MÄRKLIN H0 konventionell fahren und elektromechanisch automatisieren
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Märklin-H0-Wissen Schaltungen für Fortgeschrittene – Automation der Abläufe Meine Ansichten zum Begriff „ANALOG“
Stand: 22.07.2026 17:03
Der Anlass zur Gründung meiner Facebook-Gruppe „Märklin H0 analog steuern und fahren“ waren die ständigen Versuche der Digitalfahrer in den anderen Modellbahn-Gruppen, Benutzer der konventionellen („analogen“) Modellbahn-Steuerung zu missionieren: „Digital ist alles möglich...“ Der Gedanke, die Idee, das Gefühl, dass alles, was digital möglich ist, auch mit konventionellen Mitteln zu realisieren sein müsste, war dann ein weiterer Grund, diese Interessengemeinschaft ins Leben zu rufen. Es zeigte sich aber bald, dass eine Vielzahl von Mitgliedern eher Hilfe bei den Grundbegriffen braucht(e), als nach Automatisierung strebt(e). Daraus entwickelten sich die Artikel des Bereiches „Das allererste Grundwissen über konventionell gesteuerte Märklin-H0-Modellbahnen“. Die Idee, die Automatisierung mit elektromechanischen Mitteln schrittweise auf die Spitze zu treiben, und die Möglichkeiten möglichst ausführlich und allgemein verständlich darzustellen, ist nach wie vor ein Ziel und wird in diesem Bereich „Schaltungen für Fortgeschrittene – Automation der Abläufe“ behandelt. Es gab Meinungsverschiedenheiten, welche Steuerungshilfmittel in meiner Gruppe diskutiert werden dürfen. In dieser Abhandlung beschreibe und begründe ich die Toleranzgrenzen in meiner Gruppe und auf dieser – meiner – Seite. Märklin HO ... : Alle Produkte, die im Märklin-HO-System verwendbar sind, interessieren uns. Also · alle Gleissysteme mit Mittelleiter und in der Regel bzw. überwiegend potentialgleichen Schienen, auch wenn sie nicht von Märklin hergestellt wurden, z. B. Eigenbauten, · alle Triebfahrzeuge mit Mittelschleifer aller Hersteller und Umbauten, die für das konventionelle Märklin-HO-System mit Steuerung durch eine variierende Wechselspannung eingerichtet sind oder sich dafür einrichten lassen oder selbsttätig einrichten (also auch digitale Triebfahrzeuge), · alle HO-Waggons aller Hersteller, · jegliches Modellbau-Zubehör im Maßstab 1:87. ... analog steuern und fahren: (aus dem Namen meiner Gruppe) Hier beginnen die Probleme... Als das, was allgemein unter digitaler Modellbahn-Steuerung verstanden wird, auf den Markt kam, nahm man als Synonym für „nicht digital“ einfach „analog“. Dass es aber zwischen schwarz und weiß, digital und analog, noch sehr viele Grautöne gibt, wird in der Regel ignoriert Digital in dem Sinne sind Modellbahn-Produkte, die über verschlüsselte Steuersignale kommunizieren, diese über eine zweiadrige Leitung als codierte Impulsfolge gleichzeitig an eine Vielzahl von empfangsbereiten Geräten versenden und die vom Inhalt des codierten Steuersignals angesprochenen Geräte dieses Signal decodieren und die Steuerbefehle dann ausführen. Analog sei dann entsprechend, dass Steuersignale – besser: Steuerspannungen – direkt vom Befehlsgeber und in einer Vielzahl separater Leitungen zu jedem einzelnen Befehlsempfänger, seinem Antrieb, gesandt werden – ohne Codierung und die dafür notwendige Hard- und Software. Die eingangs erwähnten Meinungsverschiedenheiten entzünden sich an den konventionellen (analogen?) Apparaturen und insbesondere an der Kombination dieser in größerem Umfang und der Nutzung von elektronischen Hilfsmitteln. Ich komme weiter unten noch einmal darauf zu sprechen. Dem vermeintlich versierten Modellbahner mag das banal vorkommen, aber ich werde im Streitfall auf die Festlegungen dieser Abhandlung verweisen. Es ist notwendig, dass ich Erbsen zähle, damit ein möglichst klares Bild entsteht. Die Definition von „analog“: Synonyme von analog sind: · kontinuierlich, stetig, stufenlos. (Quelle: https://de.wiktionary.org/wiki/analog) Die Definition von „analoges Signal“: · Signal mit stufenlosem und unterbrechungsfreiem Verlauf. (Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Analogsignal) Ein Beispiel für wirklich analoge Geräte, die wohl jeder kennt: Die Haushaltswaage in der Küche, ebenso die Personenwaage. Es gibt sie als mechanische und als elektrische Ausführungen. Die mechanischen Waagen (links) sind analog.
