MÄRKLIN H0 konventionell fahren und elektromechanisch automatisieren

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Märklin-H0-Wissen

Das allererste Grundwissen über konventionell gesteuerte Märklin‑H0‑Modellbahnen  

Der Fahrtrichtungsumschalter (FRU) – Bocksprünge, Federn, Varianten

Stand: 15.01.2025 20:09

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Wenn ich in dieser Seite „Triebfahrzeug“ sage, dann sind jegliche motorisierte Fahrzeuge gemeint.

Diese Seite ist bevorzugt für diejenigen,
die noch nie - oder gerade jetzt zum ersten Mal -
IN eine Märklin-Lok geschaut haben,
und für diejenigen, die noch nicht verstehen,
warum die Lok beim Umschalten der Fahrtrichtung einen Hüpfer macht, einen Bocksprung.

"Aus der Mitte entspringt ein Fluss..."
... der Stromfluss. Aus dem Mittelleiter.

Beim Märklin-H0-System gibt es kein Rechts oder Links,
daher auch kein Vorn und Hinten.

Das Märklin-H0-System arbeitet mit Wechselspannung von 50 Hertz
und die wechselt 100x pro Sekunde ihre Polarität, ihre Richtung.

Keinerlei Orientierung, aus der man eine Fahrtrichtung herleiten könnte.

Stellt man eine Lok des Märklin-H0-Systems aufs Gleis, fährt Sie in dieselbe Richtung weiter wie bei ihrer letzten Fahrt, zum Beispiel vorwärts.
Dreht man sie dann um, fährt sie immer noch vorwärts.
Der Stromfluss hat sich nicht geändert.

Um die Fahrtrichtung umzukehren, rückwärts zu fahren, ist ein Schalter notwendig, der den Stromfluss im Motor umgedreht.
Dieser Schalter ist der Fahrtrichtungsumschalter, abgekürzt FRU.
Er ist unsichtbar in dem Triebfahrzeug eingebaut.

Der FRU ist ein Stromstoßschalter, der mit einem Stromimpuls betätigt wird.
Das funktioniert so ähnlich wie bei einem Kugelschreiber:
– einmal drücken – Mine draußen,
– zweites Mal drücken – Mine drinnen.

Wie geht das elektrisch?

Der Motor und das Getriebe des Triebfahrzeugs sind so konstruiert, dass zum Fahren zwischen 4V und 18V benötigt werden.
Das ist der Arbeitsbereich des roten Drehknopfes am Märklin-Trafo.
(Die Drehknöpfe kompatibler Trafos anderer Hersteller haben ggf. eine andere Farbe.)

Der FRU ist so konstruiert, dass er – richtig eingestellt – in diesem Spannungsbereich nichts tut, die Fahrtrichtung bestehen bleibt.

Wenn man aber einen Stromstoß mit deutlich höherer Spannung ans Gleis legt, nämlich 24V, indem man den roten Knopf nach links über Null hinaus dreht (oder bei einem älteren Märklin-Trafo den Knopf herunterdrückt oder bei manchen Regelgeräten anderer Hersteller einen separaten Knopf drückt), dann macht er, der mechanische FRU, sich *klick-rrrrr-klick* bemerkbar. Und anschließend fährt die Lok in entgegengesetzter Richtung weiter.

Die elektronischen Nachfolger des FRU sind lautlos.

 

Beobachtbare Reaktion des Triebfahrzeugs auf den Umschaltbefehl

Ein Triebfahrzeug aus der Zeit zwischen 1938 und 1957, Artikelnr. mit …800…

Geräusch: Klick - rrrrr - Klick

Bewegung des Triebfahrzeugs: keine oder Bocksprung.

Vier Betriebszustände wechselnd bei jeder Betätigung,
Reaktion beim Betätigen des Reglers:
- Licht an + Stillstand
- Licht an + Vorwärtsfahrt
- Licht an + Stillstand
- Licht an + Rückwärtsfahrt

Ich beschreibe und zeige diesen FRU weiter unten.

