Mechanisches Stellwerk für die Modellbahn

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Atlanta Germany
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Mechanisches Stellwerk für die Modellbahn

Beitrag von Atlanta » Mi Jul 15, 2020 7:06 pm

Moin Kollegen,

bei diesem Thema gibt es ein paar Schwierigkeiten, die sich Jedem stellen werden, der sich mit diesem Thema auseinandersetzen möchte.

Es gibt viele unterschiedliche Lösungsansätze, sich ein eigenes mechanisches Stellwerk zu bauen.

Es gibt aber beim Vorbild viele unterschiedliche Stellwerkstypen, die im Laufe der Jahre von den unterschiedlichen Eisenbahngesellschaften, in der Anfangszeit der Eisenbahn, verwendet wurden.

Bis zur Schaffung des Stellwerkstyps der Bauart "Einheit" war ein langer Weg.

Zudem gab es viele unterschiedliche Signalbauer, also Signalbauanstalten mit vielen unterschiedlichen Stellwerkstypen und Bauarten und vielen regionalen Unterschieden.

Was aber alle Stellwerkstypen und Bauarten gemeinsam hatten, sind Hebelbänke, Verschlußregister, Blockapparaturen und Komminikationseinrichtungen untereinander.

Viele Eisenbahnbauingenieure schrieben Fachbücher, die die Unterschiede einzelner Stellwerkstypen recht anschaulich erklären.

Für die Umsetzung bei der Modellbahn sind diese Fachbücher zwar hilfreich aber im ersten Moment doch recht verwirrend, wenn man sie zum ersten Mal liest.

Es gibt mehrfach, verschiedene Hebelarten, welche zur Anwendungen in den unterschiedlichen Stellwerksbauarten kamen.

Gestängehebel haben ihren Drehpunkt meistens im Fußboden oder unter dem Fußboden des Stellwerks.

Gestängehebel mit Zahnradübersetzung können auf einer Hebelbank oder einem Stellbock montiert sein.

Umschlaghebel haben eine mittlere Grundstellung und zwei Endstellungen, deren Drehpunkt befindet sich aber oberhalb der Hebelbank.

Seilzughebel haben ihren Drehpunkt oberhalb der Hebelbank und sind in fast allen Stellwerkstypen sehr häufig anzutreffen.

Riegelhebel sind kleine Seilzughebel in einer miniaturisierten Ausführung, sie können aber auch wie ein normaler Stellhebel ausgeführt sein.

Fstr Hebel haben eine mittlere Grundstellung und eine obere und untere Endstellung, sie können aber auch durch andere Hebelarten realisiert werden.

Die Bemalung der Stellhebel, war in der Anfangszeit sehr unterschiedlich aber man war bestrebt, wenigstens bei den Stellhebeln eine einheitlich Farbkodierung hinzubekommen.

Fstr Hebel sind grün
Signalhebel sind rot
Weichenhebel sind blau
Riegelhebel sind blau mit rotem Band

Signalhebel haben rechteckige Bezeichnungsschilder mit Buchstaben und Indexzahlen
Weichenhebel haben runde Bezeichnungsschilder mit normalen Zahlen
Riegelhebel für Weichenzungen haben runde Bezeichnungsschilder und römischen Zahlen und normalen Indexnummern zu welchen Weichen sie gehören.

Die Grundstellung wird als + Plusstellung bezeichnet.
Die Endstellung wird als – Minusstellung bezeichnet.


Von verschiedenen Modellbahnzubehörherstellern gibt es aber auch einige Spezialisten, die Stellwerksmodelle im verkleinerten Maßstab anbieten, so gibt es Modelle von Stellwerkseinrichtungen von Rolf Steinhagen Modellbau oder auch von H0fine, welche auf dem selben Prinzip beruhen und miniaturisierte Hebelbänke anbieten auf denen Weichen- u. Signalhebel angeordnet werden können.

Die mit dargestellten Seilscheiben dieser Seilzughebel können zwar mit Stellseilen belegt werden, drehen sich aber immer mit der Hebelstellung mit, die Umstellung der Weichen- und Signale erfolgt aber über elektrischem Wege, über darunter angebrachten Miniaturkippschaltern, die von der Hebelmechanik gestellt werden.
Anders als beim Vorbild, werden die Handfallen der Stellhebel nur dazu verwendet, die betreffenden Stellhebel in ihren Endstellungen zu arretieren, also festzustellen.

Bei einigen Weichen oder Signalen ist es aber erforderlich, diese, miteinander kuppeln zu können, das können diese Modelle nicht.
Auch ist die Handfalle in ihrer Funktion begrenzt und greift nicht in die Seilzugrolle ein um diese an den Hebel, beim Umstellen zu kuppeln.

