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Elektrisch betriebenes Spielfahrzeug, insbesondere elektrische Spielzeugeisenbahnen
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch betriebenes Spielfahrzeug, insbesondere
Fahrzeug für elektrische Spielzeugeisenbahnen, das mit einer Einrichtung versehen
ist, die zur Fernsteuerung des Fahrtrichtungswechsels und gegebenenfalls zur Steuerung
sonstiger Funktionen, Beleuchten, Signalgeben, Kuppeln usw., dient.
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Bei bekannten Spielfahrzeugen werden die erwähnten Funktionen durch
auf einen Schaltmagneten einwirkende Stromstöße ausgelöst. Der Schaltmagnet beeinflußt
bei jedem Stromstoß ein Schaltorgan, z. B. eine Schaltwalze, einen Stromwender o.
dgl. Die Stromstöße werden üblicherweise durch Niederdrücken einer Schalttaste gegeben.
Bei solchen Schalteinrichtungen hat sich der Nachteil gezeigt, daß jede, auch eine
ungewollte Stromunterbrechung als Stromstoß wirkt, der den Schaltmagneten beeinflußt
und über diesen das Schaltorgan, Schaltwalze, Stromtuender o. dgl., verstellt. Es
kann somit eintreten, daß eine während der Fahrt sich ergebende kurze Stromunterbrechung
eine Bewegungsänderung des Fahrzeugs bewirkt. Dadurch wird aber die Spielwirkung
ziemlich beeinträchtigt. Ein störungsfreier Lauf eines solchen Fahrzeuges ist nichtgegeben.
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Man hat nun schon vorgeschlagen, diesen Nachteil dadurch zu beheben,
daß zum Schalten eine über der Betriebsspannung des Fahrzeugmotors liegende Spannung
verwendet wird. Die höhere Spannung ist aber von ungünstigem Einfluß auf dein Motor,
die Beleuchtung und sonstige elektrische Einrichtungen des Fahrzeugs. Will man eine
solche nachteilige Beeinflussung vermeiden, so ist eine besondere Einrichtung vorzusehen,
welche die höhere Spannung während des Schaltens vom Motor, der Beleuchtung u. dgl.
abhält.
Aus diesen Gründen befriedigt der Vorschlag, zum Schalten eine höhere Spannung zu
verwenden, nicht in vollem Maße.
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Nach der Erfindung dient zur Betätigung des Schaltmagneten eine Einrichtung,
welche ihn zum Umschalten unter einen Strom setzt, der bei gleichbleibender Höchstbetriebsspannung
stärker ist als der bei laufendem Motor im Schaltmagnet wirksame Strom. Der zur
Betätigung des Schaltmagneten dienende erhöhte Strom wird dadurch erzielt, daß an
den bis nahezu des ganz zum Stillstand gedrosselten Motor die volle Betriebsspannung
unter Überbrückung des Fahrreglers angelegt wird. Bei Fahrzeugen, bei welchen der
Anker des Schaltmagnets nur während des Schaltvorgangs angezogen ist, steht der
Anker unter Wirkung einer z. B. von einer Feder, einem Gewicht o. dgl. ausgeübten
Kraft, die ihn in der Ruhelage zu Halten bestrebt ist und die größer ist als die
vom Fahrstrom auf ihn ausgeübte magnetische Kraft.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß. wenn an einem stillstehenden
Motor die volle Spannung der Stromquelle angelegt wird, ein Strom entstellt, dessen
Stärke durch den Widerstand der Wicklungen des Feldmagneten und des Motorankers
festgelegt ist, daß aber bei laufendem Motor infolge der Gegenwirkung der elektromotorischen
Kraft ein Strom von erheblich geringerer Stärke entsteht, weil durch die Ankerdrehung
gewissermaßen eine Erhöhung des Widerstandes eintritt.
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Durch die Erfindung wird nicht nur ein störungsfreier Lauf eines Eisenbahnfahrzeugs
ermöglicht; es wird vielmehr dieses Ziel erreicht, ohne daß besondere Einrichtungen
erforderlich sind. Das neue Fahrzeug besitzt ferner deshalb eine gesteigerte Spielwirkung,
weil gewährleistet ist, daß es `nährend des Schaltvorganges nicht ruckweise anspringt
oder bei irgendwelchen unbeabsichtigten Stromunterbrechungen eine ungewollte Schaltung
eintritt.
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Damit für den Betrieb der Schalteinrichtung die Voraussetzung, daß
die Stromwendung ohne Stromunterbrechung erfolgt, nicht gegeben ztt sein braucht,
ist - darin besteht ein weiteres Merkmal der Erfindung - eine Einrichtung vorgesehen,
welche den Motoranker während des Schaltvorgangs als Stromweg abschaltet. Vorzugsweise
wird dieser Gedanke dadurch verwirklicht, daß eine Kontaktanlage, welche bei der
Bewegung des Schaltmagnetankers geschlossen wird, zum Abschalten des Motorankers
eingebaut wird. Die Stromwendung kann somit unabhängig von einer etwaigen Stromunterbrechung
erfolgen, da der Schaltstrom nicht auf den Motoranker einzuwirken vermag. Auf der
Zeichnung ist die Erfindung veranschaulicht. Es zeigt Fig. i eine Seitenansicht
einer Lokomotive bei abgenommenem Gehäuse, Fig. a eine Draufsicht dazu, Fig. 3 einen
Schnitt nach 1-1 der F ig. i, Fig.4 ein Schaltbild, Fig.5 dieses Schaltbild bei
Anordnung einer den Motoranker abschaltenden Einrichtung.
