DE2123775A1 - Entstörte Modellschiene für elektrisch angetriebene Spielzeuge - Google Patents

Description

Entstörte Modellschiene für elektrisch angetriebene Spielzeuge

Die Erfindung betrifft eine entstörte Modellschiene für elektrisch angetriebene Spielzeuge wie Spielzeugeisenbahnen, Autorennbahnen usw.

Zu den unangenehmsten hochfrequenten Störquellen zählen die Spielzeugeisenbahnen und Modellrennbahnen. Die hochfrequenten Störungen werden im Motor des Fahrzeuges und von der Stromübertragung zwischen der Schiene und dem Rad, zwischen dem Rad und der Kontaktfeder bzw. zwischen Schiene und Kontaktfeder erzeugt. Sie breiten sich längs der Schienen und Zuleitungen aus und gelangen durch galvanische, induktive und karcazitive Kopplung sowie durch direkte Strahlung über die Netzzuleitungen, die Antenne und das Antennenkabel in die Rundfunk- und Fernsehempfänger. Die Störungen, die im Antriebsmotor erzeugt werden, werden üblicherweise mit Hilfe von Drosseln und Kondensatoren und spannungsabhängigen Widerständen beseitigt. Die Störungen, die durch die Stromabnahme vom Gleis an den Rädern und in den Schleifkontakten erzeugt werden, versucht man dagegen durch hohen Kontaktdruck und durch erhöhte Sauberkeit an den Kontaktstellen zu vermindern. Die Sauberkeit der Kontakte läßt sich jedoch jeweils nur für eine kurze Betriebszeit aufrechterhalten, und durch die hohen Kontaktdrücke erfolgt ein vorzeitiger Verschleiß der Gleitflächen. Trotz dieser Maßnahmen war es bisher nicht möglich, unter den gesetzlich geforderten Funkstörgrad zu kommen.

En lot bereits ein Verfahren zur Funkentstörung elektrisch betriebener Spielzeuge oder Modellschienenfahrzeuganlagen

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bekannt. Hierbei wird eine der stromführenden Schienen mitteln keramischer Kondensatoren mechanisch mit der Mnrne der Anlage verbunden, bleibt jedoch elektrisch von ihr isoliert. Dieses bekannte Verfahren ist jedoch sehr aufwendig, da eine Vielzahl von Einzelkondensatoren - pro Schwelle muß ein Kondensator vorgesehen werden - benötigt wird.

Es hgt sich herausgestellt, daß die hochfrequenten Störungen, die nicht im Antriebsmotor selbst erzeugt werden, sond-orn die durch Funkenbildung zwischen Schiene und Rad, Rad und Kontaktfeder oder zwischen Schiene und Kontaktfeder erzeugt werden, durch ein Einzelbauelement am Schienenteilstück nicht w.irkungsvoll gesenkt werden können. Die Verwendung mehrerer Einzelbauelemente pro Schienenteilstück würde zwar eine Verbesserung der Entstörwirkung ergeben. Diese Lösung ist jedoch wegen der hohen Kosten unwirtschaftlich und muß daher ausscheiden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die durch die Stromübertragung an den Schienen verursachten hochfrequenten Störungen so weit abzusenken, daß die ger.etzlich geforderten Störfeldstärke-Grenzwerte eingehalten werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die auf unterschiedlichem Potential liegenden Stromleiter mit je einer Elektrode eines Kondensators großflächig verbunden sind und daß der Kondensator eine möglichst gleichmäßig längs der Schiene verteilte Kapazität hat.

Damit ergeben sich die Vorteile, daß der Abstand zwischen Störquelle und entstörendem Kondensator unabhängig vom jeweiligen Ort des Modellfahrzeuges ist, daß der Abstand immer sehr kurz ist und daß das Leiterstück zwischen Störquelle und Kondensator sehr induktivitätsarm ist.

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Vorteilhaft, ist der Kondensator der Form der Schiene b;:w. der Schwellen angepaßt. Hierdurch wird das möglichst na t,urgetreue Airsnhen der Modell anlage nicht beeinträchtigt.

Vorteilhaft besteht der Kondensator aus einer beidseitig metallisierten Folie. Diese Folie wird mit Hilfe eines Klebers auf den Schwellen befestigt. Es ist jedoch auch möglich,- den Kondensator aus nacheinander auf die Schwel Hen aufgebrachten Metall- und Isolierschichten herzustellen. Hierzu werden beispielsweise leit- und Isolierlacke verwendet. Vorzugsweise werden die Metallschichten gegeneinander versetzt auf die Schwellen aufgebracht. Dadurch erreicht man, daß beim Aufsetzen der Schienenprofile auf die Schwellen nur die jeweils zugehörige Kondensatorelektrode kontaktiert wird .