Dieser Umstand macht es aber erforderlich sich eine andere Lösung zur Realisierung einfallen lassen zu müssen.

Man kann auch an Stelle von Seilzügen, Bowdenzüge verwenden, um Weichen und Signale stellen zu können, das ist garnicht mal so abwegig und wurde auch beim Original bei einigen Stellwerken über Schubstangen so realisiert.

Um aber jetzt mehrbegriffige Hauptsignale stellen zu können muß man bei diesen Stellwerksmodellen vom Original erheblich abweichen.

Bauartbedingt sind Formsignale mit je einem Stellantrieb pro Signalfügel ausgestattet wenn es sich um ungekoppelte Signale handelt, man muß also zwei Schalter umlegen, um alle Signalflügel stellen zu können.

Beim Vorbild hingegen hatte man zwei nebeneinander, gekuppelte Stellhebel, mit Hebel 1 stellt man den oberen Signalarm und mit Hebel 2 stellte man beide Signalarme und Hebel 1 blieb in Grundstellung, es mußte also nur einer von beiden Signalhebeln bedient werden.

Wie kann man das bei der Modellbahn realisieren?

Dazu gibt es mehrere Lösungsmöglichkeiten, zum Beispiel eine elektrische oder auch elektronische Lösung, die will ich aber hier nicht ansprechen, es geht ja um eine mechanische Lösung.

Bild
Balancier Mechanik nach Harald Müller aus Österreich

Nach Links mit den Bezeichnungen A¹ und A² führen Bowdenzüge zu den Stellhebeln A¹ und A².
Nach rechts führen Bowdenzüge zu den Formsignalarmen 1 dem obersten Flügel und 2 zum darunter montierten Flügel.
Stellt man nur den Stellhebel A¹, bewegt sich nur der oberste Flügel.
Stellt man aber nur den Stellhebel A², bewegen sich beide Signalflügel.

Auf ein Verschlußregister wird bei diesen, weiter oben beschriebenen, Stellwerksmodellen in der Regel verzichtet, was aber gerade das Wichtigste in einem mechanischen Stellwerk ist, man muß sich also ein eigenes Verschlußregister selber bauen.

In einem Verschlußregister werden mit Hilfe von Fahrstraßenhebeln die Verschlußbalken so verschoben, daß sich nur die Weichen und Signale stellen lassen, die für eine Fahrstraße notwendig sind.

Über die Stellhebel werden Schubstangen im Verschlußregister bewegt, damit man Weichen und Signale stellen kann, die je nach Fstr = Fahrstraße zulässig sind.

In der Grundstellung, also der + Plusstellung, sind in den Stellwerken die Weichenhebel und alle für den Rangierverkehr notwendigen Signale frei beweglich, also unverschlossen und nur die Hauptsignale verschlossen, also können nicht gestellt werden.

Um eine Fahrstraße aufzubauen, werden werden alle daran beteiligten Weichenstellhebel in – Minusstellung verbracht und alle nicht benötigten Hebel für den Rangierverkehr in + Plusstellung verbracht, sofern noch nicht geschehen.

Nun wird der benötigte Fstr Hebel gestellt, läßt er sich noch nicht stellen, liegt wohl eine Weiche nicht richtig oder irgendein anderer Stellhebel des Rangierverkehrs befindet sich noch in – Minusstellung.
Sind nun alle benötigten Weichen- und ggfs. Riegelhebel richtig eingestellt, dann läßt sich der Fstr Hebel auch stellen.
Nun kann auch der benötigte Signalhebel gestellt werden, um einen Zug aus dem Bahnhof abzulassen oder in den Bahnhof einfahren zu lassen.

Nach der Vorbeifahrt am Signal, wird das Signal auf Halt gezogen.
Beim Vorbild kann dieses durch Gleiskontakte ausgelöst werden, daß ein Signal auf Halt fällt, somit ist ein erneutes Stellen des Signals unmöglich.
Nach einer Zugfahrt und wenn es die Sicherungstechnik erlaubt, muß im Stellwerk "aufgeräumt" werden und die Fahrstraße zurückgenommen werden, dazu muß aber zunächst der Signalhebel in + Plusstellung verbracht werden, dann der Fstr Hebel in Mittelstellung und letztlich die Weichen- und Riegelhebel in + Plusstellung verbracht werden.

Kontakte zum "Freifahren" für Fahrstraßen befinden sich meistens hinter der letzten Weiche einer Fstr, so hilft ein Zug mit, den Stellwerksbetrieb effizienter zu gestalten.

Für "mein" Stellwerk habe ich mir überlegt, wie ich dieses mit einfachen Mitteln realisieren kann, ohne auf komplizierte Selbstbaukonstruktionen zurückgreifen zu müssen.

