DE801504C

DE801504C - Einrichtung zur Umschaltung der Fahrtrichtung des Triebfahrzeuges bei mit Wechselstrom betriebenen Modellbahnen

Info

Publication number: DE801504C
Application number: DE1948801504D
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl-Ing Bang-Kaup; Harald Dipl-Ing Kurz
Original assignee: Gebr Maerklin und Cie GmbH
Current assignee: Gebr Maerklin und Cie GmbH
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-01-08

Description

Einrichtung zur Umschaltung der Fahrtrichtung des Triebfahrzeuges

bei mit Wechselstrom betriebenen Modellbahnen

Die Ertindung @tctritit eine Einrichtung für reit

Wechselstrom betriebene Modellbahnen o. d-1., bei

(leiten dieFahrtrichtung eities'rriel)falirzeu"esuiitet-

Verwendung von \-eiitilzellen mittels Gleichstrom

umgeschaltet wit-(1.

f?( sind I_itirichtuu@@en dieser Art bekannt, bei

denen der Antrieb des 'Motors sind dessen Uni-

s s chaltung mittel: Gleichstrom erfolgt, und solche.

bei denen der Antrieb des Motors finit Wechsel-

strom, ('essen ( 'ntscltaltung jedoch Init Gleichstrom

bewirkt \\ird. 1)ie erste Art von Einsichtungen er-

fordert einen @ollweg,leichrichter und hat außer-

dem den Nachteil. Ball die empfindlichen Ventil-

zellen durch L'l>erlasttin" gef:ilir<let sind. Bei der

zweiten Art wird (lein Wechselstrom für den Fahr- j

stronikreis der der Unischaltung dienende Gleich-

strom ülierla@;ert. Diese Einrichtungen sind so aus-

gebildet, daß parallel zmn Regler -zwei entgegen-

gesetzt wirkende Ventilzellen ebenfalls timet- sich

parallel geschaltet sind, die finit vier Druckschaltern

derart verbunden sind, daß von jeder Ventilzelle

eine Verbindung unmittelbar zu eitient Schalter, eine

zweite Verbindung über einen Widerstand zu einem

Schalter besteht. Der als Schaltstrom dienende

pulsierende Gleichstrom, der infolge dieser _lnord-

ming in einander entgegengesetzten Richtungen und

je in geringerer oder größerer Stärke fließen kann.

cItircliflicf.lt einen auf (lern Triehfahrzetig angeord-

neten 1@:lel<troniagneten, in dessen Feld ein Dauer-

inagnetanker an-eordnet ist, der infolge seiner

Trägheit denn Wechselstrom nicht folgen kann, sich

jedoch je stach Stärke und Richtung des überlager-

ten Gleichstromes mit der an ihm befestigten

Schleiffeder auf einen von vier zu leiden Seiten

eines Nullkontaktes angeordneten Kontakten ein-

stellt. Diese Kontakte liegen in Strornl:reiscn, in

denen Vorrichtungen für verschiedene Funktionen, -r..13. Kupplung, Pfeifen, Beleuchtung, angeordnet sind, in deren einem aber vor allem eine Schaltwalze zum Umschalten des Fahrmotors liegt.