Eine Feder wird durch die eingeleitete Gewichtskraft mehr oder weniger gespannt und die Auslenkung mit einem Zeiger auf einer Skala dargestellt. Kontinuierlich, stetig, stufenlos!					© Herbert Otto
Manche elektrische Waagen sind digital gesteuert (rechts). Sie messen mit elektronischen Sensoren die Belastung in regelmäßigen zeitlichen Abständen und zeigen die Werte in diesem Rhythmus in gerundeter Form auf einer digitalen Anzeige an. Waagen, die sich so „benehmen“ erscheinen NICHT kontinuierlich, NICHT stetig, NICHT stufenlos.
Die mit Drahtzügen bewegten Formsignale sind ebenfalls eindeutig analog. Der Stellhebel, der Stelldraht, der Signalflügel bewegen sich so, wie der Stellwerker es mit der Hand vorgibt.								© Herbert Otto
Was sieht man mit dem inneren Auge, wenn man an die konventionelle, „analoge“ Modellbahn denkt?
1.: Einen Transformator (Trafo), oft eine ganze Reihe davon. (Mit Trafo sei hier das Steuergerät gemeint, das mit einem zentralem Drehknopf/-griff das manuelle Variieren der Ausgangsspannung ermöglicht.)								© Herbert Otto
Ketzerische Frage: Ist ein Märklin-Trafo wirklich „analog“? Kontinuierlich, stetig, stufenlos? Ich sage: Nein! Wenn man den Steuergriff langsam nach rechts dreht, passiert zunächst gar nichts. Mit dem Messgerät können wir feststellen, dass die Spannung noch Null Volt ist. Der Kontaktfinger des Steuergriffes im Inneren des Trafos berührt noch nicht die spannungsführende Sekundärspule. Also nicht kontinuierlich. Erst nach einigen Grad Drehung beginnen die Lampen des Fahrzeuges auf dem Gleis zu leuchten. Mit dem Messgerät können wir nun eine kleine Spannung feststellen, je nach Trafo zwischen gut 4 und 8 V. Also nicht stufenlos. Sprung von O V auf 4 ... 8 V. Mit einer weiteren langsamen Drehung werden die Lampen heller, aber das Fahrzeug rührt sich noch nicht. Unter Umständen fühlt man beim Drehen des Steuergriffs (zumindest bei älteren Trafos) leichte Erschütterungen, als wären feine Rasten eingebaut. Das liegt in der mechanischen Konstruktion der Spannungsabnahme im Trafo. Die Sekundärspule, an der die für die Modellbahn brauchbaren Spannungen abgreifbar sind, besteht aus einer engen Wicklung aus lackiertem Kupferdraht. Es reibt ein Abnahmefinger über die an der Berührungsstelle blank gemachten Drahtwicklungen. Die spürbaren Erschütterungen kommen daher, dass der Finger von einer Rille zwischen den Windungen in die nächste schnappt. Die benachbarten Windungen der Spule haben geringfügig unterschiedliche Spannungen. Durch die Vielzahl der Windungen ergibt sich beim Überstreichen eine quasi analoge Spannungsveränderung, nicht stetig, sondern in winzig kleinen Stufen. Genehmigung vom Urheber liegt vor. Hinweis: Durch das Öffnen wird ein Trafo unbrauchbar, weil die Betriebserlaubnis erlischt. Wenn man also sehr pingelig ist, dann ist die Spannungsabnahme im Märklin-Trafo nicht kontinuierlich, nicht stufenlos und nicht stetig und daher im Definitionssinne nicht analog. Selbst beim Vorbild, zumindest bei älteren E-Loks ist die Geschwindigkeit und Leistung in Stufen geschaltet, weil analog nicht möglich war (ist?). Mit einer weiteren langsamen Drehung wird man vom Motor ein Brummen hören, noch bevor er genügend Kraft entwickelt, den Widerstand des Getriebes zu überwinden. Wir