DE511084C

DE511084C - Transformer with built-in breaker for connecting toy trains and the like Like. On power lines

Info

Publication number: DE511084C
Application number: DE1930511084D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-02-14
Filing date: 1930-02-14
Publication date: 1930-10-25

Description

Transformator mit angebautem Unterbrecher zum Anschluß von Spielzeugeisenbahnen u. dgl. an Starkstromleitungen Die Apparate für den Anschluß von elektrischen Spielzeugeisenbahnen an die Lichtleitung müssen bekanntlich so ausgeführt sein, daß zwischen der Starkstromseite und der Schwachstromseite keine leitende elektrische Verbindung besteht und daß der Schwachstrom erdschlußfrei und von einer geringen Spannung, etwa 2o Volt, ist.Transformer with built-in breaker for connecting toy trains and the like on power lines The apparatus for connecting electric toy trains As is well known, the light line must be designed in such a way that between the high voltage side and there is no conductive electrical connection on the low-voltage side and that the weak current is earth fault-free and has a low voltage, about 20 volts.

Bei vorhandenem Wechselstrom in der Lichtleitung sind diese Forderungen leicht durch einen entsprechend konstruierten kleinen Wechselstromtransformator zu erfüllen. Bei vorhandenem Gleichstrom war man bisher allgemein darauf angewiesen, rotierende Umformer nach Art der Einankerumformer, bei welchen auf dem Anker zwei elektrisch getrennte Wicklungen angebracht sind, zu verwenden. (Vgl. hierzu die V.D.E.-Vorschriften, Abs. 27, § 6). Diese rotierenden Umformer Kindern als Spielzeug in die Hand zu geben, ist an sich bereits nicht ganz ohne Bedenken. Außerdem erfordert die Wartung der Kollektoren und der Lager der Maschine bereits ein gewisses Verständnis, und nicht zuletzt ist der Preis, den diese Maschinen notwendigerweise kosten müssen, so teuer, daß oft die Anschlußmaschine bedeutend mehr kostet als die gesamte Eisenbahn. Zu diesem allen hat der Händler, welcher die Eisenbahnen verkaufen will, stets genau darauf zu achten, welche Stromart seine Kundschaft hat: _ Diese Mängel sollen nun durch die in folgendem beschriebene Schaltung eines Anschlußapparates beseitigt werden.If there is an alternating current in the light line, these requirements apply easily with a suitably designed small AC transformer to meet. In the past, when direct current was available, one was generally dependent on rotating converter of the type of single-armature converter, in which two on the armature electrically separate windings are attached. (Compare with the V.D.E. Regulations, Paragraph 27, Section 6). These rotating converters are toys for children To give in hand is in itself not entirely without reservations. Also requires the maintenance of the collectors and the bearings of the machine already have a certain understanding, and last but not least, the price that these machines must necessarily cost, so expensive that the connecting machine often costs significantly more than the entire railroad. The dealer who wants to sell the railways always has precise information about all of this to pay attention to which type of electricity his customers have: _ These defects should now eliminated by the circuit of a connection device described below will.

Die Zeichnung zeigt die Schaltung und die Wirkungsweise des Apparates. Benutzt wird ein Transformator mit ringförmigem Eisenkern A aus isolierten Blechen. Auf diesem Kern sitzen zwei Primärspulenhälften B und C, die zusammenwirken wie eine in ihrer Mitte (bei 3) angezapfte und dort mit der Rückleitung verbundene Spule. An die Spulenhälfte B schließt sich noch eine weitere Zusatzspule C an. Die Erzeugung der Sekundärströme F geschieht in bekannter Weise durch Induktion aus dem Kraftlinienfluß des Kerns.The drawing shows the circuit and the mode of operation of the apparatus. A transformer with a ring-shaped iron core A made of insulated sheet metal is used. On this core sit two primary coil halves B and C, which work together like a coil tapped in its center (at 3) and connected there to the return line. Another additional coil C is attached to the coil half B. The production the secondary currents F occurs in a known manner by induction from the flux of lines of force of the core.

Die Anschlußklemmen r, 2, q. sind zwecks besserer Übersicht als einfacher, einpoliger Umschalter gezeichnet.The terminals r, 2, q. are for the purpose of a better overview than simpler, single pole changeover switch drawn.

