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Umschalter für ModeLlfahrzeuge, insbesondere odellgleisfahrzeuge.
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Die Erfindung bozieht sich auf einen Umschalter für Sodellfahrzeuge,
insbesondere Sodeligleisfahrzeuge, mit einem Kontaktstück, das mittels eines mechanischen,
bei Fahrtrichtungsumkehr umsteuerbaren Betätigungsgliedes zwischen zwei Schaltstellungen
bewegbar ist, in denen jeweils zwei Kontakte, die an einen elektrische Verbraucher
aufweisenden Speisestromkreis anschließbar sind, mittels des Kontaktstücks elektrisch
verbindbar sind.
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Bei Modellfahrzeugen, insbesondere Modellgleisfahrzeugen, sind die
Stetierwagen getreu dem Vorbild der Croßtechnik an beiden Stirnseiten, also hinten
und vorne, mit drei im Dreieck angeordneten Weißlicht-Lampen und zwei Rotlicht-
oder Schlußlicht-Lampen versehen. Von diesen Lampen werden bei der jeweils gewählten
Fahrtrichtung, z. B. bei Vorwärtsfahrt, die in Fahrtrichtung weisenden Weißlicht-Lampen
und die am anderen Ende des Fahrzeuges entgegen der Fahrtrichtung weisenden Schlußlicht-Lampen
eingeschaltet. Bei Fahrtrichtungsumkehr muß daher eine Umschaltung dieser Lampen
dergestalt
erfolgten, daß satt der vorgenannten Lampen nun die bei Rückwärtsfahrt in Fahrtrichtung
weisenden Weißlicht-Lampen am anderen Fahrzeugende und ferner die entgegen dieser
Fahrtrichtung weisenden Schlußlicht-Lampen am gegenüberliegenden Ende eingeschaltet
werden.
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Bei mit elektrischen Gleichstrom betriebenen Fahrzeugen bereitet diese
Umschaltung keine besonderen Probleme, da man in den Speisestromkreis jeder Lampe
Gleichrichter, z. fl. zwischen den Stirnkontakten jeder Lampe und der zugeordneten
Kontaktgegenfläche eingesetzte Selenpln:tt chen, vorsehen kann. Diese Gleichrichter
sperren den Speisestrom fr die jeweilige Lampe in der durch die Anordnung der Gleichrichter
gewählten einen Richtung, während sie den Speisestrom in der anderen Richtung durchlassen.
[an legt daher -die Selenplättchen so ein, daß sie bei einer Polung, der eine Fahrtrichtung
zugeordnet ist, für den Speisestrom für die in Fahrtrichtung weisenden Weißlicht-Lampen
und die am gegenüberliegenden Ende angeordneten, entgegen der Fahrtrichtung weisenden
Schlußlicht-Lampen durchlässig sind und den Speisestrom für die anderen Weißlicht-
und Schlußlicht-Lampen sperren.
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Bei Umpolung mit Fahrtrichtungswechsel gehen die Selenplättchen der
zuvor genannten Lampen in Sperrstellung, während die Selenplättchen der anderen
Lampen leitend werden.
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Bei mit Wechselstrom betriebenen Fahrzeugen sind derartige Gleichrichter
unbrauchbar, da sie während einer Hälfte einer vollen Periode für alle Lampen in
den leitenden Zustand übergehen. Für mit Wechselstrom betriebene Fahrzeuge sind
zum vorgenannten Zweck deshalb Umschaltvorrichtungen bekannt, die ein auf einer
Fahrzeugachse befestigtes, mit dieser umlaufendes Reibrad aufweisen, das das Betätigungsglied
eines am Fahrzeug befestigten Kippschalters über geeignete Zwischenglieder umschaltet,
so
daß bei Drehrichtungsumkehr des Wechselstromantriebes durch Feldwechsel
der Umschalter betätigt wird. Zum Anscilluß der Uerbraucher, z. B. Lampen, an den
Speisestromkreis ist hierbei ein besonderer Schleifer vorgesehen. Diese Vorrichtung
ist aufwendig und relativ teuer.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Umschalter der eingangs definierten
Gattung zu schaffen, der einfach im Aufbau und billig ist.
