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Netzanschlußgerät für mit Gleichstrom betriebene Spieltriebfahrzeuge
Die Erfindung ist auf ein Netzanschlußgerät für mit Gleichstrom betriebene Spieltriebfahrzeuge
z. B. von elektrischen Spielzeugeisen- bzw. Modellbahnen gerichtet.
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Solche Netzanschlußgeräte enthalten üblicherweise den Transformator,
Gleichrichter, Vorwiderstand, Polwender sowie etwaige Sicherungen, Signallampen
u. dgl. Ihre Handhabung geschieht meist derart, daß mittels eines Knopfes, Hebels
od. dgl. die Fahrspannung geregelt, also die Fahrgeschwindigkeit geändert werden
kann, während ein weiterer Hebel oder Knopf die Umpolung, also das Umschalten von
Vor- auf Rückwärtsfahrt und umgekehrt ermöglicht. Es kann dabei in beiden Fahrtrichtungen
die Spannung jeweils von Null bis maximal geändert werden.
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Diese Ausbildung hat den Nachteil, daß zwei Handhaben bedient werden
müssen, um die Fahrtrichtungs-und Geschwindigkeitsschaltung durchzuführen. Dies
ist nicht nur deshalb mißlich, weil der Spielende in der Regel noch andere Funktionen,
z. B. Weichen- und Signalverstellung, Pfeifen, Beleuchtung usf., im Wege der Fernsteuerung
bedienen muß, er also oft in kurzer Zeit eine Mehrzahl von Handgriffen ausführen
muß. Es ist auch deshalb mangelhaft, weil leicht Verwechslungen vorkommen, z. B.
in der Eile auf schnellere statt auf langsamere Geschwindigkeit, auf Vor- statt
auf Rückwärtsfahrt umgeschaltet wird od. dgl.
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Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, mit Hilfe eines einzigen
Hebels, Knopfes od. dgl. sowohl die Spannungsregelung als auch die Umpolung vollziehen
zu können. Es ist dabei von einer Mittel-(Null-) Stellung aus ein Kontaktglied nach
der einen Richtung, z. B. nach links, für Vorwärtsfahrt und nach der Gegenrichtung,
z. B. nach rechts, für Rückwärtsfahrt vierschwenkbar, wobei es in beiden Fällen
den Regelbereich Null bis maximal durchläuft. Es ist dabei ein Widerstand in die
gewünschten Schaltstufen aufgeteilt und von jeder dieser Stufen eine
stromleitende
Verbindung zu den Gegenkontakten des erwähnten Kontaktgliedes geführt. In diesem
Falle muß aber der Vorteil eines einzigen Bedienungsgliedes für die Spannungsregelung
und die Umpolung mit dem Nachteil erkauft werden, daß als Regelglieder Widerstände
dienen, die immer einen Leistungsverlust bedingen, der eine Wärmeerzeugung zur Folge
hat, die aber gerade bei Geräten mit Gleichrichter vermieden werden soll, weil Gleichrichter
sehr wärmeempfindlich sind. Es kommt der Nachteil hinzu, daß die Kontaktbahn, namentlich
wenn eine ausreichende Stufenunterteilung vorgesehen ist, verhältnismäßig lang wird,
was die Abmessungen des ganzen Gerätes nachteilig beeinflußt, da in diesem Falle
auch der Drehradius des Kontaktgliedes entsprechend groß werden muß. Es ist immer
eine Kontaktbahnlänge notwendig, die doppelt so groß ist wie ein Spannungsbereich
von Null bis maximal es eigentlich erfordert.
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Erfindungsgemäß ist demgegenüber zur Behebung dieser Mißstände die
Ausbildung so getroffen, daß der Spannungsabgeber, z. B. die Sekundärspule, des
Transformators je über seine ganze Kontaktbahn von Null bis maximal in einer Richtung
von einem Finger, in Gegenrichtung von einem anderen Finger eines Stromabnehmers
abtastbar ist, welcher mit einer beim Wirksamwerden jeweils des andern Kontaktfingers
umschaltenden Umpolvorrichtung für die Gleichspannung und mit einer Umschalteinrichtung
für die Kontaktbahn gekuppelt ist. Es ist also gemäß der Erfindung nur eine Kontaktbahn
von der Größe eines Spannungsbereiches von Null bis maximal notwendig. Trotzdem
kann für Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt der ganze Spannungsbereich erfaßt werden.
