Märklin H0 : Betriebliches
Inhaltsverzeichnis
Betriebliches (Mechanik, Elektrotechnik, einfache Schaltungen)
Kupplungen
In diesem Abschnitt sollen die wichtigsten Kupplungen besprochen werden. Eine Übersicht zu weiteren Kupplungen in der Spurgröße H0 einschließlich betrieblicher Beurteilung findet sich in Kupplung von Herrn Günter Jaritz.
Klauenkupplungen
Klauenkupplungen kommen bei Märklinmodellen nur bei Vorkriegsmodellen vor. Ein Betrieb mit den heute gängigen Bügel- oder Kurzkupplungen ist nicht ohne weiteres möglich. Zum Mischbetrieb gab es für die breiten Bügelkupplungen der späten 30'er und 40'er Jahre (Koll-Kupplung Typ 4) einen Kupplungsadapter in Form einer Zusatzkupplung unter der Bezeichnung "360 ZK". Wem eine Quelle für diese Zusatzkupplung bekannt ist, möge sich mit mir in Verbindung setzen.
Bügelkupplungen
Markantester Unterschied zwischen den verschiedenen Bügelkupplungen ist die sog. Vorentkupplung. Der Vorentkupplungsbügel einer Bügelkupplung ist an einer Metalllasche, die auf dem senkrechten Stift der Kupplungsschürze liegt, zu erkennen. Dieser Bügel ist als Erleichtung zum Rangieren und als Maßnahme gegen ungewolltes Entkuppeln während der Fahrt gedacht. Zumindest bei Märklin haben die Kurzkupplungen die Bügelkupplungen weitgehend abgelöst. Diverse Betriebsprobleme, vor allem mit älterem Rollmaterial Kurzkupplungen(siehe unten) veranlaßten die Firma Märklin zu einer Renaissance der Bügelkupplung. Metallausführungen der BK sind sehr weit verbreitet und bereiten bei richtiger Justierung mit der Kupplungslehre kaum Probleme. Bügelkupplungen aus Kunststoff lassen sich ohne das Risiko einer Zerstörung nicht einjustieren. Fahrzeuge mit Kunststoffbügelkupplung können leicht auf Kurzkupplung umgerüstet werden. Wenn Bügelkupplungen nicht einwandfrei trotz gleicher Höhe miteinander kuppeln, kann dies an einem verbogenen Kupplungs"bart" liegen. Man prüfe in diesem Fall auf ein möglichst senkrecht eingestellten "Bart". Mit "Bart" ist der Teil der Kupplung gemeint, auf dem der Haltestift für den Kupplungsbügel sitzt.
Achtung: Bügelkupplungen mit Kupplungsaufnahme nach NEM 362 und "Schwalbenschwanz" können bei schweren Zugkasten oder ruckartigen Bewegungen abreißen und so zu Entgleisungen führen! Sie sind daher nicht in allen Fällen betriebssicher!
Kurzkupplungen
Kurzkupplungen ermöglichen einen vorbildgerechten, kurzen Abstand zwischen den Wagen und ein sanftes Einkuppeln in der Geraden. Leider ist mit Kurzkupplungen ein Einkuppeln in Kurven <R4 nicht möglich. In Radien <R2 ist ein sicherer Schubbetrieb (Abdrückberg) mit Kurzkupplungen nicht möglich. Kurzkupplungen sind nicht mit älteren Haken- und TELEX-Kupplungen kompatibel.
Achtung: Kurzkupplungen mit Kupplungsaufnahme nach NEM 362 und "Schwalbenschwanz" können bei schweren Zuglasten oder ruckartigen Bewegungen abreißen und so zu Entgleisungen führen! Sie sind daher nicht in allen Fällen betriebssicher!
Hakenkupplungen
Hakenkupplungen in ihren verschiedenen Ausführungen finden sich als Spezialkupplungen im Märklinsortiment ausschließlich an Triebfahrzeugmodellen. Sie können bei korrekter Einstellung mit fast allen anderen Kupplungen kombiniert werden (Ausnahmen sind Telex- und Hakenkupplungen. Doppeltraktionen sind mit Hakenkupplungen ohne Modifikationen nicht möglich. Eine Sonderausführung der Hakenkupplung ist die TELEX-Kupplung, bei der die Entkupplungsgabel ferngesteuert an jeder Stelle der Anlage betätigt werden kann. Alle Modelle mit TELEX-Kupplung haben entweder ein Spezialrelais mit 4-Phasenumschaltung oder einen speziellen Dekoder. Ältere TELEX-Kupplungen sind wegen der seitlichen Einfangbügel nicht mit den modernen Kurzkupplungen kompatibel (gilt auch für die entsprechenden Hakenkupplungen).
Sonderkupplungen
Unter "Sonderkupplungen" sind alle bislang nicht erwähnten Kupplungen der Firma Märklin zusammengefaßt, die weniger große Bedeutung erreicht haben. Hierzu gehören auch die Schraubenkupplungsimitationen, ehemalige Katalognummer 7204, mit denen sich feste Zugverbände aufbauen ließen. Gleichzeitig war diese Kupplung als stromführende Kupplung eine Entlastung des Lokomotivmotors, da die Wagenschleifer entfielen. Andere stromführende Kupplungen, die nicht so vorbildgerecht sind, fanden mehr Verbreitung. All diesen Kupplungen gemeinsam ist, daß eine Zugzusammenstellung via Rangieren nicht mehr möglich ist.
Kupplungen anderer Firmen für die Spurgröße H0 werden in dem Artikel Kupplungen von Herrn Günter Jaritz besprochen.
Fahrtrichtungsumschaltung
In diesem Abschnitt werden betriebliche Hinweise zu den verschiedenen Fahrtrichtungsumschaltern/Dekodern in Bezug auf die Fahrtrichtungsumschaltung gegeben.
