Elektronik D I G I T A L K U N D E

42 Modellbahn Illustrierte 5 | 2005

Serie Teil 4: Digital ist manches einfacher

Lösung von Kehrschleif

Beim Durchfahren einer Kehrschleife ändert sich an einer Stelle die Polarität. Das weiß doetwa nur die Großen? Wir erklären Ihnen jedenfalls, wie sich die daraus resultierenden läsdigital recht einfach vermeiden lassen.

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ifenproblemenProbleme beim Befahreneiner KehrschleifeDas elektrische Problem derKehrschleife tritt nur beimZweischienen-Zweileiter- Gleis-system auf. Hier kommt eszwangsläufig an der Stelle zueinem Kurzschluß, an der dasKehrgleis wieder in das Stamm-gleis einmündet (Bild 1). Ver-meiden läßt sich das nur,wenn man sowohl an der Ein-fahrt der Kehrschleife als auchan deren Ausfahrt beidseitigTrennstellen in den Schienenvorsieht (Bild 2). Durch dieseMaßnahme ist die Kehrschlei-fe elektrisch völlig vom rest-lichen Gleisnetz getrennt.

Um in die Schleife einfah-ren zu können, muss die Pola-rität der Versorgungsspannungder Kehrschleife mit der desStammgleises übereinstim-men. Wenn sich alle Fahr-zeuge des Zuges vollständig inder Kehrschleife befinden,

muß deren Versorgungsspan-nung erneut umgepolt wer-den, damit es bei der Ausfahrtdes Zuges aus der Kehrschleifenicht zu einem erneuten Kurz-schluß kommt.

Beim digitalem Betriebführt dieses erneute Umpolender Versorgungsspannung zukeinen Problemen, da hierFahrtrichtung und Polaritätder Spannung am Gleis nichtvoneinander abhängig sind.Aus diesem Grund sind diehier erklärten Kehrschleifen-schaltungen nur für digitalbetriebene Modellbahnen ge-eignet.

Kehrschleifenschaltungenfür den DigitalbetriebZur Lösung des Kehrschleifen-problems beim Digitalbetriebsind eine Reihe von elektro-nischen Schaltungen entwi-ckelt worden. Die hier be-schriebenen Schaltungen wer-

den automatisch durch denZug gesteuert, sind zuverlässigund benötigen kein PC-Steuerungsprogramm.

Steuerung der Kehr-schleifenschaltung durchKurzschluß-AuswertungBild 2 zeigt den prinzipiellenAufbau eines Kehrschleifen-moduls, das durch die Aus-wertung von Kurzschlüssenbeim Befahren der Kehrschlei-fe gesteuert wird. Bei derEinfahrt eines Zuges vomStammgleis in die Kehrschlei-fe (Weiche in Stellung gerade)kommt es wegen der darge-stellten gegensätzlichen Pola-ritäten beim Überfahren derTrennstellen mit einem me-tallischen Rad zu einem Kurz-schluß.

Zur Erfassung der Kurz-schlussströme sind Stromfüh-ler erforderlich. Übersteigt derStrom einen vorgegebenen,

doch jedes Kind. Odern lästigen Kurzschlüsse

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bei manchen Schaltungeneinstellbaren Wert, wird überdie Kurzschluss-Auswerte-schaltung ein Relais umge-schaltet und damit der Kurz-schluss zwischen dem Stamm-gleis und der Kehrschleifeaufgehoben.

Die Größe des Umschalt-stromes, die zur Umpolung derDigitalspannung innerhalbder Kehrschleife führt, muß sogewählt werden, dass sie grö-ßer ist als die Stromaufnahmeder sich in der Kehrschleifebefindenden Fahrzeuge. VomAnsprechen des jeweiligenStromsensors bis zum Um-

schalten des Relais vergehtmindestens eine Latenzzeitvon t = 12 - 15 ms (1 Milli-sekunden = 1/1000 s). DieseZeit muss immer kleiner seinals die Abschaltzeit des Boos-ters im normalen Kurz-schlussfall.

Während dieser Zeit fließtein Kurzschlussstrom, der nurdurch die Leitungswiderstän-de und die maximal möglicheStromabgabe des Boostersbegrenzt wird. Es handelt sichhier also keineswegs um„Microkurzschlüsse“ sondernum kurzzeitige Ströme imBereich mehrerer Ampère.

Das Kurzschlussmodulmuss aus Gründen der Stör-sicherheit immer in der Näheder Kehrschleife angebrachtwerden. Wenn zum Beispieldurch hohe Übergangswider-stände der Schienenverbinderder zum Umschalten der Pol-wender notwendige Kurz-schlussstrom nicht fließenkann, kommt es unweigerlichzu Kurzschlüssen, die dieBooster abschalten lassen.

Vor- und Nachteile derKehrschleifenschaltung mitKurzschluss-Auswertung

Vorteile: Wenn die Kehr-schleifenschaltung aus derDigitalspannung gespeistwird und nur aus einem Ab-schnitt besteht, sind zumAnschluss nur vier Drähte er-forderlich: Zwei zum Stamm-gleis und zwei zum umzu-polenden Gleisabschnitt.

