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Anfahr- und Bremsschaltung
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UNIversal-PLAtine17

4    Anfahr- und Bremsschaltung
4.1     Sinn und Unsinn der Anfahr- und Bremsschaltung
 Ein Zug steht am Bahnsteig, das Signal ist rot, das Haltegleis ist abgeschaltet und die Lok ist ohne Strom. Will man nun den Zug abfahren lassen, so stellt man das Signal auf "grün" und schaltet die Fahrspannung auf das Gleis. Die Lok bekommt Spannung und der Motor fängt an zu drehen; die Lok fährt los. Ohne eine Geschwindigkeitsreglung fährt sie mit voller Geschwindigkeit an, mit einem Ruck. Könnte das Beschleunigen aus dem Stand nicht vielleicht ein bischen langsamer vor sich gehen.
 Aber sicher geht das. Man baut für jeden Gleisabschnitt vor einem Signal einen Geschwindigkeitsregler ein. Dabei gibt es dann noch einen angenehmen Nebeneffekt. Man kann den Zug mit dem gleichen Regler bei der Einfahrt auch langsam abbremsen.
 Was passiert aber, wenn zwei Züge einfahren und gleichzeitig ein Zug am grünen Signal ausfahren soll. Hektik ist angesagt, wenn man gerade in diesem Moment beim Rangieren ist. Vergißt man einen Regler, bedeutet das ein Fehlverhalten des Zuges; einen falschen Regler bedient, bedeutet gleich zwei Fehler.
 Warum soll diese Arbeit dem Stellwerker bei der Modelleisenbahn nicht ebenfalls abgenommen werden. Wenigstens so lange, wie er diese Arbeit nicht machen will. Wem aber überlassen wir diese Arbeit, denn bekanntlich sitzt in unserer Lok kein Lokführer. Was bleibt uns da noch übrig. In Kapitel 2.2.3 und 2.2.4 wurde bereits angedeutet, daß Brems- und Anfahrblöcke eingebaut werden. Warum sollen die Besetztmelder dieser Gleisabschnitte die Steuerung nicht übernehmen.
 Um den Ablauf besser beschreiben zu können, werde ich die Geschwindigkeitsreglung nun unterteilen in die ABS-Automatik, die ABS-Regelung und den ABS- Schaltverstärker. Genauso werden in meiner Steuerung die einzelnen Baugruppen gekennzeichnet.
 Die ABS-Automatik wird angesteuert von den Besetztmeldern, vom Signal und von einem weiteren Eingang, dem sogenannten "Not-Halt". Die beiden Ausgänge "anfahren" und "schnell bremsen" steuern die ABS-Regelung.
 Die ABS-Regelung setzt die beiden Eingänge "anfahren" und "schnell bremsen" in ein weiteres Steuersignal um, welches wiederum der ABS- Schaltverstärker zum Steuern benötigt, um die Geschwindigkeit der Züge zu beeinflussen.
 Die Schaltungen werden später noch genau und ausführlich beschrieben. Eine Besonderheit muß ich jedoch vorwegnehmen. Wenn die ABS-Regelung auf den Eingängen "anfahren" oder "schnell bremsen" nicht angesteuert wird, so nimmt diese einen dritten Betriebszustand an, die ich "langsam bremsen" nenne.
4.2     Funktionsweise der ABS-Automatik
 Spielen wir einmal in Gedanken den Ablauf eines kompletten Bremsvorganges durch. Nehmen wir an, das Gleis ist leer. Die ABS-Automatik bekommt keine Meldungen von den Besetztmeldern. Die ABS-Automatik steuert in diesem Fall die ABS-Regelung mit "anfahren" an, damit ein Zug ohne Geschwindigkeitsverlust in das Gleis einfahren kann.
 Die Bezeichnung "anfahren" habe ich der Kürze wegen benutzt. Ausführlich müßte sie "anfahren, bis maximale Geschwindigkeit" genannt werden, da die Geschwindigkeit oder Fahrspannung nach der Anfahrt normalerweise der maximalen Fahrspannung entsprechen soll.
 Nun fährt ein Zug mit maximaler Fahrspannung in den Bahnhof ein, bis er schließlich auf den Einfahrtblock des Zielgleises auffährt. Der Besetztmelder des Einfahrtblock gibt die Meldung an die ABS-Automatik weiter. Der Zug soll jedoch seine Geschwindigkeit beibehalten. Die ABS-Automatik steuert die ABS- Regelung also weiterhin mit dem Signal "anfahren" an. Der Zug fährt ungebremst weiter, bis er auf den Bremsblock auffährt.
 Ab hier soll die Geschwindigkeit stetig geringer werden. Da der Besetztmelder des Bremsblockes anspricht und die Meldung an die ABS-Automatik weitergibt, braucht diese nichts weiter zu tun, als das Steuersignal "anfahren" abzuschalten. Die Regelung bekommt nun von der ABS-Automatik keine Ansteuerung und geht in den Betriebszustand "langsam bremsen". Der Zug bremst also langsam ab. Durch eine Besonderheit der ABS-Regelung wird der Zug allerdings nicht ganz abgebremst, sondern rollt mit einer Mindestgeschwindigkeit bis über den Bremsblock hinaus.
