automatisches Schalten einer Weiche durch Gleisbesetzmelder

[henneduscht]

Hallo zusammen,

ich habe folgendes Problem, dazu erstmal eine kurze Erklärung des Vorhabens: Der Zug kommt aus der Einfahrt, und stellt beim überfahren des Schaltpunkt "C" die untere Weiche IMMER auf links. Die obere Rückfallweiche wird passiert. Die Zunge der oberen Weiche ist dabei immer so gestellt, dass immer eine Einfahrt oder Ausfahrt in den Kreis möglich ist.
Nachdem der linke Halbkreis durchfahren wurde, soll der Zug über die untere Weiche nach links abbiegen. Nachdem die Weiche von dem Zug überfahren wurde (Zuglänge spielt erstmal keine Rolle), soll im Ideallfall über ein Gleisbesetztmelder o.ä. die untere Weiche am Schaltpunkt "A" IMMER in Richtung Ausfahrt geschaltet werden. Der Zug fährt nun weiter über die Rückfallweiche, durchfährt nochmal den linken Halbkreis und dann über die inzwischen umgeschaltete untere Weiche zur Ausfahrt. Nach überfahren der Weiche soll diese am Schaltpunkt "B" IMMER auf rechts geschaltet werden. Da diese bereits durch Schaltpunkt "A" auf rechts gestellt wurde, soll jetzt also nichts passieren. Warum? Wenn ein Zug den Kreis durch die Einfahrt verläßt, wird die Weiche auf links gestellt. Folgt nun ein Zug aus der Ausfahrt kommend, muss dieser die Weiche aber wieder nach rechts stellen um in den Kreis fahren zu können.

Durch die Verteilung der drei Schaltpunkte werden nach meiner Überlegung alle Züge die aus der Einfahrt in den Kreis fahren 1 1/2 mal durch den Kreis gejagt, bevor sie ohne weiteres zutun die Ausfahrt ansteuern. Gleichzeitig können Züge die von der Ausfahrt her in den Kreis fahren nach durchfahren des linken Halbkreises direkt über die Einfahrt den Kreis verlassen. Dies ist aber nur möglich, wenn die Schaltpunkte die automatische Weiche immer in die Position schalten, wie auf der Skizze angegeben ist. Ein wildes durcheinanderschalten beim überfahren der Schaltpunkte ist nicht möglich, da es sonst zu Fehlstellungen der Weiche kommt.

Eigentlich war geplant die Schaltung durch den Uhlenbrock Gleisbesetztbaustein (siehe hier) zu realisieren, da er zwei eingebaute Relais hat, der die Weichen entsprechend geschaltet hätte. Leider schalten die Relais nur so lange, wie von den entsprechenden Schaltpunkten ein Signal kommt, also wenn gerade ein Zug drüber fährt. Sobald der Zug den Schaltpunkt passiert hat, fällt das Relais zurück und dementsprechend auch die Weichenzunge. Schade

Meine Frage also: Wie kann ich mit hoffentlich einfachen Mitteln diese Schaltung realisieren?

Beste Grüße

 

[Stardampf]

Sobald der Zug den Schaltpunkt passiert hat, fällt das Relais zurück und dementsprechend auch die Weichenzunge.

Das passiert nur, wenn Du du die Weiche direkt mit dem Relais antreibst. Benutzt Du 'richtige' Weichenantriebe (Doppelspulenantriebe, motorische oder Servos), wird das nicht geschehen. Dann mußt Du freilich die Weichen auch wieder zurückstellen...

 

[henneduscht]

Ich war so damit beschäftigt mein Problem annähernd verständlich rüber zu bringen, dass mir die "Kleinigkeiten" glatt entgangen sind

Da die Gleise komplett unter Tage liegen, sollen EW1 genutzt werden. Der Antrieb erfolgt motorisch.
Gibt es denn Relais die nach dem Umschalten in der neuen Stellung bleiben? Ich denke damit könnte ich die Schaltung dann umsetzen...

