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Steuervorrichtung für ein zweigleisiger elektrisches Modellfahrzeug.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein
zweigleisiges elektrisches Modellfahrzeug mit einer Sendezentrale zur Abgabe von
Signalen an einen auf dem Fahrzeug angeordneten und mit einem Hilfsmotor verbundenen
Em-Empfänger, der an einen zweipoligen Regeiwiderstand angeschlossen ist, wodurch
die Richtung und Stärke der dem Antrlobsmotor des Fahrzeugs zugeführten elektrischen
Energie ferngesteuert wird. Ein Abnehmer fUr zwei Stromschienen ist mit den Rädern
des Fahrzeugs verbunden, die die elektrische Energie von den Gleisen zu einem Dqppelweggleichrichter
leiten, dessen Ausgang mit dem Empfänger und dem Regelwiderstand verbunden ist.
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Bei herkömmlichen zweigleisigen elektrischen Modellfahrzeugen wie
z.B. Modelleisenbahnen, die eine NO-Spur verwenden, wird
lie Verkehrsrichtung,
die Polarität der.Gl,eise und die Geschwindigkeit der Züge durch die Stromstärke
gesteuert. Naturgemäß beinhaltet dieses Verfahren eine Reihe von Unzulänglichkeiten,
die den Modellbauer an der freien Entfaltung seiner Anlage behindern So sind beispielsweise
Rückwärtsfahren, Umkehrschleifen, "Yt'-Kurven oder das Operieren auf einer Drehscheibe
nur mit einem unverhältnismäßig hohem kompliziertem Schaltsystem für die Polarität
bzw. Blockierung der Gleise möglich. Das Befahren eines Gleises mit mehr als einem
Zug set weitere umständliche Schaltsysteme, die Isolierung einzelner Gleisabschnitte
u.ä. voraus. überdies sind die herkömmlichen SteuerVsrorri chtungen direkt mit den
Gleisen verbunden, wodurch der Modellbauer in seiner Beweglichkeit-in bezug auf
die von ihm gewünschte Erstellung der Anlage behindert wird, dauer die Steuerung
der Züge von Hand vornehmen muß. Zudem sind die meisten Lokomotiven mit Gleichstrommotoren
ausgerüstet, so daß die Gleise mit Gleichstrom versorgt werden müssenXund infolgedessen>°ie
gampen und ähnliches Zubehör, die durch von den Gleisen abgezweigten Strom gespeist
werden, nur dann eingeschaltet werden, wenn die Gleise unter Spannung stehen, um
den Antriebsmotor des Zuges zu bedienen.
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Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile. Sie ist gekennzeichnet
durch einen Stromabnehmer, der mit einem Räderpaar, das elektrisch voneinander getrennt
ist, an einem Ende des Fahrzeugs verbunden ist und durch einen weiteren Stromabnehmer,
der mit einem anderen Räderpaar, das elektrisch voneinander getrennt ist, am anderen
Ende des Fahrzeugs verbunden ist. Die beiden Stromabnehmer können jedoch auch die
beiden Enden des Fahrzeugs miteinander verbinden. Jeder der beiden Stromabnehmer
ist mit einem entsprechenden Brückengleichrichter verbunden, dessen Ausgang mit
einem Empfänger und einem zweipoligen Regelwiderstand, die am Fahrzeug angeordnet
sind, verbunden ist. Ein Hilfsmotor ist zwischen Empfänger und zweipoligen Widerstand
geschaltet. Der Ausgang des zweipoligen Widerstands ist mit dem Antriebsmotor des
Zuges verbunden.
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-Bei dieser Konstruktionsweise wird durch an den Empfänger abgegebene
Signale der Hilfsmotor unter Spannung gesetzt und der bewegliche Kontakt des Regelwiderstands
eingeschaltet, so daß die Geschwindigkeit und Polarität des Antriebsmotors gesteuert
werden kann.
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Aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung ergeben sich weitere wichtige
Merkmale der Erfindung. Es zeigt: Fig. 1 schematisch eine perspektivische Darstellung
der Steuervorrichtung nach der Erfindung; Fig. 2 eine Ausführungsform eines zweipoligen
Regelwiderstands zur Verwendung bei der Vorrichtung nach Fig.
