DE3531315A1 - Auslaufeinrichtung fuer elektrische spielzeugeisenbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für mit Gleich­ spannung betriebene elektrische Spielzeugeisenbahnen, wie sie beispielsweise aus "eisenbahn magazin", Alba Publikation Alf Teloeken GmbH & Co KG, Düsseldorf, Heft 2/85, Seite 78 bis 81 bekannt sind.

Bei den heute vorherrschenden Spurweiten für Modelleisen­ bahnen sind am meisten die Spur HO (16 mm Spurweite) und N (12 mm Spurweite) verbreitet. Bei der erst genannten Spurweite werden etwa vierzig Prozent der auf dem Markt befindlichen Spielzeugeisenbahnmodelle mit 12 Volt Gleich­ strom betrieben, bei der Spur N wird ausschließlich Gleich­ strom verwendet.

Die Antriebsmotoren für derartige Modelleisenbahnen sind üblicherweise Elektromotoren mit gewickeltem Anker und Permanentmagneten für den Stator. Hierdurch ist zwar eine einfache Fahrtrichtungsänderung durch Umpolung mög­ lich, und die Fahrtrichtung wird in vom Schaltpult aus erkennbarer Weise eindeutig festgelegt; jedoch sind mit den bekannten Elektromotoren auch Probleme verbunden, welche der genannten Druckschrift zu entnehmen sind. Der Antrieb der Modelleisenbahnen erfolgt nämlich vom Elektromotor über eine Schnecke auf ein Getriebe. Dies hat zur Folge, daß bei Stromunterbrechung, wie sie bei Modelleisenbahnanlagen etwa auf Weichen, vor gesteuerten Signalen, aber auch bei Fahrtrichtungsumkehr auftreten kann, die Bahnen ruckartig stehenbleiben. Dies kann in extremen Fällen zum Entgleisen der Bahnen führen, auf jeden Fall beeinträchtigt es aber durch das unnatürliche plötzliche Abstoppen die Spielfreude mit derartigen Modell­ bahnen.

Bekannte Versuche, dieses Problem in den Griff zu bekommen, führten zur Entwicklung von Elektromotoren mit Schwungmasse und Fliehkraftkupplung, sogenannten Faulhaber-Motoren. Derartige Motoren sind jedoch zu kostenaufwendig, als daß sie serienmäßig bei derartigen Modelleisenbahnen eingesetzt werden könnten, darüber hinaus gibt es bereits einen sehr großen Bestand an Modelleisenbahnen mit dem weiter voranstehend genannten Antrieb und derartige Bahnen wären gegebenenfalls höchstens umzurüsten, was neben den Kosten für die ohnehin kostenaufwendigen Motoren auch Kosten für die Umrüstung erforderlich machen würde.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, mit welcher das abrupte Ste­ henbleiben bei Stromunterbrechung vermieden wird.

Die Aufgabe wird gelöst durch zumindest einen elektrischen Energiespeicher, welcher im Betrieb der elektrischen Spielzeugeisenbahn mit elektrischer Energie versorgbar ist und beim Abschalten der Gleichspannung elektrische Energie abgibt.

