Polwendeschaltung zur Ansteuerung eines Abwasserventils mittels Relais und Taster und Abwasserlösung beim W906 in L2

[strebitzel]

Liebes Forum,

ich möchte Euch meine Abwasserlösung unter dem Sprinter vorstellen und habe gleichzeitig noch eine Frage zur Schaltung.

Erstmal das Projekt:

Abwassertank ist ein 57l Tank mit den Abmessungen 26x130x17 cm welchen ich bei Camping Wagner gekauft habe (dort Artikel: 33222). Der Tank ist zwar nicht riesig aber der größte, den ich gefunden habe, der beim W906 in L2 zwischen Dieseltank und Schweller FS passt (und zwar OHNE, dass dieser von außen zu sehen ist).

Der Tank ist über zwei solcher Halter am Fahrzeug befestigt. Dazu habe ich vorhandene Löcher genutzt und selbstgebaute Nutensteine eingeschoben, sodass am Fahrzeug dafür nix verändert werden musste:

Da ich gerne eine Lösung wollte, mit der ich den Tank über ein elektrikisches Ventil entleeren kann, habe ich mir hierzu simples elektrisches 1" Ventil bestellt, welches sich bei +12V in die eine und bei -12V in die andere Richtung bewegt, also über eine Polwendeschaltung angesteuert wird. Zudem hat das Ventil auch noch Endschalter in beiden Lagen.
Das Ventil kann also sowohl über einen Taster (den man ein paar Sekunden gedrückt hält) oder einen Schalter angesteuert werden.

Da ich einen Schalter/Taster haben wollte, der sich "clean" ins Armaturenbrett integrieren lässt, habe ich mir einen A6395451907 bestellt. Dieser Taster brückt in der einen Stellung die Pins 4 und 8 und in der anderen 3 und 7.

Mit diesem Schalter sowie zwei Relais habe ich folgende Schaltung gebaut:

Das funktioniert auch soweit, aber: Ich habe mir jetzt zweimal die Sicherung gegrillt (5A) obwohl die Leistungsaufnahme des Ventils nur 80 mA beträgt.

Ich habe irgendwie im Hinterkopf, dass beim Schalten von induktiven Lasten (was das Ventil ja ist, oder?) die Schaltung irgendwie mit Dioden geschützt werden muss, aber so richtig durchblickt habe ich das noch nicht.

Kann mir da jemand sagen, was an der Schaltung verändert werden muss (und sehr sehr gerne auch warum)?

Das sowohl Taster 1 und auch Taster 2 gleichzeitig gedrückt werden, ist durch die Bauart des Tasters ausgeschlossen - es kann rein mechanisch immer nur entweder/oder betätigt werden.

Viele Grüße
Strebitzel

[Stubenhocker]

Warum Polwendeschaltung und Richtungsänderung? Das verstehe ich nicht ganz.
Ich hatte in unserem (ehemaligen) Sprinter ebenfalls ein elektrisches Ablassventil verbaut, welches bei Schalter an/Spannung da geöffnet und bei Schalter aus/Spannung weg geschlossen hat. Ich habs stumpf über einen Taster (erstes Drücken an, zweites Drücken aus) laufen lassen, abgesichert natürlich. Das Ventil hat ja keine hohe Last und läuft max. ein paar Minuten....
Alex

[strebitzel]

Warum Polwendeschaltung und Richtungsänderung? Das verstehe ich nicht ganz.
Ich hatte in unserem (ehemaligen) Sprinter ebenfalls ein elektrisches Ablassventil verbaut, welches bei Schalter an/Spannung da geöffnet und bei Schalter aus/Spannung weg geschlossen hat. Ich habs stumpf über einen Taster (erstes Drücken an, zweites Drücken aus) laufen lassen, abgesichert natürlich. Das Ventil hat ja keine hohe Last und läuft max. ein paar Minuten....
Alex

Das Ventil schaltet so:

Liegen +12V fährt es in die eine Richtung und schaltet durch den Endschalter ab. Dort bleibt es dann stehen. Legt man dann -12V an, fährt es in die andere Endlage und bleibt dort stehen und zwar so lange bis +12V anliegen. Deswegen eine Polwendeschaltung.

Das beide Endlagen Dauerhaft möglich sind, ist mir insofern wichtig, weil ich es auch auf stehen lassen können möchte.