Bei einer solchen Einrichtung können zwar vier Schaltvorgänge wahlweise ausgelöst werden, obwohl das Triebfahrzeug nur zwei Zttleitungen besitzt. Aber abgesehen davon, daß bei der Einstellung der Schleiffeder des Dauermagnetankers auf die äußeren Kontakte die an die inneren Kontakte angeschlossenen Funktionsstromkreise kurzzeitig erregt werden, können sich die auf den Pauermagnetanker wirkenden Impulse infolge des Gleiswiderstandes nur in einem niedrigen Stromstärkebereich bewegen, insbesondere dann, wenn es sich um Impulse handelt, die von einem der beiden Druckschalter ausgehen, die mit einem Widerstand in Reilie geschaltet sind. Gerade diese Impulse bewirken aber die Einstellung der Schleiffeder des Dauerniagnetankers auf die inneren Kontakte, an deren einen aus Zweckmäßigkeitsgründen, itn Hinblick auf die erwähnte kurzzeitige Erregung bei Einstellung der Schleiffeder auf die äußeren Kontakte, die Schaltwalze für die Umschaltung des l#ahrrnotors gelegt ist. Der Fahrstrom darf daher tvälirend des Schalters nur geringe Stärke aufweiSen. Selbst wenn hei einer solchen Einrichtung durch l3eschrä nkung auf zwei Funktionsstromkreise ilie je mit einem Widerstand in Reibe geschalteten Druckschalter und die äußeren Kontakte für die Schleiffeder des Dauermagnetankers wegfallen, bleiben die angegebenen Nachteile im wesentlichen dieselben.
I )emgegenüber ist die Erfindung gekennzeichnet durch ein polabhängiges, die Drehrichtung des 1lotiirs bestimmendes Relais, das mittels eines Wählschalters gesteuert wird, der eine von zwei parallel geschalteten, entgegengesetzt wirkenden, gewüluilich als Selenzellen ausgebildeten Ventilzellen in Wirkung bringt und in seiner Ruhestellung den Reglerstromkreis schließt. Die Polabhängigkeit des Relais kann dadurch gegeben sein, ilaß es zwei unter sich parallel aber je in Reihe mit einer von zwei entgegengesetzt wirkenden Ventilzellen geschaltete Spulen aufweist, deren Tauchanker einen Umschalthebel betätigt. Das polal>h,iiwige Relais kann aber auch als Elektromagnet ausgebildet sein, dessen als Permanentmagnet ausgebildeter Anker einen Umschalthebel betätigt. handelt es sich dabei um einen Elektromagneten mit nur einer Feldwicklung, die in verschiedenen Richtungen von (lern pulsierenden Gleichstrom durchflossen wird, so kann diese Feldwicklung parallel zum Fahrstromkreis oder in Reilie mit ihm geschaltet sein.
Zweckmäßig ist es, wenn der Anker des polabhängigen Relais zusätzlich mit Mitteln für die Umschaltung von Hand versehen ist. Dadurch wird ermöglicht, daß zwei Triebfahrzeuge in Gegenstellung zusammengekuppelt werden.
Der Wählschalter ist nicht auf dem Triebfahrzeug, sondern zweckmäßig neben dem in den meisten Fällen verwendeten Transformator angeordnet oder mit ihm zusammengebaut. Der Wählschalter kann auf verschiedene Art ausgebildet sein. Sein Hebel kann unter Federwirkung derart stehen, daß er nach Betätigung selbsttätig in seine :Mittelstellung zurückkehrt. Es ist aber auch möglich, außerhalb der Gleichstromkontakte im Reglerkreis liegende Kontakte anzuordnen. auf die der Schalthebel nach Lberschleifen der Gleichstromkontakte einrastet. Im letzteren Falle kommt nur ein kurzer Schaltstromstoß zustande, so daß die Ventilzellen nicht durch Dauerstrom überlastet werden.
Zweckmäßig ist der Hebel des Wählschalters mit einer Anzeigevorrichtung gekuppelt, die die Fahrtrichtung des Triebfahrzeuges anzeigt. Durch entsprechende Anordnung der Aiischlußschiene kann dieFahrtriclitung desTriebfahrzeuges ohneNveiteres mit der Anzeige der Anzeigevorrichtung in Einklang gebracht werden.
An Stelle eines mit einem drehbaren Schalthebel versehenen Wählschalters kann ein als Druckschalter mit zwei Druckelementen, z. B. Tasten, Knöpfen o. dgl., ausgebildeter Wählschalter vorgesehen lind so in den Reglerstromkreis eingeschaltet sein, daß bei Betätigung eines der beiden Druckelemente der Reglerstronikreis unterbrochen wird. In diesem Falle sind zweckmäßig dieDruckelemente selbst mit der Bezeichnung der Fahrtrichtung versehen oder verschiedenfarbig gestaltet.
Die Einrichtung geni;iß der Erfindung zeichnet sich gegenüber bekannten Einrichtungen dieser Art durch einen einfachen und daherbesondersl>etriebssicheren und billigen Aufbau aus und gestattet ohne weiteres auch den Betrieb finit Gleichstrom, wenn dieser statt Wechselstrom zur Verfügung steht.
Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an verschiedenen Beispielen schematisch dargestellt. Die Abb. i bis 3 zeigen verschiedene Schaltschemata, und z\\-ar :\b1). i und 2 zwei Schemata, bei denen der auf dein Triebfahrzeug angeordnete Teil der Einrichtung in beiden Fällen der gleiche ist und die sich iiur durch die Bauart des Wählschalters unterscheiden. Bei dem Schaltschema nach Abb. 3 ist der auf dein Triebfahrzeug angeordnete Teil der Einrichtung gegenüber der Ausführungsform gemäß Abh. i und 2 abgeändert. während der Wählschalter sich nur wenig von der Ausführungsform gemäß Abb. i unterscheidet.
Bei den Ausfiihrungsfornien gemäß Abb. t und 2 ist auf dem Triebfahrzeug der -Motor mit (lern Anker i und den beiden Feldwicklungen 2 und 3 angeordnet, die finit dein Anker i in Reilie geschaltet sind.

