Empfehlung

für selbstständige Kontrolle der Verkabelung

bei NTRAK-Modulen

(v. Manfred Neurauter)

Vorwort

Diese Empfehlung soll eine praktische Hilfe zur leichteren Fehlerbehebung durch Kenntnis möglicher Fehlerquellen bieten und die NTRAK-Modul-Stromversorgung insgesamt verbessern. Keinesfalls bedeutet sie eine Kritik an irgend einem Modul!

Ich habe ganz bewusst versucht sehr einfach und ohne "Fachchinesisch" zu schreiben, damit es für vollkommene "Laien" (=Nicht TU-Elektroniker/Elektriker) auch verständlich bleibt.

Grundsätzliches

In Bremen und in Sinsheim ist mir (auch anderen) aufgefallen, dass an bestimmten Stellen die Loks immer langsamer wurden. Es musste mit der ARISTO höher geregelt werden, wobei ein paar Meter weiter die Loks wie eine Rakete abzogen.

NTRAK-Vorgaben

Parallelleitung:

Laut NTRAK-Manual ist eine parallel zu den Gleisen durch das gesamte Modul geführte Leitung (=Parallel-Leitung) mit mindestens 1,5mm² Litzendraht vorgegeben.

Gleisanspeisung:

Massivkernkabel von mindestens 0,5 bis 0,75 mm² von den Schienen zu den Parallel-Leitungen, besser wäre 1,0mm² Messing oder Kupferdraht.

Mögliche Fehlerquellen

Kabel-Querschnitte:

Leider werden bei der Parallel-Leitung nicht konsequent auf durchgehend min. 1,5mm² geachtet. Ich habe 1mm² und kleiner als Parallelleitungen in Modulen gesehen.

Telefonlitzen als Gleisanspeisungen sind garantierte Schwachstellen.

Mit 2-3 Loks und einem kleinen Modularrangement kein Problem, aber bei großen Modularrangements und 120 Waggonzügen mit bis zu 6 Loks traten die Probleme für jedermann sichtbar zu Tage.  (siehe Erklärung zu Leitungsquerschnitte)

Kabel-Führung:

Ein absolut wahnsinniger Fehler ist, wenn komplett auf die Parallelleitung verzichtet wird und nur die Gleise als Stromführung durch das Modul dienen.

Draht/Litzen-Brüche:

Als äußerste Schwachstelle und häufigste Bruchstelle hat sich, durch Verletzung der Drähte/Lizen, immer die Abisolierungsstelle erwiesen. Dies muss nicht sofort zur Totalunterbrechung führen, garantiert aber einen schönen Wackelkontakt.  (siehe Erklärung zu Wackelkontakt/Oxydation)

Schienen-Verbinder:

Mit Leim-Wasser-Spülmittel gefüllte Schienenverbinder (einschottern), oder durch das vorherige "Rosten der Neusilberschienen", bzw. lockere Schienenverbinder, können sich als äußerst lästige Fehlerquellen erweisen!

Es besteht kein 100% sicherer Kontakt, Wackelkontakte bis zur schlussendlichen Komplettunterbrechung sind logische Konsequenzen.

Durch Temperaturschwankungen werden Schienenverbinder mechanischer Belastung ausgesetzt, die Schienen dehnen bzw. ziehen sich zusammen. Aber!!, von kompletter Verlötung der Schienenverbinder mit den Schienen, ohne Dehnungsschnitt in den Schienen (=für Temperaturausgleich), ist abzuraten. Leider sind unsere Module durch den Transport und den Auf/Abbau an den verschiedensten Orten den unterschiedlichsten Temperaturen ausgesetzt und haben nicht das gleichbleibende 365 Tage-Klima eines Hobbykellers.