Vorteilhaft kann auch das Schienenprofil selbst als Kondensator ausgebildet sein. Hierzu wird auf die Innenseite des Schienenprofils eine dünne Isolierschicht und darauf die Gegenelektrode aufgebracht. Hierdurch wird der Abstand /,wischen Störquelle und Entstörkondensator auf ein Minimum gebracht. Diese Ausführungsform ist besonders bei aus Metall bestehenden Schwellen vorteilhaft.

Kondensatorelektrode und zugehörige Stromschiene können miteinander verlötet sein. Einfacher und genauso wirksam ist es jedoch, wenn Kondensatorelektrode und Stromschiene miteinander verklemmt werden, z.B. durch Befestigungslaschen oder Klammern, die gleichzeitig die mechanische Verbindung zwischen Schwelle und Schienenprofil bewirken.

Anhand der Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden. ..

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Fi/:ur 1 7,nJ r,t in perspektivischer Dnrnt^llung einn c.vf 1 ndungr'-gom.Mßo Model leohl ono. ΙΊρπ erkennt mis Isolierstoff bestehende Schwellen 1, zwei Schienenprofile 2,3, eine er ;te Kondensotoreloktrode 4, die mit dem linken Schi onenyirof Π ? verbunden int., eino Inoi 1 erschient 5 und eine jswnit.p Kondensatorelektrode 6, die mit dem rechten Schienenprofi] 3 verbunden int. Der durch die Schichten 4, 5 und 6 gebildet ο Kondensator erstreckt sich über die ganze Länge des Hchtenenteilstückes. Die Elektroden sind mit dem jeweils zugehörigen Schienenprofil großflächig verbunden. Bestehen die Schwellen selbst aus Metall, so kann selbstverständlich die untere Kondensatorelektrode 4 entfallen.

Figur 2 zeigt einen Schnitt durch das in Figur 1 dargesitellte Schienenteilstück. Man erkennt wieder die Kunststoffcschwelle 1, den Kondensator, gebildet aus den beiden Metallbelegungen 4 und 6 und der isolierenden Zwischenschicht 5, sowie die beiden Schienenprofile 2 und 3. Die Kondensatorelektroden 4 und 6 sind gegeneinander versetzt angeordnet, so daß beim Aufsetzen der Schienenprofile automatisch ein großflächiger Kontakt zwischen Schiene und Elektrode hervorgerufen wird. Auch kann auf diese Art und Weise kein Kurzschluß zwischen den Kondensatorelektroden durch' vorstehende Kanten oder Spitzen entstehen. Die Herstellung der Metall- und Isolierschichten erfolgt z.B. unter Verwendung von Leit- und Isolierlacken durch Aufsprühen, Aufspritzen, Aufdrucken, Aufdampfen usw. Wichtig ist, daß die Elektroden selbst niederohmig sind und daß das zwischen den Elektroden befindliche Isoliermaterial porenfrei ist und eine möglichst hohe Dielektrizitätskonstante aufweist.

Figur 3 zeigt eine entstörte Modellschiene für Modelleisenbahnen unter Verwendung einer vorgefertigten, doppelseitig mit Metall beschichteten Kunststoffolie. Die beidseitig mit Metallschichten 4 und 6 beschichtete Kunststoffolie 5 ist in

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die " TTn f-.nrr.n lt.« dor Schwelle 1 eingelegt. Die Kon f;nkt i nrung zwischen den Schienenprofil en 2 und 3 mit den Elektroden erfolgt durch Befestigungsl nsohen 8, die gleichzeitig η I ;· mechanische Halterung für die Schienenprofile dienen. TJm nuf einfache Weine einen elektrischen Kontakt mit der Met.nl I-schicht 4 herstellen zu können, ist die Kondensatorfolie auf der linken Seite beispielsweise umgebogen, so daß die Elektrode 4 nach außen zu liegen kommt. Zur Isolation ist die

Unterseite der Schwelle 1 mit Kunststoff/ausgegossen.

Figur 4 zeigt ein Schienenprofil, das selbst als Kondensator wirkt. Auf die Innenseite des Schienenprofils 2 ist zunächst eine Isolierschicht 9 und darauf eine Metallschicht 10 aufgebracht. Bei dieser Ausführungsform ist der Abstand zwischen der Störquelle, z.B. einem Funken zwischen Schiene und stromabnehmer, minimal. Wichtig ist, daß die Metallschicht 10 großflächig und induktivitätsarm mit der gegenüberliegenden Schiene verbunden wird.