[Stubenhocker]

Okay, danke für die Erklärung. Ich baue technisch so einfach wie möglich, Deine Installation wäre mir schon zu kompliziert und hätte zu viele Variablen (2 Schalter, Relais...)

Alex

[Civlo]

Ich habe irgendwie im Hinterkopf, dass beim Schalten von induktiven Lasten (was das Ventil ja ist, oder?) die Schaltung irgendwie mit Dioden geschützt werden muss, aber so richtig durchblickt habe ich das noch nicht.

Kann mir da jemand sagen, was an der Schaltung verändert werden muss (und sehr sehr gerne auch warum)?

Du kannst bei Wikipedia nach "Freilaufdiode" suchen und dort nachlesen.

Beim Ausschalten der Stromzufuhr zum Relais hast Du einen Stromabfall und ein daraus resultierendes schwächer werdendes Magnetfeld. Dein Spulendraht ist nun ein elektrischer Leiter in einem sich ändernden Magnetfeld. Eine Spannung wird in ihm induziert. Diese ist entgegengesetzt zu der Spannung, die anlag, als du das Relais eingeschaltet und das Magnetfeld aufgebaut hast, da sich ja jetzt die Richtung geändert hat. Halbleiterbauteile wie Transistoren können dir das Übel nehmen, weshalb man diese mit einer Freilaufdiode schützt. Die induzierte Spannung fällt dann an der Freilaufdiode ab.

Aber ob das wirklich das Problem ist? Berichte mal, falls du soetwas einbaust.

[Vanagaudi]

Ich möchte vorschlagen einen Taster für Fensterheber aus der 903 Baureihe zu missbrauchen. Der hat genügend Kontakte, um eine Polwendeschaltung zu realisieren und gleichzeitig die entgegengesetzte Richtung zu verriegeln. Denn die Verriegelung fehlt in der eingangs beschriebenen Schaltung.

Schau dir mal dieses Schaltbild an. Das solltest du für dein Ventil entsprechend aufbauen.

[Darth Fader]

Ich würde dringend empfehlen, es auf die von Vanagaudi empfohlene Art zu lösen!
erstens, weil die Zahl der Bauteile rapide abnimmt und keine elektromechanischen Komponenten mehr auftauchen, zweitens, weil ich nicht sicher bin, was für ein Ventil du hast. Ich kenne normalerweise nur Kugelhähne, die endlagenstabil & umpolbar wären; da müsstest du aber auch sicherstellen, daß die Versorgungsspannung ausreichend lange anliegt, damit das Ventil die entsprechende Position zuverlässig ansteuert...

>> https://www.modelltruck.net/attachment. ... 1476540502

Die Schaltung geht sowohl mit 2poligen UM-Schaltern, als auch mit entsprechenden Tastern. Ich hab mir aus dem Bootsbereich welche für Markise & Stufe zugelegt...

[strebitzel]

Ich möchte vorschlagen einen Taster für Fensterheber aus der 903 Baureihe zu missbrauchen. Der hat genügend Kontakte, um eine Polwendeschaltung zu realisieren und gleichzeitig die entgegengesetzte Richtung zu verriegeln. Denn die Verriegelung fehlt in der eingangs beschriebenen Schaltung.

Schau dir mal dieses Schaltbild an. Das solltest du für dein Ventil entsprechend aufbauen.

An besagtem Taster stört mich leider die Optik (Jammern auf hohem Niveau - ich möchte das Cockpit aber Clean halten).

Was genau meinst Du mit "gleichzeitig die entgegengesetzte Richtung zu verriegeln"?
Bei dem Taster A6395451907 kann man ja nicht beide Seiten gleichzeitig drücken, sondern nur entweder oder.

Ich würde dringend empfehlen, es auf die von Vanagaudi empfohlene Art zu lösen!
erstens, weil die Zahl der Bauteile rapide abnimmt und keine elektromechanischen Komponenten mehr auftauchen, zweitens, weil ich nicht sicher bin, was für ein Ventil du hast. Ich kenne normalerweise nur Kugelhähne, die endlagenstabil & umpolbar wären; da müsstest du aber auch sicherstellen, daß die Versorgungsspannung ausreichend lange anliegt, damit das Ventil die entsprechende Position zuverlässig ansteuert...

