Blockstreckensteuerung
Unterirdische oder schlecht einsehbare Strecken erfordern bei rein manuellem Betrieb besondere Aufmerksamkeit, damit ein Zug nicht auf einen anderen auffährt. Ein (teil-)automatischer Betrieb auf solchen Abschnitten läßt dem Bediener somit Zeit, sich z. B. um Rangieraufgaben zu widmen. Blockstreckensteuerungen gehören daher zu den wichtigsten Automatikschaltungen bei einer Modellbahn. Der folgende Artikel erläutert das Prinzip. Für konkrete Schaltpläne wird auf entsprechende Literatur und Webseiten verwiesen.
Zum Vorbild siehe Eisenbahnsicherungs- und -signaltechnik und http://www.stellwerke.de
Inhaltsverzeichnis
Funktionsprinzip
Eine Blockstreckensteuerung soll verhindern, daß ein Zug auf einen anderen auffährt. Dazu wird die Strecke in einzelne "Blocks" aufgeteilt, die mit einem Signal gesichert sind. Ein Block ist also die Strecke zwischen zwei Signalen. Das zugeordnete Signal erlaubt die Einfahrt eines Zuges aus dem vorhergehenden Block in den hinter dem Signal liegenden Blockabschnitt, sofern dieser frei ist. Bei besetztem Block zeigt das Signal "Halt".
In der Grundstellung stehen bei freier Strecke alle Signale auf "Fahrt". Sobald der Zug in einen Block (z. B. Block 1) eingefahren ist (d. h. das den Block sichernde Signal BS1 passiert), schaltet das Signal BS1 auf "Halt". Wenn der Zug den Block 1 hinter dem nächsten Signal BS2 wieder verlassen hat, geht das Signal BS1 wieder auf "Fahrt".
Wenn sich nun 2 Züge auf der Strecke befinden, wird es interessant. Sobald der blaue Zug den mittleren Block 1 erreicht hat, schaltet er das linke Signal BS1 hinter sich auf "Halt". Der folgende rote Zug muß an diesem Signal BS1 so lange warten, bis der blaue Zug den mittleren Block 1 vollständig verlassen hat und das rechte Signal BS2 passiert hat. Nun schaltet sich das linke Signal BS2 wieder auf "Fahrt", und der rote Zug kann weiterfahren. Sobald der rote Zug das linke Signal BS1 passiert und den Block 1 besetzt, schaltet er es selbst wieder auf "Halt", damit ein eventuell ihm nachfolgender Zug ebenfalls gestoppt wird.
Wenn man auf einem Kreis z. B. 4 Züge mit einer Blockstreckensteuerung fahren lassen will, benötigt man mindestens 5 Blocks. Bei 4 Blocks würden sich die Züge gegenseitig blockieren.
Schaltungsprinzip
Einfache Schaltung
Die Blockstreckensteuerung muß erkennen können, wo sich Züge aufhalten. Dazu benötigt sie Besetztmelder. Einen Block unterteilt sie in mindestens folgende Abschnitte:
- Fahrtabschnitt
Der Fahrtabschnitt reicht vom Anfang des Blocks bis ca. 1 m vor dem Blockende, d. h. dem nachfolgenden Blocksignal
- Haltabschnitt
Der Haltabschnitt beginnt ca. 1 m vor dem Blockende. Er ist stromlos, wenn der nachfolgende Block besetzt ist (das nachfolgende Blocksignal also "Halt" zeigt)
In der einfachsten Variante reicht es also, jedem Block einen Belegtmelder zuzuordnen. Wenn der Block besetzt ist, schaltet er den vor dem Block z. B. mit einem Relais liegenden Haltabschnitt ab.
Schaltung mit sanfter Verzögerung und Beschleunigung
Nachteilig an der Einfachvariante ist, daß die Züge abrupt anhalten und anfahren. Wesentlich vorbildgerechter ist es, wenn die Züge vor einem "Halt"-zeigenden Signal langsam abbremsen und schließlich stoppen. Wenn das Signal wieder auf "Fahrt" geht, beschleunigt der Zug sanft. Dazu ist es notwendig, einen zusätzlichen Bremsabschnitt zwischen Fahrt- und Haltabschnitt einzufügen:
- Fahrtabschnitt
Der Fahrtabschnitt reicht von ca. 1 m hinter dem Blocksignal bis ca. 2-3 m vor dem Blockende, d. h. dem nachfolgenden Blocksignal
- Bremsabschnitt
Im Bremsabschnitt wird der Zug langsam bis auf eine Schleichgeschwindigkeit abgebremst, wenn der nachfolgende Block besetzt ist. Mit der Schleichgeschwindigkeit fährt der Zug bis in den Haltabschnitt. Der Bremsabschnitt benötigt einen eigenen Besetztmelder, damit die Blocksteuerung weiß, wann sie mit dem Bremsvorgang beginnen muß.