Handschalthebel
Datei:Märklin-Handschalt.jpg Bis Mitte der 60'er Jahre des 20. Jahrhunderts wurden zusätzlich zu den Umschaltrelais auch Handschalthebel in die Modelle eingebaut, die auch im Falle einer Fehlfunktion des Relais für eine Umschaltmöglichkeit sorgten. Vereinzelt wurde im Primex-Programm auch auf den Einbau eines Relais verzichtet. Diese Modelle haben ausschließlich einen Umschalthebel. Aus diesem Grund können diese Modelle nicht mit einem Überspannungimpuls umgeschalten werden.
Relais
Für alle Relais gilt: eine befriedigende Funktion ist nur bei ausreichender Energieversorgung gewährleistet. Es macht daher wenig Sinn, mit einem überlasteten Transformator ein Relais justieren zu wollen. Die meisten Relais haben eine 2-Phasenschaltung. Ausnahmen sind lediglich die "Perfekt"-Schaltung (1939-1955) mit 4 Phasen (Fahrt vorwärts-Halt mit Licht-Fahrt rückwärts-Halt mit Licht), die Schleiferumschaltrelais der TEE-Modelle und die TELEX-Relais. Letztere könnten auch zu 4-Phasenrelais oder zur fahrtrichtungsabhängigen Beleuchtungsumschaltung eingesetzt werden.
Typische Problemfälle mit Relais sind ruckartige Bewegungen beim Umschaltimpuls ("Froschhüpfer" oder "Bocksprung") bei dem die Rückstellfeder des Relais zu stark (eingestellt) ist oder automatisches Umschalten bei hoher Fahrspannung. Letzteres basiert auf zu schwach eingestellter Rückstellfeder. Besonders häufig machen sich in dieser Hinsicht die alten Walzenumschalter störend bemerkbar.
Gelegentlich sollte man die Kontakte der Relais reinigen, um zu starke Spannungsabfälle zu vermeiden, welche den Betrieb erheblich beeinträchtigen können.
Relais mit Vorschaltelektronik
- Ansteuerung des Motors, wenn die Spannung unter 24V Nennspannung ist
- Ansteuerung des Fahrtrichtungsumschalters, wenn die Spannung über 24V ist.
- Begrenzung der Dauer des Umschaltimpulses auf unter 1s
- Wiedereinführung des fahrtrichtungsabhängigen Wechsels der Beleuchtung
- Beseitigung des Abrißfunkens beim Umschalten
Diese Vorgaben werden durch folgend erläuterte Schaltung erreicht:
Gleichrichtung der Eingangsspannung ohne Glättung (Graetz-Schaltung). Ein Komparator vergleicht die Spannung; solange diese kleiner als 24V Nennspannung (in der Praxis reichen meistens 22V aus) ist, wird der Leistungstransistor angesteuert, der im Zweig zur Motorleitung liegt. Ist die Eingangsspannung größer, wird dieser Transistor augenblicklich gesperrt und ein weiterer schaltet kurzzeitig das Umschaltrelais ein. Als Nebenprodukt fällt noch ein fahrtrichtungsabhängiger Wechsel der Beleuchtung an; dazu müssen allerdings die Feldspulen des Motors über Dioden geblockt werden.
Obwohl die Packungsdichte dieser Zusatzschaltung nahezu optimal ist, paßt sie nicht in jede Lok*, da sie ja zusätzlich zum bestehenden Umschaltrelais montiert werden muß. Daher gibt es auch eine vollelektronische Umschaltung, die den mechanischen Fahrtrichtungsumschalter ersetzt (s. elektronischer Umschalter). Die Schaltung selbst läßt sich sehr einfach nachvollziehen, denn sie besteht nur aus ein paar Standardbauelementen und könnte somit auch in SMD ausgeführt werden.
*diese Vorschaltelektronik wurde nicht in SMD ausgeführt.
Die Nachrüstung vorhandener Lokomotiven ist unter Umständen problematisch, denn es müssen sowohl der Fahrtrichtungsumschalter als auch die Lämpchen von der Masse getrennt werden. Es sei denn, man ist in der Lage die "Polarität" des Relais umzukehren, dann ist die Massetrennung nicht mehr notwendig.
Beim Umschaltrelais geht das noch verhältnismäßig einfach. Zunächst wird die Befestigungsschraube entfernt und der Schalter vorsichtig aus seiner Halterung gelöst. Zwischen den beiden jetzt freiliegenden Auflageflächen wird ein passendes Glimmer- oder Pappeplättchen eingeschoben, vorne eine kleine Lötöse zur Stromzuführung eingefügt und das Ganze mit einer M2-Nylon Schraube wieder fixiert. Und hier ist auch das größte Problem: wo gibt es 10mm lange M2 Nylon-Schrauben?
Anm.: Märklin verwendet hierfür sog. "Plastite"-schrauben.
Die Lämpchen müssen in der Regel komplett ausgebaut und durch eine freischwebende Konstruktion ersetzt werden; es soll inzwischen auch lose Stecksockel für die kleinen 2mm Stiftsockellämpchen geben. Wenn das Lokgehäuse es zuläßt, können auch Miniaturleuchtdioden eingebaut werden, wobei dann sogar ein Lichtwechsel rot/weiß realisierbar ist.
Aufgrund dieser Schaltung sind die damit ausgerüsteten Modelle nicht mehr in der Lage alle Züge, die sie vor dem Einbau ziehen konnten, zu bewegen. Dies ist auf Frequenzverdoppelung (100 Hz statt 50 Hz) und Spannungreduktion (ca. 4 V durch Schleusenspannung der Halbleiter) am Motor zurückzuführen.
elektronischer Umschalter
* Es sind sehr viele "Individualisierungen" dieser Schaltung im Umlauf, Märklin hat häufig den zur Verfügung stehenden Platz gemessen und die Platine auf diese Maß gebracht, so daß die o.g. Aussage eher theoretisch ist.