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1; Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des zweipoligen Regelwiderstands;
Fig. 4 eine schaubildartige Darstellung einer herkömmlichen Umkehrschleife in einer
Gleisanlage und Fig. 5 eine schaubildliche Teilansicht eines Stromabnehmers in einer
herkömmlichen zweigleisigen Anlage.
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Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Gleichstrom-Nodellanlage, beispielsweise
mit einer HO-Spur. Von einer entsprechenden Energiequelle 1 wird Gleichstrom über
Gleise 2 und 3 durch Leitungen 4 und 5 abgegeben, wodurch die Gleise an Spannung
gelegt werden und die Lokomotive fahrbereit gemacht wird. Die an die Gleise abgegebene
Spannung wird von einem Räderpaar 6 an einem Ende des Fahrzeugs und von einem weiteren
Räderpaar 7 am anderen Ende des Fahrzeugs aufgenommen. Es handelt sich hierbei um
konventionelle Räder, die elektrisch voneinander getrennt sind. Die von dem Räderpaar
6 aufgenommene Spannung wird durch eitungen 8 zu einem Brückengleichrichter 9 geleitet,
und die durch das Räderpaar 7 aufgenommene Spannung entsprechend durch Leitungen
10 zu einem Brückengleichrichter 11. Die Ausgänge des einen Brückengleichrichters
sind mit den entsprechenden Ausgängen des anderen Gleicbrichters verbunden, d.h.
Plus mit Plus und Erde mit Erde. Hierdurch wird, unabhängig von der verwendeten
Stromart oder der Polarität, an die die Gleise, auf
denen sich die
Annahmeräder befinden, angelegt sind, die gleichgerichtete Sparnung zu Gleichstrom
und nur bezüglich der Ausgänge der Brückengleichrichter des Fahrzeugs polarisiert.
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wegen der verwendeten Brückengleichrichter kann also sowohl Wechselstrom
wie auch Gleichstrom verwendet werden.
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Der Ausgang der Gleichrichterschaltungen wird zu einem weiter unten
noch näher beschriebenen zweipoligen RegelWiderstand 12 geleitet, sowie zu einem
Empfänger 13, der an einen Hilfsmotor 14 angeschlossen ist, welcher einen Bügel
15 besitzt, der mit dem beweglichen Kontakt des Widerstands 12 verbunden ist; der
Ausgang des Widerstands 12 ist mit dem Antriebsmotor 16 des Fahrzeugs verbunden.
Der Empfänger wird derart eingestellt, daß er die Signale eines entsprechenden Senders
17 aufnimmt, wodurch der Hilfsmotor und der Widerstand in Gang gesetzt werden; Sender,
Empfänger und Hilfsmotor entsprechen einer üblicherweise bei Modellflugzeugen verwendeten
Fernsteuerungsanordnung. Der Empfänger 12, der Hilfsmotor 14 und der Widerstand
12 sind fest auf dem Fahrzeug angeordnet, während der Sender vom Modellbauer gehalten
wird.
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Eine Ausführungsform des zweipoligen Regelwiderstands 12 ist inFig.
2 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß ein Paar Kontakte 18 und 19 so befestigt
und angeordnet sind, daß sie von dem Bügel bzw. der Stange 15 gehalten werden. Die
nicht miteinander verbundenen Kontakte sind mit Leitungen 20 und 21 und diese ihrerseits
mit dem Elektromotor 16 verbunden. Der Kontakt 18 ist so angeordnet, daß er auf
einem Paar Ohmwicklungen 22,23 schleift, deren äußeres Ende mit Anschlüssen 24 bzw.
25 verbunden ist, die ihrerseits mit mit dem Plus bzw. dem Erdpol des Gleichrichters
verbunden sind.
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Die inneren Enden der Wicklungen sind mit einem en>t-sprechenden
Isolator 26 verbunden. Der Kontakt 19 ist ähnlich ausgebildet und schleift auf ein
Paar Leitungsstreifen 27 und 28, deren innere Enden mit einem Isolator 29 verbunden
sind.
