Übergabe- oder Schleusengleis II

Trainspotters · Anmeldungsdatum: 09.08.2008 Beiträge: 277 Wohnort: Köln

Ich habe hier nun einen Schaltplan in zwei Versionen gezeichnet, der den Aufbau einer Umschaltautomatik ermöglicht. Diese Umschaltautomatik besteht aus zwei dreipoligen, sowie einem vierpoligen Umschaltrelais und zwei Kontaktgleisstrecken, über je eine der beiden Schienen.

Da sich der Kontaktabschitt autark mit Strom versorgt, wird die Fahrspannung so umgeschaltet, wie sie am betreffenden Bahnhof (Stellpult) gerade geschaltet ist. Eine spezielle Systemumschaltung ist deshalb nicht notwendig.

Wie aus dem Schaltplan hervorgeht, läuft der Steuerstromkreis lediglich über eine Schiene, so daß es ausgeschlossen ist, daß dieser Stromkreis, als Fremdspannung, mit dem Fahrstrom, egal in welchem System, zusammentrifft. Es besteht keine galvanische Verbindung. Ist die Umschaltung erfolgt, schaltet sich der Steuerstromkreis selbst ab, so daß die Relais vor Überlastung geschützt werden und gleichzeitig auch eine sichere galvanische Trennung des Fahrstroms, auf der Schaltstromschiene, gewährleistet ist.

Funktionsweise:
Davon ausgehend, das jede Lok mindestens zwei Achsen hat, die elektrisch miteinander verbunden sind, wird dieser Umstand genutzt, um den Schaltvorgang einzuleiten. Der Schaltstrom fließt durch die Lok von der ersten Achse zur zweiten Achse und schließt damit den Steuerstromkreis. Nun ziehen die drei Relais an und stellen den Fahrstrom auf den jeweils richtigen Bahnhof ein. Gleichzeitig schaltet nun der vierte Pol (violett) des mittleren Relais den Schaltstrom, in der bereits geschalteten Richtung ab. Da sich die Kontaktstrecke jeweils am Anfang und Ende, des Übergabegleises, befindet, ist dieses Übergabegleis generell in beiden Richtungen befahrbar, eignet sich also auch für eingleisige Strecken.

Um Fremdspannungen völlig auszuschließen, können die Kontaktabschnitte in der jeweiligen "Falschstellung" auch abgeschaltet werden. Das führt dann jedoch immer zu einem Liegenbleiben der Loks, sollte der Schaltvorgang, aufgrund von Kontaktproblemen, einmal nicht funktionieren. Die Schaltung ist also nicht mehr so fehlertolerant.

Pierre

Fehlertolerante Schaltung:

Sichere Schaltung:

Peter Müller · Anmeldungsdatum: 10.08.2008 Beiträge: 870 Wohnort: Bottrop

Uii, kompliziert, wenn man es nicht selber gezeichnet hat. Aber eine Frage habe ich schon: warum hast Du den "Fahrstrom rechte Schiene" durchverbunden (wenn ich das richtig erkenne, stellt die lila Leitung eine Verbindung her)? Dann gibt es doch keine allpolige Trennung?

Ich muss mir das aber erst einmal genau und in Ruhe anschauen.

Trainspotters · Anmeldungsdatum: 09.08.2008 Beiträge: 277 Wohnort: Köln

Danke Peter, für Deine Aufmerksamkeit.

Da habe ich doch tatsächlich einen Schaltfehler eingebaut.

Den Schaltplan habe ich nun korrigiert. Vorteil des neuen Schaltplans ist es nun auch, daß zu der geforderten galvanischen Trennung des Fahrstroms, auf der Schaltstromschiene, nun auch der Schaltstrom in der jeweilig geschalteten Lage abgeschaltet wird (Endabschaltung). Eine Überlastung der Relais wird damit zuverlässig vermieden.

Gruß

Pierre

Trainspotters · Anmeldungsdatum: 09.08.2008 Beiträge: 277 Wohnort: Köln

Peter Müller · Anmeldungsdatum: 10.08.2008 Beiträge: 870 Wohnort: Bottrop

Hallo Pierre,

hat lange gedauert, bis ich bemerkt habe, dass die neuen Zeichnungen schon eingestellt sind.

