DEP0002181DA

DEP0002181DA - Speed controllable, electric toy locomotive

Info

Publication number: DEP0002181DA
Authority: DE
Original assignee: Gebr. Fleischmann Metallwarenfabrik, Nürnberg
Publication date: 1951-03-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Spielzeuglokomotive, deren Geschwindigkeit geregelt werden kann.The invention relates to an electric toy locomotive the speed of which can be regulated.

Um einen dem großtechnischen Vorbild entsprechenden Spiel- und Rangierbetrieb zu ermöglichen, müssen Spielzeuglokomotiven regelbar und umsteuerbar sein, so daß ihre Geschwindigkeit geändert und von Vorwärtsfahrt auf Rückwärtsfahrt und umgekehrt umgesteuert werden kann. Bei den bekannten Spielzeuglokomotiven mit Wechselstromhauptstrommotor geschieht die Regelung durch Änderung des Motorfeldes. Zu diesem Zweck sind in die Lokomotive geeignete Schalteinrichtungen wie Relais, Schaltwalzen oder dgl. eingebaut. Ebenso ist die Umsteuerungsvorrichtung in der Lokomotive angeordnet. Zur Betätigung dieser Einrichtungen dienen zusätzliche Schaltgeräte wie Taster usw.In order to enable a game and shunting operation corresponding to the industrial model, toy locomotives must be controllable and reversible so that their speed can be changed and reversed from driving forward to driving backward and vice versa. In the known toy locomotives with an alternating current main current motor, the regulation takes place by changing the motor field. For this purpose, suitable switching devices such as relays, shift drums or the like are built into the locomotive. The reversing device is also arranged in the locomotive. Additional switching devices such as buttons etc. are used to operate these devices.

Nachteilig ist dabei, daß die Unterbringung der Schalteinrichtungen schon aus räumlichen Gründen erschwert und umso schwieriger ist, je kleiner die Lokomotive ist. Bei Spurweite 00 ist diese Ausbildung daher nicht mehr möglich. Es kommt hinzu, daß die Lokomotive durch diese zusätzlichen Schalteinrichtungen störanfälliger wird.The disadvantage here is that it is difficult to accommodate the switching devices for spatial reasons and the smaller the locomotive, the more difficult it is. With gauge 00, this training is therefore no longer possible. There is also the fact that the locomotive through these additional switching devices becomes more susceptible to failure.

Diese Mängel sind erfindungsgemäß behebbar, indem die Lokomotive mit einem Nebenschlußmotor ausgerüstet wird, dessen Feldspannung unverändert bleibt, während die Ankerspannung zwischen Null- und Nennspannung regelbar ist. In diesem Fall brauchen auf der Lokomotive außer dem eigentlichen Motor keinerlei Schalteinrichtungen usw. untergebracht zu werden. Die Regelung der Ankerspannung kann durch ein irgendwo in der Bahnanlage aufstellbares Schaltgerät z. B. mit Hilfe des Transformators erfolgen.According to the invention, these deficiencies can be remedied by equipping the locomotive with a shunt motor, the field voltage of which remains unchanged, while the armature voltage can be regulated between zero and nominal voltage. In this case, apart from the actual motor, no switching devices, etc., need to be accommodated on the locomotive. The control of the armature voltage can be set up somewhere in the railway system switching device z. B. be done with the help of the transformer.

Wenn es sich um Lokomotiven mit Wechselstrommotor handelt, so wird die Erfindung derart verwirklicht, daß an der unveränderlichen Spannung einer Sekundärwicklung des Transformators die Felderregung des Motors sowie gegebenenfalls die Beleuchtung und dgl. und an der regelbaren Spannung einer zweiten Sekundärwicklung des Trafos der Anker des Motors liegt.When it comes to locomotives with an AC motor, the invention is implemented in such a way that the field excitation of the motor and possibly the lighting and the like at the constant voltage of a secondary winding of the transformer and the armature of the motor at the adjustable voltage of a second secondary winding of the transformer located.