Stecker:

Durch häufiges Ein/Ausstecken, werden die Stecker/Kupplungs-Klemmstellen (=Kontaktstelle der Steckerstifte in der Kupplung) geweitet und locker, wodurch ein 100%er Kontaktübergang nicht mehr gewährleistet ist. (sichtbares Zeichen: die Steckverbindung läst sich sehr leicht zusammenstecken) Im schlimmsten Fall rutscht die Steckverbindung sogar sehr leicht auseinander. (=sie hält nicht mehr zusammen) Oxydation und Dreck (schon das Eigenfett der Menschlichen Haut von auf den Fingern) tragen ihren Teil zur Verschlechterung der Kontaktübergänge bei. Normalerweise wird beim Zusammenstecken einer guten Steckverbindung, die Klemmkontaktstellen im Stecker und in der Kupplung durch das Zusammenschieben immer wieder selbst gereinigt. Bei zu lockeren Steckverbindungen ist dieser Reinigungsprozess nicht mehr vorhanden.  (siehe Erklärung zu Wackelkontakt/Oxydation)

Klemmverbindungen (Stecker u. Lüsterklemmen):

Jede Schraub-Klemmverbindung hat das Problem, dass sie locker werden kann, wodurch ein 100%iger Kontaktübergang nicht mehr gegeben ist.

Des weiteren ist bei nicht passender Montage ein sicherer und 100%iger Kontaktübergang auf Dauer auch nicht mehr gewährleistet. (z.B. zu kurze Abisolierung des/der Drahte/Litze mit folgender Festklemmung der Isolierung und nicht des/der Drahte/Litze)

Ebenfalls können sich einzelne abstehende, feine Litzendrähtchen in der Steckverbindung bei starker Belastung als plötzlich auftretende bösartige Kurzschlussbrücken erweisen (= Funkenschlag)

Sicher hatte auch schon jeder mit ähnlichen Problemen bei 220V zu tun. (z.B. Wackelkontakt im Stecker) Wie sieht da der Kupferdraht oder die Kupferlitzen aus; so richtig schwarz oxydiert. (siehe Erklärung zu Wackelkontakt/Oxydation)

Ich weiß, jeder hat seine Klemmen so fest wie nur möglich angezogen, so fachmännisch wie nur möglich und so 100% wie nur möglich montiert.

Aber bedenkt: unsere Module werden transportiert, auf/abgebaut und sind vielen Erschütterungen sowie gravierenden Temperaturunterschieden ausgesetzt.

Was am Anfang noch fest gehalten hat, kann nach 2-3 Jahren schon leicht gelockert sein.

Oder, wer hat noch nicht erlebt, dass er nach dem Festziehen der Klemmenschraube, aus der vermeintlich festen Klemme, den Draht doch wieder heraus ziehen konnte. Auch ist die Qualität so mancher Stecker nicht die Beste. Deshalb sollte bei den neuen 4 mm Laborsteckern auf gute Qualität geachtet werden!

Erklärung zu Wackelkontakt/Oxydation:

Wer hatte nicht schon selbst persönliche Erfahrungen mit Telefonanschluß-Schnüren oder mit 220V Kabeln. Obwohl ein Wackelkontakt lästig ist, macht er die erste Zeit kaum ernsthafte Probleme, aber mit zunehmender Verschmorung (Oxydation) wird an der betreffenden Stelle der Kontaktübergang immer schlechter, bis schlussendlich gar nichts mehr geht.

Bei 12V und 0,5A fällt ein Wackelkontakt nur bei einer Unterbrechung auf, aber bei 12V und 5A o. 10A wird er bei entsprechender Belastung (viele Loks, o. Kurzschluss im System) schon sehr früh ersichtlich. (Erwärmung, Rauch, bis hin zur Verschmorung der Kabel-Isolation)

