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Steuerung für elektrisch betriebene Modellfahrzeuge auf Schienen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für elektrisch betriebene Modellfahrzeuge
auf Schienen, wie z. B. Lokomotiven für Lehrzwecke o. dgl., deren Kennzeichen darin
besteht, daß nur die beiden Laufschienen für das Fahrzeug stromführend sind und
zugleich als Übermittler mehrerer voneinander unabhängig fließender Schalt- oder
Betriebsstrüine dienen, in welche den Stromfluß regelnde Organe eingebaut sind,
die in elektrisch betriebene Fahrzeuge eingebaute Antriebseinrichtungen, wie Motore
o. dgl., beeinflussen.
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Diese Maßnahme bietet den Vorteil, daß mehrere Geräte von den beiden
stromführenden Leitungen unabhängig voneinander und gleichzeitig betrieben oder
stillgesetzt werden können, ohne daß eine dritte stromführende Leitung notwendig
ist.
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Hierdurch wird es möglich, für elektrisch betriebene Lokomotiven naturgetreue
Weichen verwickelter Bauart wie einfache und doppelte Kreuzweichen bei geringen
Spurweiten in kleinem Maßstab praktisch auszuführen, und außerdem wird die Herstellung
solcher Gleisanlage infolge Fortfalls eines dritten Leiters wesentlich verbilligt,
ohne daß dadurch die Bedienung einer solchen Eisenbahnanlage erschwert wird, im
Gegenteil, sie entspricht für Lehrzwecke dem natürlichen Bau einer wirklichen Eisenbahnanlage.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung an einer Modellfahrzeugbahn als
Ausführungsbeispiel schematisch erläutert.
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Fig. i zeigt die Anschlußgeräte mit den Fahrschienen für elektrische
Lokomotiven, welch letztere nicht dargestellt sind; Fig.2 zeigt die Fahrschienen
mit zwei elektrischen Lokomotiven; Fig.3 zeigt die Fahrschienen mit einer elektrischen
Lokomotive in anderer Ausführungsform;
Fig.4 zeigt die Fahrschienen
mit zwei elelctriscllen Lokomotiven unterschiedlicher Bauart, und Fig. 3 zeigt die
elektrische Anordnung einer Lokomotive gemäß derjenigen na#f. Fig. -2, jedoch mit
vorgeschaltetem Schützen.
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Gemäß Fig. i führt eine von einer Wechselstromquellekommende Leitung
i, i" zu einer Fahrschierte 2. :In die Leitung i, ja ist eingebaut eine 1;ebenleitung
3, 3a, 3v, 3a und eine ebenleitung .4, 4a, .h', da. Der von der Stromquelle kommende,
über die Leitung 1 zugeführte Strom fließt in die Leitung 3 durch ein Filter 5 und
nimmt dann seinen Weg durch die Leitung 3a, einen Regler 6, die Leitung 3 b ,
über einen Schalter 7, die Leitung 3'', die Leitung ia zu der Fahrschiene 2.
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Der von der Fahrschiene :2 kommende Strom nimmt .einen Weg durch die
Leitung ia, die Leitung -, den Schalter 8, die Leitung 411 , den Regler 9, die Leitring
4r" ein Filter i o, die L eitun- .Lc zurück über die Leitung i zur Stromquelle.
Eine zweite von der Wechselstromquelle kommende Leitung i i führt unmittelbar zti
einer -zweiten Fahrschiene 12.
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Inn Ausführungsbeispiel sind die unabhängig voneinander und gleichzeitig
zu betreibenden Geräte als Lokomotiven L bzw. L l ausgebildet, die durch Motore
J1, 1I1 angetrieben werden (vgl. Fig.2).
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Die Lokomotive L (Fig. 2) erhält ihren Stromfluß von der Leitung i
i über die Schiene 12. Hier wird der Strom durch einen Schleifkontakt 13 abgenommen
und über eine Leitung i 1, ein Filter 1;, eine Leitung 16 dem Motor lI zugeführt,
um von hier über eine Leitteig 17 vermittels eines Schleifkontaktes IS durch die
Schiene :2 der Leitung ja zugeführt zu werden. Bci geschlossenem Schalter 8 Wig.
i) fließt der Strom dann weiter durch die Leitung la, d., über den Schalter 8, ,
die Leitung -o, den Regler 9, die Leitung 4, durch das Filter io hindurch in die
Leiturig .Ic und von hier aus durch die Leitung i zurück zur Stromquelle. Der 'Motor
lII dieser Lokomotive L wird durch den Schalter 8 an-"elassen und hinsichtlich seines
Drehmomentes und seiner Drehzahl durch den Regler 9 gesteuert.
