Tips&Tricks 3: Hilfsrelais zur Erweiterung von Weichenkontakten

Manchmal ist es notwendig, mit einer Weiche zusätzlich weitere Kontakte zu schalten, um potentialfrei beliebige Zusatzfunktionen anzusteuern. Dazu gibt es viele Möglichkeiten.
Oder die Weiche hat keinen oder einen defekten Kontakt! Dann gibt es nur sehr wenige Möglichkeiten ...

Wir haben eine Schaltung entworfen, die keine zusätzliche Energie verbraucht und denkbar einfach einzubauen ist:
Eine Weiche wird normalerweise über ein Bedienpult (mit einer Stellungs-Rückmeldung per Anzeige-LED) angesteuert. Anstelle eines Vorwiderstandes für diese LED wird (nur auf einer Seite des Weichenantriebes) eine Relais-Spule eingefügt. Einzige Bedingung: Die Spule muß mindestens 700 Ohm besitzen (das bedeutet ca. 20 mA für die Anzeige-LED bei 15 V Betriebsspannung), und das Relais muß schon bei ca. 10 Volt sicher anziehen. Dies ist bei praktisch allen Relais der Fall, die wir verwenden.
Zum Aufbau: Die Relaisspule erhält noch eine parallel geschaltete Freilaufdiode (damit beim Abschalten nichts durch Überspannung kaputt geht), und schon ist die Schaltung mit zusätzlichen Umschaltern einsatzbereit.
Ein weiterer Vorteil der Schaltung besteht darin, daß das Relais sogar "mitspielt", wenn die Weiche von Hand verstellt wird. Dabei muß natürlich die Versorgungs-Spannung eingeschaltet sein.

Die Platinen eignen sich für mannigfaltige Anwendungen. So können sie auch direkt an die allgemeine Versorgungsspannung angeschlossen werden und logische Verknüpfungen, wie z.B. Verriegelungen schalten. Dazu haben sie für alle Anschlüsse Schraubklemmen erhalten sowie eine LED zur Darstellung des Schaltzustandes. Auch sind einige Lötaugen zur Bestückung als Zeitrelais vorgesehen, was aber bisher nicht genutzt wurde.
Weil die Platinen so universell einsetzbar sind, haben wir eine kleine Massenfertigung gestartet.

Um an passende Relais heranzukommen, müssen Sie nur einschlägige Kataloge wälzen.
Vielversprechend sind folgende Relais (Stand Juli 2010, ohne Gewähr):

Diese Firmen liefern noch etwa 20 weitere in Frage kommende Relais, ebenso unzählige andere Firmen.
Wichtig ist, daß das Relais für 12 Volt ausgelegt ist und einen Spulenwiderstand von etwa 700 bis 1000 Ω hat. Beachten Sie bitte, daß die Spule einiger Relais 'gepolt' sein kann; d.h. das Relais funktioniert nur, wenn die Spulenspannung 'richtig herum' an die Pins geschaltet wird. Vertrauen Sie nicht blind den Angaben des Verkäufers. Genaue Informationen enthält nur das Datenblatt, das Sie vor Verwendung aus dem Internet 'saugen' sollten.

Bei größeren Werten wird der Strom durch die Anzeige-LED vielleicht etwas zu klein, so daß sie zu dunkel leuchtet. Hier könnte man durch Einlöten eines Widerstandes (etwa 2 bis 5 kΩ) parallel zum Relais die Helligkeit verbessern; das muß man ausprobieren. In unserem Beispiel ergibt die Parallelschaltung von 1500 Ω (Relais) und 3000 Ω (Widerstand) den Wert von 1000Ω.

Wenn bei Werten des Spulen-Widerstandes um 700 Ω die LED zu hell leuchten sollte, könnte man zu dem Relais einen Widerstand in Reihe schalten, etwa 200 bis 300 Ω. Wird dieser Wert zu groß gewählt, kann es sein, daß das Relais zu wenig Spannung erhält und daher nicht mehr sicher anzieht. Auch dies muß man ausprobieren. In unserem Beispiel ergibt die Reihenschaltung von 700 Ω (Relais) und 300 Ω (Widerstand) den Wert von 1000 Ω. Allerdings erhält das Relais in der gezeichneten Schaltung nur noch 9,45 Volt. Normalerweise reicht diese Spannung für ein 12-V-Relais aus.

... und noch ein Trick:
Übrigens spricht nichts dagegen, daß Sie anstelle eines Relais einen Optokoppler in die Rückmeldeleitung einfügen! (Oder auch 2, 3, 4) Er hat zwar 'nur' einen Transistor als Ausgang, aber als Eingang für eine Elektronik reicht der allemal, und 'potentialtrennen' tut er auch.
Und falls es unbedingt ein Ruhekontakt sein muß, nehmen Sie einfach den anderen Zweig an der Weiche ...

Für weitere Fragen stehen gern zur Verfügung:
- der MEC; Besichtigung und Fachsimpelei z.B. an unseren "Club-Abenden"
- der Autor: Hans Peter Kastner

Version vom: 23.09.2010; erstellt am: 11.10.2003
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