DE2013802B2 - Stelltransformator, dessen sekundaerwicklung zwei teilwicklungen aufweist - Google Patents

Description

U-förmigen Isolierslücks kann in einfacher Weise während des Wickel Vorgangs erfolgen. Dabei genügt die Festlegung des Isolierstücks durch die äußere Lage der Sekundärwicklung, so daß es keiner zusätzlichen Befestigungselemente bedarf.

Zum Antrieb von Fahrspielzeugen ist im allgemeinen eine bestimmte Mindestspannung erforderlich, so daß bei Veränderung der Sekundärspannung des Transformators zwischen Null und einem Maximalwert sich das Fahrspielzeug anfangs niehl bewegt. Weist nunmehr die Sekundärwicklung eine weitere, nicht mit einer Gleitfläche versehene Randwicklung auf, welche innerhalb der beiden anderen Teilwicklungen angeordnet ist, so kann entweder die Abstufung der Regelung, d. h. die Spannungsdifferenz von Windung zu Windung, verringert oder die Breite des Transformators weiter verkleinert werden. Die Randvicklung wird dann nahezu die für den Bewegungsbeginn des Fahrspielzcugs erforderliche Spannung »bgeben, während über die Schleifer lediglich die zusätzliche Betriebsspannung verändert \tird.

Ein besonders vielseitiger Einsatz des Transformators ist dann möglich, wenn die Teilwicklungen der Sekundärwicklung galvanisch getrennt sind. Dabei gehört zu den Teilwicklungen auch die Randwicklung. In diesem Falle ergeben sich je nach Schaltung des Transformators verschiedene Möglichkeiten für ilen Abgriff der Sekundärspannung.

Eine Möglichkeit zur Verbindung der Teile des Transformators besteht gemäß einer Ausgestaltung tier Erfindung darin, daß die Schleiferfinger gegenseitig isoliert sind und benachbarte Enden einer Seite der mit Gleitflächen versehenen Teilwicklungen leitend miteinander verbunden sind. In diesem Fall wird die Sekundärspannung an den beiden Schleiferfingcrn abgenommen. Dabei sind die Teilwicklungen gegensinnig gewickelt.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, lediglich die Schleiferfinger leitend miteinander zu verbinden. Dabei wird bei Verschiebung der Schleiferfinger die Spannung an den benachbarten Enden der Teilwicklungen der Sekundärwicklung abgegriffen, somit ebenfalls die Sekundärspannung verändert. Die beiden anderen Enden der Teilwicklungen bleiben offen.

1st eine Randwicklung vorhanden, und sind die Schleifcrfinger leitend miteinander verbunden, so ist es möglich, ein Ende der Randwicklung mit einem Ende einer der Teilwicklungen zu verbinden. Es ist also die Randwicklung mit einer der Teilwicklungen in Reihe geschaltet.

Ferner ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß bei gegenseitig isolierten Sclileiferfingcrn und miteinander verbundenen Enden einer Seite der Teilwicklungen ein Ende der Randwicklung mit einem Schleifcrfinger verbunden ist, wobei dann die Spannung am anderen Schleiferfinger und am anderen Ende der Randwicklung abgenommen wird.

Die leitend miteinander verbundenen Schlciferfingcr können an eine gemeinsame Anschlußklemme gelegt sein. Dies ermöglicht es, gleichzeitig auch entsprechende Tcilspannungcn abzunehmen.

Weitcrc Mcrkniile, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Alisführungsbeispiele an Hand der Zeichnung. Hierbei /.eigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Stelltransformator.

Fig. 2 und 3 Schnitte nach Linie IT-II und IH-HI

in Fig. I und

Fig. 4 bis 6 verschiedene Möglichkeiten zur Verbindung der Teilwicklungen der Sekundärwicklung und der Schleiferfinger.

Der mittlere Schenkel 1 des dreischenkeligen Eisenkernes 2 trägt die Primärwicklung 3 und die eus mehreren Lagen bestehende Sekundärwicklung 4. Zwischen Primärwicklung 3 und Sekundärwicklung 4

ίο ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3 eine Isolierschicht 5 angeordnet. Es ist auch möglich, statt der Isolierschicht 5 einen getrennten Spulenkörper für die Sekundärwicklung 4 zu verwenden.

Die Sekundärwicklung 4 weist, wie insbesondere F i g. 2 erkennen läßt, zwei übereinander angeordnete, jeweils galvanisch getrennte Teilwicklungen 7, 8 auf. Eine weitere Wicklungslage dient dabei als Randwicklung 6. Die Teilwicklungen 7 und 8 sind jeweils oberseitig mit einer Gleitfläche 9, 10 für das Kontaktstück 11 je eines Schloiferfingers 12, 13 versehen. Die einzelnen Wicklungslagen können durch eine Isolierschicht oder getrennte Spulenkörper voneinander isoliert sein.

