Modelleisenbahnclub Castrop-Rauxel 1987 e.V.

Tips&Tricks 4: Umbau eines Faller-Bahnübergangs

Die Elektrik dieses Bahnübergangs ist vom Hersteller recht einfach gebaut:
Taste drücken: heben
Taste drücken: senken
Diese Methode eignet sich nicht für eine Automatisierung, da, rein elektrisch gesehen, nicht vorherbestimmbar ist, wie sich die Schranke verhalten wird, da eine Elektronik nicht erkennen kann, wie die Schranke gerade steht; ein Mensch mit seinen Augen jedoch schon.

1. Versuch:
Wir haben den Endschalter am Motor (Ruhekontakt) entfernt und durch einen Umschalter ersetzt, der von einer Nockenscheibe betätigt wird. Dieser Schalter soll den Stand der Schranke an die Automatik melden und gleichzeitig als End-Abschalter funktionieren.
Aber ...
Sollte man meinen, daß so etwas funktioniert. Haben wir auch gedacht! Lassen Sie's bleiben, es geht nicht.
Der Faller-Motor weiß nämlich beim Start nicht, in welche Richtung er sich drehen soll. Er wird mit Wechselstrom gespeist, der ihm keine Information über die Drehrichtung gibt. Der Motor läuft rein zufällig mal in diese, mal in jene Richtung an.
Am Motor existiert jedoch ein Drehrichtungsumschalter. Der funktioniert rein mechanisch: Er ist eine Art elastische Drehrichtungssperre. Läuft der Motor 'falschherum', läuft er (nach ca. 1 Sekunde) in diese Sperre hinein, die ihn in die 'richtige' Richtung umwirft. Somit ist dieser Motor nicht für eine Start-Stop-Funktion geeignet, und schon gar nicht für eine Automatisierung.

2. Versuch:
Daraufhin haben wir den Weichen-Antrieb von Dieter Wachter ausprobiert, der jedoch leider einen für diese speziellen Belange zu geringen Stellweg hat. Wir brauchen für den Seilzug-Antrieb der Schrankenbäume etwa 20 mm Weg. Zudem sollte die Stellzeit mindestens 4-5 Sekunden betragen. Preiswerte Getriebemotoren waren wegen ihrer hohen Drehzahl zu laut.
Wir haben uns zu einem Eigenbau entschlossen, der dem Wachter-Antrieb im Aufbau ähnelt, aber als Spezialität eine Drehzahl-Regelung des Motors besitzt, die ihn also extrem langsam laufen lassen kann, ohne gleich bei der geringsten Belastung zusammenzubrechen. Zudem erhielt die Elektronik ein Umpolrelais zur Steuerung, damit über einen Gleisbesetztmelder die Schranke geschlossen und auch wieder geöffnet werden kann.

Die recht einfache Schaltung gliedert sich in die Auswertung des Steuersignals (z.B. vom Gleisbesetztmelder) und die eigentliche Motorregelung, wobei die Stellzeit zwischen ca. 3 bis fast 12 Sekunden justierbar ist.
Zum Schaltplan für Nicht-elektor-Leser: TUP heißt 'Transistor Universal PNP', TUN entsprechend 'NPN', DUS ist eine 'Diode Universal Silizium'; es sind also 'Feld-Wald-und-Wiesen'-Typen.
Als Motor haben wir den Typ Mabuchi FK-130RH-08620 (Conrad-Restposten 463134-4R zu DM 0,75) gewählt, der recht gute Laufeigenschaften hat und sich auch gut regeln läßt. Als Zweitbester gilt der Johnson-Klein-Motor (Conrad-Restposten 461821-4R zu DM -,90, beide waren nur im Versand erhältlich). Die Regelung läuft am besten mit einer Eingangsspannung von 9 Volt Wechselstrom.
Da der Motor nur kurzzeitig zu haben sein wird, kurz die Daten:
12 Volt, Leistung etwa 1 Watt (also 100 mA bei Vollast), Leerlauf-Drehzahl möglichst unter 10000 U/min. (S. auch das letzte Bild in diesem Bericht.)

Schaltung Regler Schaltung Schranke

Noch etwas zur Mechanik:
In freier Natur stehen die Schrankenbäume senkrecht, wenn die Schranke offen ist. Dies ist aber im Modell nicht so ohne weiteres zu verwirklichen. Damit die Schranken sich senken können, brauchen sie etwas 'Übergewicht', da beim Schließen ja nur der Seilzug gelockert wird. Und somit stehen sie nicht modellgerecht etwas schräg. Nicht so bei uns! Wir haben um den Drehzapfen der Schranke eine kleine Feder gelegt, die den Baum aus seiner senkrechten Lage bewegt. Diese Feder haben wir aus Federbronze-Draht gewickelt und dann schwarz eingefärbt, so daß sie fast nicht zu sehen ist.
Der Antrieb ist auf einer Elektronik-Platine aufgebaut, die auch gleich die Leiterbahnen für die Drehzahl-Regelung enthält. Die M-3-Spindel ist in 3-mm-Röhrchen geführt, die direkt auf die Endschalter aufgeklebt wurden. Der Motor wurde mit dickem doppelseitigem Klebeband auf der Platine befestigt. Die Ankopplung an die Spindel wurde mit einem Silikon-Schlauch vorgenommen, der auch die horizontalen Kräfte auf die Motorlager überträgt; eine sehr primitive Konstruktion, die aber gut funktioniert. Als Spindelmutter haben wir einen 7,5 mm langen Abstandshalter (Sechskant-Messing mit Gewinde M3) genommen, an den einerseits Gleitflächen, andererseits eine Schraube gelötet wurden. Erstere dienen dazu, daß sich die Mutter im Betrieb nicht verdrehen kann, und zur Betätigung der Endschalter; an der Schaube werden (mit Unterlegscheiben) die beiden Zugseile für die Schrankenbäume befestigt.
Die Fotos zeigen die Schranke in eingebautem Zustand nach ca. 3 Jahren Betriebszeit. Daher sind die Teile auch nicht mehr so ganz 'taufrisch'.

Feder
Das eine Ende umfaßt den Schrankenbaum zwischen Lagerung und Gegengewicht, das andere den Sockel (unten links im Bild).

Das Bild kann durch Anklicken vergrößert werden.

Antrieb
Der Schlitten ist aus drei Geldstücken gebaut worden, da sie sich sehr gut bearbeiten ließen. Neusilber-Scheiben wären teurer gewesen.

Das Bild kann durch Anklicken vergrößert werden.

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