Version vom 9. Februar 2006, 18:51 Uhr

Einleitung

Welche Gleissysteme gibt es in HO?

In der Modellbahn ist zwischen Gleissystemen und Betriebssystemen zu unterschieden. Die Begriffe "Leiter" und "Schiene" haben unterschiedliche Definitionen:
"Leiter" dienen zur Versorgung mit elektrischer Energie (Strom) und sind gegeneinander isoliert.
"Schienen" dienen zur Spurführung von Spurkränzen.

Es gibt 3 verschiedene Gleissysteme:

1. Gleissystem 1: 2-Leiter-Gleise (von Roco, Fleischmann, Lima, etc....)
2. Gleissystem 2: Mittelleiter-Gleise mit elektrisch verbundenen, äußeren Gleisen und mittlerem Punktkontakt oder Mittelschiene (Märklin). Bestimmte Gleise aus dem Märklinsortiment sind auch für 2-Leiterbetrieb (siehe auch hier) geeignet, da die äußeren Schienen gegeneinander isoliert sind.
3. Gleissystem 3: Mittelleitergleise mit gegeneinander elektrisch isolierten Gleisen und Mittelschiene (Trix-Express). Dieses System (und nur dieses!) ist ein echtes 3-Leitersystem.

Diese Gleissysteme können auf verschiedene Weise mit Spannung bzw. Strom versorgt werden:

1. Wechselstrom (AC)
   • fast ausschließlich mit Gleissystem 2. Diese Kombination wird oft falsch mit "3-Leiter-AC" bezeichnet.
   • Trix-Express (Gleis-System 3) wurde in seiner Anfangszeit bis ca. 1953 mit Wechselstrom betrieben
   • eine funktionsfähige Kombination mit Gleissystem 1 ist mir derzeit nicht bekannt
2. Gleichstrombetrieb (DC)
   • typische Kombinationen sind Gleissysteme 1 und 3
   • Eine Kombination mit Gleissystem 2 ist grundsätzlich möglich, erfordert jedoch wegen der Allstrommotoren in älteren Modelle Umbauarbeiten (zur Fahrtrichtungsumschaltung ist das Umschaltrelais durch zwei Dioden zu ersetzen). Neuere Modelle mit Digitalelektronik und automatischer Systemerkennung sind bislang nicht betriebsfähig. Siehe auch die Kompatibilitätsübersicht.
3. Mischstrombetrieb (UC)
   • Digitalsysteme aller Art
   • Modellbahnsteuerung System Gahler & Ringstmeyer Classic: Es gelten die selben Beschränkungen wie unter DC beschrieben.
     Diese Einordnung ist technisch nicht korrekt, erfolgte jedoch aufgrund leichter Verwechslung
   • "echte Mischspannung" als Superposition von AC und DC: Beschränkungen wie unter DC

Detaillierte Informationen sind in der Gleissysteme H0 zu finden.

Was ist AC?

AC steht für "Alternate Current" und bedeutet einen Betrieb mit Wechselstrom (in Europa meist 50Hz, in den USA 60Hz). Nach NEM640 beträgt die Nennspannung 16 V. Davon abweichend die werkseigene Normierung auf 12V Klemmenspannung d.h. Spannung an den Motoranschlüssen). Nicht alle Transformatoren können die Nennspannung als Fahrspannung abgeben (siehe [#Trafos Abschnitt 3.2]).

Warum AC?

AC ist im Maßstab HO sehr weit verbreitet. Ein Neueinsteiger kann zwischen AC (d.h. dem Mittelleitersystem) und DC (d.h. 2-Leitersystem) entscheiden. Meistens wird die Entscheidung im Kindesalter gefällt, wenn die Kinder von Ihren Eltern eine Modellbahn geschenkt bekam/bekommt. Oft ist der Einstieg mit Märklin, somit steht das Gleis- und Betriebssystem fest: AC.

Betrieblich kann AC (Synonym für das Märklinsystem) gegenüber DC enorme Vorteile bieten. Dabei muß zwischen Vorteilen des Stromsystems und der Schienensystems unterschieden werden. Da beide häufig zusammengefaßt werden, kommt es leicht zu Mißverständnissen. Folgende Auflistung geschränkt sich auf die Kombination beider Systeme.