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Der Leitungsstreifen 28 ist mit dem Anschluß 24 durch eine Leitung
30 und der Leitungsstreifen 27 durch eine-Leitung 31
mit dem Anschluß
25 verbunden.
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Durch die voraufgehende Beschreibung wird die Arbeitsweise des zweipoligen
Regelwiderstands deutlich. Wenn die Richtung des elektrischen Stroms so ist wie
in Fig. 2- geieigt, d.h. die Leitung 20 negative und die Leitung 21 positive Spannung
besitzt, bewegt der Antriebsmotor den Zug vorwärts. Wenn der Bügel 15 und sein mit
ihm verbundener Kontakt 18 nach links verschoben werden, wird die Energieabgabe
durch den Widerstand 22 verstärkt, wodurch die Drehgeschwindigkeit des Motors erhöht
wird. Umgekehrt verringert sich die Drehgeschwindigkeit des Motors durch eine Reduzierung
der Energieabgabe beim Verschieben des Eontaktesanach rechts. Wenn der Kontakt mit
dem Isolator 26 zusammentrifft, wird die Energieabgabe beendet und der Fahrzeugmotor
und der Zug gestoppt. Eine Weiterbewegung des Kontakts 18 nach rechts, wodurch er
auf dem Widerstand 23 schleift,- hat eine Umkehrung des Energiestroms zur Folge,
d.h. die Leitung 20 hat nun eine positive und die Leitung 21 eine negative Spannung.
Dadurch dreht sich der Fahrzeugmotor in der entgegengesetsten Richtungj d.h. der
Zug fährt rückwärts.
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Die Konstruktionsweise des zweipoligen Widerstands 12 erlaubt eine
realistischere Nachahmung der wirklichen Lokomotovfahrweise, d.h. langsamer zum
Halten zu kommen und langsamer anzufahren, wenn die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs
umgekehrt wird. Dies begünstigt die Echtheit der Fahrweise der Modelleisenbahn,
indem die schnelle Vorwärtsbewegung, das abrupte Anhalten und die schnelle Rückwärtsbewegung,
die viele der heute verfügbaren Modelleisenbahnen noch aufweisen, beseitigt werden.
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Eine weitere Ausführungsform des zweipoligen Regelwiderstands wird
in Fig. 3 gezeigt, in der die gradlinige Ausführungsform der Fig. 2 zu einer kreisförmigen
verändert wurde. Eine Hälfte der kreisförmigen Anordnung besteht hier aus ohmschen
Widerständen 22' und 23', deren
Innenenden durch einen Isolator
26-' voneinander getrennt sind. Die zweite Hälfte der kreisförmigen Anordnung besteht
aus den. Leitungsstreifen 27' und 28', deren Innenenden durch einen Isolator 29'
getrennt sind. Die entgegengesetzten Enden der Widerstände und die entsprechenden
Enden der Leitungsstreifen sind an entsprechende Anschlüsse 32 und 33 angeschlossen,
die Jeweils mit einem Plus- bzw.
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Erdpol des gleichgerichteten Stroms verbunden sind. Die beweglichen
Kontakte 18' und 19', getrennt durch einen Isolator 34, sind als drehbare Scheibe
ausgebildet, die sich in der Richtung der Pfeile der Fig. 2 hin und her drehen kann,
wobei die Schwingbewegung der Kontakte durch entsprechende Anschläge 35 und 35'
begrenzt wird, die durch einen Isolator 36 elektrisch isoliert sind.
