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Tuning der Rauchsatzansteuerung - jetzt raucht's richtig


Tuning der Rauchsatzansteuerung - jetzt raucht's richtig

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Der Rauchsatz und seine Rauchproduktion ist vielfach problematisch, speziell nach der Umrüstung einer Lokomotive für den digitalen Betrieb. Wie man das auch in digitalen Systemen optimieren kann, soll in diesem Artikel dargestellt werden.

  • Analogbetrieb (reiner Betrieb mittels Transformator, so wie es in der vordigitalen Zeit üblich war):

    Zunächst ein kleiner Rückblick:
    Hier ist der Rauchsatz i.d.R. direkt an der Gleisspannung, die ja über den Trafo variiert wird, angeschlossen. 

    Das führt dazu, dass der Rauchsatz und sein Rauchverhalten relativ abhängig von der Höhe der Gleisspannung ist und damit auch von der Fahrgeschwindigkeit abhängt.

    Das Ergebnis ist dann - bezogen auf das Rauchverhalten - meistens unbefriedigend, weil der Rauchsatz erst bei einer höheren Fahrgeschwindigkeit genügend Wärme erzeugt, um das Rauchöl verdampfen zu können.

  • Digitalbetrieb (gilt auch für den digitalen Analogmodus -> AUX1 ist dann i.d.R. aktiv):decodermasse small

    In der digitalen Welt ist der Rauchsatz i.d.R. über eine Digitalfunktion des Decoder schaltbar. Das hat zur Folge, das der Rauchsatz an einem Funktionsausgang des Decoders und noch zusätzlich über den Decodergleichrichter betrieben wird (Halbwellenbetrieb)

    Wie bei einem Dimmer erhält der Rauchsatz hier im Mittel nicht die volle Gleisspannung von 22V, sondern sie pendelt sich bei ca. 16V ein. Natürlich muss der Schaltausgang über einen passenden, großen Transistor für den hohen Strom - bis max. 200mA - des Rauchsatzes verfügen.

    Zusätzlich kommt noch dazu, dass der Decodergleichrichter mit dem Rauchsatzstrom zusätzlich belastet wird und der Decoder durch die Verlustwärme am Transistor und an der Gleichrichter-Diode thermisch überlastet werden kann. Speziell, wenn in der Lok auf Grund des wenigen Platzes der Decoder eng verbaut werden muss und sich schnell Stauwärme ergibt.

    Bei Sound-Decodern kommt noch die Wärmeentwicklung der Lautsprecher-Endstufe dazu.

Das alles ist für den Digitalbetrieb unschön, kann aber durch geeignete Maßnahmen behoben werden. Man will ja schließlich dass es richtig qualmt.

Vor einiger Zeit viel mir auf, dass Märklin bei Trix-Lokomotiven die Rauchsatzansteuerung geändert hat. Zunächst verstand ich nicht so richtig wozu das gut ein sollte, aber nach einigen Überlegungen fand ich den Sinn dahinter. Dieser basiert nämlich genau auf den oben beschrieben Nachteilen. Somit ergibt sich durch die Schaltungsmaßnahme eine 

  • Verringerung der Last am Decoderschaltausgang
  • Verringerung der thermischen Belastung des Decoders
und - ganz wichtig - eine
  • Verbesserung des Rauchverhaltens, da jetzt der volle Stromfluß genutzt wird.
    Stichwort: Kein Halbwellenbetrieb mehr!

Seit 2018 wird die Trix-Lösung nun auch bei Märklin angewendet - die BR65 [39650] war das erste Modell mit dieser Technik. Mittlerweile sind bereits mehrere Dampf-Loks damit ausgerüstet worden. 

Das Prinzip

decodermasse smallVom Prinzip her wird der Rauchsatz bei der Trix-Lösung über ein Relais gesteuert. Der Relaiskontakt schaltet die volle digitale Gleisspannung an den Rauchsatz. Das Relais selbst, wird weiterhin über den Decoder-Schaltausgang gesteuert. Wegen des oft nur beschränkten Einbauplatzes und der geräuschlosen Dimmmöglichkeit, wird ein Halbleiter-Relais verwendet. Das gleicht weitgehend einem Optokoppler. Es besitzt aber eine bidirektionale Ausgangsstufe so das Vollwellenbetrieb möglich ist.

  • Da nun im Rauchsatzkreis kein richtungsgebundenes Bauteil (Gleichrichter-Diode) mehr im Spiel ist, kommt es nicht mehr zu eine Unterdrückung des neg. Anteils der Gleisspannung durch die Diode, was bedeutet, dass der Rauchsatz nun sowohl mit der pos. als auch mit dem neg. Wellenanteil des Gleissignals versorgt wird.

Die Maßnahme erhöht die Heizwirkung deutlich und führen zu mehr Rauch.

Die technische Lösung im Detail

Rauchsatzansteuerung Vollwelle el relFür die Vollwellen-Ansteuerung wird ein Halbleiter-Relais eingesetzt. Das hat gegenüber einem elektro-mechanischen Relais den Vorteil, dass es bei einer Dimmung des Ausgangs keine Klappergeräusche erzeugt.

Duch die Dimmung, lässt sich das Rauchverhalten ganz individuell über den Decoder steuern.

maetrx dec pcb SE171208B 3988x o 300Der folgende Auszug der Decoderträger-Platine zeigt ein solches Relais.

Vom Prinzip her ist das vergleichbar mit einem Optokoppler, der eine bidirektionale besitzt. Zusätzlich werden noch einige periphere Bauteile verwendet:

  • maetrx dec pcb SE171208B 3988x o 300maetrx dec pcb SE171208B 3988x oVorwiderstand 2,7 kOhm für die LED im Steuerkreis des TLP172A
  • kleiner Kondensator 1nF/50V im Ausgangskreis zur Störsignal-Unterdrückung
  • elektronische Lastsicherung 200 mA
Download - Datenblatt photomos relais 1 st panasonic aqy21xst 1 schliesser 350 vdc 350 vac 120 ma polzahl 4

PhotoMos Relay  |  TLP172 - Toshiba


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Zuletzt aktualisiert: Sonntag, 09. Februar 2020 06:15

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