Gleisbesetztmelder mit Relais

GBM-R

Allgemeines

Zur korrekten Funktion des Moduls benötigen Sie lediglich einen an beiden Enden isolierten Streckenabschnitt. Der GBM-R wird einfach zwischen die Zentrale bzw. den Fahrtrafo und das Gleis geschaltet. In dem Modul ist ein Gleisbesetztmelder in Optokopplertechnik wirksam, der nach dem Stromfühlerprinzip arbeitet. Er reagiert auf jedweden elektrischen Verbraucher. Selbst geringste Ströme reichen schon zur Aktivierung des Schaltvorgangs aus. Beim Befahren des abgetrennten Gleisabschnittes durch die Lok oder auch durch einen Wagen mit Beleuchtung bzw. mit Radsätzen die mit Widerstandslack überzogen sind, wird dieses von dem Modul sofort erkannt und der Schaltvorgang ausgelöst. Solange wie der Gleisbesetztzustand anhält zieht das integrierte Relais an. Am Ausgang des Relais stehen zwei Umschaltkontakte zur Verfügung.

Der Gleisbesetztmelder ist für alle Stromarten geeignet, Wechselstrom analog sowie Gleichstrom und für jedweden Digitalbetrieb.

Anschluß des Gleisbesetztmelders

Trennen Sie zunächst einen Abschnitt in der gewünschten Länge elektrisch von dem allgemeinem Gleisbereich mit Hilfe von passenden Isolierstücken vom allgemeinem Bahnstrom ab. Dazu brauchen Sie lediglich den Mittelleiter oder, bei Zweileitersystemen, eine Seite des Schienenstranges auftrennen. Bei Wechselstrombahnen, z.B. Märklin* , sollte bei H0 mindestens eine Gleislänge, ca. 90 mm isoliert werden. Der GB-M 1 spricht nur an, wenn Strom durch den abgetrennten Bereich fließt. Der Schischleifer einer Lok ist ca. 70 mm lang. Solange noch ein Teil des Schleifers auf einem nicht abgetrenntem Bereich ist, wird kein Schaltvorgang ausgelöst, da der Strom grundsätzlich die Eigenart hat, den Weg des geringsten Widerstandes zu gehen. Praktisch wird das abgetrennte Gleis durch den Schischleifer “überbrückt“, solange er sich nicht ausschließlich auf dem isoliertem Gleis befindet. Würden Sie eine geringere Gleislänge als ca. 90 mm isolieren, dann würde der Schaltvorgang nicht ausgelöst werden Bei Spur 1 und Zweileiterbahnen genügt ein kurzer, isolierter Abschnitt von wenigen Zentimetern, da hier durch die Radsätze, bzw. Stromabnehmer der Loks geschaltet wird. Der isolierte Abschnitt darf bei allen Systemen aber durchaus länger als beschrieben sein. So ist es manchmal wünschenswert, z.B. im Bahnhofsbereich, Gleise von einigen Metern Länge überwachen zu wollen. Auch das ist problemlos möglich. Ebenso können ganze Blockstrecken so überwacht werden.

Verbinden Sie den isolierten Mittelleiter bzw. den abgetrennten Schienenstrang mit einem roten Kabel. Am einfachsten wäre es, wenn sie hierzu das Kabel anlöten würden. Bei Verwendung von Märklin* K-Gleisen müssen Sie mit einem geeignetem Werkzeug, z.B. einem kleinem elektrischem Schleifstein oder ganz einfach Schmirgelpapier, zunächst die Lackschicht auf der Unterseite der Schiene vorsichtig entfernen, damit das Metall das Lötzinn annimmt. Bei Verwendung von Märklin* C-Gleisen können Sie ganz einfach ein geeignetes Kabel mit einem Kabelschuh auf die Anschlußlasche setzen und die passenden Isolierstücke einfügen.

Bei Gleichstrombahnen muß zwingend der Schienenstrang unterbrochen werden, an dem der Minuspol des Fahrtrafos angeschlossen ist.