Soll die Erfindung auf eine Lokomotive mit einem Gleichstrommotor angewendet werden, so findet vorzugsweise ein Motor mit durch einen Dauermagnet erzeugtem Magnetfeld Verwendung, wobei der Motoranker über Gleichrichter an die regelbare Spannung einer Sekundärwicklung des Trafos gelegt ist, während an die unveränderliche Spannung einer zweiten Sekundärwicklung die Beleuchtung und dgl. gelegt ist.If the invention is to be applied to a locomotive with a direct current motor, a motor with a magnetic field generated by a permanent magnet is preferably used, the motor armature being connected to the adjustable voltage of a secondary winding of the transformer via a rectifier, while the constant voltage of a second secondary winding is connected to the Lighting and the like. Is placed.

Es kann die spannungsveränderliche Sekundärwicklung des Trafos mit der Felderregung und/oder der Beleuchtung oder dgl. über eine Außenschiene und die Mittelschiene in einem Stromkreis liegen, während die spannungsregelbare Sekundärwicklung des Tra- fos über die Mittelschiene und eine weitere Leitung (Oberleitung, zweite Mittelschiene oder dgl.) in einen zweiten Stromkreis eingeschlossen ist. In diesen ist ein Polwender eingeschaltet.The voltage-variable secondary winding of the transformer with the field excitation and / or the lighting or the like can be in one circuit via an outer rail and the middle rail, while the voltage-controllable secondary winding of the transformer fos via the middle rail and another line (overhead line, second middle rail or the like.) Is included in a second circuit. A reverser is switched on in these.

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Spielzeuglokomotive zeichnet sich durch ihre regeltechnischen Vorteile aus. Sie besitzt die erforderliche Zugkraft bei Fahrtansteigungen und kann Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt je nach Bedarf auf langsam und schnell eingestellt werden. Ein besonderer Fortschritt liegt in dem Wegfall der Schaltwalzen, Relais usw., wie sie bisher in bekannte Lokomotiven eingebaut sind. Die Felderregung bleibt immer gleich und ist auf die Geschwindigkeitsregelung ohne Einfluß, da diese durch Änderung der Ankerspannung bewerkstelligt wird. Es sind daher auch die Beleuchtung sowie sonstige in deren Stromkreis eingeschaltete Geräte unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit.A toy locomotive designed according to the invention is distinguished by its control engineering advantages. It has the necessary tractive power for inclines and can be set to slow and fast forwards and backwards as required. A particular advance is the elimination of the shift drums, relays, etc., as they were previously installed in known locomotives. The field excitation always remains the same and has no influence on the speed control, since this is achieved by changing the armature voltage. The lighting and other devices connected to their electrical circuit are therefore also independent of the driving speed.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung in schematischer Darstellung an 2 Ausführungsbeispielen. Es zeigtThe drawing illustrates the invention in a schematic representation using two exemplary embodiments. It shows

Figur 1 die Anwendung der Erfindung bei einer Spielzeuglokomotive mit Wechselstrommotor,Figure 1 shows the application of the invention in a toy locomotive with an AC motor,

Figur 2 die Anwendung der Erfindung bei einer Spielzeuglokomotive mit Gleichstrommotor,FIG. 2 shows the application of the invention to a toy locomotive with a DC motor,

Figur 3 einen Schnitt durch die Mittelschiene einer Gleisanlage,FIG. 3 shows a section through the middle rail of a track system,

Figur 4 einen Schnitt durch einen Schleifer für die zweite Mittelschiene.FIG. 4 shows a section through a grinder for the second central rail.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist an das Netz 1 der Transformator 2 angeschlossen, welcher eine Primärwicklung 3 und 2 Sekundärwicklungen 4 und 5 besitzt. Es ist sowohl ein Drehtransformator als auch ein gewöhnlicher Transformator mit Abgriffschleifer verwendbar.In the embodiment according to FIG. 1, the transformer 2, which has a primary winding 3 and 2 secondary windings 4 and 5, is connected to the network 1. Both a rotary transformer and an ordinary transformer with a pick-up wiper can be used.

