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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 je-weil von Null bis Maximum geändert werden. Diese Ausbildung hat
den Nachteil, diaß zwei Handhaben bedient werden müssen, um die Fahrtrichtungs-
und Geschwindigkeitsschaltung durchzuführen. Diesi 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 Umpolun:
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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 verschwenkbar, wobei es in beiden Fällen den
Regelbereich Null bis Maximum durchläuft. Es ist dabei ein Widerstand in diie 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 alis 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 wärme@empfind, lich sind. Es kommt der Nachteil hinzu, d'aß die Kontaktbahn,
namentlich wenn eine ausreichende Stufenunterteilung vorgesehen ist, verhältnismäßig
lang wird, was de Abmessungen des ganzen Gerätes nachteilig b-eeinflußt, da in diesem
Falle auch der Drehradius des Kontaktgliedes entsprechend groß werden muß.- Es ist
immer :eine KontaktbahnUnge notwendig, die doppelt so groß ist wie ein Spannungsbereich
von Null bis Maximum es eigentlich erfordert.
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Ein älterer Vorschlag des Erfinders geht dahin, daß der Spannungsabgeber,
z. B. die. Sekundärnspule des Transformators, je über seine ganze Kontaktbahn von
Null bis Maximum in einer Richtung von einem Finger, in Gegenrichtung vom, einem
anderen Finger eines Stromabnehmers abtastbar ist, welcher mit einer beim Wirksamwerden
jeweils des anderen Kontaktfingers umschaltenden Umpolvorrichtung für die Gleichspannung
und mit einer Umschalteinrichtung. für die Kontaktbahn gekuppelt ist.
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Es hat sich nun gezeigt, daß eine besonders vorteilhafte Einrichtung
dadurch erreichbar ist, daß wechselstromseitig eine Spannungsänderung mit Hilfe
eines beweglichen Gliedes des Transformators erfolgt, gleichstromseitig eineUmschaltung,
z. B. Umpolung mit Hilfe eines beweglichen Schaltgliedes, geschieht und das Verstellgli:ed
dter Spannungsregelungsvorrichtu:ng mit :dem Schaltglied ider Umschalteinrichtung
gekuppelt ist.
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Dieser Vorschlag kann so verwirklicht werden, d@aß das Verstellglied
der Spannungsregelungseinrichtung den, in. der Sekundärspule des Transformators
die Spannung erzeugenden Kraftlinienfluß von einem Minimum in zwei Richtungen je
zu einem Maximum beeinflußt. Es kann als Verstellglied ein magnetischer Nebenschluß
(des Transformators dienen. Es ist aber auch möglich, die Verstellung dadurch zu
bewerkstelligen, daß die beiden Träger von Primär- und Sekundärspule des Transformators
gegeneinander verschi:eblich sind.
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Die Erfindung ist auch bei einem Drehtransformator anwendbar, in welchem
Falle ,dessen drehbarer, die Sekundärspule tragender Kern als- Verstellglied dient.
Eine andere Ausführungsmöglichkeit liegt darin, daß als Verstellglied ein, Schleifer
benutzt wird, der nach zwei gegensätzlichen Richtungen von einem Nullpunkt aus über
eine als Gegenkontaktspule ausgebildete Sekundäre bewegbar ist. Dabei mag die als
Gegenkontaktspule ausgebildete Sekundärspule eine einteilige Spule mit doppeltem
Spannungsbereich sein oder aber aus zwei getrennten, vorzugsweise parallel zueinander
angeordneten Sputen bestehen, die zusammen den doppelten Spannungsbereich haben.
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Die erwähnten Ausführungsmöglichkeiten sollen nachstehend an Hand'
von schematischen Zeichnungen erläutert werden.
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Fig. i b und i c betreffen die Ausbildungsform, bei welcher das Verstellglie-d
der Spannungsregelungseinrichtung den in der Sekundärspule des Transformators die
Spannung erzeugenden Kraftlinienfluß von einem Minimum -in zwei Richtungen je zu
einem Maximum beeinfluß@t. Es ist in diesem Sinne der mit dem Anker gekuppelte Kern
i von der Nullstellung nach links und nach. rechts schwenkbar. Dabei geschieht mit
Hilfe der Nockenscheibe 2 über den Federarm 3- die Umpolung, wie sich eindeutig
aus den Fig. i a bis i c ergibt. Jeweils nimmt mit dem Maße des Verschwenkens nach
links oder rechts die Spannung von Null bis zu einem Maximum zu. In der Nullage
erfolgt die Umpolung, so daß in den beiden Spannungsregelbereichen der Stromfluß
das eine Mal in der einen Richtung, das andere Mal in der Gegenrichtung erfolgt.
