Geschwindigkeitsreduzierung

Im Analogbetrieb lassen sich auch ohne aufwendige elektronische Schaltungen, wie sie im Artikel Analogelektronik vorgestellt werden, auf einfache Art und Weise automatische Geschwindigkeitsreduzierungen o. ä. vornehmen. Im folgenden werden verschiedene Möglichkeiten für Gleichstrom- und Wechselstrombahnen dargestellt.

Einsatzgebiete

Häufig ist eine Geschwindigkeitsreduzierung an bestimmten Stellen gewünscht:

• Bei Talfahrten sollen die Loks mit weniger Spannung versorgt werden als bei Bergfahrt
• Langsamer Halt vor einem Signal
• Langsamfahrstellen (Baustellen, Weichen)

Realisierungsmöglichkeiten

Widerstände

Mit einem Hochlastwiderstand in der Fahrstromzuleitung wird die Geschwindigkeit verringert.

Mit einem Widerstand in der Fahrstromzuleitung kann die Geschwindigkeit auf einfache Weise reduziert werden. Die an dem Widerstand abfallende Spannung steht der Lok nicht mehr zur Verfügung, so daß sie langsamer wird. Es ist jedoch zu beachten, daß die Spannungsreduzierung von der Stromaufnahme der Lok abhängig ist.

Als Widerstände müssen Hochlastwiderstände verwendet werden. Typische Werte liegen im Bereich von ca. 5-10 Ohm und 10 Watt Belastbarkeit.

Diodenketten

Mit dem Drehschalter kann die Spannungsreduzierung variabel eingestellt werden. Die gezeichnete Schalterstellung entspricht einem Spannungsabfall von ca. 3,5 V. In Stellung 6 findet keine Reduzierung statt.

Das Problem der Stromabhängigkeit der Spannungsreduzierung kann man mit Dioden vermeiden. An jeder Diode fallen in Durchlaßrichtung etwa 0,7 Volt ab. Somit läßt sich über die Anzahl hintereinander geschalteter Dioden der Spannungsabfall recht genau einstellen.

Die Dioden lassen den Strom nur in einer Richtung durch. Bei Wechselstrombetrieb (Märklin) schaltet man einfach 2 Dioden "antiparallel", d. h., sie werden entgegengesetzt gepolt parallel geschaltet. Dadurch wirken sie auf beide Halbwellen des Wechselstroms.

Als Dioden für die vorgestellten Schaltungen kommen alle (Silizium-)Typen mit entsprechender Strombelastbarkeit in Frage. Bekannteste Vertreter sind die 1N4001 bis 1N4007 (für bis zu 1 A Strom) oder die 1N5400 (für bis zu 3 A Strom).

Die vier antiparallelen Diodenpaare können auch durch 2 Brückengleichrichter ersetzt werden.

Jeweils 2 antiparallele Diodenpaare lassen sich durch einen Brückengleichrichter ersetzen. Solch ein Gleichrichter, der eigentlich dazu dient, Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, enthält intern 4 Dioden. Wenn man die Anschlüsse für Plus und für Minus miteinander verbindet, entstehen zwischen den Wechselstromanschlüssen zwei antiparallele Diodenpaare. An jedem Brückengleichrichter fallen somit 1,4 V ab.

Halbwellenbetrieb (nur Märklin)

Bei Wechselstrombetrieb läßt sich die Geschwindigkeit reduzieren, indem nur eine Halbwelle genutzt wird.

Normalerweise besteht der Wechselstrom aus einer positiven und einer negativen Halbwelle, die gleich groß sind. Eine einfache Art der Geschwindigkeitsreduzierung besteht nun darin, nur eine Halbwelle zu verwenden. Dazu schaltet man lediglich eine Diode in die Fahrstromzuleitung, so daß z. B. nur noch die positive Halbwelle durchgelassen wird.

Richtungsabhängige Geschwindigkeitsreduzierung

Gleichstrom

Schaltung für automatische Geschwindigkeitsanpassung bei Berg- und Talfahrt für Gleichstrombetrieb. Im Beispiel wäre das Tal links, der Berg rechts.

Im Gleichstrombetrieb kann die Geschwindigkeitsreduzierung je nach Richtung unterschiedlich eingestellt werden. Im Extremfall befindet sich in der einen Fahrtrichtung (z. B. Bergfahrt) nur eine Diode, in der Gegenrichtung (Talfahrt) mehrere Dioden in der Zuleitung.

Wechselstrom

Da im Märklinsystem die Fahrtrichtung in der Lok umgeschaltet wird, läßt sich eine richtungsabhängige Geschwindigkeitsreduzierung nicht so einfach wie im Gleichstrombetrieb realisieren. Vielmehr muß die Diodenkette oder der Widerstand mit einem Schalter oder einem Relais (Universalfernschalter) überbrückt werden. Der Fernschalter kann z. B. über Schaltgleise richtungsabhängig geschaltet werden.