Märklin H0 74920 Bahnübergang C-Gleis - Anschluß mit externer Spannung

In meinem Modelleisenbahnfundus gibt es noch den Märklin Bahnübergang 74920 für das C-Gleis, den ich gerne in einer kleinen Schauanlage integrieren möchte. Zur Ansteuerung werde ich diverse Märklin Kontaktgleise wie z.B. 24994 oder 24194 bzw. entsprechend modifizierte C-Gleise einsetzen.

Der Anschluß an einem Analogtrafo gestaltet sich recht einfach, der Massekontakt vom Bahnübergang ist direkt mit dem Kontaktgleis verbunden, der Pluspol wird am Lichtausgang (gelb) des Trafos angeschlossen.
Im Digitalbetrieb sieht es etwas anders aus. Da hier eine Rechteckspannung am Gleis anliegt und die herkömmlichen Digitalzentralen keinen eigenen Lichtausgang aufweisen schlägt Märklin in der Bedienungsanleitung zum Artikel 74920/74930 den Einsatz eines weiteren Transformators vor. Gemäß Schaltbild ist bei dieser Variante der Masseanschluß vom 2. Trafo mit dem Massepotential der Schiene (Gleisausgang der Zentrale, MobileStation, etc.) zu verbinden und der Pluspol des Bahnüberganges ist am Lichtstromausgang des 2. Trafos anzuschliessen.
Zu Testzwecken habe ich die Verdrahtung gemäß der Beschreibung vorgenommen und beim Befahren der Kontaktstrecke senkten sich die Halbschranken und die Andreaskreuze leuchteten.

© Gebr. Märklin & Cie. GmbH

So weit, so gut, aber...

Achtung: die dargestellte Verdrahtung ist nur bedingt einsetzbar und nicht empfehlenswert!

Denn, wenn der Bahnübergang wie oben beschrieben angeschlossen wird, besteht durch Auftreten eines Kurzschlusses in der Kontaktstrecke (z.B. durch Entgleisung einer Lok) eine sehr hohe Gefahr für die eingesetzte Zentrale, den Bahnübergang und das über Gleisen angeschlossene Zubehör. Bei so einem Kurzschluss treffen zwei unterschiedliche Spannungspotentiale aufeinander und dies kann dann unweigerlich zur Zerstörung der angeschlossenen Komponenten führen. Des weiteren treten unschöne Eigenschaften auf (gilt auch für den Analogbetrieb):

• bei schlechtem Kontakt durch unsaubere Schienen und/oder verschmutzte Radsätze zucken die Halbschranken
• beim Einsatz des empfohlenen Trafos (Wechselstrom) schnarren die elektromagnetischen Spulen am Bahnübergang

Ich habe für die Behebung der ganzen Problematik etwas rumgetüftelt und auch eine Lösung gefunden, die ich nachfolgend vorstellen möchte.
Hinweis: ich übernehme keine Haftung für die auf den Nachbau entstandenen Schäden!

In der Kontaktstrecke wird ein Optokoppler eingesetzt. Der Bahnstrom "B" liegt reduziert durch einen Widerstand 1...10kOhm am Pin1 des Optokopplers an. Die über das geschlossene Kontaktgleis geführte Masse "0" ist an Pin2 des Optokopplers angeschlossen.Über den Output des Optokopplers wird der Pluspol einer Gleichspannung zur Versorgung eines Relais (monostabil) geschaltet. Eventuell ist hier je nach Relaistyp (Spannung) ein Widerstand vorzuschalten. Weiterhin wird die Gleichspannung zur Ansteuerung des Bahnüberganges über den Wechselkontakt vom Relais genutzt. Durch die Gleichspannung gehört das "Schnarren" der elektromagnetischen Spulen der Vergangenheit an.
Der Kondensator (470μF) ist parallel zum Relais geschaltet und versorgt bei kleinen Spannungsunterbrechungen das Relais weiterhin kurzzeitig mit Spannung, so das die Halbschranken beim Befahren der Kontaktstrecke nicht mehr zucken. Die LED dient nur zur Kontrollfunktion, sie signalisiert den Schaltzustand des Optokopplers.

Auf der nachfolgenden Abbildung sieht man die Schaltplatine als Prototyp.

Prototyp Schaltplatine "Kontaktstrecke mit Optokoppler"

Es folgt der Schaltplan und die daraus generierte Boardansicht...

Schaltplan "Kontaktstrecke mit Optokoppler"

Boardansicht "Kontaktstrecke mit Optokoppler"

...und eine kleine Animation über die Funktion der vorgestellten Schaltung.

Animation "Kontaktstrecke mit Optokoppler"

Zur Ansteuerung habe ich beispielhaft den Märklin Bahnübergang 74920 genannt, es können auch andere Artikel wie z.B. ein Blinkgerät für Andreaskreuze, eine Beleuchtung, etc. angeschlossen werden. Bei Verwendung einer Wechselspannung ist zwingend ein Gleichrichter einzusetzen.

An dieser Stelle wünsche ich beim Nachbau viel Spaß und gutes Gelingen. Gerne können Lob, Kritik oder Verbesserungsvorschläge in Form von Kommentaren im Anschluß des Posts abgegeben werden.