Modellbahnthemen

Zuverlässiger Servo-Weichenantrieb für die MpC-Anwendung

Genau wie beim großen Vorbild ist auch bei einer Modelleisenbahn das zuverlässige und korrekte Stellen der Weichen für einen sicheren Betriebsablauf unabdingbar. Da jedoch bei einer Modellbahn in der Regel die Weichen nicht auf ihre korrekte Lage hin überprüft werden, müssen gerade deshalb die Weichenantriebe einen besonders zuverlässigen Stellbetrieb gewährleisten.

Leider ließen meine bisher eingesetzten Stellmotorantriebe diesbezüglich einiges zu wünschen übrig. Mein großer Unmut über das zunehmend fehlerhafte Stellverhalten veranlasste mich einen zuverlässig funktionierenden Weichenantrieb zu entwickeln. Der Antrieb sollte für alle Modellbahnen der Baugrößen N - 0 universell einsetzbar sein und zugleich die MpC-Anwendung in besonderer Weise berücksichtigen.


Für den Einbau vorbereiteter Servo-Weichenantrieb
 Da das Rad nicht noch einmal erfunden werden muss, kommen für die eigentliche Stellaufgabe Servoantriebe aus dem RC-Modellbau zum Einsatz. Die spezielle Stelltechnik dieser Antriebe ist der Garant für einen auf Dauer zuverlässigen Stellbetrieb. Das vollkommen gekapselte Gehäuse der Antriebe macht diese nicht nur unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen, sondern mindert zugleich die Laufgeräusche auf ein flüsterndes Niveau. Die bereits komplett ausgestatteten Stelleinheiten können direkt als Weichenantriebe eingesetzt werden. Vor dem Einbau werden diese mit dem Stelldraht und einer Montageplatte versehen. Der Servoantrieb wird dann so unter der Weiche befestigt, dass der Stelldraht senkrecht durch die Stellschwelle greift. Die Weichenzungen sollten hierbei in etwa die Mittellage einnehmen. Die beiden Langlöcher in der Montageplatte ermöglichen eine exakte Ausrichtung des Stellantriebs in Längsrichtung der Weiche.


Modellbauservos können immer nur indirekt betrieben werden. Für ihren Einsatz ist daher immer eine spezielle Elektronik erforderlich. Hierzu habe ich eine genau auf die MpC-Anwendung abgestimmte Servoelektronik entwickelt. Ausgehend von einer weiteren Nutzung der MpC-Weichensteckkarte 8902 habe ich auf einer Platine, der Servocontrolunit, gleich die Antriebselektronik für vier Servos angeordnet. Hierdurch wird sowohl der Verdrahtungsaufwand auf ein Minimum reduziert als auch die Montage wesentlich vereinfacht. Zudem konnten die Anschlussgegebenheiten der MpC unverändert übernommen werden.


Programmiergerät
 Unter Zwischenschaltung der Adapterplatine A8912 ist auch die weitere Nutzung der MpC-Steckkarten 8912 (Stellmotor) und 9122 (Postrelais) gegeben. Bei der Postrelais-Steckkarte müssen hierzu allerdings einige Bauteile ausgelötet und durch Drahtbrücken ersetzt werden. An der Verdrahtung der MpC selbst muss nichts geändert werden. Ein gemischter Betrieb mit vorhandenen Weichen ist uneingeschränkt möglich.


Auch die, für die Überwachung und Steuerung der Servoantriebe notwendige Betriebssoftware berücksichtigt in allen Situationen die Belange und Vorgaben der MpC-Anwendung. Sämtliche Einstellungen werden elektronisch vorgenommen. Mit einem kleinen anschließbaren Programmiergerät können so beispielsweise die Stellgeschwindigkeit oder der Stellweg einer Weiche einfach per Tastendruck verändert werden. Die auf der Servocontrolunit befindlichen Leuchtdioden dienen sowohl der Rückmeldung als auch zur Anzeige bestimmter Betriebszustände. Die LED können auch von der Platine abgesetzt und als Stellungsmelder in einem Stellpult eingebaut werden. Die LED-Anschlüsse werden dann steckbar ausgeführt.


Servoelektronik für die Ansteuerung von vier Servo-Weichenantrieben.

Die Weichenanschlüsse der MpC-Weichensteckkarte werden über eine 10adr. Flachbandleitung direkt mit der Servocontrolunit (S5) verbunden. Der gemeinsame Weichenanschluss +18V/NT2 bzw. Wsp0/NT3 wird für alle vier Stellantriebe an den mittleren Anschluss der Klemme K1 angeschlossen. Ist keine Weichenpolarisierung erforderlich werden die Servo-Stellantriebe direkt an die drei zum Platinenrand zeigenden Pins der 6-poligen Wannenstecker (S1-S4) angeschlossen. Die weißen Beschriftungsflächen sind für Zuordnungsvermerke (z.B. Weichen Nr.) vorgesehen.


Polarisierungsrelaiseinheit
 Für die Polarisierung der Weichen werden kleine eigenständige Relaiseinheiten eingesetzt. Diese werden über eine 6-adr. Flachbandleitung mit der Servocontrolunit verbunden. Die Servo-Weichenantriebe werden dann an die 3pol. Stiftleiste SA der Relaisplatine angeschlossen. Die Polarisierungsrelaiseinheit verfügt über zwei, den Antriebsendlagen zugeordneten Relais. Diese werden softwaremäßig überwacht und geschaltet. Erst nach dem vollständigen Erreichen der Antriebsendlage zieht immer das der Lage zugehörige Relais zeitlich verzögert an.

Die Kontaktbeschaltung der Relais erlaubt mehrere Polarisierungsvarianten. So ist es auch möglich die nicht anliegende Weichenzunge elektrisch abzuschalten. Jedes Relais verfügt zudem über einen freien Umschalter für zusätzliche Schaltaufgaben.

Die bauliche Trennung von Servoelektronik, Polarisierungsrelais und Stellantrieb ermöglicht auch bei eingeschränkten Platzverhältnissen einen individuellen Einbau.


Da die Servoelektronik zum Auslösen des Stellvorgangs, unabhängig von der tatsächlichen Stellzeit der Weichenantriebe, nur sehr kurze Stellimpulse benötigt, werden alle Weichen einer Fahrstraße in kürzester Folge gestellt. Die Stellvorgänge überlappen sich also zeitlich, wodurch die Zeit für das Fertigschalten der Fahrstraßen erheblich verkürzt wird. Automatisch fahrende Züge erhalten somit schnellstens ihren erneuten Fahrauftrag wodurch eine ungehinderte Weiterfahrt ermöglicht wird.


Hier die wichtigsten Daten und Fakten:

Ausstattungsbeschreibung: (Vers.2.1) MpC-relevante Einsatzmerkmale: Anschlussdaten:
  • Stromversorgung
 9V Wechselstrom (12V Gleichstrom).
  • Stromaufnahme
 max. 50mA. (je Weichenantrieb)
  • Stelleingänge
 Galvanisch getrennt (Optokoppler).
  • Stellimpulsspannung
 5-18V Gleich / Wechselspannung.
  • Stellimpulsstrom
 max. 10mA.
  • Stellimpulslänge
 min. 80ms.


Anschlussbeispiele (PDF)



Gerne stehe ich für weitere Auskünfte zur Verfügung.

Winfried Koehne, Irisweg 9, D-59439 Holzwickede, Tel. 02301/7366

Internet: www.servo-antrieb.de Email: info@servo-antrieb.de