hören die 50 Hertz der verwendeten Wechselspannung. Nach einer weiteren langsamen Drehung setzt sich das Fahrzeug in Bewegung, mit einer größeren Geschwindigkeit als erwartet bzw. erhofft. Nicht stufenlos. Man kann nun ein kleines Bisschen wieder zurückdrehen und trotzdem fährt das Fahrzeug weiter. Begründung: Der Widerstand im Getriebe bei Stillstand ist durch die Haftreibung höher als die Gleitreibung in Bewegung. Zurück zur Eingangsfrage: Was sieht man mit dem inneren Auge, wenn man an die konventionelle Modellbahn denkt? Was gehört außer dem Trafo noch dazu? 2.: Man hat eine Gleisanlage, die – wenn mehr als nur ein Oval – oft elektrisch in diverse isolierte Zonen unterteilt ist. Diesen Zonen sind die verschiedenen Trafos zugeordnet oder zuordenbar. 3.: Man hat diverse Stell- und Schaltpulte für die manuelle Betätigung von Weichen, Signalen, Entkupplungsgleisen, Beleuchtungseinrichtungen und Anderes. Jeder Stellbefehl wird über eine separate Leitung an den betreffenden Antrieb/Leuchtmittel übertragen. Gefahren wird durch manuelle Regelung der Zuggeschwindigkeit. Weichen und Signale werden nach Belieben gestellt. Abhängigkeiten sind im Kopf des Bedieners hinterlegt und werden – oft halbherzig – beachtet. „Regeln“ heißt das Variieren einer Stellgröße in Abhängigkeit des Feedbacks aus der Wirkung des Steuerbefehls. Bei der manuell geregelten Modellbahn heißt das, die tatsächliche Geschwindigkeit des Zuges entsprechend dem persönlichen Eindruck mit der Hand zu variieren. „Steuern“ ist nur das aktivieren oder deaktivieren einer Funktion, ohne Feedback. Der Trafo ist ein Steuergerät, die Kombination Mensch-Trafo, die Auge-Hand-Koordination, ist die Regelung.
Eine automatische Regelung ist mit analogen Mitteln möglich (Beispiel: der Fliehkraftregler der Dampfmaschine), aber in diesem Maßstab im Fahrzeug kaum zu verwirklichen.							Abb: Kino / gemeinfrei über Wikipedia
Bei der Fahrt entlang unseres Gleisovals kann man unter Umständen beobachten, dass das Fahrzeug mit wachsender Entfernung vom Anschlussgleis langsamer wird und mit der Annäherung wieder schneller. Begründung: Die Übergangswiderstände zwischen den Gleisstücken summieren sich und die am Anschlussgleisstück eingespeiste Spannung sinkt von Übergang zu Übergang. Das ist mit einem analogen Messgerät schwer zu messen, es sei denn, man hat ein sehr teures, gutes. Hier haben wir einen Vorteil der digitalen Messtechnik. Führen wir das Gleis über einen Hügel, wird das Fahrzeug bergauf langsamer und bergab schneller. Erkenntnis: Die Geschwindigkeit eines konventionell gesteuerten Fahrzeugs wird von Eigenschaften des Fahrweges beeinflusst. Man könnte abschließend sagen: Das manuelle Bedienen einer Modelleisenbahn „fühlt sich analog an“. Automatisierung von Funktionen mit konventionellen Mitteln (mein Ziel) Schon bei einer kleinen Anlage bedarf es einer gewissen Konzentration, mehr als einen Zug gleichzeitig unfallfrei in Bewegung zu halten. Daher hat Märklin schon früh Möglichkeiten der Automatisierung erdacht und publiziert sowie z. B. die Signale mit den dafür notwendigen Schaltkontakten versehen. Der Grundgedanke bei der Gruppengründung war, diese Möglichkeiten ins Bewusstsein zu rufen, sie in Anwendungen zu benutzen, zu verfeinern, auf die Spitze zu treiben.