Ich habe noch Verständnisfragen, dazu ein Szenario: ein ICE mit gut zwei Metern auseinanderliegenden verbundenen Schleifern soll von B nach A fahren (so, wie die Schalter jetzt stehen).
- Wie lang sollen die Abschnitte K-B, A/B und K-A jeweils sein?
- Wie wird zurückgeschaltet, nachdem der Zug Richtung A weitergefahren ist?
- in der beidseitig befahrbaren Variante, wie wird die Grundstellung geschaltet, ehe ein Zug in den Bereich einfährt?

PS.: auch, wenn der Thread "Übergabeschleusengleis" heißt, gehört er glaube ich eher zum Unterforum Steuerung, einverstanden? Hierher gehören mehr mechanische Themen.

Felix · Verfasst am: 23 Sep 2008 12:20 Titel:

Irgendwie kann ich mich mit dem Gedanken eines automatischen Übergabegleises nicht so recht anfreunden,
Es nimmt einem zwar Arbeit ab, aber grade bei der Übergabe eines Zuges von einem in den anderen Abschnitt muss man doch eh ganz und gar bei dem zu übergebenden Zug sein. Allein schon um die Fartrichtung und die Geschwindigkeit im Digitalbetrieb richtig übernehmen zu können.
Meine Gedanken gingen bisher in die Richtung, dass man auf einem Übergabegleis die Fremdkontrolle beim nächsten FDL anfordern muss.Also hier mal ein Szenariobeispiel:
FDL von Bahnhof A hat einen S-Bahn Zug in das Übergabegleis gestellt. Dort stellt er den Zug ab und fordert von Bahnhof B dessen Kontrolle an. Bei Bahnhof B blinkt daraufhin ein Lämpchen, dass ein Zug für ihn bereit steht. Wenn dieser von ihm angenommen werden kann, drückt er einen Knopf und der Fahrstrom wird für dieses Gleis auf ihn übertragen.
So wäre einerseits ein unvorbereitetes Einfahren in einen fremden Abschnitt ausgeschlossen und die Übergabe wäre durch Umschalten nicht durch überfahren realisiert.
Nach ersten Überlegungen braucht man dafür nur drei Kabel zwischen den Bahnhöfen, was unserer standartisierten Verkabelung entgegen käme.
Einen Schaltplan stelle ich mal bei Gelegenheit ein,

MfG

Felix

Trainspotters · Anmeldungsdatum: 09.08.2008 Beiträge: 277 Wohnort: Köln

@Felix

Eine manuelle Schaltung ist entweder unzuverlässig, weil einfach überfahrbar oder aber stets mit einem Stillstand des Zuges zwischen den Bahnhöfen verbunden. Das eine ist nicht zielführend, daß andere einfach unschön und bedeutet außerdem, gerade bei langen Zügen, eine Erhöhung der Entgleisungsgefahr, wenn die Lok - ohne Schwungmasse - plötzlich stromlos stehenbleibt.

Auch möchte ich den Wahnsinn der Verkabelung dafür etwas einschränken. Wenn das Ganze nämlich automatisiert wird, liegt immer das richtige Stromsystem am Gleis an und macht die Bahnhofsschaltungen für Neulinge wesentlich übersichtlicher.

Es macht in meinen Augen einfach keinen Sinn, etwas mit der Hand schalten zu wollen, was am besten und sichersten der Zug selbst ansteuert. Die gesamte Schaltung sollte sich für weniger als 10 Euro realisieren lassen und die Verkabelung hält sich, in der Praxis, in sehr erträglichen Grenzen.

@ Peter:

K-A bzw K-B haben sinnvoll etwas mehr, als die Länge der längsten Lok. Sie dienen ja lediglich der Einleitung des Schaltvorganges. Da der Kontakt an beiden Trennstellen überbrückt wird, schaltet sich das Relais, in der Praxis, von selbst in die richtige Position.

Beispiel: Ein Zug fährt von A nach B, also entgegen der geschalteten Richtung. Er befährt die Kontaktstrecke K-A und schaltet damit A/B und beide Kontaktrecken zum Bahnhof A. Das bleibt so, bis er die Kontaktstrecke K-B erreicht. Nun wird der Zug komplett zum Bahnhof B geschaltet. Der nachfolgende Zug macht es ebenso, ein entgegengesetzt fahrender Zug durchfährt einfach die erste Kontaktstrecke K-B und schaltet erst bei K-A auf den nun zuständigen Bahnhof A um.

