DE938655C - Mains connection device for toy vehicles operated with direct current - Google Patents

Description

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.Mains connection device for toy drive vehicles operated with direct current The invention relates to a power supply unit for toy drive vehicles operated with direct current, z. B. of electric toy trains or model railways, directed.

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.Such power supply units usually contain the transformer, Rectifier, series resistor, pole inverter and any fuses, signal lamps and the like. Their handling is usually done in such a way that by means of a button, lever or the like. The driving voltage is regulated, so the driving speed can be changed can, while another lever or button reverses the polarity, i.e. switching from Forward to reverse and vice versa. It can be used in both directions the voltage can each be changed from zero to maximum. This training has the disadvantage that two handles have to be used to change the direction of travel and perform speed switching. Diesi is not only annoying because because the end of the game usually has other functions, e.g. B. switch and signal adjustment, Whistles, lights, etc., must operate by remote control, so he often in perform a plurality of hand movements in a short time, must. It is also inadequate for this reason because confusion can easily occur, e.g. B. in a rush to faster instead of slower speed, switching to forwards instead of backwards travel or the like

Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, mit Hilfe eines einzigen Hebels, Knopfes od. dgl. sowohl die Spannungsregelung als auch die Umpolun: g 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.It has therefore already been proposed, with the help of a single Lever, button or the like, both the voltage regulation and the polarity reversal: G to be able to accomplish. It is from a central (zero) position - a contact member in one direction, e.g. B. to the left, for forward travel and in the opposite direction, z. B. to the right, pivotable for backward travel, it being the in both cases Control range runs through zero to maximum. There is a resistance in the way you want Switching stages divided and from each of these stages a current-conducting connection led to the mating contacts of the mentioned contact member. In this case it must but, .the advantage of a single control element for voltage regulation and polarity reversal has the disadvantage that the control elements are resistors serve, which always cause a loss of power, which results in heat generation which should be avoided especially in devices with rectifiers, because rectifiers are very heat @ sensitive. There is also the disadvantage that the contact path, in particular if there is a sufficient subdivision of levels, proportionately long, which de dimensions of the whole device adversely affects because in this Case, the radius of rotation of the contact member must be correspondingly large. - It is always: a contact path is necessary that is twice as large as a voltage range from zero to maximum it actually requires.

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.An older suggestion by the inventor is that the voltage dispenser, z. B. the. Secondary coil of the transformer, each over its entire contact path of Zero to maximum in one direction from one finger, in the opposite direction from one another finger of a pantograph can be scanned, which with one when coming into effect polarity reversal device for the DC voltage that switches over in each case of the other contact finger and with a switching device. is coupled for the contact path.

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.It has now been shown that a particularly advantageous device can thereby be achieved that on the alternating current side a voltage change with the aid a moving element of the transformer takes place, a changeover on the DC side, z. B. polarity reversal with the help of a movable switching element happens and the Verstellgli: ed The voltage regulating device with: the switching element in the switching device is coupled.

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.This proposal can be implemented in such a way that the adjusting member the voltage regulating device den, in. the secondary coil of the transformer the tension-producing lines of force flow from a minimum in two directions each influenced to a maximum. A magnetic shunt can act as an adjusting element (Serve the transformer. It is also possible to adjust the adjustment accomplish that the two carriers of the primary and secondary coil of the transformer are mutually different.

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.The invention is also applicable to a rotary transformer in which Trap whose rotatable core carrying the secondary coil serves as an adjusting member. Another possible embodiment is that a grinder is used as the adjusting member is used, which in two opposite directions from a zero point over a secondary formed as a mating contact coil is movable. The as Counter-contact coil formed secondary coil a one-piece coil with double Be voltage range or from two separate, preferably parallel to each other arranged sput, which together have twice the voltage range.

Die erwähnten Ausführungsmöglichkeiten sollen nachstehend an Hand' von schematischen Zeichnungen erläutert werden.The execution options mentioned are given below on the basis of ' are explained by schematic drawings.

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.Fig. I b and i c relate to the embodiment in which the Verstellglie-d the voltage regulating device in the secondary coil of the transformer Tension-generating lines of force flow from a minimum - in two directions each to a maximum influenced @ t. In this sense it is the core coupled with the anchor i from the zero position to the left and to. can be swiveled to the right. This happens with Help the cam 2 over the spring arm 3- the polarity reversal, as is clear from FIGS. i a to i c results. Each time decreases with the amount of pivoting left or right the voltage increases from zero to a maximum. In the zero position the polarity is reversed, so that the current flow in the two voltage regulation ranges one time in one direction, the other time in the opposite direction.

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.In FIGS. 2 a, 2: b and 2 c, between: the two is expedient. lamellar bobbin carriers 4 and 5 a turntable 6 let in. In this turntable Are., diametrically opposite, filler pieces 7 and 8 used, which are made of insulating material or non-magnetic metal. These filler pieces are located in the area the support leg the inserts 9 and io, which are made of iron or other magnetic material Material. Regardless of whether the turntable 6 is out of the position according to FIG b, which corresponds to the voltage zero, is rotated to the left or to the right, the voltage then always rises to a maximum, which is reached when the turntable 6 assumes the two positions indicated in Fig. 2-a. The turntable is there designed as a cam disk by means of a support i i, which carries out the polarity reversal, as the drawing clearly shows.