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Die Aufgabe ist bei einem Umschalter der eingangs genannten Art gemäß
der Erfindung dadurch gelöst, daß das Betätigungsglied als translatorisch verschiebbarer,
im Umschalter geführter Schieber ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, daß der
Schieber durch Relativverschiebung zwischen dem Umschalter und einem Steuerglied,
z. B. Nocken oder dgl., entsprechend der Fahrtrichtung des Fahrzeuges verschoben
und eingestellt wird. Der Umschalter gemäß der Erfindung kann fahrbahn fest oder
günstiger fahrzeugfest angebracht sein, wobei im letzteren Fall die Umsteuerung
des Schiebers über fahrbahnfeste Steuerglieder erfolgen kann. Der Umschalter wird
dabei zweckmäßigerweise am Steuerwagen angebracht, er kann jedoch auch an anderen
Wagen befestigt sein. Als vom Umschalter zu steuernde Verbraucher kommen z. B. Fahrzeuglampen,
elektromagnetisch betätigbare Kupplungen, andere elektromagnetisch betätigbare Stellantriebe
oder dgl. in Betracht. Der Umschalter ist gleichermaßen für gleichstrom- und wechselatrombetriebene
modellfahrzeuge geeignet. Er ist sehr einfach im Aufbau, da kein besonderes, die
jeweilige Ist-Drehrichtung der Achsen des Fahrzeuges tastendes Tastglied und kein
Umsetzer erforderlich sind. Dadurch wird auch die möglichkeit dafür erschlossen,
die Fahrzeuge im Aufbau zu vereinfachen. Im übrigen ist der Umschalter gemäß der
Erfindung auch für Fahrzeuge geeignet, bei denen die
Achsen nicht
umlaufen, sondern die Räder gegenüber den feststehenden Achsen drehbar gelagert
sind. Von Vorteil ist ferner, daß der Umschalter an jeder beliebigen Stelle des
Fahrzeuges je nach Wunsch und Vorstellung des Benutzers angebracht werden kann.
Die Anbringung kann vom Benutzar selbst vorgenommen werden, und zwar auch spater
noch, so daß auch bereits vorhandene Fahrzeuge, die mit einer aufwendigen Umsteuervorrichtung
versehen sind oder überhaupt keine Umsteuervorrichtung aufweisen, noch umgerüstet
werden können und somit hinsichtlich der elektrischen Steuerung dem Vorbild der
Großtechnik noch besser genähert werden können.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Umschalters gemäß der
Erfindung kann der Schieber als elektrisch leitender Schleifer ausgebildet und elektrisch
leitend mit dem Kontaktstück verbunden sein. Hierdurch ist eine besonders einfache
Anordnung geschaffen; denn ein Schleifer zur Stromaufnahme ist ohnehin erforderlich.
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Durch die Erfindung werden die letzt genannte Funktion und die der
Umsteuerung des Umschalters somit von einem einzigen Glied übernommen. Bei der fahrzeugfesten
Anbr..ngung des Umschalter, z. B. bei Modellgleisfahrzeugen, erfolgt die Umschaltung
durch Kontakte oder Kontaktschienen der Gleise, mit denen der Schleifer in impulsartiger
oder dauernder Schleifverbindung steht.
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Weitere Einzelheiten des Umschalters gemäß der Erfindung sind aus
den übrigen Ansprüchen ersichtlich.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten
Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische, auseinandergezogene Darstellung
eines Umschalters, Fig. 2 eine Ansicht von unten auf eine freigelegte teiterplatte
des Umschalters in Fig. 1 und Fig. 3 ein schematisches Schaltbild des Umschalters
mit daran angeschlossenen Verbrauchern.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in Fig. 1 bis 3 gezeigten
Umschalters 10 beschrieben, der insbesondere für odellgleisfahrzeuge geeignet ist.