• Vorteile des Stromsystems
  • Modelle haben weniger Verschmutzungsprobleme
  • Gleichrichterschaltungen zum Betrieb können entfallen (vor allem für Einsteiger ggf. ein enormer Vorteil!)
  • Elektronische Motoransteuerungen können auf einfache Weise erweitert werden (sofern die Elektronik hierzu geeignet und genügend Platz im Modell vorhanden ist)
• Vorteile des Schienensystems
  • Komplizierte Kehrschleifenschaltungen entfallen
  • Kontaktstrecken sind einfacher zu realisieren
  • Die Modelle können mehr Räder zur Stromaufnahme verwenden, dadurch verringern sich Kontaktprobleme
  • Die symmetrische Stromführung verhindert ein versehentliches Verpolen der äußeren Schienen

Gegenüber den 2-Leiter-DC-Systemen gibt es noch einen markanten Unterschied im Betrieb: 2-Leiter-DC-Modelle werden schienenbezogen, Modelle im Märklinsystem werden objektbezogen betrieben. Der Unterschied äußert sich in Halteabschnitten oder nach Betriebspausen: Im Märklinsystem fahren die Modelle in die zuletzt gespeicherte Fahrtrichtung (in dieser Hinsicht stellen Digitaldekoder aller Art ein Risiko dar, da diese die Fahrtrichtungsinformation im Analogbetrieb mit der Zeit vergessen!), während im 2-Leiter-DC-Betrieb die Fahrzeuge je nach Stellung des Fahrgeräts gesteuert werden.

Wie kann man AC auf DC umrüsten?

Ein Umrüsten der AC-Lokomotiven auf DC-Betrieb ist möglich. Leider ist aufgrund der vielzahl verschiedener Konstruktionen eine pauschale Anleitung für alle Varianten, insbesondere ältere Modelle ist nicht möglich. Daher nur einige, grundlegende Ratschläge:
Prinzipiell muß bei jeder Lok die Stromabnahme vom Mittelschleifer auf die Radsätze, die zudem einseitig isoliert werden müssen, umgeleitet werden. DC-Radsätze sind bei modernen Lokomotiven kaum ein Problem, bei Älteren schon eher. Im Inneren müssen die Feldspulen des Feldmagneten (Elektromagnet) mit Dioden versehen werden, die dafür sorgen, daß die Feldspulen stets das magnetische Feld in die selbe Richtung erzeugen. Der Richtungswechsel erfolgt dann über den Stromfluß durch den Läufer (Anker). Fahrtrichtungsumschalter sollten ausgebaut werden. Für Wagen werden Austauschradsätze für DC-Betrieb angeboten. Lt. Katalog werden diese vom Handel beim Neukauf auf Wunsch umgetauscht. Weitere Informationen finden sich in der

Einsatz_systemfremder_Fahrzeuge Einsatz_systemfremder_Fahrzeuge Hobbyeinstieg] und in den 

Diskussionen der worldrailfans (in englischer Sprache).
Modelle moderner Produktion sind nur mit größerem Aufwand oder gar nicht auf DC umrüstbar! Siehe auch [#FRUkompa Abschnitt 5.2.6].

Wie kann man DC auf AC umrüsten?

Auch dieser Umbau ist möglich, jedoch mit größeren Problemen vor allem bei älteren Modellen verbunden, da meistens der Mittelschleifer nur unter Schwierigkeiten einzubauen ist. Die Radsätze sollten zur Gewährleistung eines reibungslosen Betriebes mit Kontaktgleisen ausgetauscht werden. Der Motor hingegen benötigt größere Veränderungen. Es sind hier mindestens 2 Dioden und ein Umschalter notwendig. Bei Wagen wird die Umrüstung inzwischen sehr vereinfacht, da auch "Fremdhersteller" Austauschradsätze produzieren und der Handel diese normalerweise auf Wunsch beim Kauf umtauscht. Weitere Informationen finden sich unter Einsatz systemfremder Fahrzeuge und in den Diskussionen der worldrailfans (in englischer Sprache)

Was ist besser: AC oder DC?

Diese Frage mag jeder für sich selbst beantworten, da es keine allgemeingültige Antwort gibt.

Was bedeutet Analog oder Digital?

Unter "Analog" versteht man eine Motorsteuerung, bei der die variable Größe (Spannung, Frequenz, Strom) an den Schienen anliegt und so die Modellgeschwindigkeit beeinflußt. Puristen verstehen unter "analog" den Verzicht auf jegliche Elektronik.

"Digital"-Systeme enthalten die variablen Größen zur Motorsteuerung in codierter Form, welche ohne Dekoder nicht von den Schienen entnommen werden können. Meistens wird aus ökonomischen Gründen eine Impulssteuerung angewandt. Diese "Dekoder" sind elektronische Schaltungen. Sie reagieren nur dann auf codierte Signale, wenn diese dem im Dekoder eingestellten Wert (Adresse) entsprechen. Somit sind im Rahmen des Adressbereichs unabhängige Funktionen realisierbar.

Motoransteuerungen und Funktionsweise werden in der FAQ [./Funktion.html "Wie funktioniert die Modellbahn?"] erklärt.

Warum Analog oder Digital?