Grüße

 

[Desastro]

Ja, nennen sich Bistabile Relais.

 

[KraTT]

Hallo!
Mein erster Gedanke war auch an das monstabile Relais ein bistabiles Relais zu hängen.

Die gibts unter anderen hier.
http://www.becatronic.de/shop/index.php?XTCsid=670ae6bcd43fe7a2630c0ec8666a1657

Habe bis jetzt keinen billigeren Anbieter entdeckt.

 

[Per]

Ohne deine Schaltung richtig verstanden zu haben, folgender Vorschlag:
Schaltpunkt "B" entfällt ersatzlos. Schaltpunkt "C" schaltet ZAW (zu automatisierende Weiche) auf Abzweig (und RFW (Rückfallweiche) auf gradeaus, wenn Bedarf wäre). Schaltpunkt "A" schaltet ZAW auf geradeaus (und RFW auf Abzweig).
"A" muss dabei so nah wie möglich an RFW, die max. Zuglänge kann dabei fast einen halben Kreisumfang betragen.

Mittels eines bistabilen Relais (geschaltet durch "C" und "A") sowie eines weiteren Schaltpunktes ("D", kurz vor ZAW) könnte die Zuglänge auf fast einen Umfang verlängert werden.

PS: Ein interessanter Ansatz, besonders für StraBa-Anlagen. Für einen Schattenbahnhof fände ich einen "Kurzaufenthalt" sinnvoller.

 

[ateshci]

Du kommst schon mit den drei Kontakten aus, brauchst für jeden Antrieb ein bistabiles Relais, damit diese auch vollständig umschalten. Sie müssen natürlich über Endabschaltung verfügen. Die Relais sind sowieso für =, also verschalte sie wie in der Zeichnung und Ruhe ist. Einzige Bedingung: Der Zug muß vollständig zwischen W1 und W2 passen. Sonst wird es sehr kompliziert.

 

[Schurwald]

Du kommst schon mit den drei Kontakten aus, brauchst für jeden Antrieb ein bistabiles Relais, damit diese auch vollständig umschalten. Sie müssen natürlich über Endabschaltung verfügen.

Und hier ist das Problem!
Die meisten bistabilen Relais besitzen keine Endabschaltung, und damit besteht die Gefahr, daß die Spulen durch zu langes Schalten durchbrennen.
Sie sind halt nur für Impulsschaltung konstruiert, nicht für Dauerschaltung.

Mein Tip an henneduscht :
Benutze deshalb ein monostabiles Relais, daß ist für Dauerstrom konstruiert.
Damit es nicht wieder abfällt, wenn der Zug den GBM verlassen hat, sollte es sich selber angezogen halten (Selbsthaltung).
Dazu muß es zwei Umschalter haben (2x UM).
Ein Umschalter steuert Deinen motorischen Weichenantrieb, und der zweite realisiert die Selbsthaltung.
Um die Selbsthaltung wieder aufzuheben, kannst Du die Relaikontakte der GBM nutzen.
Ich versuche mal das Ganze zu zeichnen.
Der komische rechteckige Kasten mit dem diagonalen Strich ist die Relaisspule.
Der Einfachheit halber habe ich den Umschaler für den Weichenmotor mal weggelassen.
Natürlich muß Dein Relais für den Spannungsbereich deines Modellbahntrafos ausgelegt sein, also 12-24V DC!
Ich hoffe es ist für Dich einigermaßen verständlich.

Grüße vom Schurwald

 

[achterbahn]

Die meisten bistabilen Relais besitzen keine Endabschaltung, und damit besteht die Gefahr, daß die Spulen durch zu langes Schalten durchbrennen.