Dekoder (DELTA/DIGITAL)
Kompatibilitsätübersicht
Alle bisher betrachteten Fahrtrichtungsumschalter zeigen bei verschiedenen Betriebssystemen auf Mittelleitergleisen unterschiedliche Eigenschaften. Zu Unterscheiden ist hierbei zwischen Betriebsfähigkeit (Kompatibilität im engeren Sinn) des betreffenden FRU und einer möglichen Auf- bzw. Umrüstung. Im Allgemeinen wird Letzterer der Vorzug gegeben.
Folgende Tabellen enthalten einige Abkürzungen:
"AC" = Mittelleiter-AC-System (analog), "DC" = Mittelleiter-DC-System (analog), "MMS" = Mittelleiter-Märklin-Motorola-System (digital), "FFM" = Fremdformate im Mittelleitersystem (digital), "PWM" = Impulsbreitenmodulation im Mittelleiterbetrieb (MpC von Gahler und Ringstmeier, elektron. Fahrgeräte Nr. 6600/6699) (analog), "HVW" = gleichgerichtete, aber nicht geglättete Wechselspannung im Mittelleitersystem (analog). In den Spalten werden angegeben: "+" betriebsfähig, "0" eingeschränkt betriebsfähig und "-" nicht betriebsfähig.
Kompatibilität FRU - Betriebssystem auf Mittelleitergleisen
| Fahrtrichtungsumschalter | AC | DC | MMS | FFM | PWM | HVW |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Handschalthebel | + | + | - | - | + | + |
| Relais | + | + | - | - | + | + |
| Vorschaltelektronik | + | + | - | - | + | |
| elektron. Umschalter | + | + | - | - | + | |
| Dekoder ohne autom. Systemerkennung | + | + | + | - | + | |
| Dekoder mit autom. Systemerkennung | + | - | + | - | - | - |
| Sinus-Dekoder | + | - | + | - | - | - |
Aufrüstmöglichkeit des vorhandenen FRU auf das jeweilige Betriebssystem. Als Aufrüsten wird der Einbau zusätzlicher Komponenten unter Erhalt des vorhandenen FRU verstanden. In den Spalten bedeuten: "++" wird automatisch erkannt, "+" manuell einstellbar, "0" kommerziell erhältlich, "-" individuelle Lösungen mit vertretbarem Aufwand möglich und "--" Aufrüstung nicht möglich/zu teuer.
| Fahrtrichtungsumschalter | AC | DC | MMS | FFM | PWM | HVW |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Handschalthebel | ++ | ++ | ++ | ++ | ||
| Relais | ++ | ++ | - | - | ++ | ++ |
| Vorschaltelektronik | ++ | ++ | -- | -- | ++ | ++ |
| elektron. Umschalter | ++ | ++ | -- | -- | ++ | ++ |
| Dekoder ohne autom. Systemerkennung | + | + | + | -- | + | + |
| Dekoder mit autom. Systemerkennung | ++ | - | ++ | -- | -- | - |
| Sinus-Dekoder | ++ | -- | ++ | -- | -- | - |
Umrüstmöglichkeit des vorhandenen FRU auf das jeweilige Betriebssystem. Ein Umrüsten ist der Ersatz des vorhandenen FRU gegen einen Neuen. Es bedeuten in den Spalten: "++" Umrüstung nicht notwendig, "+" Umrüstung mit kommerziellen Produkten möglich, "0" Umrüstung in eigener Regie mit vertretbarem Aufwand möglich, "-" Umrüstung in Eigenregie möglich, aber aufwendig, "--" Umrüstung auch in Eigenregie nicht möglich.
| Fahrtrichtungsumschalter | AC | DC | MMS | FFM | PWM | HVW |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Handschalthebel | ++ | ++ | + | + | ++ | ++ |
| Relais | ++ | ++ | + | + | ++ | ++ |
| Vorschaltelektronik | ++ | ++ | + | + | ++ | ++ |
| elektron. Umschalter | ++ | ++ | + | + | ++ | ++ |
| Dekoder ohne autom. Systemerkennung | ++ | ++ | ++ | + | ++ | ++ |
| Dekoder mit autom. Systemerkennung | ++ | + | ++ | + | + | + |
| Sinus-Dekoder | ++ | -(-) | ++ | -- | -- | -(-) |
Beleuchtung
Fahrtrichtungsabhängige Umschaltung der Beleuchtung bei Elektrolokomotiven/Triebwagen
Märklinmodelle mit individuellen Glühlampen hatten meistens eine eingebaute, mit der Fahrtrichtung wechselnde Beleuchtungsumschaltung. Dies betraf fast ausschließlich Elektrolokomotiven und Triebwagen. Bei diesen Modellen ist kein Umbau notwendig.
Modelle mit Lichtkörper ab Baujahr 1962 hatten eine durchgehende Beleuchtung auf allen Seiten, unabhängig von der Fahrrichtung. Bei den meisten Modellen kann eine "Trickschaltung" eingebaut werden. Dazu geeignet sind alle Modelle mit einfachem Umschaltrelais. DCM-Modelle sollten wegen des schwachen Feldmagneten NICHT umgebaut werden. Welcher Feldmagnet wo verwendet wird, findet sich unter Stromverbraucher.
Modelle mit Vorschaltelektronik oder elektronischer Umschaltung sollten wiederum eine funktionierende Umschaltung besitzen. Modelle mit DELTA-Elektronik oder digitalem Hochleistungsantrieb der Reihe 60901 oder 60902 haben ebenfalls eine funktionierende Umschaltung. Modelle mit Digitaldekoder der Reihen c80/c90 (6080 und 6090) haben im konventionellen Betrieb ab Werk keine Beleuchtung vorgesehen.
