Meldeachsen, Rückmeldung für Wagen

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Wie funktioniert das mit der Rückmeldung für Wagen und den Meldeachsen

Technik

Bei der Rückmeldung für Wagen wird bei den 3-Leiter Fahrern (Märklin) ausgenutzt, dass alle Achsen leitend sind. Es wird einfach eine der Schienen isoliert und durch einen Meldebaustein (s88) überwacht, ob die Räder eine elektrische Verbindung zur stromführenden anderen Schiene herstellen.

Bei den 2-Leiter Fahrern (DCC, Selektrix) sind die Achsen aller Fahrzeuge isoliert, da hier die Schienen die beiden Pole der Stromzuführung liefern und leitende Achsen einen Kurzschluss verursachen würden. Hier kann die Belegtmeldung des Gleises nur über einen Stromfühler erfolgen. Dieser Baustein misst, ob ein Strom über einen Verbraucher im Gleis fliesst. Das kann entweder eine Lokomotive, ein beleuchteter Wagen oder eine Meldeachse sein. Eine Meldeachse enthält einen Widerstand, über den ein kleiner Strom fliesst.

In der Märklin Welt reicht diese Verbindung meist nicht aus, um den Wagen zu melden. Das heist, ein Wagen mit isolierten Rädern, der mit einer Meldeachse präpariert wurde reicht nicht um den Wagen sicher zu melden. Hier werden sogenannte Wechselstrom-Tauschradsätze gebraucht.

Verschiedene Arten von Meldeachsen

Man kann Meldeachsen auf verschiedene Weise basteln. Insbesondere wenn man viele Wagen umzurüsten hat kann die Aktion je nach Methode ganz schön ins Geld gehen.

Fertige Meldeachsen

Man kann Meldeachsen einfach als Zubehör kaufen und tauscht den isolierten Originalradsatz gegen die neue Meldeachse. Man erhält sie zum Beispiel von Roco (2Stk. für €7,95 uvP).

Die Achsen haben einen Widerstand von 18 kOhm und es gibt sie in zwei Radgrössen. Allerdings ist die Achse ziemlich dick und passt somit nicht in jedes Modell, weil dort zum Beispiel die Bremsanlage im Weg ist. Eine Achse pro Wagen reicht vollständig aus, damit er sicher erkannt wird.

Graphit Widerstandslack

Billiger geht es mit selbst gebauten/präparierten Meldeachsen. Man baut einfach die Achse aus und streicht den isolierten Übergang mit Graphit Widerstandslack ein. Dazu sprüht man etwas von dem Spray in einen Plastik Deckel und überträgt das Graphit mit einem kleinen Pinsel auf die Achse. Ein 1-2 mm breiter Strich über die Isolierung reicht. Sobald die Achse trocken ist misst man mit einem Messgerät den Widerstand der Achse, er sollte zwischen 10 und 15kOhm betragen. Ist der Widerstand zu klein geworden, kratzt man (mit dem Fingernagel) einen Teil der aufgepinselten Leiterbahn wieder weg. Ist der Widerstand zu hoch, so trägt man in einem zweiten Arbeitsgang noch etwas mehr Graphit auf. Man erhält den Graphitlack im gut sortierten Baumarkt oder über die Elektronik Versender in der Spraydose zum Beispiel als "Graphit 33" von Contact Chemie. Die 200ml Dose kostet um die €9,95 bei Conrad und reicht für viele 100 Achsen.

Achtung: Nach dem Präparieren der Achse unbedingt den erzielten Widerstandswert nachkontrollieren. Ist dieser zu klein, so fließt zu viel Strom über die Achse und diese erwärmt sich unzulässig. Bitte auch keinen Silberleitlack verwenden, der macht hier nur einen Kurzschluss.

Wenn man den Dreh einmal raus hat und ein Gefühl für die Menge Graphit hat, die man auftragen muss, dann geht das präparieren fast wie am Fliessband.

