Elektrik » Grundbeschaltung für 2-Leiter Gleichstromanlagen

Erwartet bitte nicht zuviel für den Anfang, denn ich habe mit 2-Leiter-Anlagenbau tatsächlich keine Erfahrung. Ich bin aber zuversichtlich, dass wir solche Grundlagen schnell zusammentragen werden.

Fangen wir mit etwas an, was mir gleich zu Beginn Unbehagen bereitet hat:



In dieser Schaltung ist von einer Nullschiene die Rede. Wenn die Schiene, die mit dem einen Pol aller Trafos verbunden ist, Nullschiene heißt, erwarte ich, dass es eine Spannung gibt, die höher ist, als das Nullniveau und bei umgedrehter Fahrtrichtung eine zweite Spannung, die entsprechend niedriger ist. Alles richtig soweit?

Ich weiß nicht genau, wie ein Gleichstromtrafo arbeitet. Mich irritiert jetzt nur, wie ich das mit der Nullschiene in einer Kehre machen soll. Muss ich auf der ganzen Anlage immer die Nullschiene kennzeichnen?

Warum gerät der Lichtsstromtrafo ganz links nicht in Konflikt mit den Fahrspannungen? Welcher Pol am Trafo ist derjenige, der für die Nullschiene der richtige ist?

Zitat von Oxytocin im Beitrag #1

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In dieser Schaltung ist von einer Nullschiene die Rede. Wenn die Schiene, die mit dem einen Pol aller Trafos verbunden ist, Nullschiene heißt, erwarte ich, dass es eine Spannung gibt, die höher ist, als das Nullniveau und bei umgedrehter Fahrtrichtung eine zweite Spannung, die entsprechend niedriger ist. Alles richtig soweit?

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Zitat von Oxytocin im Beitrag #1

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Ich weiß nicht genau, wie ein Gleichstromtrafo arbeitet. Mich irritiert jetzt nur, wie ich das mit der Nullschiene in einer Kehre machen soll. Muss ich auf der ganzen Anlage immer die Nullschiene kennzeichnen?

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Zitat von Oxytocin im Beitrag #1

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Warum gerät der Lichtsstromtrafo ganz links nicht in Konflikt mit den Fahrspannungen? Welcher Pol am Trafo ist derjenige, der für die Nullschiene der richtige ist?

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Hallo Claudia,

Radio Eriwan würde jetzt "Im Prinzip ja" sagen. Es gibt Schaltungen, mit deren Hilfe in der Kehre ein beidseitig isolierter Abschnitt von einer Zuglänge umgepolt werden kann, damit der Zug mit der Fahrspannung des vorangehenden Blocks dort hineinfährt. Ist er dann in der "Falle", kann die Fahrspannung am Block vor der Kehre automatisch oder manuell umgekehrt werden und sie passt damit wieder zur Polung Falle auf der Einfahrt der Weiche, welche dem einfahrenden Zug zugewandt ist. Es kann damit immer nur ein Zug die Kehre befahren, außer sie ist lang genug, um gleich mehrere Fallen einzubauen. Man kann natürlich auch den Schattenbahnhof in die Kehre integrieren und somit die Zahl der Fallen vergrößern. Wie sich die Anlage dann allerdings die Ausfahrtrichtung merkt, steht auf einem anderen Blatt. Meist behilft man sich mit nur einer Richtung, in der der Schattenbahnhof befahren wird. Das hab ich mal in der MIBA aufgeschnappt und fand es doof.

Hallo Arne,

Die Nullschiene scheint mir eher ein theoretisches Konstrukt zu sein, das trotzdem funktioniert, obwohl die Fahrtrichtung umgepolt wird. Solange alle Fahrgeräte die Konvention einhalten, immer den gleichen Pol miteinander zu verbinden, scheint es nicht erforderlich zu sein, alle Gleisabschnitte stets beidseitig zu isolieren. Soweit hatte ich das verstanden zu haben geglaubt.

Das mit der nur einpoligen Verbindung einer Wechselstromquelle auf gemeinsamer Nullschiene mit einer Gleichstrom-Fahrspannungsquelle ist mir deshalb suspekt, weil mein mini-club-Trafo beides miteinander vereint. Was da im Trafo ohnehin miteinander verbunden ist, weiß ich nicht so genau. Man möchte glauben, dass der braune Anschluss jener gemeinsame Ausgang unterschiedlicher Spannungen ist.

Problematisch für das Verständnis ist an der "Nullschienendarstellung" wohl nur die Idee eines Nullniveaus oder einer 0-Spannung, von der aus es eine positive und eine negative Spannung gibt. Dennoch ist das irgendwie sachlich korrekt, wenn man die Schaltung darauf auslegt.

