Tipp 7

Sind Booster nötig ?

Viele Modellbahner beachten beim Neubau, oder bei der Umstellung ihrer Anlage auf digitalen Betrieb nicht, dass man neben der Control-Unit oder der Intellibox, auch Booster einsetzen sollte.

Jedes der angeführten Märklingeräte kann mit 2,5 A ( 47 VA ) belastet werden. Die Uhlenbrockgeräte können dagegen mit 3 bzw. 3,2 A ( Booster ) belastet werden. Rechnet man mit einem mittleren Motorstrom von ca. 421 mA ( 8VA ) bei kleinen und 0,53 mA (10 VA) bei großen Lokomotiven - je nach angehängter Last und bei Steigungen - dann ist die Rechnung, 2,5 A dividiert durch 0,42 A bzw. 0,53 A, für die Anzahl der Züge bei Märklin - Geräten, falsch !!!

Neben den Motorströmen muss man noch folgende, mögliche Verbraucher hinzurechnen :

1. •  Zugbeleuchtungen, die mit Glühlampen bestückt sind = 0,7 VA = 0,037 A

2. •  Eingeschalteter Rauchgenerator bei einer Dampflok = 5 VA = 0,26 A

3. •  Stehende Lok mit eingeschalteter Beleuchtung = 1 - 2 VA = 0,053 bzw. 0,1 A

4. •  Beleuchtete Weiche im Schaltmoment = 9 VA = 0,47 A

5. •  Weichendecoder = 0,1 VA = 0,005 A

6. •  Schaltdecoder für Beleuchtungen u.s.w. = 0,1 VA = 0,005 A

7. •  Signaldecoder = 0,1 VA = 0,005 A

8. •  Rückmeldedecoder = 0,1 VA = 0,005 A

9. •  Weichenlaterne = 0,8 VA = 0,042 A

10. •  Doppelstockwagen mit eingebauter Beleuchtung = 7 VA = 0,37 A

11. •  4-achsige Personenwagen = 2 x 0,9 VA = 1,8 VA = 0,095 A

12. •  Keyboard 6040 = 1 VA = 0,053 A

13. •  Interface 6051 = 1,5 VA = 0,079 A

14. •  Memory 6043 = 1,5 VA = 0,079 A

Stellt man sich eine Anlage mit 10 Weichen ( Weichenlaternen ) und einem Doppelstockzug mit 3 Wagen und einer Elektrolok vor, dann ergibt sich eine Gesamtlast bei fahrendem Zug von :

Jeder Doppelstockwagen mit empfohlener Beleuchtung von 10 Glühbirnen x 0,7 VA = 7 VA = 0,37 A. Bei 3 Wagen = 21 VA = 1,11 A.

Die Lok mit Beleuchtung = 10 VA = 0,53 A.

10 Weichenlaternen ( nur Beleuchtung ) = 10 x 0,8 VA = 8 VA = 0,42 A.

1 Keyboard = 1 VA = 0,079 A.

Gesamtleistung = 40 VA = 2,10 A

Gerechnet wurde mit einer mittleren Digitalspannung von 19 Volt. Kommt jemand auf die Idee die Digitalspannung noch mit Haus- und Signalbeleuchtungen ( Leuchtdioden angenommen ) zu belasten, dann ist die einspeisende Unit ausgelastet.

Auf der angenommenen Anlage kann somit nur ein solcher Zug und ein Güterzug fahren !!!

Hat man eine Anlage mit 30 beleuchteten Weichen, die neben der Beleuchtung auch mit der Digitalspannung geschaltet werden sollen, dann ist hierfür allein ein Booster erforderlich ( 2 Weichen sollen gleichzeitig schalten ) !!!

Die empfohlene Beleuchtung in den Doppelstockwagen von Märklin ist mit ihren 10 Glühlampen pro Wagen ein reiner Stromfresser. Hier hilft nur ein Umstieg auf eine Wagenbeleuchtung mit Leuchtdioden, wenn man mehr Loks bewegen möchte !!!