In Fig. 3 ind die Teile des eine körperliche Einheit bildende Umschalters 10 in
dem gestrichelt angedeuteten Kasten enthalten.
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Der Umschalter 10 weist als bei Fahrtrichtungsumkehr umsteuerbares
Betätigungsglied einen im Umschalter translatorisch verschiebbaren und geführten
Schieber in Gestalt eines elektrisch leitenden Schleifers 11 auf, der als sogenannter
Ski-Schleifer ausgebildet ist. Der Schleifer 11 weist auf seiner Unterseite einen
streifenförmigen Schleiferbügel 12 aus elektrisch leitendem Material auf, der bei
Befestigung des Umschalters 10 an einem Fahrzeug nach unten hin vorsteht und mit
seiner dem Umschalter abgewandten Fläche mit Punktkontakten oder einer Kontaktschiene,
die in Fig. 3 mit 13 angedeutet ist, in schleifender und stromübertragender Verbindung
steht. Der Schleiferbügel 12 ist in bekannter Weise an einer Schleiferfcder 14 mit
beiden Enden schwenkbeweglich und so gehalten, daß zwischen dem Schleiferbügel 12
und der Schleiferfeder 14 in de-r wirksamen Position des Schleifers 11 eine elektrisch
leitende Verbindung gegeben ist. In der
entlasteten Stellung der
Schleiferfeder 14 verlaufen die vom ittelsteg 15 der Schleiferfeder 14 ausgehenden
beiden Seitenschenkel etwa V-förmig in Richtung zum Schleiferbügel 12. Die Schleiferfeder
14 besteht aus elektrisch leitendem Federmaterial. Am Mittelsteg 15 der Schleiferfeder
14 sind etwa an den beiden Stellen, an denen der Mittelsteg 15 in die beiden Schenkel
übergeht, jeweils über den Rand der Schleiferfeder 14 vor der montage vorstehende
Klemmschenkel 16 vorgesehen, die einstückig mit dem mittelsteg 15 sind.
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Auf der dem Schleiferbügel 12 abgewandten Seite des hlittelsteges
15 liegt eine aus Kunststoff bestehende Zwischenplatte 17 auf, die an beiden Seiten
im Bereich der Enden etwa U-förmige Aussparungen 10 aufweist, in die die Klemmschenkel
16 beim Umbiegen eingreifen. Die Zwischenplatte 17 weist an dem zwischen den Aussparungen
10 liegenden Teìl an beiden einander gegenüberliegenden Längsrdndern vorgesehene,
in Verschieberichtung des Schleifers 11 verlaufende, angeformte Führungsleisten
19 auf, die auf der dem Schleifer 11 abgewandten Fläche der Zwischenplatte 17 nach
oben hin mit einem gewissen maß vorstehen und mit diesem maß den rechtwinklig zur
Ebene der Zwischenplatte 17 gemessenen Abstand zwischen dieser Ebene und einer den
nach oben weisenden Stirnflächen der Führungsleisten 19 zugewandten Führungsfläche
im Gehäuse20 des Umschalters vorgeben.
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Das Gehäuse 20 besteht aus einem einstückigen Kunststoffteil und weist
auf der dem Schleifer 11 zugewandten Seite den Führungsleisten 19 der Zwischenplatte
17 zugeordnete Führungsleisten 21 an beiden Seitenrändern auf, zwischen denen die
Führungsleisten 19 der Zwischen platte 17 aufgenommen und in Verschieberichtung
des Schleifers 11 geradlinig geführt sind.
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Oberhalb der Zwischenplatte 17 ist am mittelsteg 15 des Schleifers
11 eine als Kontaktstück wirksame dünne Platte 22 aus elektrisch leitendem Material,
also aus Metall und hierbei zweckmäßigerweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung
angeordnet. Die Platte 22 weist an beiden Enden. quer zur Schieberichtung des Schleifers
11 verlaufende etwa T-förmige Partien 23 auf, die sich mit zugeordneten Partien
auf den Endbereichen der Zwischenplatte 17 im wesentlichen decken.