Die vorteilhafte Folge ist eine entsprechend verkleinerte Ausführung der Einrichtung
für Spannungsregelung und auch eine entsprechende Verminderung der Gesamtabmessungen
des Gerätes. Hinzu kommt, daß bei Verwendung der Sekundärspule des Transformators
als Spannungsabgeber der Nachteil eines Leistungsverlustes entfällt. Es ist dann
eine leistungslose Regelung der Betriebsspannung ermöglicht.
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Vorzugsweise ist die Ausbildung so getroffen, daß der Spannungsabnehmer
ein mit zwei Spreizfingern versehenes Drehglied und die Umpol-'und Umschaltvorrichtung
um die gleiche Achse drehbar ist. Dabei ist der Spreizfingerwinkel größer als der
auf die gleiche Winkelspitze bezogene Kontaktbahnwinkel. Geivünschtenfalls kann
dem Stromabnehmer ein vorzugsweise nach der Halbierenden des Spreizfingerwinkels
verlaufender Zeiger zugeordnet sein.
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Mit besonderem Vorteil besteht die Umpol- und Umschaltvorrichtung
aus einem Drehglied mit zwei den Spreizfingern entgegengesetzt gerichteten Spreizarmen,
welche Kontakte tragen, die mit an den Polwender, den Spannungsabgeber und den Stromverbraucher
angeschlossenen Kontaktleisten zusammenwirken. Es ist in diesem Falle möglich, den
Kontaktleisten zusätzliche, von einem der Spreizarme in der Nullstellung des Spannungsabnehmers
erfaßbare Kontakte beizufügen, die es ermöglichen, den Fahrzeugen irgendeine Spannung
irgendwelcher Stromart für sonstige Funktionen, z. B. Entkuppeln, Pfeifen, Beleuchten,
Rauchen usw., zuzuleiten. Weitere Vorteile und Merkmale sind in der nachstehenden
Beschreibung der Zeichnung erläutert, welche die Erfindung in schematischer Darstellung
veranschaulicht. Es zeigt Fig. i die drei Stellungen des Stromabnehmers gemäß der
Erfindung in der Nullage und bei Vorwärtsfahrt mit Spannung maximal sowie Rückwärtsfahrt
mit Spannung maximal.
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Fig. 2 einen solchen Stromabnehmer, gekuppelt mit einer Umpol- und
Umschaltvorrichtung, Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel, Fig.4 einen Stromabnehmer,
der statt Schwenkfingern Schiebeglieder besitzt.
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Auf der Achse i ist der Stromabnehmer 2 drehbar angebracht, welcher
die beiden Spreizfinger 3 und 4 besitzt, welche einen Winkel zueinander bilden,
der etwas größer ist als der auf die Achse i bezogene Winkel der Kontaktbahn 5,
welche beim gezeichneten Ausführungsbeispiel von der Sekundärspule 6 des Transformators
7 gebildet wird.
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Der eine Finger, z. B. der Finger 4, ist das Abtastglied für Vorwärtsfahrt
bei Bewegung in Richtung des Pfeiles X. Es ist dann beim Sekundärspulenende 8 der
Anfang und beim Sekundärspulenende g das Ende der Kontaktbahn. Es kann also die
Spannung von Null bis maximal und umgekehrt geregelt werden. Dasselbe gilt grundsätzlich,
wenn in Gegenrichtung Y verschwenkt wird und dann der Finger 3 als Abtastglied wirkt,
wobei die Kontaktbahn 6 vom Spulenanfang g bis zum Spulenende 8 abgegriffen wird.
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Zur Begrenzung der beiden Endlagen können die Anschlagstifte io und
ii dienen.
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Es ist möglich, den Stromabnehmer 2 mit einem Zeiger 12 auszurüsten,
der mit einer Skala 13 zusammenwirkt, die ablesbar macht, welche Fahrtrichtung
gilt und welche Spannung eingeschaltet ist.
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Mit diesem Stromabnehmer ist, wie schon erwähnt, eine Umpol- und Umschaltvorrichtung
gekuppelt. Diese besteht beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 aus den beiden Spreizarmen
14 und 15, welche den Spreizfingern 3 und 4 des Stromabnehmers 2 entgegengerichtet
sind. Sie sitzen an einem Drehteil 16, das, ebenso wie sie, aus nichtleitendem Werkstoff
besteht, auch um die Achse i drehbar ist und mit dem Stromabnehmer 2 fest verbunden
ist. Den Spreizarmen 14 und 15 sind die Kontaktleisten 18, ig, 2o, 2i, 22, 23 und
24 zugeordnet, die, wie die Zeichnung zeigt, an die Sekundärspule 6, an den Stromwender
25 und an den nichtgezeichneten Stromverbraucher 26 angeschlossen sind. Die Spreizarme
besitzen Gegenkontakte 27, 28, 2,9, 30, 31, 32 und 33.