Wesentlich interessanter sind Trickschaltungen, mit deren Hilfe auch bei konventionellen Modellen eine fahrtrichtungsabhängige Beleuchtung ermöglicht werden kann. Die normale Schaltung ist in nebenstehender Abbildung skizziert: Die Glühbirnen "G1" und "G2" sind vom Relais unabhängig am Fahrstrom angeschlossen und leuchten somit in jeder Fahrtrichtung. Das Relais schaltet nur die Fahrtrichtung um durch Polaritätwechsel des Ständerfelds; also durch Umschalten zwischen den zwei Feldspulen. Besagtes Relais ist mit dem Chassis des Modells fest verbunden, womit die Masse automatisch in der gezeigten Weise angeschlossen ist.
ACHTUNG: ein Modellumbau nach folgenden Schaltplänen erfolgt auf eigene Gefahr! Die links stehende Abbildung zeigt die bisher am meisten benutzte Trickschaltung: Ist Spule 1 (L1) über das Relais an Masse angeschlossen, so bleibt die Glühbirne G2 dunkel und die Glühbirne G1 leuchtet auf. Durch G1 fließt ein kleiner Strom durch die Spule L2, die wiederum das Magnetfeld etwas schwächt. Dadurch wird das Modell schneller und verliert gleichzeitig an Zugkraft. Aufgrund der Reihenschaltung G1/L2 leuchtet G1 nicht mit voller Stärke. Diese Schaltung ist nicht für Modelle mit DCM1 oder DCM2 zu empfehlen. Um die Trickschaltung einzubauen, muß das Gehäuse abgenommen werden (siehe die Bedienungsanleitung des Modelles). Man stellt fest in welche Richtung das Modell fährt und ordnet die beiden Kontakte des Relais der jeweiligen Fahrtrichtung zu. Danach lötet man die Beleuchtungsanschlüsse vom zentralen Lötstützpunkt (das ist der Punkt, an dem der meist rote Draht vom Schleifer kommt und sich an alle Verbraucher im Modell verteilt) ab.
Anschließend wird die Beleuchtung in Fahrtrichtung am nichtbelegten Kontakt des Relais angelötet. Nach einem Fahrtrichtungswechsel (und somit Kontaktwechsel) wird die Prozedur mit dem anderen Kontakt wiederholt. Sollte bei der Fahrt die falsche Beleuchtung aufleuchten, müssen beide Beleuchtungsanschlüsse ausgetauscht werden. Diese Trickschaltung beeinflußt auch die Fahreigenschaften, indem die Nutzleistung um ca. 10-20% herabgesetzt wird (Modell wird schneller und hat geringere Zugkraft).
Eine weitere Möglichkeit basiert ursprünglich auf der Idee, die Relaisanschlüsse zu invertieren. Nach einigen Überlegungen und Anregungen wurde die folgende Schaltung daraus (ACHTUNG! die vorgestellte Schaltung ist nicht für Anfänger geeignet und kann nicht mit dem Standard-Relais 208240 verwirklicht werden!): Der Motor ist hier, wie bekannt, direkt am Schleifer angeschlossen. Zwischen Motor und den Feldspulen befindet sich das Umschaltrelais, welches gegen das Modellchassis isoliert sein muß (!) und dessen Magnetspule nicht mit dem Relaischassis verbunden sein darf. Die Relaisspule wird wie üblich mit Schleifer und Chassis verbunden. Der Motorausgang wird am Metallrahmen des Umschaltrelais angeschlossen und die Feldspulen wie gehabt an den Relais-Kontakten. Den Mittelanschluß des Feldmagneten verbindet man mit dem Modell-chassis. Mit dieser Maßnahme sind die Feldspulen mit inverser Polarität angeschlossen, d.h. die Drehrichtung des Läufers dreht sich um. Nun müssen nur noch die Glühbirnen in der richtigen Folge an die Relaiskontakte angelötet werden. Diese Schaltung kann nur mit isolierten Umschaltrelais (z.B. 252200) in der beschriebenen Weise verwirklicht werden. Im Vergleich zur normalen Trickschaltung sind hier keinen nennenswerten Nachteile vorhanden.
Zugbeleuchtung
Beleuchtung von Zubehör
Beleuchtungen werden im Allgemeinen vom Lichtanschluß des Transformators (gelbe Buchse) mit elektrischem Strom versorgt. Bei kleinen Anlagen reicht ein Tranformator aus, der gleichzeitig auch die Fahrspannung (rote Buchse) abgibt. Sobald jedoch die Nennleistung des Transformators überschritten wird, ist eine separate Spannungsversorgung der Anlagenbeleuchtung zu empfehlen dies gilt auch bzw. gerade im Digitalbetrieb!. Im Abschnitt Beleuchtungen ist eine Übersichtstabelle mit der typischen Leistungsaufnahme von Glühbirnen bei 16V (im Digitalbetrieb ist diese Leistungsaufnahme um ca. 15% höher aufgrund der größeren Versorgungsspannung).
Tips und Tricks
- Die meisten Glühbirnen im Märklinbetrieb sind für 16V AC geeignet. Für eine romantische Stimmung kann man in kleinen Modelldörfern sorgen, indem die Häuserbeleuchtung nicht mit dem Lichtausgang (gelb) eines Trafos oder Lichttrafos verbindet, sondern mit der Fahrspannung eines eigenen Trafos verbindet. Mit dem Regler kann dann die Helligkeit individuell (d.h. der Stromkreis) eingestellt werden. Die Lebensdauer der Glühbirnen nimmt durch diese Maßnahme erheblich zu.
