Schrankensteuerung mit Gleiskontakten

Alle kontakt-gesteuerten Automatiken haben prinzipielle Nachteile: Bei Verwendung von Reedkontakten darf der schaltende Magnet pro Zug nur einmal vorhanden sein, im allgemeinen an der Lok, da sonst kaum unterschiedliche Garnituren zusammengestellt werden können. Da die Schrankenmechanik eine gewisse Zeit zum Öffnen und Schließen braucht (besonders die sehr vorbildlich bewegten Schranken mit motorischem Antrieb), müssen die Gleiskontakte in ausreichendem Abstand vor und hinter dem Übergang angeordnet werden. Und hier beginnt das Dilemma: Passiert die Lok den ersten Schaltkontakt, so wird die Schranke sich - bei richtigem Abstand - rechtzeitig schließen. Passiert die Lok nun den für das Öffnen zuständigen Kontakt jenseits des Überweges, wird sich die Schranke unweigerlich öffnen, egal, ob erst der halbe Zug den Übergang passiert hat. Also wird man die Öffnungskontakte sehr weit vom Übergang entfernt platzieren. Und was geschieht jetzt bei einer Lok-Leerfahrt: die Schranken öffnen sich zu spät! Je unterschiedlicher die Länge der Züge, die auf dem Gleisabschnitt verkehren, desto vorbild-unähnlicher wird die Situation. Und zweitens: werden auf der Anlage auch noch Wendezüge eingesetzt, so würde die schiebende Lok erst dann die Schranken schließen, wenn der Zug den Überweg möglicherweise schon halb passiert hat. Der Ausweg: auch die Schließkontakte müssten weit vor den Überweg verlegt werden. Die Wirkung bei Zügen mit der Lok voran ist dann ganz analog zu der für das verspätete Schließen beschriebene Szenario.

Fazit: Die Steuerung eines Schrankenübergangs mit Hilfe von Gleiskontakten ist keine gute Lösung, nicht zuletzt auch wegen der Unsicherheit von zugbeeinflussten Kontakten. Eine bessere Lösung bietet da eine Schrankensteuerung auf der Basis einer Fahrtrichtungs-Erkennung, wie die auf der Seite "Schrankenautomatik" beschriebene Lichtschrankensteuerung.

Wie ist eine Schrankensteuerung mit Hilfe von Gleiskontakten prinzipiell zu realisieren?

Das direkte Ansteuern der Schrankenantriebe durch Gleiskontakte stellt auch deshalb eine unsichere Lösung dar, weil die Schaltimpulse beim Überfahren der Kontakte - abhängig von der Zugegeschwindigkeit - recht kurz sind. Besser ist es deshalb, die Schrankenantriebe über Relais zu schalten, deren Stellung von Gleiskontakten beeinflusst wird. Hier können entweder bistabile Relais (Doppelspulen-Relais) verwendet werden, oder auch monostabile Relais bei Anwendung einer Selbsthalteschaltung.

Die beiden Gleiskontakte a1 und a2 öffnen die Schranken, z1 und z2 sorgen für das Schließen:

Die Anordnung dieser vier Gleiskontakte für zweigleisigen Einrichtungsbetrieb und eingleisigen Zweirichtungsbetrieb zeigen die folgenden Skizzen 2 und 3:

Gegenüber den üblichen Kontaktgleisen sind Reed-Kontakte (Schutzgas-Rohrkontakte) als Impulsgeber noch am besten geeignet, da sie die größte Schaltsicherheit bieten. Der Nachteil ist, dass alle Lokomotiven bzw. Steuerwagen mit kleinen Magneten ausgestattet werden müssen.

Diese in der Elektronik üblichen Relais haben den Vorteil, dass sie (im Unterschied zu den "stromfressenden" und teuren Modellbahn-Relais) im allgemeinen eine vergleichsweise geringe Stromstärke zum Schalten benötigen; darüber hinaus sind sie erheblich billiger als bistabile Relais. Hier ist eine Selbsthalte-Schaltung nach der folgenden Schaltskizze geeignet:

Die beiden parallel geschalteten Kontaktpaare z1/z2 lassen das Relais anziehen, über den 2. Kontaktsatz des Relais wird die Schranke geschlossen. Die beiden in Reihe geschalteten Kontakte a1/a2 sorgen dafür, dass das Relais sich selbst hält, bis einer der beiden Kontakte durch eine daran vorbeifahrende Lok geöffnet wird. Dann fällt das Relais ab und die Schranken werden geöffnet. Die Anordnung der Kontakte am Gleis entspricht den Skizzen 2 und 3 weiter oben.

Um die Schaltsicherheit zu erhöhen und um Reed-Kontakte verwenden zu können, die sehr klein sind (und deshalb nur geringe Ströme schalten können), kann die Relais-Steuerung verbessert werden, wenn man mit Hilfe von zwei Transistoren und von ein paar Widerständen eine bistabile Kippschaltung (Flip-Flop) nach der folgenden Schaltskizze verwendet. Hier kann sogar ganz auf ein elektromechanisch schaltendes Relais verzichtet werden, wenn zum Schalten die Transistoren T3 und T4 verwendet werden. Je nach benötigter Stromstärke werden hier Kleinleistungstransistoren verwendet. Soll ein Schaltrelais eingesetzt werden, so ist dieses statt R1 anzuschließen; die Transistoren T3 und T4, die Widerstände R7 und R8 und die Dioden D entfallen dann. Auch hier ist die Anordnung der vier Gleiskontakte wie in den Skizzen 2 und 3 weiter oben. Da die Kondensatoren C1 und C2 unterschiedliche Kapazitäten haben, hat die Kippstufe eine Vorzugsstellung, die sie beim Einschalten der Versorgungsspannung einnimmt. Diese Vorzugsstellung sollte mit der Schrankenstellung "offen" zusammenfallen. Die Dioden D (parallel zu T3 und T4) müssen eingesetzt werden, wenn ein elektromagnetischer Schrankenantrieb angesteuert werden soll, sie schützen die Transistoren vor Spannungsspitzen, die beim Ausschalten des Stromes durch die Spulen entstehen. Wird ein elektromagnetischer Antrieb verwendet, so muss dieser über eine Endabschaltung verfügen, da sonst die Spulen durchbrennen. Falls der Antrieb keine Endabschaltung besitzt, muss eine Schaltung analog zur Skizze 2 auf der Seite schranken.htm verwendet werden.

Bauteile für die bistabile Kippstufe
T1, T2	Universal-npn-Transistor, z.B. BC 547
T3, T4	Kleinleistungs-pnp-Transistor, z.B. BC 160
R1, R2, R5, R6	1k0
R3, R4	4k7
R7, R8	1k2
C1	10 nF
C2	22 nF
C3	Elko 100 µF /35 V
D	Dioden 1N4148
Relais	10-15 V, ca. 1kOhm, ein Wechser-Kontakt

Schrankensteuerungen mit Gleiskontakten - eher ein Notbehelf !

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