Fahren auf einer Anlage mit 10 Weichen, nur Güterzüge mit Dampfloks und einigen eingeschalteten Rauchgeneratoren, so ergibt sich folgende Rechnung :

2 belastete kleine Rangierloks = 2 x 8 VA = 16 VA = 0,84 A.

2 belastete große Dampfloks mit eingeschaltetem Rauchgenerator und eingeschalteter Beleuchtung = 2 x 10 VA + 2 x 5 VA = 30 VA = 1,57 A.

10 Weichenlaternen 10 x 0,8 VA = 8 VA = 0,42 A.

1 Keyboard = 1 VA = 0,079 A.

Gesamtleistung = 55 VA = 2,89 A !!!

Die einspeisende Unit wäre mit dieser Gesamtleistung überlastet und würde mit der elektronischen Sicherung diese abschalten !!!

In dem angenommenen Beispiel müssen die Weichenlaternen somit von einem separatem Trafo versorgt werden.

Will man also mehrere Züge auf einer Anlage fahren, ist der Einsatz von Booster unumgänglich !!!

Hat man eine größere Anlage mit :

5 beleuchtete Personenzüge mit je 5 Wagen = 95 VA = 5 A

5 Güterzüge = 45 VA = 2,37 A

1 Drehscheibe = 10 VA = 0,53 A

10 Weichendecoder = 1 VA = 0,053 A

5 Rückmeldedecoder 0,5 VA = 0,0263 A

10 Schalt- oder Signaldecoder ( 1 VA = 0,053 A )

5 Schaltdecoder für Beleuchtung ( 0,5 VA = 0,263 A )

mit dazugehörigen :

Memory ( 0,3 VA = 0,016 A 9

2 Keyboards ( 2 VA = 0,1 A )

So ergibt die Addition eine Gesamtbelastung von 153 VA = 8,05 A !!!

Die angenommene Anlage müsste somit von einer Control Unit 6021 und 3 Boostern 6015 sowie mit 4 Transformatoren 6002 eingespeist werden !!!

Bei einer Einspeisung mit Uhlenbrock - Geräten, würde die Keyboards und das Memory entfallen, weil diese Geräte in der Intellibox enthalten sind. Die Intellibox und die Booster von Uhlenbrock sind für Lastströme von 3 bzw. 3,2 A ausgelegt.

Mit dem verminderten Laststrom der zuvor angeführten Anlage von 150,7 VA = 7,93 A,

hätten eine Intellibox und zwei Booster mit 3 Transformatoren noch genügend Leistungsreserve.

Angenommen wurde, dass die Weichensteuerungen und ihre Laternen sowie die Signale und die übrige Beleuchtung, von separaten Transformatoren eingespeist werden.

Märklin bietet für ihre C - Gleisweichen, im Schotterbett eingebaute Decoder und Antriebe an. Hierbei gilt zu beachten, dass die Weichenantriebe die digitale Einspeisung zusätzlich belasten. Kritisch wird eine funktionssichere Weichensteuerung wenn schon Züge die Einspeiseeinheiten nahezu vollständig auslasten.

Ich kann mir nicht vorstellen, dass ernsthafte ( nicht spielende .....) Modellbahner auf eine derartige Steuerungsvariante zugreifen. Allein schon deshalb nicht, wenn man an den Preis für eine solche komplette Weiche denkt. In einer solchen Weiche befindet sich ein Weichendecoder für nur eine Weiche ( !!! ) während andere Decoder vier Weichen bedienen können.

Viele Modellbahner, die eine Belastungsberechnung durchführten und dann an den Anschaffungspreis der vielen Booster mit ihren Transformatoren dachten, haben sich dann leistungsstärkere 10 A - Booster angeschafft.

Ein Einsatz mit derart leistungsstarken Geräten ist aber nicht ungefährlich.

Kommt es zu einer Überlast an einem der angeschlossenen Geräte, sind die üblicherweise verlegten 0,14 mm starken Leitungen, besonders schön und unzweckmäßig in Kabelbäume verlegt, unter Umständen Brandverursacher !!!