Da durch den GBM-R der gesamte Strom für alle auf dem Gleis befindlichen Verbraucher fließt, verwenden Sie Anschlußkabel > 0,75 mm²!!

Sofern der GBM-R stromlos geschaltete Gleisabschnitte überwachen soll, dann muß die Trennstelle am Gleis einseitig mit einem Widerstand von 1,5 k Ohm überbrückt werden.

Anschluß des GBM-R

!Schalten Sie die Spannung Ihrer Modellbahnanlage ab!

Sie können den GBM-R ausschließlich mit Digitalstrom betreiben oder mit Hilfe eines gesonderten Trafos. Die Stromaufnahme des GBM-R ist selbst im Schaltmoment nicht sehr hoch, da die Relais lediglich bescheidene 30 mA aufnehmen. Insofern wäre eine gesonderte Speisung, im Hinblick auf die Entlastung des Digitalstromkreises, nicht unbedingt erforderlich. Sofern Sie Leuchtdioden zur Besetztanzeige verwenden, kann es jedoch von Vorteil sein, wenn Sie anstatt der hochfrequenten Digitalspannung “normale“ Wechselspannung benutzen. Möchten Sie einen externen Speisetrafo benutzen, dann schließen Sie den GBM-R wie abgebildet an. Auf dem GBM-R befindet sich eine Drahtbrücke, die im Normalfall die angeschlossenen Relais mit Strom vom Digitalstromkreis versorgt, damit der GBM-R sofort ohne Basteleien in Betrieb genommen werden kann.

!Wichtig! Bei Verwendung eines externen Trafos muß diese Brücke unbedingt getrennt werden, da nur so die Versorgungsspannung ausschließlich dem externem Trafo entnommen werden kann.

Weiterhin würde die Digitalzentrale ansonsten Fremdspannung erhalten. Eine Zerstörung der Digitalzentrale wäre die unweigerliche Folge!!

Die hier abgebildete Anschlussvariante ist für alle Möglichkeiten verbindlich, sofern eine externe Spannung eingespeist werden soll.

Anschluß Digitalsystem NRMA DCC

Der Anschluß “K“ , bzw. “B“ Ihrer Zentrale wird an die Anschlußklemme “B/Rt“ (-) des Moduls angeschlossen. Benutzer von Zentralen des Herstellers Arnold* verbinden hier das !schwarze! Kabel. Die Anschlussklemmen “Gleis 1-4“ verbinden Sie mit den abgetrennten Gleisabschnitten. Den Anschluß “J“, bzw. “0“ der Zentrale verbinden Sie mit der Anschlussklemme “0/Br“ (-) des GBM-R. Bei Zentralen von Arnold* schließen Sie hier bitte das !rote! Kabel an. Fehlt die Kennung an der Zentrale gänzlich, z.B. Roco* 10764/65, so ist es unerheblich welchen Draht sie wo anschließen, denn das Signal ist symmetrisch. Sie müssen allerdings !genau! darauf achten, dass nachfolgende Schienabschnitte und weitere Gleisbesetztmelder immer in der gleichen Art angeschlossen werden!

Abgebildet ist die Versorgung mit reinem Digitalstrom, ohne Fremdspannungseinspeisung

Anschluß Digitalsystem Märklin*/Motorola*

Verbinden Sie die mit “0/Br“ gekennzeichnete Anschlußklemme mit der allgemeinen Bahnstrommasse. Bei Zentralen von Arnold* schließen Sie hier bitte das !rote! Kabel an. Die mit “B/Rt“ gekennzeichnete Klemme verbinden Sie mit dem rotem Anschluß “B“ der Control Unit/IB. Bei Zentralen der Fa. Arnold* muß hier das !schwarze! Kabel angeschlossen werden. Den Anschluß “Schiene“ verbinden Sie nun mit dem abgetrenntem Gleisabschnitt.

Die Abbildung der Anschlüsse am Ausgang der Relais ist jeweils nur beispielhaft Sie können z.B. auch Signale schalten um so einen automatisierten Blockstellenbetrieb einzurichten.