Ein derartiger Energiespeicher wirkt also gewissermaßen als Puffer, welcher im normalen Fahrbetrieb aufgeladen wird und die gespeicherte Energie bei Stromunterbrechung über einen bestimmten Zeitraum wieder abgibt. Als beson­ derer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist hervorzu­ heben, daß keine konstruktiven Änderungen an den beste­ henden Motor- Getriebeanordnungen der Modelleisenbahnen erforderlich sind, sondern nur eine zusätzliche Einrich­ tung, welche auf vielfältige Weise realisierbar ist, zur Anwendung kommt. Elektrische Energiespeicher sind in mehreren Ausgestaltungen möglich, da es im Prinzip ausreicht, ein Speichermedium für elektrische Energie zu verwenden, welches nach Versorgung mit elektrischer Energie beim Abschalten zumindest einen Teil dieser Energie über einen begrenzten Zeitraum wieder abgibt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Energiespeicher zumindest ein Kondensator ist. Kondensatoren sind in vielfältigen Ausführungsformen erhältlich. Die speicherbare Energiemenge wird hier durch die Kapazität des jeweiligen Kondensators bestimmt und ist daher auch einfach änderbar, falls geän­ derte Betriebsbedingungen dies erforderlich machen sollten. Kondensatoren können an unterschiedlichen Stellen in den elektrischen Versorgungskreislauf der Spielzeugeisen­ bahn geschaltet werden, so daß bestehende Anlagen nicht etwa durch an nur einer bestimmten Stelle anbringbare Energiespeicher verunstaltet werden, sondern der Kondensa­ tor oder die Kondensatoren, beispielsweise bei einer Modelleisenbahnanlage verdeckt in den elektrischen Kreis­ lauf eingeschaltet werden kann. Ebenso wäre es möglich, den Energiespeicherkondensator beispielsweise, wenn hierfür die Platzverhältnisse ausreichen, auch in der Spielzeug­ eisenbahn selbst anzubringen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin­ dung ist vorgesehen, daß der Energiespeicher zwei An­ schlüsse aufweist, deren einer mit einem Pol (+) einer elektrischen Energiequelle und deren anderer Anschluß mit einem zweiten Pol (-) der Energiequelle elektrisch verbunden ist. Sobald die Energiequelle Energie abgibt, wird der Energiespeicher mit Energie aufgeladen. Beim Abschalten der Energiequelle, welche sich beispielsweise in einem sogenannten Fahr- oder Stellpult für eine Modell­ eisenbahn befinden kann, gibt der Energiespeicher die gespeicherte Energie wieder ab und das bisher nach dem Stand der Technik äußerst ruckartige Abstoppen der Modell­ eisenbahn wird verlangsamt und es kommt hierdurch ein sanftes Abstoppen der Modelleisenbahn zustande.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß als ein erster Energie­ speicher ein erster Elektrolytkondensator vorgesehen ist, dessen einer Anschluß an eine Zuführleitung einer elektrischen Energiequelle und dessen anderer Anschluß über ein unidirektionales Bauelement an eine zweite Zuführ­ leitung der Energiequelle angeschlossen ist, und daß als ein zweiter Energiespeicher ein zweiter Elektrolyt­ kondensator für die umgekehrte Polarität vorgesehen ist, dessen einer Anschluß an die Zuführleitung und dessen anderer Anschluß über ein entgegengesetzt zum ersten Bauelement sperrendes bzw. stromdurchlassendes unidi­ rektionales Bauelement an die zweite Zuführleitung ange­ schloßen ist.

Die einfach mit Elektrolytkondensatoren erreichbaren Kapazitäten sind besonders für den Betrieb mit Modelleisen­ bahnen geeignet, da sich durch mit diesen Kapazitäten speicherbare Energiemengen die gewünschten Auslaufstrecken für das Abstoppen der Modellbahnen ergeben. Da Elektrolyt­ kondensatoren monopolar sind, ist für jede Stromrichtung ein Elektrolytkondensator erforderlich, wobei die Polari­ täten der beiden Elektrolytkondensatoren entgegengesetzt geschaltet sind. Damit nur der jeweils für die gewünschte Fahrtrichtung der Modelleisenbahn und damit vorgegebene Polarität bestimmte Elektrolytkondensator aufgeladen wird und seine Energie abgibt, ist die Schaltung jeweils eines unidirektionalen Bauelementes in den Stromleitungs­ pfad jedes Kondensators erforderlich, wobei auch die beiden unidirektionalen Bauelemente wiederum entgegenge­ setzt bezüglich ihrer Durchlaß- bzw Sperrichtung geschaltet sind.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das erste und/oder zweite unidirektionale Bauelement eine (Halbleiter-) Diode. Halbleiterdioden sind kostengünstig für die bei Modelleisenbahnen auftreten­ den Spannungen und Stromstärken erhältlich und weisen relativ geringe Abmessungen auf, so daß der erforderliche Platzbedarf nur gering ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, aus welchem weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind schematisch zwei einen Schienenstrang bildende Schienen 10, 12 einer Modellbahnanlage darge­ stellt. Jeder Schiene 10, 12 wird über einen Anschluß 18 bzw. 20, welche über Zuleitungen 22 bzw. 24 und An­ schlüsse 14 bzw. 16 mit der jeweiligen Schiene 10 bzw. 12 verbunden sind, elektrische Energie zugeführt. Bei einer gewählten Fahrtrichtung liegt daher eine bestimmte Polarität über den Anschlußpunkt 18 an der einen Schiene 10 und die entgegengesetzte Polarität über den Anschluß­ punkt 20 an der Schiene 12. Der Betriebsstrom wird von jeder Schiene 10, 12 jeweils über mit der Modelleisenbahn verbundene Glieder abgenommen, beispielsweise über die Räder oder über Schleifkontakt.