 Der Zug rollt nun auf den Halt- und Anfahrblock. Dort betätigt er den Besetztmelder Halt- und Anfahrblock, der seine Meldung an die ABS-Automatik weitergibt. "Schnell bremsen" ist die Antwort auf die Eingangsmeldung der ABS-Automatik. Der Zug bleibt nun stehen, da die ABS-Regelung ihn sehr schnell abbremsen läßt.
 Wird das Signal "grün", werden die Eingangssignale von den Besetztmeldern ignoriert und die ABS-Automatik gibt immer "anfahren" an die ABS-Regelung weiter. Unabhängig von der Position des Zuges im Gleis oder wieweit der Zug bereits abgebremst wurde, der Zug wird aus seiner Geschwindigkeit, die er bis dahin fuhr, wieder bis zur maximalen Geschwindigkeit beschleunigen.
Aus der Tabelle kann man nun in Kurzform alle Zustände der ABS-Automatik herauslesen:
   Signal       Zugposition       NOT-Halt       Ausgang zur ABS-Regelung   
grün egal aus    "Anfahren", bis max. Geschwindigkeit   
rot ohne aus    "Anfahren", bis max. Geschwindigkeit   
rot Einfahrtblock aus    "Anfahren", bis max. Geschwindigkeit   
rot Bremsblock aus    kein Signal (=langsame Bremsung)   
rot Anfahrblock aus    "Schnellbremsung" bis Stillstand   
egal egal ein    "Schnellbremsung" bis Stillstand   
    Tabelle 2:     ABS-Regelungsbedingungen
 Der Eingang "Not-Halt" ist in der Anlage generell dazu gedacht, alle Züge schnell zum Stehen zu bringen, ohne die komplette Steuerung auszuschalten und damit alles durcheinander zu bringen. Nach dem Not-Halt fahren die Züge, die z. B. "grün" geschaltet waren, wieder los, die Anderen beschleunigen bis zum nächsten Bremsblock und bleiben dann schließlich wieder am Halteabschnitt ordnungsgemäß stehen.
 Bei allen möglichen Zuständen an den Eingängen wurde also ein genau definierter Zustand an den Ausgängen der ABS-Automatik festgelegt (programmiert). Diese Festlegung gilt für alle Haltegleisabschnitte, da das Programm überall gleich ablaufen soll. In der beschriebenen Form wird das auch funktionieren. Der Vorteil dabei ist, der Zug übernimmt die Steuerung selbst.
 Wir brauchen nur noch zu entscheiden, ob der Zug fahren soll oder nicht, indem wir das Signal auf "grün" oder "rot" schalten.
 Weitere Besonderheiten, die ich ebenfalls beschreiben will:

 - Stellt man eine Lok in einem leeren Gleisabschnitt auf den Einfahrtblock, so hat sie die volle Fahrspannung auf den Rädern. Sie fährt natürlich sofort los, wird aber ganz normal vor dem roten Signal abgebremst. Bei "Grün" fährt sie durch.
 - Stellt man eine Lok in einem leeren Gleisabschnitt auf den Bremsblock, so beginnt die dann losfahrende Lok direkt mit der Bremsung (nur bei rotem Signal). Rest siehe oben.
 - Stellt man eine Lok in einem leeren Gleisabschnitt auf den Halt- und Anfahrblock so steuert die ABS-Automatik bei "Rot" die "schnelle Bremse" und die Lok bleibt fast direkt wieder stehen. Rest siehe oben.
 - Angenommen, durch einen Fehler in einem Vorblock oder durch Aufsetzen einer Lok vor dem Gleisabschnitt, fährt ein Zug oder die Lok auf den Einfahrtblock des Gleises, in dem sich bereits ein abgebremster, stehender Zug befindet.
 - Durch eine besondere Verschaltung, auf die ich gleich eingehe, wird der von hinten auf den stehenden Zug auffahrenden Zug direkt ohne Fahrspannung bereits im Einfahrtblock stehenbleiben und einen Auffahrunfall vermeiden. Es sei denn, stehende Zug ist so lang, daß ein Zusammenstoß natürlich nicht zu vermeiden ist. Aber dieser Fehler entsteht normalerweise nur durch einen vorangegangenen Fehler.

 Bei der bereits angesprochenen besonderen Verschaltung handelt es sich darum, daß die ABS-Regelung nicht nur die Schaltverstärker des Bremsblockes und des Halt- und Anfahrblockes ansteuert, sondern auch den Schaltverstärker des Einfahrtblockes. Auch dieser Block hat einen Schaltverstärker.