SMD Widerstände

Wen es stört, dass der Widerstandswert bei der Graphitmethode durch experimentieren "eingestellt" wird, der kann schliesslich SMD Widerstände verwenden. Diese klebt man entweder auf die Achse oder auf die Innenseite der Radisolierung. Dann verbindet man mit Silberleitlack die beiden Enden des Widerstands mit dem Rad, so dass die Isolierung überbrückt wird. Geeignete SMD Widerstände mit einem Wert von 10 bis 20 kOhm sind

  • Bauform 0603, 1.55 x 0.85 x 0.45 mm,
  • Bauform 0805, 2 x 1.25 x 0.45 mm,
  • Bauform 1206, 3.2 x 1.6 x 0.55 mm.

Sie kosten um die 5€ je 100 Stück bei Conrad. Dazu Silberleitlack von Busch oder Conrad, das Fläschchen für 6-9€ sowie etwas Sekunden oder Zweikomponentenkleber, den man sowieso in der Bastelkiste hat. Auch hier sollte man am Ende einmal messen ob alles gutgegangen ist. Zeigt das Messgerät nichts an (unendlich) dann besteht keine elektrische Verbindung und man muss die Silberlack Leiterbahnen überprüfen. Zeigt das Messgerät 0 Ohm an, dann hat man einen Kurzschluss gebaut. Hier hilft nur: den Widerstand mit einem feinen Schraubendreher oder Skalpell entfernen, Silberlack abschmirgeln und nochmal neu versuchen.

Elektrisches

Wieviel Strom wird durch die Meldeachsen verbraucht

Digitalstrom ist teuer. Aber wie teuer ist der Komfort jeden Wagen lückenlos in der Überwacheung zu haben? Nach dem Ohm'schen Gesetz gilt:
U = R x I
Oder für unsere Fragestellung U / R = I also 18V / 10kOhm = 1.8 mA

Zum Vergleich:

  • ein mit LED Beleuchtung ausgestatteter Wagen zieht etwa 40-50 mA
  • ein mit Glühlampen beleuchteter Wagen zieht 50 mA pro Birnchen
    also bei Roco Universalbeleuchtung mit 5 Birnchen je D-Zugwagen 250mA.
  • eine Lok braucht zum Fahren so im Durchschnitt 300 mA, Es gibt auch Modelle, die 1A Stromverbrauch haben, das ist aber heute selten geworden. Bei einem solchen Modell sollte man besser mal den Motor tauschen.

Das heist also 150 oder mehr umgerüstete Wagen haben den Stromverbrauch von etwa einer Lok.

Wieviel Leistung geht für das Fahren verloren?

Die Leistung berechnet sich aus dem Produkt aus Spannung und fliessendem Strom. Also erhalten wir für Digitale Modellbahnsteuerungen typischerweise:
P = U x I also P = 18V x 2mA = 0.036 Watt oder für 150 Wagen etwa 5.5 Watt.

Meine Berechnung ist nur eine ganz grobe Schätzung. Wenn man die genauen Formel einfliessen lässt dann wird es für die meisten Modellbahner erstens unverständlich und zweitens gewinnt man keine zusätzlichen Erkenntnisse, also bleiben wir bei der Milchmädchenrechnung. Zur Beruhigung sei aber gesagt, dass die hier vorgestellten vereinfachten Rechnungen zu hohe Werte für Stromverbrauch und Leistung liefern.

Warum brauchen manche beleuchtete Wagen zusätzlich auch noch Meldeachsen?

Alle Leute, die mit Mittelleiter fahren, können dieses Kapitel überspringen. Dies gilt nur bei 2-Leiter Gleisen. Bei TrainController muss man für punktgenaues Anhalten die Kontaktpunkte angeben. Das ist der Abstand vom Wagenende bis zur ersten meldenden Achse. Wenn die Stromaufnahme für die Beleuchtung derart erfolgt, das ein Pol an der ersten Achse und der zweite Pol an der letzten Achse aufgenommen wird, ergeben sich Probleme mit dem Kontaktabstand. Dieser ist dann nämlich nicht nur von Abstand der Achse zum Wagenende abhängig, sondern auch davon, auf welche Seite das Gleis zum Melden isoliert ist. Dreht man einen solchen Wagen um 180°, so hilft das auch nichts, weil auf Grund der Symmetrie, wieder der gleiche Zustand wie vorher ist.

