The Mole (zu Deutsch: Maulwurf) - eine motorische Alternative zu Servos?

Für mich als ein Verfechter der motorischen Antriebe, ist der Maulwurf eine neue Alternative zu den Servos, die ich schon in großer Stückzahl verbaut habe. Man erkennt sofort den kleinen Gleichstrommotor, der über ein Getriebe das Wellenendstück (dort ist bereits ab Werk ein Federstahldraht eingesetzt) antreibt. Das Funktionsprinzip ist recht simpel: Bei Anlegen einer Gleichspannung dreht sich der Motor permanent. Es gibt also keine elektrische Endabschaltung. Erst beim Montieren der Befestigungsbleche wird eine Endabschaltung mechanisch erzeugt, in dem die Enden der beiden Bleche etwas umgebogen werden und somit den Stelldraht blockieren. Mit einem weiteren dritten Haltelement kann der Antrieb an drei Punkten mit der Anlage verschraubt werden.

Zwei Bilder des fertig eingebauten Motors.

Unterhalb des Weichenstellhebels wird ein kleiner Schlitz in die Anlagenplatte gebohrt, dort kann der Stelldraht durchgeführt werden. Hier am Beispiel einer Tillig H0e Weiche demonstriert.

Die Weiche habe ich auf ein kleines "Tischchen" geschraubt, so dass der Antrieb Interessierten ganz einfach gezeigt werden kann.

Nun ist das aber nicht alles, was der Antrieb kann. Denn da sowohl die Halterungen als auch der Stelldraht Metall ist und Strom leitet, ist ein galvanisch getrennter Umschalter quasi bereits eingebaut. Dazu gibt es Lötösen, die auf die Schrauben mit aufgezogen werden und eine Löthilfe für den Stelldraht. Somit kann man entweder ein Herzstück polarisieren oder eine tatsächliche Weichenstellungsrückmeldung am Stellpult anzeigen lassen oder andere Schaltbefehle ausführen lassen. Da der "Schalter" während des Stellvorgangs an beiden "Ausgängen" geöffnet ist, ist am Stellpult z.B. sofort ersichtlich, dass die Weiche gerade gestellt wird oder evtl. nicht komplett gestellt hat, wenn keine Kontrolllampe leuchtet.

Nun mag sich einer aber fragen, wie man den Antrieb ansteuert. Im Analogbetrieb ist dies simpel bis einfach. Entweder man verwendet einen zweipoligen Umschalter, mit dem der Motor umgepolt wird oder man verwendet Taster und ein bistabiles Relais. Es ist natürlich zu sagen, dass wenn der Antrieb mit Dauerstrom versorgt wird, der Motor die ganze Zeit blockiert wird und (bei 12 V Betriebsspannung) etwa 300 mW an den angelöteten Widerständen (im Lieferumfang enthalten) und etwa 60 mW am Motor in Wärme verbraten wird. Natürlich ist es auch etwas "unschön" einen Motor zu blockieren. Wenn man jedoch den "Schalter" des Maulwurfs nutzt (also die Verbindung zwischen Stellhebel und Halterung) kann es unter Umständen passieren, dass bei abgeschalteter Spannung die Federwirkung des Stelldrahtes dafür sorgt, dass der Motor etwas zurückdreht und der Kontakt unterbrochen wird. Eine so große Federwirkung, die den Antrieb in die Mittelstellung zurückgedreht, ist bei herkömmlichen Weichen wohl allerdings nicht zu befürchten.

Ich als Digitalbahner habe mir natürlich auch Gedanken gemacht, wie der Maulwurf digital angesteuert werden kann. Da habe ich mehrere Lösungen gefunden, die natürlich auch unterschiedlichere Preislagen haben. Vorab: Wer den Antrieb mit Dauerstrom betreiben möchte muss nicht lange suchen: Ein Schaltdecoder genügt. Man sollte aber beim Hersteller anfragen, ob das eingebaute Relais zwei Umschalter besitzt. Es wird zwar immer nur ein Ausgang mit Schraubklemmen oder Buchsen zur Verfügung gestellt, aber es sind meistens zwei Ausgänge vorhanden, wovon einer ungenutzt bleibt.