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.In the embodiment shown in FIGS. 3a, 3b, 3c, 3d and 3e, the adjusting element of the voltage regulating device is formed by the two mutually displaceable supports i2 and 13 of the primary coil and the secondary coil of the transformer. These carriers are U-shaped. A lateral extension 1q closes on each support at a U-Schenke'1. or 15 an- It thus results: the flow of lines of force shown in the drawing. It is accordingly when the two carriers assume the position according to FIG. 3c with respect to one another, the voltage is set to zero. Depending on whether the lower carrier is laterally displaced relative to the upper one or the upper one in the opposite direction to the lower one, the voltage increases in each case via mean values up to the maximum value, which is given in the cases of FIGS. 3 a and 3 c, while the position of the coil carriers according to FIGS. 3 b and 3 d yields mean voltage values.

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.The adjusting element is again the voltage regulating device coupled with the switching element of the switching device and for this purpose the cam disk 16 connected to the carrier 13, 15 via a linkage 17. So it turns out, ever after whether one or the other carrier executes the displacement movement that Polarity reversal in all of the ways that can be seen in the drawing.

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.In the embodiment according to Fig. Q, a, q.b, q: c and q. d is it about the possibility of using a grinder as an adjusting element, which after two opposite directions from a zero point via one as a mating contact coil trained transformer secondary is movable. In this embodiment, has the secondary coil 18 double the voltage range. On it is the grinder 19 from the middle position = zero position, sliding to the left or right. In both The end positions of the wiper result in the maximum voltage value. With the grinder is a cam 2o coupled, the in the repeatedly explained manner Polarity reversal takes place when the slider passes the zero position.

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.Also with a slider and a secondary transformer designed as a counter contact coil the device is equipped, which is illustrated in Fig. 5 a, 5 b and 5 c is. In this case, the mating contact coil is made up of two separate, parallel to each other extending coils 21 and 22 are formed, which together double the voltage range result. The double-armed grinder 23 always slidingly touches both coils 21 and 22. In the position shown in FIG. 5 b, it is in the zero position, in which the voltage Zero prevails. In the position according to F, ig. 5 a is the maximum voltage, since the The grinder is in the end position. The same is true in reverse for the grinding position according to Zig .. 5 c. The two coils 21 and 22 are how the drawing reveals, tapped in the middle. They are so wound that the partial voltages add up. In this case too, as the drawing shows, in turn the grinder 23 is connected to a cam disk 24 via a drive 25, so that this cam disk takes part in the rotary movement of the grinder and thereby in the polarity reversal causes the sense already discussed several times above.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: i. Netzanschlußgerät für mit Gleichstrom betriebene Spieltriebfahrzeuge, z. B. von elektrischen Spielzeugbahnen, 'dadurch gekennzeichnet, daß wechselstromseitigeine Spannungsänderung mit Hilfe eines beweglichen Gliedes des Transformators erfolgt, gleichstromseitig eine Umschaltung, z. B. Umpolung mit Hilfe eines beweglichen Schaltgliedes, geschieht und das Verstellglied der Spannungsregelungsvorrichtung mit dem Schaltglied der Umschaltvorrichtung gekuppelt ist. PATENT CLAIMS: i. Mains connection device for operated with direct current Toy vehicles, e.g. B. of electric toy trains, 'characterized in that that a voltage change on the AC side with the aid of a movable member of the transformer takes place, a switch on the DC side, z. B. polarity reversal with With the help of a movable switching element, happens and the adjusting element of the voltage regulating device is coupled to the switching element of the switching device. 2. Gerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellglied der Spannungsregelungsvorrichtung den in der Sekundärspule des Transformators die Spannung erzeugenden Kraftlinienfluß von einem Minimum in zwei Richtungen je zu einem Maximum beeinflußt. 2. Device according to claim i, characterized in that the adjusting member of the voltage regulating device the flux of force lines generating the voltage in the secondary coil of the transformer influenced by a minimum in two directions each to a maximum. 3. Gerät nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, @daß als Verstellglied der Spannungsregelungsvorrichtung ein magnetischer Nebenschluß des Transformators dient. 3. Device after Claims i and 2, characterized in that as an adjusting member of the voltage regulating device a magnetic shunt of the transformer is used. 4.. Gerät nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, ,daß das Verstellglied der Spannungsregelungsvorrichtun:g von den beiden gegeneinander verschieblichen Trägern von Primär- und Sekundärspule des Transformators gebildet ist. 4 .. device according to claims i and 2, characterized in that the adjusting member of the voltage regulating device: g of the two mutually displaceable carriers of the primary and secondary coil of the transformer is formed. 5. Gerät nach Ansprüchen i und 2, gekennzeichnet durch einen Drehtransformator, dessen drehbarer,- die Sekundärspule tragender Kern als Verstellglied dient. 5. Apparatus according to claims i and 2, characterized by a rotary transformer whose rotatable core - carrying the secondary coil serves as an adjusting member. 6. Gerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, @daß als Verstellglied ein Schleifer dient, der nach zwei gegensätzlichen Richtungen von einem Nullpunkt aus über eine als Gegenkontaktspule ausgebildete Sekundäre bewegbar ist. 6. Apparatus according to claim i, characterized in that @ that a grinder serves as an adjusting element, which moves in two opposite directions can be moved from a zero point via a secondary designed as a counter-contact coil is. 7. Gerät nach Ansprüchen i und 6, dadurch gekennzeichnet, daß :die als Gegenkontaktspule ausgebildete Sekundärspule eine einteilige Spule mit doppeltem Spannungsbereich ist. B. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die als Gegenkontaktspule ausgebildete Sekundäre aus zwei getrennten, vorzugsweise parallel zueinander angeordneten Spulen besteht, die zusammen den doppelten Spannungsbereich haben.7. Apparatus according to claims i and 6, characterized in that: the counter-contact coil formed secondary coil is a one-piece coil with double the voltage range is. B. Apparatus according to claim 6, characterized in that the counter contact coil formed secondary of two separate, preferably arranged parallel to one another Coils exists which together have twice the voltage range.