CONTROL DEVICE FOR REGULATION TRANSFORMERS EMPLOYED ESPECIALLY IN ELECTRIC TOY- OR MODEL RAILWAYS

Abstract: 1. An adjusting device for mains connection units, in particular for electrical toy and model trains, comprising a carrier plate (6), which can be rotated about an axis (9), for the accomodation of electronic components, in particular diodes (31-34; 36, 37) which can be connected by means of soldered electrical conductors to sliding contacts (A - G) which are guided in the carrier plate so as to be at least axially movable and which are pressed against printed conductor paths (84-90) on a first circuit board (7) which is fixed axially below the carrier plate, characterised in that a second, flexible circuit board (8) having printed conductor paths (84 to 90) is mounted on the carrier plate (6) above the latter and the sliding contacts (A - G) which are guided in the carrier plate (6) so as to be axially movable and the diodes (31-34; 36, 37) are directly mechanically secured to this flexible circuit board (8) and are electrically connected to one another by means of printed conductor paths (84-90) on the circuit board (Fig. 4).

Description: Stelleinrichtung für Netzanschlussgeräte, insbesondere für elektrische SDielzeug- und Modelleisenbahnen DieErfindung bezieht sich auf eine Stelleinrichtung für Netzanschlussgeräte, insbesondere für elektrische Spielzeug- und Modelleisenbahnen, mit einer um eine Achse drehbaren Tragplatte zur Aufnahme von elektronischen Bauelementen, insbesondere Dioden, die Uber angelötet elektrische Leiter mit in der Tragplatte zumindest axial beweglich gehaltenen Schleifkontakten verbindbar sind, die gegen auf einer ersten Schaltplatte aufgedruckte Leiterbahnen gedrückt sind. Bei einer bekannten derartigen Stelleinrichtung (DE-Gbm 75 03 470) sind die auf der Tragplatte gehaltenen Dioden untereinander durch Verlöten ihrer entsprechenden An schlussleitungen zu einer BrUckengleichrichter-Anordnung zusammengeschaltet. Die elektrische Verbindung der Dioden mit den in der Tragplatte zumindest axial beweglich gehaltenen und bei Drehung der Tragplatte um die Achse auf den Leiterbahnen der ersten starren Schaltplatte schleifenden Schleifkontakten bzw. der Schleifkontakte untereinander erfolgt mittels beidseitig Jeweils an die Anschlussleitungen der Dioden bzw. Kontakthülsen der Schleifkontakte einzeln anzulötender diskreter Litzen. Aufgabe der vorliegendenErfindungist es, die Fertigung einer Stelleinrichtung mit den darin befestigten und mit den beweglichen Kontakten zu verbindenden elektronischen Bauelementen bei Gewährleistung einer hohen Betriebssicherheit zu vereinfachen. Die Lösung der gestellten Aufgabe ist bei einer Stelleinrichtung der eingangs genannten Art erfindu-ngsgemässen dadurch möglich, dass die Dioden untereinander bzw. mit den tn der Tragplatte gehaltenen beweglichen Schleifkontakten durch auf eine zweite, flexible Schaltplatte gedruckte Leiterbahnen verbunden sind; dadurch ist es in einfacher Weise möglich, sämtliche Kontaktpunkte der Dioden untereinander bzw. der Dioden und der Schleifkontakte in einem Arbeitsgang, beispielsweise durch ein Schwallbadlöten, mit den Leiterbahnen der flexiblen Schaltplatte zu kontaktieren, wobei insbesondere auch eisichere elektrische Verbindung zwischen den beweglichen Schleifkontakten einerseits und den weitgehend fest angeordneten Dioden ohne einzeln anzulötende diskrete Litzen gewährleistet ist. Insbesondere für den Fall, dass die Dioden der Stelleinrichtung nicht in jeder Einstellung des Netzanschlussgerätes in gleicher fester elektrischer Verbindung zueinander stehen, sondern beispielsweise im Sinne eines einstellbaren Voll-, Halb- und Nischwellenbetntebes untereinander in unterschiedliche Schaltverbindung bringbar sind, ist es vorteilhaft, dass zum Schutz der Stelleinrichtung gegen Uberlastung durch einen inneren, nicht über die Ausgangsklemmen der