- Haltabschnitt
Der Haltabschnitt beginnt ca. 1 m vor dem Blockende bis ca. 1 m hinter dem nächsten Blocksignal. Er ist stromlos, wenn der nachfolgende Block besetzt ist (das nachfolgende Blocksignal also "Halt" zeigt). Wenn der nachfolgende Block wieder frei wird, beschleunigt der Zug langsam bis auf die Höchstgeschwindigkeit
Die Blocklogik enthält im wesentlichen ein ODER-Gatter, das die beiden Besetztmelder des nachfolgenden Blocks zusammenfaßt sowie ein UND-Gatter, das bei besetztem eigenen Bremsabschnitt und besetztem Nachfolgeblock (Signal aus ODER-Gatter) den Bremsvorgang einleitet und den Haltabschnitt stromlos schaltet.
Praktische Hinweise
Der Haltabsschnitt muß so lang bemessen sein, daß der schnellste Zug mit dem längsten Auslauf (Schwungmassen beachten!) sicher zum Halten kommt. Das soll auch sichergestellt sein, wenn vorher nicht sanft abgebremst wurde. Der Bremsabschnitt wird so lang bemessen, daß die Bremswirkung vorbildgetreu aussieht. In der Regel wird man ca. 1-2 m verwenden. Am Anfang des Bremsabschnitts kann man das Vorsignal anordnen. Die Länge des Fahrtabschnitts soll den längsten Zug um mindestens den Faktor 1,5 bis 2 überschreiten.
Viele kommerzielle oder im Internet bzw. in Büchern veröffentlichte Blockstreckensteuerungen sind nur mit gezogenen Zügen verwendbar. Geschobene Wendezüge oder Triebwagen verursachen Probleme, weil der Strom am Blocksignal bereits abgeschaltet wird, wenn der Besetztmelder des Blocks belegt meldet. Dies ist jedoch bereits bei einem beleuchteten Steuerwagen der Fall, so daß der Lok am Zugende der Strom abeschaltet wird und sie stehen bleibt.
Während bei Lichtsignalen im Selbstblock es vorbildgerecht ist, daß die Grundstellung "Fahrt" ist, befinden sich Formsignale normalerweise in "Halt"-Stellung. Bei den Modellbahn-Blockstreckensteuerungen hängt das Verhalten vom konkreten Schaltungsprinzip ab.
Spezielle Maßnahmen sind notwendig, wenn die Blockstrecke in beiden Fahrtrichtungen betrieben werden soll (z. B. auf einer eingleisigen Strecke). Dabei muß sichergestellt werden, daß die Blockstreckensteuerung fahrtrichtungsabhängig arbeitet. Andernfalls bleibt der Zug sofort nach Passieren eines Signals in Gegenrichtung stehen, weil die Haltbedingung für den Gegenrichtungsblock erfüllt ist.
Wenn eine Blockstreckensteuerung mit Besetztmeldern nach dem Stromfühlerprinzip arbeitet, soll der letzte Wagen eines Zuges entweder beleuchtet sein (z. B. Schlußleuchte) oder mit Leitachsen ausgerüstet sein. Kommt es zu einer Zugtrennung, bleibt der jeweilige Block belegt, so daß kein weiterer Zug nachfolgen kann. Eine Kollision wird damit vermieden.
Ein punktgenaues Anhalten aller Züge vor einem haltzeigenden Blocksignal ist schwierig zu realisieren. Im Digitalbetrieb können bei neueren Decodern entsprechende Bremseinstellungen konfiguriert werden (z. B. mit ABC-System). Im Analogbetrieb kann man sich aushelfen, indem man die Züge nur bis auf eine Schleichspannung abbremst. Mit dieser geringen Spannung fahren die Züge vor, bis sie einen abgeschalteten Haltabschnitt direkt vor dem Signal erreichen. Optimale Ergebnisse erreicht man jedoch nur, wenn man die Zuggeschwindigkeit vor dem Abbremsen mißt und daraus die "Bremskraft" bestimmt. Dabei werden schnelle Züge stärker abgebremst als langsame.
Systeme wie MpC realisieren die Blockfunktion in Software. Dabei sind geschobene Wendezüge problemlos.
Literatur und Links
| Link | Bemerkung |
|---|---|
| http://www.mec-krefeld.de/elektronik.html | Mikrocontrollergesteuertes Blockstreckensystem mit Geschwindigkeitsmessung. Auch für geschobene Züge. Einrichtungsvariante als Download, Zweirichtungsvariante auf Anfrage |
| http://www.???.de | bitte weitere Links eintragen |
| Knobloch: Modell-Eisenbahnen elektronisch gesteuert; Band 1 |
| Köhler: Modelleisenbahn - vorbildgetreu durch Elektronik |
| bitte weitere Bücher eintragen |
