Drierailers, polariseren die wel eens? Marklinrijders op spoor I of Z krijgen daar mee te maken, 3-railers normaal gesproken niet. Bij 3-rail komt het meestal pas voor als laatste redmiddel bij wissels en kruisingen met een kleine hoek. Meestal zijn dat ook de digitaalrijders, en voor digitaal polariseren bestaan uiteenlopende oplossingen. Voor analoogrijders zijn die er ook (geweest in ieder geval).

Bij de buren staat er onder het kopje digitaal rijden een uitleg van wat het is, waarvoor het is, en hoe je het doet bij 2-rail.
Maar niet voor echte kruiswissels (de echte Hosentragers bedoel ik). Het draadje hangt onder digitaal, en dat is vreemd, want er komt geen woord digitaal in voor. En het maakt gewag van een germanisme "hartstuk" voor een anglicisme "puntstuk", kortom de "frog".

Wij 3-railers spreken van wielen die in het hartstuk zakken,  tegen het puntstuk botsen, of over het puntstuk heen klimmen.  Ergo, er zijn twee verschillende benamingen voor twee verschillende dingen. Bij Marklin wissels zijn hartstuk en puntstuk van plastic. Bij de oude Roco-zonder-bedding van voor 1980 zaten hartstuk en puntstuk aan elkaar vast (als een stuk ge-etst, compleet met soldeerringetjes eraan vast).

Als je zo'n oude roco-wissel polariseert, dan polariseer je hartstuk+puntstuk (in een moeite door).  Het draadje bij de buren spreekt van puntstuk-polarisatie; daarvoor heb je wissels nodig met een metalen puntstuk,  de z.g.n. electrofrog wissels van bijvoorbeeld Peco. Zogenaamde insulfrog-wissels (bijvoorbeeld van Peco en Piko) hebben een geïsoleerd puntstuk, net als de Marklin 3-rail wissels, en daarbij speelt dit niet.

Iemand die het kan weten, Weichen Walter,  verwijst naar de Frog Juicers van Tam Valley voor digitale 2-rail rijders, en naar MBTronic voor 3-rail rijders met wisselservo's. En zegt erbij dat Frog Juicers alleen werken voor digitale aansturing, en dat het een stuk lastiger wordt als je analoog rijdt.

Als 3-railers een wissel polariseren, bedoelen ze iets vergelijkbaars en toch wat anders. Een 2-rail rijder moet de polariteit van de stroom op het puntstuk mee laten schakelen met de wisselstand. Een 3-rail rijder laat bij zeer slanke wissels de binnenste twee spoorstaven omgekeerd mee schakelen met de wisselstand. Dat doet hij om de sleper gebruik te laten maken van de stroom op de spoorstaaf die overgestoken wordt, en kortsluiting te voorkomen tussen sleper en die overgestoken spoorstaaf.

Als je 2+3 rail rijdt, krijg je soms te maken met beide typen polarisatie: puntstuk(+hartstuk)-polarisatie en spoorstaaf polarisatie. Je moet dan weten hoe je beide methoden aan pakt.

Een aardige, analoge, schakeling voor het 2-rail probleem vond ik Hier of als pdf:  http://www.bernd-raschdorf.de/herzstueck.pdf

Bij hartstuk-puntstuk polarisatie ( Doppelte Kreuzungsweichen) gaat gewoon om een heel simpele aanpak.
Er zijn drie mogelijke rijwegen toegestaan.

Eigen foto roco-oude-stijl  Hosentrager (uitloopmodel  1980):

De "Hosentrager"wisselstanden worden eerst logisch gerangschikt, in toegestane wisselstanden.
Een dioden-matrix brengt het aantal wisselstanden terug tot een situatie die je met drie schakelaars kunt oplossen.
Vervang de schakelaars door een schakelcontact, en pas het aan aan de eigen situatie.
Het aardige van die aanpak is dat de logische stappen worden vermeld, die ten grondslag liggen aan de schakeling. Dat is eigenlijk wat het draadje bij de buren ook probeert te doen: duidelijk maken waarom iets zo moet. Bernd Raschdorf legt uit dat er bij een Hosentrager 6 puntstukken zijn die je moet polariseren, en 2 waarbij je dat niet hoeft te doen. En hij tekent de railstukken die ook gepolariseerd moeten zijn.

http://bernd-raschdorf.de/rueckmeldung.pdf geeft mogelijkheden voor een terugmeld systeem.
Nu klinkt Rückmeldung (Terugmelding) best wel digitaal. Al is hier in eerste instantie gedacht aan een schakeltableau. 
Het gaat hier om een slimmere aanpak van de Hosentrager,
namelijk met twee (in plaats van 3) mogelijke rijwegen:
Alle wissels krom, of alle wissels recht.
Dan zijn er maar twee in plaats van drie schakelaars nodig om de diodenmatrix te schakelen.
Het nadeel van deze aanpak is ook duidelijk:
4 wisselrelais tegelijkertijd aanspreken kost misschien wel 4 ampere piekbelasting.
En inzetten van een CDU is wellicht onontkomelijk.