 Doch nicht nur wegen der Verhinderung eines Fehlers durch einen Fehler. Der Grund hierfür ist viel raffinierter. Man stelle sich einmal einen Bremsvorgang im Gleis vor, wie bereits vorher beschrieben. Noch ist das nichts besonderes.
 Nun stellen wir uns aber einen Wendezug oder einen Triebwagenzug vor, bei denen der Motor oder die Lok am Zugende ist. Der Steuerwagen steuert die Besetztmelder der Blöcke und damit die ABS-Automatik richtig an. Der Zug sollte aber nun anfangen zu bremsen, weil der Steuerwagen bereits auf dem Bremsblock fährt. Die Lok ist aber noch auf dem Einfahrtblock.
 Ist der Zug so lang, daß der Steuerwagen dann später auf dem Haltblock ist, die Lok aber immer noch auf dem Einfahrtblock fährt,hat die ABS- Automatik und die ABS-Regelung die Bremsung bereits fast abgeschlossen. Die Lok fährt aber immer noch, bleibt aber sofort bei Auffahren auf den Bremsblock stehen.
 Ist der Schaltverstärker des Einfahrtblockes mit demselben Signal aus der ABS-Regelung gesteuert. So wird auch ein Wendezug oder der ICE mit Motorwagen hinten richtig abgebremst.
4.3     einfache Pendelautomatik
 Bisher habe ich die ABS-Automatik beschrieben, als wenn sienur in einer Fahrtrichtung funktioniert. Habe ich nun im Zweirichtungsgleis die Trennstellen so eingebaut, wie im Kapitel 2.2.6.2 bereits beschrieben, brauche ich nur einen richtigen Fahrtrichtungsumschalter und ich habe bereits eine einfache, aber bereits einwandfrei funktionierende Pendelautomatik auf einem Gleis. Eine Weiche darf dabei nicht eingebaut sein, aus der ein anderer Zug auf das Gleis einfahren kann.
 Zur Beschreibung des Ablaufes nehmen wir an, der Zug fährt auf dem Gleis aus Bild 4 von links nach rechts. Vom Einfahrtblock E-55 kommend, beginnt er auf dem Bremsblock B-55 zu bremsen, um dann auf dem Haltblock A 55 anzuhalten.
 Der Besetztmelder A-55 startet einen Zeitschalter, der nach der abgelaufenen Zeit die Fahrtrichtung umschaltet. Dieser Zeitschalter gehört nicht zur ABS- Schaltung. Dasselbe gilt für den Zeitschalter am anderen Ende des Gleises. Aber dies nur nebenbei.
 Nach der Umschaltung der Fahrtrichtung steht der Zug nun nicht mehr auf dem Haltblock des Gleises, sondern auf dem Einfahrtblock der Gegenrichtung. Und was macht die ABS-Automatik? Richtig! Die Automatik bekommt vom Besetztmelder E+55 Einfahrtblock den noch stehenden Zug gemeldet und gibt der ABS- Regelung das Signal zum Anfahren. Der Zug beschleunigt bis zur Maximalgeschwindigkeit und fährt das Gleis solange ab, bis er auf dem Bremsblock wieder zu Bremsen beginnt, um dann auf dem Haltblock links zum Stehen zu kommen. Der hier gestartete Zeitschalter steuert die Fahrtrichtung wieder zurück. Der Zug steht nun wieder auf dem Einfahrtblock des Gleises, nun in Normalfahrtrichtung. Das Spiel beginnt von vorne.
4.4     ABS-Regelung
 Was bisher über die ABS-Regelung noch nicht erwähnt wurde, ist die Erzeugung des Ausgangssignales zum Ansteuern der Schaltverstärker.
 Wenn ich die Geschwindigkeit eines Motors regeln will, der so aufgebautist, wie in den Modelleisenbahnlokomotiven, so bediene ich mich normalerweise eines Spannungsreglers. Der Fahrtrafo macht nichts anderes, als die Spannungzu regeln. Für die Geschwindigkeit ist also die Spannungshöhe am Lokmotor maßgebend. Diese Regelung ist für eine ganz langsame, der Schrittgeschwindigkeit entsprechende, Geschwindigkeit ungeeignet. Der Motor dreht erst ab einer gewissen Spannung und wenn er dann dreht, dann ist die Geschwindigkeit so hoch, daß man die Lok durch Zurückdrehen der Fahrspannung wieder abbremst. Dieses Nachregeln der Spannung und das unterschiedliche Verhalten der verschiedenen Lokmotoren verhindern das Aufbauen einer automatischen Schaltung, die alle Lokmotoren wenigstens annähernd gleich behandelt.