 

Ein Triebfahrzeug OHNE TELEX-Kupplungen, mit mechanischem FRU:

Geräusch: Klick - rrrrr - Klick

Bewegung des Triebfahrzeugs: keine (das wäre perfekt) bis gering.

(Rast die Lok los und weiter solange der Umschaltbefehl anliegt, müssen wir hineinschauen... Siehe unten...)

 

Ein Triebfahrzeug MIT TELEX-Kupplungen, mit mechanischem FRU:

Geräusch: Klick - rrrrr - Klick

Bewegung des Triebfahrzeugs: keine (das wäre perfekt) bis gering.

Beim Anfahren zeigt sich die Besonderheit dieses FRU, der vier Schaltstellungen hat:

1.              Nach dem ersten Umschalten aus der Vorwärtsfahrt fährt die Lok weiterhin vorwärts, aber die Auswerfer der TELEX-Kupplungen heben sich. Angehängte Wagen werden abgekuppelt und bleiben stehen.

2.             Beim zweiten Umschalten schnappen die Auswerfer noch einmal hoch. Anschließen fährt die Lok normal rückwärts.

3.             Nach dem dritten Umschalten fährt die Lok weiterhin rückwärts, aber die Auswerfer der TELEX-Kupplungen heben sich wieder.

4.             Beim vierten Umschalten schnappen die Auswerfer noch einmal hoch. Anschließen fährt die Lok normal vorwärts.

 

Ein Triebfahrzeug mit mechanischem FRU und Vorschalt-Elektronik:

Geräusch: Klick - (sehr leise) sssss - Klick

Bewegung des Triebfahrzeugs: keine

Keine Justierung notwendig.

Ein fehlerhaft eingestellter mechanischer FRU kann bewirken, dass die Lok nahe der höchsten Geschwindigkeit stoppt und brummt. Beim nächsten Anfahren kann es sein, dass sie dann in entgegengesetzter Richtung fährt. Fehlerbehebung siehe unten ...

Ein Triebfahrzeug mit elektronischem FRU:

Geräusch: keins

Bewegung des Triebfahrzeugs: keine

Keine Justierung möglich.

Ein Triebfahrzeug mit 5-Sterne-Regelung:

Geräusch: keins

Bewegung des Triebfahrzeugs: keine

Keine Justierung der Umschaltfunktion möglich, aber der max. Geschwindigkeit und der Beschleunigung.

Ein Triebfahrzeug mit DELTA-Steuerung oder Digitalsteuerung:

Geräusch: keins

Bewegung des Triebfahrzeugs: keine

Keine Justierung möglich.

 

Das Einzige, worauf man bei dieser Lok achten sollte, ist, dass man sie mit einem möglichst modernen Trafo betreibt (siehe Seite „Weiß - blau - orange ... Trafos zwischen gut und böse“).

 

Der mechanische Standard-FRU im Detail

Als Märklin den elektrisch betätigten FRU 1938 erfand, war noch keine Einrichtung eingebaut, den Stromstoß vom Motor fernzuhalten. Das führte regelmäßig zum berüchtigten "Bocksprung". Wenn die Lok mit 18V schon sehr schnell fährt, mit 24V geht sie ab wie eine Rakete.

Ein solcher Ur-FRU ist in den beiden Videos zu beobachten:
Ur-FRU von Hand betätigt
Ur-FRU elektrisch betätigt

Dieser FRU hat 4 Schaltpositionen für

1. Standlicht,
2. vorwärts fahren,
3. Standlicht,
4. rückwärts fahren.

Im ersten Video schalte ich ihn von Hand (Damals hatten die Loks noch einen zusätzlichen Handhebel zum Umschalten. Siehe auch die Beispiele im Bild mit den verschiedenen Loks.)

Im zweiten Video schalte ich elektrisch. Der Bocksprung ist deutlich zu sehen.