Zusätzlich zu einem Brand, entstehen durch die Verbrennung von Kunststoff in Verbindung mit Sauerstoff, Salzsäuredämpfe, die mit der folgende Korrosion Langzeitschäden verursachen.

Zu mindestens besteht aber die Gefahr, dass die Isolierungen dieser Leitungen schmelzen und einen permanenten Kurzschluss entstehen lassen. In diesem Fall schaltet die elektronische Sicherung den Booster ab. Den Kurzschluss aber in einem äußerlich nicht beschädigten Kabelbaum zu suchen, ist zeitaufwendig und erfordert schon Fachwissen.

Hat man den Fehler in einem der Kabelbäume gefunden, muss dieser dann komplett ausgetauscht werden.

Möchte man aufgrund der hohen Belastung derartig leistungsstarke Booster einsetzen, sollte man die Anlage in mehre Einspeisungsabschnitte trennen und diese mit Feinsicherungen 2,5 mittelträge - Sicherungsklemmen 2-polig von Conrad - absichern. Eine der beiden folgenden Zeichnungen zeigt den Schaltungsaufbau.

Unterteilt man also seine Anlage in mehrere Einspeisungsabschnitte und setzt normale handelsübliche Marken - Booster von Märklin oder Uhlenbrock ein, benötigt man keine zusätzlichen Sicherungen. Mit den schnellen elektronischen Sicherungen der Booster sind die Gleisabschnitte sehr gut abgesichert. Das mit jedem zusätzlichen Booster auch ein 52 VA Transformator zur elektrischen Versorgung des Boosters eingesetzt werden muss, ist wohl selbstverständlich.

Diese Einspeisungsvariante mit einem oder mehreren Boostern ist zwar teurer gegenüber einem leistungsstarken 10A - Booster, aber aus Sicherheitsgründen jedem Hobby - Elektriker zu empfehlen !!!

Möchte man aber unbedingt einen leistungsstarken Booster einsetzen, dann sollte man bei der Anschaffung darauf achten, dass dieser auch eine geregelte Spannung ausgibt. Dann ist allerdings auch ein Trafo mit höherer Sekundärspannung für die Boostereinspeisung nötig. Bei Dr. Königs Digitalpage wird ein derartiger Leistungsbooster in Selbstbauweise beschrieben - http://home.arcor.de/dr.koenig/digital/hompag.htm

Wie die Intellibox oder die Control - Unit, liefert auch der Booster eine pulsierende Gleichspannung mit digitalen Informationsblöcken, die er von der Control Unit bzw. Intellibox erhält.

Damit ist erklärt, warum man mit einem hochohmigen Messgerät an der Datenleitung und dem Gleis sowohl eine Wechsel- als auch eine Gleichspannung messen kann.

In dem Bericht „Technik 13“ wird die Datentechnik von Märklin - Motorola erklärt.

Die einzelnen eingespeisten Gleisabschnitte sind gegenseitig zu isolieren. Es genügt, wenn man den Mittelleiter isoliert. Bei den M- Gleisen kneift man an den Trennstellen entweder die Mittelleiterzungen ab, oder schiebt zwischen den Zungen ein isolierendes Pappestückchen. Bei den K - Gleisen gibt es zur Isolierung des Mittelleiters ein Kunststoffisolierstück mit der Artikel - Nr. 7522.

Sollte eine große Lok mit ihren langen Mittelpunktschleifer im Stillstand zwei eingespeiste Gleisabschnitte überbrücken, dann besteht keine Gefahr für die Endstufen der beiden einspeisenden Geräte !

Die einspeisenden Control Units, Booster und Intellibox besitzen keine Spannungstabilisierung d.h., zur Belastungsgrenze oder bei Absenkung der Netzspannung in Spitzenlastzeiten, verringert sich die Digitalspannung. Ist nun ein System gegenüber dem anderen stärker belastet, kann es Unterschiede in der Höhe der Digitalspannung beider Systeme geben.

