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    neu am 30.06.2009

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Piko H0 (DDR) Technik

BTTB Zeitschalter Infos und Schaltpläne
Piko H0 Technik Kapitel 01, Teil 1
Die Aufenthaltsautomatik (Zeitschalter) No 8420 von BTTB (Berliner TT-Bahnen) und No 647 von Faller, Fleischmann, Trix und anderen,
Grundbeschaltung
zum zweiten Teil "Einsatz der Aufenthaltsautomatik"
zum dritten Teil "automatisierte Schaltungen"

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zu den Kapiteln 02 / 03 / 04, sobald angelegt

alle Angaben ohne Gewähr


Eine Aufenthaltsautomatik dient dazu den Zug an einer vorbestimmten Stelle der Anlage automatisch für einen einstellbaren Zeitraum anzuhalten um ihn danach ebenso automatisch weiterfahren zu lassen. Damit lassen sich nicht nur Aufenthalte auf Bahnhöfen oder Haltestellen (Faller AMS Bus!) ideal automatisieren, sondern durch Einbau einer Haltestrecke im Tunnel eine wesentlich längere Fahrstrecke simulieren, was die Vorbildtreue gerade kleinerer Anlagen deutlich erhöht, denn nichts ist so unwahrscheinlich wie das Verschwinden der Lok im Tunnel am Anlagenrand und ihr sofortiges Wiederauftauchen auf der anderen Seite, kaum das der letzte Wagen in den Tunnel eingefahren ist. Viel wirklichkeitsnäher empfindet es der Betrachter dagegen, wenn zwischen Einfahrt und Ausfahrt eine angemessene Zeit verstreicht, sodass der Eindruck einer längeren Fahrstrecke entsteht.

Die Aufenthaltsautomatik wurde bei Piko bzw BTTB unter der Artikel-Nummer 8420 geführt und als "Zeitschalter" bezeichnet. Gleichartig aufgebaute Aufenthaltsautomatiken gibt es von Fleischmann, Roco, Trix, Märklin und vermutlich weiteren Modellbahnherstellern. Bei Faller fand sich bis zur Einführung einer rein elektronischen Bauart unter der Artikelnummer 647 ein sehr ähnlich aufgebautes Elektroteil mit der Bezeichnung "Aufenthaltsschalter". Ein Schalter ist in der Tat das technische Grundprinzip des Geräts, und zwar einer, der den Strom zeitverzögert einschaltet. Allerdings braucht der Modellbahner keinen Finger zu rühren, den Schaltvorgang löst die Lokomotive selbst aus, sobald sie in einen stromlosen Schienenabschnitt einfährt. Dabei wird die Stromzuleitung für den isolierten Schienenabschnitt einfach über die Aufenthaltsautomatik geführt (die Automatik wird in die Zuleitung "eingeschleift"), und fertig ist die komplette Verkabelung! Interessant ist, dass das Innenleben der Automatik von BTTB dem des Faller-Aufenthaltsschalters so sehr ähnlich sieht, dass man annehmen könnte, die beiden seien Geschwister. Beide Schalter sind sowohl für Gleichstrom- als auch für Wechselstrombahnen geeignet und für alle Spurweiten von N bis 0 geeignet. Gleichermaßen dürfte das auch für die Spur Z gelten. Für stromfressende Großbahnen ist die Aufenthaltsautomatik nicht gebaut, aber mit einem Trick lässt sie sich auch dafür adaptieren.

collection clasen: No 8420 BTTB Zeitschalter 1 collection clasen: No 8420 BTTB Zeitschalter 2

Das Gerät weist zwei lange jeweils mit einer Öffnung versehene Metall-Laschen auf, die miteinader zu verbinden sind und gemeinsam einen Anschlusspol darstellen. Die Verbindung lässt sich einfach herstellen, indem man ein Kabel durch die Ösen zieht und das abisoliert und verknotet. Im Bild oben sichert noch eine Perle Lötzinn die feste Verbindung, aber wirklich erforderlich ist das Löten nicht.

Um den anderen Pol anzuschließen wird ein zweites Kabel unter eine der vier Befestigungslaschen des Stromzuleiters links im Bild geklemmt. Ganz sicher geht das so: 4 Laschen mit Schraubendreher aufbiegen, Zuleiter ein wenig nach unten herunterbiegen, lang abisoliertes Kabel um eine Öse im Zuleiter knoten, letzteren zurückbiegen und durch die vier Laschen wieder in seiner Position fixieren. Dann sieht die Automatik so aus wie im Bild oben links. Wer will, befestigt an den Kabelenden noch Stecker.

