Die Reparatur von Trafos und Fahrregler Einleitung Mal gleich vorneweg gesagt. Die Repatur von Tafos und Fahrregler ist meistens mit Erfolg gekrönt, wenn der Trafo selbst nicht "durchgebrannt", heißt, die Wicklungen in Ordnung bzw nicht verschmort sind. Demgegenüber ist angesagt, dass nicht jeder Modellbahner geeignet ist, die Reparatur von diesen elektrischen Artikeln durchzuführen. Nicht das die Arbeit an Trafos einen hohen technischen Kenntnisstand erfordert. Dennoch sind aber elementare Grundkenntnisse in der Elektrik und in den Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung mit hohen Strömen notwendig. Wir arbeiten nämlich bei der Reparatur eines Trafos im 230 V Stromnetz und dies kann lebensgefährlich sein. Wer also Grundkenntnisse in der Elektrik hat und mit den Sicherheitshinweisen vertraut ist, kann sich an die Reparatur eines Modellbahntrafos heranwagen. Wissen sollte der Modellbahner auch, dass Modellbahntrafos keine stabilisierten Netzteile besitzen (konstante Spannung bei Belastung). Im Leerlauf sind deshalb die gemessenen Spannungen bis zu 15% bis 20% größer als angegeben. Wenn der Trafo ohne Belastung gemessen wird kann somit anstatt den 12 Volt durchaus 15 Volt gemessen werden. Bei Belastung sinkt dann die Spannung auf 12 Volt ab. Den Modellbahner der gerne basteln ist daran zu erinnern, dass Netzteile mit einer Leistung von über 60 W nicht für eine Spannung unter 16V verwendet werden dürfen. Die Gefahr besteht hier, dass besonders im Digitalbetrieb die Decoder dabei ihr Leben lassen. Alle Transformatoren sind ferner kurzfristig überlastbar. Schaltet allerdings ein Trafo häufig von selbst ab, ist er in der Regel nicht defekt, sondern er hat zuviele Verbraucher "angehängt" Sehen wir uns die häufigsten Schäden bei den Trafos und Fahrregler an: Die Kabel In 90% aller Fälle in denen der Trafo oder der Fahrregler nicht mehr funktioniert sind Kabelbrüche bzw Kaltlötstellen die Ursache. Insbesondere bei älteren Trafos sind an den Stellen, wo das Stromkabel in den Trafo geführt wird, viefach Knickbrüche vorhanden. Die Lötstellen Ich habe schon viele Trafos und Fahrregler in Händen gehabt, bei denen die Kabel völlig in Ordnung waren. Nach Öffnen des Gehäuses und einer ersten optischen Durchsicht war sehr schnell festzustellen, dass ein oder mehrere Kabel von der Lötstelle hingen - Bitte aber immer vor dem Öffnen des Gehäuses den Netzstecker ziehen -. Leider ist das "Abgehen" von der Lötstelle aber nicht immer auf den ersten Blick zu sehen, da der Aderanschluss manchmal nur wenige Zehntel-Millimeter von der Lötstelle abgegangen ist. Am besten geht man so vor, dass jede einzelne Drahtader mit einem Schraubenzieher ein wenig "gelupft" wird. Durch dieses Verfahren ist sehr schnell zu erkennen, ob die Löststelle noch hält. Der Nichtfachmann fragt sich dann aber, weshalb passieren derartige Dinge. Die Antwort ist recht einfach. Lötstellen können vor allem bei älteren Trafos nicht korrekt aufgebracht worden sein (Kann auch bei neueren Trafos passieren). Wenn nun ein Trafo mal unsanft bewegt wird, oder auch mal herunterfällt, kann es vorkommen, dass die Drahtader vom Lötpunkt abgeht. Der Fahrregler bzw Trafo geht mal und mal nicht Besonders bei alten Märklin Trafos ist man manchmal ratlos. Man schaltet den Trafo ein und er funktioniert auch. Nach ein paar Minuten ist dann die Funktion wieder weg (Trafo bekommt keine Spannung mehr). Man schaltet den Trafo aus und dann wieder ein - siehe da - er funktioniert wieder. Nach einer Weile Betrieb wieder keine Spannung vorhanden. Als nächstes wird der Trafo geöffnet und misst mit einem Durchgangsprüfer die Kabel durch. Es wird kein Fehler entdeckt. Vielfach ist es dann nur dem Zufall zu verdanken, wenn gerade beim Messvorgang bei einer Kabelader kein