Die Schleiferfinger 12, 13 sind beispielsweise mittels des Verbindungsstückes 14 mechanisch fest miteinander verbunden und über einen nicht dargestellten Antrieb in Richtung des Pfeiles 15 hin- und herbewegbar. Wie F i g. 2 und 3 erkennen lassen, gleitet der obere Schleifer 13 mit seinem Kontaktstück 11 außenseitig an der Sekundärwicklung 4, während der Schleiferfinger 12 in einen zwischen den Teilwicklungen 7 und 8 angeordneten Kanal 16 eingreift. Dieser Kanal 16 ist von einem querschnittlich U-förmigen Isolierstück 17 gebildet, welches sich auf den isolierenden, die Wicklung begrenzenden Endstücken 18 des Transformators abstützt. Es wird durch die äußere Teilwicklung 8, welche das Isolierstück 17 umgibt, festgehalten.

Die Enden 19 der Primärwicklung 3 und die Enden 20, 21 der Teilwicklungen 7, 8 der Sekunda wicklung 4 sind frei nach außen geführt. Dabei ist wie ein Vergleich der Fig. ! mit den Fig. 4 bis 6 zeigt, die Anordnung so gewählt, daß jeweils ein Ende 20 der Teilwicklung 7 der Sekundärwicklung 4 neben einem Ende 21 der Teilwicklung 8 liegt. Die Enden 22 der Randwicklung 6 sind so angeordnet, daß sie ohne weiteres mit einem der Enden 20, 21 der Teilwicklungen 7, 8 oder auch mit den beiden Enden 20. 21 verbunden werden können.

;- Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 der Zeichnung sind die benachbarten Enden 20, 21 der Teilwicklungc.'i 7,8 der Sekundärwicklung 4 bei 23 miteinander verbunden. Die Schlciferfingcr 12, 13 sind gegeneinander isoliert. Die Sekundärspannung wird an den Klemmen 24 abgenommen.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 5 hingegen sind die Schleiferfinger 12, 13 bei 25 leitend miteinander verbunden. Die Sekundärspannung wird an den einander benachbarten Enden 20, 21 der Teilwicklungen 7, 8, beispielsweise an den Klemmen 26, abgenommen.

In Fig. 6 ist schließlich ein Transformator mit einer zusätzlichen Randwicklung 6 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist ein Ende 22 der Randwicklung 6 mit dem benachbarten Ende 20' der Teilwicklung 7 bei 27 verbunden. Das dem Ende 20' der Teilwicklung 7 benachbarte Ende 21' der Teilwicklung 8 ist an eine Klemme 28 für die Entnahme der

Sekundärspannung geführt. Die andere Klemme 28' für die Sekuncliirspannung ist mit dem zweiten Ende 22' der Teilwicklung 6 verbunden.

Selbstverständlich wäre es auch möglich, bei einem Transformator mit einer Randwicklung 6 beispielsweise die einander benachbarten Enden 20. 21 der Teilwicklungen 7,8 der Sekundärwicklung 4 miteinander und ein Ende 22 der Randwicklung 6 mit einem Schleiferfinger 12 zu verbinden und die Sekundärspannung am anderen Ende 22' der Rand- wicklung 6 und dem Schleiferfinger 13 abzunehmen.

In F i g. 5 und 6 sind die bei 2S miteinander verbundenen Schleiferfinger 12, 13 an eine gemeinsame Klemme 26' angeschlossen. Dies bietet die Möglichkeit, zwischen einer der Klemmen 26 und der Klem me 26' bei der Ausführungsform nach F i g. 5 die Tcilspannung der Tcilwicklung 7 oder 8 abzunehmen. Bei der Anordnung gemäß F i g. 6 kann zwischen der Klemme 26' und der Klemme 28 die Teilspannung an der Teilwicklung 8, zwischen den Klemmen 26' und 28' die Teilspannung an der Teilwicklung 7 zuzüglich der Spannung an der Randwicklung 6 abgenommen werden. Dabei ist es natürlich auch möglich, die jeweiligen Teilspannungen gleichzeitig abzunehmen.

Natürlich ist es möglich, die Anordnung der Teilwicklungen 7, 8 des Transformators im Hinblick auf die Gleitflächen derart zu ändern, daß ein Schleiferfinger oberseitig der einen Teilwicklung, der andere Schleiferfinger unterseitig der anderen Teilwicklung anliegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Stelltransformator, dessen Sekundärwicklung zwei Teilwicklungen aufweist, auf deren Gleitflachen je ein Sclileiferfinger die Spannung abgreift, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilwicklungen (7, 8) koaxial übereinandergewickelt sind und im Bereich der Gleitflächen (9, 10) zwischen den Teilwicklungen ein we- ίο nigstens einen der Schleiferfinger (12, 13) aufnehmender Kanal (16) angeordnet ist.

2. Stelltransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Kanals (16) zwischen die Teilwicklungen (7, 8) ein querschnittlich etwa U-förmiges Isolierstück (17) «ingesetzt ist.

3. StelltMjsformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (4) koaxial innerhalb der beiden Teilwicklungen (7,8) zusätzlich eine Randwicklung (6) ohne Gleitfläche aufweist.

4. Stelltransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilwicklungen (7, 8) und die Randwicklung (6) der Sekundärwicklung (4) galvanisch getrennt sind.

5. Stelltransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleiferfinger (12, ϊ.3) gegenseitig isoliert sind und benachbarte Kndcii {20, 21) einer Seite der Teilwicklungen (7, 8) leitend Miteinander verbunden sind.

6. Stelltransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifcrfinger (12, 13) leitend miteinander und mit einer Anschlußklemme (26') verbunden sind.

7. Stelltransformator nach einem der Anspiüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schlciferfinger (12, 13) mechanisch fest miteinander verbunden und auf den Glcitflächen (9, 10) gleichsinnig verschiebbar sind.

8. Stelltransformator nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (22) der Randwicklung (6) mit einem Ende (20') einer Teilwicklung (7) verbunden ist.

9. Stelltransformator nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Finde (22) der Randwicklung (6) mit einem Schlciferfinger (12) verbunden ist.

10. Stelltransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Anwendung auf elektrische Fahrspielzeuge.

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Stelltransfortnator, dessen Sekundärwicklung zwei Teilwicklungen aufweist, auf deren Glcitflächen je ein Schleiferfinger die Spannung abgreift.

Bei den bekannten Transformatoren für elektrische Fahrspiclzeuge wird für die Sekundärwicklung verhältnismäßig dicker Draht verwendet, um einen Sekundärstrom ausreichender Strärkc entnehmen zu können. Sol! dabei die Sekundärspannung mittels eines die Sekundärwicklung abgreifenden Schleifers verändert werden, so wird im allgemeinen die Sekundärwicklung einlagig gewickelt. Dadurch ergibt sich, abhängig von der großen Drahtstärke, zwangläufig eine verhältnismäßig große Breite der Sekundärwicklung. Um diese Wicklung unterbringen zu können, ist dann ein entsprechend großer Eisenkern erforderlich, was sich selbstverständlich auf das Gewicht und die Baugröße des Transformators nachteilig auswirkt. Darüber hinaus bedingt ein derartiger Eisenkern höhere Verluste und erhöhte Herstellungskosten.

Es wäre zwar möglich, bei gleichem Spanr.ungs-Regelbereich die Breite der Wicklung zu verringern, indem die Sekundärwicklung mehrlagig ausgeführt wird, wobei jeweils nur jede zweite bzw. dritte Windung zur Bildung der Gleitbahn für den Schleifer beiträgt. Eine solche Wicklung ist jedoch nur sehr schwer herzustellen und ergibt darüber hinaus eine Gleitfläche geringer mechanischer Festigkeit, weshalb dieses Vorgehen insbesondere für Spielzeugtransformatoren nicht in Frage kommt.

bs sind zwar Stelltransformatoren bekannt (deutsches Gebrauchsmuster 1 895 204, deutsche Offenlegungsschrift 1 538 173, Patentschrift 26 102 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin), auf deren beiden Wicklungen je ein Schleifer abgreift, doch sind die Wicklungen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, um einen sehr kleinen Drehwinkel zu erzielen. Hierbei ist ebenfalls das Gewicht unJ die Baugröße ungünstig.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stelltransformator derart auszubilden, daß bei geringer Breite der Sekundärwicklung trotzdem ein ausreichender Spannungs-Rcgelbereich gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Stelltransformator der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß diu beiden Teilwicklungen koaxial übereinandergewickelt sind und im Bereich der Gleitflächen zwischen den Teilwicklungen ein wenigstens einen der Schleifcrfinger aufnehmender Kanal angeordnet ist. Dabei ist bevorzugt zur Bildung des Kanals zwischen die Teilwicklungen ein querschnittlich etwa U-förmiges Isolierstück eingesetzt.

Bei dem Transformator nach der Erfindung ist jedem Schlciferfinger somit nur die Hälfte der Sekundärwicklung zugeordnet. Es muß daher nebeneinander bei gleichem Spannungs-Regclbereich gegenüber den bekannten Transformatoren nur die halbe Anzahl von Drahtwindungen angeordnet werden, wodurch Mch für den erfindungsgemäßen Transformator eine sehr schmale Bauweise ergibt. Dies führt gleichzeitig zu einer Verkleinerung der magnetischen Wege und ;iner Verringerung des L.eistungsgcwichts. Aulkiijcni kann selbstverständlich das Gehäuse des Transformators entsprechend verkleinert werden, was insbesondere bei seiner Verwendung zum Betrieb von Modellbahnanlagen od. dgl., wo im allgemeinen nur wenig Raum zur Verfugung steht, von erheblicher Bedeutung ist. Schließlich verbilligt sich die Herstellung des Transformators durch die erheblichen Eisen- und zudem merklichen Kupferersparnisse beträchtlich.

Ist ein U-förmiges Isolierstück zwischen die Teilwicklungen eingesetzt, gleitet an der Außenfläche der Sekundärwicklung ein Schleiferfinger des Schleifers, während der andere Schlciferfinger in den Kanal eingreift und dort der Oberfläche einer weiteren Lage der Sekundärwicklung anliegt. Die Anbringung des