De aanpak van Bernd Raschdorf ben ik nergens anders tegen gekomen. Misschien kennen anderen soortgelijke  links?

Even iets verder gaand:

De aanpak van Bernd Raschdorf berust op een goede eigenschap van veel soorten (vooral 2-rail) wisselaandrijvingen om een relais te hebben dat en de wissel omzet, en contacten levert om extra zaken te regelen, zoals eindafschakeling, polarisatie of iets dergelijks (dus meestal extra bistabiele contacten).
Roco, Fleischmann, Peco, Hoffmann, allerlei schakelingen blonken in de jaren '80 uit in het bieden van extra schakelmogelijkheden bij een wissel, maar 3-rail Marklin ging daar niet in mee.

Dit plaatje van Bernd Raschdorf maakt duidelijk hoe je een Hosentrager analoog polariseert (of kunt polariseren) voor 2-rail toepassingen:


Bernd gaat ervan uit dat alle wissels geïsoleerd zijn, oftewel voor een Hosentager heb je 24 isolatie raillasjes nodig.

En dit is de vertaling van zijn waarheidswaarden tabel, nodig om een diodenmatrix te kunnen maken:


Als je ook met 3-rail rijdt over dezelfde Hosentrager dan krijg je een ander plaatje, en een andere logische tabel. Immers, je gaat dan niet uit van puntstuk-polarisatie maar van spoorstaaf-polarisatie.
Dat doe je dan vanuit de gedachte dat de Morop normen stellen dat de puko's niet boven de spoorstaven mogen uitsteken, en dat de sleper dus in aanraking zal komen met de kruisende spoorstaven.

Laat ik om te beginnen verwijzen naar een recent draadje bij de buren.
Dat draadje gaat over een Hosentrager met een bijzondere vorm, die in Koploper moet worden aangestuurd.
Omdat dit aanvankelijk niet duidelijk was, kwamen er zowel digitale als  analoge antwoorden op.
Dat is op zich al interessant. Een van de mogelijke analoge manieren is wisselstraat-besturing.

Eventjes verder zwoegen op de aanpak van Bernd:

Na denkend over wat Bernd te bieden heeft, heb ik de Hosentrager opgedeeld in railstukjes, en uitgaande van zijn analyse heb ik naast elkaar gezet hoe elk railstukje voor 2-rail en3-rail gebruikt wordt:



Dat bracht me bij twee specifieke rijwegen:

Bij de aanpak van Bernd zijn er twee puntstukken die nooit gepolariseerd behoeven te worden. Maar zodra ik deze tekening maakte, dacht ik: en welke zijn die twee dan? Dat zouden D en E moeten zijn, volgens Bernd. Toch een digitale in plaats van een analoge aanpak?

En dat bracht me terug bij de wisselstraten-aanpak. En bij de Z-schaltung.
A und Z-schaltung MIBA special 6, 68, 76 onder de subtitels: Mehrzugbetrieb auch nicht-digital en
Die Z-schaltung wird "intelligent", twee methodes om met meerdere trafo's treinen aan te sturen.
Daarin wordt voor de liefhebber ook verwezen naar MIBA 1976(12) en MIBA 1977(1).

De A-schaltung, daarmee groeit menig Marklin3-rail rijder op. Het is een manier om de baan op te delen in segmenten, en aan elk segment een aparte trafo toe te kennen. Een segment kan van alles zijn: blok, stroomkring, bovenleiding, een stationspoor, een havengebied, verzin maar wat, vrijheid, blijheid.