Anschluß Gleichstrom

Zum Betrieb einer Gleichstrom ist es zwingend erforderlich, dass Sie die Brücke auf dem GBM-R durchkneifen!

Der Anschluß des Fahrtrafos wird mit “B/Rt“ ( - ) des Moduls verbunden. Den Anschluß “Schiene“ verbinden Sie mit dem abgetrenntem Gleisabschnitt. Weiterhin verbinden Sie den Minuspol des Fahrtrafos mit dem Anschluß “0/Br“ ( - ) des Moduls. Den + Anschluß des Fahrtrafos verbinden Sie mit dem Anschluß “L/Ge“ (+) des Moduls.

Die Abbildung der Fremdspannungseinspeisung ist verbindlich für alle Anschlussvarianten. !!Die Brücke muß bei Verwendung eines externen Trafos unbedingt durchtrennt werden!!

Anschluß Wechselstrom analog

Verbinden Sie die mit “0/Br“ gekennzeichnete Anschlußklemme mit der allgemeinen Bahnstrommasse und die mit “B“, “rot“ gekennzeichnete Klemme mit dem Fahrtrafo. Den Anschluß “Schiene“ verbinden Sie nun mit dem abgetrenntem Gleisabschnitt wie unter “Anschluß Digitalsystem MM“ beschrieben.

!! Hinweis: !!

Im analogem Betrieb, gleichermaßen für Wechsel- und Gleichspannung, funktionieren der GBM-R jedoch nur dann, wenn Bahnstrom am Gleis anliegt. Bei Stellung “0“ am Fahrregler sind die Verbraucher auf dem Gleis naturgemäß ohne Funktion!!

Insofern empfiehlt sich dann die Einspeisung einer Spannung mit einem gesondertem Trafo, wie unter Anschluß Gleichstrom beschrieben. Weiterhin muß die Trennstelle am Gleis dann mit einem Widerstand von 1,5-4,7 k Ohm vom Lichtstrom ( L ) zum Gleis überbrückt werden.

Verschiedene Anwendungsfälle

Verwendung als Schaltgleis im MM System

Möchten Sie den GBM-R als Schaltgleis benutzen, dann trennen Sie ein Gleisstück von ca. 90 mm Läge vom allgemeinem Bahnstromkreis, so wie oben beschrieben. Befährt nun eine Lok diesen Bereich, ist der Schaltbereich auf einer Restlänge von 20 mm wirksam. ( 90 mm Gleis – 70 mm Schleiferlänge ) Dadurch wird ein Schaltimpuls von 0,5 - 1 sec., in Abhängigkeit der gefahrenen Geschwindigkeit erzeugt. Wenn Sie nun einen der Ausgänge “Gem“ mit Masse verbinden, erhalten Sie am Anschluß “NO“ einen entsprechenden Masseimpuls. Dieser Masseimpuls ist dazu geeignet Doppelspulenantriebe, z.B. Signale, Weichen o.ä. ohne Endabschaltung umzuschalten. Der Vorteil bei dieser Anwendung gegenüber mechanisch vom Schischleifer betätigten Schaltgleisen ist, dass das so hergestellte “Schaltgleis“ verschleißfrei ist. Ein “Klemmen“ des Schaltgleises ist ausgeschlossen. Allerdings ist eine Richtungsunterscheidung wie bei den mechanisch betätigten Schaltgleisen nicht möglich.

Verwendung als Gleisbesetztmelder für einen S88

Möchten Sie den GBM-R lediglich an ein Rückmeldemodul anschließen, dann brauchen Sie keine weiteren Anschlussarbeiten vornehmen. Am Ausgang des Moduls müssen Sie lediglich eine der Anschlussklemmen, bezeichnet mit “NO“ mit dem Eingang Ihres Rückmelders verbinden. Den entsprechenden Anschluß “Gem“ verbinden Sie mit der Bahnstrommasse.

Eine gleichzeitige Rückmeldung an einen S88 und der Anschluß von Verbrauchern stellt kein Problem dar.