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Wenn der Finger 4 der Kontaktbahn 5 entlang gleitet, so sind die Kontakte
27, 28, 29 und 3o des Spreizarmes 14 wirksam. Es ist dann der Polwender 25 so geschaltet,
daß der Strom dem Triebfahrzeug in der für Vorwärtsfahrt notwendigen Richtung zufließt.
Tastet dagegen der Finger 3 die Kontaktbahn 5 ab, so ist der Spreizarm 15 mit seinen
Kontakten 31, 32 und 33 wirksam mit der Folge, daß der Stromwender 25 umgeschaltet,
die Stromrichtung also geändert wird, das Fahrzeug mithin für Rückwärtsfahrt eingestellt
ist.
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Damit, wenn der" Stromabnehmer 2, 3, 4 und die Umpol- und Umschaltvorrichtung
14, 15, 16 sich in
Nullstellung befinden, irgendeine andere Spannung
bzw. Stromart für solche Funktionen (Kuppeln, Pfeifen, Beleuchtung, Rauchen usf.)
vorübergehend angelegt werden kann, sind beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die
beiden Kontaktleisten 2i und 23 verlängert und den Kontaktleisten 22 und 24 die
zusätzlichen Kontaktstege 34 und 35 vorgeschaltet. Es sind daher in der Nullstellung
des Gerätes durch den Kontakt 31 die Kontaktleisten 23 und 35 sowie durch den Kontakt
32 die Kontaktleisten 21 und 34 verbunden, so daß, wenn der Schalter 36 betätigt
wird, dem Fahrzeug eine Spannung, z. B. eine über der Betriebs-Gleichspannung liegende
Wechselspannung, zugeführt werden kann. Selbstverständlich können auch kleinere
Wechselspannungen durch Anzapfen der abzutastenden Sekundärspule und größere Spannungen
durch Zuschalten von festen Sekundärwicklungsgruppen erreicht werden.
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Als Umpol- und Umschaltvorrichtung kann gemäß Fig. 3 dem Stromabnehmer
2, 3, q. auch eine Nockenscheibe 36 zugeordnet sein, z. B. derart, daß die Umfangsbahn
38 für Vorwärtsfahrt und die Nockenbahn 39 für Rückwärtsfahrt gilt, der Federarm
40 also wechselweise für Vorwärtsfahrt mit seinem Kontakt 41 an den Gegenkontakt
42 und für Rückwärtsfahrt an den Gegenkontakt 43 angelegt wird, während die Mittellage,
in welcher keiner der beiden Kontakte 42 und43 berührt wird, die Nullstellung ergibt
bzw. Kontakte schließt, welche irgendeine Spannung irgendeiner Stromart an die Ausgangsklemmen
legen.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht nur anwendbar, wenn das
Tastglied ein schwenkbarer Hebel ist. Der Stromabnehmer kann auch als zweifingeriger
Schieber ausgebildet sein, wie dies in schematischer Darstellung Fig. q. zeigt.
Ebenso sind anders gestaltete Stromabnehmer z. B. in Form einer Wendel brauchbar.
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Die Erfindung ist natürlich auch nicht auf das gezeichnete Ausführungsbeispiel
beschränkt, bei welchem als Spannungsabgeber die Sekundärspule des Transformators
dient. Sie ist auch für j eden anderen Spannungsabgeber geeignet, insbesondere auch
bei Stufentransformatoren, Drehtransformatoren usf. Sie ist auch bei Widerstandsbahnen
anwendbar.
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Es kann die ganze oder nur ein Teil der Sekundärspule, wenn diese
den Spannungsabgeber bildet, abgetastet werden. Diese Sekundäre kann auch mit gesonderten
sekundären Wickelsegmenten zusammengeschaltet sein. Das Gerät kann mit primären
und sekundären Sicherungen magnetischer, thermischer oder sonstiger geeigneter Ausführung,
auch mit Kontrollampen für Bereitschaft, Kurzschluß, Vor-und Rückwärtsfahrtstellung
ausgerüstet werden. Es mag auch mit Klemmen versehen sein, die Gleich-und Festspannungen
abzunehmen gestatten.
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Wenn es sich um eine Gleisanlage für Mehrzugbetrieb handelt, so ist
für jeden Stromkreis eine Einrichtung gemäß der Erfindung vorzusehen. Es kann z.
B. ein Transformator mit mehreren Sekundären auf verschiedenen Transformatorschenkeln
vorgesehen sein, so daß die Einrichtung für mehrere Triebfahrzeuge in einem Gehäuse
untergebracht werden kann.