Nicht die Relais brauchen eine Endabschaltung, sondern die Weichen.
Durch die Umschaltkontakte der Relais erhalten die Weichen Dauerstrom und würden ohne Abschaltung durchbrennen. Die Relais könnten nur bei stehendem Zug Dauerstrom erhalten.

Reais-Datenblatt hier: http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/88214/ETC/HFD2/012ML1.html
Beim 12-V-Relais entstehen 150mW Verlustleistung, was lt. letztem Diagramm 30K Übertemperatur erzeugt - müsste also OK sein.

MfG Frank

 

[ateshci]

Bisher war davon die Rede, daß die Züge durchfahren. Aber selbst wenn ein Zug auf einem GBM stehenbleiben sollte:
Ich benutze diese Relais ( die übrigens in DIL10 nicht mehr gebaut werden, Nachfolgetypen haben aber die gleichen Spulendaten ) seit Jahren. Die Temperaturerhöhung von 30K stellt sich nach ca. 10min ein und geschadet hat es noch keinem. Ich habe auch kein Kleben oder sonstige Fehlfunktion feststellen können.
Anbei mal eine Skizze für den "Hosenträger zum Gürtel", so wird garantiert kein Relais warm.

 

[henneduscht]

Hallo zusammen und schon mal Merci für die zahlreichen Ideen.

Warum läßt sich die Schaltung denn aber nicht mit einem monostabilen Relais umsetzen? In Arbeitsstellung (also wenn sich gerade ein Zug auf dem GBM befindet) schaltet das Relais den Weichenantrieb (mit Endabschaltung). Nach verlassen des GBM fällt das Relais wieder in seine Ruhestellung. Der Ausgang der Ruhestellung ist dabei nicht an den Weichenantrieb angeschlossen und es sollte somit nichts weiter passieren.
Da jedem Schaltpunkt eine fest definierte Stellrichtung zugewiesen ist, sollte das doch klappen oder?

Grüße

 

[ateshci]

Weil der Antrieb länger zum Umschalten brauchen kann als der GBM Kontakt gibt.

 

[amazist]

Selbsthaltung für Motorantrieb

Mach es doch wie in der Industrie z.B. bei Schieberarmaturen. Der Schütz (Relais) für auf Abzweig stellen wird durch einen Impuls zum ziehen gebracht und hält sich so lange selbst bis die Endlage erreicht ist. Dann öffnet der Endlagenkontakt und beendet die Selbsthaltung.
Das sollte für jede Richtung so aufgebaut werden, man braucht also 2 monostabile Relais in unserem Falle mit Wechselpannungsspule. Da das nun wieder Sonderfälle sind, ist es besser Gleichspannungsrelais zu verwenden und die Steuerung mit Gleichspannung zu bauen. (Der Motor ist ja ein Gleichstrommotor)
Die Länge des Impulses ist nun egal - einmal angeregt fährt der Antrieb in die entsprechende Endlage. Die Verriegelung K1/K2 ist erforderlich da bei gleichzeitigem Ziehen sonst ein Kurzschluß in der Motorzuleitung auftritt. Optional kann eine Halt-Taste mit 2 Öffnern eingebaut werden um den Antrieb mal in der Mittelstellung kurz anzuhalten. Eigentlich sollte sich jeder handelsübliche Antrieb so umklemmen lassen - vorausgesetzt die Endlagenschalter sind vorhanden. Ist selbiger ein Wechsler wird der freie Schließer logischerweise für die Meldung eingesetzt.

Dieses Prinzip wird zur Steuerung von Stellantrieben in der Industrie tausendfach eingesetzt. Dort in Verbindung mit Drehmomentenschaltern, Zwischenendschaltern, Stellungsmeldern und anderem Kram was uns hier nicht weiter interessieren sollte

 

[ateshci]

Der arme henneduscht- er wollte doch boß zwei Weichen schalten. Jetzt ist die Sache schon bei 4 Relais angekommen. Natürlich ist diese Schaltung Industriestandard - aber für relativ langsaaam laufende Antriebe. Hier verstellt sich aber der Antrieb innerhalb einer Sekunde, es geht doch bloß um eine Impulsverlängerung des GBM-
Rube Goldberg läßt grüßen....