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Beim Betrieb des doppelpoligen kreisförmigen Regelwiderstands nach
Fig. 3 kann ein geeigneter Mechanismus verwendet werden, der eie hin-und hergehende
Bewegung des Ausgangs des Hilfsmotors 14 in eine Schwingbewegung der Kontakte 18
und 19 überträgt. Wenn sich daher die Kontakte in der in Fig. 3 gezeigten Position
befinden, haben die Leitungen 20 und 21', die mit dem Antriebsmotor des Fahrzeugs
verbunden sind, eine negative bzw. eine positive Spannung, wodurch der Motor in
einer bestimmten Richtung bewegt wird. Wenn die Kontakte im Uhrzeigersinn gedreht
werden, so daß der Kontakt 18' auf den Widerstand 23' und der Kontakt 19t auf dem
Beitungsstreifen 27' schleift, wird die Polarität de + titungen 20' und 21' umgedreht,
und der Motor bewegt sich in der entgegengesetzten Richtung. Die Handhabung des
im voraufgehenden beschriebenen kreisförmigen Regelwiderstands hat also, ebenso
wie die der Ausführungsform nach Fig. 2 eine realistische Simulation der echten
Lokomotovfahrweise zur Folge. Der Vorteil der kreisförmigen Ausfdhrungsform gegenüber
der geradlinigen der Fig. 2 liegt darin, daß an den Eingängen 32 und 33 nur eine
Verbindung hergestellt werden muß.
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Der Vorteil des in der Steuervorrichtung nach der Erfindung verwendeten
Gleichrichters wird aus der eine herkömmliche Umkehrschleife darstellenden Fig.
4 deutlich. Angenommen, der Zug fährt in östlicher Richtung über die Hauptlinie
37 zur Schleife 38, so liegen die rechten Räder der Lokomotive an Plus. Nachdem
die Lokomotive die Schleife durchfahren hat und in westlicher Richtung auf der Haupt
linie weiterfährt, liegen die rechten Räder der Lokomotive auf dem Gleis an Minus.
Hieraus folgt, daß bei einer Weiterfahrt des Zuges die Spannung auf dieser Hauptlinie
umgewechselt werden muß. An konventionellen Modelleisenbahnen wurde dies durch umständliche
Schaltsysteme, die die Spannung bzw. die Blockierung der Gleise regelten, vorgenommen.
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Mit dem verhältnismäßig einfachen Gleichrichter nach der Erfindung
wird unabhängig von der verwendeten Spannung in der Modellanlage dasselbe Resultat
erzielt, indemlunabhängig von der Polarität des Stroms in den Rädernlder Gleichstrom
nur in bezug auf die Ausgänge der Brückengleichrichter polarisiert wird.
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Der Vorteil des Abnehmers für zwei Schienen nach der Erfindung in
Verbindung mit dem Gleichrichter wird in der Darstellung der Fig. 5 verdeutlicht,
wo ein herkömmlicher Stromabnehmer 39 gezeigt wird, der eine Isolierlücke 40 durchfährt,
worauf ein KurzschluB im Gleis erfolgt. Mit der Vorrichtung nach der Erfindung (gleichzeitiger
Abnehmer für zwei Gleise und Doppelbrückengleichrichter) ist es möglich, daß elektrischer
Strom dem Zug auch dann noch zugeführt wird, wenn ein Abnahmerad sich auf einem
stillgelegt ten Gleis, wie beispielsweise dem isolierten Mittelstück eines Ranguergleises,
befindet.
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Eine Ausführungsform des Abnehmers für zwei Schienen ist in Fig. 1
dargestellt, wo der Empfänger 13, der Hilfsmotor 14 und der Widerstand 12 auf einem
Wagen des Zuges angeordnet sind und die Abnahmeleitungen 7 und 8 mit entsprechenden
Räderpaaren zwischen den Enden eines der Wagen-des Zuges oder zwischen den Zugenden
verbunden sind.
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Ein weiterer Vorteil der Steuervorrichtung nach der Erfindung ist
die Verwendung des Sendera 17 zur Fernsteuerung des zweipoligen Widerstands 12,
der es dem Modellbauer erlaubt, seine Position in bezug auf die Anlage der Gleise
nach Belieben zu verändern. Bei Verwendung eines Mehrkanalsenders, kann eine Vielzahl
von Zügen auf derselben Anlage unabhängig voneinander gesteuert. werden, vorausgesetzt,
jeder Zug hat einen auf eine bestimmte Frequenz abgestimmten-Empfänger.
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Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung bei Modelleisenbahnen beschränkt.
Sie kann auch bei anderen elektrischen Modellfahrzeugen, beispielsweise Rennwagen,
angewendet werden.
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- Patentansprüche