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Die Platte 22 ist mechanisch und elektrisch leitend am Schleifer 11
befestigt, und zwar mittels der die Zwischenplatte 17 und die Platte 22 umfassenden
Klemmschenkel 16 am mittelsteg 15 der Schleiferfeder 14, wobei die Klemmschenkel
16 nach Befestigung der Platte 22 diese an allen vier Seiten etwa U-förmig umklammern.
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Das Gehäuse 20 des Umschalters besteht im wesentlichen aus einem rahmenförmigen,
etwa rechteckförmigen Körper mit einer von den Seitenflächen umschlossenen, im wesentlichen
rechteckförmigen Aussparung 24. In die Aussparungs24 ist eine die Schaltkontakte
tragende Isolierstoffplatte in Gestalt einer gedruckten Leiterplatte 25 eingesetzt,
die im Gehäuse 20 unverschiebbar und in zur Ebene der Platte 22 etwa paralleler
Ausrichtung gehalten ist. Die Leiterplatte 25 weist vier Kontakte a, b,-c und d
auf, von denen jeweils zwei Kontakte a und b oder c und d in einer Stellung des
Schleifers 11 über die nachfolgend noch näher beschriebenen Kontaktstellen der Platte
22 elektrisch miteinander verbunden werden. Die beiden Kontakte a und b bzw.
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c und d liegen quer zur Verschieberichtung des Schleifers 11 einander
gegenüber. In Verschieberlchtung des Schleifers 11 gesehen liegen die Kontakte a
und c bzw.
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b und d in einer Flucht. Die Kontakte a und c sowie b und d sind im
wesentlichen jeweils durch eine am
Seitenrandbereich der Leiterplatte
25 verlaufende Leiterbahn gebildet, die am einen bzw. gegenüberliegenden Ende unterbrochen
ist, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist. An die Kontakte a, b, c und d
sind jeweils elektrische Leitungen 26 bzw. 27 bzw. 28 bzw. 29 angelötet, die aus
der Aussparung 24 des Gehäuses 20 nach oben herausgeführt sind.
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Die Kontaktstellen der metallischen Platte 22 sind als aus der Ebene
der Platte 22 heraus- und zur Leiterplatte 25 hingebogene, etwa federelestische
Kontaktzungen 30, 31 ausgebildet, die aus dem material der Platte 22 bestehen. Die
Kontaktzungen 30 und 31 liegen, quer zur Verschieberichtung des Schleifers 11 gesehen,
einander gegenüber und erstrecken sich im wesentlichen parallel zueinander. Sie
verlaufen etwa parallel zu und zwischen den Führungsleisten 19 der Zwischenplatte
17. Die freien Enden der Kontaktzungen 30 und 31 sind in Richtung zur Zwischenplatte
17 leicht abgebogen und weisen in Verschieberichtung des Schleifers 11 und dabei
in einander entgegengesetzte Richtungen. Die Kontaktzunge 30 ist den Kontakten a
und c und die Kontaktzunge 31 den Kontakten b und d der Leiterplatte 25 zugeordnet,
wobei das freie Ende der Kontaktzunge 30 in den beiden Endstellungen des Schleifers
11 entweder am Kontakt a oder c anliegt, während das freie Ende der Kontaktzunge
31 in diesen Stellungen entweder am Kontakt b oder d anliegt. Es ist ersichtlich,
daß bei der Verschiebebelegung des Schleifers 11 und der damit erfolgenden Verschiebebewegung
der Platte 22 die Kontaktzungen 30 und 31 jeweils entlang der parallelen, einander
zugeordneten Leiterbahnen mit den Kontakten a, c, bzw. b, d schleifen und mit diesen
Kontakten in elektrischer Berührung stehen.
