Gleisplan: Kopfbahnhof

Kopfbahnhof mit 15 Gleisen plus Zubehör

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Im Januar 2005 haben Herbert Nentwich und Enrico Schürrer, ich und andere zusammen im Forum von 1zu160.net ein Kopfbahnhofs-Modul entwickelt. Die Vorgabe war: Ein Speicherbahnhof, der als Kopfbahnhof voll durchgestaltet wird - also eigentlich ein Betriebsbahnhof mit möglichst vielen Gleisen, ähnlich einem Fiddle Yard (Grabbelbahnhof).

Die Abmessungen sind 3.20 x 0.60m. Es sind 15 Gleise vorhanden, welche in eine doppelspurige und eine einspurige Strecke münden. Als "Zubehör" sind eine Drehscheibe zum Wenden von Dampfloks, sechs Abstellgleise an der Drehscheibe sowie eine viergleisige Abstellgruppe vorhanden. Der ganze Bahnhof wird analog betrieben.

Speicherbahnhof
Als Speicherbahnhof hat der Bahnhof die Aufgabe, möglichst viele Züge aufzunehmen und bei Bedarf wieder auf die Strecke abzugeben. Dies war wichtiger als eine hundertprozentige Glaubwürdigkeit und Vorbildtreue. Dennoch ist ein interessanter Betrieb möglich, der weit über die Funktion eines Schattenbahnhofes hinaus geht.

Kopfbahnhof und Fiddle Yard
Der Betrieb auf dem Kopfbahnhof gliedert sich in verschiedene Gleisgruppen mit spezifischen Aufgaben:

Die Gleise 1 bis 5 sind über Gleis 51/71 "doppelspurig" an die Drehscheibe angebunden. Sie eignen sich daher besonders gut für Züge, die einen Lokwechsel erfordern und deren Dampflok gewendet werden muss. Die "doppelspurige" Anbindung der Drehscheibe erlaubt, dass bereits eine weitere Lok anrücken kann, während die Drehscheibe noch mit einer Lok am drehen ist. Dadurch wird der Durchsatz der Drehscheibe wesentlich erhöht.

Die Gleise 6 bis 11 sind über Gleis 71 an die Drehscheibe angebunden. Sie eignen sich auch für lokbespannte Züge; das Wenden von Dampfloks behindert den Betrieb aber etwas mehr, da für die gewendete Dampflok Gleis 71 frei gehalten werden muss.

Die Gleise 12 bis 15 können die Drehscheibe nur über eine Sägefahrt 12 - 201 - 10/11 - 71 erreichen. Sie eignen sich daher besonders gut für Pendelzüge.

Während der Sägefahrt 12 - 201 - ... sind gleichzeitige Fahrten von 100/200/300 nach Gleis 1-11 und umgekehrt problemlos möglich.
Eine Elok oder Diesellok kann auch im Gleis 12a oder 22-25 auf ihren neuen Zug warten. So kann die Sägefahrt vermieden werden.

Die Gleise 22 bis 25 dienen als Abstellgruppe. Sie sind über die Gleise 12-15 zu erreichen.

Die Gleise 100, 200, 300 sind die Streckengleise, welche an den Bahnhof anschliessen.

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Bedienkonzept
Für die vielfältigen Fahrmöglichkeiten kommt nur eine Fahrstrassenautomatik mit Zweitastenbedienung (Start- und Zieltaste) in Frage. Diese Tasten sind im Bild rot dargestellt.
Die weissen Tasten sind Umwegtasten. Sie werden dort verwendet, wo es zwischen einem Start und einem Ziel mehrere Fahrmöglichkeiten gibt.
Die schwarzen Tasten sind zur Anschaltung des Kopfgleisabschnittes: Normalerweise ist der Kopfgleisabschnitt stromlos, da die alte Lok beim Prellbock stehen bleiben soll, während sich die neue Lok an den Zug setzt.
Die grünen Tasten schliesslich steuern die Halteabschnitte bei den Einfahrsignalen: Da jeder Zug im Kopfbahnhof wenden muss, gibt es keine Möglichkeit, einen Zug einfach durchfahren zu lassen. Daher muss jeder Zug am Einfahrsignal einen Zwangshalt einlegen. Wenn der Bediener eine Fahrstrasse für den anrückenden Zug gestellt hat, wird die grüne Taste gedrückt. Damit wird der Haltebaschnitt beim Einfahrsignal mit Fahrspannung versorgt.