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Der -Iotor .Ih der Lokomotive L1 (Fig. z l er-
hält seine Stromzuführung
von der Leitung ja über die Schiene 2, einen Schleifkontakt 19, Leitung 2o. Von
dein 1Iotor 11l fließt der Strom durch die Leitung 2i, ein Filter 22. eine Leitung
23, einen Schleifkontakt 2q., die Schiene 12, die Leitung i i zurück zur Stromquelle.
Durch Schließen des Schalters S (Fig. i) wird der -Motor 31 angelassen und hinsichtlich
seines Drehmomentes und seiner Drehzahl durch den Regler 9 gesteuert, während der
Motor 1I, durch Schließen des Schalfers ; an;@elassen >_uld Illl"lcl"llcll seines
Drehnionnentes und seiner Drelizalil durch den Regler (> gesteuert «-irl.
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Gemäß der Ausfülirun gr nach Fig. 2 können die beiden Lokomotiven
L, L, oder auch Mehrere Lokomotiven gleichzeitig find unabhängig voneinander betrieben
und in ihrer Drehzahl sowie ilirein Drelimotnent geregelt, ein-und ausgeschaltet
werden.
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Erwähnt sei noch. «-as zeMmerisch nicht dargestellt ist, claß an Stelle
der Motoren _11, _1I1 geinii11 Fig. 2 Sclialtscbützen oder Relais angeordnet sein
können. die gleichzeitig und unabhängig voneinander durch Ein- und Ausschalten der
ihnen zugeordneten Stromkreise in Betrieb gesetzt oder auch durch Kegeln des Stromes
betrieben werden.
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Gemäß Fig.3 kann an einen Stromkreis der Motor 31 und an einen anderen
Stromkreis ein Schaltschütz S angeschlossen sein, die beide unabhängig voneinander
betrieben und gleichzeitig gesteuert werden. In diesem Fall wird der Sclialtschiitz.S
von dem Regler 9 und der Motor -I1 von dein Regler 6 gesteuert. Der Strom wird durch
den Schleifkontakt 13 der Falii-scliiene r- entnommen und durch eine Leitung 32,
ein Filter 39 dem Schaltschützen S zugeführt, um von hier über Leitungen
-In, 1i zurück zum Sclileifl;oiitakt 18 und damit zu der Fahrschiene 2 zu
gelangen. Von der Fahrschiene 2 (F i-. 1) fließt der Strom durch die Leitungen
ja, .I über Schalter S, Leitung -l=" Regler 9, I_cittillri I7@, Filter io, Leituttgeii
.-e und 1 -zurück zur Stromquelle. Der Strom zum Betriebe des Motors _i1 (Fi-. 3)
«-ir,l durch den Schleifkontakt 18 der Fahrschiene 2 entnommen und über die L eitungen
d.t, q-2 denn Motor 111 zu-
geführt. Von dein lh@tor JI Hießt der Strom über
eine Leitung 1.3, ein Filter .11 durch die Leitung 38 und den Sclileiflcontalct
13 zur f ährschiene 12, uni von hier über Leitung i i zur Stromquelle zurückzukehren.
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Gemäß Fig. d kann an jeden Stronil:rcis je ein -Motor 11, 1I1 und
je ein Sclialtscllütz .S1, S., angeschlossen sein, und zwar derart, daß jeder Motor
an dein einen und der zu denn Motor gehörende Schaltschütz jeweils an dem anderen
Stromkreis liegt. In dieseln Fall wird der Strom von dein Schleifkontakt 18 aus
der Schiene 2 abgenommen und durch die Leitung 25, ein Filter 26, den Schützen S-,
die Leitungen 27, 28. den Schleifkontakt 13, die Schiene 12 und damit über die Leitung
i i zurück zur Stromquelle geführt.
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Der Strom für den 'lfotor III wird durch den Schleifkontakt 13 der
Schiene 12 entnominen und über die Leitungen 28, 2c) dem Motor _1I zugeführt und
von hier aus durch ein Filter 30 hindurch über die Leitung 25 zurück ztt
dein Schleifkontakt 18 der Schiene 2
geleitet, um von hier
über die Leitungen ja 4, Schalter 8, Leitung 4.a, Regler g, Leitung 4v, Filter io,
Leitung 4c, Leitung i zurück zur Stromquelle zu gelangen. Zum Betriebe des Motors
Ml wird der Strom der Fahrschiene 2 durch den Schleifkontakt ig entnommen und über
eine Leitung 3 i, ein Filter 32 dem Motor M zugeführt, um von hier über Leitungen
33, 34 dem Schleifkontakt 2-t der Schiene 12 zugeführt zu werden. Von hier aus gelangt
der Strom über die Leitung i i zurück zur Stromquelle. Der Strom für den Schützen
S. wird der Schiene 12 durch den Schleifkontakt 24 entnommen und durch die Leitungen
34, 35 dem Schützen S@ zugeführt, um von hier durch ein Filter 36 über Leitung-31
dem Schleifkontakt ig und damit der Schiene :2 zugeführt zu werden. Der Motor 1111
und der Schütze S1 wercleh durch den Regler 6 gesteuert, während der Motor 1I und
der Schütze S. durch den Regier g gesteuert werden.