Zunächst sei die Wirkungsweise bei vorhandenem Wechselstrom erläutert. Der Wechselstrom tritt bei r in den Apparat ein, geht über 2 in die Zusatzspule D, weiter in die mit der Zusatzspule verbundene Spule B und verläßt den Apparat bei 3. Hierbei werden in der Spule F in bekannter Weise die Sekundärströme hervorgerufen.First of all, the mode of operation with an alternating current will be explained. The alternating current enters the apparatus at r, goes through 2 into the additional coil D, further into the coil B connected to the auxiliary coil and leaves the apparatus at 3. The secondary currents are generated in the coil F in a known manner.

Bei vorhandenem Gleichstrom wird der Umschalter umgelegt, so daß der Gleichstrom von z über :I nach einem beliebigen Pendel-, Feder- oder ähnlichen einfachen Unterbrecher geht, der den von 4 resp. 5 kommenden Gleichstrom abwechselnd einmal über 6 und einmal über x leitet. Der Antrieb dieses Pendels erfolgt in bekannter Weise durch eine Magnetspule E. Der von 5 kommende Gleichstrom geht über 6 in die Spule E und in die Spule B. Der gemeinsame Austritt des Gleichstromes ist wiederum bei 3. Geht der Gleichstrom von 5 nach 7, so läuft er durch die Spule C und verläßt wiederum bei 3 den Apparat. Diese Bewegung der Unterbrechervorrichtung durch den Magneten E ist allgemein bekannt.If direct current is present, the changeover switch is turned over, so that the direct current from z via: I to any pendulum, spring or similar simple interrupter, that of 4 resp. 5 conducts incoming direct current alternately once via 6 and once via x. This pendulum is driven in a known manner by a magnetic coil E. The direct current coming from 5 goes through 6 into coil E and into coil B. The common exit of the direct current is again at 3. If the direct current goes from 5 to 7, then it runs through coil C and again leaves the apparatus at 3. This movement of the interrupter device by the magnet E is well known.

G ist ein Kondensator, der am Anfang und Ende von C und B liegt, H ein Kondensator, der zwischen 5 und 6 liegt. Selbstverständlich kann an Stelle der beiden Kondensatoren ebensogut ein Einzelkondensator mit Anzapfung verwendet werden. Ebenso können die Spulen B und C als eine einzige Spule angesehen werden, die im elektrischen Mittelpunkte angezapft ist, also bei 3.G is a capacitor that is at the beginning and end of C and B, H. a capacitor that is between 5 and 6. Of course, instead of the A single capacitor with tap can be used just as well for both capacitors. Likewise, coils B and C can be viewed as a single coil that is im electrical center points is tapped, i.e. at 3.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung entspricht zum Teil denjenigen Apparaten, welche in der Telegraphie als Polwechsler bekannt und vielfach zu Anrufzwecken in Benutzung sind.The mode of operation of the arrangement described corresponds in part those apparatuses which are known in telegraphy as pole changers and often are in use for calling purposes.

