NMRA DCC Logo Verdrahtung für digitalen Modulbetrieb:

Prinzip und handwerkliche Grundlagen



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Werkzeuge

Lötspitzen

Ein Werkzeug, dem man besonderes Augenmerk schenken sollte, ist der Lötkolben. Für große Drahtquerschnitte muß zum einwandfreien Verlöten ausreichend Wärme zugeführt werden. Daher wird man mit einem Lötkolben von weniger als 50 W Leistung nichts anfangen können. Man braucht eine meißelförmige Lötspitze, wie links in der Grafik zu sehen. Rechts dagegen eine Lötspitze für kleine elektronische Bauteile.

Beachtenswert sind einige Tips zum Löten selbst.

Wichtig ist auch, immer einen Durchgangsprüfer zu benutzen. Nach jeder neu eingebauten Leitungsverbindung überzeuge man sich zuerst, ob man wirklich die gewünschten Anschlüsse miteinander verbunden hat. Erst dann Strom einschalten!

Außerdem sollte man Qualitätswerkzeug benutzen, wenn man möchte, daß die Verdrahtungsarbeit noch Spaß macht.

Materialien

Die Verkabelung für Digitalbetrieb gestaltet sich zwar wesentlich einfacher als bei konventionellem Betrieb, aber es kommt nun mehr auf die Qualität an. Besonders entscheidend sind Drahtquerschnitte und Steckverbindungen.

Drahtquerschnitte werden meist in Quadratmillimetern angegeben. Aus dem Durchmesser d eines Drahtes errechnet sich sein Querschnitt A nach der Formel A = Pi * (d2 / 4). Zur Umrechnung in AWG (American Wire Gauge) benutze man eine Umrechnungstabelle.

Man unterscheidet Draht und Litzen. Litzen bestehen aus vielen kleinen Drähtchen und sind flexibel, sind also für alle beweglichen Verbindungen zu benutzen. Draht ist starr und kann nur für fest eingebaute Verbindungen gebraucht werden. Man hüte sich davor, Draht irgendwo einzusetzen, wo er öfter gebogen werden kann. Drahtbruch und daraus folgende Störungen sind die unvermeidbare Folge.

Gute Steckverbindungen sind unerläßlich für zufriedenstellende Verbindungen im Modulbetrieb. Man spare daher auch auf keinen Fall an den Steckern, man würde es bald bereuen. Steckverbindungen werden charakterisiert durch ihre Polzahl, die zugelassenen Ströme und Spannungen und durch ihre mechanische Festigkeit. Um Spannungen brauchen wir uns keine Gedanken zu machen, bei der Strombelastung solle man schon aufpassen. Viele Booster erzeugen Ströme bis zu 5 A! Die Steckverbindungen müssen also immer der jeweiligen Verwendung angepaßt sein. Wir werden im folgenden verschiedene Steckverbindungen für gewisse Zwecke empfehlen, auch um Verwechslungen zu verhindern.

Empfehlenswert sind folgende Produkte, die von Conrad Electronic und Reichelt vertrieben werden. Preise von Reichelt nach Stand 2003. Die 4mm Bananenstecker sind für Dauerbetrieb bis 16 A Strom geeignet und nehmen maximal einen Drahtquerschnitt von 1,5 qmm auf. Die Farben sind beim Heterosystem beliebig, es werden aber die Nummern für blaue und rote Buchsen und Stecker entsprechend der alten Norm angegeben.

Verwendung Conrad Reichelt Bezeichnung Preis
Modulanschluß Buchse 73 40 47
73 40 12
BB 4 bl
BB 4 rt
Buchse 4mm, vollisoliert -,29
Modulanschluß Kupplung 73 76 82
73 76 74
KUN 30 bl
KUN 30 rt
Kupplung 4mm -,64
Verbindungskabel 73 10 48
73 10 13
BUELA 20K bl
BUELA 20K rt
Büschelstecker 4mm, Lötanschluß,
mit Querloch
0,77

Die bei Bahnhofsverdrahtungen oft verwendeten SUB-D-Steckverbindungen aus der Computertechnik sind für einen Nennstrom von 5 A ausgelegt, können aber höchstens einen Leiterquerschnitt von 0,5 qmm aufnehmen. Sie sind noch geeignet für unsere Zwecke, wobei man bei hohen Strömen Kontakte parallel schalten kann. Das hilft auch größere Kabelquerschnitte anzuschließen. Centronics-Stecker, ebenfalls aus der Computertechnik, sind nur für 3 A Belastung ausgelegt und daher nur bedingt geeignet. (Sie sind überdies teurer als die SUB-D-Verbindungen.)