An der Sekundärwicklung 4 liegen die beiden Außenschienen 6, welche elektrisch miteinander verbunden sind, sowie die Mittelschiene 7. An diesem Stromkreis liegt über die Schleifer 8 und 9 die Felderregung 10 des Nebenschlußmotors 11. An den gleichen Stromkreis ist die Beleuchtung 12 angeschlossen, der sonstige von der Geschwindigkeit und der Fahrtrichtung der Lokomotive unabhängige Einrichtungen nachgeschaltet sein können.On the secondary winding 4 are the two outer rails 6, which are electrically connected to each other, as well as the center rail 7. On this circuit, the field excitation 10 of the shunt motor 11 is via the wipers 8 and 9. The lighting 12 is connected to the same circuit, the other one devices that are independent of the speed and direction of travel of the locomotive can be connected downstream.

Der Anker 13 des Nebenschlußmotors 11 ist über die Mittelschiene 7 bzw. den zugehörigen Schleifer 9 und eine weitere Leitung 14 bzw. den Schleifer 15 in einen zweiten Stromkreis gelegt, welcher an der regelbaren Spannung der zweiten Sekundärwicklung 5 des Trafos 2 liegt. In diesen Stromkreis ist außerdem ein Polwender 16 eingeschaltet. Dieser kann mit dem Regelglied des Trafos so gekuppelt sein, daß die zur Umsteuerung der Fahrtrichtung erforderliche Umpolung beim Null-Durchgang des Regelgliedes erfolgt, so daß also die Plusseite der Spannungsregelung der Vorwärtsfahrt und ihre Minusseite der Rückwärtsfahrt entspricht.The armature 13 of the shunt motor 11 is placed in a second circuit via the center rail 7 or the associated wiper 9 and a further line 14 or the wiper 15, which is connected to the controllable voltage of the second secondary winding 5 of the transformer 2. A pole changer 16 is also switched on in this circuit. This can be coupled to the control element of the transformer in such a way that the polarity reversal required to reverse the direction of travel occurs when the control element crosses zero, so that the plus side of the voltage control corresponds to forward travel and its minus side to reverse travel.