Man kann den Umschalter 5, 6, 7 beispielsweise so ausführen, daß die Stellen 6 und 7 rechts und links auf einem in der Mitte aufgehängten Stahlmagneten sitzen, der durch einen darunter befindlichen Elektromagneten mit zwei Polen gleicher Benennung mit Hilfe eines Wechselstromes in Bewegung gesetzt wird. Diesen schwachen Hilfswechselstrom, der nur eine sehr geringe VA-Leistung zu haben braucht, kann man in einfacher Weise ebenfalls aus dem gleichen Gleichstromnetz erzeugen. Oder man kann dem gezeichneten Magneten E auf der anderen Seite eine zweite Feder vorsetzen und den Magneten so schalten, daß durch diese Hilfsfeder der Strom der Lichtleitung regelmäßig wie bei einem elektrischen Summer z. B. unterbrochen wird. Durch diesen damit unterbrochenen Magnetismus kann man dann die an 5 sitzende Feder z. B. mit der Hilfsfeder in synchrone Schwingungen bringen und dann auf diese den Strom schalten, der durch den eigentlichen Apparat geht. Von allen diesen Vorrichtungen ist die gezeichnete Figur eine in der Konstruktion vereinfachte Ausführung, die neben der Vereinfachung auch den Vorteil der höheren Betriebssicherheit hat. Im Gegensatz zu der Dimension einer gewöhnlichen Summerspule für die gleiche Spannung muß die Magnetspule F. in ihrer zu berechnenden Stärke einem Elektromagneten für ununterbrochenen Stromdurchfluß entsprechen. Dieses wird durch die durch die eigentümliche Kondensatorschaltung auftretenden Ausgleichströme bedingt. Im weiteren muß der Querschnitt der Summerwicklung auch in einem bestimmten Größenverhältnis zu dem Querschnitt der Wicklung der parallel geschalteten, auf dem geschlossenen Eisenkern sitzenden Spule B stehen, da andernfalls ein Betreiben des Apparates durch die auftretende Saugwirkung ausgeschlossen wird. (Über Saugwirkung ist z. B. zu vergleichen E. A r n o 1 d , Wechselstromtechnik, Band a, Transformatoren, S. 431, Saugtransformatoren.) Der Kondensator G dient in bekannter Weise generell zur Funkenlöschung für die Spulen B und C und dürfte hieran nichts weiter zu erläutern sein. Dagegen übt der zwischen 5 und 6 sitzende Kondensator in diesem Schwingungskreise eine sehr wichtige Funktion aus, durch welche die Inbetriebnahme des Apparates überhaupt erst ermöglicht wird. Grundsätzlich ist beim Inbetriebsetzen derartiger einfacher Unterbrechervorrichtungen stets ein gewisses mechanisches Trägheitsmoment vorhanden, nämlich bei den Stellen 5, 6, 7. Da die Wicklung von B nur aus wenigen Windungen eines verhältnismäßig dicken Drahtes besteht, so würde beim Einschalten des Gleichstromes ohne weiteres ein Kurzschluß entstehen, wenn die Trennung bei 6 und die Aufnahme der Belegungen des Kondensators G nicht schnell genug erfolgen kann, was stets der Fall ist, sobald die magnetischeInduktion durch sekundäre Belastung verschoben ist. Diesen auftretenden Anlauffunken nimmt der Kondensator H zum größten Teil auf bzw. bringt diesen zum Erlöschen, ehe durch Ionisation der Luftstrecke zwischen 5 und 6 ein stehender Lichtbogen sich bilden kann. Die Größe dieses Kondensators H ist direkt abhängig und proportional der Leistungsabgabe in der sekundären Spule F des Transformators, während es nicht zu erreichen ist, diese Wirkung mit dem Funkenlöschkondensator G zu erzielen. Fehlt der Kondensator H, so bildet sich beim Schließen des Stromkreises der Spule F zwischen 5, 6, 7 trotz des Kondensators G ein stehender Lichtbogen. Durch Zwischenschalten und richtige Bemessung von H kann man es dagegen mit Leichtigkeit ohne weiteres so weit bringen, daß die Spule F direkt an ihren Enden kurzgeschlossen werden kann, ohne daß sich hierbei trotz der sehr hohen primären Aufnahme aus dem Gleichstromnetz irgendwelche Funken zeigen, die den beschriebenen einfachen Stromunterbrecher beschädigen könnten. Sofort nach Aufhören des Kurzschlusses der Spule F geht der Apparat ohne weiteres wieder normal weiter.You can run the switch 5, 6, 7, for example, so that the Place 6 and 7 right and left on a steel magnet suspended in the middle sit, the same by an electromagnet with two poles underneath Designation is set in motion with the help of an alternating current. This weak one Auxiliary alternating current, which only needs to have a very low VA power, can can also be generated in a simple manner from the same direct current network. or you can put a second spring in front of the drawn magnet E on the other side and switch the magnet so that the current of the light guide through this auxiliary spring regularly like an electric buzzer z. B. is interrupted. Through this thus interrupted magnetism you can then the spring seated on 5 z. B. with bring the auxiliary spring into synchronous oscillations and then switch the current to it, which goes through the actual apparatus. Of all these devices is the Drawn figure a simplified version in the construction, in addition to the Simplification also has the advantage of greater operational reliability. In contrast to the dimension of an ordinary buzzer coil for the same voltage must be the Magnet coil F. in its calculated strength an electromagnet for uninterrupted Correspond to current flow. This is made possible by the peculiar capacitor circuit occurring equalizing currents conditional. In addition, the cross section of the buzzer winding must be also in a certain size ratio to the cross section of the winding of the parallel switched coil B sitting on the closed iron core, otherwise operation of the device is excluded due to the suction effect. (E.g. A r no 1 d, alternating current technology, Volume a, Transformatoren, p. 431, suction transformers.) The capacitor G is used in known way generally for spark extinction for the coils B and C and should be attached to this nothing further needs to be explained. On the other hand, the condenser seated between 5 and 6 exercises a very important function in this oscillation circuit, through which the commissioning of the apparatus is made possible in the first place. Basically when commissioning such simple interrupter devices always have a certain mechanical moment of inertia present, namely at points 5, 6, 7. Since the winding of B consists of only a few Turns of a relatively thick wire, so would when switching on of the direct current a short circuit can easily arise if the separation occurs at 6 and the recording of the assignments of the capacitor G does not take place quickly enough can, which is always the case, as soon as the magnetic induction is caused by secondary loading is shifted. The capacitor H takes these start-up sparks to the greatest extent Part opens or causes it to go out before ionization of the air gap between 5 and 6 a standing arc can form. The size of this capacitor H is directly dependent and proportional to the power output in the secondary coil F of the transformer, while it cannot be reached, this effect with the spark quenching capacitor G to achieve. If the capacitor H is missing, it is formed when the circuit is closed the coil F between 5, 6, 7 despite the capacitor G a standing arc. By interposing and correctly dimensioning H, on the other hand, you can do it with ease without further ado so far that the coil F is short-circuited directly at its ends can be without this in spite of the very high primary uptake from the Direct current network show any sparks, which the described simple circuit breaker could damage. Immediately after the short circuit of the coil F has ceased, the The device can continue to operate normally again without further ado.

