Defekte Weichenanriebe Aktualisierungen 01.03

Der MÄRKLIN Weichenantrieb 7549 (neu) => 7591
TIPPS Fehler-Analyse, -Behebung und Zerlegung

 

Vorbemerkung:
In vielen Foren ist zu lesen, dass es bei Märklin Weichenantrieben zu Ausfällen kommt (sporadisch bis permanent). Meist wird dieser Defekt den Micro-Endabschaltern zugeordnet. An dieser Stelle möchte ich dazu einige Informationen bereitstellen.
Mögen diese Ihnen ein wenig hilfreich sein.

 

1. Der Aufbau des Weichenantriebs 7549 (neu)
zum besseren Verstehen der nachfolgenden Beschreibungen, hier erst einmal der Aufbau des Weichenantriebs.

Die rechte Abb.1 zeigt einen zerlegten Weichenantrieb.

Abb.1
Die Platine mit ihren Bauteilen
Abb.2
farblich hervorgehoben sind Leiterbahnen (Orange/Rot = Abzweig, Grün = Gerade, Lichtstrom = Gelb), rechteckig die Lötstellen, sowie Anschlüsse der Spulen und Microschalter.
 

 

2. Fehleranalyse
!bevor man ans Zerlegen denkt! sollte man Fehler analysieren!
Als Erstes sind die Anschlüsse der Weiche zu überprüfen, sowie Stromversorgung und Schaltspannungen. Ist dies alles in Ordnung, geht die Fehlersuche weiter....
Die Weiche schaltet nicht korrekt
Mögliche Ursachen:
sporadisch oder permanent
Abhilfe:
a) mechanisches Klemmen Antrieb von der Weiche trennen, wenn der Antrieb nun funktioniert, ist die Weiche auf Leichtgängigkeit zu prüfen. Wenn nicht, ist der Antrieb auf Leichtgängigkeit zu prüfen. Dazu per Hand den kleinen Hebel des Antriebs gefühlvoll hin und her bewegen. Leichtgängigkeit herstellen.
b) Microschalter

Abb.3:
Antrieb überprüfen in Stellung Grün = Gerade

Man kann die Stellung der Microschalter mittels einer kleiner Birne überprüfen, welche man mit Modellbahnstrom versorgt. (LED mit Vorwiderstand, oder Multimeter als Durchgangstester stellen ebenso eine Möglichkeit zur Überprüfung dar).

Nacheinander verbindet man (mittels Prüfspitze) das Lämpchen mit den Kontakten der Microschalter. In den Abbildungen b1, c1, b2, c2. Funktionieren die Microschalter korrekt, so muss das Lämpchen jeweils wie in den Abbildungen dargestellt anzeigen.


Abb.4:
Antrieb überprüfen in Stellung Rot = Abzweig

Verlaufen alle Prüfungen wie in den Abbildungen 3 und 4 dargestellt, so sind die Microschalter in Ordnung.

Hinweis:
Beim Ein- und beim Ausschaltvorgang der Spulen (Induktivität!) entstehen nicht vernachlässigbare Rückströme. Ströme reißen an den Kontakten der Microschalter bei Endabschaltung ab und können die Kontakte schädigen.
Abhilfen:
- bei Gleichstromversorgung Dioden in Sperrrichtung über die Spulen (Freilaufdioden).
- bei Wechselstromversorgung Varistoren über die Spulen.
Anschlüsse vom Antrieb trennen. Microschalter wie folgt überprüfen:

Abb.3

Abb.4
c) Platine / Leiterbahnen

Eine weitere Ursache für ein Nichtschalten können defekte Leiterbahnen sein.
Zunächst sollte man jedoch auf feste Lötverbindungen der 3 Anschlussdrähte prüfen (dazu ist die obere Abdeckung zu entfernen). Sind diese in Ordnung, muss zu weiteren Überprüfungen der Antrieb zerlegt werden. Wie das geht, wird im Folgenden beschrieben.
Nach meinen Feststellungen handelt es sich bei der Platine um ein sehr dünnes Material; dies lässt auch darauf schließen, dass auch die Stärke der Kupferbahnen (Cu-Auflage) geringer ist, als bei "normalen", üblichen Basismaterial. Außerdem erscheinen mir die Leiterbahnen sehr schmal. Beides zusammengenommen könnte die Stromtragfähigkeit der Leiterbahnen mindern. Dies kann bedeuten, dass Leiterbahnwiderstände zu hoch sind und dadurch die Spulen nicht mit ausreichend Strom versorgt werden können. Schaltenergie wird in den Leiterbahnen in Wärme umgesetzt. Nach mehrmaligen, kurz hintereinander ausgeführten Schaltvorgängen nimmt die Erwärmung weiter zu und damit auch der Widerstand. Dies kann dann zur Folge haben, dass der Antrieb nicht mehr schaltet (bis er abgekühlt ist => sporadische Ausfälle). Im schlimmsten Falle wird eine Erwärmung so erheblich, dass die filigranen Leiterbahnen der Platine durchbrennen => dauerhafter Ausfall.
Auf keinen Fall vertragen die Antriebe höhere Versorgungsspannungen (was höhere Ströme zur Folge hat). Auch besteht keine Kurzschlussfestigkeit der Antriebe! Die filigranen Leiterbahnen brennen eher durch, als die Spulen oder die Kontakte der Microschalter!

Es ist auch zu hören, dass bei Anwendern Antriebe bereits nach kurzer Zeit ausfallen, andere Antriebe hingegen erst nach längerem Betrieb, oder auch gar nicht. Eine Ursache hierfür könnte der Herstellungsprozess sein; ich vermute, dass die Anschlüsse manuell gelötet werden. Wenn dann manchmal zu lange mit dem Lötkolben an den Anschlusspunkten verweilt wird, können die filigranen Leiterbahnen durch die übermäßige Hitze vorgeschädigt werden. Solche Antriebe haben dann eine geringere "Lebenserwartung". Aber dies ist nur eine Vermutung.

Es folg eine Beschreibung der Demontage des Weichenantriebs zur Überprüfung der Leiterbahnen
Demontage des Weichenantriebs

Die obere Abdeckung ist zu entfernen.
Die Metallgrundplatte weist seitlich 2 Laschen auf, welche leicht aufgebogen werden müssen (weiße Pfeile in Abb. 5).
Das Innere im Bereich der Laschen etwas von der Bodenplatte abheben und über die Kante nach vorne rausziehen (dunkel grüne Pfeile in der Abb. 5). Danach vorsichtig die insgesamt 4 Anschlüsse der Spulen ablöten (violette Pfeile). Ebenso sind die 2 Microschalter abzulöten (hell blaue Pfeile); am besten mittels Entlötlitze, zügig, nicht zu lange mit zu viel Hitze!

Nun muss muss die Platine von der Schaltkulisse mit ihren Spulen getrennt werden.....
 Abb.5
Auf der Unterseite erkennt man 4 "Kunststoffknöpfchen", welche die Platine mit de Schaltkulisse verbinden. Diese sind vorsichtig plan abzutragen (am besten mit einem kleinen Dremel). Pfeile in Abbildung 6 zeigen darauf.
Jetzt lässt sich die Platine trennen (unterer dunkel blauer und schwarze Pfeile in Abb. 5).
Abb.6
Funktionsaufbau der Platine

Hier nochmal die Platine mit ihren Bauteilen.
farblich hervorgehoben sind Leiterbahnen (Orange/Rot = Abzweig, Grün = Gerade, Lichtstrom = Gelb), rechteckig die Lötstellen, sowie Anschlüsse der Spulen und Microschalter.
Abb.7
Platine mit Leiterbahnschäden

im gelben Bereich durch Hitzeentwicklung vom Basismaterial abgelöst.
In den roten Bereichen komplett zerstört.

Beide Stromzuführungen zu den Spulen sind betroffen. Die Microschalter und Spulen haben "überlebt".

Abb.8
Wie ein solcher Weichenantrieb wieder funktionsfähig gemacht werden kann.

1. defekte Leiterbahnen komplett entfernen.
2. Schaltkulisse wieder auf die Platine aufsetzen.
3. Befestigung an den 4 Löchern durch Klebetupfen.
4. Spulen anlöten.
5. Microschalter aufsetzen und verlöten.
6. alle Leiterbahnverbindungen durch Kupferlackdraht herstellen; siehe Abb. 9 rechts.
7. Einheit wieder in die Bodenplatte einsetzen und 2 Laschen wieder gerade biegen.
8. Kupferlackdräte so positionieren, dass sie weder Schaltkulisse noch Microschalter behindern und Oberschale aufsetzen, Fertig.
Rückbau also in umgekehrter Reihenfolge nach Abbildung 5 oben.