Nachteile: Durch die imKurzschlussfall auftretendenhohen Kurzschlussströmekommt es an den Trennstellenzu einer unerwünschten Fun-kenbildung (Abbrand) zwi-schen Rad und Schiene. DieserAbbrand wird durch eineSchwärzung sichtbar.

Wird die Kehrschleifen-schaltung aus der Digital- undnicht aus einer separatenVersorgungsspannung ge-speist, kann es mit Gleis-besetztmeldern, die nach demPrinzip der Strommessungarbeiten und sich innerhalbder Kehrschleife befinden,Probleme geben. Durch dieEigenstromaufnahme derKehrschleifenschaltung (z. B.LENZ LK100) kommt es zueiner Besetztmeldung, obwohlsich kein Fahrzeug in demAbschnitt befindet.

Steuerung einer Kehr-schleifenschaltung durchGleisbesetztmelder

Bild 3 zeigt den prinzipi-ellen Aufbau eines Kehrschlei-fenmoduls, das mit Gleis-besetztmeldern und nicht mitder Auswertung von Kurz-schlüssen gesteuert wird. Siekann in beiden Richtungenbefahren werden und istgleismäßig folgendermaßenunterteilt:

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Kurze Schaltab-schnitte: A0, A1, A4, A5Fahrabschnitt: A2Halteabschnitt: A3

Die Auswerteschaltung be-steht aus zwei Gleisbesetzt-meldern GBMA und GBMD,die vier Relais REL A-D, jeweilsmit zwei Umschaltkontakten,ansteuern. Die Umschaltersind als Polwender geschaltet.Bei der Einfahrt vom Stamm-gleis in die Kehrschleife, Wei-che in Stellung gerade, wird

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zuerst der Schaltabschnitt A0erreicht.

Der GleisbesetztmelderGBMA überwacht diesen Ab-schnitt und schaltet beimAnsprechen die Relais REL A-Dso, dass eine Ein- und Wei-terfahrt in der Kehrschleifeohne Kurzschlüsse möglich ist.Nach dem Passieren von A0wird A1 erreicht. Das nochma-lige Ansprechen von GBMAbleibt jedoch ohne Auswir-kung, da sich die Relais schonin der richtigen Lage befinden.

Der Zug fährt weiter überden Fahr- und Haltebereichund erreicht dann (falls das imBeispiel eingezeichnete Signalauf Fahrt steht) den Schalt-abschnitt A4. GBMD sprichtjetzt an, schaltet die Relaisund damit die Polarität derDigitalspannung um. Der Zugkann jetzt über den Schalt-abschnitt A5 aus der Kehr-schleife ohne einen Kurz-schluß ausfahren.

Das nochmalige Auslösendes Besetztmelders GBMD hat

auch hier keinen Einfluß, dasich die Relais REL A-D schonin der richtigen Lage befinden.Eine Einfahrt vom Stammgleisin die Kehrschleife (Weiche inabzweigender Stellung) er-folgt analog zum oben be-schriebenen Vorgang. Damitkann diese Kehrschleifen-schaltung auch problemlos fürbeide Fahrtrichtungen ge-nutzt werden.

Eine Überwachung desGleisbesetztzustandes desFahr- und Halteabschnitts istdurch externe Gleisbesetzt-melder (GBM2, GBM3) mög-lich. Diese werden in dieSchaltung eingeschleift. Siekönnen aus dem gleichenNetztransformator gespeistwerden wie das Kehrschlei-fenmodul.

Vor- und Nachteile einerKehrschleifenschaltung, diemit Gleisbesetztmelderngesteuert wird

Vorteile: Keine Kurzschlüs-se und damit kein Abbrand beiRädern und Schienen. Keinezeitlichen Probleme beim Um-schalten der Digitalspannung.Ein Versatz der Trennstellenführt bei dieser Technik zukeinen Problemen.

Nachteile: Die Verdrahtungdieses Kehrschleifenmodulsmit der Anlage ist aufwändi-ger.

In der nächsten Ausgabezeigen wir Ihnen Schritt fürSchritt, wie man in eine Lokeinen Digital-Decodereinbaut.

KEHRSCHLEIFEN MODULE-ANBIETERBezeichnung Hersteller Modulsteuerung durch Gleisabschnitte in

der KehrschleifeKSDC Blücher-Elektronik, Berlin Kurzschlussauswertung 2DSDGBM Blücher-Elektronik, Berlin Gleisbesetztmelder 2LK100 Lenz Elektronik, Gießen Kurzschlussauswertung 1KSM-1 Tams Elektronik, Hannover Kurzschlussauswertung 1KSM-D01 AAA Modellbahntechnik, CH-Bern Gleisbesetztmelder 1HK1 Heller-Modellbahnservice, Ahrensburg Kurzschlussauswertung 1

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