Stelleinrichtung fliessenden Kurzschluss strom aufgrund eines Defekts einer Diode mit Freigabe eines Strompfads in der Dioden-Sperrrichtung die entsprechenden flexiblen Leiterbahnen der flexiblen Schaltplatte im Sinne von Schmelzsicherungen mäanderförmig mit definiertem Leiterquerschnitt ausge führt sind. Eine Stelleinrichtung mit im Sinne eines Voll-, HalD- bzw. Mischwellenbetriebes u.U. mit zusätzlich verschiedener Amplitude umschaltbaren und an die Sekundärwicklung des speisenden Transformators anschliessbaren Dioden ist in der Patentanmeldung Aktz.: P 28 13 774.8 beschrieben. Durch die neuerungsgemässe vorgesehene vorteilhafte flexible Schaltplatte mit im Zuge der Leiterbahnen gleichzeitig aufgedruckten mäanderförmigen Schmelzsicherungen können bei einer derartigen Stelleinrichtung Uberlastungsfälle aufgrund eines inneren Kurzschlussstromes durch Durchschmelzen zumindest einer Schmelzsicherung auf einfache Weise verhindert werden, während ein Schaden durch einen äusse- rein, ueber die Ausgangsklemmen fliessenden Kurzschlussstrom durch Ansprechen eines an sich bekannten unmittelbar den Ausgangsklemmen vorzuschaltenden Thermoauslösers verhindert wird, der nach Aufhebung des Kurzschlusses und ggf. einer anschliessenden Abkühlungsphase die Stelleinrichtung bzw. den Stelltransformator wieder betriebsbereit freigibt. Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausfuhrungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 die Draufsicht auf die um eine Drehachse und über eine starre erste Schaltplatte schwenkbare Tragplatte einer bekannten Stelleinrichtung, Fig. 2 einen Teilquerschnitt gemäss der Schnittlinie II-II in Fig. 1, Fig. 3 die starre erste Schaltplatte einer erfindungsgemässen Stelleinrichtung, Fig. 4 den Querschnitt durch Tragplatte, erste Schaltplatte und zweite flexible Schaltplatte einer erfindungs- gemässen Stelleinrichtung, Fig. 5 eine Draufsicht auf die flexible Schaltplatte einererfindungsgemässen Stelleinrichtung. Die bekannte Stelleinrichtung gemäss Fig. 1, 2 besteht im wesentlichen aus der mit aufgedruckten Leiterbahnen 1 versehenen ersten starren Schaltplatte 2 und der konzentrisch zu dieser um eine Achse 9 schwenkbaren Tragplatte 5 mit daran befestigten Dioden 3 und axial beweglich gehaltenen Schleifkontakten 4. Die Stelleinrichtung ist beispielsweise in hier nicht näher dargestellter Art eingangsseitig an die Sekundärwicklung eines Transformators und ausgangsseitig über die Anschlüsse 43, 44 an einen Gleich stronverbraucherkreisg insbesondere eine Spielzeug- und Modelleisenbehn, anschliessbar. Die einzelnen von den Schleifkontakten 4 bestrichenen Leiterbahnen 1 der Schaltplatte 2 haben die Punktion von Polwender-Kontaktbahnen, Uberbrückungs-Konwtiktbaznen oder Wechselstrom Kontaktbahnen. Die in Fig. 1 nicht dargestellte Sekundärwicklung des Transformators reicht in Form eines Teilkreises in die linke Öffnung der Schaltplatte 2, derart dass sie von den den radial äusseren Kontaktbahnen zugeordneten Schleifkontakten 4 im Sinne eines kontinuierlich veränderbaren Spannungsabgrif bestrichen werden kann. Die Tragplatte 5 ist als Kunststoffpressteil mit Führungs- hülsen 52 zur Aufnahme der durch Druck einer Feder 10 gegen die Leiterbahnen 1 der ersten Schaltplatte 2 ge drückten Schleifkontakte 4 und mit angeformten Vorsprüngen 51 zwr eirinöpgbaren Halterung der Anzchlussleitungen uee Dnoden 3 ausgebldez. An den Kreuzungspunkten 31 der Am.schlussleitungen der Dioden 3 sind diese zusammengelötet, derart dass sich eine Dioden-Vollweg-BrUckengleichrich- ter-Anordnung ergibt. Zur Verbindung der Schleifkontakte 4 mit den Dioden 3 sind diskrete Litzen 13 Jeweils an ihren Enden einzeln mit einem Schleifkontakt 4 oder einer Anschlussleitung einer Diode 3 verlötet; weitere Litzen 14 dienen zur Verbindung zweier Schleifkontakte 4 untereinander und sind dazu entsprechend an ihren Enden mit den Schleifkontakten einzeln verlötet. Die