An Stelle eines Motors finit zwei Feldwicklungen könnte auch ein Motor finit nur einer Feldwicklung und doppelpoligem Stromwender angeordnet sein. Von den Stromzuführungschienen 4 und 5, von denen eine auch als Oberleitung ausgebildet sein kann, erhält der Motor Strom über den Stromabnehmer 6 und die Masse des Fahrzeuge, die durch das Rad 7 versinnbildlicht ist. In diesem Fahrstromkreis ist ein polabhängiges Relais angeordnet, dessen Umschalthebel 8 durch den Tauchanker zweier Spulen io, ii betätigt wird. Die Spulen to,

t i sind unter sich parallel, ferner Imrallel zum

Vahrstriitnkreis und jc in 1ZCilte mit einer von zwei

entgegengesetzt wirkenden 'GUMMI 12. 13 ge-

schaltet. liifi@lge° seiner "Ir:igheit vermal (las pi)l-

abhängige IZelttisS. 1i. i(1. 11 (lein \\"ccliselstr:il11

nicht zu folgen. Vin Jedoch Schwingungen zu ver-

meiden, wird die .\1)o rdnung zweckmäßig so ge-

troffen, clttlt der 1-mschalthc11@1 8 in seinen 1?tld-

stelltin#"(#ii durch @eflcrwirl:unl@ gehalten wir(). Der

Tauchanker (t ist zusätzlich mit Mitteln für die

Unischaltung voll f Land versehen. itn gezeichneten

Beispiel mit einem 1kitidsclialter ;2.

Nebelt (hin @ransffirmator 14, der finit ;iiteiii

als Regler 1 ; (liebenden .\lgrift versehen ist, ist eiti

Wählschalter augcor(Inet. der zweckmäßig mit (lein

Transformator 14 zu eifiter Vorrichtung zusammen-

gebaut ist.

Bei der Ausfiihrnngsf.irni nach Ablm i besitzt

der Wählschalter einen S:li;:ltliel>el 1(i. Dieser ist so

gelagert, dali er nach I Ictütigttnl, (1. h. nach Ein-

stellung auf einen der Gleichstromkontakte 17. 18

vott Hand, unter @eilcrwirkunl in seine blittel-

stellttng zurückkehrt.

