furthermore, the first coil sections 28a and the second coil sections 28b at an angle to the second extension direction II, which is not equal to a right angle. In the present embodiment, the first coil sections extend 28a and the second coil sections 28b at an angle of 75 ° to 85 ° and 95 ° to 110 ° to the second direction of extent II.

So wird eine besonders kompakte und dabei wenig Bauraum in Anspruch nehmende Spulenanordnung 22 bereitgestellt. Ferner wird durch die jeweils flächige Ausbildung der ersten Spulenabschnitte 28a und zweiten Spulenabschnitt 28b auf der Ober- bzw. Unterseite des Trägers 12 die Fertigung der Spulenanordnung 22 vereinfacht, da hierfür Planar- oder Dickschichttechniken verwendet werden können.Thus, a particularly compact and at the same time little space consuming coil arrangement 22 provided. Furthermore, by the respective planar configuration of the first coil sections 28a and second coil section 28b on the top or bottom of the carrier 12 the manufacture of the coil assembly 22 simplified, since this planar or thick film techniques can be used.

Es wird unter zusätzliche Bezugnahme auf die 5 der Betrieb der Modellautorennbahn 2 erläutert, wobei aus Gründen der Einfachheit von dem Primärelement 18 nur die erste Stromschiene 14a von den beiden Stromschienen 14a, 14b der ersten Spur 6a dargestellt ist.It is under additional reference to the 5 the operation of the model car racing track 2 explained, for reasons of simplicity of the primary element 18 only the first busbar 14a from the two busbars 14a . 14b the first track 6a is shown.

Im Betrieb wird die Stromschiene 14a von einem Wechselstrom mit einer Frequenz von 400 kHz durchströmt. Es bildet sich um die Stromschiene 14a ein Magnetfeld M mit sich in Form um die Stromschiene 14a erstreckenden konzentrischen Feldlinien aus. Der Verlauf der Feldlinien kann durch einen Rotationsvektor R beschrieben werden, der senkrecht auf der Ebene steht, die von den Feldlinien beschrieben wird.In operation, the busbar 14a flows through an alternating current with a frequency of 400 kHz. It forms around the busbar 14a a magnetic field M in the form of the busbar 14a extending concentric field lines. The course of the field lines can be described by a rotation vector R which is perpendicular to the plane described by the field lines.

Die Feldlinien durchsetzen das Sekundärelement 20 bzw. die Spulenanordnung 22 und erzeugen durch Induktion eine elektrische Spannung in dem Sekundärelement 20. Die in das Sekundärelement 20 induzierte elektrische Spannung kann dann zur Versorgung eines elektrischen Antriebs des Modellautos 10 verwendet werden, damit sich das Modellauto 10 in durch die Haupterstreckungsrichtung H der Vertiefung 8a bzw. der Stromschiene 14a vorgegebene Fahrtrichtung F bewegen kann. Somit stehen die Fahrtrichtung F und der Rotationsvektor R im Wesentlichen unter einem rechten Winkel zueinander. Unter ”im Wesentlichen” wird dabei innerhalb von üblichen Fertigungstoleranzen verstanden.The field lines enforce the secondary element 20 or the coil arrangement 22 and generate by induction an electrical voltage in the secondary element 20 , The in the secondary element 20 induced voltage can then be used to power an electric drive of the model car 10 used to make the model car 10 in through the main extension direction H of the recess 8a or the busbar 14a predetermined direction of travel F can move. Thus, the direction of travel F and the rotation vector R are substantially at a right angle to each other. By "substantially" is understood within normal manufacturing tolerances.

Eine Regulierung der Geschwindigkeit des Modellautos 10 kann dabei durch eine Veränderung der Stromstärke des elektrischen Stromes erfolgen, der durch die Stromschienen 14a, 14b fließt.A regulation of the speed of the model car 10 can be done by changing the current intensity of the electric current through the busbars 14a . 14b flows.

Aufgrund der berührungslosen Übertragung von elektrischer Energie können Kontaktunterbrechungen, wie beim Stand der Technik, vermieden werden und es kommt nicht mehr zur Unterbrechung der Versorgung mit elektrischer Energie.Due to the contactless transmission of electrical energy contact interruptions, as in the prior art, can be avoided and it no longer comes to interrupting the supply of electrical energy.