Aufgrund unterschiedlicher Charakteristika zwischen Analog- und Digitalbetrieb bestehen für beide Vor- und Nachteile. Es bleibt dem Benutzer überlassen, welche Kriterien er für wichtig betrachtet.

• Wer Wert auf schonenden, langlebigen, preiswerten und modellbahntechnisch anspruchsvollen (technisch ausgereift, hoher Lerneffekt) Modellbahnbetrieb legt, sollte seine Anlage für den Analogbetrieb planen und aufbauen
• Leicht programmierbarer und automatisierbarer Modellbahnbetrieb mit Computerunterstützung läßt sich am besten im Digitalbetrieb realisieren.
• Sehr hohe Anforderungen bei Planung und Ausführung stellt die Kombination beider Systeme für den Benutzer dar. In diesem Fall stellt der Analogbetrieb eine Art "Rückfallsicherung" dar. Die Grundlagen entsprechen dem reinen Analogbetrieb. Ein Digitalbetrieb stellt hier eine Ergänzung mit i.d.R. hohem elektronischen Lerneffekt dar. Leider torpediert die zunehmende Unsitte der Schaltungsintegration auf einen Chip, alle Bemühungen defekte Schaltungen zu reparieren oder vorhandene Schaltungen zu verbessern/erweitern. Somit nimmt der elektronische Lerneffekt zugunsten der Bequemlichkeit ab, leider!

Zu Risiken des Digitalbetriebs siehe [./vorurteil.html Diskussionsanalyse]

Schrifttum

• Informationen rund um das Märklin-System
  • "Märklin-Kataloge" mit jährlich wechselndem Angebot und Informationsgehalt
  • "Die Märklinbahn und ihr großes Vorbild" verschiedene Ausgabejahre unterschiedlichen Inhalts
  • "Märklin Signalbücher der Serie 7000 bzw. 7200"
  • "Märklin Service-Handbuch" verschiedene Ausgaben unterschiedlichen Inhalts!
  • "Koll-Preiskatalog" umfassende Beschreibung (fast) aller Märklin-H0-Modelle, jährlich neu aufgelegt
• Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik
  • H. Häberle et al., "Fachkunde Informationselektronik" Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal 1984, ISBN 3-8085-3231-9
  • H. Häberle et al., "Mathematik für Elektroniker" Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal 1984, ISBN 3-8085-3304-8
  • Fa. Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG, "Formeln, Einheiten, Faktoren" D-71094 Schönaich/Württemberg
  • Fa. Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG, "DC-Mikromotoren" D-71094 Schönaich/Württemberg
  • Friedrich Franz Mertens, "Physikalisch-technische Elektrizitätslehre" Verlag Viehweg & Sohn, Braunschweig 1927
• Grundlagen der Mechanik
  • Karlheinz Kabus, "Decker, Maschinenelemente" 15. Auflage, Carl-Hanser-Verlag München-Wien 2000, ISBN 3-446-21525-5
  • Karlheinz Kabus, "Decker, Formelsammlung" 15. Auflage, Carl-Hanser-Verlag München-Wien 2000, ISBN 3-446-21523-9
  • Karlheinz Kabus, "Decker, Tabellen und Diagramme " 15. Auflage, Carl-Hanser-Verlag München-Wien 2000, ISBN 3-446-21525-5
  • F. Sass, Ch. Bouche, A. Leitner, "Dubbels Taschenbuch für den Maschinenbau" 12. Auflage, Springer-Verlag Berlin/Göttingen/Heidelberg Neudruck 1963

Weitere Informationen

Weitere Informationen finden sich in Sonderpublikationen diverser Verlage (MIBA, Alba-Verlag) sowie im Internet in Diskussionsforen, Mailinglisten oder Internetseiten. Es sprengt den Rahmen dieser FAQ alle zum Thema bezogenen Quellen zu zitieren. Somit seien an dieser Stelle lediglich auf Übersichtsseiten hingewiesen.

• Informationen zu den verschiedenen Digitalsystemen finden sich in der [./hobbystart.html#Digital FAQ Hobbystart]
• [./vorurteil.html Diskussionsanalyse] zur Frage Digital/Analog
• Grundlagen zur Funktion elektrischer Modellbahnen:[./Funktion.html "Wie funktioniert die Modellbahn?"]
• Allgemeine Informationen finden sich auf www.der-moba.de (enthält auch aktualisierte Querverweise auf die Märklin-Mailing-Liste, German-Railways)
• Erfahrungsberichte, Loktests mit Schwerpunkt H0-AC, Service- und Reparaturhinweise finden sich u.A. auch unter www.sheyn.de/Modellbahn/index.php
• Für Anfragen zu sonstigen Informationen stehe ich gerne via etc. elektronischer Post zur Verfügung.