De Z-schaltung, daar groeit menig 2-rail rijder mee op. Het is (analoog gezien) een begrijpelijke manier om op een baanvak of blok aan elke trein (of treinrichting) een trafo toe te kennen. De Z-schaltung werd "intelligent" toen de afstandbediening in zwang raakte (manier om met draagbare bediening rond te lopen). De Z-schaltung wordt in verband gebracht met keerlusoplossingen, tweerichtingverkeer op enkel spoor, etc., etc. Vooral 2-rail problematiek is ermee op een simpele wijze op te lossen (met wat relais of elektronica natuurlijk). De Z-schaltung is in het verleden ook geopperd als oplossing voor de Hosentrager, en Hosentragers worden ook wel eens aangepakt met keerlusoplossingen. Kortom, de Z-schakeling.

Die Z-schakeling vormt analoog de basis van de oplossing met rijwegen. Een van de opmerkingen in het recente draadje bij de buren is dat er nooit tegelijk twee kruisende rijwegen mogen zijn.  De tweede opmerkelijke aanbeveling is dat een keerlusaanpak een paardenmiddel is,  en dat het probleem qua analyse lijkt op dat van een engelsman.
Vervolgens komen wat voorstellen zoals bistabiele relais mee laten schakelen met de wisselspoel, puntstukken van de kruising mee schakelen met polariteitschakelaars van twee wissels, en complete volzinnen die veel zeggen, zoals deze

Het vraagstuk is dat zo`n kruising twee puntstukken heeft die een tegengestelde polariteit moeten hebben en bij verandering van de ene naar de andere mogelijke rijweg op de kruising beide van polariteit moeten veranderen.
De oplossing is ervoor te zorgen dat bij verandering van rijweg de omschakeling dus tegelijk gebeurt. Dat kan met een meerpolig relais, met een dergelijk stukje electronica en ook met de polariteitschakelaars van twee wissels als je ervoor zorgt dat die twee wissels altijd meeschakelen, ook als ze vervolgens niet door de loc worden bereden.

Het lijkt erop dat Koploper dit ook niet zomaar even kan. Er is digitale hardware nodig (de Frog Juicer).

Nog zo'n mooie zinsnede:
Dat betekent dat de wisselstanden alleen niet de nodige informatie voor de polariteit van de puntstukken kunnen verschaffen... Om de puntstukken van de kruising correct te polariseren is altijd een extra handeling nodig bovenop het stellen van de twee wissels die de fysieke rijweg bepalen.

Erg aardig is de truc van de geforceerde rijweg. De vraag is in hoeverre die aanpak analoog toepasbaar is.  Het schema ziet er simpel uit. Maar er is een nadeel. Ook deze oplossing gaat ervan uit dat alle vier de wissels tegelijkertijd geschakeld worden, plus nog een aantal hulprelais. Daarvoor heb je een stevige voeding nodig.

 

Uitleg A- & Z-schakeling (in tekst [Duits] en beeld [schema's])

Groeten,

Erik.

Bedankt Erik. Ik dacht zelf ook aan
(http://k.f.geering.info/modellbahn/technik/grundlagen.htm)
http://k.f.geering.info/modellbahn/technik/zschaltung.htm
(http://k.f.geering.info/modellbahn/technik/kehrschleife.htm)
(http://k.f.geering.info/modellbahn/technik/polaritaetsanzeige.htm)
Maar dan weer net iets anders dan hij het invult.

ben niet helemaal eerlijk naar Sjaak (Fantasie in N-spoor), Bert (van de buren) en Bernd (spoor I).

Hun oplossing berust op het zelfde principe: zet alle vier de wissels tegelijk om,
en bedraadt de spoorstaven op een manier (ongeacht rijweg en rijrichting).
Alleen zes van de acht puntstukken hoeven geschakeld te worden.

Het grootste verschil is de doorkoppeling van puntstukken (C en F).
Bert koppelt er twee door, die daardoor afhankelijk zijn van een wissel-puntstuk diagonaal er tegenover. 
Het linker puntstuk van de kruising polariseert mee met de wissel rechtsonder.
Het rechter puntstuk van de kruising polariseert mee met de wissel linksonder.
Bernd koppelt er ook twee door, maar gebruikt daarvoor een relais dat afhankelijk is van de wisselstand
van een van de vier wissels (niet van 2 wissels).

Mijn tegenvoorbeeld is geen bedradingsschema, zoals het hunne, en dat is niet eerlijk.
Het is een concreet polariserings resultaat in een bepaalde rijrichting.
Als hun logica klopt, dan zou er niets aan de hand moeten zijn.
Rijrichting is ondergeschikt gemaakt aan hun oplossingen, oftewel rijrichting zorgt alleen maar voor de gewenste stroomaansluiting op hun bedradings (en schakel-)schema.