Verbindet nun eine Lok im Stillstand beide Systeme, fließt ein Ausgleichstrom über den Schleifer vom System mit der höheren, zum System mit der niederen Digitalspannung !!! Gefahr für die Endstufen beider Einspeisungen besteht nicht, weil die elektronischen Sicherungen beider Systeme weiterhin in Funktion bleiben.

Ferner geht der Ausgleichstrom zurück, weil das „entlastete System“ in seiner Spannungshöhe wieder zunimmt. Aufgrund der elektrischen Auslegung besteht auch für den Schleifer keine Gefahr der Beschädigung.

Bei 2-Leitergleisen ist laut der Fa. Uhlenbrock ( Intellibox ), eine Verbindung beider Einspeisungssystem durch die Lok, ohne einen Schaden zu verursachen, möglich.

Wird eine Anlage gemischt, also analog und digital betrieben, dann sind die Gleise des analogen Teils von den Gleisen des digitalen Teils so zu isolieren, dass kein Lokschleifer beide eingespeisten Systeme überbrückt !!!

Es besteht sonst die Gefahr, dass die Endstufen der digitalen Einspeisegeräte beschädigt werden !!!

Wie auch zuvor beschrieben, genügt es wenn die Mittelleiter beider Einspeisungssysteme gegeneinander isoliert werden. Hierfür gibt es für die M -Gleise eine Mittelleiterwippe mit der Artikel - Nr. 38555 und für die K - Gleise die Mittelleiterwippe 38558.

Diese Mittelleiterwippe bewirkt, dass an der Trennstelle der Schleifer angehoben wird und zur anderen Seite abkippt. Die beiden Einspeisungssysteme können somit durch den Schleifer nicht mehr elektrisch verbunden werden.

Bestimmte Lokomotiven mit zwei elektrisch verbundenen Schleifern, dürfen diese Trennstelle nicht überfahren, weil sie sonst die beiden mit unterschiedlicher Technik eingespeisten Systeme elektrisch verbinden würden !!! Hier gilt auch die zuvor angedeutete Endstufenbeschädigung.

Möchte man eine Anlage, weil vorhanden, mit einer Delta- und einer Control Unit, Booster oder einer Intellibox einspeisen, dann sind bei den M-, oder K - Gleisen unbedingt neben der Mittelleiterisolierung auch Mittelleiterwippen an den Trennstellen einzusetzen !!! Wie bei der gemischt analog-digital betriebenen Anlage, dürfen auch hier keine Loks mit zwei elektrisch verbundenen Schleifern die Trennstelle überfahren !!!

Es besteht zwar keine Gefahr einer rückwärtigen Transformierung, sollte ein Netzstecker eines einspeisenden Gerätes gezogen werden und eine Lok zufällig auf einer Trennstelle zweier digitalen Gleiseinspeisungen stehen. Abschalten aber sollte man eine Anlage nicht mit den Netzsteckern, sondern mit dem Schalter einer Mehrfachsteckdosenleiste.

Will man seinen Geräten einen gewissen Überspannungsschutz zur Netzspannung geben, dann steckt man den Stecker der Mehrfachsteckdosenleiste nicht direkt in eine Steckdose, sondern in ein Überspannungsschutzgerät, dass zuvor in die Steckdose eingesetzt wurde.

Ohne eine gewisse Planung kommt man beim Anlagenbau nicht aus. Es erfordert erheblichen Aufwand, will man plötzlich mehr Züge fahren und beginnt dann, auf einer fertigen Anlage mit den vergessenen Einspeisungstrennungen. Vergessen sollte man auch nicht die erheblichen Belastungen die durch Wagenbeleuchtungen entstehen. Plant man einen Bahnhof mit vielen Gleisen, ist allein schon hier, wegen der abgestellten Züge mit eingeschalteter Beleuchtung, der zusätzliche Einsatz eines Boosters erforderlich.

Fazit : Ohne Booster kann man einen halbwegs vernünftigen Betrieb auf einer Anlage nicht betreiben !!!

  Die beiden nachfolgenden Zeichnungen zeigen die zuvor beschriebenen Einspeisungsvarianten mit verschiedenen CU- und Boosterfabrikaten.