Bild
Kipphebelstellwerk

Miniaturkippschalter werden nebeneinander an einem Winkelblech angereiht (Isolierringe beim Einbau nicht vergessen) und Messingrohre werden über die Kipphebel gestülpt und angelötet.
Der Bowdenzug zum Stellen von Weichen, Signalen oder Zusatzmechaniken und ein weiterer Bowdenzug zum Verschlußregister werden dann an den Stellhebeln befestigt.

Man kann auch das Verschlußregister zwischen die Stellhebel und die anzusteuernden Komponenten setzen oder sich noch elegantere Möglichkeiten einfallen lassen.

Der Elektrische Teil der Umschalter dient zur Polarisation von Herzstücken oder wer es möchte für irgendwelche Beleuchtungsaufgaben auf Gleislageplänen einsetzen.

Das Schöne an mechanischen Stellwerken ist, man kann durch die Hebelstellungen leicht erfassen in welcher Lage sich Signale oder Weichen befinden und kann auf Rückmeldeleuchten jeglicher Art eigentlich verzichten.

Bei einfachen Kreuzungen kann es aber notwendig sein, je nach Durchkreuzungsrichtung ein Umpolung der der Herzstücke vornehmen zu müssen, dazu hat man unterschiedliche Möglichkeiten:
• über die vorangehende u./o. ggfs. nachfolgende Weiche
• über einen zusätzlichen Stellhebel

Bei der Stellhebellösung ist eine zusätzliche Schubstange ins Verschlußregister mit einzuarbeiten. Es handelt sich ja nur um eine einfache Kreuzung, bei der, je nach Fahrweg, nur die Umpolung der Herzstücke erfolgen sollen.

Über die Hebelanordnungen müssen wir auch noch sprechen, eine allgemein gültige Empfehlung möchte ich hier nicht abgeben, dafür gibt es zu viele Unterschiede bei den vielen Stellwerksbauarten.

Ob jetzt die Fstr Hebel links oder rechts der Hebelbank angeordnet sind oder sowohl links und rechts ist letztlich egal, denn mit den Fstr Hebeln werden die Verschlußbalken hin- und herbewegt, auf denen die Verschlußstücke angebracht worden sind.

In Abbildungen werden aber Fstr Hebel oftmals links der Hebelbank angeordnet.

Auf der Hebelbank befinden sich von links nach rechts die Signalhebel, gefolgt von den Weichen- und Riegelhebeln und wiederum gefolgt von den Signalhebeln der Gegenrichtung oder vom anderen Ende des Stellwerkbereiches.

Wichtig für die Anordnung der Stellhebel ist der jeweilige Gleislageplan als Schautafel, in der alle Stellwerksrelevanten Stelleinrichtungen eingezeichnet sind.

Zur Ermittlung wieviel Fstr wir benötigen schauen wir uns zunächst den Gleislageplan an und legen fest, in welche Gleise wir einfahren dürfen und aus welchen Gleisen wir ausfahren dürfen.

Bild
Gleislageplan und Schauplan für das Stellwerk

Kilometrierung nach rechts aufsteigend.
Römisch I = Primärfahrweg
Römisch II = Sekundärfahrweg

Fstr a¹ von links nach römisch I
Fstr a² von links nach römisch II

Fstr b¹ aus römisch I nach links
Fstr c² aus römisch II nach links

Somit benötigen wir 2 Fstr Hebel

Für die Hebelbank benötigen wir zwei Signalhebel zum Stellen des ESig = Einfahrsignals A und zwei weitere Stellhebel für die beiden ASig = Ausfahrsignale B und C.
Außerdem benötigen wir einen Weichenhebel W¹ und einen Weichenriegelhebel WR¹ oder römisch I, da die Weiche bei – Minusstellung verriegelt werden soll.

Folglich benötigen wir 6 Hebelbank Stellhebel zzgl. 2 Fstr Hebel

Fstr a¹ benötigt nur die – Minusstellung von A¹
Fstr a² benötigt die – Minusstellung von W¹, WR¹ u. A²

Fstr b¹ benötigt nur die – Minusstellung von B
Fstr c² benötigt die – Minusstellung von W¹, WR¹ u. C

Man kann auch den Weichenhebel und den Riegelhebel rechts der Signalhebel anordnen.

Will man aus diese einfachen Beispiel eine einfache Bahnstation machen verdoppelt sich die Anzahl der benötigten Stellhebel.

Anmerkung:
Die bei mir in den Gleisplänen verwendeten Signalsymbole wurden farblich an das im Königreich Preußen verwendete Signalsystem von vor 1910 angepaßt, wo Vorsignalscheiben noch grün waren.

Schönen Gruß

Ingo
Genießen Sie Ihren Urlaub in vollen Zügen...Die Bahn! :roll:
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Schönen Gruß,
Ingo

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