 Es gibt dafür eine Schaltung, die man Impulsbreiten-Steuerung nennt. Bei ihr werden stetig Impulse geschaltet. Die Spannungshöhe des Impulses entspricht dabei der vollen Fahrspannung und der Motor dreht dabei auf jeden Fall. Die Länge des Impulses bestimmt nun, wie lange der Motor drehen soll. Nach der Abschaltung des Impulses bleibt der Motor eine Zeitlang spannungslos. Schalten wir nun die Spannung wieder ein, oder besser, wir wiederholen diesen Vorgang immer wieder, wird sich der Motor immer weiterdrehen.
u_bild_5.gif = 4063 Bytes
    Bild 5:    Impulsbeispiele
 Natürlich darf man nicht in Sekunden oder gar Minuten rechnen. Die Lok würde sich auf dem Gleis nur ruckartig bewegen. Die Zeiteinheit wird hier so um die 85 Hz (Hertz) liegen, das sind umgerechnet 0.0117 Sekunden. Das bedeutet ein Vorgang dauert 0.0117 Sekunden. Oder in Hertz heißt das, der Vorgang wiederholt sich genau 85 mal in der Sekunde. Ziemlich schnell, werden sie sagen. Die Erfahrungen zeigen, das eine wesentliche Erhöhung der Frequenz, so bezeichnet man die Anzahl der Wiederholungen einer Schwingung in einer Sekunde, den Motor nur unnötig erwärmt, eine Erniedrigung der Frequenz führt wiederum zu einem ungenügenden Fahrverhalten des Motors.
 Stellen wir also fest, die maximale Fahrgeschwindigkeit erreicht der Motor, wenn an diesem die volle Fahrspannung ohne Unterbrechung (Pause) anliegt. Weiterhin wissen wir, daß der Motor steht, wenn an ihm keine Spannung anliegt. Was liegt nun näher, in die volle Fahrspannung eine Abschaltpause einzubauen und diese Pause ständig zu wiederholen.
 Die Pause und der Impuls zusammen haben eine genau festgelegte Länge, die bereits oben angesprochene Zeit von 0.0117 Sekunden (entspricht also 85 Hz). Die Länge der Pause bestimmt die Länge des Impulses, in der die volle Spannung am Motor anliegt.
 Wir brauchen also nur das Verhältnis zwischen Impulslänge und Pausenlänge zu verändern, um die Geschwindigkeit der Lok zu beeinflussen. Gebe ich also ganze 100% Impuls auf's Gleis, fährt die Lok mit voller Geschwindigkeit.
 Bei 50% Impuls und 50% Pause mit 50% der Fahrspannung, also mit halber Geschwindigkeit (mittleres Diagramm).
 Rechts ist ein Impuls angedeutet, der 90% der Zeit von 0.0117 s dauert, bleibt für die Pausendauer noch 10% und die Fahrspannung wird dementsprechend bei 90% der vollen Fahrspannung betragen. Links ist die Pause 75% lang, der Impuls somit 25%, genau wie die verbleibende Fahrspannung.
 Dies sind zwar nur theoretische Werte, sie kommen der Praxis aber sehr nahe. Für unsere Zwecke reicht es allemal aus.
 Ich erzeuge für alle ABS-Regelungen zusammen nur einmal das 85 Hz-Signal, welches dann jede einzelne ABS-Regelung ansteuert.
 Verbleibt für die ABS-Regelung selbst nur noch die Umsetzung der Steuersignale der ABS-Automatik in ein Impuls-Pausen-Signal, welches die Schaltverstärker ansteuert.
 Der ABS-Schaltverstärker verstärkt nun die Signale der ABS-Regelung. Das Impuls-Pausen-Signal steuert über einen Optokoppler einen Transistor, der als Leistungsschalttransistor ausgelegt ist. Dieser schaltet also nichts anderes, als die Fahrspannung ein und aus. Mit einer Frequenz von 85 Hz.
 Neben den Schutzeinrichtungen, die die Zerstörung der Elektronik verhindern sollen, ist noch eine weitere Besonderheit eingebaut. Ein Widerstand, der den Leistungstransistor überbrückt. Er gewährleistet, daß ein Strom fließen kann, wenn der Transistor gerade wieder einmal eine Pause einlegt.
 Warum werden sie fragen. Ist ein Zug auf dem Gleis, der Transistor jedoch gesperrt, kann kein Strom fließen, der über das Vergleichselement den Besetztmelder des Blockes ansteuert. Ist der Widerstand richtig ausgelegt, so gewährleistet er bei gesperrtem Transistor den Stromfluß und damit die Besetztmeldung. Er hat aber einen so hohen Wert, daß er den Lokmotor nicht beeinflußt oder zum Drehen bringen kann.
4.5     Aufbau der Gesamtschaltung
 Die ganze Beschreibung nützt nichts, wenn man die Schaltung nicht realisieren kann. Die einzelnen Schaltungen kann man, weil sie hier und da veröffentlicht wurden, in verschiedenen Geschäften käuflich erwerben. Lauter Einzelschaltungen muß man aber so miteinander kombinieren können, daß sie miteinander auch funktionieren und sie müssen ohne viel Platzbedarf aufzubauen sein. Wer hat schon unbegrenzt Platz zur Unterbringung der Schaltung.