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Gemäß Fig. 5 ist ein Schütze 37 mit dem Motor kI parallel geschaltet,
so daß Motor und Schütze gleichzeitig betrieben werden können.
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Die sich abwechselnden Stromkreise werden dadurch erzeugt, daß durch
einen Zweiweggleichrichter 5, io ein Wechselstrom einpolig aufgetrennt wird und
jeder der beiden Pole durch die Leitungen 3a, 4v der Zuleitung i jeder für sich
je einem Regler 6 bzw. g mit Ein- und Ausschalter 7 bzw. 8 zugeführt wird, um die
Leitungen 3c, 4 zu der Leitung ja zusammengeschaltet der einen Fahrschiene :2 zuzuführen.
Die zweite Leitung i i ist unmittelbar mit der anderen Fahrschiene i2 verbunden.
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Je nach den geschilderten Ausführungen der Schaltungsmöglichkeiten
sind die zu betreibenden Geräte, wie Motore M, M1, Schaltschützen S, S1,
& o. d,- .1., unter Zwischenschalten von Ein- oder Zweiweggleichrichtern
15-22-3g, 44-26, 3o-36, 32 oder andere Filter an die eine oder die andere Fahrschiene
mittels Stromabnehmer angeschlossen, während der zweite Pol der Motore bzw. Schaltschützen
unmittelbar an der zweiten Fahrschiene liegt.
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Durch die gewählte Anordnung wird erreicht, daß die zu betreibenden
Geräte mit einem pulsierenden Gleichstrom willkürlich regelbarer Stärke von ausgeschaltetem
Strom bis zum größten Betriebsstrom versorgt werden können, ohne daß die in der
anderen Stromrichtung ansprechenden Geräte dadurch beeinflußt werden.
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An Stelle eines in geeigneter Spannung zur Verfügung stehenden Wechselstromes
kann ein Gleichstrom treten, der zerhackt und durch einen Transformator in Wechselstrom
umgewandelt wird. Als Stromfilter können außer Gleichrichtern, die den Strom in
einer willkürlich festzulegenden Richtung sperren, auch elektrisch wirkende Organe
angesprochen werden, die in Abhängigkeit von der Frequenz der ihnen angelegten Spannung
dem Strom ganz oder zum Teil den Durchgang versperren bzw. diesen durchlassen. Hierzu
gehören u. a. Drosselspulen, Kondensatoren o. dgl. Organe, die der Frequenz der
zu sperrenden Spannung gemäß bemessen sowie geschaltet sein können.
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So werden niederfrequente Ströme (z. B. 15 Polwechsel- in der Sekunde)
durch eine Drosselspule fließen können, die einem mittelfrequenten Strom (z. B.
5oo Polwechsel in der Sekunde) den Durchgang versperrt. Andererseits kann ein entsprechender
Kondensator einen mittelfrequenten Strom durchlassen, während er einem niederfrequenten
Strome clen Durchgang fast gänzlich sperrt.
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Vereinigungen verschiedener Arten von Stromfiltern sind ebenfalls
möglich. Beispielsweise kann ein Wechselstrom, der die Drosselspule oder den Kondensator
passiert hat, nachträglich noch durch einen Gleichrichter geschickt werden. Pulsierende
Gleichströme verhalten sich dabei wie Wechselströme, so daß beide Stromrichtungen
sich zur Trennung benutzen lassen und zum Betrieb je eines Gerätes dienen können.
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Die Drosselspulen können so gebaut sein, daß sie gleichzeitig als
Schaltschütz dienen, d. h. es kann ein Schaltschütz von bestimmter Selbstinduktion
Verwendung finden.
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Ferner kann ein Wechselstrom, der den Gleichrichter passiert hat und
somit zu einem pulsierenden Gleichstrom geworden ist, nunmehr durch einen frequenzabhängigen
Stromfilter geschickt werden, der diesen je nach Frequenz durchläßt oder sperrt.