\lit den tileicharmnl:cmmkten 17. 18 stehen zwei

parallel geschaltete, entgegengesetzt wirkende Veti-

tikcllen 21. 22 in \-erldnlunl die an die Maximal-

spannung des Transformators gelegt sind. Der

Regler 1 5 stellt mit dem Wechselstrotnkontakt 23

des Wählschalters in Verbindung. Swvohl der

Transformator i-1 als auch der Schalthebel 16 sind

finit 11e1) Strilmzuführmig@scllienen I. ; vedmn(letL

Die \\-irkung:weise ilci- in -\111i. i dargestellten

\usführungsf,)nii der urWitttigsgemäßen@I:inrich-

tung ist folgende: I)ci- Schalthebel 16 steht ge-

wühnlicli auf (1c11 \\'ecleclstr(mikmickt 23, so (iaß

in diesen) lalle auch bei llet:itigtitig des Reglers 15

die \ entHzcllcn 21. 2-2 außer l@etrieli sind. Der

Tauchaliker o stellt ist einer seiner 1iti(Istelltiligeii,

s(> daLl ihr Wechselstrom über Hell Schalthebel

eine ihr Beiden Fcldwicklmigen, itn dargestellten

Staditun die 1#el(hvicklung 2. und den Anker 1

durchfließt. Das Triebfahrzeug Bewegt sich also in

einer Richtung. die durch die Stellring des Tauch-

ankers (). (lie @cl<hviclaung 2 uni) die vOrange-

gatlgelle @let:itigunl der \Wtlschalters Bestimmt ist.

11) `(lcm gezeichneten Stadium ist zuletzt die

Spule i i iles polabhängigen l-,elais betätigt worden.

u1(1 zwar <furch Gleichstrom. fier geflossen ist in

der lZichtt1119 3, ;. 11, 13. (1, d. 1?in Gleichstrom in

der IZichtt1nl ;. ;, to. 1 2, ti, I hätte 'licht fließen

können. da die \ -NIMM 12 ihr \-entilzeHe 13 ent-

gegenges(@tzt guschaltet ist. 1)er zuerst erwähnte

Gleichstrom, der durch feie \ entilzelle 13 geflossen

ist, wurde erzeugt durch Anstellung des Schalt-

helMs 16 (fies \\'ählschAters auf (gen Gleichstrom-

kontRkt 17. (Inn oll diesem lalle Hol.i im Wähl-

schaltet- ein (lleichariini in IZicllttlnl d, 14, 2r, 17,

16. 3.

Still nun die Fahrtrichtung des Triebfahrzeuges

umgekehrt werden. dann mtGi nutinichr der Schalt-

hebel 16 des \\ ählschalturs auf (gen Gleichstrom-

kontakt 18 kurzzeitig gestellt werden. Es Hießtdann

ein GleichstrOtn in (ler @ichtuiil;, 16, 18, 22, 1I, 4.

Auf dem Triebfahrzeug fließt in diesen) Falle ein

Gleichstrom in der Richtung d, h, 12. )o. ;. 3. I:s

wird also die Spule 1o erregt und der Tatichanker9

von ihr angezogen. so dal.i der Schalthebel S @ge-

scli;litt-t )viril und die Fehlwicklung 3 in Wirkung

bringt.

I)ie Atisführungsforin geiii;iti \lili. 2 tti i te1,-

scheidet sich von der Ausführungsfcirni gemäß

Abli. 1 lediglich durch eine abweichende Ausbil-

dung des Wählschalter:, der hier als Druckschalter

111t zuei Druckelementen. im gezeichneten Beispiel

11:)t zwei Tastet) 2d. 2;. ausgebildet ist. jede der

1teidctl Taste112I. 23 isst zwischen einem \\echsel-

stron ikontakt und einem Gleichstromlrontakt be-

wegliar, und zwar die Taste 24 zwischen dein

\\'echselstromk<»stakt 26 und dein Gleichstromkon-

takt 27. die Taste 23 zwischen den) \\'echse@str@m-

ktnitakt 2X und dein Gleichstromkontakt 2c>. Die

Wechselstronikimtaktc 26. 2` sind in (lern \\-echsel-

stroin führenden lZeglerstroml:reis hintereinander

geschaltet. so daß hei Betätigung einer der beiden

Tasten 2d. 23 der Reglerstronikreis unterbrochen

wird. Mit dun Glcichstroinkontakten 27 und 29 sind

ztvei finiter sich parallel geschaltete und entgegen-

gesrtzt wirkende \ emWellen 30, 31 vcrlmn(Ienmhe

gemeinsam an die Aiaxinialslia 111u11 des Transfor-

tnators 1 4 gelegt :find. Der Wechselstromkreis des

Wählschalters wird also in diesem Falle gebildet

durch die Teile 2. 2-1. 26, 23, 28, 13, 14, I.