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Bei der in Fig. 3 schematisch angedeuteten einen Stellung des Schleifers
11, die dieser bei Vorwärtsfahrt einnimmt
und mit gestrichelten
Linien angedeutet ist, sind die beiden Kontakte a und b über die Kontaktzungen 30
und 31 elektrisch miteinander verbunden. In der anderen Endstellung des Schleifers
11, die bei Rückwärtsfahrt eingenommen wird und strichpunktiert angedeutet ist,
stehen die Kontakte c und d über die Kontaktzungen 30 und 31 miteinander in Verbindung.
Die elektrisch leitende Verbindung ist dadurch gegeben, daß die Kontaktzungen 30
und 31 über das restliche Material der Platte 22 elektrisch leitend verbunden sind.
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Darüberhinaus ist eine elektrisch leitende Verbindung der Platte 22
mit dem Schleifer 11 dadurch gegeben, daß der Schleifer 11 aus elektrisch leitendem
material besteht und dessen Klemmschenkel 16 eine elektrisch leitende und zugleich
mechanisch feste Verbindung mit der Platte 22 herstellen. Die einander gegenüberliegenden,
jeweils in einer Stellung des Schleifers 11 elektrisch miteinander verbundenen Kontakte
a, b oder c, d sind in Verschieberichtung des Schleifers 11 gesehen versetzt zueinander
angeordnet.
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Die Leiterplatte 25 weist einen in Verschieberichtung des Schleifers
11 verlaufenden Schlitz 32 auf. Auf der Seite der Leiterplatte 25, die der die Kontakte
a, b, c und d tragenden Seite gegenüber liegt, liegt eine etwa quadratische, aus
Kunststoff und damit Isolierstoff bestehende Führungsplatta 33 auf, Die Führungs-Platte
33 weist eine angeformte Buchse 34 auf, die den Schlitz 32 der Leiterplatte 25 durchsetzt
und mit ihrer Stirn fläche auf der zugewandten Seite der Platte 22 aufstößt. Die
Führungsplatte 33 ist an der Schleiferfeder 14 mittels einer Schraube 35 befestigt,
die mit ihrem Kopf nach am Einführen im wesentlichen an der Unterseite der Zwischenplstte
17 anliegt, wobei die
Schraube 35 selbst oder ein Schraubenzieher
durch eine im Schleiferbügel 12 vorgesehene Bohrung 36 zur montage hindurchgeführt;
werden können. Der Schaft der Schraube 35 erstreckt sich durch eine Bohrung 37 im
Sittelstog 15 der Schleiferfeder 14, durch eine Bohrung 30 in der Zwischenplatte
17 und durch eine Bohrung 39 in der Platte 22 hindurch und so weit durch eine zentrale
Oohrung in der Ouchse 34 und der Führungsplatte 33, daß das über die Oberfläche
der Führungsplatte 33 vorstehende Ende des Schaftes der Schraube 35 mittels einer
mutter 40 verspannt werden kann. Die Innenflächen der in Verschieberichtung des
Schleifers 11 verlaufenden, einander zugewandten Seitenwinde des Gehäuses 20 bilden
eine Führung für die Führungsplatte 33. Die quer zu diesen Innenwänden verlaufenden
Stirnwände des Gehäuses 20 bilden zwei in Verschieberichtung in Abstand von einander
angeordnete, einander gegenüberliegende Endanschläge für die Führungsplatte. Durch
diese Endanschläge werden die vom Schleifer 11 einnehmbaren beiden Endstellungen
begrenzt.
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Gei dem in Fig. 3 gezeigten Schaltbild sind an die an die Kontakte
a, b, c und d angelöteten Leitungen 26 bzw.
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27 bzw. 28 bzw 29 als Verbraucher jeweils angedeutete Lampen 41 bzw.