Figuren 3 bis 5 zeigen Teile einer Stelleinrichtung eines Stelltransformators für elektrische Spielzeug- und Modelleisenbahnen mit zumindest einer Transformator Sekundärwicklung und einer über eine Spannungsstellein richtung angeschlossenen BrUckengleichrichter-Anordnung, deren Ausgangsspannung durch Änderung einer AnschluBver- bindung von einem Halbwellen- auf einen Vollwellenbetrieb umstellbar ist, wobei die Enden der im Vollwellenbetrieb an den einen Anzapfpunkt der Sekundärwicklung gemeinsam angeschlossenen Brückenzweige der mit Dioden bestückten Erückengleichrichter-Anordnung zusätzlich je für sich und an zumindest einen weiteren Anzapfpunkt der Sekundärwicklung im Sinne eines Halb-, Voll- oder Mischwellenbetriebes mit einem gegenüber dem Vollwellenbetrieb ver änderten Sekundärspannungswert und entsprechend veränderten dIeichspannungswert an den Ausgangsklemmen 41, 42 der Stelleinrichtung anschliessbar sind. Dazu sind sechs Dioden 31 - 34; 36, 37 der Brückengleichrichter-Anordnung gemäss Fig.3,5 derart untereinander verbunden und durch Verschwenken der Tragplatte 6 und damit der veränderten Stellung der Schleifkontakte A - G gegenüber den Leiterbahnen der ersten starren Schaltplatte 7 zueinander und zu den Anzapfpunkten 21 - 28 der Sekundärwicklung des Transformators in unterschiedlichen Schaltstellungen verbindbar, dass an den husgangsklemmen 41, 42 eine Gleichspannung unterschiedlicher Amplitude und/oder unter schiedlicher Halb-, Voll- oder Mischwellenform abgreifbar ist. Verschiedene derartige Spannungsformen am Ausgang der Stelleinrichtung sind in dem Beiblatt "Einstellungen für Stelltransformator (Fig. 3 - 5)n angegeben. Fig. 4 zeigt eine Tragplatte 5 mit Führungshülsen 63, 64 für die darin axial beweglich gehaltenen und mittels Federn 10, 11 gegen die erste starre Schaltplatte 7 ge drücken hier lediglich dargestellten Schleifkontakte D, C. Auf der ersten starren Schaltplatte 7 sind die in Fig. 3 näher dargestellten Kontaktp=Akte bzw. Kontaktbahnen als gedruckte Schaltung aufgetragen. Im dargestellten Schnittbild nach Fig. 4 kontaktiert der Schleifkontakt D mit einem Kontaktpunkt 23, während der Schleifkontakt C gerade ohne Zwischenschaltung einer gedruckten Kontaktstelle direkt auf der ersten Schaltplatte 7 aufliegt und daher um ein geringes Nass durch die Feder 11 tiefer nach unten gedrückt ist. Die Tragplatte 6 ist in ihrem inneren Teil durch einen einknöpfbaren Drehzapfen 12 achskonzentrisch drehbar zu der fest angeordneten ersten starren Schaltplatte 7 ge lagert.. Oberhalb der Tragplatte 5 ist in Mitnahmeverbindung mit dieser eine zweite flexible Schaltplatte 8 angeordnet. Zur Halterung zwischen der zweiten flexiblen Schaltplatte 8 und der Tragplatte 6 können beispielsweise axial vorstehende Zapfen 61, 62 mit Hinterschneidungen dienen, derart dass die zweite flexible Schaltplatte 8 im Sinne einer Fixierung zur Tragplatte 6 an diesen Zapfen 61, 62 einknöpfbar ist. Wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich, trägt die zweite flexible Schaltplatte 8 aufgedruckt Leiterbahnen 84 - 90, die zur Verbindung zwischen den Schleifkontakten A - G und den elektrischen Am,schlUssen der Dioden 31 - 34; 36, 37 dienen Die achleitsor.taXte A - G sind in Fig. 3 in einer bestiamten (NullstelLung) Winkelstellung der Tragplatte 6 relativ zur ersten Schaltplatte 7 eingetragen, wobei die Anordnung der Leiterbahnen 84 - 90 und der Schleifkontakte A - G auf der flexiblen zweiten Schaltplatte 8 der Anordnung der Kontaktpunkte bzw. Kontaktbahnen auf der ersten starren Schaltplatte 7 angepasst ist. In vorteilhafter Weise sind bei Verwendung der flexiblen zweiten Schaltplatte 8 mit den aufgedruckten flexiblen Leiterbahnen 84 - 90 gemäss Fig. 4, 5 in einem Arbeitsgang nicht nur die Verbindungsstellen zwischen den durch Durchbrechungen der Tragplatte 6 durchgeführten Anschlussleitungen der Dioden 31 - 34; 36, 37 sondern auch die