Ein Schienenabschnitt 10, 12 mit den Verbindungspunkten 14, 16 und hieran angeschlossenen Verbindungsleitungen 22, 24, welche schließlich zu den Anschlußpunkten 18, 20 führen, wird auch als "Stromschiene" bezeichnet. An eine derartige Stromschiene werden weitere Schienen eines Schienenstranges für eine Modelleisenbahn durch einfache Verbindungsmittel, üblicherweise durch Anstecken oder Einschieben, angeschlossen.

Von dem Anschlußpunkt 18 führt eine elektrische Leitung 26 zu einer elektrischen Energiequelle A, und zwar wie in der Fig. 1 dargestellt zu deren negativem Pol. Der andere Anschlußpunkt 20, ist dementsprechend über eine Leitung 28 mit dem positiven Pol der elektrischen Energie­ versorgungseinheit A verbunden. Bei einer Fahrrichtungsum­ kehr, welche in Fig. 1 durch B gekennzeichnet ist, kehren sich die an den Leitungen 26, 28 liegenden Polaritäten um, so daß nunmehr der negative Pol an der Leitung 28 anliegt und der positive Pol an der Leitung 26 liegt. Eine derartige Fahrtrichtungsumkehrfunktion wird üblicher­ weise in Fahr- oder Stellpulten für Modelleisenbahnen bereitgestellt.

An die Leitung 28 ist in Sperrichtung eine Diode 36 ange­ schlossen, deren anderer Anschluß zu einem Elektrolytkon­ densator 32 führt, welcher wiederum mit seinem zweiten Anschluß an der anderen Leitung 26 liegt.

In analoger Weise ist an die Leitung 28 eine zweite Diode 38, diesmal in Durchlaßrichtung, angeschlossen, deren sperrseitiger Anschluß zu einem zweiten Elektrolytkondensa­ tor 34 führt, dessen zweiter Anschluß elektrisch mit der Leitung 26 verbunden ist.

Auf diese Weise ist durch die Sperr- bzw. Durchlaßrichtung der Diode 36 bzw. 38 sichergestellt, daß nur jeweils der eine Elektrolytkondensator 32 bzw. 34 geladen wird und bei Stromunterbrechung, also beispielsweise einem Abschalten der Stromzufuhr von der Stromversorgungseinheit A bzw. B, Energie wieder über die genannten Zuführungs­ leitungsverbindungen an die Schienen 10, 12 abgeben kann.

Aus der Schaltung nach Fig. 1 wird dem Fachmann ebenfalls klar, daß die Anordnung von Diode 36 und Elektrolytkonden­ sator 32 bzw. Diode 38 und Elektrolytkondensator 34 in der gezeigten Schaltungsart, insbesondere was die Sperr- und Durchlaßrichtung der Dioden 36, 38 betrifft, statt durch Anschlüsse an die Leitungen 26, 28 auch durch direktere Anschlüsse an die Schienen 10, 12 vorgenommen werden kann, gegebenenfalls sogar in einem Modelleisenbahn­ zug, etwa in dem mit einem Motor versehenen Antriebs­ fahrzeug, aber auch in zugehörigen Waggons.

Claims (5)

1. Einrichtung für mit Gleichspannung betriebene elek­ trische Spielzeugeisenbahnen, gekennzeichnet durch, zumindest einen elektrischen Energiespeicher (32, 34), welcher im Betrieb der Spielzeugeisenbahn mit elek­ trischer Energie versorgbar ist und beim Abschalten der Gleichspannung gespeicherte Energie an die Spiel­ zeugeisenbahn abgibt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher zumindest ein Kondensator (32, 34) ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher (32, 34) zwei Anschlüsse auf­ weist, deren einer mit einem Pol (+) einer elek­ trischen Energiequelle (A) und deren anderer mit einem zweiten Pol (-) der Energiequelle elektrisch verbunden ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als ein erster Energiespeicher ein erster Elektro­ lytkondensator (32) vorgesehene ist, dessen einer Anschluß an eine Zuführleitung (26) einer elektrischen Energiequelle (A) und dessen anderer Anschluß über ein unidirektionales Bauelement (36) an eine zweite Zuführleitung (28) der Energiequelle (A) angeschlossen ist, und daß als ein zweiter Energiespeicher ein zweiter Elektrolytkondensator (34) für die umgekehrte Polarität vorgesehen ist, dessen einer Anschluß an die Zuführleitung (26) und dessen anderer Anschluß über ein entgegengesetzt zum ersten Bauelement (36) sperrendes bzw. stromdurchlassendes unidirektionales Bauelement (38) an die zweite Zuführleitung (28) angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder zweite unidirektionale Bauele­ ment eine (Halbleiter-) Diode (36, 38) ist.