Verwendung als Schalter für Verbraucher

Sie können den GBM-R auch als vom fahrendem Zug gesteuertem Umschalter benutzen. Trennen Sie in Abhängigkeit der gewünschten Umschaltung den relevanten Gleisbereich vom allgemeinem Bahnstromkreis. Befährt jetzt ein Zug diesen Bereich, dann schalten die potentialfreien Ausgänge des Relais um. Wenn Sie nun den Anschluß “Gem“ mit einer Spannung verbinden und zwei Verbraucher einseitig an Masse legen, und einmal mit “NO“ und einmal mit “NG“ verbinden, so kann z.B. eine Anzeige erzeugt werden, die von grün auf rot umschaltet. Diese Umschaltung kann z.B. zur Signalumschaltung oder zur Anzeige in einem Stellpult benutzt werden.

Verwendung als Blockstreckenmodul mit Signalbildansteuerung

Zur Signalbildanzeige verfahren Sie wie oben beschrieben. Den zweiten Umschaltkontakt können Sie nun als Bahnstromschalter für den vorherigen Block benutzen. Schließen Sie hierzu ein Kabel des Bahnstromes an “Gem“ des zweiten Umschalters an. Das Kabel für die Versorgung des Bahnstromes mit der vorherigen Blockstrecke verbinden Sie mit dem Anschluß “NG“.

Befährt nun ein Zug den abgetrennten Gleisabschnitt für den GBM-R, dann wird der Bahnstrom für den vorherigen Block so lange abgeschaltet, wie sich der Zug in dem Bereich befindet, der den GBM-R ansteuert. Gleichzeitig erfolgt die passende Signalbildumschaltung.

Die Optionen

Im Normalfall arbeitet der GBM-R “spontan“. Das heißt, die Gleisbesetzt- und Freimeldung wird sofort angezeigt. Es sind jedoch Anwendungsfälle denkbar, wo eine gewisse Verzögerung stattfinden soll. Insbesondere in schwer zugänglichen Gleisbereichen kann die Kontaktsicherheit der Schiene nicht immer gewährleistet werden, da dort eine Schienenreinigung nicht so häufig durchgeführt wird. Eine mögliche Fehlmeldung wäre dann die Folge. Um die Schaltung nun träger zu gestalten kann durch Ergänzung eines Kondensators eine Verzögerung der Freimeldungen erreicht werden. “Impulsmeldungen“ die einen s 88 Monitor wie eine “Lichtorgel“ blinken lassen, werden so zuverlässig vermieden. In der Bezeichnung “C2“ ist der nachträgliche Einbau eines Kondensators von 100 oder 220 uF / 25 V vorgesehen. Je größer die Kapazität ist, je länger ist die Verzögerungszeit, bei 100 uF ca. 1 sec und bei 220 uF ca. 2 sec. Achten Sie bei einem Einbau auf die Polarität des Kondensators!

Weiterhin kann es wünschenswert sein, dass eine Gleisbesetztmeldung, z.B. in Stellpulten, zusätzlich optisch angezeigt werden soll. Ergänzen Sie dann die Schaltung um einen Widerstand, bezeichnet mit R 3. Hier löten Sie einen Wert von 1,5 k Ohm / 0,25 W ein. Eine Leuchtdiode, 3 mm, können Sie nun direkt in die Platine integrieren oder sie können alternativ die nebenan befindlichen Bohrlöcher zum Anschluß zweier Kabel verwenden. Achten Sie beim Anschluß auf die richtige Polarität der LED. Der lange Anschluß der Diode muß mit dem mit “+“ gekennzeichnetem Anschluß verbunden werden. Auf diese Weise können Sie an weiter entfernten Stellen eine LED zur optischen Anzeige benutzen. Erfolgt eine Gleisbesetztmeldung, dann leuchtet die LED.

Vollbestückt sähe das Ergebnis dann so aus:

Technische Daten

Baustein

Max. Schaltstrom: 2xUM, 2A

Max. externe Betriebsspannung: 24 V- / 20 V~

Max. Fahrstrom : 3A

Platinenmaße: 60 x 46 mm

Geeignet für Digitalformate; Motorola* + DCC NRMA, Wechselstrom analog sowie Gleichstrom