Genaugenommen ist er einem Schweißfunken gleichzusetzen, da sich die Elektronen (Strom) über den Widerstand (noch zusammenstehende Draht-Unterbrechung; Festklemmen der Isolierung, wo der Draht nur im Klemmengehäuse ansteht; Oxydation der Kontaktstelle; Lockerer o. verdreckter Schienenverbinder; usw.) einen Weg suchen, solange bis der Widerstand zu groß wird. Durch den Funken beim Überspringen wird die betreffende Stelle angeschmort, was die Oxydation weiter verstärkt und somit den Widerstand erhöht. Beim nächsten Überspringen (beim Einschalten des Stromkreises) benötigen die Elektronen schon mehr Kraft diesen Widerstand zu überspringen, wodurch der Funke größer wird und die Verschmorung weiter wächst, logisch wächst auch der Widerstand. Das ganze geht so lange bis die Kraft der Spannungsquelle nicht mehr reicht, dass die Elektronen den Widerstand an der Stelle überspringen können. Jeder Modellbahner kennt das Problem von der Stromaufnahme der Loks von den Schienen. (Funken an den Rädern bis die Lok steht) Zu Hause betreibt jeder seine Module nur unter normalen Bedingungen (geringe Leistung, wenige Module), folglich treten die beschriebenen Probleme auch erst bei großen Modul-Arrangement (größere Leistung) auf.

Erklärung zu Leitungsquerschnitten:

Bei geringer Belastung (z.b. 0,5 A) fließen wenige Elektronen (Strom) durch die Leitung, bei steigender Belastung (z.b. 3A) ist der Elektronenfluss schon stärker. Je mehr Strom durch eine Leitung fließen soll, umso dicker muss die betreffende Leitung sein. Eine Verringerung des Querschnittes in der Leitung hat den gleichen Effekt wie eine Autobahn-Baustelle. Bei wenig Verkehr wirkt sich diese Spurverengung gar nicht aus, aber mit Zunahme des Verkehrs ist logischerweise Stau angesagt.

Die engere Leitung sie wirkt wie ein Widerstand und erzeugt einen Elektronenstau, welcher durch Erwärmung der Leitung ersichtlich wird.

Fazit:

Die Summierung vieler kleiner Fehler ergibt ein großes Problem!!

Vorschlag

·        Konsequente Einhaltung von min. 1,5mm² als Parallelleitung durch das gesamte Modul, also vom Stecker auf der einen Modulseite zur Kupplung auf der anderen Modulseite.

·        Nachkontrolle der gesamten Modulverkabelung und konsequente Behebung bei niederen Querschnitten als min. 1,5mm² bei der Parallelleitung und min. 0,75mm² bei den Gleiszuführungen.

·        Bei neu zu bauenden Modulen: Gleiszuführungen mit 1,0mm² Volldraht. (gleich beim Gleisverlegen von unten an die Schiene gelötet, ist er nicht mehr sichtbar)

·        Mehrfache Gleisanspeisungen im Modul, vor allem wenn mehrere Schienenverbinder in dem betreffenden Gleisabschnitt vorhanden sind.

(z.b. eigene Einspeisung der Verbindung vom Modulübergang bis zur Weiche, sonst bekommt eine Schiene dieses Abschnittes die Spannung nur vom benachbarten Modul über die Modulübergangsgleise, wenn in der Weiche die Weichenzunge keinen 100% Übergang mehr bietet)

·        Immer wiederkehrende Kontrolle der Schienenverbinder und Steckverbindungen auf gute Kontaktübergänge.

·        Wiederkehrende Kontrollen der gesamten Klemmverbindungen (Lüsterklemmen, Stecker/Kupplungen), auf Festsitz bzw. Bruch der Drähte/Litzen.

Anmerkung

Es wurde fixiert, vor der Modul-Zusammenstellung bei großen Modularrangement, eine "Eingangskontrolle der Verkabelung" durchzuführen, vor allem bei neuen bzw. umgebauten Modulen die zu dem Zeitpunkt noch in keinem Modularrangement eingebunden waren.

Hintergrund:

Auf diese Art können schon im Vorfeld kleine Verkabelungsfehler (die jedem passieren können) erkannt und behoben werden. Wir ersparen uns dadurch die aufwendige und mühevolle Fehlersuche im zusammen gestellten Modularrangement.