Neben der in 1 dargestellten ersten Spur 6a ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die zweite Spur 6b für ein zweites Modellauto (nicht dargestellt) vorgesehen, die den gleichen Aufbau wie die erste Spur 6a aufweist. Um jedoch Interferenzen zwischen zwei Modellautos 10 und damit Störungen bei der Energieübertragung so weit wie möglich zu vermeiden, werden die Stromschienen 14c, 14d der zweiten Spur 6b von einem elektrischen Strom mit einer Frequenz durchströmt, die mindestens eineinhalb mal so hoch wie die erste Frequenz ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die zweite Frequenz 600 kHz.In addition to the in 1 shown first track 6a is the second track in the present embodiment 6b for a second model car (not shown) provided, which have the same structure as the first track 6a having. However, interference between two model cars 10 and thus to avoid disturbances in the energy transfer as far as possible, the busbars 14c . 14d the second lane 6b flows through an electric current at a frequency which is at least one and a half times as high as the first frequency. In the present embodiment, the second frequency is 600 kHz.

Es wird nun zusätzlich auf die 6 und 7 Bezug genommen, die Verschaltungsvarianten der zwei Stromschienen-Paare 14a, 14b bzw. 14c, 14d beispielhaft anhand der ersten Spur 6a der beiden Spuren 6a, 6b der Fahrbahn 4 zeigen.It will now be added to the 6 and 7 With reference to the wiring variants of the two busbar pairs 14a . 14b respectively. 14c . 14d by way of example based on the first track 6a of the two tracks 6a . 6b the roadway 4 demonstrate.

Die 6 zeigt eine erste Verschaltungsvariante, bei der die beiden Stromschienen 14a, 14b der ersten Spur 6a elektrisch parallel geschaltet sind. So kann der doppelte Leitungsquerschnitt der beiden Stromschienen 14a, 14b genutzt werden, so dass eine Verdoppelung der Stromstärke möglich wird, mit der die Stromschienen 14a, 14b beaufschlagt werden.The 6 shows a first Verschaltungsvariante, in which the two busbars 14a . 14b the first track 6a are electrically connected in parallel. So can the double wire cross-section of the two busbars 14a . 14b be used so that a doubling of the current is possible with the busbars 14a . 14b be charged.

Die 7 zeigt eine zweite Verschaltungsvariante, bei der die beiden Stromschienen 14a, 14b der ersten Spur 6a elektrisch in Reihe geschaltet sind. So bilden die beiden Stromschienen 14a, 14b eine Doppelleiterschleife, so dass die Effizienz der Energieübertragung verbessert wird.The 7 shows a second Verschaltungsvariante, in which the two busbars 14a . 14b the first track 6a are electrically connected in series. This is how the two busbars form 14a . 14b a double conductor loop, so that the efficiency of energy transfer is improved.

Es wird nun auf 8 Bezug genommen.It will be up now 8th Referenced.

Dargestellt ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Fahrbahn 4' die im Unterschied zur in 1 dargestellten Fahrbahn 4 lediglich zwei Vertiefungen 8a, 8b aufweist, in die jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Stromschiene 14a', 14b' eingesetzt ist.Shown is a second embodiment of a roadway 4 ' unlike in 1 shown roadway 4 only two wells 8a . 8b has, in each case a further embodiment of a busbar 14a ' . 14b ' is used.

Der Aufbau der Stromschienen 14a', 14b' gemäß dieses Ausführungsbeispiels wird anhand der der zweiten Spur 6b zugeordneten Stromschiene 14b' erläutert.The structure of the busbars 14a ' . 14b ' according to this embodiment is based on the second track 6b associated busbar 14b ' explained.

Die Stromschiene 14b' weist ein u-förmiges Profil mit einem Nutgrund 32 und zwei sich an den Nutgrund 32 anschließende Flansche 34 auf, die sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel parallel erstrecken. An jeden der Flansche 34 schließt sich je eine Zunge 36 an, die sich in die Ebene der Oberfläche der Fahrbahn 4' erstreckt.The busbar 14b ' has a U-shaped profile with a groove bottom 32 and two at the bottom of the groove 32 subsequent flanges 34 on, which extend in parallel in the present embodiment. To each of the flanges 34 Each tongue closes 36 attached to the plane of the surface of the roadway 4 ' extends.