Ga je nou kijken naar 3 richtingafhankelijke schema's van 6 mogelijke rijwegen over een hosentrager, dan zou dat dus moeten kunnen met de door hen voorgestelde bedrading. Aan de rijrichting zit een Z-schaltung gekoppeld; treinen die van links naar rechts rijden, rijden op trafoZ1 en treinen die van rechts naar links rijden, rijden op trafoZ2, en 3-rail treinen rijden op dezelfde trafo's als 2-rail treinen, gemakshalve.

In het bedradingschema van Bert en Bernd hoeven de puntstukken D en E niet gepolariseerd te worden,
maar C en F (en A, G, B en H) wel. Niet-gepolariseerd betekent desondanks wel dat ze aangesloten worden.
D zit aan de rode draad, en E aan de blauwe, en dat klopt dus. Want als je de rijrichting omdraait (plus en min verwisselt) dan klopt het nog steeds (alleen wordt die stroom dan betrokken van een andere trafo).

Komtie:

Treinen rijden naar rechts: rechtuit en kruisend


Treinen rijden naar links: rechtuit en kruisend


Dit kan niet met roco oude stijl, maar wel met conrad oude stijl
(toepassing van een engelsman in de hosentrager)


In deze schetsjes heb ik alle railstukjes die nvt (niet van toepassing) zijn voor 2-rail, geel geverfd.
De aanpak van Bert en Bernd klopt, zo te zien. Als je met een rijrichting afhankelijk relais (hulprelais) schakelt tussen trafo Z1 en trafo Z2, en het resultaat ervan (plus en min) loslaat op hun bedradingsschema, dan zou het moeten werken bij de twee eerste schema's (mits je de getekende rijwegen uitsplitst). Maar bij het derde schema wringt er nog iets: waarschijnlijk bepaald door de wisselstand.

Als je hybride rijdt (2-rail en 3-rail op het zelfde spoor) dan is er ook sprake van een spoortype afhankelijk relais (hulprelais). Dat bepaalt hoe de spoorstaaf-polarisatie uitvalt, en welke spoorstaven in 3-rail min zijn in plaats van in 2-rail plus. Het ene hulprelais is dus afhankelijk van het andere.
Rijrichting en Spoortype heb je als hulprelais beide nodig om stroom van de juiste trafo naar de juiste spoorstaven te bepalen.

Sjaak en Bernd lezen hier denk ik niet mee.

Gr, Ben.

Je bedoelt daarmee ook dat je zonder problemen 8 wissels of seinen tegelijkertijd kunt schakelen?
Hoeveel vermogen stook je daarmee op, m.a.w. wat voor voeding heb je daarvoor nodig?

En je rijdt dus 2-rail en 3-rail, want anders hoefde je de hartstukken niet te polariseren.

Leuke foto's van bouan:

Om veel wissels tegelijk te laten schakelen kun je toch gebruik maken van een bufferelco per wissel?
Dat werd vroeger toch heel veel gebruikt om met een te lichte voeding meer wisselstroom te geven dan de voeding aan kan en er ook nog tegelijk voor te zorgen dat de houdstroom zo laag is dat een wisselspoel nooit kan doorbranden?
Grote elco laten opladen met een vrij grote serieweerstand en elco ineens helemaal leeg laten lopen door het wissel te schakelen waarbij na het omzetten van het wissel met de energie uit elco de houdstroom bepaald wordt door de serieweerstand.
Het enige nadeel dat hier aan vast zit is de grote tijd die nodig is om achteraf de elco weer op te laden, maar in de praktijk komt het eigenlijk nooit voor dat een wissel zo snel na elkaar meerdere keren moet geschakeld worden en de elco niet tijdig weer zou zijn opgeladen.
In elk oud boekje over modeltreinen waar elektronica in behandeld wordt vind je wel zo een schakeling, gaande van een relais om mee te schakelen, over een kleine vermogentransistor tot zelfs thyristoren.

FrEd, de CDU-schakelingen staan netjes beschreven in de WiKi -> klik

Groeten,

Erik.

Citaat van: Jan22 op zondag 25 januari 2015, 00:53:30
Erg aardig is de truc van de geforceerde rijweg. De vraag is in hoeverre die aanpak analoog toepasbaar is.  Het schema ziet er simpel uit. Maar er is een nadeel. Ook deze oplossing gaat ervan uit dat alle vier de wissels tegelijkertijd geschakeld worden, plus nog een aantal hulprelais. Daarvoor heb je een stevige voeding nodig.