Anmerkung: 1941 baute Konrad Zuse den ersten funktionierenden Computer Z3 der Welt. Er arbeitete mit Relais, also im Prinzip mit Elementen wie der Märklin Universal-Fernschaltern. Die Z3 gilt als Beginn der Digitaltechnik!				Foto: Venusianer / CC BY-SA 3.0 über Wikipedia
Ich habe sagen hören, weil Relais nur „aus“ und „ein“, 0 und 1, kennen, seien sie digital. Das hieße, der Universal-Fernschalter von Märklin sei daher ein digitales Bauteil? Desgleichen Weichen und Signale, die genauso funktionieren? Das hieße auch: Nur wenn die Hand einen Taster drückt und der dadurch geschlossene Stromkreis die Magnetspule des Signals flutet, so dass es das Signalbild wechselt, sei das „analog“, konventionell. Wenn ein Fahrzeug über ein Kontaktgleis fährt und mit dem dadurch geschlossenen Stromkreis dasselbe tut, sei das eine Prozesssteuerung und digital. Wenn weitere Relais in der Schaltung sind, die Anhängigkeiten zu Weichenstellungen und Gleisbelegungen herstellen, erst recht. Wenn wir also mit Relais eine Automatisierung gestalten wollen, müssen wir uns vom Begriff analog verabschieden, aber auch NICHT den Begriff digital benutzen. Märklin nennt es mittlerweile in den neueren Produktbeschreibungen konventionell. Ich nenne es außerdem elektromechanisch und in meinem Sinne und damit im Sinne meiner Gruppe und dieser Homepage. Im Märklin-Signalbuch von 1955 sind mehrere Varianten der Blocksignalsteuerung beschrieben, mit Kontaktgleisen und Signalen mit Doppelspulenantrieb und Zugbeeinflussung. Zu der Zeit hat der durchschnittliche Modellbahner nichts anderes gekannt und daher den Begriff analog nicht benutzt, geschweige denn digital. Eine Blocksteuerung, die ja nur aus vom Zug betätigten Kontakten und elektrisch bewegten/geschalteten Signalen zu bestehen braucht, nennt Märklin konventionell, betrachte ich als elektromechanisch und in meinem Sinne und damit im Sinne meiner Gruppe und dieser Homepage. Die elektromechanische Steuerung eines Bahnhofs an eingleisiger Strecke, auf dem sich automatisch Züge begegnen ohne zu kollidieren, betrachte ich als in meinem Sinne und damit im Sinne meiner Gruppe und dieser Homepage. Die elektromechanische Steuerung eines Schattenbahnhofs mit etlichen Gleisen, in dem der einfahrende Zug den nächsten Nachbarn automatisch startet, betrachte ich als in meinem Sinne und damit im Sinne meiner Gruppe und dieser Homepage. Auch die manuelle Bedienung von Weichen und Signalen kann man durch geschickte Schaltung und unter Verwendung von Relais vereinfachen, die Anzahl der zu betätigenden Knöpfe drastisch verringern. Als Beispiel nenne ich die Relais-Stellwerke der Deutschen Bahn. Kaum jemand käme auf die Idee, diese als digital zu bezeichnen. Also betrachte ich auch Schaltungen in diesem Umfang als im Sinne meiner Gruppe und dieser Homepage. Wenn ein Modellbahner, seine Anlage mit Schränken voll Relais, mit Telefonwählern und Ähnlichem steuern lässt, möchten wir das in meiner Gruppe sehen und ich betrachte das als in meinem Sinne und damit im Sinne meiner Gruppe und dieser Homepage. Halbleiter sind allgemein üblich in der konventionellen Modellbahn. Ohne Dioden und Transistoren wäre vieles nicht oder nur schwer machbar. Wir brauchen sie, also lassen wir sie zu. Elektronische Bausteine namhafter Hersteller die