Durch den entgegengesetzt gerichteten Wickelsinn der Spulen C und B wird in bekannter Weise erreicht, daß die Amplitude des in der Sekundärspule F induzierten Stromes gleiche Höhe oberhalb wie unterhalb der Nullinie hat. Die Zusatzspule D, welche mit etwa ein Viertel der Windungszahl von B gewickelt ist, ist erforderlich, um den rechnerischen Unterschied der Induktionsleistung des Wechselstromes gegenüber dem Gleichstrom auszugleichen.Due to the opposite direction of winding of the coils C and B is achieved in a known manner that the amplitude of the Secondary coil F induced current the same level above as below the zero line Has. The additional coil D, which is wound with about a quarter of the turns of B. is required to determine the arithmetical difference in the induction power of the To balance alternating current against direct current.

Gemäß den neuesten Vorschriften des V.D.E. ist es erforderlich, daß bei einem eintretenden Kurzschluß auf der Sekundärseite der Strom abgeschaltet wird. Bei dem hier beschriebenen Apparat kann nun die. Streuung des ringförmigen Eisenkernes, auf dem die Sekundärspule sitzt, dazu benutzt werden, um bei überlastung einen Selbstschalter auszulösen. Ob dabei der Primär- oder Sekundärstrom unterbrochen wird, ist einerlei.According to the latest regulations of the V.D.E. it is required that in the event of a short circuit occurring on the secondary side, the current is switched off. With the apparatus described here, the. Scattering of the ring-shaped iron core, on which the secondary coil sits, can be used to switch off an automatic switch in the event of overload trigger. It does not matter whether the primary or secondary current is interrupted.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Transformer with built-in breaker for Connection of toy trains and the like to power lines, characterized in that that the interrupter (5, 6, 7) alternately to the current with direct current supply one or the other end of a center (3) connected to the return line Primary coil (B, C) of a transformer leads, while the current is supplied with alternating current after switching off the breaker (5, 6, 7) only through the coil half (B) plus an additional coil (D).

2. Transformer with built-in breaker according to claim i, characterized in that with direct current feed the movement the interrupter device is effected by a special current coil (E) which is dimensioned for continuous current load and is parallel to the coil half (B).

3. Transformer with built-on interrupter according to Claims 1 and 2, characterized in that that except in a known manner at the beginning and end of the primary coils or to the Interrupter points lying capacitor (G) a second capacitor (H) is provided is, one assignment of which is electrically connected to an assignment of the capacitor (G) while the other is on the terminal (5) of the apparatus, which leads to the interrupter device leads.