Schalter werden zwar bei der "digitalen" Verdrahtung nur noch selten benötigt, doch sollte man hier insbesondere auf ausreichende Bemessung hinsichtlich des Stromes achten.

Löten

Allgemein

1. Die zu lötenden Materialien müssen sauber sein.

Keine Ausnahmen! Auch mir wäre lieber, wenn ich nicht jede Lötstelle vorher putzen müßte. Es gibt aber keinen anderen Weg, denn Löten ist nichts anderes als Metalle zusammenzuschmelzen, und da stört alles andere. Es ist nun einmal physikalisch bedingt, daß man auf einer Oxidschicht nicht löten kann. Und ich habe noch niemanden gesehen, der erfolgreich gegen irgendein physikalisches Gesetz verstoßen hat. Also sollte man es erst gar nicht versuchen!

Zu verlötende Oberflächen müssen glänzen. Dies läßt sich am besten durch Anschleifen erreichen, mit einem Stück Schleifpapier oder der Miniflex. Mit dem ROCO-Rubber geht es auch. Es ist auch denkbar, die Lötstelle durch Aufbringen von Lötwasser (Phosphorsäure o. ä.) vorzubereiten - dies ist zwar im Modellbau verbreitet, bei der elektrischen Verkabelung jedoch keine gute Idee, da man dadurch Isolation der Kabel beschädigen kann und nicht in der Lage ist, die Reste abzuwaschen, denn diese Löthilfen steigen in der Litze hoch in Kabel. Deswegen darf man auch niemals Lötfett oder Lötpaste verwenden! Diese Stoffe sind korrosiv und zerfressen das Material, wenn sie nicht restlos entfernt werden.

Oft ist es nützlich, Teile vorzuverzinnen, z. B. wenn man das Ende einer Litze in einen Stecker einlöten will. Man kann sich zuerst den Stecker hinlegen, alle benötigten Lötkelche volllaufen lassen, dann die vielen Drähtchen der einzelnen Litzenadern zu einem festen Ende zusammenlöten. Beim Einlöten in den Stecker geht kein Drähtchen daneben und man braucht kein Lot zuzuführen, hat also eine Hand zum Festhalten frei.

2. Wann ist eine Lötstelle gut?

Der Lötzinnfläche soll silbrig glänzen. Das Lötzinn ist schnell in alle Winkel geflossen. Erscheint die Lötstelle matt und bröckelig, so liegt eine "kalte Lötstelle" vor - die Wärmezufuhr war unzureichend oder die Teile wurden beim Erkalten des Lotes bewegt. Solche Lötstellen sind sofort nachzubessern, denn kalte Lötstellen haben einen hohen Widerstand und brechen genau dann auf, wenn man es nicht vermutet und schon gar nicht gebrauchen kann. Deshalb ist es nötig, sich jede Lötstelle nach dem Abkühlen kurz anzusehen.

3. Zu lötende Teile bis zum Erkalten festhalten.

Sonst gibt es eine kalte Lötstelle. Manchmal muß man schön die Zähne zusammenbeißen, um den heißen Draht nicht zu früh loszulassen ... oder benutzt gleich ein Werkzeug wie eine Zange oder Pinzette, um das Kabel festzuhalten. Allerdings sollte man damit ein isoliertes Kabel nicht zu dicht an der Lötstelle zu fest einklemmen. Ansonsten drückt sich das Werkzeug in die erwärmte Isolation ein und beschädigt sie.

4. Die Lötkolbenspitze muß sauber sein.

Eine saubere, glänzende Spitze überträgt die Hitze am besten. Mit einer verschmutzten Spitze erreicht man nur, daß umliegende Kunststoffteile mit erhitzt werden und schmelzen, da die Hitze des Lötkolbens nicht schnell genug an die Lötstelle fließen kann. Wichtig ist auch die Auswahl der für die Anwendung richtigen Form der Spitze. Für feine Lötarbeiten im Modellbau und in der Elektronik verwendet man sehr feine bleistiftförmige Spitzen. Diese können aber nicht genügend Wärme übertragen, um beispielsweise einen 4mm Bananenstecker zu verlöten. Dazu braucht man eine breite, meißelförmige Spitze.