- Entsprechend dem Analogbetrieb ist auch im Digitalbetrieb normalerweise die Beleuchtung mit konstanter Spannung versorgt und somit nicht in der Helligkeit einstellbar. Da keine Spannungssteuerung vorliegt kann oben beschriebener Schaltungstrick im Digitalbetrieb nicht angewandt werden. Jedoch ist es möglich, mit Hilfe eines DELTA- oder 6080-Dekoders bis zu 10 Glühbirnen mit variabler Helligkeit zu betreiben, wenn diese am Motorausgang des Dekoders angeschlossen werden. In Verbindung mit Dioden können dann interessante Leuchteffekte aufgrund wechselnder Polarität am Motorausgang des Dekoders erzielt werden. Verfügt der Dekoder noch über schaltbare Zusatzfunktionen lassen sich die Effekte noch weiter vermehren. Eine solche Schaltung sollte stets unabhängig vom Fahrbetrieb aufgebaut werden, d.h. mit einem eigenen Digitalstromkreis und Zentraleinheit ausgestattet sein!
- Gleiches gilt auch für Beleuchtung von Weichen- und Signallaternen. Wer einmal versucht hat, die Lampe an einem entfernt liegenden Signal oder einer Weiche im Schattenbereich zu wechseln, weiß eine lebensverlängernde Maßnahme zu schätzen. Leider hat Märklin die Anschlüsse der Beleuchtung von Magnet-Artikeln nicht separat herausgeführt, sondern mit dem gemeinsamen Spulenanschluß L (gelb) verbunden. Das ermöglicht zwar eine optische Kontrolle, ob die Weiche mit Strom versorgt wird, auf der anderen Seite wirkt es aber unrealistisch, wenn am hellen Tag alle Laternen brennen und die Lämpchen werden zudem durch den beengten Einbau (Hitzestau) auch arg strapaziert. Daher ist es recht sinnvoll, bereits vor dem Einbau der Weichen und Formsignale die Beleuchtung vom Spulenstromkreis zu trennen und separat herauszuführen. Dieser Eingriff erfordert etwas Löterfahrung und 30cm Litze. Nach 3.1 wird die Anlagenbeleuchtung in gelb verlegt, da aber die meisten Leuchten von Märklin mit grauen Kabeln ausgestattet werden, sollte hier auch graue Litze zu nehmen: gelb ist dann die Magnetversorgung mit konstant 16V, grau die (regelbare, s. o.) Beleuchtungsspannung.
Zum Umbau: nach Abnehmen der grauen Abdeckung des Signalantriebs bzw. der Bodenplatte der Weiche verfolgt man die gelbe Litze zum Lötpunkt, der in der Regel in der Mitte der Doppelspule liegt. Von dort gehen zwei dünne, kupferfarbene Drähte zur Wicklung (Vorsicht: wenn die Abreißen, ist die Spule kaputt!) und ein weiteres, häufig graues Kabel zum Lampenkasten. Dieses wird an dem Lötpunkt entlötet oder mit einer Flachzange vorsichtig abgeschnitten. Wenn der Lötpunkt an der Lampenfassung zugänglich ist, wird es dort ebenfalls abgelötet und das vorbereitete neue Kabel angelötet - dabei ist sorgfältig darauf zu achten, daß kein Kurzschluß mit der Umgebung entsteht. Kommt man an den Lötpunkt nicht heran, wird das kurze Kabel mit der neuen Zuleitung verlötet und die Verbindungsstelle mit Isolierband umwickelt; auch hierbei ist sorgfältig auf eventuelle Berührpunkte mit dem Bodenblech zu achten, zusätzlich besteht hier noch die Gefahr, daß die Isolierstelle die Mechanik blockiert. Daher muß vor dem endgültigen Zusammen- und Einbau die Funktion der Beleuchtung und des Antriebs sorgfältig und unter realistischen Bedingungen (Zusammengebaut und in Betriebslage) geprüft werden.
Stromverbraucher
Die in diesem Abschnitt wiedergegebenen Leistungsaufnahmen wurden erhalten aus Messungen mit Multimeter- und LCR-Meter an den Motoren und Anwendung der Leistungsformel, wie sie in der Informationsbroschüre "Einheiten, Formeln, Faktoren" der Fa. Dr. Fritz Faulhaber zu finden ist. Dabei wurden diese Formeln auf Wechselstrom adaptiert. Weitere Informationen zur Wirkungsweise der Ansteuerungen und Motoren finden sich unter Wie funktioniert ein Motor?.
Lokomotiven und verwendete Motortypen
Angegebene Leistungen gelten für:
- Relais-analog: 16V Motorspannung, 50 Hz
- Elektronik-analog: 10,9V Motorspannung, 100 Hz Vollwellengleichstrom Die Spannung ergibt sich wie folgt: Nennspannung 16V * Formfaktor 0,9 = 14,4V; 14,4V-3,5V Schleußenspannung durch Halbleiter = 10,9V
- Digital: 14V bzw. 14,7V Motorspannung Die angegebene Motorspannung berechnet sich wie folgt: Trafo-Nennspannung = 16V * Formfaktor 1,4 in der Zentraleinheit = 22,4V. Abzüglich 4,2V Schleußenspannung durch Halbleiter in der Zentraleinheit = 18,2V. Diese Spannung liegt am Schienenkörper an. Durch Dekoder wird diese Schienenspannung weiter beeinflußt: 18,2V * Formfaktor 1 (Rechteckimpulse) - 3,5V Schleußenspannung durch Halbleiter auf dem (Delta-)Dekoder =14,7V bzw. 75 Hz Impulsfrequenz ohne Regelung, 18,2V*Formfaktor 1 - 4,2V Schleußenspannung durch Halbleiter auf dem 6090(x)-Dekoder = 14V und 250 Hz Impulsfrequenz mit Regelung (ca.-Wert für 60901-Dekoder)
P1 steht für die maximal vom Motor aufnehmbare Leistung (wichtig für die Endstufen einer Ansteuerungselektronik), P2 ist die maximal nutzbare Leistung des Motors. Beim Umbau der Reihenschlußmotoren in fremderregte Motoren (Begriffe werden unter Wie funktioniert ein Motor erklärt) ist mit einer Leistungssteigerung zu rechnen.