Wenn die Spannung am Motor abgeschaltet werden soll, muss man ein wenig suchen, bis das Passende gefunden ist. Mein Favorit wäre der Motorweichendecoder von IEK gewesen. Doch nach Rücksprache mit Herrn Poloczek funktioniert das nicht, da der Decoder auf die Conrad Antriebe ausgelegt ist. Diese haben intern noch einen Schalter und werden mit drei Kabeln angeschlossen. Auf meiner weiteren Suche bin ich auf den Decoder von Littfinski gestoßen. Doch knapp 40 Euro ist mir etwas zu teuer dafür. Also muss selber was gebastelt werden. Vom Prinzip her ist ein Magnetartikeldecoder schon mal gar nicht so schlecht. Er liefert einen Impuls, der den Motor eine gewisse Zeit mit Spannung versorgt. Dabei ist aber unbedingt darauf zu achten, dass die Impulsdauer entweder von der Zentrale aus eingestellt werden kann oder mindestens 1,5 Sekunden lang anhält. Denn so viel Zeit benötigt der Motor zum sicheren Schalten.

Nun hat der Magnetartikeldecoder aber drei Anschlüsse, wovon einer dauerhaft Minus (oder Plus) und die anderen beiden für die Länge der Pulsdauer Plus (oder Minus) sind. Daher muss man mit einem bistabilen Relais mit zwei Umschaltern arbeiten, dass die Spannung für den Motor umpolt. Ich habe dazu einen Schaltplan erstellt:

Der lila Kasten ist das Relais mit den zwei Spulen. Außerhalb des Relais müssen zwei Dioden in Sperrrichtung eingebaut werden. Sie dienen als Schutzdioden und schließen die Induktionsspannung des Relais kurz.

In diesem Beispiel hat der Magnetartikeldecoder einen gemeinsamen negativen Anschluss und es wird mit Plus geschaltet. Das muss man wissen, denn sonst würden die Dioden in Flussrichtung stehen und es ergibt einen Kurzschluss am Decoderausgang.

Wird nun der rote Ausgang betätigt, dann wird die "schwarze" Spule betätigt und der Umschalter verbindet den Mittelanschluss mit dem "schwarzen" Anschluss. Das bedeutet die obere Verbindung wird mit der "roten Leitung" durchgebunden, es liegt also Plus am Motor an. Die untere Verbindung dagegen wird mit der "gelben Leitung" durchgebunden, es liegt also Minus am Motor an. Also: Oberer Motorkontakt Plus, unterer Kontakt Minus --> Drehrichtung (z.B.) nach rechts.

Wird nun der grüne Ausgang betätigt, dann wird die "weiße" Spule betätigt und der Umschalter verbindet den Mittelanschluss mit dem "weißen" Anschluss. Das bedeutet die obere Verbindung wird mit der "gelben Leitung" durchgebunden, es liegt also Minus am Motor an. Die untere Verbindung dagegen wird mit der "grünen Leitung" durchgebunden, es liegt also Plus am Motor an. Also: Oberer Motorkontakt Minus, unterer Kontakt Plus --> Drehrichtung (z.B.) nach links.

Der Motor dreht dabei natürlich nur solange, wie ein Impuls vom Decoder gesendet wird. Danach ist die Schaltung spannungsfrei und der Motor stromlos. Genau das, was erreicht werden soll.

Die bistabilen Relais bekommt man bei Reichelt oder Ebay ganz günstig. Bitte nicht das Viessmann Relais kaufen. Das ist baugleich mit dem Reichelt Relais, kostet aber ein Vielfaches mehr. Die Dioden und die Verbindungen sowie die Anschlusskabel kann man direkt am Relais anlöten, so dass dann nur unter die Anlagenplatte geklebt werden muss.

Ein großer Nachteil dieser Beschaltung ist aber, dass während der Impuls von der Zentrale gesendet wird, keine anderen Weichen oder Signale geschaltet werden können. Natürlich können an der Zentrale weitere Weichen- oder Signalstellungen "in Auftrag" gegeben werden, aber sie werden erst nach Ablauf des Impulses geschaltet. Wenn man natürlich eine ganze Fahrstraße mit Maulwürfen ausstattet und jeder Antrieb 2 Sekunden schaltet, kann es schon mal 10 Sekunden oder länger dauern, bis die komplette Fahrstraße durchgeschaltet ist.

Ich habe meine ersten Maulwürfe für den Schattenbahnhof verbaut. Der Einbau geht kinderleicht.

Der Stellhebel wird soweit demontiert, dass nur das eigentliche Stellelement übrig bleibt. Dort kann der Federstahldraht durch eine kleine Bohrung eingeführt werden.

Der elektrische Anschluss ist kein Hexenwerk. Die verdrahteten Relais werden unter der Anlagenplatte geklebt, das dreiadrige Kabel führt zum Decoder, während die beiden blauen Kabel mit den Widerständen des Motors verlötet werden. Mit Schrumpfschläuchen werden die Lötstellen isoliert.