Die Stromschienen 14a', 14b' gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind jeweils einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Ferner sind die Stromschienen 14a', 14b' gemäß diesem Ausführungsbeispiel aus einem magnetischen Material gefertigt. So kann auch hier das Modellauto 10 mit einem Dauermagneten (nicht dargestellt), der mit der Stromschiene 14a' wechselwirkt, durch Magnetkraft in der Spur 6a gehalten werden. Dabei stellen insbesondere die beiden Zungen 36 eine vergrößerte Angriffsfläche für die Magnetkraft bereit, so dass ein verkleinerter Magnet in das Modellauto 10 eingesetzt werden kann, der weniger Bauraum in Anspruch nimmt.The busbars 14a ' . 14b ' according to this embodiment are each formed in one piece and of the same material. Furthermore, the busbars 14a ' . 14b ' made of a magnetic material according to this embodiment. So can the model car here 10 with a permanent magnet (not shown) connected to the busbar 14a ' interacts by magnetic force in the track 6a being held. In particular, put the two tongues 36 an enlarged attack surface for the magnetic force ready, so that a smaller magnet in the model car 10 can be used, which takes up less space.

Ferner sind die beiden Stromschienen 14a', 14b' derart in die jeweiligen Vertiefungen 8a, 8b eingesetzt, dass sich die u-förmige Stromschienen 14a', 14b' nach oben öffnen, so dass das Führungselement 30, wie z. B. ein Stift des Modellautos 10, in die u-förmige Stromschiene 14a' eingreifen kann, um so dass Modellauto 10 entlang der durch die Vertiefung 8a definierten Spur 6a zu führen. Somit weist diese Fahrbahn 4' einen besonders einfachen Aufbau mit nur einer, im vorliegenden Ausführungsbeispiel mittig angeordneten Stromschiene 14a', 14b' für jede der Spuren 6a, 6b auf, wobei die Stromschienen 14a', 14b' jeweils eine Doppelfunktion haben, nämlich als Stromschiene und als Führungsnut für ein Modellauto.Furthermore, the two busbars 14a ' . 14b ' such in the respective wells 8a . 8b used that the U-shaped busbars 14a ' . 14b ' open upwards, leaving the guide element 30 , such as B. a pin of the model car 10 into the U-shaped busbar 14a ' can intervene so that model car 10 along the through the depression 8a defined track 6a respectively. Thus, this roadway 4 ' a particularly simple construction with only one, in the present embodiment, centrally arranged busbar 14a ' . 14b ' for each of the tracks 6a . 6b on, with the busbars 14a ' . 14b ' each have a dual function, namely as a busbar and a guide groove for a model car.

Claims

Model car racing track ( 2 ), with at least one along a track ( 6a . 6b ) guided model car ( 10 ) and one the track ( 6a . 6b ) defining roadway ( 4 ), the roadway ( 4 ) at least one towards the track ( 6a . 6b ) extending busbar ( 14a . 14b . 14c . 14d ), characterized by a transformer arrangement ( 16 ) with a primary element ( 18 ) and a secondary element ( 20 ) for non-contact energy transfer from the roadway ( 4 ) to the model car ( 10 ), wherein the busbar ( 14a . 14b . 14c . 14d ) the primary element ( 18 ) of the transformer arrangement ( 16 ) and the model car ( 10 ) the secondary element ( 20 ) of the transformer arrangement ( 16 ) for coupling from the primary element ( 18 ) generated electromagnetic field.

Model car racing track ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a rotation vector (R) of the of the primary element ( 18 ) generated electromagnetic field substantially in the direction of the track ( 6a . 6b ) shows.

Model car racing track ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the secondary element ( 20 ) has a main extension direction (H) which is substantially perpendicular to the direction of the track (H) 6a . 6b ).

Model car racing track ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the secondary element ( 20 ) has one or a plurality of turns, wherein the one or the plurality of windings define a screw vector (S) which is substantially perpendicular to the direction of the track ( 6a . 6b ).

Model car racing track ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one second track ( 6b ) with at least one second busbar ( 14c . 14d ) is provided along which a second model car is track-guided, wherein the first busbar is acted upon by an electric current having a first frequency and the second busbar ( 14c . 14d ) with a second electric current with a second frequency is applied, wherein the first frequency is different from the second frequency.

Model car racing track ( 10 ) according to claim 5, characterized in that the second frequency is at least one and a half times the first frequency.

Model car racing track ( 10 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the first frequency is 400 kHz and the second frequency is 600 kHz.

Model car racing track ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one track ( 6a . 6b ) two parallel in the direction of the track ( 6a . 6b ) extending busbars ( 14a . 14b . 14c . 14d ) having.

Model car racing track ( 10 ) according to claim 8, characterized in that the two busbars ( 14a . 14b . 14c . 14d ) are electrically connected in parallel to a track.

Model car racing track ( 10 ) according to claim 8, characterized in that the two busbars ( 14a . 14b . 14c . 14d ) of a track are electrically connected in series.