 Soll ein Gleis mit allen bereits beschriebenen Funktionen ausgerüstet werden, so wird also eine ABS-Automatik, eine ABS-Regelung, drei ABS- Schaltverstärker, drei Besetztmelder und ein Fahrtrichtungsumschalter benötigt. Selbst wenn die 3 Besetztmelder und die 3 ABS-Schaltverstärker auf je einer Platine Platz finden, benötigen wir immer noch 5 einzelne, im Geschäft zu kaufende Platinen, die man dann noch zur Zusammenschaltung umrüsten muß.
 Ein weiteres Problem ist der erhöhte Verdrahtungsmehraufwand der Platinen untereinander. Es werden mehr Verbindungsleitungen nötig, wobei jede Leitung gleich 2 mögliche Fehlerquellen eingebaut haben. Jedes der beiden Enden kann sich lösen und einen Fehler verursachen.
 Der einzige Vorteil tritt im Fehlerfall auf. Geht mal ein Bauteil auf einer Platine kaputt, so braucht man nur diese eine Platine auszuwechseln.
 Für mich habe ich eine Zusammenschaltung oder besser eine Platine mit allen Baugruppen zusammen entwickelt. Speziell für meine Anlage heißt aber auch, daß bei meinen gehobenen Ansprüchen, noch zusätzliche Funktionen eingebaut werden können, die bisher noch nicht beschrieben wurden:

 -  Festspannungsregler mit Sicherung zum Schutz der elektronischen Bauteile,
 -  Zuschaltmöglichkeit einer externen Rangierfahrspannung,
 -  externe, manuelle Einschaltmöglichkeiten der ABS-Schaltverstärker einzeln oder gemeinsam unter Umgehung der ABS-Automatik zum manuellen Steuern und
 -  Zuschaltung einer Hilfsspannung, die bei ausgeschalteter Fahrspannung die Besetztmelder richtig ansteuern läßt,
 -  Magnetspannungseingang zum Betreiben von Relais mit Spulenspannungen bis zu 50 V.

 Bei allen Betriebszuständen zeigen die Besetztmelder die Position der Züge immer richtig an.
 Die Platine im Euro-Format (160 mm x 100 mm) ist einmal entwickelt worden und besitzt zur Verbindung zur Außenwelt einen 31-poligen Steckverbinder, dessen Anschlußbelegung festgelegt und nicht mehr verändert wird. Auch bei Änderungen der einen oder anderen Baugruppe durch Verbesserungen der jeweiligen Schaltung oder Verwendung anderer Bauteile mit verändertem Platzbedarf wird sich an der Buchsenleiste und deren Verdrahtung nichts mehr ändern.
 Gehen wir nun einmal davon aus, die Anlage besteht aus insgesamt 15 Gleisabschnitten. Sollen nun alle Gleise mit allen Funktionen ausgerüstet werden, so benötigen wir also 15 Platinen. Da die Platinen identisch sind, können sie untereinander ausgetauscht werden. Zusätzlich liegt eine Platine bei mir immer griffbereit, die ich dann im Fehlerfall gegen die defekte Platine austauschen kann. Das geht ruck-zuck. Die Anlage kann nun wieder weiterlaufen und ich habe Zeit, die defekte Platine zu reparieren. Danach steht diese wieder als Ersatzplatine zur Verfügung.
4.6     Universalplatine mit Baukastensystem
 Ich hoffe, sie sind nicht abgeschreckt von der Vision, daß sie für ihre Anlage all diese Platinen auf einmal benötigen und dazu noch voll bestückt sein sollen. Dem ist nicht so, denn auch ich bin nur ein Normalverdiener und betreibe die Modelleisenbahn nur als Hobby. Auch ich habe nicht die Möglichkeit, alles auf einmal aufzubauen. Der volle Ausbau der Schaltungen meiner Anlage ist ein Traum, der bei der Größe meiner Anlage sehr wahrscheinlich erst in einigen Jahren erfolgt sein wird.
 Bis dahin werde ich mich mit Einschränkungen begnügen müssen. Aber darin liegt der wesentliche Vorteil meiner Universalplatine. Die Platinen können Baugruppe für Baugruppe aufgerüstet werden, also nach und nach mit erweiternden Funktionen bestückt werden. Immer so, wie es der Geldbeutel erlaubt.
 Selbst wenn ich die Anlage einmal umbaue, und das geschieht bei Modelleisenbahnern oft genug, muß ich die Platinen nicht wegwerfen. Habe ich die Platinen gleich richtig in einem Schaltschrank o. ä. eingebaut, so brauche ich nur die 6 Gleisanschlüsse auf der Buchsenleiste auf das neu verlegte Gleis zu schalten. Über die manuell schaltbaren ABS-Schaltverstärker kann ich nun direkt den Zug auf dem neuen Gleis fahren lassen.