42 bzw. z bzw 44 ongesctilossen. Die Lampe 41 bildet beispielsweise eine an der
vorderen Stirnflache eines Glei sfahrzeuges vorgesehene und hei Vorwärtsfahrt in
Fahrtrichtung weisende Weißlicht-Lampe, wobei die beiden anderen an dieser Stelle
vorgesehenen Uieißlicht-Lampen nicht gezeigt sind. Die Lampe 42 bildet beispielsweise
eine auf der gegenüberliegenden Stirnfläche des Gloisfahrzeuqes angeordnete Rotlicht-
oder Schlußlicht-Lampe, die entgegen dieser Fahrtrichtung weist, wobei die zweite
Schlußlicht-Lampe hier nicht gezeigt istç
In ontsprocender Weise
bildet die Lampe 44 eine Wsißlicht-Lampe, die am gleichen Fahrzeugende wie die Schlußlicht-Lampe
42 angeordnet ist, wobei die anderen beiden Weißlicht-Lampen, die der Lampe 44 noch
zugeordnet sind, nicht gezeigt sind. Die Schlußlicht-Lampe 43 befindet sich am gleichen
Fahrzeugende wie die Weißlicht-Lampe 41, wobei auch hier die zweite Schlußlicht-Lampe
nicht gezeigt ist. Alle Lampen 41 bis 44 sind über eine gemeinsame Leitung 45, an
die sie parallel zueinander angeschlossen sind, mit einer Phase 46 mit einer Wechselstromquelle
47 verbunden. Die andere Phase 48 der biechselstromguelle 47 ist an die Kontaktschiene
13 angeschlossen. Es ist ersichtlich, daß der Schleifer 11 einmal zur Stromzuführung
von der Kontaktschiene 13 zu den einzelnen Lampen 41 bis 44 dient und ferner zugleich
die Umschaltung der einzelnen Lampen in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Fahrzeuges
bewirkt.
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In der in Fig. 3 gestrichelten Stellung des Schleifers 11 und der
Platte 22 mit ihren Kontaktzungen 30 und 31 in bezug auf dio Leiterplatte 25 steht
die Kontaktzunge 30 in elektrisch leitender Berührung mit dem Kontakt a und die
Kontaktzunge 31 in Berührung mit dem Kontakt b, wobei die beiden Kontakte a und
b durch diese Kontaktzungen elektrisch miteinander verbunden sind. Über die elektrisch
leitende Verbindung der metallischen Platte 22 mit dem Schleiferbügel 12 und der
Kontaktschiene 13 sind die Kontakte a und b zugleich mit der Phase 48 der Wechselstromquelle
47 verbunden. In dieser Stellung des Schleifers 11, die der Stellung bei Vorwärtsfahrt
des Fahrzeuges entspricht, sind die Lampen 41 und 42 an Spannung gelegt, so daß
also bei Vorwärtsfahrt die Weißlicht-Lampe 41 auf der nach vorn weisenden Fahrzeugstirnfläche
und die Schlußlicht-Lampe 42 auf der nach hinten weisenden Fahrzeugstirnfläche eingeschaltet
sind.
Die Lampen 43 und 4d sind in dieser Stellung des Schleifers 11 nicht mit der Wechselstromquelle
47 verbunden.
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Bei einer Drehrichtungsumkehr des Wechselstromantriebes des Fahrzeuges
durch Feldve;rtauschung, also bei Rückwärtsfahrt, wird der Schleifer 11 aus der
gestrichelten Stellung in die strichpunktiert gezeichnete Stellung geschoben. In
dieser Stellung werden die Lampen 41 und 42 von der Wechsel stromquelle 47 getrennt
und die Lampen 43 und 44 mit der Wechselstromquelle 47 verbunden, und zwar dadurch,
daß die Kontaktzùnge 30 nunmehr in Berührung mit dem Kontakt c und die Kontaktzunge
31 in Berührung mit dem Kontakt d steht, wodurch diese Kontakte überbrückt und zugleich
über den Schleifer 11 an die Phase 48 der Wechselstromquelle 47 angeschlossen sind.
In dieser Stellung des Schleifers 11 sind die Weißlicht-Lampe 44, die am gleichen
Fahrzeugende wie die Schlußlicht-Lampe 42 vorgesehen ist, und die Schlußlicht-Lampe
43, die am gleichen Fahrzeugende wie die Weißlicht-Lampe 41 vorgesehen ist, an Spannung
gelegt, so daß also nunmehr die Lampen 43 und 44 aufleuchten.