Abb.9

Hilfsmittel Kupferlackdraht-Fädeltechnik                            Entlötlitze
   
Abb.10                                                                               Abb.11
Lackisolierung schmilzt an den Lötstellen.                        Litze saugt Lötzinn auf

Abb.10 reparierter Weichenantrieb nach Abb.9
d) Schaltkulisse 01.03.
Schaltkulisse ist das Teil welches durch die Spulen hin und her bewegt wird und die Microschalter betätigt.
Die Firma Märklin führte mehrfach Änerungen zur Funktionsverbesserung der Weichenantriebe durch (ohne die Bezeichnung 7549zu ändern). Ich stelle hier zwei Varianten vor:
     
Abb.11Variante 1 (Reparatur der Leiterplatte)                                                                    Abb.12 Variante 2
Nachfolgende Abbildungen sollen die Unterschiede deutlicher hervorheben:
   
in diesen Abbildungen sind die Schaltkulissen farblich weiß/gelb hervorgehoben, wobei der gelbe Markierungsbereich der wesentliche ist. Der blaue Pfeil weist auf die Schaltkulisse hin, welche den blauen Hebel des Microschalters nach unten drückt. Dies ist bei beiden Varianten in Ordnung. Der rote Pfeil weist auf die Schaltkulisse hin, welche den roten Hebel nach oben frei gibt (bei Variante 1 könnte man auch sagen "freigeben sollte"). Die Schaltkulisse der Variante ist in diesem Bereich jedoch noch derart abgeflacht (gelber Pfeil), dass unter Umständen der Hebel (rot) den Microschalter nicht frei gibt! Mit Variante 2 ist die Schaltkulisse geändert worden, sodass dort der rote Hebel sicher freigegeben wird (grauer Pfeil).
Für die andere Stellung gilt Entsprechendes; dies wird in der Abbildung der Variante 1 durch den hell gelben Pfeil gekennzeichnet.
Hinweis: besitzt man Weichenantriebe der Variante 1, so ist zu empfehlen die Schaltkulisse im Bereich gelber Pfeil <=> hell gelber Pfeil etwas auszufräsen und in etwa zu der Darstellung der Variante 2 zu gelangen, damit der Antrieb die Weiche sicher schaltet. Wichtig: Frässpäne sorgfältig entfernen, damit die Schaltkulisse nachher nicht behindert ist! Die Zerlegung der Weichenantriebe wurde bereits weiter oben beschrieben.
Hinweis 1: Da, wie bereits weiter oben im Text hingewiesen, die Leiterbahnen wenig Stromtragfähig ausgelegt sind, empfiehlt es sich bereits bei neuen wie auch bei noch funktionsfähigen Antrieben präventiv die Maßnahmen aus Abbildung 9 durchzuführen (Leiterbahnen einfach belassen).
Hinweis 2:
Neben Hinweis 1 gilt zum sicher schaltenden Betrieb generell Folgendes
a) ausreichende Leitungsquerschnitte zu den Antrieben (grün/gelb/rot); je länger Zuleitungen, desto größere Leitungsquerschnitte.
b) ausreichenden Schalt-, respektive Digitalstrom sicherstellen.
c) auf Leichtgängigkeit von Antrieben und Weichen achten. Gleisverschraubungen können zu Verklemmungen führen, ebenso unebener Untergrund.
Hinweis 3:
Ich empfehle nicht, wie in Foren häufig zu lesen, die Microschalter zu brücken (kurzschließen) oder auszubauen. Viel besser lassen sich die Microschalter perfekt zu Weichenrückmeldungen verwenden; siehe unter Steuerungen.
Möchte man auf Endabschaltung des Antriebs verzichten, so können Spulenanschlüsse auch auf die Anschlusspads der Eingangszuleitungen für Gerade und Abzweig umgelötet werden; die Microschalter können dann zur reinen Weichenstellungsrückmeldung genutzt werden (dies ist auf diesen Seiten nicht beschrieben).

 

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