Stromdurchgang entdeckt wird. Der Grund für dieses Schadensbild liegt in der Versprödung eines stromführenden Kabel. Besonders ältere Märklin Trafos sind wegen der schlechten Kunststoffqualität davon betroffen (Kabelisolierungen). Wenn das entsprechende Kabel unter die Lupe genommen wird, sieht der Kunstoffüberzug der Adern manchmals aus wie ein Schwamm (porös und brüchig). Da die alten Kabel teilweise auch noch Metalladern besitzen (üblich sind Kupferadern - aber auch teurer), ist die Bruchgefahr dann besonders hoch. Da hilft dann nur eines - altes Kabel ausbauen und ein neues einbauen. Damit ist dann der Schaden auch behoben. Bitte achtet aber beim Austausch der Kabel darauf, dass diese ordnungsgemäß verlegt werden und kein leitender Kontakt mit dem Trafoblech bzw mit dem Gehäuse entsteht. Dies kann lebensgefährlich werden. Also nochmals - wer keine Erfahrung mit derartigen Reparaturen hat - Finger weg - !! Der Trafo schaltet selbsttätig ab Welcher Fehler kann vorliegen? Diese selbsttätige Abschaltung eines Trafos - falls dieser eine entsprechende elektronische Einrichtung hat - tritt meistens dann auf, wenn auf der Anlage ein Kurzschluss vorhanden ist. Diese Abschaltung verhindert zum Einen Schäden am Trafo selbst (zu starke Erwärmung - Wicklungen schmelzen) zum Anderen schützt sie dadurch die Anlagenteile wie Lok etc. In einem derartigen Fall ist wie folgt vorzugehen: - Alle Anschlüsse vom Sekundärbereich des Trafos abklemmen und den Trafo im sog. Leerlauf betreiben. - Schaltet der Trafo immer noch ab, liegt der Fehler im Trafo und er muss repariert werden. - Läuft der Trafo im Leerlauf ohne Probleme, liegt der Fehler in der Anlagenelektrik. - Als nächster Schritt sind nun die einzelnen Stromverbraucher der Reihe nach anzuschließen. - zuerst den Fahrbetrieb anschließen (Gleisanschluss). Schaltet der Trafo hier ab, dann ist ein Kurzschluss auf den Gleisen vorhanden. Alle Loks und Wagen von den Gleisen nehmen. - Tritt der Kurzschluss immer noch auf, dann liegt ein Kurzschluss im Gleissystem vor. Dieser kann durch ein Metallstück oder durch andere leitende Metalle verursacht werden, die die beiden Stromkreise unbeabsichtigt überbrücken. Falls der Fehler optisch nicht gefunden werden kann, mal mit einem Staubsauger über die Gleise fahren. Dadurch werden die losen Teile abgesaugt. Meistens ist dann der Kurzschluss auch behoben. - Tritt der Kurzschluss nach Wegnahme aller Loks und wagen nicht mehr auf, dann ist entweder eine Lok oder ein Wagenrad defekt. Nacheinander die Loks bzw die Wagen auf die Gleise stellen. Tritt der Kurzschluss beim Aufgleisen des jeweiligen Wagens bzw der Lok auf, dann ist auch der Fehler gefunden. In seltenen Fällen kann der Fehler in der Anlagenelektrik liegen. Die Trafos werden in der Regel über eine Kurzschlusssicherung abgeschaltet. Eine einfache mechanische Kurzschlusssicherung besitzt ein Bimetall, dass sich durch Erwärmung - dies geschieht ja bei einem Kurzschluss - so verbiegt, dass der Kontakt abbricht. Nachfolgend ist die Funktion einer mechanischen Kurzschlusssicherung dargestellt.                Zum Vergrößern des Bildes bitte Bild anklicken Der Fehlerstromschutzschalter der Hauselektrik schaltet ab Ausgangslage: Das Zuleitungskabel zum Trafo wird in die Steckdose gesteckt. Es macht Peng und der Fehlerstromschutzschalter der Hauselektrik schaltet den Strom ab. Manche Hobbybahner haben dann soviel Resepekt, dass der Trafo in die Ecke gestellt wird und nicht mehr angefasst wird. Dabei kann der Fehler im Trafo vielleicht einfach behoben werden. Zu wissen ist hier, dass ein Fehlerstromschutzschalter nur dann anspricht, wenn ein stromführendes Kabel mit der Erdung in Kontakt kommt. Für den Trafo bedeutet dies, dass ein leitendes Teil (z.B. ein gebrochenes Kabel) mit dem