Hinweis: folgende Tabelle basiert auf eigenen Messungen und Berechnungen! Motorspezifische Verluste bleiben unberücksichtigt.
| Motortyp (ET-Nummer) |
analog P1(P2) |
elektronisch P1(P2) |
digital P1(P2) |
Abbildung | Bemerkung und Beispiele (ohne Gewähr) |
| Reihenschlußmotoren (Feldspule), Digital ohne Regelung | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| SFCM (200680) |
22,3W (5,6W) |
9,0W (2,3W) |
14,5W* (3,6W#) |
|
8 Zähne im Ritzel 3000 (bis 1995), 3001, 3003, 3005, 3031, 3034 (bis 1975), 3064, 3074, 3095 ... Feldmagnete Typ 200620, 214010, 214070, 214860, 215330, 401300, 405490 |
| LSFCM (RE800-11U2) |
? | ? | ? | ? | nur in RE 800 |
| LFCM1 (202930) |
29,4W (7,6W) |
11,4W (2,8W) |
23,1W* (5,8W#) |
|
7 Zähne im Ritzel 3004, 3007, 3008, 3009, 3011, 3012, 3013, 3014, 3021, ... Feldmagnete Typ 202870, 211440, 217100, 222180, 222200, 250120 |
| LFCM2 (205800) |
26,6W (6,7W) |
9,9W (2,5W) |
20,4W* (5,1W#) |
|
7 Zähne im Ritzel G800, GN800, 3009, 3027, 3045, 3046, 3047, 3108 Feldmagnete Typ 202870, 211440, 217100, 222180, 222200, 250120 |
| LFCM3 (217450) |
31,7W (7,9W) |
12,0W (3,0W) |
25,0W* (6,3W#) |
|
8 Zähne im Ritzel 3022, 3041, 3043, 3050, 3051, 3052, 3053, 3089, 3094, ... Feldmagnete Typ 202870, 211440, 217100, 222180, 222200, 250120 |
| LFCM4 (TT800-11U3) |
29,4W (7,6W) |
11,4W (2,8W) |
23,1W* (5,8W#) |
|
7 Zähne im Ritzel nur in 3006/TT800 Feldmagnet Typ 202870 |
| SLFCM (207070) |
61,0W (15,2W) |
26,5W* (6,4W#) |
50,1W* (12,5W#) |
|
10 Zähne im Ritzel beidseitig DL800, DT800, ST800, 3010, 3015, 3017, 3025, 30159, 36159 Feldmagnete Typ 207010, 208810 |
| DCM1 (231440) |
13,6W (3,4W) |
5,4W (1,4W) |
10,8W (2,7W) |
|
7 Zähne im Ritzel 3000 (seit 1996), 3033, 3034 (seit 1976), 3084, 3085, 3102, 3489, ... Feldmagnete Typ 231390, 237550, 237560 |
| DCM2 (245480) |
20,6W (5,2W) |
8,2W |
16,3W* (4,1W#) |
|
7 Zähne im Ritzel 34155, 34156, 34157, 34158, 34159, 34611, 34612, ... Feldmagnete Typ 231390, 237550, 237560 |
| FDCM (610030) |
27,9W (7,0W) |
11,9W (3,0W) |
22,7W* (5,7W#) |
|
7 Zähne im Ritzel 3502, 3504, 3553, 3557, ... Feldmagnet Typ 231390 |
|
| |||||
| SFCM (200680) |
§ | 18,6W* (4,6W#) |
14,8W* (3,7W#) |
|
8 Zähne im Ritzel 8303, 8398, ... Permanentmagnet 220450 |
| LFCM1 (202930) |
§ | 19,2W* (4,8W#) |
17,2W* (4,3W#) |
|
7 Zähne im Ritzel 8373, ... Permanentmagnet 220560 |
| LFCM2 (205800) |
§ | 16,7W* (4,2W#) |
11,5W* (2,9W#) |
|
7 Zähne im Ritzel 8345, 8346, 8347 Permanentmagnet 220560 |
| LFCM3 (217450) |
§ | 25,0W* (6,3W#) |
24,2W* (6,1W#) |
|
8 Zähne im Ritzel 3722, 8322, 8389, 8394, ... Permanentmagnet 220560 |
| DCM1 (231440) |
§ | 7,7W (1,9W) |
6,9W (1,7W) |
|
7 Zähne im Ritzel 8342, 8317, 8313, 8306, ... Permanentmagnet 235690 |
| DCM2 (245480) |
§ | 15,7W* (3,9W#) |
13,8W* (3,5W#) |
|
7 Zähne im Ritzel 8360, ... Permanentmagnet 235690 |
| FDCM (610030) |
§ | 34,7W* (8,7W#) |
38,2W* (9,6W#) |
|
7 Zähne im Ritzel nur Umbauten Permanentmagnet 235690 |
| DDCM1 (386820) |
§ | 0,8W& (0,2W&) |
6,9W (1,7W) |
|
7 Zähne im Ritzel 3701, 3702, 3704, 3710, ... Permanentmagnete 389000, 449390 |
| DDCM2 (210888) |
§ | 0,8W& (0,2W&) |
6,9W (1,7W) |
|
8 Zähne im Ritzel fünfpoliger DC-Motor, 60903/4-Ersatz für SFCM/LFCM3 Permanentmagnet 210882 |
| DDCM3 (214118) |
§ | 0,8W& (0,2W&) |
6,9W (1,7W) |
8 Zähne im Ritzel fünfpoliger DC-Motor, 60904-Ersatz für LFCM1,2,4 Permanentmagnet 210882 | |
| DDCM4 (306602) |
§ | 0,8W&? (0,2W&?) |
6,9W? (1,7W?) |
8 Zähne im Ritzel fünfpoliger DC-Motor, DDCM mit Kugellager für VT11.5 Permanentmagnet 306605 | |
| FH1717 (602620) |
§ | 6,5W (1,6W) |
6,1W@ (1,5W@) |
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Glockenankermotor 3311, 3411, 3511, 3513, 3514, 3611, 3613, 3614, 3711, 34112, 37112, ... |
| Spezialmotore (?????) |
§ | 1-8W (0,3-2W) |
? | verschiedene Typen | |
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| Sinus-Motor (?????) |
§ | 5W (3W?) |
8W? (5W?) |
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bürstenloser Synchronmotor 39103, 39370, ... |
| § Motor ohne Elektronik im AC-System nicht betreibbar | |||||
| & Motor wird auch im Analogbetrieb mit Regelung betrieben, Angaben für 6090-Elektronik | |||||
| * Leistung mit Standard-Dekodern nicht erreichbar | |||||
| # Leistung mit Standard-Dekodern nicht erreichbar | |||||
| @ Elektronik ohne Regelung im Digitalbetrieb | |||||
Beleuchtungen (Glühlampen in Wagen, Signalen, Weichen usw.)
