Herzstückpolarisierung

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Moderator: Marcel

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Spreewaldheini
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Herzstückpolarisierung

Beitrag von Spreewaldheini »

Hallo!

Zum Thema Herzstückpolarisierung ist schon einiges geschrieben worden, auch hier im Forum. Aber ich traue mich mal, noch einmal ein extra Thema aufzumachen, um hier die Infos zu bündeln. Außerdem meine ich eine empfehlenswerte Lösung für den Außenbereich gefunden zu haben.

Warum, wieso, weshalb Herzstücke polarisieren?

Es wird immer mehr üblich, auch Gartenbahnweichen mit metallischen Herzstücken auszustatten. Der Vorteil liegt neben der Verschleißfestigkeit darin, die Lücke der Stromversorgung möglichst klein zu halten. Was vor allem für kleine zweiachsige Loks sehr günstig ist.
Aber da das metallische Herzstück je nach Weichenstellung einmal das linke und einmal das rechte Rad einer Achse mit Spannung versorgen muß, ist es nötig, die Polarität je nach Weichenstellung umzuschalten.

Wie wird polarisiert?
Mit möglichst zweideutigen Äußerungen ;-). Und aufs Thema bezogen, will ich zuerst mal auf die pdf.-Zeichnung unten verweisen. Natürlich ist das Herzstück von den angrenzenden Schienen zu isolieren. Auch die beiden Weichenzungen, zumindest die Zungenspitzen sollten vom Herzstück getrennt werden. Denn wenn Fahrzeuge (mit Metallradsätzen) bei etwas Spiel im Gleis die Backenschiene, auf der sie laufen, und die abliegende Weichenzunge gleichzeitig berühren (die mit dem Herzstück verbunden wäre und damit die andere Polarität führen würde), gibt es einen Kurzschluß. Wenn das häufiger auftritt, kann das schon recht ärgerlich sein. Die Zungenspitzen werden also von Herzstück isoliert und mit der dazugehörigen Backenschiene verbunden.
Die beiden hinteren Zungenbereiche werden mit dem Herzstück verbunden und bilden damit einen elektrischen Bereich.
Und natürlich müssen die Schienen, die hinter dem Herzstück anschließen wieder mit Spannung versorgt werden (Drahtbrücken zu den entsprechenden Schienen).
Das Herzstück und die beiden hinteren Zungenbereiche wird dann mit einem Umschaltkontakt verbunden. Und je nach Weichenstellung wird das Potential der linken oder der rechten Backenschiene auf das Herzstück geschaltet.

Die Polarität kann man mit Umschaltkontakten oder mit elektronischen Schaltungen umschalten. Die Umschaltkontakte arbeiten mechanisch zusammen mit dem Weichenantrieb und schalten in Abhängigkeit der Weichenstellung. Die Elektronik arbeitet als Kurzschlußerkennung, und polt die Spannung des Herzstückes bei Erkennen eines Kurzschlußes um, unabhängig von der Weichenstellung - wie ein Kehrschleifenmodul. Der Vorteil der Elektronik ist die Möglichkeit, eine "falsch" gestellte Weiche aufzuschneiden, d.h. man kann das Herzstück auch befahren, wenn die Weiche nicht richtig gestellt ist - z.B. bei Rückfallweichen. Das ist bei Umschaltkontakten nicht möglich, man würde einen Kurzschluß verursachen. Allerdings hat so eine Elektronik auch ihren Preis.

Elektrische Weichenantriebe bieten häufig Zusatzkontakte, die für diesen Zweck benutzt werden können. Oder man kann die Antriebe mit Zusatzkontakten nachrüsten. Auch für Handantriebe gibt es solche Kästchen mit Umschaltkontakten. Allerdings tragen diese Kästen, insbesondere in Verbindung mit Handantrieben, doch etwas auf.

Strub-Weiche_15 (Spreewaldheini)
Bild

Und an dieser Stelle setzt mein Lösungsvorschlag an: Es geht um Weichen mit Handantrieben, und um möglichst unauffällige und kostengünstige Herzstückpolarisierung.

