Hallo die Runde,
das Problem der häufigen Ausfälle von Endabschaltern der Märklin-K-Gleis-Weichenantriebe dürfte ja bekannt sein.
Das Überbrücken der Endabschalter kommt leider für uns nicht in Frage, da wir komplett analog fahren und daher auf die Endabschaltung und vor allem auf die Rückmeldefunktion angewiesen sind.
Die Ursache der häufigen Defekte war schnell gefunden. Die "Schalterchen" sind einerseits nur für 0,5A maximal ausgelegt, die Weiche zieht aber etwa 1,3A. Dazu kommt der Lichtbogen nach Selbstinduktion beim Zusammenbruch des Magnetfeldes, ich habe hier kurzzeitige Spannungsspitzen bis über 370 Volt(!) gemessen.
Erster Versuch war, je einen Diac ER900 parallel zu den Spulen zu schalten. Damit wird der Spannungspeak zwar wirksam auf 33 Volt begrenzt, was nach praktischer Erfahrung die Lebenserwartung aber dennoch nicht wesentlich verlängert. Daß Märklin nunmehr das mit den Varistoren probiert hat und das nicht viel bringt, habe ich hier jetzt auch gelesen und festgestellt, daß einige unserer defekten Antriebe bereits Varistoren enthielten...
Ich hatte mich dann vorübergehend damit abgefunden, die Schalter (die ich unterdessen bei Conrad gefunden habe) im Defektfall zu tauschen.
Ergebnis hiervon: wir haben 15 Weichen neuer Bauart (die anderen 10 aus den 60ern funktionieren natürlich ohne Probleme), und mein Vater spielt täglich ca. 1-2 Stunden. Ich tauschte jedes Wochenende mindestens einen Schaltkontakt, und zwischenzeitlich war der Fahrdienstleiter trotzdem frustriert, weil wieder eine Weiche nicht geht.:(
Vor allem unsere "Hauptweiche" ist problematisch, sie schaltet automatisch alle 1-2 Minuten per Gleisbesetztmelder auf das jeweils freie Gleis, was bei Defekt zu Auffahrunfällen führte. Allein dort bisher ein neuer Schaltkontakt pro Monat...
Als neuen Lösungsansatz habe ich nun eine Transistorschaltung probiert, die die Funktion des Schaltkontaktes übernimmt.
Zum Verständnis zuerst einmal das Ersatzschaltbild von Weichenantrieb plus Stellpult (SP):
Der Antrieb wird nun so modifiziert, daß die Schaltkontakte nur noch den geringen Basisstrom eines Schalttransistors verarbeiten müssen, das eigentliche Schalten der Last aber über den Transistor erfolgt:
Das Ganze funktioniert natürlich (leider - wie viele andere Schaltungsideen, die ich gerne auf unserer Anlage umsetzen würde) nicht ohne weiteres mit Wechselstrom. Macht aber nichts, denn die Antriebe funktionieren mit Gleichstrom genau so gut. Also baue man einen einfachen Gleichrichter:
2x 1N5407, 3300µF/40V und das Ganze in Reihe mit einem Widerstand 3-5 Ohm/5W zur Strombegrenzung. So erhält man ca. 22 Volt Gleichspannung. Für die Weichenantriebe muß dann ein eigener Lichtstromkreis verlegt werden, was aber mit der restlichen Analog-AC-Installation ohne Probleme harmoniert. Eine eigene Kabelfarbe, die sonst auf der Anlage nicht vorkommt, ist für den Gleichstromkreis sinnvoll.
Gleichstrom-Minus wird die Lichtspannung für die Weichenantriebe, Gleichstrom-Plus geht an Bahn-Null.
In den Weichenantrieben muß die Verbindung zwischen Schaltkontakt und Spule unterbrochen werden, hier kommt der Transistor zwischen. Das ist eigentlich alles, die Rückmeldung funktioniert dann auch.
Schwierig war jetzt noch, das Ganze so zu bauen, daß es in die Weichenantriebe hineinpasst. Also kam nur SMD in Frage. Jetzt noch einen PNP-Transistor finden, der mindestens 2A schalten kann und nicht zu groß ist: der heißt NSS60200LT1G, kostet nur ein paar Cent das Stück und kann sogar bis maximal 4A.
So sieht das dann aufgebaut aus:
Bisherige Erkenntnis nach einigen Wochen: es ist noch kein Antrieb wieder ausgefallen, und ich bin zuversichtlich, daß das eine Weile hält, weil der Laststrom ja von den Schaltkontakten weg ist.
Die Antriebe ziehen schnell und kräftig an, typisch ca. 10 ms bis zur Abschaltung für einen unbelasteten Antrieb und 19-25 ms, wenn die Weiche dranhängt. Stromaufnahme beim Schalten ca. 1,3-1,4A.
Für die Rückmelde-LEDs fließt jetzt ein Strom von ca. 10 mA statt zuvor im reinen AC-Betrieb 4,5 mA. Ich halte das für unkritisch, dies könnte aber dadurch behoben werden, daß man die 1,8k-Vorwiderstände in den Stellpulten bei Gelegenheit durch 3,3k ersetzt. Hole ich evtl. noch nach.
Angenehmer Nebeneffekt: die Rückmelde-LEDs flimmern nicht mehr mit 50 Hz, sondern leuchten konstant. Mein Vater hat das zwar nicht gesehen, ich aber schon und irgendwie störte es mich.
Ich hoffe, daß wir mit dieser Umbauaktion nun bis auf Weiteres Ruhe vor dem Thema "Ausfälle von Weichenantrieben" haben, bin aber wie gesagt recht zuversichtlich.
Hat vielleicht sonst noch jemand Erfahrungen mit derart umgebauten Weichenantrieben gesammelt?
Viele Grüße
Thomas