Die Strecke A/B kann beliebig lang sein, ist aber mindestens so lang, wie der Längste Zug mit stromabnehmenden Wagen.

Die Schaltung besitzt keine Grundstellung, sie bleibt vielmehr immer in der zuletzt geschalteten Richtung liegen.

Es sind beide Schaltungen in beiden Richtungen befahrbar. Die obere Schaltung lässt den Zug aber auch durchfahren, wenn der Umschaltvorgang, wegen etwaiger Kontaktprobleme, unterbleiben sollte. Sie ist also tolerant gegenüber Schaltfehlern.

Die untere Schaltung schaltet, auf den Kontaktstrecken, nur dann Fahrstrom zu, wenn die Kontaktstecke auf den ihr zugeteilten Bahnhof eingestellt ist. So wird eine Fremdspannung immer zuverlääsig vermieden, die Lok bleibt aber stehen, wenn die Relais - warum auch immer - nicht schalten. Hier beträgt die Fehleroleranz also NULL.

Ich persönlich würde diese intolerante Schaltung dennoch, zum Schutz der angeschlossenen Zentralen, vorziehen.

Pierre

Flo K · Anmeldungsdatum: 08.08.2008 Beiträge: 223 Wohnort: Kassel

Peter Müller · Anmeldungsdatum: 10.08.2008 Beiträge: 870 Wohnort: Bottrop

Trainspotters · Anmeldungsdatum: 09.08.2008 Beiträge: 277 Wohnort: Köln

Hier wird etwas vermischt und keiner bekommt es mit....

Es geht hier im Thread plötzlich um etwas ganz anderes, als die eigentliche Schleusung der Züge, unter Vermeidung von Fremdspannung. Dieses Problem zu lösen, dient dem Schutz unseres Materials und ist deshalb notwendig.

Es geht nun um die Komunikation zwischen zwei Bahnhöfen und wie diese nach Möglichkeit passieren soll.

1. So kryptischer Müll, wie "3 D R 08 D 65" ist für mich der absolute Greuel eines Digitalfetischisten. Ich will spielen und nicht das Spielen erst erlernen müssen. Jedem unbedarften Neuling dürfte es ähnlich gehen.
Mit der Diodenlösung ergeht es mir ähnlich, wenn es auch einfacher zu erlernen ist. Die Komunikation wird hier durch Technik ersetzt und das kann es doch nicht sein.

2. Finde ich die Telefone äusserst kommunikativ und bereichernd. Vor allem die leichten DECT-Handgeräte, die ohne den Kabelsalat der Feldtelefone auskommen. Wobei mir aber auch die Feldtelefone Spaß gemacht haben. Wo ist das Problem, jeden Zug, mit Digitaladresse und Stromsystem telefonisch durchzugeben. Ob er dann DCC oder MM ist, ist bei Multiprotokolldekodern und Zentralen doch eigentlich zweitrangig. Ansonsten braucht es halt zwei Zentralen für einen Bahnhof.

3. Was wir wirklich dringend brauchen, sind übersichtliche Stellpulte, die auch von Neulingen Bedient werden können. Dazu gehört ein Gleisbildstellpult, am Besten mit Start-Ziel Fahrstraßensteuerung, und eine übersichtliche Anordnung der Schalter.

4. Das heißt auch ich werde demnächst einmal anständige Stellpulte bauen düfen....

Dieser Beitrag wird nun Doppelpost in zwei Threads, damit das ganze mal wieder auf den Teppich zurückkommt, denn wer soll das bitte alles verkabeln...

Felix · Moderator Anmeldungsdatum: 09.08.2008 Beiträge: 410 Wohnort: Bochum

So.
Ich habe mich inzwischen mit deinem Plan eine automatische Umschaltung zu bauen angefreundet Pierre, und wollte das jetzt etwas "schöner" und optimierter Aufzeichnen und entsprechende Bauteile raussuchen.