In dem in (A- .\111i. 2 dargestellten Stadium. in

dem zuletzt die Spule r i ist Wirkung und ein

Gleichstrom in Richtring, ;. ;. il. 13. 6. d getl(issen

war, war zuletzt die Taste 24 betätigt wiirilen. s;)

daf.. ein Strom in lZiclittiiig 4, 14. 30. 27, 2d, 3 ge-

flossen war. Zur L'nikehrting der Vahrtrichtung

wäre also in diesem Stadium nutzmehr die Betäti-

gung (fier "haste 23 erforderlich. so daß ein Stnmi in

der ` Richtung ; 24. 26, 25. 2(f. 31. 14. 4 Hießet)

würfle. durch `<1u n die Spule i o des polabhängigen

Relais erregt und somit der Schalthebel ` so um-

gestellt wiircle, flaf.i die l"el(lwicklttttl3 Strom er-

htten würfle.

Hei der Ausfülirungsfortn gemäß _\11l1. 3 ist auf

(lern Teichfahrzeug (ler Motor mit (lern Anker i

uni! deii beiden Fehlwicklungel 2 uni) 3 ange(nfl-

nrt. die finit <lein Anker 1 in Reihe geschaltet sind.

Auch hier ki'mite all Stelle eines Motors mit zwei

Feldwicklungen cis) 1lotor mit nur eitler Feldwick-

lung und doppelpoligen) Strotnivender vorgesehen

sein. Voll den Strotlzuführungen 4 und 3, voll

denen eine auch als Oberleitung ausgebildet sein

kann. erhält fier Motor Strom übler Elen Stromab-

lchmer 6 und die blasse des Fahrzeuges. die durch

(las IZa(1 7 versiunbiidlicht ist. In (fiesem Fahrstrotn-

kreis ist ein 1?lel:troiiiagtiet 37 angeordnet. dessen

l"el(lwickltilig 38 mit dem Motor inReihe geschaltet

ist und dessen als l@ennanentmagnet ausgelühleter

=\tiker 3o den L'nisclialtliel)el 4o betätigt. Infolge

seiner Trägheit vuriiiag (las polarisierte Relais dem

Wechselstrom 'licht zu folgen.

Das polarisierte Relais wird von einem Wähl-

schalter gesteticrt, der itii gezeichnete') Beispiel nur

wellig voll denijetligen der _\111i. 1 alnveicht, jedoch

ebensogut gemäß Abb. i oder 2 ausgebildet sein könnte. Bei dem Wählschalter gemäß Abb. 3 sind statt des Kontaktes 23 außerhalb der Gleichstromkontakte 17, 18 Kontakte i9 und 2o angeordnet, die parallel im Reglerkreis liegen.Auf einen dieser Kontakte kann der Schalthebel 16 nach Überschleifen des benachbarten Gleichstromkontaktes einrasten. Bei dieser Ausführungsform des 1\'ä hlschalters besteht weniger die Gefahr, daß der Schalthebel 16 zu lange auf den Gleichstromkontakten stehengelassen wird und der Gleichstrom länger als erforderlich fließt.