 Das für die neue Anlage erforderliche, umgebaute Stellwerk wird durch die neuen Verbindungsleitungen mit den einzelnen Ansteuerpunkten, wie "Signal grün" und Fahrtrichtungsumschaltung, verbunden. Das Gleiche gilt für die Fahrstraßenausleuchtung der Besetztmelder, ebenso wie für die automatische Steuerlogikschaltungen, die sich durch die Anlagentopographie geändert hat. Änderungen der Verdrahtung für Versorgungsspannungen, "Not-Halt", Rangierfahrt und natürlich für die ABS-Automatik sind nicht mehr nötig und somit sofort wieder einsatzbereit, sofern die Platinen dafür ausgebaut wurden.
 Zur einfachsten Version der Verschaltung auf der Platine benötigen wir nur Drahtbrücken, die Steckverbinder, bestehend aus Feder- und Stiftleiste 31- polig, und natürlich die Universalplatine. Man könnte aber auch noch hingehen, und die Drahtbrücken direkt auf die Stiftleiste löten und die Platine weglassen. So einfach geht das. Nach und nach wird dann aufgerüstet, bis alle Platinen voll bestückt und funktionstüchtig sind.
 Die Fahrtrichtungsumschaltung, der Festspannungsregler, die Hilfsspannung, die drei ABS-Schaltverstärker, der Besetztmelder Anfahrblock können, jeweils einzeln aufgebaut, alleine funktionieren. Die anderen Baugruppen sind alleine nicht einsatzbereit.
Besetztmelder Einfahrtblock - kann mit allen Baugruppen kombiniert werden
- BM Brems- und Anfahrblock muß eingebaut sein
Besetztmelder Bremsblock - kann mit allen Baugruppen kombiniert werden
- BM Anfahrblock muß eingebaut sein
ABS-Regelung - kann mit allen Baugruppen kombiniert werden
- BM und ABS Schaltverstärker Anfahrblock muß mindestens eingebaut sein
ABS-Automatik - kann mit allen Baugruppen kombiniert werden
- alle BM und ABS Schaltverstärker müssen eingebaut sein
Rangierfahrspannungs-
zuschaltung
- benötigt alle ABS Schaltverstärker und die Fahrtrichtungsumschaltung
    Tabelle 3:     Ausbaumöglichkeiten und Bedingungen

4.7     Anschlüsse der Universalplatine
 Im Folgenden stelle ich nun einmal die komplette Anschlußbelegung der Steckverbinder vor, mit den Kennzeichnungen und einer kurzen Erläuterung. Hat man dazu noch den im Anhang befindlichen Schaltplan neben dieser Beschreibung liegen, so kann man gleichzeitig das Prinzip und die Verschaltung der Baugruppen untereinander erkennen.

 Die sieben, nun folgenden, Anschlüsse sind auf allen Platinen gleich und können direkt parallel angeschlossen werden.
Fahrspannung Pin 31
 Positiver Anschluß einer Gleichspannung zwischen 8 und 15 Volt, die zum Betreiben der Lokmotoren und der Zugbeleuchtung gedacht ist. Bei Einbau eines Spannungsreglers auf der Platine bitte Erläuterungen unter Spannungsregler beachten (Kapitel 5.10).
Masse Pins 6, 7, 9
 Auf diesen Anschlußpunkten sind alle Spannungen vereint. Es ist der Null-Volt Anschluß der Fahrspannung, der Steuerspannung, der Beleuchtungsspannung, der Magnetspannung und aller anderen Hilfsspannungen.
Steuerspannung Pin 4
 Positiver Anschluß einer 12 bis 15 Volt hohen Gleichspannung, die abgesichert und stabilisiert sein sollte. Sie wird benötigt, um die Besetztmelder, die ABS- Regelung und die ABS-Automatik zu betreiben, ohne daß die Fahrspannung dadurch belastet wird. Bei Einbau eines Spannungsreglers auf der Platine bitte Erläuterungen unter Spannungsregler beachten (Kapitel 5.10).
Magnetspannung Pin 25
 Positiver Anschluß einer 12 bis 50 Volt hohen Gleichspannung, die abgesichert und stabilisiert sein sollte. Sie wird benötigt, um die Relais zu betreiben.
Hilfsspannung Pin 30
 Positiver Anschluß einer bis zu 5 Volt hohen Gleichspannung, die abgesichert und stabilisiert sein sollte. Sie wird benötigt, um die Besetztmelder richtig anzusteuern, sollte die Fahrspannung abgeschaltet oder ausgefallen sein.
Steuereingang Taktleitung (STE TAKT) Pin 3
 Die für die ABS-Regelung benötigten 85 Hertz werden über diesen Anschluß zur Schaltung weitergeleitet.
Steuereingang Not-Halt Einrichtung (STE NOT HALT) Pin 2
 Liegt auf dieser Leitung eine 5 bis 15 Volt Gleichspannung an, so leitet die ABS-Automatik über die ABS-Regelung sofort eine Notbremsung der Züge ein, sofern diese zu diesem Zeitpunkt über einen ABS-Schaltverstärker geregelt werden können.
