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Elektrische Fernsteuerung für elektromotorisch betriebene Spielfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Fernsteuerung für ein elektromotorisch
betriebenes Spielfahrzeug, das auf einer zusammensetzbaren.Fahrbahn mit Kreuzungen
und Kurven läuft und von einer ortsfesten Stelle aus gesteuert wird.
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Das Wesen der Erfindung wird darin gesehen, daß Fahrbahnstreifen durch
Schleifkontakte mit dein Antrieibsinotor des Fahrzeugs und über einen außerhalb
des Fahrzeugs ortsfest angeordneten Gangschalter mit einer elektrischen Stromquelle
verbunden sind, von denen die beiden äußeren Fahrbahnstreifen den Strom über zwei
Schleifkontakte einem Elektromagneten zum Betätigen eines am Fahrzeug angeordneten
Stromumschalters für die Vor- oder Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs zuführen und
daß die drei anderen Fahrbahnstreifen zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit mit dem
Gangschalter über Leitungen verbunden sind, während die T-' urven Metallstreifenstücke
aufweisen, denen über eine außerhalb des Fahrzeugs ortsfest angeordnete Steuervorrichtung
Strom zugeführt werden kann, der über die Schleifkontakte zu den am Fahrzeug angeordneten
Magneten zum Betätigen eines die Fahrtrichtung bestimmenden, im Fahrzeug angeordneten
Steuermechanismus führt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel schematisch
erläutert, und zwar zeigt Fig. i die Fahrbahn und das zu steuernde Fahrzeug mit
seinem elektrischen Teil in schematischer Darstellung in Draufsicht, Fig. 2 eine
Einzelheit der Fig. i im Aufriß, Fig. 3 die Fahrbahn gemäß Fig. i iin Querschnitt,
Fig. 4. die Schalt- und Steuereinrichtung in schematischer Darstellung mit den Leitungsanschlüssen
an die Fahrbahn,
Fig. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4
und Fig.6 die Fahrbahn in Draufsicht finit Steuervorrichtung im Aufrill ini Schnitt.
Das Fahrzeug Das Fahrzeug (Fig. i) besteht aus denn Fahrgestell i finit zwecknsäl,igerweise
guininibereiften Rädern 2. einett Elektromotor 3, der auf das 1-finterarlisgetriel)e4
einwirkt, einem tinschalter 5 und Magnetspulen 6, 7. Luni I?itischalten des Motors
3 sind Relais 8, 9 vorgeselten. Das Lenken der vorderen Fahrzeugräder 2 erfolgt
durch Magnete io, i r. Die Stromzufuhr zu dem Motor 3. den Magneten 6. 7. 10, 11
und den Relais 8, 9 erfolgt über Schleifkontakte 12, 13, 11, 15, 16, 17,
18. Die Fahrbahn Die Fahrbahn (Fig. 1, 3 und 5) besteht aus iütif elektrischen Strom
leitenden Streifen i9. 20. 21, 22, 23, die durch Isolation 2.1 voneinander getrennt
und zweckmäßigerweise auf einer gemeinsamen, ebenfalls aus nichtleitencletn -Material
bestehenden Grundplatte 25 ;In-,geordnet sind. Die Grundplatte 25 ist an ihren Rändern
bei 26 erhöht, damit die Räder des Kraftwagens nicht unbeabsichtigt die Fahrbahn
verlassen können. Die Fahrbahn (Fig.6) kann eine beliebige Gestalt haben Und mit
beliebigen Kurven versehen sein. Die Fahrbahn steht finit einer Schalt- und einer
Steuervorrichtung (Fig. 4. 5 und 6) in stromleitender Verbindung.