>> https://www.modelltruck.net/attachment. ... 1476540502

Die Schaltung geht sowohl mit 2poligen UM-Schaltern, als auch mit entsprechenden Tastern. Ich hab mir aus dem Bootsbereich welche für Markise & Stufe zugelegt...

Genaugenommen habe ich dieses Ventil in der 1"-Variante:
https://www.amazon.de/gp/product/B00NXM ... UTF8&psc=1

Klar muss man den Taster 3-4 Sekunden drücken, bis die Endlage erreicht ist - das bekomme ich aber noch so gerade eben ohne Probleme hin

Bei der von vanagaudi vorgeschlagenen Lösung hätte ich sehr lange Kabelwege. So habe ich die "Steuerstrecke" von Taster zum Relais und die "Arbeitsstrecke" von Relais zum Ventil. Mal unabhängig, dass es so gerade schon eingebaut ist

Ich habe irgendwie im Hinterkopf, dass beim Schalten von induktiven Lasten (was das Ventil ja ist, oder?) die Schaltung irgendwie mit Dioden geschützt werden muss, aber so richtig durchblickt habe ich das noch nicht.

Kann mir da jemand sagen, was an der Schaltung verändert werden muss (und sehr sehr gerne auch warum)?

Du kannst bei Wikipedia nach "Freilaufdiode" suchen und dort nachlesen.

Beim Ausschalten der Stromzufuhr zum Relais hast Du einen Stromabfall und ein daraus resultierendes schwächer werdendes Magnetfeld. Dein Spulendraht ist nun ein elektrischer Leiter in einem sich ändernden Magnetfeld. Eine Spannung wird in ihm induziert. Diese ist entgegengesetzt zu der Spannung, die anlag, als du das Relais eingeschaltet und das Magnetfeld aufgebaut hast, da sich ja jetzt die Richtung geändert hat. Halbleiterbauteile wie Transistoren können dir das Übel nehmen, weshalb man diese mit einer Freilaufdiode schützt. Die induzierte Spannung fällt dann an der Freilaufdiode ab.

Aber ob das wirklich das Problem ist? Berichte mal, falls du soetwas einbaust.

Ich habe gerade mal Versucht besagten Artikel zu verinnerlichen. Was mir noch nicht ganz klar ist ist folgendes:
Müsste in meinem Fall die Freilaufdiode parallel zur Spule des Relais (Also parallel zur Strecke von 85 zu 86) erfolgen oder parallel zu dem Stellmotor für das Ventil?

[Darth Fader]

Die Freilaufdiode gehört IMMER parallel zur Spule des Relais, da dieses bei nicht unerhebliche Induktionsströme erzeugen kann, sobald die Steuerspannung abfällt.



Ich sage gar nicht, dass du es nicht schaffst, den Taster lange genug zu drücken - es ist nur eine etwas unschöne Umsetzung, weil du keinerlei Rückmeldung über die genaue Position des Kugelventils hast. Manche Stellmotoren nehmen es dann auch nicht so gerne hin, wenn die Spannung zu lange anliegt.



Was den von Dir erwähnten und genutzten Taster angeht: ich hab grad kein Schaltbild gefunden - aber prinzipiell hätte er doch genug Kontakte, um sogar ein passender 2x UM Taster zu sein.
Dann könntest du ja problemlos den ganzen Kladderadatsch mit Relais weglassen, ohne an der Optik was zu ändern, oder neue Teile kaufen zu müssen (von ein paar Kabelschuhen mal abgesehen).

Kabelmäßig hast du doch eh 2polig zwischen Schalter und Ventil - du brauchst nur Klemme 15 in der Nähe vom Armaturenbrett mit einer entsprechenden Absicherung. Das klingt nicht nach Hexenwerk...

[strebitzel]

Die Freilaufdiode gehört IMMER parallel zur Spule des Relais, da dieses bei nicht unerhebliche Induktionsströme erzeugen kann, sobald die Steuerspannung abfällt.

Also wie ich geschrieben habe zwischen 85 und 86 bei einem Relais.
Im Prinzip könnte ich dann auch einfach direkt ein Relais verwenden in dem eine Schutzdiode verbaut ist, oder?

Ich sage gar nicht, dass du es nicht schaffst, den Taster lange genug zu drücken - es ist nur eine etwas unschöne Umsetzung, weil du keinerlei Rückmeldung über die genaue Position des Kugelventils hast. Manche Stellmotoren nehmen es dann auch nicht so gerne hin, wenn die Spannung zu lange anliegt.