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Die Lokomotive .-1 nimmt den Strom durch einen Schleifer v1 von der
Mittelschiene und durch einen anderen Schleifer v= von einer der Außenschienen ab.
Von den Schleifern wird der Strom in an sich bekannter Weise zum Lokomotivmotor
(t, b geführt, dessen Drehbewegung durch ein nichtgezeichnete Getriebe auf die Spurräder
übertragen wird. Der Motor besteht aus dem Stator a. und dem Rotor b mit den Bürsten
b1 und b=.
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Als Schaltorgan ist eine Schaltwalze B vorgesehen, welche die Steuerung
des Fahrzeuges auf Vorwärtsfahrt, Halt, Rückwärtsfahrt, Halt bewirkt, je nachdem
die eine oder die andere Kontaktstelle der Schaltwalze tnit der zugehörigen Kontaktfeder
zur Berührung kommt. So kann z. B. die Berührung der Kontaktstelle cl mit der Kontaktfeder
e1 V orwär tsfahrt, die Berührung der Kontaktstelle d' mit der Kontaktfeder f Halt,
die Berührung der Kontaktstelle c= mit der Kontaktfeder e= Rückwärtsfahrt und die
Berührung der Kontaktstelle d= mit der Kontaktfeder f Halt bedeuten.
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Soll die Schaltwalze zum Auslösen weiterer Funktionen z. B. zum Einschalten
einer Beleuchtung, die Betätigung einer Kupplung o. dgl. verwendbar sein, so ist
sie mit einer entsprechenden Anzahl weiterer Kontaktstellen versehen, die mit entsprechenden
weiteren Kontaktfedern zusammenwirken.
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Der in der Fig. i bis 3 dargestellten Schaltwalze B entspricht, was
die Stromwendung für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt anlangt, der in den Fig. 4. und
5 dargestellte Stromwender D.
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Die Schaltwalze d erfährt eitle ruckweise Drehung stets dann, wenn
das Schaltrad I, ein Stück weitergedreht wird, dessen Bewegung über die Ritzel i,
/t auf die Achse o- der Schaltwalze übertragen. wird. Das Schaltrad 1, wird gedreht,
wenn der Anker q von dem Schaltmagnet r angezogen wird. Dabei legt sich das Teil
s des Ankers q gegen den Zapfen t
des in i schwenkbar gelagerten Hebels
in, dessen Glied n mittels seiner oberen Nase sich gegen den bereitstehenden Zahn
des Schaltrades 1, anlegt und dieses um ein Stück weiterdreht. Die Drehbewegung
des Schaltrades k wird durch die untere Nase des Gliedes ir in all sich bekannter
Weise begrenzt. \ ach lieendigung
der Bewegung des Schaltrades
k fällt das Glied n wieder in seine Ursprungslage zurück. Zu diesem Zweck ist das
Gliedn an dem Arm zn in o drehbar gelagert, so daß es beim Zurückschwenken etwas
ausweichen kann.
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Eine Feder p wirkt auf den Steg in' des Armes ,»t. Die Stärke der
Feder ist so gewählt, daß das Ausschwenken des Armes na unter Wirkung des Ankers
q nur erfolgen kann, wenn die bei stillstehendem Motor gegebene Stromstärke auf
den Schaltmagneten r wirkt.
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Ein Schaltbild der eben beschriebenen Einrichtung ist in Fig. q. gezeigt.
Dabei ist R der Fahrregler, O die Stromquelle und T die Schalttaste zum Anlegen
der vollen Stromspannung an den stillstehenden Motor bei überbrückten Fahrregler
r.
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Damit unabhängig von einer etwaigen Stromunterbrechung eine sichere
Schaltung gewährleistet ist, ist gemäß dem Schaltbild nach Fig. 5 eine Einrichtung
vorgesehen, welche den Stromweg über den Motoranker während des Schaltvorganges
abschaltet. Zu diesem Zweck ist der Schaltmagnetanker q mit einer Kontakteinrichtung
x1, x2 verbunden, welche geschlossen wird, wenn der Anker q vom Schaltmagneten angezogen
wird.
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Üblicher Weise ist der Stromfluß bei der Betätigung des Fahrreglers
folgender: v1, y1, Il, b1, b2, z=, ze,, a, r, v=. Wird nun aber zum Fahrtrichtungswechsel
derFahrregler zurückgedreht, der Motor somit abgedrosselt und dann die Schalttaste
7' niedergedrückt, so wird infolge des wirksamen Stromes von großer Stärke der Schaltmagnetanker
q angezogen und die Schaltwalze bzw. der Stromwender verstellt. Gleichzeitig gelangen
aber auch die Kontakte x1, x°- zur Berührung. Der Stromweg durch den Motoranker
ist somit überbrückt. Der Stromfluß verläuft folgendermaßen: vl, yl, y=,
q, x'-, x l, a, r, v=. Solange die Schalttaste T niedergedrückt ist,
kommt also der Motor nicht zum Laufen, zum einen, weil der Anker eine gewisse durch
Masse und Reibung bestimmte Zeit benötigt, um in Drehung zu kommen, und zum andern,
weil der Motoranker durch das Schließen der Kontakte x1, x`-' vom Stromweg abgeschaltet
wird. Wird die Schalttaste T losgelassen und der Fahrregler R betätigt, so fährt
die Lokomotive in entgegengesetzter Richtung.
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Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Schalteinrichtung kann nicht
nur bei vollständig stillstehendem Motor, sondern auch dann verwendet werden, wenn
der Motoranker mit geringer Drehzahl umläuft. Maßgebend ist immer, daß die wirksame
Stromstärke zum Anziehen des Schaltmagnetankers ausreicht.