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Die Schalt- und Steuervorrichtung Die Schalt- und Steuervorrichtung
(Fig. d., 5 und 6) ist ortsfest außerhalb der Fahrbahn angeordnet und kann so ausgebildet
sein, wie es bei einem normalen Kraftfahrzeug üblich ist, nämlich als Schalthebel
27 (Fig. _l.) und als Handrad 70. Der Schalthebel 27 besitzt hontalcte 30,
31, j.2, denen der Plusstrom über eine Leitung 29 und Kontakte 33, 3d., 35, denen
der llitiusstroiii über eine Leitung 28 von einer beliebigen Stromquelle zugzugeführt
wird. Mit dein Schalthebel 27 kann inan den mit R bezeichneten Rückwärtsgang, den
I. Il. und 111. Gang einschalten.
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Soll. der Rückwärtsgang eingeschaltet werden, so wird der Hebel
27 nach R verschwenkt. Dabei wird zunächst der Kontakt 35 finit dein Kontakt
36 und der Kontakt 3i finit dein Kontakt 37 verbunden, so dal.i der 1Iinusstroin
aus der Leitung 2S über eine Leitung 38. 39 und -.o zu den Fahrbahnstreifen 19,
23 geleitet wird, während der Plusstroni aus der Leitung 29 über die Kontakte
31, 37, die Leitung 41, Leitungen 42, 43 und damit zti den
Fahrbahnstreifen 20, -22 geleitet @,:ird. Lies hat zur Folge, dal.l der Minus-Strom
aus beiden Fahrbahnstreifen 19, 23 über die Schleifkontakte 14, 15 (Fig. i) einer
Leitung -..1, .15, .16 der Spule 6 zugeführt wird, und der Plusstrom fließt, von
den Leitungen 41, .12, 43 (Fig.4) kommend, durch die Fahrbahnstreifen 20,
22. Von dem Fahrbahnstreifen 2o flieht der Plusstrom über den Schleifkontakt
16 und von hier durch die Leitung 8f ebenialls zur Spule 6, die demzufolge erregt
wird und einen verschiebbaren "feil 47 anzieht, welch letzterer finit einem um einen
festen Drehpunkt .1ä, schwenkbaren Hebel 48 iti gelenkiger Verbindung steht. der
auf einen Lenker 48u, einen Hebel 481' und ein auf den Umschalter 5 einwirkendes
Gestänge 49 einwirkt. Dies hat zur Folge, daß der Motor 3 jetzt auf Rückwärtsgang
geschaltet ist, aber immer noch stillsteht. Um den Motor 3 nun rückwärts laufen
zu lassen, wird der Schaltliebel 27 verschoben, so daß die Kontakte 35, 36, 31,
37 unterbrochen werden, wodurch die Spule 6 stromlos gemacht wird. Jetzt werden
die Kontakte 30, 33 finit den Kontakten 5o, 51 verbunden, wodurch der von der Leitung
29 kommende Plusstrom über den Kontakt 5o, eine Leitung 5o«, einen Widerstand 52,
einen durch Schieber 69 regelbaren Widerstand 53, eine Leitung 54, die Leitung d.1,
.12, .43 zu den Schienen 20, 2 2 fließt und der von der LeitUng28 kommende Minusstrom
über den Kontakt 51, eine Leitung 55 dein Streifen 21 zugeführt wird. Von dem Streifens
21 geht der Minusstrom über den Schleifkontakt 18, die Leitung 56, 57 zu der Riegelspule
7 und zu (lern Körper des Unischalters 5 Tiber die Leitung 62 zti dein Anker des
Motors 3. Anschließend an die Leitung 56 führt eine Leitung 56« zur Wicklung der
Relaisspule 9. Von der Leitung 56« zweigt eine Leitung 56b ab, die zu der Spule
des Relais #S führt. Der Plusstrom wird durch die Schleifkontakte 16, 17 von den
Fahrbalnistreifen 2o, 2z abgenommen, und zwar fließt er von dem Schleifkontakt 16
über eine Leitung 59 zum Hamnier 9« und zur Wicklung des Relais 9. Bei eingeschaltetem
Hammer 9u fließt der von der Leitung 59 kommende Strom über die Kontakte 9@ und
9-f zu der :Magnetspule 6o des Motors 3. Gleichzeitig wird der Plusstrotn von dein
Schleifkontakt 17 der Wicklung des Relais 8 zugeführt und außerdem dein Relaishammer
8(t und bei geschlossenen Kontakten 81, 8d über eine Leitung 8e ebenfalls der Magnetspule
6o des Motors 3. Die Magnetspule 6o steht durch eine Leitung 61 finit dein Umschalter
5 in Verbindung. Ferner führt eine Leitung 58 vorn Umschalter 5 zu dein Atiker des
Motors 3. Von der die Kontakte 8d, 9d verbindenden Leitung 8e führt eine Leitung
8z zu der IZiegelsl)ule 7. Die Riegelspule dient dazu, zti verhüten, daß der
Teil
47 bei eingeschaltetem Motor 3 von der Spule 6 angezogen werden kann, wenn die Schleifkontakte
14, 15 beim Befahren einer Kurve mit der Schiene 21 in Berührung kominen. Zu diesem
Zweck ist ein um einen festen Drehpunkt 7a schwenkbarer Sperrhebel vorgesehen,
der bei stromloser Riegelspule 7 durch eine Feder 7c angehoben wird und den Hebel
48 freigibt und gleichzeitig eine auf ein Fahrzeugrad wirkende Bremse 124 anzieht,
so daß das Fahrzeug augenblicklich zum Stillstand gebracht werden kann.
