Viele Modellbahner und speziell Einsteiger machen sich ums die Spannung am Gleis keine großen Gedanken. Leider ist das aber problematisch, da die Modellbahnhersteller meistens völlig überdimensionierte Netzteile zu ihren Zentralen dazugeben. Kleinere Decoder, wie die von Tran oder DH05 von D&H können dadurch zerstört werden. Ein gutes Beispiel ist bzw. war die MS1 von Trix. Mit dem originalen Trafo konnten dort bis zu 23 V ans Gleis kommen, obwohl für N gerade einmal 12 - 14 V genormt sind.
Was kann man dagegen tun?
Glücklicherweise ist die Abhilfe bei den meisten Zentralen sehr einfach. Das Original-Netzteil wird aussortiert und kann immernoch seinen Dienst tun, um z.B. Häuserbeleuchtungen oder Zubehör-Decoder zu versorgen. Die Zentrale bekommt dann ein neues Netzteil mit einer passenderen Spannung. Hier bieten sich Laptop-Netzteile mit 15 V Ausgangsspannung und mindestens 3 A Leistung an. Solche Geräte bekommt man bei Ebay schon für 10 - 15 €.
Leider gibt es ein paar wenige Zentralen, bei denen das nicht funktioniert. Diese brauchen zwingend Wechselstrom um zu funktionieren, Schaltnetzteile wie die von Laptops geben jedoch eine Gleichspannung ab. Das betrifft vor allem die Intellibox von Uhlenbrock und auch davon abgeleitete Zentralen wie das Twincenter von Fleischmann. Auch hier gibt es aber Möglichkeiten. Arnold Hübsch aus Österreich bietet dafür ein Gerät namens "DSR" an, mit dem die Gleisspannung eingestellt werden kann.
Manche Zentralen bieten auch direkt die Möglichkeit an, die Gleisspannung einzustellen. In der Regel sind das die größeren, teureren Zentralen, wie die ZF5 von Tran, die Z21 von Roco / Fleischmann oder auch die Zentrale von Lenz.
Was ist zu beachten?
Das zu verwendende Netzteil sollte unbedingt eine geregelte Gleichspannung abgeben und maximal 15 V Ausgangsspannung haben. Nicht stabilisierte Netzteile bzw. Trafos können im Leerlauf (also ohne einen Verbraucher auf dem Gleis) eine deutlich höhere Spannung abgeben. Bei Last bricht diese Spannung ein. Bei Trafos kommt außerdem hinzu, dass diese eine Wechselspannung liefern und die angegebene Ausgangsspannung die Effektivspannung ist. Die Maximalspannung liegt einige Volt darüber.
Effektivspannung
Trafos geben auf dem Typenschild immer nur die Effektivspannung preis, jedoch geht die reale Amplitude der Spannung darüber hinaus. Die Effektivspannung beschreibt grob gesagt den Punkt, an dem die oben liegenden Amplitudenköpfe die "Täler" zwischen den Amplituden füllen könnten.
Beim Gleichrichten werden die unteren Amplituden nach oben "geklappt". Durch die anschließende Glättung werden die "Berge" etwas verkleinert und die "Täler" etwas aufgefüllt. Im Endeffekt ist dadurch die gleichgerichtete Spannung höher als auf dem Trafo angegeben.
Ein weiteres Problem ist, dass die meisten Zentralen an ihrem Eingang einen Brückengleichrichter haben. Wird an diesem eine Wechselspannung angelegt, erhöht sich die Ausgangsspannung gegenüber der auf dem Trafo angegebenen Spannung ungefähr um den Faktor 1,4. Ein Trafo mit 14 V Wechselspannung liefert also über 19 V Gleichspannung!
Warum ist das so wichtig?
Die Spannung selbst ist normalerweise nicht das Problem, die Bauteile sind in der Regel für 30 V und mehr ausgelegt. Leider wird aber in den Decodern nicht die gesamte zugeführte Energie zum Betrieb der Fahrzeuge umgesetzt, sondern es entsteht auch Wärme. Je höher die Spannung ist, desto mehr Wärme muss der Decoder abführen. Bei größeren Decodern geht das noch ganz gut, bei sehr kleinen jedoch wird das mehr und mehr zum Problem. Die Bauteile heizen sich praktisch selbst zu Tode. Reduziert man die Spannung auf ein vernünftiges Maß, kann man das gut vermeiden.
Wie erkenne ich, ob ich betroffen bin?
Einen ersten Hinweis kann schon der Blick auf Netzteil oder Trafo der Zentrale geben. Der sollte maximal 15 V Gleichstrom liefern, das Symbol dafür sieht ähnlich aus wie ein =, wobei die untere Linie gestrichelt ist. Wechselstrom wird mit einer Wellenlinie gekennzeichnet (~).
Eine weitere Möglichkeit ist, die Gleisspannung zu messen. Da Digitalspannung eine rechteckförmige Wechselspannung ist, können die meisten Multimeter diese leider nicht direkt messen. Stattdessen muss man entweder die Gleisspannung gleichrichten oder man verwendet ein fertiges Messgerät, das es wieder bei Arnold Hübsch zu kaufen gibt. Wer ein Oszilloskop sein Eigen nennt, kann natürlich auch das verwenden.