Relaisplatine zur Polarisierung

Um für polarisierte Weichen eine einheitliche, einbaufertige Schaltung zur Verfügung zu haben, entwarf ich diese Platine. Sie trägt ein bistabiles Relais und zwei Thermosicherungen. Durch die Polwendeschaltung können zwei Bereiche jeweils entgegengesetzt polarisiert werden.

Bei Doppelspulenantrieben wird das Relais einfach parallel geschaltet. Andernfalls ist ein wenig Anpassung nötig. Die Anwendungsfälle sind bei Zwei- und Dreileiterbahnen etwas unterschiedlich, die Schaltung ist aber bei beiden einheitlich.

Schaltung

Die Polwendeschaltung ist da nützlich, wo zwei Schienenstücke entgegengesetzt polarisiert werden sollen. Beispielsweise ist bei der hier gezeigten Weiche stets einer der markierten Abschnitte mit Mittelleiter und einer mit Masse verbunden.

Wir brauchen also eine Schaltung, die bei Bedarf die beiden Pole miteinander vertauscht. Nötig ist ein Relais mit zwei Wechslern.

 
Die Wirkungsweise wird klar, wenn man die beiden Schaltzustände miteinander vergleicht:

Relais mit zwei Wechslern sind leicht zu finden, aber die kompakte, bistabile Variante ist selten. Und die Schaltung sollte natürlich unters Gleisbett passen. Zweispulig sollte es auch noch sein, denn die einspulige Ausführung braucht entweder eine Hilfsschaltung oder funktioniert nur mit Doppelspulenantrieben und nichts sonst.

Die Wahl fiel schließlich auf das AZ850P2-5 (Conrad 507443). Da es auf 5 V ausgelegt ist und maximal 10 V verträgt, war noch ein Vorwiderstand von 220 Ω nötig. Hier ist nun der komplette Schaltplan. Die Funktion der Sicherungen wird im folgenden Kapitel erläutert.

Anmerkung vom 24.08.14: Geeignet ist auch das AZ850P2-12 (Conrad 507444). Es deckt einen Betriebsspannungsbereich von 9 bis 24V ab. Damit ist der Vorwiderstand entbehrlich. Auch der Stromverbrauch wird etwa halbiert. Bei 18V werden dann 25mA statt 52mA verbraucht.

Schaltplan der kompletten Polarisierungsplatine

Alternativ kann auch ein monostabiles Relais verwendet werden. Manche Servodecoder bieten nämlich nur für ein solches geeignete Relaisausgänge. Von den Abmessungen her geeignet ist das FRT5 (Conrad 504394), von dem es übrigens auch bistabile Varianten gibt. An der Platine muss dafür nichts geändert werden, aber der Vorwiderstand, falls benötigt, muss in die Zuleitung verlegt werden.

Thermosicherungen

Gelegentlich kommt es zu einer Falschfahrt. Der entstehende Kurzschluss legt dann normalerweise die ganze Anlage lahm, der Nutzer darf dann erstmal den störenden Zug von Hand entfernen, ehe es weitergehen kann. Um genau das zu verhindern, gibt es Thermosicherungen.

Die Thermosicherung kennt man auch unter der Bezeichnung Kaltleiter. Bei Zimmertemperatur ist ihr Widerstand gering. Durch hohe Ströme, wie sie bei einem Kurzschluss auftreten, heizt sie sich auf. Ihr Widerstand ist dann um ein Vielfaches erhöht, und der Strom auf ein Minimum beschränkt. Doch dieses Minimum reicht der Sicherung, um ihre Temperatur zu halten. Erst wenn der Kurzschluss aufgehoben ist, kühlt die Sicherung ab und wird wieder niederohmig.

Bei einer Falschfahrt schaltet die Thermosicherung dem kurzschließenden Zug einfach den Strom ab. Möglicherweise hat er genug Schwung oder eine große Kontaktbasis, um es über die Weiche zu schaffen, andernfalls bleibt er stehen. Da alle weiteren Komponenten einschließlich des Weichendecoders noch arbeiten, kann der Nutzer nun den korrekten Fahrweg einstellen und der Zug setzt sich wieder in Bewegung.

Als Sicherung verwende ich die Bourns MF-MSMF030-2 (Conrad 1055635). Sie löst frühestens bei 0,3A und spätestens bei 0,6A aus. Das ist ein wenig knapp gewählt, speziell alte Märklinloks mit Feldspule können deutlich mehr verbrauchen. Dafür löst die Sicherung sehr schnell aus. Bei der Fahrt einer BR50 mit Sound über eine falsch gestellte DKW wurde nicht einmal das Betriebsgeräusch unterbrochen. Die Lok schaffte es dann dank ihrer guten Stromaufnahme auch so über die DKW.

Zugegeben, es ist nicht so bequem wie bei einem Frog Juicer, der bei Bedarf automatisch umpolt, doch es ist eine Lösung, die Platz und Kosten spart.

Bilder

Bislang habe ich die Schaltung nur in eine Weiche eingebaut. Meine DKW wird gerade damit getestet. Zunächst wurde die bestückte Platine eingeklebt.

Danach wurde sie verdrahtet.

Falls die Schaltung nicht so polarisiert, wie sie soll, sondern genau entgegengesetzt, muss man zwei Drähte tauschen. Welche das sind, kann man sich aussuchen: entweder die blauen Drähte zu den Spulen oder die schwarzen zum Gleis oder die für Masse und Mittelleiter.

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