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Soll nun wieder vorwärts gefahren werden, so wird der Schalthebel
27 mit seinen Kontakten 30, 33 von den ortsfesten Kontakten 5o, 51 gelöst,
und der Motor und die Riegelspule 7 sind stromlos. Jetzt werden die Kontakte 35
mit 36 und 31 mit 37 in Verbindung gebracht, wodurch der Umschalter 5 erneut umgeschaltet
wird. Soll nun wieder vorwärts gefahren werden, so bringt man je nach dem gewünschten
Gang den Schalthebel :27 mit seinen Kontakten 32,, 34 beim ersten Gang mit
den Kontakten 63, 64, beim Fähren mit dein zweiten Gang mit seinen Kontakten 30,
33 mit den Kontakten 65, 66 und beim Fahren mit dem dritten Gang die Kontakte 32,
34 mit den Kontakten 67, 68 in Verbindung. Um dem Motor und damit dem Fahrzeug i
verschiedene Geschwindigkeiten zu geben, ist der veränderliche Widerstand 53 und
der feste Widerstand 52 vorgesehen. Beim Fahren mit dein ersten Gang nimmt der Strom
über den Kontakt 64 seinen Weg über die gesamten Widerstände 52; 53. Beim Fahren
mit dein zweiten Gang nimmt der Strom Tiber den Kontakt 65 seinen Weg nur über die
Hälfte des festen Widerstandes 52, und beim Fahren mit dem dritten Gang nimmt der
Strom seinen Weg über den Kontakt 67 unter Ausschaltung des festen Widerstandes
52 nur über den veränderlichen Widerstand 53. Der veränderliche Widerstand 53 kann
durch einen Hebel 59 in seiner Wirksamkeit verändert werden, wodurch auch die Geschwindigkeit
des Fahrzeugs beeinflußt wird.
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Die Steuerung (Fig. 4., 5 und 6) besteht aus einem Steuerrad 7o mit
einem Kontaktring71, dem von der Leitung 29 über eine Leitung 72 unmittelbar Strom
zugeführt wird. Der Kontaktring 71 besitzt einen Ansatz 71a, so daß er beim Drehen
des Handrades 70 in Pfeilrichtung x mit einer stromführenden Leitung 73 und
beim Drehen des Handrades in Pfeilrichtung /f mit einer stromführenden Leitung 74
in Verbindung gebracht werden kann. Die Leitung 73 führt zu einem Schleifkontakt
75 und die Leitung 74 zu einem Schleifkontakt 76. Der den Schleifring 71 tragende
Körper 77 ist in einem Gehäuse 78 drehbar gelagert. Irr dem einen Teil 77 ist in
axialer Richtung verschiebbar, aber urdrehbar eine Welle 79 angeordnet. Die Welle
79 besitzt Kontaktstücke 8o, 81, die mit Abstand voneinander angeordnet, aber durch
eine Leitung 82 stromleitend miteinander verbunden sind. Ferner besitzt die Welle
79 Kontaktstücke 83, 84, die ebenfalls durch eine Leitung 85 stromleitend miteinander
verbunden sind. Die Kontaktstücke 80, 84 sind von den Kontaktstücken 8i, 83 mit
Abstand angeordnet. Am freien Ende der Welle 79 sind Kontaktstücke 86, 87 vorgesehen.