Rangierfahrspannung (RANGIERFAHRSPANNUNG) Pin 10
 Auf dieser Leitung wird eine Rangierfahrspannung, die wie die ABS-Regelung- Ausgangsspannung mit 85 Hertz getaktet ist, bis zum Umschaltrelais durchgeschaltet. Wird dazu noch STE RANGIEREN EIN angesteuert, so bildet diese Spannung die Fahrspannung des Zuges unter Umgehung der ABS-Automatik und Abschaltung der ABS-Regelung. Die Besetztmeldung funktioniert jedoch weiterhin.

Gleisanschlüsse:
 Die nun aufgeführten Anschlüsse sind je nach der Anlagentopographie zu verdrahten.
 An diesen Anschlußpunkten werden die Leitungen der verschiedenen Gleisblöcke laut der Beschreibung aufgelegt.
 Für Einrichtungsgleise siehe dazu 2.2.1 ff, wobei der G+ Anschluß wahlweise auf E+, B+ oder A+ aufgeklemmt werden kann.
 Für Zweirichtungsgleise gelten die Erläuterungen unter 2.2.6.1.
 
E+       Pin 26
E-       Pin 27
B+       Pin 24
B-       Pin 23
A+       Pin 21
A-       Pin 22

Steueranschlüsse:
 Die nächsten Anschlüsse sind Steuereingänge (STE) und jeweils mit dem Stellwerk und der Steuerlogik zu verbinden. Sie sind zum individuellen Beeinflussen der Züge gedacht.
STE ABS-Schaltverstärker Einfahrblock (STE LVE) Pin 17
 Durch Anlegen einer 5 bis 12 Volt hohen Spannung kann man den Schaltverstärker des Blockes unter Umgehung der ABS-Regelung oder der Rangierfahrspannung einschalten. Der Zug fährt dann auf dem Block mit maximaler Spannung.
STE ABS-Schaltverstärker Bremsblock (STE LVB) Pin 16
 Durch Anlegen einer 5 bis 12 Volt hohen Spannung kann man den Schaltverstärker des Blockes unter Umgehung der ABS-Regelung oder der Rangierfahrspannung einschalten. Der Zug fährt dann auf dem Block mit maximaler Spannung.
STE ABS-Schaltverstärker Anfahrblock (STE LVA) Pin 15
 Durch Anlegen einer 5 bis 12 Volt hohen Spannung kann man den Schaltverstärker des Blockes unter Umgehung der ABS-Regelung oder der Rangierfahrspannung einschalten. Der Zug fährt dann auf dem Block mit maximaler Spannung.
STE ABS-Schaltverstärker Anfahrblock (HALTEGLEIS EIN) Pin 14
 Durch Anlegen einer 5 bis 12 Volt hohen Spannung kann man den Schaltverstärker des Blockes unter Umgehung der ABS-Regelung oder der Rangierfahrspannung einschalten. Der Zug fährt dann auf dem Block mit maximaler Spannung. Identisch mit STE LVA.
STE aller ABS-Schaltverstärker gemeinsam (DAUER EIN) Pin 18
 Durch Anlegen einer 5 bis 12 Volt hohen Spannung kann man die Schaltverstärker aller Blöcke unter Umgehung der ABS-Regelung oder der Rangierfahrspannung einschalten. Der Zug fährt dann auf den Blöcken mit maximaler Spannung.
STE Signal grün (STE SIGNAL GRÜN) Pin 1
 Durch Anlegen einer 5 bis 12 Volt hohen Spannung kann man die ABS-Automatik so steuern, daß der Anfahrblock hochgeregelt wird. Der Zug fährt also am grünen Signal an und/oder durch. Liegt der Anschluß auf null Volt, so wird die normale Bremsung des Zuges eingeleitet. Im Normalfall ist dieser Anschluß neben der Fahrtrichtungsumschaltung der einzige Anschluß, der über die Automatik der Steuerlogik der gesamten Anlage gesteuert wird.
STE Gegenrichtung automatisch (STE GEGENR. AUTOM.) Pin 20
 Durch Anlegen einer 5 bis 12 Volt hohen Spannung kann man das Relais ansteuern, welches die Fahrtrichtung von Normalfahrtrichtung in die Gegenrichtung umschaltet. Hierbei werden die Gleisblöcke entsprechend der externen Verdrahtung am Gleis auf die richtigen ABS-Schaltverstärker und Besetztmelder geschaltet. Identisch mit STE GEGENRICHTUNG RANGIEREN, nur zur Entkoppelung der STE-SIGNALE getrennt herausgeführt.
