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Beschrankter Bahnübergang

Beschrankter Bahnübergang

Veröffentlicht am 22.11.2022

Streng genommen sind Schranken eine spezielle Art von Formsignal. Sie sollten keinesfalls mit dem üblichen Doppelspulenantrieb bewegt werden, das sieht zu unnatürlich aus. 

Bild Servo-PhasenBild Servo-PhasenEin Motor mit reichlich Untersetzung kann schon eher für eine vorbildgetreue Bewegung des Schrankenbaums sorgen. Wobei es mit vertretbarem Aufwand leider nicht möglich ist, die Drehbewegung des Motors unmittelbar auf die Drehung der Achse des Schrankenbaums zu übertragen. Zwar lässt sich durch die geeignete Untersetzung dafür sorgen, dass die Vierteldrehung des Schrankenbaums mit der Vierteldrehung des letzten Ritzels übereinstimmte, einfacher ist es jedoch, die Drehung des Ritzels zunächst in eine lineare Bewegung umgesetzt werden, die dann wiederum an der ohnehin vorhandenen Schrankenmechanik zur Drehbewegung wird. Motoren für solche Zwecke werden gemeinhin Servomotoren oder kurz Servos genannt. Ein Exzenterstück auf der letzten Getriebeachse bewegt den Stelldraht und zwei Endlagenschalter, die dafür sorgen, dass der Motor tatsächlich nach einer Vierteldrehung stehen bleibt.

Servo-Steuerung

Für die Ansteuerung eines Servos benötigt man einen Polwender, der die Laufrichtung des Motors bestimmt. Weiterhin muss der Motor gestartet werden, wenn sich der Schrankenbaum senken soll. Da bietet es sich an, Polwender und Starter zusammenzufassen. Das geht am bequemsten, wenn Sie die beiden Endlagenschalter des Servos mit je einer Diode überbrücken, deren Durchlassrichtung in beiden Fällen vom Motor weg zum Polwender weist. (Umgekehrt geht es auch, wichtig ist, dass beide Dioden in dieselbe Richtung sperren.)

In Phase (1) ist der untere Endschalter geöffnet und die Polung erlaubt auch kein Ausweichen des Stroms vom Polwender über die Diode. In Phase (2) hat der Polwender umgepolt, die untere Diode leitet, überbrückt den Endlageschalter und bewegt den Motor. Durch die Bewegung der Exzenterscheibe wird der untere Schalter geschlossen; die Drehbewegung läuft weiter (3).

Nach einer Vierteldrehung öffnet die Exzenterscheibe den oberen Schalter (4), dessen Diode aber bei dieser Polung sperrt, weshalb der Motor stehenbleibt. Erst erneutes Tauschen der Polung (5) lässt den Motor wieder anlaufen, weil nun die obere Diode in Durchlassrichtung liegt, und der Vorgang läuft in umgekehrter Form ab, bis der untere Schalter wieder geöffnet wird, wenn der Schrankenbaum senkrecht steht.

Der Servo wird also ausschließlich mit Hilfe des Polwenders gesteuert. Ersetzen wir den Schalter durch ein Relais, lässt sich der Vorgang mit derselben Methode wie die Steuerung des Blinklichts auslösen: Ein Monoflop wird vom Zug gesetzt und hält das Relais in der Polung für die Abwärtsbewegung, bis die Verweilzeit nach dem letzten Triggern abgelaufen ist. Dann fällt das Relais zurück und ändert die Servo-Richtung auf aufwärts.

Rotlicht und Schranke koordinieren

Damit entsteht allerdings ein neues Problem, denn wenn die Schranke öffnet, darf das Blinklicht noch lange nicht erlöschen, es muss weiterblinken, bis der Schrankenbaum wieder senkrecht steht.

Indikator dafür, dass der Schrankenbaum senkrecht steht, ist der geöffnete Endlagenschalter des Servos. Leider hat der den Nachteil, beim Senken die Polarität zu wechseln, weshalb er nicht so gut auswertbar ist. Ein Kunstgriff hilft hier weiter: Das motorseitig am Schalter anliegende Potential wird über zwei Optokoppler geschickt, deren Eingänge antiparallel geschaltet sind. So schaltet unabhängig von der Polung der Motorspannung immer einer der Optokoppler durch, solange der Schalter geschlossen ist. Die Ausgänge beider Optokoppler werden zusammengeführt und versorgen die Blinkschaltung mit negativem Betriebspotential.

Schaltplan schrankengesteuertes BlinklichtSchaltplan schrankengesteuertes Blinklicht

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