aus Halbleiter-Elementen und Relais aufgebaut sind, z. B. für das sanfte Anfahren und Bremsen durch entsprechende Steuerung der Fahrspannung oder (überflüssigerweise) für die Schattenbahnhof-Steuerung oder die Blocksteuerung oder den elektronischen Universal-Fernschalter 7244 oder ... oder ... betrachte ich als in meinem Sinne und damit im Sinne meiner Gruppe und dieser Homepage. Das Weichenstellen mit einem Servo-Antrieb, wenn der Antrieb mit seiner Steuerung als Funktionseinheit betrachtet wird und über zwei Schaltkontakte gerade und abzweigend gestellt wird, betrachte ich als in meinem Sinne und damit im Sinne meiner Gruppe und dieser Homepage. Sinngemäß gilt das für mit Servoantrieben bewegte Signale, Schuppentore, Drehscheiben, animierte Figuren usw. Die innere (digitale) Struktur einer Funktionseinheit interessiert im Grundsatz nicht, wenn die Einheit von und nach außen wie ein elektromechanisches Gerät agiert, man es auch elektromechanisch bauen könnte, wenn auch mit immens größerem Aufwand. Steuerungszentralen Je größer die Anlage wird, je mehr Antriebe bewegt werden müssen, je komplizierter die Zusammenhänge werden, um so größer wird die Anzahl der steuernden Bauteile und deren Verdrahtung. Da macht es Sinn, über den Tellerrand zu gucken: Bei Werkzeugmaschinen der Industrie sind seit jeher regelmäßig wiederkehrende Schaltvorgänge auszuführen. 1969 wurde dafür die Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) erfunden, ein über Schaltergruppen oder später digital programmierbares Schaltwerk, das Funktionen der angeschlossenen Maschine ein- und ausschalten kann in Abhängigkeit von der Betätigung von Kontakten in der Maschine. Einer der Erfinder „... wehrte sich gegen die Bezeichnung Computer. Er sah hierdurch die Akzeptanz bei den bisher tätigen Steuerungsfachleuten gefährdet.“ SPS in dieser Form betrachte ich als in der Wirkung nichts anderes als ein hochkomplexes Relais-Schaltwerk und damit in meinem Sinne und damit im Sinne meiner Gruppe und dieser Homepage. Ich komme noch einmal auf die Unterschiede zwischen der sogenannten „digitalen“ und der sogenannten „analogen“ Modellbahn zu sprechen. Die Funktionsweise der digitalen Modellbahn: (Da wir bisher nicht von der automatischen Regelung der Zuggeschwindigkeit gesprochen haben, unterlassen wir das auch jetzt – zunächst.) Theoretisch führen bei der digitalen Märklin-Modellbahn nur zwei Leitungen ans Gleis und damit zu allen Signalen und Weichen. (In der Praxis sind es einige mehr...) Ein Stellbefehl wird quasi als Morse-Nachricht in dieses Leitungspaar geschickt. Alle Decoder lesen sie. Die Nachricht beginnt mit dem Namen dessen, an den die Nachricht gerichtet ist. Weichen und Signale mit anderem Namen ignorieren die Nachricht, die eine Weiche, die gemeint ist, führt den anschließenden Befehl aus. Das ist also völlig anders als in der konventionellen Installation, wo von jeder Weiche und von jedem Signal ein Kabelbündel zum Befehlsgerät führt und jede Funktion ihre eigene Befehlsleitung hat. Auch bei der Anwendung einer SPS! Ich bin in der Planung meiner nächsten Anlage. Bisher sehe ich keine Veranlassung, anstelle der fest verdrahteten Relais ein Elektronengehirn mit Aufgaben zu betrauen. Allerdings, wenn man die Geschwindigkeitssteuerung der Züge