Digitaal of analoog maakt niet uit. De truc van de geforceerde rijweg was in dat draadje al een paar keer langs gekomen, maar niet onder die naam. De kern is natuurlijk dat je de kruising nooit correct kan polariseren met alleen de wissels die je schakelt voor een bepaalde rijweg. Er moet altijd nog minstens één extra wissel worden meegeschakeld omdat je daarvan het polarisatiecontact nodig hebt. Dat wordt dan door Bert de geforceerde rijweg genoemd: een wissel schakelen dat eigenlijk geen onderdeel uitmaakt van de feitelijke rijweg. Dat moet je dan wel onthouden en daarom is automatisering, bijvoorbeeld met Koploper, handig. Kan je het niet vergeten. Een stevige voeding is ook overbodig, aangezien wissels gewoonlijk na elkaar worden geschakeld.

Het kan ook nog onafhankelijk van de wisselcontacten: een dubbelpolig omschakelrelais dat door de rijdende trein wordt bediend.

Citaat van: henkv op maandag 26 januari 2015, 13:31:05
Digitaal of analoog maakt niet uit. (...)

Het kan ook nog onafhankelijk van de wisselcontacten: een dubbelpolig omschakelrelais dat door de rijdende trein wordt bediend.

De truc van de geforceerde rijweg bevalt me wel. Of het zo heet of niet, maakt me niet zo uit. Alle bronnen gebruiken een soortgelijke truc, in enkelvoud of meervoud uitgevoerd. Ik moet alleen nog bedenken, hoe die truc ook toepasbaar kan zijn voor spoorstaaf-polarisatie.

Digitaal en analoog maken inderdaad niet uit. Wel voor de apparatuur die geschikt is (een frog juicer is analoog ongeschikt), niet voor analyse en oplossing. En dat is wel zo handig. Overal waar Bernd in z'n schema een handbediende knop heeft getekend, kun je een relais plaatsen dat door een rijdende trein bediend wordt.

Zelf ga ik uit van minimaal 2 hulprelais die door elke trein (voor aankomst op de wisselstraat) gezet worden: railtype en rijrichting, dus ook voor de analoog bestuurde 3-railers is rijrichting relevant in de aanpak die me voor ogen staat.

Een trein mag de wisselstraat pas op, als de rijweg vrij is, en als die trein er ook weer af kan, ergens anders heen. Dat lijken mij open deuren, zoals uiteindelijk alles een open deur is, als je het eenmaal weet.
Dat ik totaal maar 4 (of 5) verschillende rijwegen toesta, is ook een vorm van een geforceerde rijweg toepassing, maar dan anders bedoeld. Dat doet geen afbreuk aan het principe.

Nog even over die gepolariseerde voorbeelden:

Schema 1a: trein rijdt van links naar rechts


Schema 2a: trein rijdt van rechts naar links:


En dat moet ik dan voor mezelf nog even in een handig tabelletje gieten.
Om toe te passen op het bedradingsschema.


Dus zoiets:


Stel dat wissel W4 een Engelsman is, (die bereden mag worden vanuit richting 1 en 2) dan verandert dit schema natuurlijk iets, omdat de rijrichting-rijweg van 1->4a hier nog niet in verwerkt zit.

Nu komt de vraag, welk hulprelais aangesloten wordt aan de wisselstraat: richting of railtype?
Zijn er redenen om het ene relais onderliggend aan het andere te maken? Wat is de handigste hiërarchie?
Als je beide treintypes (2- en 3-rail) op beide trafo's wil laten rijden, zul je gaan voor de ene ordening, ga je van gemak uit (KISS), dan laat je alleen de 2-railers switchen tussen trafo's en de 3-railers niet, en ga je dus voor de omgekeerde ordening.
Het verschil komt ook tot uitdrukking in het theoretisch aantal sperdiodes dat je nodig hebt. Maximaal 120 versus max 80, bij 2-rail+3-rail aansluiting. Dat maximum kan waarschijnlijk wat omlaag bij een slimmere aansluiting (uitgaande van 40 draadjes).

Het relais-idee van Bernd:

Er zijn mensen die vinden dat je een wisselstraat, ongeacht de complexiteit ervan, altijd met tenminste 2 knoppen moet instellen, want anders kun je niet met zekerheid vast stellen of de trein wel de juiste rijweg neemt.