Die Verbraucher in Wagen, Signalen, Weichen und sonstigem Zubehör lassen sich aufteilen in Glühlampen und Spulen. Letztere werden in elektromechanische Verbraucher betrachtet.
| Art.-Nr. | Typ | Sockel | Leistung bei 16V |
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600000 |
kleine Glühlampe (4mm), hell |
Stecksockel 5mm |
1W |
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600100 |
Glühlampe, kleiner Kolben (6mm), hell |
Schraubsockel E5,5 |
1W |
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600150 |
Glühlampe, kleiner Kolben (6mm), hell |
Bajonett Ba5 |
1W |
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600200 |
Glühlampe, großer Kolben (9mm), hell |
Schraubsockel E5,5 |
1W |
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602000 |
Miniaturglühlampe (Kolben 2,5mm), hell |
Stecksockel 2mm |
0,5W |
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600040 |
Miniaturglühlampe, hell |
Stiftsockel 2mm |
0,5W - 1W |
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610040 |
Miniaturglühlampe, hell |
Stiftsockel 2mm |
0,5W - 1W |
Tips:
- Sonderbauformen (zB. 600190) lassen sich aufgrund ihrer Größe einschätzen!
- über den Elektrofachhandel kann man viele Typen günstiger beziehen; die erforderliche Nennspannung beträgt 19V.
elektromechanische Verbraucher (Kräne, Weichen, Drehscheiben usw.)
Diese Verbraucher haben grundsätzlich einen Motor- oder Spulenantrieb. Die eventuell vorhandene Beleuchtung muß gemäß Beleuchtungen getrennt berücksichtigt werden (dies gilt auch, wenn sie, wie in Weichen und Signalen, standardmäßig fest angeschlossen ist.) Die Stromaufnahme der Motoren steigt hier bei Belastung nur geringfügig an; eine nennenswerte Erhöhung um 20% entsteht jedoch, wenn der Bürstendruck nicht richtig eingestellt ist, daher sorgfältig einstellen - Servicehinweise unter Lokomotiven und verwendete Motortypen beachten !(Motor wird heißer, geringere Leistungsabgabe, höherer Verschleiß, Geräuschpegel)
| Artikel | Antrieb | Leistungsaufnahme bei 16V | Bemerkung |
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Kran 7051 (braun): Heben |
SFCM-Motor |
9,6VA |
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Drehscheibe (M) |
SFCM-Motor |
4,8VA |
Magnetauslöser |
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Entkupplungsgleis (M) |
Spule |
? |
<5VA |
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Schiebebühne |
? |
? |
? |
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Bahnübergang mit Halbschranken |
Spule |
<4VA |
Andreaskreuze zusätzlich 1VA/Lampe |
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Bahnübergang mit Vollschranken (M) |
Spule |
2*5,5VA |
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|
Formsignale Serie 70xx |
Doppelspule (*) |
8VA |
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Lichtsignale Serien 72xx |
Doppelspule (*) |
7VA |
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Weichen (M) |
Doppelspule (*) |
8VA |
Weiche muß leichtgängig sein, gilt für alle Bauformen |
(M) Metallgleis, (K) Kunststoffgleis, (C) C-Gleis
(*) Die Dreiwegweichen und die mehrbegriffigen Signale haben zwei Doppelspulen, die beim Zurückstellen in die Grundstellung betätigt werden. Dabei wird die doppelte Leistung benötigt.
Leistungsaufnahme Digitaler Komponenten
Digitale Komponenten haben seit ihrer Einführung 1985 eine große Verbreitung gefunden. Bedauerlicherweise wurde im selben Maße ein Umgang mit den Grundlagen derart zurückgedrängt, daß der wohl wichtigste Aspekt der Leistungsaufnahme sträflich vernachlässigt wurde (zur Erinnerung: die Summe der Leistungsaufnahme entscheidet über Dimensionierung und Anzahl der benötigten Transformatoren!). Gleichzeitig hat sich stillschweigend eingebürgert, die mitunter deutlich überhöhte Leerlaufspannung der Transformatoren (siehe auch [#Trafos Abschnitt 3.2]) als Standard vorrauszusetzen womit objektive Vergleiche nicht mehr möglich sind. In folgender Tabelle aufgelisteten Leistungsaufnahmen beziehen sich auf 16V AC Spannungsversorgung der Zentraleinheit (dies muß nachgemessen werden!) bzw. der daraus entstehenden Digitalspannung von 18,4V.
| Gerätetyp | Leistungsaufnahme [VA] | Bemerkung |
|---|---|---|
| Zentraleinheit 6021 | 7-9 | Leerlaufstromaufnahme es scheint zwei verschiedene Versionen zu geben |
| Intellibox | 5 | Leerlaufstromaufnahme |
Anwendungsbeispiel elektrischer Verbraucher
Nach den recht abstrakten Angaben der vorhergehenden Abschnitte soll hier an einem konkreten Anlagenbeispiel die benötigte Leistung im Analog- und Digitalbetrieb berechnet werden.