Ferner sind in dem Körper 78 noch mit Leitungen 88, 89 in Verbindung stehende Schleifkontakte
9o, 9i angeordnet. Im Ausführungsbeispiel steht die Leitung 89 mit Kurven 94, 96,
98, ioo und die Leitung 88 mit einer Kurve i i i durch besondere Leitungen 92, 93
in stromleitender Verbindung.
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Die Leitungen 92, 93 fuhren zu in der Fahrbahn isoliert angeordneten
Kurvenstücken, die stromleitend sind. Die Leitung 93 (vgl. Fig. 6) führt zu dem
Kurvenstück 94, das durch eine Leitung 95 mit dein Kurvenstück 96 und dieses wiederum
durch eine Leitung 97 mit dem Kurvenstück 98 verbunden ist, welches durch eine Leitung
99 . finit dem Kurvenstück ioo und eine Leitung Toi mit dem Kurvenstück 94 zu einem
geschlossenen Stromkreis verbunden ist. Beim Fahren in Pfeilrichtung 8 sind zunächst
sämtliche Kurvenstücke 94, 96, 98, ioo ausgeschaltet, so daß das Fahrzeug nur in
gerader Richtung fahren kann. Es sei angenommen, das Fahrzeug sei an der Kurve 96
angekommen und will diese in Richtung auf die Kurve 98 befahren, dann wird das Steuerrad
70 (Fig. 6) nach rechts, also in Kurvenrichtung gedreht, so daß der Plusstrom 72
über den Kontaktring 71, 71a, Schleifkontakt 71b, die Leitung 74 über die Kontakte
76, 87, 9i, die Leitung 89, 93, die Kurve 94 über Leitung 95, die Kurve 96 und die
daran anschließenden Kurven nimmt. Sobald der Schleifkontakt 13 (Fig. 1 und 2) den
Plusstrom der Kurve 96 erhält, wird die Magnetspule i i eingeschaltet und dadurch
der Steuermechanismus log für die vorderen Fahrzeugräder 2 so geschaltet, daß die
vorderen Fahrzeugräder;,> eine Rechtsl:urve befahren müssen. Der Steuermechanismus
kann aus eirein um einen Festpunkt 103 schwenkbaren Zahnsegment io4 bestehen, das
auf ein mit einer Welle 105 in starrer Verbindung stehendes Ritzel io6 einwirkt.
Die Welle io5 trägt einen Umschalter 107, durch welchen im vorliegenden Fall die
Spule io des Schleifkontaktes 12 stromlos gemacht wird, da anderenfalls der Schleifkontakt
12 beim Überfahren der Fahrstreifen 2o den Plußström erhalten und die Steuerung
dadurch wirkungslos werden würde. Die Welle io5 steht mit dem Schleifkontakt i8
in stromleitender
Verbindung. Die Drehbewegung der Welle io5 wird
durch ein Ritzel 108 auf einen finit den vorderen Fahrzeugrädern in gelenkiger
Verbindung stehenden Lenker log übertragen. Die geraden Strecken 19, 23 der Fahrbahn
sind für das Vor- und Rückwärtsfahren stets stromlos und werden nur für kurze Geit
unter Stroin gesetzt, wenn vorn Vorwärts- auf den Rückwärtsgang oder hingekehrt
geschaltet wird. Dadurch, daß der Magnet i i stromlos geworden ist, kann das Gestänge
iog durch eine Feder i io wieder in seine Lage für Fahrt in gerader Strecke ztiriickgeholt
werden. Beim Befahren der Kurven 98, ioo und 9.4 in der gleichen Richtung
wiederholt sich der Vorgang wie beschrieben. Bemerkt sei noch. daß bei diesem Vorgang
alle gegenüberliegenden Kurven ausgeschaltet sind, wie sich auch aus der Stromzuführung
über die Schaltvorrichtung (Feg. 0)
rgibt.