Im Lieferumfang des Schalters befand sich ursprünglich noch eine Mini-Anschlussklemme für das Kabel links, welche durch zwei der vier Befestigungslaschen gehalten wurde. Diese Klemme hielt jedoch kein Kabel zuverlässig und war schnell durch mehrfachen Gebrauch defekt, sodass die oben gezeigte Methode der Kabelbefestigung die sicherste darstellt, jedenfalls seit über 16 Jahren für die abgebildete Automatik, die nur zu Fotozwecken von einer Demonstrationsanlage demontiert wurde.

collection clasen: No 8420 BTTB Zeitschalter 3 collection clasen: No 8420 BTTB Zeitschalter 4

Der Anschluss ist denkbar einfach: ein Kabel (es ist egal welches) wird an den isolierten Schienenstrang angeschlossen, das andere an die Stromversorgung der Schiene. Dabei kann man, wie im Bild rechts zu sehen, die Stromzuleitung auch des "dahinter" liegenden Anlagenteils durch eine Überbrückung gewährleisten.

Wie arbeitet nun die Automatik? Solange keine Lok im isolierten Halteabschnitt steht, ist der Zeitschalter nur an einem Pol der Stromversorgung angeschlossen und tut nichts. Erst wenn eine Lok oder ein beleuchteter Wagen im Halteabschnitt steht, wird der andere Pol der Automatik über die Lokräder und den Motor oder die Glühbirnchen des beleuchteten Wagens mit dem anderen Pol der Anlage verbunden. Der Trafo ist weiter aufgedreht, und die Lok fährt nur deshalb nicht, weil der Strom im Halteabschnitt noch nicht eingeschaltet ist. Trotzdem fließt nun ein kleiner Strom durch die Automatik, und zwar durch einen Heizdraht. Dieser Heizdraht hat einen so hohen Widerstand, dass der Strom nicht ausreicht eine Lok zu bewegen oder eine Innenbeleuchtung zu betreiben, aber der Draht heizt sich dabei mächtig auf und bringt dadurch einen Bimetallstreifen dazu sich zu verbiegen. Wie der Name sagt, besteht der Bimetallstreifen aus zwei Metallstreifen, die aneinander befestigt sind. Die Metalle sind nun verschiedener Natur und dehnen sich bei Hitze unterschiedlich aus. Die Folge: der Bimetallstreifen krümmt sich, und zwar solange, bis er an einen Kontakt stößt und damit den vollen Strom fließen lässt. Die Lok fährt wieder los. Bereits wenn der Kontakt geschlossen ist, nimmt der Strom den Weg des geringeren Widerstandes und fließt nicht mehr durch den Draht, der nun nicht mehr heizt. Wenn die Lok aus dem Abschnitt ausgefahren ist, fließt gar kein Strom mehr. Der Bimetallstreifen kühlt ab, lässt den Kontakt los und kehrt allmählich in seine Ausgangslage zurück. Die Automatik ist nun wieder einsatzbereit. Durch Drehen an der Schraube auf dem Gerät wird der Kontakt näher an den Bimetallstreifen gebracht oder weiter entfernt, sodass der Bimetallstreifen sich mehr oder weniger krümmen muss um den Kontakt zu erreichen. Damit wird die Aufenthaltsdauer eingestellt. Diese Technik ist genial einfach und zuverlässig.

collection clasen: BTTB 8420 Zeitschalter Anschluss collection clasen: Faller 647 Aufenthaltsschalter

Ein paar Dinge sind allerdings für eine einwandfreie Funktion zu beachten: Wird der Zeitschalter in kurzen Abständen nacheinander aktiv, ist der Bimetallstreifen noch nicht ganz abgekühlt und schließt den Kontakt sehr viel schneller wieder, der Aufenthalt fällt also deutlich kürzer aus. Man muss deshalb gegebenenfalls nachregulieren. Wenn der Bimetallstreifen noch gar keine Gelegenheit hatte sich soweit abzukühlen, dass er den Kontakt wieder freigeben konnte, fährt der Zug einfach durch ohne anzuhalten. Das kann einen verblüffenden Effekt erzielen, wenn der Zug in einem relativ kleinen Kreisverkehr nur jedes zweite Mal am Bahnhof anhält, ohne dass der Fahrdienstleiter etwa irgendwo eingegriffen hätte. Wenn die richtige Einstellung gefunden ist, kann der Zug sogar gelegentlich zweimal nacheinander durchfahren bis er erneut wieder hält. Es gibt Zuschauer, die eine Stunde vor der Anlage stehen können um das Prinzip herauszufinden, nach welchem ein geheimnisvoller Computer diese Vorgänge steuert. Nun ja, auch die alte Technik war gelegentlich mit dem Zufallsprinzip vetraut. Zerstören lässt sich die Automatik mit H0-typischen Spannungswerten eigentlich nicht, aber es ist denkbar, dass bei maximal eingestellter Aufenthaltsdauer (oder sinnloserweise vollständig herausgeschraubtem Kontakt) der Bimetallstreifen trotz Hitzeentwicklung den Kontakt nicht schließen kann, und deshalb der Heizdraht durchbrennt. Andererseits macht sich auch ein satter Kurzschluss im Halteabschnitt erst dann bemerkbar, wenn der Kontakt geschlossen ist, führt aber nicht zum Durchbrennen des Heizdrahtes, weil der Strom dann den Weg des geringen Widerstandes durch den Bimetallstreifen nimmt.