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In den Fig. 2 a, 2:b und 2 c ist zwischen :die beiden zweckvoll .
lamellenartigen Spulenträger 4 und 5 eine Drehscheibe 6 eingelassen. In diese Drehscheibe
sind., diametral gegenüberliegend, Füllstücke 7 und 8 eingesetzt, die aus Isolierstoff
oder nichtmagnetischem Metall bestehen. In diesen Füllstücken befinden sich im Bereich
der Trägerschenkel die Einsätze 9 und io, die aus Eisen oder anderem magnetischem
Werkstoff .bestehen. Gleichviel ob die Drehscheibe 6 aus .der Lage gemäß Fig. 2
b, welche der Spannung Null entspricht, nach links oder nach rechts verdreht wird,
stets steigt dann die Spannung zu einem Maximum an, das erreicht ist, wenn die Drehscheibe
6 die beiden in Fig. 2-a angegebenen Stellungen einnimmt. Die Drehscheibe ist dabei
mittels einer Auflage i i als Nockenscheibe ausgebildet, welche die Umpolung vollzieht,
wie die Zeichnung deutlich erkennen läßt.
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Beim Ausführungsbeispiel, das in den Fig.3a, 3 b, 3 c, 3 d und 3 e
gezeigt ist, wird das Verstellglied der Spannungsregelungsvorrichtung von den beiden
gegegeneinander verschiebbaren Trägern i2 und 13 der Primärspule und' der
Sekundärspule des Transformators gebildet. Diese Träger sind U-förmig gestaltet.
Es schließt bei jedem Träger an einen U-Schenke'1 eine seitliche Verlängerung 1q.
bzw. 15 an- Es ergibt sich also :der in der Zeichnung dargestellte Kraftlinienfluß.
Es ist demnach, wenn die beiden Träger die Lage gemäß Fig. 3 c zueinander einnehmen,
die Spannung Null eingestellt. Je nachdem, ob nun der untere Träger
gegenüber
dem oberen oder der obere in Gegenrichtung gegenüber dem unteren seitlich verschoben
wird, erhöht sich die Spannung jeweils über Mittelwerte bis zum Maximalwert, der
in den Fällen der Fig. 3 a und 3 c gegeben ist, während die Stellung der Spulenträger
nach Fig. 3 b und 3 d mittlere Spannungswerte ergibt.
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Dabei ist wiederum das Verstellglied der Spannungsregelvorrichtung
mit dem Schaltglied der Umschaltvorrichtung gekuppelt und zu diesem Zweck die Nockenscheibe
16 über ein Gestänge 17 mit dem Träger 13, 15 verbunden. Es stellt sich also, je
nachdem, ob der eine oder der andere Träger die Verschiebebewegung ausführt, die
Umpolung in aller aus der Zeichnung ersichtlichen Weise ein.
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Bei der Ausbildungsform nach Fig. q,a, q.b, q:c und q. d handelt es
sich um die Möglichkeit, als Verstellglied einen Schleifer zu benutzen, der nach
zwei gegensätzlichen Richtungen von einem Nullpunkt aus über eine als Gegenkontaktspule
ausgebildete Trafo-Sekundäre bewegbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt
die Sekundärspule 18 doppelten Spannungsbereich. Auf ihr ist der Schleifer i9 von
der Mittellage = Nullage aus nach links oder rechts gleitend bewegbar. In beiden
Endstellungen des Schleifers ergibt sich der maximale Spannungswert. Mit dem Schleifer
ist eine Kurvenscheibe 2o gekuppelt, die in der wiederholt erläuterten Weise die
Umpolung vollzieht, wenn der Schleifer die Nullage passiert.
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Ebenfalls mit einem Schleifer und einer als Gegenkontaktspule ausarnebildetenTrafo-Sekundären
ist die Einrichtung ausgerüstet, welche in Fig. 5 a, 5 b und 5 c veranschaulicht
ist. In diesem Falle ist die Gegenkontaktspule aus zwei getrenntem, parallelzueinander
verlaufenden Spulen 21 und 22 gebildet, die zusammen doppelten Spannungsbereich
ergeben. Der doppelarmige Schleifer 23 berührt gleitend stets beide Spulen 21 und
22. In der Stellung gemäß Fig. 5 b befindet er sich in der Nullage, in der die Spannung
Null herrscht. In der Lage gemäß F,ig. 5 a herrscht die Maximalspannung, da der
Schleifer sich in der Endlage befindet. Das gleiche gilt in umgekehrtem Sinne für
die Schleiferstellung gemäß Zig.. 5 c. Die beiden Spulen 21 und 22 sind dabei, wie
die Zeichnung erkennen läßt, in der Mitte angezapft. Sie sind so gewickelt, daß
sich die Teilspannungen summieren. Auch in diesem Falle ist, wie die Zeichnung zeigt,
wiederum der Schleifer 23 mit einer Nockenscheibe 24 über einen Antrieb 25 verbunden,
so daß diese Nockenscheibe die Drehbewegung des Schleifers mitmacht und dabei in
dem schon oben mehrfach erörterten Sinne die Umpolung bewirkt.