Gegeben sei eine kleine Anlage in Ovalform, 2100 x 1250 mit einer Hauptstrecke und kleinem Rangierbereich. Anlagenthema: Nebenbahnbetrieb in ländlicher Gegend. An elektrischen Verbrauchern ist vorhanden:
- 12 Glühlampen Typ 600100 zur Anlagenbeleuchtung (Gebäude und Bahnsteig)
- 3 Glühlampen Typ 600000 für Prellbockbeleuchtungen
- 5 Glühlampen Typ 600000/600010 für Signale
- 3 Glühlampen Typ 602000/10/20 für Gleissperrsignal/Vorsignal
- 11 Glühlampen Typ 600000 für Weichenlaternen
- 3 kleine SFCM-Lokomotiven mit typ. Stromaufnahme von 0,33 A bei 16V
- Analogbetrieb
Insgesamt ergibt sich im Analogbetrieb bei 16 V eine Leistungaufnahme von:
31 * 1VA (600000) + 3 * 0,5VA (602000) + 16 VA (Züge) + 10 VA (Schaltleistung mit Sicherheitszuschlag). Dies ergibt
Da ein normaler Transformator lediglich 30 VA abgeben kann, müssen die Verbraucher auf mindestens 2 Transformatoren verteilt werden. Eine sinnvolle Aufteilung der Verbraucher ist in Signale + Fahrbetrieb und Weichen + Beleuchtungen.
- Digitalbetrieb
Sollen diese Verbraucher Digital betrieben werden, erhöht sich der Verbrauch der Glühbirnen ohne weitere Maßnahmen um 15 %, da die Spannung 18,4 V beträgt sofern die CU-Versorungsspannung 16V AC ist. Zusätzlich werden benötigt:
- 3 Dekoder für Lokomotiven
- 4 Dekoder für Signale
- 11 Dekoder für Weichen
Dekoder haben eine Stromaufnahme von mindestens 20 mA im Leerlaufbetrieb (d.h. alle angeschlossenen Verbraucher sind ausgeschalten). Die Leistungsaufnahme im Digitalbetrieb berechnet sich somit wie folgt:
31 * 1,15 VA (600000) + 3 * 0,8 VA (602000) + 11 VA (Schaltleistung mit Sicherheitszuschlag) + 16 VA (Züge) + 18 * 0,37 VA (Dekoder) + 9VA (Zentraleinheit). Dies ergibt:
Somit ist selbst ein Betrieb mit einem Leistungstransformator von 52 VA nicht möglich und die Verbraucher müssen in verschiedene Versorgungsbereiche (Transformatoren) aufgeteilt werden.
Achstypen
Im Märklinsortiment der Spurweite HO gibt es drei verschiedene Achslagertypen, auf denen alle Modelle laufen. Konstruktionsbedingt stellen diese Achslagertypen unterschiedliche Anforderungen an den Anwender in Betrieb, Pflege und Wartung. Die Bezeichnung orientiert sich am Aussehen der Achsenden:
- Stummelachsen mit Achsenden gleichen Durchmessers relativ zur Achse selbst.
- Nadelachsen mit nadelförmigen Achsenden
- Spitzachsen mit spitz zulaufenden Achsenden
Stummelachsen
Stummelachsen wurden in der Anfangszeit des HO-Programmes bis 1955 verwendet. Dieser Achstyp hat einen großen Reibungswiderstand ist dafür aber deutlich höher belastbar (z.B. echte Kohle in Großgüterwagen) als die anderen Achstypen. Stummelachsen erfordern relativ häufige Wartung und Schmierung der Lager um einen ruhigen (!) Lauf zu gewährleisten. Lokomotiven mit schwachen Motoren (siehe [#Lokleistung Abschnitt 5.2.1] bei P2max<6W) sind zum Betrieb mit diesen Wagen nur bedingt geeignet.
Zum Rangieren am Ablaufberg sind die Stummelachsen nur bei reichlicher Ölung geeignet.
Nadelachsen
Nadelachsen gibt es seit 1955 im Sortiment bis heute. Die Nadelform der Achsenden verringert den Reibungswiderstand deutlich, sodaß bei gleicher Schmierung dieser Achstyp den fünf bis zehnfachen Auslauf unter identischen Bedingungen hat. Die Tragkraft ist ebenfalls noch sehr hoch, allerdings können durch Materialermüdung geschwächte Achsenden abbrechen und so zur Entgleisung führen. Die Achlager sind in regelmäßigen Zeitabständen auf verharztes Öl zu überprüfen, da sich dieses ansonsten zusetzt und den Betrieb be- bzw. verhindern kann.
Spitzachsen
Spitzachsen gibt es seit ca. 1975 im Programm, Sie werden bei allen Wagen-Neuentwicklungen verwendet. Der Auslauf ist nochmals um den Faktor ca. 2 größer als bei Nadelachsen. Allerdings sind diese Achstypen empfindlich gegen Belastung (Lager beulen aus), sodaß Ladungsimitationen zu bevorzugen sind. Die extreme Leichtläufigkeit ermöglicht lange Züge auch mit Lokomotiven neuerer Produktion. Die Achslager selbst brauchen meist wenig bis keine Schmierung, jedoch sollten diese bei einer Ölung unbedingt in festen Zeitabständen auf verharztes Öl untersucht werden, da dies die Kunststofflager angreifen könnte!
ACHTUNG! Manche Spitzachsen haben brünierte bzw. "phosphatierte" Räder. Diese neigen erheblich schneller zur Verschmutzung als blanke Räder. Daher sind beim Betrieb kürzere Wartungsintervalle notwendig!
Dieser Artikel ist auf der Basis dem Abschnitte 5 der alten "FAQ H0 AC" von Stephan-Alexander Heyn entstanden. Mehr über die Artikel "Märklin H0" unter Märklin H0 : Allgemeines