 

[amazist]

- aber für relativ langsaaam laufende Antriebe. Hier verstellt sich aber der Antrieb innerhalb einer Sekunde, es geht doch bloß um eine Impulsverlängerung des GBM-

Naja, wir haben auch pneumatische Antriebe - Magnetventil auf - und dann ist ruckzuck auch schon die Endlage da. Ich will niemandem etwas aufzwingen - Schaltungsvorschläge gibt es viele.

Sicher hast Du hier recht, aber woher weiß der verlängerte Impuls, ob der Schaltvorgang erfolgreich war? Da Kommt wieder die Endlage ins Spiel und beendet den Schaltvorgang exakt bei erreichen derselben.
Ein Rel. für jede Richtung - Mußt du Sonderposten kaufen. Brauchst halt 1Ö/3S alt. 4We. und Draht.

Weißt du dir keinen Rat - nimm Draht.
Rot ist blau und plus ist minus.

 

[ateshci]

@amazist
Deshalb habe ich ja auch bistabile Relais vorgeschlagen. Da braucht man keine Endlage vom Weichenantrieb, er kriegt halt dauernd was aufgeschossen und muß sich selbst abschalten. Sicher ist das vom Standpunkt der Betriebsicherheit unterste Schublade und als ich noch in der Verfahrenstechnik aktiv war, haben wir unsere Stellantriebe ähnlich Deiner Skizze überwacht. Die Frage ist doch, was für einen Aufwand will ich für den wahrscheinlichsten Betriebsfall treiben? Bei der Modellbahn ist sehr wahrscheinlich, daß der Antrieb läuft und wenn nicht, dann merkt man es spätestens dann, wenn der Zug hängenbleibt. Ist aber kein Fall, in dem wie in der Industrie gleich die Schadenssumme in die KiloEuro laufen kann.

 

[amazist]

Dauerspannung ist immer so eine Sache, besonders bei Magnetspulen und deren "Selbstabschaltung".
Die motorischen schalten da noch recht sicher ab. Meine Selbstbauantriebe (Excenterscheibe) drehen sich um 180Grad von einer Stellung zur anderen fortlaufend nur in eine Richtung. Wenn da mal eine Endlage versagt, dreht er einfach weiter und die Mechanik / Motor bleibt heil. Das hier war einer der ersten vor 20 Jahren - geht heute noch. Das nachgerüstete Relais dient zum Schnellstop, fällt es ab wird der Motor von der Versorgung getrennt und kurzgeschlossen.

 

[Stardampf]

@ amazist:

Interessante Variante eines motorischen Antriebes. Sehr vorteilhaft für kleinere Anlagen ohne jede Automatisierung, da der Schaltungsaufwand (drumherum) besonders gering ist und man je Weiche nur einen Taster benötigt.

Für irgendwelche 'kleinen' Automatisierungen (z.B. Diodenmatrix) aber denkbar ungeeignet, weil die Endlagen nicht separat ansteuerbar sind.

Ich glaube, wir kommen vom eigentlichen Thema ab...

 

[Per]

Der Motor ist ja ein Gleichstrommotor

Conrader und Hoffmänner werden aber mit Wechselstrom betrieben und die Schaltrichtung durch interne Dioden bestimmt. Das sollte die Schaltung deutlich vereinfachen. Außerdem entfällt ein Umbau der Antriebe.
Wie das bei den Tillig-Antrieben aussieht, weiss ich jetzt nicht.

Für irgendwelche 'kleinen' Automatisierungen (z.B. Diodenmatrix) aber denkbar ungeeignet, weil die Endlagen nicht separat ansteuerbar sind.