Wenn die alte Lok also nicht stehenbleibt und ungebremst weiterrast, solange der Umschaltkontakt/knopf betätigt ist, dürfte es sich entweder um einen FRU der ersten Generation handeln, der keinen Unterbrecher besitzt, oder der FRU ist stark verschmutzt oder beschädigt. Hier ist dann mehr als nur Justierung notwendig.

1957 entwickelte man die Kontaktunterbrechung und erreichte "im Prinzip" den Stillstand beim Umschalten.
Nur im Prinzip, denn oft ist der Strom schneller als die Mechanik.
Sauberkeit und Leichtgängigkeit ist sehr wichtig.

Wir schauen uns nun an, wie die Mechanik des FRU funktioniert am Beispiel des Standard FRU 20824:

(Referenz: Märklin-Magazin 2/67 S. 24 links unten.)

(Referenz: Anweisung für den Einbau des Schaltautomaten 20824, Version 1962)

(Referenz: Anleitung für den Einbau des Fahrtrichtungsumschalters 20824, Version 1992)

Wir haben eine Magnetspule und eine Klappe, die magnetisch angezogen wird.

Die Klappe bewegt einen Schieber, der ein Schaltplättchen anhebt (die Kontaktunterbrechung) und auf einen anderen Kontakt dreht (die Umschaltung).

Eine Feder zieht den Schieber und die Klappe zurück in die Grundstellung, wenn der Magnet wieder ausgeschaltet ist.

Nun ist es so, dass diese Magnetspule zusammen mit dem Motor ständig am Fahrstrom hängt. Das bedeutet, dass die Magnetkraft mit steigender Geschwindigkeit größer wird.

Bei einem korrekt eingestellten FRU ist die Federkraft, die sich dem Umschalten entgegenstemmt, groß genug. dass die Klappe bei 18V noch sicher nicht angezogen wird sondern erst bei knapp 24V.

Im dritten Video zeige ich die Bewegung des FRU.

Im vierten Video ist die Bewegung des Trenners/Umschalters zu beobachten.

 

Justierung

Bei falsch eingestelltem FRU sind daher alternativ zwei Fehlfunktionen zu beobachten:

1. Feder zu schwach: Bei hoher Geschwindigkeit stoppt die Lok und schaltet um.

Abhilfe:

(Achtung: Diese Feder hüpft gern vom Haken und aus der Pinzette, worauf man sie dann kaum wiederfindet. Es ist eine gute Idee, Reserve zu besitzen. Man kann auch einen Nähfaden durch die Öse ziehen, der dann das Wegspringen aufhält.)

Mit einer Pinzette hängt man die Feder aus und mit einer der nächsten Windungen wieder ein.

2. Feder zu stark: Beim Umschalten drehen sich die Räder einen kurzen Moment mehr oder weniger weit, die Lok zuckt, hüpft, macht einen Bocksprung.

Abhilfe:

Mit einer Pinzette hängt man die Feder aus und zieht sie ein paar Millimeter länger. Dann hängt man sie weider ein und probiert. Beim nächsten Versuch zieht man wieder ein paar Millimeter weiter als beim vorhergehenden Mal.

Feinjustierung:

Wie im Artikel des Märklin-Magazins gezeigt, kann man den Arm, an dem die Feder eingehängt ist, zurechtbiegen.

Zwei Broschüren sind empfehlenswert:

 

Der TELEX-FRU im Detail

Es gibt noch eine zweite Bauart des FRU, nämlich die für die TELEX-Kupplung. Entwickelt wurde dieser im Prinzip aus der Urform des FRU durch hinzufügen eines Trenners gegen den Bocksprung.

Den Funktionsablauf habe ich weiter oben beschrieben.

(Referenz: Anleitung für den Einbau des Schaltautomaten 21175, Version 1957)

In meinem 5. Video betätige ich den TELEX-FRU von Hand, damit man die Bewegungen besser erkennen kann.

Im 6. Video dann elektrisch betätigt.

 

Man kann den TELEX-FRU auch in normale Dampfloks einbauen und statt der Entkupplung z.B. den Dampfgenerator schalten.

 

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