Verbindungen der SchleiSkontakte A - G, beispielsweise durch ein Schwallbadlöten, hergestellt, wobei die flexible Schaltplatte 8 im Bereich der Änlötpunkte 80, 81 der Schleifkontakte in vorteilhafter Weise der axialen Bewegung der Schleifkontakte beim Uberschleifen der Kontaktpunkte, Kontaktbahnen oder kontaktfreien Stellen der ersten starren Schalt platte 7 bei Gewährleistung einer sicheren Kontaktierung und freien Beweglichkeit folgen kann. In vorteilhafter Weise sind bestimmte Leiterbahnen, 84, 89,-!9 im Sinne von Schmelzsicherungen S1, S2, S3 mäanderförmig mit definiertem Leiterquerschnitt ausgeführt. Durch den Querschnitt dieser Leiterbahnen als auch durch die gegenseitige Zuordnung und Annäherung der Mäandcrschleifen kann der Ansprechzeitpunkt, d.h. das Durchbrennen der Schmelzsicherungen u.a. festgelegt werden, so dass beim Ausfall einer Diode und einer Freigabe eines Strompfades in Sperrichtung sowie eines dadurch bedingten inneren Kurzschlussstromes die Stelleinrichtung vor Uberlast, insbesondere einer zu starken Erwärmung, rechtzeitig und auf einfache Weise geschützt werden kann. Einstellungen der Stelleinrichtung (Fig. 3 - 5) EMI8.1 <tb> <SEP> Kontaktverbindungen <SEP> Spannungs <SEP> form <tb> <SEP> Spannungs- <SEP> Ausgang <SEP> Ausgang <tb> <SEP> abgriff <SEP> Gleichrichter <SEP> Gleichrichter <tb> eingang <SEP> ¯ <SEP> ¯ <tb> 1 <SEP> Gleichr.- <SEP> Iwendung <tb> links <SEP> links <SEP> rechts <tb> A-22 <SEP> G-42; <SEP> F41G4i;F42 <SEP> Halbwelle <tb> n <SEP> VI <tb> 1 <SEP> B-27 <tb> <SEP> II <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ <tb> <SEP> ti <SEP> n <tb> -24 <SEP> P <SEP> I <tb> <SEP> tr <tb> . <SEP> ¯ <SEP> r <SEP> ¯ <SEP> ¯ <tb> <SEP> VI <tb> <SEP> 11 <tb> .S-27 <SEP> ,1 <tb> t <SEP> I <tb> 18-27 <SEP> C-22 <SEP> s <SEP> f7 <SEP> Pischrelle <tb> <SEP> I <SEP> d <SEP> 4f <SEP> 1 <tb> E-27 <SEP> D-23 <SEP> kJ7 <SEP> " <tb> <SEP> tr <tb> 3-27 <SEP> C-24 <SEP> n <SEP> ¯ <SEP> < <SEP> n <tb> <SEP> a <tb> 3-27 <SEP> D-25 <SEP> II <SEP> II <SEP> n <tb> t <SEP> ri <tb> 1B27 <SEP> a-26 <SEP> lt <SEP> II <tb> 1p-27 <SEP> D-27 <SEP> lt <SEP> fYW1 <SEP> Voliwell <SEP> e <tb> <SEP> ¯ <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> ¯ <SEP> , <tb> !D <SEP> 27 <SEP> C-28 <SEP> n <SEP> I1 <SEP> Mi <SEP> schwelle <tb> <SEP> I <SEP> 1 <SEP> r <SEP> schwelle <tb> $X-28 <SEP> C-28 <SEP> lt <SEP> - <SEP> l <SEP> - <SEP> II <SEP> Vollwelle <tb>

Claims: Patentansprüche 1. Stelleinrichtung für Netzanschlussgeräte, insbesondere für .elektrische Spielzeug- und Modelleisenbahnen, mit einer um eine Achse drehbaren Tragplatte zur Aufnahme von elektronischen Bauelementen, insbesondere Dioden, die über angelötete elektrische Leiter mit in der Tragplatte zumindest axial beweglich gehaltenen Schleifkontakten verbindbar sind, die gegen auf einer ersten Schaltplatte aufgedruckte Leiterbahnen gedrückt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Dioden (31 - 34; 36, 37) untereinander bzw. mit den in der Tragplatte (6) gehaltenen beweglichen Schleifkontakten (A - G) durch auf eine zweite, flexible Schaltplatte (8) gedruckte Leiterbahnen (84 - 90) verbunden sind (Fig. 4, 5) 2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die zweite flexible Schaltplatte (8) an der Tragplatte (6) fixiert ist (Fig. 4). 3. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zum Schutz der Stellainrichtung gegen Uberlastung durch einen inneren, nicht über die Ausgangsklemmen (41, 42) der Stelleinrichtung fliessenden Kurzschlussstrom aufgrund eines Defekts einer Diode (Strompfad in Sperrichtung) die entsprechenden flexiblen Leiterbahnen (84, 89, 90) der flexiblen Schaltplatte (8) im Sinne von Schmelzsicherungen (S1; S2; S3) mäanderförmig mit definiertem Leiterquerschnitt ausgeführt sind (Fig. 3, 5).

Inventors: BRADT, PETER
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1979
Main classification: A63H19
IPC codes: H05K1, A63H19