Gehäuse in Kontakt kommt (Gehäuse muss dann allerdings aus Blech sein). Wenn lediglich die Sicherung des jeweiligen Stromkreises sich ausschaltet, dann liegt ein Kurzschluss zwischen zwei elektrischen Polen vor. In unserem Fall hat aber der Fehlerstromschutzschalter angesprochen und dementsprechend muss ein Kabel oder ein anderes leitendes Teil mit dem Trafogehäuse in Kantakt gekommen sein. Nun wird so vorgegangen. Trafo öffnen (das Stromkabel natürlich vorher aus der Steckdose ziehen und Fehlerstromschutzschalter wieder einschalten). Dann nachsehen, ob im Trafogehäuse entweder ein Kabel gebrochen ist, oder was wahrscheinlicher ist eine Lötverbindung abgegangen ist und das blanke Kabelende mit dem Trafogehäuse in Kontakt steht. Sollte dies der Fall sein, die entsprechende Lötverbindung wieder herstellen, dann funktioniert der Trafo wieder. Die Kontrolleuchte des Trafos leuchtet immer schwächer Viele Trafos besitzen Kontrolleuchten, die entweder immer bei Betrieb leuchten, oder nur beim Kurzschlüssen angehen. Bei Trafos deren Kontrollleuchten immer im Betrieb leuchten, kommt es vor, dass die Kontrolleuchte beim steigern der Fahrspannung immer dunkler wird. Dies kann durch eine Lok verursacht werden deren Motor oder Dekoder einen Defekt aufweist. 1. Fehlervariante: rotes Kabel/Stecker : eine Lok hat möglicherweise einen Defekt im Motor und / oder im Lokdekoder 2. Fehlervariante: blaues Kabel: Ein elektrischer Magnetartikel (z.B. Weiche, Signal, Windmühle) hat möglicherweise eine defekte Spule. 3. Fehlervariante: Sind mehrere Trafos von diesem Problem betroffen, so sollte überprüft werden, ob Masse (braunes Kabel) und Licht (gelbes Kabel) oder Fahrspannung (rotes Kabel) von zwei Trafos gleichzeitig Kontakt haben. Ist dies der Fall, ist mindestens eine Verbindung zu unterbrechen. 4. Fehlervariante: Überprüfen, ob die Gesamtleistung aller Verbraucher auf der Anlage die Nennleistung des Trafos übersteigt. Falls mehr Leistung benötigt wird, die Verbraucher auf mehrere Trafos verteilen - mehrere Stromkreise bilden-. Der Trafo funktioniert auf einmal nicht mehr Wer moderere Trafos sein eigen nennt, der kann ein Lied davon singen. Die Modellbahn wid eingeschaltet, alles funktioniert und auf einmal, z.B. bei einer kleinen Erschütterung der Anlage (man kommt mit dem Fuß an die Anlage) geht ein Trafo nicht mehr. Zuerst steht man ungläubig vor dem Unglückstrafo und denkt sich, kann doch eigentlich nicht sein. Tatsächlich tritt aber dieser Fall doch - vor allem bei den neuen Fahrreglern - häufiger auf. Insbesondere die weißen Trafos von Märklin und alle neueren Fleischmanntrafos sind hier anfällig. Der Grund ist leicht erklärt. Alle Trafos von den deutschen Modellbahnherstellern - die mittlerweile bis auf Piko - in die Insolvenz gegangen sind haben ihre Transformatoren im Ausland fertigen lassen (Billliglohnländer). Auch wenn bei manchen Trafos "Siemens" oder andere deutsche Unternehmen stehen, sind sie nicht in Deutschland hergestellt. Der Verfasser hat viele Trafos schon geöffnet und repariert. Auffällig ist, dass gerade die moderneren Trafos - gegenüber den älteren Trafos - eine erschreckend schlechte Verarbeitungsqualität aufzeigen. Die meisten dieser Trafos funktionieren deshalb nicht mehr, weil durch die schlechte Verarbeitung Kaltlötbrücken vorhanden sind. Diese Kaltlötbrücken führen dazu, dass die Lötverbindung aufgeht und das Kabel keinen Kontakt mehr mit der Lötstelle hat. Das nachfolgende Bild zeigt einen Märklin Trafo neuerer Bauart. Dieser Trafo setzte im Betrieb einfach aus. Zum Vergrößern des Bildes bitte Bild anklicken Daraufhin wurde der Trafo geöffnet. Das nachfolgende Bild zeigt die Spanungseingangsplatine (220 Volt). Zum Vergrößern des Bildes bitte Bild anklicken Auf den ersten Blick war nicht