Der Stellmotor hat einen Endschalter - demnach sollte das nach meinem Verständnis egal sein.

Was den von Dir erwähnten und genutzten Taster angeht: ich hab grad kein Schaltbild gefunden - aber prinzipiell hätte er doch genug Kontakte, um sogar ein passender 2x UM Taster zu sein.
Dann könntest du ja problemlos den ganzen Kladderadatsch mit Relais weglassen, ohne an der Optik was zu ändern, oder neue Teile kaufen zu müssen (von ein paar Kabelschuhen mal abgesehen).

Kabelmäßig hast du doch eh 2polig zwischen Schalter und Ventil - du brauchst nur Klemme 15 in der Nähe vom Armaturenbrett mit einer entsprechenden Absicherung. Das klingt nicht nach Hexenwerk...

In dem Taster ist eine kleine Platine, die für das Gedöns wie die eingebauten LEDs etc. zuständig ist. Was da wie genau funktioniert weiß ich nicht. Da ich aber im ersten Ansatz irgenwas falsch angeklemmt habe und es einmal kurz gestunken hat, habe ich da definitiv was gegrillt.

Daraufhin habe ich den Taster mal auseinander gebaut. Geht erstaunlicherweise zerstörungsfrei mit ein wenig Gefühl. Mechanisch geschaltet werden nur die Kontakte 3 auf 7 und 4 auf 8. Ich habe leider vergessen es zu fotografieren - sieht ganz spannend aus von innen.

Entsprechend liegen auch nicht 2x2 Schaltstrecken vor, sodass man mal eben direkt an dem Schalter selber eine Polwendeschaltung anklemmen konnte. Dies war (abgesehen von den langen Kabelwegen) der Grund für meine Relaisschaltung.

Ich fasse nochmal zusammen:

Diode parallel zu PIN 85 und 86 oder einfach ein Relais verwenden, was bereits eine Schutzdiode hat.
Ist das so korrekt?

Viele Grüße
Strebitzel

[Civlo]

Ich fasse nochmal zusammen:

Diode parallel zu PIN 85 und 86 oder einfach ein Relais verwenden, was bereits eine Schutzdiode hat.
Ist das so korrekt?

Ja. Achte auf die Polung! Diode sollte so eingebaut sein, dass Durchgang von Masse nach +12V besteht.

[Steffen G.]

Feilaufdioden bei einer Spule die im Umpolbetreib betrieben wird geht nicht.

Du musst die Dioden dann auch mit umpolen. Um dein Schaltbild aufzugreifen, deine Relaiskontakte müssten Wechselkontakte sein, die mit dem festen Pol jeweils am Motor währen. Der Schleißer würde dann die Verbindung nach Kl15 machen, am Öffner währe dann die jeweilige Freilaufdiode. Allerdings hat die Schaltung einen kleine Hacken, da für die Zeit wo der Kontakt wechselt, wieder die Induktionsströme fließen, und somit die Relaiskontakte beschädigt werden (Abreißfunken).

Du schreibst das die Taster verbunden sind, aber das hast du in deinem Schaltplan so nicht dargestellt, somit können die anderen es nicht erahnen. Von daher der Vorschlag mit der Verriegelung. Aber wenn du ein Schalter/Taster benutzt, der drei Stellungen (EIN / AUS / EIN) benutzt, ist ja die Verriegelung ja schon mechanisch vorhanden.
Im Idealfall, würde eine elektronische Verriegelung nach loslassen des Tasters noch eine gewisse Zeit die Verriegelung aufrecht erhalten, und erst dann eine Umschaltung ermöglichen, somit währe gewährleistet, das zum einem der Stellmotor ausgelaufen ist, und die Freilaufströme "abgeklungen" sind.

[Steffen G.]

Diode parallel zu PIN 85 und 86 oder einfach ein Relais verwenden, was bereits eine Schutzdiode hat.
Ist das so korrekt?

Meiner Meinung nach gibt es keine Relais mit Freilaufdiode, zumindest nicht im Arbeitskreis. Einzig die Reliasspule (Steurstromkreis) kann eine Freilaufdiode enthalten.