Die Kippschalter an manchen Stellen regeln die Fahrspannungswahl (Z-Schaltung, siehe weiter unten).

Die gelben LED zeigen die effektive Weichenlage einer eingestellten Fahrstrasse an.
Die grünen LED zeigen Start und Ziel einer gültigen Fahrstrasse an.
Die gelben LED in den Dreiecken zeigen die Polarität der Fahrspannung im betreffenden Abschnitt an.

Vom Weichenfeld her sind bis zu vier gleichzeitige unabhängige Fahrten möglich. Im Bild des Bedienpultes sind beispielhaft vier Fahrstrassen gleichzeitig eingestellt:
2 - 51
300 - 8
12 - 200
24 - 15

Technisches
Der Bahnhof lässt sich in drei Segmente von 125 / 125 / 70cm Länge zerlegen. Damit ist ein einfacher Transport möglich. Alle Segmente werden beim Zusammenbau mit zwei Hartholz- oder Metallstiften exakt positioniert. Das Gleismaterial ist Peco Code 55.

Elektrik
Ein Bahnhof von dieser Grösse erfordert natürlich auch eine umfangreiche Elektrik. Diese gliedert sich in zwei Hauptaufgaben: Das Umsteuern der Weichen mittels Fahrstrassenautomatik, sowie das Lenken der Fahrspannung durch die Weichenfelder.

Weichensteuerung
Die Weichensteuerung soll folgende Anforderungen erfüllen:
- Sequentielles Umsteuern der Weichen in der gewählten Fahrstrasse
- Ausleuchten der Weichenlage in der eingestellten Fahrstrasse
- Weichen, die nicht an einer Fahrstrasse beteiligt sind, sollen dunkel bleiben (Übersichtlichkeit)
- Das vollständige Einlaufen einer Fahrstrasse wird mit je einer grünen LED an Start und Ziel quittiert
- Die korrekte Stellung der Weichen zwischen Start und Ziel wird dauernd überwacht
- Wenn nicht mehr alle Weichen die richtige Lage haben, erlöscht die Fahrstrassenausleuchtung.
- Weichenverschlüsse (optional)

Mit dieser Weichensteuerung ist eine Diodenmatrix heillos überfordert. Eine solche Weichensteuerung könnte mit Domino 160 aufgebaut werden. Es werden mehrere hundert Relais benötigt. Wer lieber weniger Relais will, kann auch eine professionelle SPS einsetzen. Diese benötigt ca. 60 Ein- und 150 Ausgänge und auch einige Dutzend Relais für die galvanische Trennung von SPS und Anlage. Auch eine digitale Steuerung mit PC ist denkbar. Beim Ausstellungsbetrieb stellt sich aber die Frage nach der Zuverlässigkeit des PC im Ausstellungsbetrieb, und die Fahrspannungslenkung (s.u.) löst eine Digitalsteuerung auch nicht.

Fahrspannungslenkung / Z-Schaltung
Der Bahnhof soll analog betrieben werden. Es sollen mehrere unabhängige Fahrten gleichzeitig stattfinden. Es werden also mehrere verschiedene Fahrregler verwendet, welche mittels Z-Schaltung auf die Gleise 100, 200, 300, 51, 71, 22-25 aufgeschaltet werden können. Dazu dienen die Kippschalter, die im obigen Bild des Bedienpultes sichtbar sind.

Die jeweilige Fahrspannung in diesen Gleisen wird dann je nach Weichenlage weitergegeben bis ins Zielgleis. So ergeben sich je nach Fahrstrasse immer wieder andere Fahrstromkreise: Jeder Zug kann seine Fahrspannung mitnehmen vom Startpunkt durchs Weichenfeld bis zum Zielpunkt. Dynamische Fahrstromkreise mit variablen Grenzen... Und das für bis zu vier gleichzeitige Fahrten. Fertig ausgearbeitet sieht das dann so aus.

Signalsteuerung
Zu einem solchen Bahnhof gehört eigentlich auch die Steuerung der Signale. Diese ist in den obigen Betrachtungen noch gar nicht enthalten...

Alles zusammen - Weichensteuerung, Fahrspannungslenkung und Signalsteuerung können mit Domino 160 systematisch und daher relativ einfach gelöst werden. Aber man darf sich keine Illusionen machen - ein Projekt dieser Grösse erfordert immer einen immensen Steuerungsaufwand.

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Einige Bilder basieren auf Computerdaten, die mir Enrico Schürrer mit freundlicher Genehmigung zur Verfügung gestellt hat.

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