Figur 5 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Gedankens zur Entstörung der Stromschienen von Autorennbahnen. In eine Lauffläche 11 aus einem Kunststoffprofil ist eine Führungsnut 17 für die Modellfahrzeuge eingelassen. In der Mitte dieser Nut 17 befindet sich ein erster Stromleiter 13. Seitlich parallel zu der Nut 17 verlaufen zwei weitere Stromleiter 12; die Stromschienen sind gegeneinander isoliert, um in einer Führungsnut 17 zwei Modellfahrzeuge unabhängig voneinander steuern zu können. Die Stromschienen 12 bestehen z.B. aus einem Winkelprofil, während für die mittlere Stromschiene 13 ein T-Profil verwendet wird. Die Profile sind mit einer Isolierschicht 14 gegenseitig isoliert. Die dargestellte Anordnung bildet einen Zweifach-Kondensator, der eine Entstörung aller Stromschienen gegeneinander ermöglicht.

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Auf der rechten Seite der Figur 5 ist die Ausbildung des Entstörkondensators dargestellt, wenn nur zwei Stromschienen 15_f die parallel zu der Führungsnut 17 verlaufen, verwendet werfen. Die beiden Stromschienen 15 sind hier al3 einfache Winkelprofile ausgebildet, die wiederum mit Hilfe einer Isolierschicht 14 gegenseitig isoliert sind.

Anhand der Figur 6 wird die Höhe der Entstörung bei Verwendung von erfindungsgemäßen Modellschienen deutlich. In oinem Störfeldstärke-Diagramm, auf dessen Abszisse die Frequenzen von 30 bis 300 MHz und auf dessen Ordinate die Störfeldstärke ±nßf/m aufgetragen sind, sind die Grenzlinien für den Funkentstörgrad U und den Funkentstörgrad K eingezeichnet. Gesetzlich vorgeschrieben ist wenigstens die Einhaltung des Funkstorgrades N. Die Kurve a, die an einer handelsüblichen Modelleisenbahn gemessen wurde, liegt in weiten Frequenzberei chen über dem Funkstörgrad N. Verwendet man bei derselben Anlage statt der handelsüblichen Modellschienen erfindungngemäß entstörte, so ergibt sich die Kurve b. Diese Kurve b liegt noch unterhalb dem Funkstörgrad K und damit mit Sicherheit unterhalb des gesetzlich geforderten Funkstorgrades N.

9 Patentansprüche
6 Figuren

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origInäi: inspected

Claims (9)

1. 2 1 ? S "^v 7

   — 7 —
   Pat entansprüche

   (1, En tr; tor te Model] π chi ene für elektrisch angetriebene Spiel zeuge wie Spielzeugeisenbahnen, dadurch gekennzeichnet , dnß die auf unter- " schied]ichem Potential liegenden Stromleiter (2,3) mit ,Ie einer Elektrode (4,6) eines Kondensators großflächig verbunden sind und daß der Kondensator eine möglichst gleichmäßig längs der Schiene verteilte Kapazität hat.
2. 2. Modellschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kondensator der Form der Schiene bzw« der Schwellen angepaßt ist.
3. 3. Modellechiene nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Kondensator aus einer beidseitig metallisierten Folie besteht.
4. 4. Modellschiene nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Kondensator aus nacheinander auf die Schwellen aufgebrachten Metall- und Isolierschichten besteht.
5. 5. Modellschiene nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallschichten gegeneinander versetzt aufgebracht sind.
6. 6. Modellschiene nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine Schiene selbst als Kondensator ausgebildet ist.
7. 7. Modellschiene nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß auf die Innenseite des Schienenprofils eine dünne Isolierschicht und darauf die

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   ORfGlNAL INSPECTED

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   Gegenelektrode nufftebrnoht iat.
8. 8. Modell schiene nach Anspruch 1 bis 7, dadurch
   gekennzeichnet , daß die Kondensatorel oktrode und die ztiRehörige Stromschiene miteinander verlötet sind.
9. 9. r^Todellschiene nach Anspruch 1 bis 7, dadurch
   gekennzeichnet , daß die Kondensatorelektroden und die zugehörige Stromachiene miteinander verklemmt
   sind.

   VPA 9/HO/1O55

   209849/0016

   ORIGINAL INSPECTED

   Leerseite

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