Da bin ich über eine Stelle in der Schaltung gestoßen, die mich stutzig gemacht hat und die du mir vielleicht erklären müsstest:
Dieser Lila "Schaltphase" Strom soll jeweils links und rechts auf das "Schaltgleis" gelegt werden und bei einem überschreiten der Grenze zwischen A bzw. B und dem Kontaktstück würde somit der Stromkreis für das Relais geschlossen und dieses zieht an.
Soweit klar.
Mal davon abgesehen, dass man sich fragen kann, ob ein Wechselstrom für Relais so geeignet ist, kommt da noch ein Problem auf einen zu: Sobald du auf EINE der beiden Schienen einen Strom aufmodulierst ändert sich das Fahrverhalten der Loks. Bei einem Wechselstromsignal wird jedes Digitalsignal zerschossen und die Analogen Loks machen irgendwas. Die GS Loks fangen wahrscheinliche in Brummen an und der Motor verabschiedet sich vielleicht auch relativ schnell.
Bei den WS Loks würde es wahrscheinlich zu einer langsamen Fahrt kommen.
Wie würdest du diese Problematik beheben wollen?

Meine Idee wäre gewesen, auf beide Schienen von Bereich A und B einen kleinen "Schaltstrom" von vielleicht 3V DC zu packen und so keine Veränderung der effektiven Spannung für die Loks zu haben (genannt Phantomstrom).
Bei Überfahren der Grenze zum Kontaktbereich würde das Relais die 3V bekommen und es würde anziehen.
Da scheitert es bei mir aber grade noch an der Schaltungstechnischen Umsetzung.

Andere Frage: Welche Relais wolltest du verwenden?
Von der Funktion her, würde ich auf Bistabile Relais mit zwei Spulen tippen (also jede Spule schaltet das Relais in eine der beiden Positionen).
Leider gibt es davon keine günstige Quelle, weswegen ich gerne das ganze auf eine Monostabile Schaltung ändern würde.

In Erwartung,
Felix

Trainspotters · Anmeldungsdatum: 09.08.2008 Beiträge: 277 Wohnort: Köln

Hallo Felix,

Da der Schaltstrom nur mit einem Potential des Fahrstroms in Verbindung kommt, beeinflusst der Schaltstromkreis den Fahrstromkreis eigentlich überhaupt nicht. Denn der Schaltstrom fließt, in jedem Stromsystem, nicht über den Motor.

Ein Spezialfall ist hier wieder das M-Gleis, da hier der Schaltstrom zwingend über den Mittelleiter fließen muß, da die M-Gleise nur am Mittelleiter sicher zu isolieren sind. Aber das ist unerheblich, da auf M-Gleis ohnehin kein Betrieb mit DC Loks möglich ist.

Welche Stromart und welche Spannung genommen wird, bestimmt einzig und allein das verwendete Relais. Ich habe Bistabile Relais gefunden, die bereits bei 6V schalten. Leider kostet es, in der benötigten vierpoligen Ausführung, rund € 10,--. Das ist zwar nicht gerade Billig, aber unbezahlbar ist es auch nicht. Ein brauchbarer Dekoder dürfte aber teurer sein und eine abgerauchte Zentrale ist es wohl erst recht.

Das Wechselspannungszeichen habe ich verwendet, weil sich sämtliche erhältlichen Magnetartikel für die Moba nur mit Wechselstrom schalten lassen. Prinzipiell ist es aber egal, welche Stromart Du, mit welcher Spannung, einspeist.

Wie Du es allerdings mit monostabilen Relais erreichen willst, daß der jeweilige Schaltzustand auch stromlos erhalten bleibt, ist mir ein Rätsel. Aber ich bin schon gespannt, auf Deine Lösung.

Felix · Moderator Anmeldungsdatum: 09.08.2008 Beiträge: 410 Wohnort: Bochum

Trainspotters · Anmeldungsdatum: 09.08.2008 Beiträge: 277 Wohnort: Köln

Hallo Felix,

Du bist echt hartnäckig.... Also gut, Du hast natürlich Recht, daß auf der gemeinsamen Schiene en höheres Potential besteht, da ja am gemeinsamen Leiter zwei Ströme anliegen.

Eine Grundregel der elektrischen Spannung ist es jedoch auch, daß in einem geschlossenen Stromkreis die Summe der freien Elektronen immer gleich ist. Das heist: Wenn ein Elektron an der Stromquelle abgegeben wird, muß gleichzeitig ein Elektron am anderen Pol ankommen.