Moin. Kehrgleise (und auch Gleisdreiecke) bei 2-Leiter-Gleichstrom sind schwierig und bedürfen etwas technischen Aufwand. Beide Schienen sind zu trennen. Am besten funktioniert es mit einem stromlosen Gleisstück, damit es beim Überfahren der Trennstelle keinen Kurzschluß gibt. Das Gleisstück dürfte dann erst nach Umpolung des Trafos zugeschaltet werden. Dazu sind in diversen Büchern verschiedene - auch automatische - Schaltungen beschrieben. Müßte ich aber erst auf dem Dachboden ein paar Kisten umstapeln. Gibt auch eine recht einfache Schaltung mit 4 Dioden und 2 Trenngleisen dazu, müssen aber die Trenngleise jeweils länger als der ganze Zug sein (außer Du hast alle Wagen mit Plasterädern).
Auch die Übergänge von einem Trafo auf den nächsten sind schwierig, da bei gegensätzlicher Stellung der Fahrregler recht große Ausgleichströme fließen würden, wenn die Lok die Trennstelle passiert. Hier reicht aber ein einseitiger isolierter Gleisabschnitt aus, den man per Schalter wahlweise einem der beiden angrenzenden Fahrtregler zuordnet. Gibt natürlich auch hierfür elektronische Hilfen, die bei zu großem Unterschied der Fahrspannungen den Zug stoppen und erst weiterfahren lassen, wenn beide Fahrregler etwa gleich stehen oder einer von beiden auf 0, aber das ist schon recht viel Aufwand.

Fahrt frei
Steffen
Nachtrag: Wenn der Miniclub-Trafo 4 Klemmen hat, sollten Fahr- und Zubehörspannung getrennt aus dem Trafo kommen, hat der Trafo nur 3 Klemmen, so ist eine Fahrspannung, eine die 0-Schiene und eine ist Zubehörspannung. Das sollte aber eindeutig dran stehen.

Zur Kehrschleifenproblematik finde ich per Google ein Bild, das einen vmtl. ziemlich genialen Entwurf von Felix Geering zeigt, dem an dieser Stelle dafür gedankt sei. So einfach der erste Grundentwurf dort noch erscheint, so kompliziert finde ich die Erweiterung um einen Halteabschnitt und die Polarisierung der Weichenzunge im darauffolgenden Bild. Nicht auszudenken, wie das jetzt auch noch mit einem integrierten Schattenbahnhof aussähe.

Was hier bei der Verdrahtung im Sinne des Nullschienenentwurfs hilfreich wäre, wären farbige Leitungen, damit man das auch Jahre später noch spontan durchsteigt. Das erste Schaltschema habe ich dafür mal coloriert:



Farbschemata gibt es ja genügend. Ich habe mir eines zurecht gelegt, das ich plausibler finde als das von Märklin. Steuerleitungen für Weichen und Signale sind bei Märklin alle blau. Ich verwende für Weichen lila und blau, wobei blau für gerade und lila für Abzweig steht - wie auch immer man das bei Bogenweichen und Kreuzungsweichen dann interpretiert. Bei Signalen wähle ich grün und orange, damit rot der Fahrspannung vorbehalten bleibt.

Die 16 V sind bei Märklin mini-club meines Wissens nicht korrekt. Da sie in meinem Falle direkt aus dem gleichen Trafo vom Originalhersteller kommen, ist mir das auch egal.

Zur besonderen Verwirrung habe ich oben im Bild noch Schalter für die wechselweise Zuschaltung der Trafos eingefügt. Diese Schalter werden in jeden Gleisblock im Gleisbildstellpult integriert, damit neben dem Automatikbetrieb auch noch manueller Betrieb möglich ist. Die Schalter haben für normale Strecken drei Raststellungen. In der Mittelstellung ist der Block stromlos. In der unteren Stellung ist der Trafo für manuellen Betrieb dem Gleis zugeschaltet und in der oberen der Trafo, der auch den automatischen Blockbetrieb versorgt. Für Abstellgleise oder Querverkehrsstrecken werden Schalter verwendet, die nach unten nur eine Tastfunktion haben. Man muss sie absichtlich festhalten, während dort etwas fährt, damit kein Zug Unheil anrichtet. Automatischen Betrieb gibt es auf solchen Gleisen ggfs. gar nicht bzw. es geht einfach nur die sture Fahrspannung des zweiten Trafos dort hin, was schon wieder Gefahren birgt, wenn irgendwo derzeit automatisch gefahren wird.

Diese Schalter habe ich mit einer AC H0-Anlage schon einmal realisiert, um nicht so viele Trafos zu benötigen. Man kann sich eh nur auf zwei Hände konzentrieren.

Die Diodenschaltung für die Kehre habe ich noch nicht gefunden. Sie birgt den Nachteil, dass die Kehre auf jeden Fall nur in einer Richtung befahren werden kann. Ob ich das will, weiß ich noch nicht.

Nachtrag: Die oben erwähnte Schaltung der Kehrschleife mit Halteabschnitten von Felix Geering habe ich jetzt mal coloriert, damit sie ins Nullschienen-Prinzip passt. Ich hoffe, es ist mir dabei kein Denkfehler unterlaufen:



Mir ist noch nicht ganz klar, inwieweit die beiden Umschalter gemeinsam oder getrennt voneinander geschaltet werden können/müssen. Denksport für den Sonntagabend. Da wäre mir ein Hinweis recht.

Die nächste Ausbaustufe ist dann ein Schattenbahnhof anstelle nur einzelner Halteabschnitte. Und dann kommt da noch die Sache mit dem zuverlässigen Anhalten in den Halteabschnitten, also eine Einteilung in Brems- und Halteabschnitt pro Abstellgleis und die Besetztmeldung. Zugtrennungen sind ja in Z leider kein seltenes Phänomen.