Die zusätzliche Leitung 14 kann als Oberleitung oder als zusätzliche Mittelschiene ausgebildet sein. Im letzteren Fall empfiehlt es sich, damit auch dann, wenn die Lokomotive wechselweise in umgekehrter Richtung auf die Schienen gesetzt wird, stets der Motoranker und das Motorfeld bzw. die Beleuchtung am richtigen Stromkreis liegen, daß eine Mittelschiene 17 gemäß Fig. 3 gewählt wird, welche als die gewöhnliche Mittelschiene 7 unter- und umgreifender Bügel gestaltet ist, also zwei symmetrisch zur Mittelschiene 7 verlaufende Schleifleisten besitzt. Es kann aber gemäß Figur 4 an Stelle einer solchen bügelförmigen Mittelschiene 17 eine einfache zusätzliche Mittelschiene 18 neben der gewöhnlichen Mittelschiene 7 vorgesehen werden, in wel- chem Falle der Schiene 18 ein bügelförmiger Schleifer 19 zugeordnet werden muß.The additional line 14 can be designed as an overhead line or as an additional central rail. In the latter case, it is recommended that the motor armature and the motor field or the lighting are always on the correct circuit, even when the locomotive is placed alternately in the opposite direction on the rails, so that a center rail 17 according to FIG. 3 is selected, which is designed as a bracket that engages under and encompassing the usual center rail 7, that is to say has two sliding strips that run symmetrically to the center rail 7. However, according to FIG. 4, instead of such a bow-shaped central rail 17, a simple additional central rail 18 can be provided in addition to the usual central rail 7, in which Chem case of the rail 18 a bow-shaped grinder 19 must be assigned.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 handelt es sich um eine Spielzeuglokomotive mit Gleichstrommotor. Dabei wird mit besonderem Vorzug ein Motor 2 benutzt, dessen Magnetfeld durch einen Dauermagnet erzeugt wird. Im übrigen unterscheidet sich diese Ausbildungsform vom Beispiel nach Fig. 1 nur durch das Erfordernis eines Gleichrichters 21, der in den Stromkreis der verstellbaren Sekundärspule 5 des Trafos 2 eingeschaltet ist. Da bei einer solchen Lokomotive das Magnetfeld nicht elektromagnetisch aufgebaut werden muß, mithin zur Bildung des Magnetfeldes keine elektrische Leistung aufzuwenden ist, so kann der Motor kleiner gebaut und auch der Transformator kleiner bemessen werden. Dies ist namentlich für Spielzeuganlagen der Spurweite 00 und kleiner von besonderer Wichtigkeit. Auch in diesem Fall ist der Beleuchtungsstromkreis von der Geschwindigkeitsänderung und Fahrtrichtungsumsteuerung unabhängig.The embodiment of Figure 2 is a toy locomotive with a DC motor. A motor 2 is used with particular preference, the magnetic field of which is generated by a permanent magnet. Otherwise, this embodiment differs from the example according to FIG. 1 only in that a rectifier 21 is required, which is switched into the circuit of the adjustable secondary coil 5 of the transformer 2. Since the magnetic field does not have to be built up electromagnetically in such a locomotive, and therefore no electrical power is required to form the magnetic field, the motor can be made smaller and the transformer can also be made smaller. This is particularly important for toy systems of gauge 00 and smaller. In this case, too, the lighting circuit is independent of the change in speed and direction reversal.

Es kommt immer darauf an, daß ein Nebenschlußmotor so in zwei getrennte Stromkreise geschaltet ist, daß die Felderregung gleich bleibt, die Ankerspannung dagegen regelbar ist.It is always important that a shunt motor is switched into two separate circuits in such a way that the field excitation remains the same, while the armature voltage can be regulated.

Die beiden Sekundärwicklungen des Trafos werden im Spielbetrieb durch den Polwender einpolig miteinander verbunden. Die wirksame Spannung ergibt sich je nach Stellung des Polwenders als die Summe oder der Unterschied der beiden Spannungen.The two secondary windings of the transformer are connected to one another on a single pole by the pole changer during game operation. The effective voltage results depending on the position of the pole changer as the sum or the difference of the two voltages.

Claims

1) Speed-adjustable, electric toy locomotive, characterized by a shunt motor with constant field excitation, but armature voltage that can be changed between zero and nominal voltage.

2) Toy locomotive according to claim 1 with AC motor, characterized in that the field excitation of the motor and possibly the lighting and the like. And the adjustable voltage of a second secondary winding of the transformer is the armature of the motor on the constant voltage of a secondary winding of the transformer.

3) toy locomotive according to claim 1 with direct current motor, characterized in that a motor is used with a magnetic field generated by a permanent magnet, the armature of which is connected to the adjustable voltage of a secondary winding of the transformer via a rectifier, while the constant voltage of a second secondary winding of the transformer is used Lighting and the like. Is placed.

4) toy locomotive according to claims 1 to 3, characterized in that the voltage-invariable secondary winding of the transformer with the field excitation of the motor and / or the lighting via an outer rail and the central rail in a circuit and the voltage-controllable secondary winding of the transformer over the central rail and another line (Overhead line, additional center rail or the like.) Is in a circuit.

5) toy locomotive according to claims 1 to 4, characterized in that a pole inverter is switched on in the circuit of the voltage-controllable secondary winding of the transformer.