Lötspitzen

Die Grafik zeigt den Unterschied, links die richtige Form für unsere Anwendung.

Ein kleiner, feucht gehaltener Schwamm leistet gute Dienste, es geht aber auch mit einem feuchten Papiertaschentuch. Wenn es Not tut, kann man die Spitze auch irgendwo anders abstreifen (vielleicht nicht gerade an der eigenen Hose) oder das Lötzinn wegschnicken (auch das gibt Ärger mit Mutti.) Vor dem Weiterlöten gibt man wieder etwas Lot auf die Spitze, damit die heiße Spitze nicht zu lange mit Luft in Berührung kommt, denn dadurch verdirbt die Spitze. Ohne Lot auf der Spitze kann aber auch keine Wärme übertragen werden.

5. Arbeiten Sie zügig!

Bringen Sie nicht mehr Hitze an die Lötstelle als nötig. Ansonsten werden unnötig Materialien in der Nähe wie Schwellenroste oder Kabelisolationen beschädigt. Die Lötstelle muß aber heiß werden! Daher wird wie bereits gesagt ein Lötkolben ausreichender Leistung benötigt. Nur der ist in der Lage, die Lötstelle schnell lokal zu erhitzen. Wenn das Lot dahin fließt, wo Sie es haben wollen, ziehen Sie den Lötkolben zurück und halten den Draht fest, bis das Lot erstarrt ist. Man heize das Werkstück und nicht das Lötzinn, sonst gibt es eine kalte Lötstelle.
 

Verlöten von Bananensteckern

Beim Verlöten der Kabel mit den Steckern und Buchsen muß man sehr viel Wärme zuführen, damit die relativ großen Metallteile ausreichend erhitzt sind und das Lot eine gute Verbindung herstellt. Die an den Buchsen angebrachten Kunststoffteile würden dabei aber schmelzen. Bei guten Buchsen sind diese Teile daher abnehmbar, so daß die Buchse erst nach dem Verlöten der Metallteile wieder mit den isolierenden Kunststoffteilen versehen und an der vorgesehenen Stelle eingebaut wird.

Bei den Steckern wird die Gummihülle auf das Kabel aufgefädelt, dann wird das Kabel, das auf die richtige Länge abisoliert sein muß, in den Metallteil des Steckers eingelötet. Dabei wird durch das seitliche Loch solange Lot zugeführt, bis es wieder herausquillt. Dabei gehen schon einige Zentimeter dünnen Lötzinndrahtes drauf. An dieser Stelle bitte nicht mit Lot und Hitze sparen, denn die Stecker sind mechanisch stark belastet, eine kalte Lötstelle wirkt sich hier bald aus. Der Metallteil wird ziemlich heiß, also Vorsicht mit den Fingern. Nach einiger Abkühlung kann die Gummihülle aufgeschoben werden - das geht besonders leicht, solange der Stecker noch warm ist.

Löten und Litze

Grundsätzlich ist das möglich, es bleibt aber einiges zu beachten. Es steigt immer etwas Lötzinn in das Kabel und macht es in dem Bereich unflexibel. Kabel brechen leicht an der Stelle, bis zu der das Lötzinn gekrochen ist. Daher muß es dahinter gehalten werden, so daß es nicht an der gefährdeten Stelle knicken kann. Bei Steckern macht das die Isolierhülle. Bei Buchsen, Anschlüssen an Weichenantrieben usw. muß man das selbst machen. Damit das Lötzinn nicht unnötig weit in das Kabel kriecht, sollte beim Löten von Litze besonders auf eine schnelle Lötung geachtet werden.

Oftmals sieht man verzinnte Litze in Schraubklemmen. Das taugt nichts! Unter Druck beginnt das Lötzinn zu fließen, verändert also dauerhaft seine Form. Die Klemmung löst sich und man hat eine Wackelkontakt oder sogar eine rausgefallene Leitung. Litzen brauchen zum Klemmen mit einer Schraube sogenannte Aderendhülsen, die mit einer speziellen Zange angequetscht werden. Oder man verwendet Schraubklemmen mit Litzenschutz. Das ist ein kleines Blech, das zwischen Schraube und Litze liegt und so verhindert, daß die Litzenadern neben die Schraube rutschen oder durch die Schraube beschädigt werden.



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