STE Gegenrichtung rangieren (STE GEGENR. RANG.) Pin 19
 Durch Anlegen einer 5 bis 12 Volt hohen Spannung kann man das Relais ansteuern, welches die Rangierfahrtrichtung von Normalfahrtrichtung in die Gegenrichtung umschaltet. Hierbei werden die Gleisblöcke entsprechend der externen Verdrahtung am Gleis auf die richtigen ABS-Schaltverstärker und Besetztmelder geschaltet. Identisch mit STE GEGENRICHTUNG AUTOMATISCH, nur zur Entkoppelung der STE-SIGNALE getrennt herausgeführt.
STE Rangieren ein (STE RANGIEREN EIN) Pin 5
 Durch Anlegen einer 5 bis 12 Volt hohen Spannung kann man das Relais ansteuern, welches die getaktete Rangierfahrspannung direkt auf die 3 ABS- Schaltverstärker schaltet und dabei die ABS-Regelung-Ausgangsspannung abschaltet.

sonstige Steuerausgänge
 Zur Beeinflussung der Steuerlogik und der Fahrstraßenausleuchtung am Stellwerk werden von den Steuerausgängen (STA) der Schaltung folgende Signale herausgegeben:
STA Besetztmelder Einfahrblock (STA BME) Pin 13
 An diesem Ausgang liegt eine 12 bis 15 Volt Gleichspannung an, wenn sich ein Zug auf dem Einfahrblock befindet und der Besetztmelder BME dies meldet.
STA Besetztmelder Bremsblock (STA BMB) Pin 12
 An diesem Ausgang liegt eine 12 bis 15 Volt Gleichspannung an, wenn sich ein Zug auf dem Bremsblock befindet und der Besetztmelder BMB dies meldet.
STA Besetztmelder Anfahrblock (STA BMA) Pin 11
 An diesem Ausgang liegt eine 12 bis 15 Volt Gleichspannung an, wenn sich ein Zug auf dem Halt- und Anfahrblock befindet und der Besetztmelder BMA dies meldet.
STA Besetztmelder Ausleuchtung (STA BMG) Pin 8
 An diesem Ausgang liegt eine 12 bis 15 Volt Gleichspannung an, wenn sich ein Zug auf dem Gleis befindet und einer oder mehrere Besetztmelder BME, BMB und/oder BMA dies meldet. Dieser Ausgang wird bevorzugt zur Ausleuchtung der Fahrstraßen an Stellwerk benutzt.
STA Rückmeldung Gegenrichtung (STA RM GEGENRICHTUNG) Pin 29
 An diesem Ausgang liegt der Pluspol der Fahrspannung an, wenn das Fahrtrichtungsrelais eingeschaltet ist, d. h. das Gleis in Gegenrichtung befahren wird. Entgegengesetztes Signal von STA RM NORMALRICHTUNG.
STA Rückmeldung Normalrichtung (STA RM NORMALRICHTUNG) Pin 28
 An diesem Ausgang liegt der Pluspol der Fahrspannung an, wenn das Fahrtrichtungsrelais nicht eingeschaltet ist, d. h. das Gleis in Normalrichtung befahren wird. Entgegengesetztes Signal von STA RM GEGENRICHTUNG.


 Alle Steuerein- und Steuerausgänge der Universalplatine haben nur 2 Zustände, ein- oder ausgeschaltet. Bei ausgeschaltetem STE oder STA liegt an dem Anschluß eine Spannung von null Volt bis maximal 2.0 Volt an. Die eingeschaltete Spannung sollte 4.5 Volt nicht unterschreiten. Sie kann bis zur Höhe der Versorgungsspannung reichen. Eine weitere Erhöhung ist jedoch noch möglich, wenn man einen zusätzlichen Widerstand in die Zuleitung einbaut oder den bereits eingebauten Widerstand durch einen höheren Widerstand ersetzt.
 Eine Spannung zwischen 2.0 und 4.5 Volt ist nicht erwünscht, damit kein undefinierter Zustand auftreten kann.
 Die Steuereingänge der Platine haben nur eine geringe Stromaufnahme. Sie liegt bei einer Spannung von 12 Volt bei maximal 20 mA pro Eingang.
 Die Rückmeldeausgänge des Fahrtrichtungsrelais sind zwar belastbar bis zur maximalen Belastung der Fahrspannung (etwa 1.1 A), man sollte damit nur einen Schaltverstärker betreiben, wie z. B. einen Transistor oder eine integrierte Schaltung (Gatter). Wir wollen dem Zug ja nicht unnötig den Strom wegnehmen.
 Für die von der Steuerspannung versorgten Ausgänge der Besetztmelder gilt das Gleiche. Nur der für die Ausleuchtung gedachte Ausgang STA BMG wird für die Ansteuerung von mehreren Leuchtdioden am Stellwerk stärker ausgelegt.

 Im nächsten Kapitel stelle ich die möglichen Ausbaumöglichkeiten der Gesamtschaltung vor.
__________
© 04 by
Stefan Diwo
_______________
zuletzt geändert am
10. Mai 2004
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