Das sollte man durch entsprechende Änderung der Reihenfolge der Schalter hinbekommen. Der "Industriestandard" ist für uns ja nicht bindend.

 

[amazist]

Conrader und Hoffmänner werden aber mit Wechselstrom betrieben und die Schaltrichtung durch interne Dioden bestimmt.

Die Diode bewirkt ja eine Halbwellenversorgung des Motors. Durch die unterschiedliche Polung bekommt er einmal + auf seinen+ und im anderen Fall- auf seinen + Anschluß. (der Motorminus ist R) Damit wird er in unterschiedlichen Richtungen vom Strom durchflossen und dreht entsprechend in 2 Richtungen. (Diode als Schalter) Trotzdem ist der Motor ein reiner Gleichspannungsmotor - egal ob Hoffmann / Conrad oder Tillig.
Wenn man diesen nun mit Gleichspannung betreiben will, muß man die Dioden entfernen und die Spannung umpolen mittels Relais K1/K2.

Ich schalte ausschließlich über Diodenmatrix und bei mir funzt das seit der Steinzeit (Ende der achziger des vorherigen Jahrtausend´s).

Wie schon oben geschrieben sind die Anordnungen der Schalter nicht zwingend. Es geht auch anders wie Ihr unten sehen könnt. Damit ist die Anschaltung an eine mit 12 V = betriebene Matrix ohne Umwege möglich. Und da einmal Gleichspannung da ist , kann auch der Motor damit betrieben werden. Auch an die gegenseitige Verriegelung ist wieder gedacht. Ebenso die optionale Halt-funktion für Einstellarbeiten (Notstop). Einmal gestartet läuft der Antrieb ohne weiteres bis in seine Endlage, egal ob kurzer Impuls oder Dauerstrom.

So - jetzt muß ich aber zum "Tag des offenen Denkmals"

 

[Stardampf]

Meine Selbstbauantriebe (Excenterscheibe) drehen sich um 180Grad von einer Stellung zur anderen fortlaufend nur in eine Richtung.

Ich schalte ausschließlich über Diodenmatrix und bei mir funzt das seit der Steinzeit (Ende der achziger des vorherigen Jahrtausend´s).

Wie das funzt, täte mich mal interessieren...

 

[amazist]

Ein nach dem unteren Prinzip gebauter Antrieb kann sich nie festrammeln. Überfährt er seine Enlage geht erst mal nichts kaputt. Er dreht einfach weiter.

 

[henneduscht]

Hallo zusammen,

danke für die zahlreichen Vorschläge. Inzwischen habe ich die Automatisierung der Weichen auch zum laufen bekommen - zu meiner freudigen Überraschung sogar mit den beiden ursprünglich geplanten Uhlenbrock GBM mit integrierten monostabilen Relais.

Wo lag das Porblem: Im großen und ganzen lag es am mangelnden Verständnis der Funktionsweise der im GBM verbauten Relais. Im Endeffekt habe ich nun NUR den Ausgang der Relais-Arbeitsstellung an den Weichenantrieb (mit Endabschaltung) geschlossen, der Ausgang der Ruhestellung hat keinen Anschluss. Fährt ein Zug somit über den entsprechenden Schaltabschnitt, schaltet die Weiche und bleibt durch die Endabschaltung auch in der neuen Position wenn der Zug den Schaltabschnitt wieder verläßt. Das Relais schaltet wieder in Ruhestellung aber da der Ausgang nicht an die Weiche angeschlossen ist, bleibt die Weiche so wie ursprünglich gestellt. Das heißt, das Relais kann durch den jeweiligen Meldeabschnitt den Weichenantrieb nur einmal schalten. Ein erneutes Schalten ist nur dann wieder möglich, wenn der Zug im nächsten Meldeabschnitt ein umstellen der Weiche in die andere Richtung ausgelöst hat.

Falls interesse besteht kann ich einen groben Plan der Schaltung einstellen.

Grüße