Eine weitere physikalische Grundregel besagt, daß ein Strom sich immer den kürzesten Weg zum Gegenpol sucht. Er nimmt also niemals einen Umweg.

Daraus ergibt sich, daß das Potenzial des Schaltstromkreises eine Stromrichtung hat, die Abseits sämtlicher elektrischen und elektonischen Bauteile in der Lok liegt. Lediglich die in der Lok längsverbundenen Radschleifer haben dieses zusätzliche Potential aufzufangen, weshalb der Schaltstrom nicht so hoch sein sollte, daß einem diese Radschleifer wegschmelzen, beziehungsweise sie so überlastet werden, daß der Schleifer zum Widerstand wird. Da der benötigte Schaltstrom für die Relais aber sehr gering ist, passsiert in der Praxis da überhaupt nichts, denn die Radschleifer der Gleichstromloks vertragen problemlos weit höhere Ströme, als das, was da tatsächlich anliegt. Bei den Märklinloks mit Metallchassis als Verbindung der Lokräder untereinnander, würde noch nicht einmal etwas passieren, wenn Du die Relais mit Haushaltsstrom, d.h. 220 V, versorgen würdest.

Wir können jetzt noch stundenlang debattieren, Du wirst sehen, daß meine Schaltung in der Praxis funktionieren wird. Vertrau mir da einfach mal...

Von der Verwendung zweipoliger bistabiler Relais möchte ich abraten, da im Grunde eigentlich ein zehnpoliges Relais benötigt würde. Nur dann erreiche ich eine 100%ige Schaltsicherheit, solange das Relais nicht defekt ist.

Bereits meine Verwendung von drei vierpoligen Relais hat den Knackpunkt, daß wenn das mittlere Relais umgeschaltet hat, der Schaltstrom für die beiden anderen Relais weg ist. Ich weiß also nicht, ob in der Praxis eine ausreichend sichere Schaltsicherheit gegeben ist.

Da es bei den vierpoligen Relais aber problemlos möglich ist, die drei Relais autark mit Schaltstrom zu versorgen, kann die Schaltung bei tatsächlichem Bedarf diesbezüglich auch noch geändert werden.

Da aber das wiederum eine kurzzeitige Brücke - es geht da in der Praxis höchstens um Millisekunden - im Fahrstromkreis bedeuten könnte, sollten die Relais asynchron schalten, wäre es besser, durch eine besondere Schaltung sicherzustellen, daß das Relais mit dem Schaltstromumschalter stets als letztes schaltet.

Ich denke da an einen Vorschaltwiderstand oder aber an einen Kondensator, der zunächst geladen werden muß, bevor er den Weg zu den Relaisspulen, des mittleren Relais, freigibt. So ließe sich die Schaltsicherheit zumindest wieder auf 99% erhöhen, ohne für Millisekunden eine solche Strombrücke riskieren zu müssen.

Ich selbst halte aber eigentlich auch dieses Problem - in der Praxis - für bedeutungslos, da die kurzzeitige Verbindung der aufgetrennten Schienen noch nicht bedeutet, daß dadurch eine Fremdspannung in das System kommt. Es kommt lediglich - bedenkt bitte nur für Millisekunden - zu einer gemeinsamen Masse, bis alle drei Relais umgeschaltet haben.

Pierre

Sebastian · Anmeldungsdatum: 27.09.2008 Beiträge: 127

Jungs so im Detail kann ich euch nicht mehr folgen, aber folgendes mal grundsätzlich:

Beim Teppichbahnen in Kassel gibts aufgrund der Dimensionen und der Öffnung für Öffentlichkeit am Sonntag kein "Ausprobieren" und kein "Vielleicht". Was dort zum Einsatz kommt muss am besten vorher getesten sein und 100%ig klappen.
Heißt Rollmaterial was solala fährt sollte nicht aufs Gleis gestellt werden. Und Schaltungen vor Ort das erste mal testen kommt sicher nicht gut...da werden noch genug andere Herausforderungen auftauchen die es zu meistern gilt Smile

Teppichbahning

Forum der Freunde von Teppichbahn-Treffen

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