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Als weitere Möglichkeit sei angenommen, daß das Fahrzeug in Pfeilrichtung
ö kommend die Kurve i i i befahren will. Die Kurve i i i trägt eine sichtbare Marke
i 12, durch welche angezeigt wird, daß die Kurve i i i nicht ohne weiteres als Rechtskurve
befahren werden kann, sondern dal1 die Anschlüsse umgepolt «erden müssen. Zti diesem
Zweck wird der Druckknopf 7 9 der Schaltvorrichtung in diese hineingedrückt, wodurch
die Leitung 89 stromlos wird und der Strom von der Leitung 7 @ #einen Weg über die
Schleifkontakte 76, 84., die Leitung 83 zu den Schleifkontakten 83, 9D über die
Leitung 88 zur Leitung 92 nimmt, wenn das Steuerrad nach rechts gedreht ist.
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Die DruckknoIfstange 79 besitzt einen Anschlag 113, eine Riegelstange
i i.1, die beide an der Bewegung der Druckknopfstange 79 teilnehmen. Durch 2\iederdrücken
der Druckknopfstange 7c) wird ein federbeeinflußter Schieber i i 3 freigegeben und
durch seine Feder 1 ib dein Ansatz 113 vorgelagert (Feg. 4), so daß eine die Stange
7 9 beeinflussende Feder 117 so lange unter Spannung bleibt, solange der Schieber
i 1 5 dem Ansatz 113 vorgelagert ist, so daß die Stange 79 durch die Feder 117 nicht
ohne weiteres in ihre Ursprungslage zurückgedrängt werden kann. Der Kontaktring
71, 7 i« ist auf elilti' finit dein Steuerrad 7o starr verbundenen Biiclise
77 angeordnet, die in einem Gehäuse ,-8 drehbar gelagert ist. Die Büchse 77 lsesitzt
exzentrische Ansä tze i i8, 118«, durch die ein Schlitz i i9 gebildet wird. Unterhalb
den- exzentrischen Ansätze nii8a verbreitert sich der Schlitz i i9 in solchem Maße,
da!) der Ansatz 113 hineingeschoben «-erden kann, und außerdem ist der Schlitz i
i9 so tief iii die Biichse 7 7 eingelassen, daß er dein Hub der Kontakte 84, 8 -
entspricht. An seinem Grande iiiiindet eine ringförmige Ausnehinung 120 in den Schlitz
r i c. Wenn jetzt das Steuerrad 7o nach rechts gedreht wird, dann drängt der exzentrische
Ansatz i iga den Schieber 113 entgegen dem Druck der Feder 1 16 zurück, so daß die
Stange 79 sich mit ihrem Ansatz 113 infolge der Wirkung der Feder 117 auf
die Oberfläche 121 des exzentrischen Ansatzes i i8u aufsetzen kann. Jetzt ist der
Kontakt ;71" finit (lern Kontakt 71b geschlossen und demzufolge die Kurve i i i
bei niedergedrückter Drtickknopfstange 79 eingeschaltet, so claß sie befahren «erden
kann. Nachdem die Kurve i i i befahren ist, wird das Steuerrad wieder auf Geradeaus
gestellt. Jetzt wird der Schlitz i i9 mit dem Ansatz 113 in Deckung gebracht, was
zur Folge hat, daß die Feder ii7 sich auswirken und den Ansatz 113 bis auf den Grund
des Schlitzes 1 i 9 drängen kann. jetzt sind die Kontakte am Ende der Druckknopfstange
79 wieder umgepolt auf \ornialstelluiig.
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jetzt soll die finit einer Marke 122 versehene Kurve ioo befahren
werden. Zu diesem Zweck wird die Druckknopfstange 79 wieder in (las Gehäuse ; 8
eingedrückt und demzufolge kann das Steuerrad nach links gedreht werden. Bei den
anderen Kurven in derselben Fahrtrichtung wiederholt sich der Vorgang wie beschrieben.
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Beien (I)ergaiig aus der Geraden in eine Kurve ist es zweckmäßig,
die Baliren 20, 22 mit einer Isolierschicht 123 zu versehen, damit die Schleifkontakte
12, 13 an dieser Stelle stromlos bleiben und die Spulen i o, i i nicht beeinflußt
werden.