erkennbar, weshalb der Trafo nicht mehr funktioniert. Deshalb wurde der Stromfluss innerhalb des Trafos überprüft. Es stellte sich heraus, dass mehrere Kaltlötstellen auf der Platine vorhanden waren. Eine diese Kaltlötstellen ist im nachfolgenden Bild dargestellt. Es ist sehr deutlich zu sehen, dass an diesem Lötpunkt überhaupt kein Lötzinn vorhanden ist. Das Bauteil hatte deshalb keinen richtigen Kontakt zur Platine. Es war reiner Zufall, dass der Trafo überhaupt in Betrieb genommen werden konnte. Zum Vergrößern des Bildes bitte Bild anklicken Wie weiter zu sehen ist, wurde an der Lötstelle überhaupt kein Lötzinn aufgebracht. Dies liegt daran, dass die Elektronikteile mangelhaft in die Platine gesteckt werden und im Lötbad nicht mit Lötzinn benetzt werden können. Das Ärgerliche an dieser Sachlage ist nun, dass die Transformatoren der Modellbahnhersteller sündhaft teuer sind und demgegenüber eine schlechte und billige Verarbeitung und Qualität steht. Aber nicht nur Märklin-Trafos, auch Fleischmann-Trafos haben eine absolut schlechte Verarbeitungsqualität. Während Märklin-Trafos in der Regel noch repariert werden können, ist dies bei den Fleichmann-Trafos nicht möglich. Die Transformatoren werden direkt mit dem Ende der Wicklungen an die Abnehmerstellen gelötet. Die Trafos besitzen in der Regel keine Platine. Bricht nun so eine dünne Wicklung, so ist eine Kabellitze an dieses dünne Drahtende zu löten um den alten Lötpunkt wieder zu erreichen. Meistens klappt dies. Da aber der Draht sehr dünn ist, wird er beim Löten im Lötbereich spröde und bricht erneut. Irgendwann reicht das Ende der Trafowicklung nicht mehr um eine weitere Lötung anzubringen. Der Trafo kann dann entsorgt werden. Der Verfasser hat von 15 Fleichmanntraforeparaturen lediglich bei drei Erfolg gehabt. Der Trafo brummt sehr laut Transformatoren können nur an einem Wechselspannungsnetz betrieben werden. An Gleichspannung angeschlossen, würde ein zu hoher Strom fließen und den Transformator zerstören. Jeder Transformator, der in Betrieb ist, brummt mehr oder weniger hörbar. Die Ursache ist physikalischer Natur, die sogenannte Magetostriktion. Bei der Magnetostriktion wird das ferromagnetische Material, also der Eisenkern des Transformators, in winzige Längenänderungen gezwungen. Ein Transformator besteht aus der Eingangsspule und der Ausgangsspule. Ferner besitzt er einen Eisenkern. An die Eingangsspule wird die Wechselspannung angeschlossen. Dabei wird ein Magnetfeld durch die Spulen erzeugt, die im Eisenkern bestimmte Elektronen zu einer magnetischen Ausrichtung bringen. Polt sich die an der Eingangsspule angelegte Wechselspannung um, werden die ausgerichteten Elektronen ebenfalls magnetisch neu ausgerichtet - eine 180° Drehung. Diese Umpolung erzwingt eine Streckung und ein Zusammenziehen des Eisenkernes, was das Brummen verursacht. Je nach Größe des Transformators ist die Längenänderung nur wenige Mikrometer groß. Die Wechselspannung polt sich in Europa im Haushaltsnetz 50 mal um. Zum Vergrößern des Bildes bitte Bild anklicken Wie bereits erwähnt besitzt ein Trafo einen Eisenkern, der aus vielen Blechen bestehen muss. Ist eines der Bleche locker geworden, schwingt dieses Blech oftmals sehr laut, ebenfalls mit der obenbeschriebenen Tonlage. Um ein lautes Brummen zu minimieren, ist es erforderlich die Andrehfestigkeit der Schrauben zu prüfen, die den Eisenkern des Trafos am Gehäuseboden halten. Sind die Schrauben zu locker entsteht eine erhöhte Vibration, die sich durch ein lauteres Brummen bemerkbar macht. Sollte dies keine Abhilfe schaffen, ist es zweckmäßig zwischen dem Gehäuseboden und der Befestigungseinrichtung des Eisenkerns einen Schaumstoff zwischen zu schieben. Dadurch einsteht ein Federungseffekt der ebenfalls das Brummen eindämmt.