Strub-Weiche_12 (Spreewaldheini)
Bild
Dateianhänge
Herzstückpolarisierung.pdf
Verbesserte Version, der Umschalter ist nun richtig gepolt.
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Zuletzt geändert von Spreewaldheini am Mo 16. Jun 2008, 23:57, insgesamt 1-mal geändert.
Gruß,
Thomas

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Spreewaldheini
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Re: Herzstückpolarisierung

Beitrag von Spreewaldheini »

Das Problem ist also, an eine Weiche mit Handantrieb einen Umschaltkontakt dran zu bekommen, den man später nicht mehr sieht. Da gibt es doch im einschlägigen Elektronikversand solche als Mikrokontakte bezeichneten Teile. Diese sind (nach dem Austesten) nur wenig größer als die Schwellen der Weiche. Also habe ich mal so einen Kontakt von unten an eine etwas ausgefräste Schwelle geschraubt.

Strub-Weiche_08 (Spreewaldheini)
Bild

Nach dem Einschottern ist davon von oben praktisch nichts mehr zu sehen, siehe weiter oben.
Die Stellstange ist bei der Gelegenheit gleich mal einer neuen aus 1x3mm Messingprofil gewichen. Die Messingstellstange erfordert natürlich eine Isolierung zwischen linker und rechter Schiene. Das Isoliermaterial hat die Restekiste ergeben. Dabei sollte man aber auf Witterungs- und UV-Festigkeit achten, sonst hälts nicht lange. In diesem Fall war es ein Stück Gartenbahnschwelle.
An die Unterseite der Stellstange habe ich einen Messingwinkel (ich glaube) 6x10mm angeschraubt, der mit seiner schrägen Anstellung den Kontakt betätigt. Die Justierung ist ewas Gefummel, aber nach 2-3 Weichen hat man das raus. Die Feineinstellung des Schaltpunktes erfolgt dann über das Biegen des Kontakthebels.
Die Schwelle, an der der Kontakt befestigt ist, muß an den Schienen fixiert werden, sonst wandert sie durch die Kontaktbetätigung. Ich habe die Schwelle hier nur an einer Schiene verschraubt - einfach weil sich der Schienenstahl der Strub-Weichen ziemlich zäh bohren lässt. Mit noch folgenden Maßnahmen hält das aber trotzdem.

Strub-Weiche_09 (Spreewaldheini)
Bild
Die Weiche in der anderen Stellung.

Nun muß die Mechanik gegen Blockieren durch Schotter und übermäßige Verschmutzung geschützt werden. Ich habe dazu erstmal als "Distanzstücke" auf die beiden Schwellen neben der Stellstange je eine weitere Schwelle teils geklebt, teils geschraubt. Und nach unten hin, zum Schotterbett wird das Schwellenfach mit einem Stück Leiterplatte, welches mit der Zeit einen sehr passenden Farbton entwickelt, abgeschlossen.

Strub-Weiche_07 (Spreewaldheini)
Bild

Damit in das Schwellenfach auch von den Seiten keine Schottersteinchen eindringen können, habe ich jeweils unterhalb der Backenschienen ein Stück Schwelle auf die Boden-Leiter-Platte geklebt.

Strub-Weiche_10 (Spreewaldheini)
Bild

Jetzt wird noch verkabelt. Dabei sollte der Leitungsquerschnitt ruhig etwas großzügiger gewählt werden: 2,5 qmm sind sicher nicht verkehrt. Denn die Kurzschlußströme können schon recht ordentlich sein, teilweise über 10 Ampere.
Wenn die Weiche dann im Schotter liegt, sieht das so aus:

Strub-Weiche_13 (Spreewaldheini)
Bild
Die Abdeckung über dem Schwellenfach könnte man sicher auch weglassen, müsste dann aber farblich noch etwas abtarnen:
Strub-Weiche_03 (Spreewaldheini)
Bild

Zum Schluß noch die elektrischen Brücken hinter dem Herzstück, die hier schon fast im Schotter verschwinden.

Strub-Weiche_14 (Spreewaldheini)
Bild

Zur Haltbarkeit: Die hier abgebildet Weiche lag vor den Fotos schon etwa ein Jahr im Garten. Andere solcher Art umgebaute Weichen tun seit mehreren Jahren zuverlässig ihren Dienst. Die Tauglichkeit der Mikrokontakte halte ich damit für erwiesen. Die vermuteten Schwachpunkte, das Kunststoffgehäuse und der möglicherweise nicht rostfreie Kontakthebel haben sich nicht bestätigt.

Soweit mein Vorschlag.
Gruß,
Thomas

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