einbezieht, wird der Schaltungsaufwand immens. Das betrachten wir jetzt: Bei der digitalen Zug-Steuerung ist es genauso wie bei den Weichen: erst die Adresse, dann der Befehl. Bei den Loks kann es bis zu 32 (oder mehr) Funktionen zusätzlich zu der Geschwindigkeitssteuerung geben. Das ist elektromechanisch natürlich unmöglich – in der Lok zumindest. Eine Pulsbreiten-Steuerung mit ~ 200 Hz hat Märklin schon 1978 auf den Markt gebracht in Form des „Elektronik-Fahrgerätes 6699“. Damit wurde – handgeführt – extrem langsames Fahren und sanftes Anfahren und Abbremsen möglich – mit elektronischen Mitteln. Der sehr kurze Umschaltimpuls ermöglichte auch mit Lokomotiven der 800er Reihe den Bocksprung beim Umschalten zu minimieren. 1983 kam die um eine Pendelzugsteuerung erweiterte Version 6600 heraus. Hier wurde auch eine automatische Lastregelung integriert, die die Geschwindigkeit bergauf und bergab konstant halten soll. Obwohl man geneigt ist, bei diesen beiden Geräten an Digitalsteuerung zu denken, sind sie doch der konventionellen Steuerung zuzurechnen und damit in meinem Sinne und damit im Sinne meiner Gruppe und dieser Homepage. Die beschriebenen Geschwindigkeitssteuerungen bedürfen stets der regelnden Hand. Wie könnte man sich eine automatische Geschwindigkeitssteuerung mit elektromechanischer Steuerung vorstellen? Ein Zug benötigt auf seinem Weg über die Anlage die folgenden verschiedenen Spannungen: · Mindestspannung für die erste Bewegung in der Ebene, · Maximalspannung für die modellmäßige Höchstgeschwindigkeit bei der Fahrt in der Ebene, · die notwendigen Spannungen oder Spannungserhöhungen für alle Steigungen auf der Anlage, die zur Beibehaltung der Geschwindigkeit nötig sind, · die notwendigen Spannungen oder Spannungreduzierungen für alle Gefälle auf der Anlage. Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, diese verschiedenen Spannungen bereitzustellen. Letztlich müssen sie zur richtigen Zeit am richtigen Gleisbereich zur Verfügung gestellt werden. Das kann man mit Relais verwirklichen oder – bei einer größeren Menge von Zügen – besser mit einer SPS oder mit einem PC mit Schaltinterface. Diese ersetzen lediglich die manuelle Bedienung, die nicht mehr zu leisten wäre. – Allerdings habe ich inzwischen ein Konzept für eine überschaubare Relaissteuerung; es könnte doch ohne Rechner gehen… Für die Beschleunigungs- und Abbremsvorgänge gibt es fertige Bausteine auf Halbleiterbasis oder Bastelanleitungen. Zugeschaltet über die Steuerung. Auch das betrachte ich als in meinem Sinne und damit im Sinne meiner Gruppe und dieser Homepage. Geräusche können an den bestimmten Stellen der Anlage als Lautsprecher an einer Geräuscheinheit installiert und durch die Lok oder die Steuerung ausgelöst werden. Bewegte Geräusche kann man als Stereo- oder Quadrophonie-Ereignis steuern (siehe Miniatur Wunderland in Hamburg, Airport Knuffingen). Die Steuerung „weiß“, welche Schalter wann bewegt werden müssen. Und das ist ebenfalls in meinem Sinne und damit im Sinne meiner Gruppe und dieser Homepage. Dies alles ist einer der Grundgedanken zur Gründung meiner Gruppe und damit auch dieser Homepage. Alles (?), was digital geht, kann man irgendwie auch „analog“, nein, konventionell erreichen...
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