Gehen wir davon aus, das wir alle Räder so eingebaut haben, dass in Fahrtrichtung das erste Rad rechts den Strom aufnimmt und das letzte Rad links. Wenn die Trennstelle im Gleis auf der rechten Seite ist, dann meldet bereits die erste Achse. Ist die Trennstelle im Gleis auf der linken Seite, dann meldet aber erst das hintere Rad des Wagen. Jetzt können wir bei den Eigenschaften des Wagens den vorderen und hinteren Meldeabstand aber unterschiedlich einstellen. Doch dies funktioniert nicht, wenn wir den Wagen durch eine Kehrschleife fahren lassen. Er kommt jetzt einmal mit der Seite mit kurzem Abstand ins Meldergleis und einmal mit der Seite mit langem Melderabstand. Aber leider ist der Zeitpunkt des Auslösens immer der gleiche, nämlich immer lang oder immer kurz, abhängig davon, ob die Trennstelle im Gleis links oder rechts ist.

Als Lösung kann man hier die erste Achse des Wagens zusätzlich zur Stromaufnahme der Beleuchtung mit einer Meldeachse versehen. Das stört die Stromaufnahme nicht, der Wagen hat lediglich eine 2mA höhere Stromaufnahme, die gegen den Stromverbrauch der Beleuchtung nicht ins Gewicht fällt. Jetzt meldet aber immer die erste Achse, unabhängig davon auf welcher Seite die Isolierstelle im Gleis ist. Wenn Sie ihre beleuchteten Züge in ständig wechselnder Reihung fahren, dann sollten Sie dort jeweils die erste und letzte Achse als Meldeachse ausführen. Normalerweise reicht es aber den beleuchten Steuerwagen so auszustatten. Wagen mit geteilten Achsen, die ihre Stromversorgung von allen Achsen beidseitig erhalten, sind hiervon ausgenommen, die brauchen keine zusätzlichen Meldeachsen.

Fragen

Muss ich jetzt alle Wagen mit Kontaktabständen in TrainController erfassen?

Ja und nein. Für Züge, die immer fest zusammengekuppelt bleiben, legen sie natürlich wie bisher auch, nur ein Wagenobbjekt in TrainController. Hier reicht es auch nur den ersten und letzten Wagen (und gelegentlich einen Mittelwagen) mit Meldeachsen auszustatten. Als Meldeabstand tragen sie dann den Abstand der ersten/letzten meldenden Achse vom Anfang/Ende des fest gekuppelten Wagenverbands ein.

Wenn Sie allerdings rangieren wollen, Zugtrennung an jeder Stelle, ... , dann müssen Sie schon jeden Wagen einzeln anlegen, mit Meldeachsen versehen sowie die Meldeabstände ausmessen und eintragen.

Wie erkenne ich vorne und hinten bei einem Güterwagen?

Mit nur einer Meldeachse, muss man jetzt natürlich darauf achten, das TrainController die Wagen auch richtig herum im Zugverband hat. Sonst stimmen die Kontaktabstände nicht und Haltemarkierungen werden überfahren. Bei Loks ist das einfach, Führestand 1 oder Schlot voraus ist immer vorwärts. Ich mache bei Wagen mit Meldeachsen einen kleinen weissen Aufkleber (selbstklebendes Etikett) von 2x2mm auf den Kupplungsammerdeckel auf der Seite wo die Meldeachse ist. Diese Seite ist immer vorne.

Beim ersten Aufgleisen muss man dann genau darauf achten, dass der Wagen in TrainController genauso steht wie auf der Anlage. Alles weitere übernimmt dann die Zugverfolgung solange ich den Wagen nicht in die Hand nehme und andersherum wieder aufs Gleis setzte.

--DieterN 17:14, 25. Jan. 2010 (UTC)