Die Wirkungsweise der in Abb.3 dargestellten Ausführungsform ist folgende: In dem gezeichneten Stadium ist zuletzt der Nordpol .V des Relaisankers 39 vom Südpol S des Relais 37 angezogen worden, und zwar sei dies durch einen Gleichstrom erfolgt, der geflossen ist in der Richtung 5, 7,f4, 0ä 2, 1, 37, 6, 4. Dieser Gleichstrom wurde erzeugt durch Einstellung des Schalthebels 12 des Wählschalters auf den Gleichstromkontakt 14, denn in diesem Falle floß im Wählschalter ein Gleichstrom in Richtung 4, 11, 18, 1,4, 12, 5.
Soll nun die Fahrtrichtung des Triebfahrzeuges umgekehrt werden, dann muß der Schalthebel 16 des Wählschalters auf den Gleichstromkontakt 18 kurzzeitig eingestellt werden. Es fließt dann ein Gleichstrom in der Richtung 5, 16, 18, 22, 14, .4. Auf dem Triebfahrzeug fließt in diesem Falle ein Gleichstrom in der Richtung 4, 6, 37, 1, 3, 40, 7, 5. Es werden also die Pole des polarisierten Relais 39 vertauscht und der Nordpol des Relaisankers 39 nunmehr von dem Südpol des Relais 37 angezogen, der jetzt dort liegt, wo in der Zeichnung auf Grund des vorangegangenen Stadiums der Nordpol des Relais 37 angegeben ist. Dadurch wird der Schalthebel 4o umgeschaltet und die Feldwicklung 3 in Wirkung gebracht.
Es -,väre selbstverständlich auch möglich, das polabhängige Relais so auszubilden, daß ein Elektromagnet zwischen den Polen eines Permanenthufeisenmagneten angeordnet ist. Eine solche Ausführungsform unterscheidet sich von den dargestellten im Prinzip so wenig, daß auf eine besondere Darstellung verzichtet ist.

Claims

PATE\TAXSPRLeCHE: i. Einrichtung für mit Wechselstrom betriebene Modellbahnen o. dgl., bei denen die Fahrtrichtung eines Triebfahrzeuges unter Verwendung von Ventilzellen mittels Gleichstrom umgeschaltet wird, gekennzeichnet durch ein polabhängiges, die Drehrichtung des Motors (i, 2, 3) bestimmendes Relais (8 bis i i oder 37, 39), das mittels eines Wählschalters (16 bis 18 oder 24 bis 29) gesteuert wird, der eine von zwei parallel geschalteten, entgegengesetzt wirkenden Ventilzellen (21, 22 bzw. 30, 3i) in Wirkung bringt und in seiner Ruhestellung den Reglerstromkreis schließt.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das parallel zum Fahrstromkreis geschaltete polabhängige Relais zwei unter sich parallel aber je in Reihe mit einer von zwei entgegengesetzt wirkenden Ventilzellen (12, 13) geschaltete Spulen (io, ii) aufweist, deren Tauchanker (9) einen Umschalthebel (8) betätigt.
3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das polabhängige Relais aus einem Elektromagneten (37) und einem Permanentmagneten (39) besteht, von denen der eine fest angeordnet ist, der andere dagegen schwingbar und einen Unischalthebel betätigt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das polabhängige Relais als Elektromagnet (37) ausgebildet ist, dessen als Permanentmagnet ausgebildeter Anker (39) einen Umschalthebel (4o) betätigt.
5. Einrichtung nach Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker des polabhängigen Relais zusätzlich mit Mitteln (32) für die Umschaltung von Hand versehen ist.
6. Einrichtung nach :\itspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (16) des Wählschalters unter Federwirkung derart steht, daß er nach Betätigung selbsttätig in seine 'Mittelstellung zurückkehrt.
7. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Wählschalter außerhalb der Gleichstromkontakte (17, 18) zueinander parallel in den Reglerkreis eingeschaltete Kontakte (19, 2o) aufweist, auf die der Schalthebel (16) nach Überschleifen der Gleichstromkontakte (17, 18) einrastet. B.
Einrichtung nach Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (16) des Wählschalters mit einer :\nzeige-Vorrichtung gekuppelt ist.
9. Einrichtung nach .\iispruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der als Druckschalter mit zwei Druckelementen (24, 25), (Tasten, Knöpfen o. dgl.) ausgebildete Wählschalter (24 bis 29) so in den Reglerstronikreis eingeschaltet ist. daß bei Betätigung eines der beiden Druckelemente (24, 25) der Reglerstromkreis unterbrochen wird. io. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente (24, 25) mit der Bezeichnung der Fahrtrichtung versehen sind.