Die Aufenthaltsdauer hängt also von der Zeit ab, die der Bimetallstreifen braucht um den Kontakt zu schließen. Diese Zeit hängt wiederum einerseits ab von der einstellbaren Entfernung des Kontaktes, andererseits von der Hitzeentwicklung im Heizdraht. Die Hitzeentwicklung geht natürlich mit der Betriebsspannung parallel. Das bedeutet, dass eine traditionelle Märklin-Lok, die viel mehr "Saft" braucht als ein gut geschmiertes Faulhabermaschinchen, den Kontakt ruck-zuck schließt und gleich wieder losprescht ohne die Reisenden aussteigen zu lassen, wenn man die Schraube nicht deutlich zurückdreht. Andererseits wird ein "Faulhaber" selbst bei dem kleinen Strom, den der Heizdraht benötigt, manchmal schon unruhig brummen oder sogar ein paar Fahrbewegungen machen, also vielleicht nicht ganz stillstehen am Bahnhof. Das gilt im Grundsatz für alle Motoren, die bei niedriger Spannung schon in Bewegung kommen (möglicherweise gehören dazu auch Motoren der Triebfahrzeuge der Spur Z). Kleine Egger-Triebfahrzeuge mit Mabuchi-Motoren, die auch schon bei niedrigen Spannungen anfahren, lassen sich allerdings problemlos mit der Automatik steuern.

Ein anderer Effekt tritt aber auf, wenn die isolierte Strecke lang ist, und der Motorstrom ist klein: Die Lok kann anfahren und noch innerhalb des Halteabschnittes ein zweites Mal zum Stehen kommen. Was ist passiert? Der Bimetallstreifen hat den Kontakt geschlossen, der Strom fließt nicht mehr durch den Heizdraht, und der Bimetallstreifen kühlt ab. Wenn er nun den Kontakt wieder öffnet, bevor die Lok den Halteabschnitt verlassen hat, wird sie ein zweitesmal stehenbleiben. Deshalb sollten Halteabschnitte nicht viel länger gewählt werden als 1,5 Loklängen.

collection clasen: BTTB Anschluss-Schema für den Zeitschalter No 8420 mit Schaltrelais No 8410

Klar ist, dass unterschiedliche Motoren, die unterschiedliche Fahrspannungen für die gleiche Geschwindigkeit benötigen, auch unterschiedliche Aufenthaltsdauern hervorbringen. Will man die Haltezeiten vereinheitlichen, lässt sich das mit dem passenden BTTB-Relais erreichen, an das die Automatik unmittelbar angeschlossen werden kann. Dabei werden die beiden langen Metall-Laschen nicht wie oben gezeigt mit einem Kabel verbunden, sondern an korrespondierender Stelle direkt in des Relais eingesteckt. Diese Möglichkeit bieten die Faller-Aufenthaltsautomatik und übrigens die entsprechenden Automatiken der anderen Modellbahnhersteller nicht, wenngleich alle übrigen Features identisch sind, und somit alle Ausführungen auch für den Zeitschalter von Faller gelten. Das BTTB-Relais scheint insgesamt nicht immer schaltsicher zu sein und gelegentlich einfach hängenzubleiben und dann zu verschmoren, weil die Endabschaltung nicht greift. Dagegen hilft offenbar, wenn man das Relais vor Inbetriebnahme komplett zerlegt und gut gesäubert mit einem Tropfen Silikon an der richtigen Stelle wieder zusammenbaut. Solcherart behandelte Relais sollen wie die Weichenschaltungen von BTTB, die den gleichen Aufbau besitzen, seit über 10 Jahren problemlos arbeiten. Eigene Erfahrungen fehlen mit diesem Relais, und da es sowieso nicht mehr hergestellt wird, befassen wir uns im folgenden Kapitel mit den netten Schaltmöglichkeiten, die die Aufenthaltsautomatik auch ohne das Relais uns bietet. Mit einem Trick lässt sich wahrscheinlich auch ohne Relais der Strom durch den Heizdraht relativ konstant halten und somit nicht nur die Aufenthaltsdauer für verschiedene Triebfahrzeuge gleichlang gestalten, sondern die Aufenthaltsautomatik auch für stromfressende Großbahnen einsetzen. Mehr dazu in den folgenden Teilen des Kapitels.

Der BTTB-Aufenthaltsautomatik liegt ein entsprechender Anschlussplan bei. Ein originalverpacktes Exemplar wie oben auf dem Bild gezeigt (ohne Drähte) konnen Sie über hood.de (siehe Links links) erwerben. Der Preis liegt nur bei einem Bruchteil einer modernen kurzschlussfesten elektronischen Automatik.

Zum nächsten Teil "Einsatz der Aufenthaltsautomatik"