[strebitzel]

Feilaufdioden bei einer Spule die im Umpolbetreib betrieben wird geht nicht.

Du musst die Dioden dann auch mit umpolen. Um dein Schaltbild aufzugreifen, deine Relaiskontakte müssten Wechselkontakte sein, die mit dem festen Pol jeweils am Motor währen. Der Schleißer würde dann die Verbindung nach Kl15 machen, am Öffner währe dann die jeweilige Freilaufdiode. Allerdings hat die Schaltung einen kleine Hacken, da für die Zeit wo der Kontakt wechselt, wieder die Induktionsströme fließen, und somit die Relaiskontakte beschädigt werden (Abreißfunken).

Würde es nicht mit folgendem Schaltbild dann gehen:

Wird Taster 1 gedrückt wird D2 getrennt und D3 ist parallel zum Arbeitskreis
Wird Taster 2 gedrückt wird D3 getrennt und D2 ist parallel zum Arbeitskreis

Diode parallel zu PIN 85 und 86 oder einfach ein Relais verwenden, was bereits eine Schutzdiode hat.
Ist das so korrekt?

Meiner Meinung nach gibt es keine Relais mit Freilaufdiode, zumindest nicht im Arbeitskreis. Einzig die Reliasspule (Steurstromkreis) kann eine Freilaufdiode enthalten.

Genau - was ich mit "einfach ein Relais verwenden, was bereits eine Schutzdiode hat!" meinte ist auch in der Tat der Steuerstromkreis und nicht der Arbeitskreis. Bislang hatte ich die Diskussion auch so verstanden, dass nur im Steuerkreis die Diode sinnvoll/wichtig ist.

So wie ich dich jetzt verstehe, scheint das ja in beiden Kreisen wichtig zu sein, oder?

[Steffen G.]

D1 und D4 sind OK, alternativ sind sie bereits im Relais integriert.

Di anderen beiden Dioden sind so nutzlos. Die Dioden sollen ja den durch eine Schalter initierten Stromfluss aufrecht erhalten, auch wenn der Schalter los gelassen wird. Schau dir das Ganze mal beim Relais bei Diode 1 an. Wenn du Taster 1 Drückst, fließt ein Strom von Kl15 über 86 durch das Relais, über 85 und den gedrückten Schalter nach Masse. Wenn du den Schlater los lässt, geht das nicht mehr. Der Stromfluss der durch die Spule aber weiter aufrecht erhalten wird (bis das Magnetfeld abgebaut ist) will irgendwo hin. Durch die Freilaufdiode DI
1 wir dies ermöglicht. Der Strom fließt nun vom Relais über 85, D1, und 86 zurück zum Relais, quasi wird durch die Diode das Relais jetzt kurz geschlossen.

Anders sieht das bei deinem Ventil aus, hier will der Strom von A nach B oder von B nach A fleißen. Und hier werden die Dioden auch gebraucht. Du musst deine Relaiskontakte nur umdrehen. Ist der "feste Relaiskontakt fest mit der Spule verbunden (86)? Wenn nicht, so muss dieser an das Ventile (B). 87 geht dann zu Kl15 und von 87a geht die Diode an das Ventil (A), wobei die Flussrichtung der Diode von A zum Öffnerkontakt ist. Das ganze auf der rechten Seite dann analog.

Die Schaltung hat aber immer noch ein kleinen Nachteil. Das Abfallen der Relaiskontakte ist gegenüber dem Loslassen des Schalters leicht verzögert, da sich das Magnetfeld ja noch abbaut. Wenn du in dieser Zeit den anderen Taster schon drückst, erzeugst du ein Kurzschluss von kl15 über den jeweils anderen Relaiskontakt und den gedrückten Taster (als Beispiel jetzt linker Taster und rechter Relaiskontakt).

Ich würde dir auch zu der Schaltung von vanagaudi bezüglich der Fensterheber raten.

Schau dir mal dieses Schaltbild an. Das solltest du für dein Ventil entsprechend aufbauen.

Die beiden dort gezeigten Schalter würde ich als Realiswechselkontakte ausführen und mit deinen beiden mechanisch verigelten Tastern die Relais ansteuern. Das schöne an dieser Schaltung ist, das du nicht die komplizierte Freilaufdiodenumkerung brauchst, da in der Grundstellung der beiden Relais das Ventil kurz schließen