Miért kell a váltót polarizálni? És egyáltalán, mi ez a csúnya kifejezés?

A dolognak az elektronikához van köze. Az egyszerűség és a könnyebb szemléltetés kedvéért induljunk ki az analóg rendszerből. (A digitálisban egyébiránt a helyzet ugyanez, csak ott a pozitív és a negatív pólust a J és K szimbólumokkal kell behelyettesítenünk.)

Az nyilvánvaló, hogy az egyik sínre a pozitív, míg a másikra a negatív pólust kapcsoljuk. Ezzel nincs semmi gond, egy sima egyenes vágányszakasz ilyenkor így néz ki (a vörös a pozitív, a kék a negatív pólust jelöli):

1. ábra

Ha egy váltóhoz érkezünk, a dolog így fog kinézni:

2. ábra

 A sárga részen a vágányok ellenkező polaritású sínjei találkoznak, ezért ott zárlat keletkezne. Azért a feltételes mód, mert egy modellváltón ezt a részt (amit váltószívnek nevezünk) elszigetelik a hozzá csatlakozó sínektől. (A vékony vonalak jelzik azokat a vezetékeket, amelyekkel a váltó alatt a sínszálakat összekötik. A csúcssínek esetében ezzel az üzembiztonságot növelik, az elágazó vágányoknál található átkötések pedig a szigetelt váltószívet hivatottak áthidalni):

3. ábra

 A polarizációval a szívdarabot látjuk el a megfelelő árammal.

Ez a váltó állásától függően változik. A fenti példák szerint így fog kinézni, ha a váltó egyenes állásban van:

4. ábra

... és így akkor, ha kitérőben áll:

5. ábra

Ez azt jelenti, hogy minden váltót át kell alakítani?

Nem! Ugyanis amellett, hogy a modelljárművek nem mindegyik kereke vesz részt az áramszedésben, az áramszedéshez szükséges elemekkel legalább két pár kereket minden esetben felszerelnek. Mivel a szigetelt szakasz kicsi, ezért mindig van olyan kerék, amin kereszül a feszültség eljut a mozdony elektromos alkatrészeihez. Ha egy kezdőkészletben veszünk egy váltót, azzal semmi dolgunk nincs. A régebbi gyártású váltók között ráadásul olyannal is találkozhatunk, ahol a váltószívet műanyagból öntötték ki, itt nincs is mit tenni.

Akkor mire ez a felhajtás?

A haladó vasútmodellezők általában nem elégednek meg ezekkel a váltókkal. A valósághűbb, kisebb kitérőszögű váltókon a váltószív már hosszabb, így azokat mindenképpen érdemes árammal ellátni. Egy terepasztalon, ahol az üzembiztosságra sokkal nagyobb figyelmet kell fordítanunk, érdemes mindegyik váltót így kialakítanunk.

Az érem másik oldala

A professzionális modellek készítői már feltételezik a modellezőről, hogy polarizálni fogja a váltóit, ezért elektromos szempontból egyszerűsítették a váltókat, és a szívdarabot összekapcsolták a csúcssínekkel, illetve a szívdarabból kivezető sínekkel (ilyen pl. a népszerű Peco):

6. ábra

Itt a sárga rész attól függően kapja a feszültséget, hogy a csúcssínek melyik tősínhez simulnak. A probléma ezzel csupán az, hogy a csúcssínek és a tősínek kapcsolata nem feltétlenül jön létre. Elég egy pici szennyeződés, ami a két sín közé szorulva megakadályozza azok elektromos csatlakozását, és a vonatunk megáll a váltón. A 3. (és a 4-5.) ábrán látható, hogy ebben a kapcsolatban a gyártók sem bíznak, ezért ott a csúcssíneket külön vezetékekkel a hozzájuk tartozó tősínekhez kötötték. Most ez az út járhatatlan, hiszen a két csúcssín elektromosan egy egységet alkot, így a bekötés zárlatot okozna. A váltószívet és vele együtt a hozzá tartozó síneket a biztos kapcsolat érdekében itt minden esetben polarizálni kell!

A legtöbb váltón a szívdarab környékén megtaláljuk az ehhez szükséges kivezetést. Ehhez kell forrasztanunk az állítómű megfelelő kivezetését.

A 3. ábrán látható esetben a műveletet külön elektronikával is megoldhatjuk, míg a 6. ábrán található elrendezésben ez gondot okozhat. Ott ugyanis az állítással szinkronban kell a polaritást váltani, akkor, amikor a csúcssínek egyik tősínnel sem érintkeznek. A vezérlőnk ellenkező esetben ismét csak zárlatot fog jelezni. Ezért itt fontos, hogy a váltóállító mechanikának legyenek erre megfelelő kimenetei. Ez három vezetéket jelent. Kettő a két pólusra, azaz a tősínekhez csatlakozik, míg a harmadik a szívdarabhoz. Ez utóbbit az állítómű a váltó állásától függően kapcsolja az első két vezeték valamelyikére.

7. ábra

A fenti ábrán szereplő elrendezés egyenesben álló váltónál:

8. ábra

illetve kitérőben:

9. ábra

A két ábrán észre kell vennünk egy nagyon fontos dolgot! A két elágazó vágány egyikén (azon, amelyiket a váltó éppen kizár a forgalomból) mindkét sínszálra ugyanazt a pólust kapcsolja a rendszer. Ez azt jelenti, hogy azon az ágon nincs feszültség a sínekben, tehát az ott tartózkodó vonat nem tud mozogni.

Első ránézésre ez nem jelenthet gondot, hiszen az a vonat, amelyiknek nem "áll" a váltó, az ne is mozogjon! Mielőtt ennyivel megelégednénk, vessünk egy pillantást az alábbi, nagyon egyszerű, és gyakran előforduló elrendezésre:

10. ábra

Képzeljük el azt, hogy ezen az állomáson két, egymással szembejövő vonat találkozik. Az egyik irányból érkezőt az egyik vágányra, míg a másikat a másikra fogadjuk. Ezért az egyik váltót egyenesbe, a másikat pedig kitérőbe állítjuk. Illetve csak állítanánk, mert közben ismét zárlatot fog jelezni a vezérlőnk. Nézzük meg, hogy mi is történik ilyenkor:

11. ábra

A probléma megoldására a Peco a váltója mellé ad egy kis ábrát, ami azt javasolja, hogy a két vágány közepén - ahol mi a zárlatot jelöltük - szakítsuk meg a síneket és a két pólust egy szigetelő papuccsal válasszuk el egymástól. Ez a megoldás lehetővé teszi, hogy a váltókat szabadon állíthassuk, a problémát azonban nem oldja meg. Ugyanis - amint már említettük - a vontatójárművek nem csupán egy tengelyen szedik az áramot. Így egy mozdonyon több kerék is csatlakozik ugyannarra az elektromos csomópontra. Ezért, amikor a jármű egyik kereke áthalad a szigetelő felett, a többi keréken kereszül összeköti a két pólust.

A legjobb, ha a középső szálakat a váltóhoz szigetelőpapuccsal csatlakoztatjuk (vagy más módon szigeteljük), és azok áramellátását a másik vágány külső száláról biztosítjuk:

12. ábra

Természetesen bonyolultabb elrendezéseknél már komolyabb tervezést igényelnek az ilyen váltók.

Egy sínrendszer váltóit tehát érdemes a fenti szempontok alapján is megvizsgálni a választás előtt!