Beiträge von Wolfgang B

".........um dann feststellen zu müssen, daß die Schnecke im separaten Schneckenantriebsblock beim Anlaufen des Motors
genauso viel Drehmoment frißt, als säße sie auf der Motorwelle.
Man muß es mit den sogenannten "schädlichen" Kräften auch nicht übertreiben, zumal sie in vielen Fällen nur ganz unerheblichen
Einfluß auf den Lauf des Getriebes haben."

50%-70% bleiben 50%-70% Wirkungsgrad für den Schneckentrieb
Die kugelgelagerte Schnecke hat einen vernachlässigbaren Reibungsverlust im Lager.
Legt man einen max. axialen Druck auf die Motorwelle von 0,8N zugrunde, so wird man mit einem Anhaltemoment von 12,1mNm diesen max Druck nicht erreichen. Hinzu muss noch der radiale Druck der Schnecke gerechnet werden, in diesem Fall (Motor 1336) läge der maximale Druck bei 1,4Nm.
Die auf der Motorwelle aufgezogene Schnecke führt nicht zu der Zerstörung des Motors, aber es ist nicht der optimale Weg ein Getriebe zu konzipieren. Maschinenbaufirmen und deren Zulieferer weisen darauf hin, dass die Schneckenwelle einseitig fest gelagert sein sollte mittels zwei entgegengesetzten Schrägkugellagern. Grund ist die hohe axiale Belastung der Schneckenwelle.
Eine ähnliche Konstruktion wäre für die Modellbahn denkbar, indem man das Wellenende des Motors, welche auch die Schnecke trägt, fest lagert.

"Mit dieser Konstruktionsweise ließen sich außer bei der festgelegten Treibachse alle geplanten Auflageprobleme einschließlich des erforderlichen
Seitenspiels der übrigen Kuppelachsen lösen, ohne auf die außen mitlaufenden Kuppelstangen Rücksicht nehmen zu müssen.
Selbst die Auflösung des inneren Fahrgestells in Drehgestelle wäre möglich."

So ähnlich sieht das bei mir auch in der E88 aus.
Da gibt es aber das Probleme mit den nicht isolierten Kurbeln und deren Verbindungswelle, das ließe sich noch einfach lösen.
Was nicht geht !!!
Nur eine Kurbelwelle antreiben und die die anderen Kurbeln nicht mit jeweils einer Welle zu verbinden
Am nächsten Totpunkt ist dann Ende..
Gruß Wolfgang

Hallo Andreas und alle Interessierten,

zunächst zum Motor,
der bürstenlose (BLDC) von Faulhaber geht nur mit Steuermodul.
Dazu gibt es meines Wissens keine Digitalansteuerung.
Da der Raum im Kessel Platz für viele Motorvarianten bietet, ist wohl eher die Frage, wie bekomme ich ein Getriebe hin, welches die Abstände Motorwelle - Radachse überbrückt.

Das Zahnradgetriebe ist die optimale Getriebebauart. Wegen des hohen Wirkungsgrades ist es allen anderen Bauarten überlegen.
Als Bastler ist man allerdings den einschlägig bekannten Lieferanten mehr oder weniger ausgeliefert und kann mit Zahnform, Material und Form nicht beliebig variieren.
So wäre es wünschenswert dass eine in der Industrie übliche Verbindung von Zahnrad und Welle mittels Nut und Keil herstellbar wäre.
Dieses Gepresse und Geklebe ist recht spielzeughaft.
Der Nachteil der Zahnradgetriebe ist der hohe Lärmpegel im Gegensatz zum Schneckentrieb.
Dieser hat einen Wirkungsgrad von 50%-70%, aber er ist l e i s e.
Der Wirkungsgrad ist jedoch wichtig für ein sanftes Anfahren und optimales Regelverhalten.
Wenn ein Glockenankermotor z.B. mit 0,5V anläuft so dürfte sich das entsprechende Drehmoment auf die Antriebswelle auswirken.
Der Schneckentrieb würde das Drehmoment sozusagen, um die Hemmungen zu überwinden, "verbrauchen".
Da die Masse beim Anfahren nur geringfügig in die zum Anfahren notwendige Kraft als Widerstand eingeht, ist dieser Punkt schon von Bedeutung.
Wer´s nicht glaubt, ich kann meine PKW mit meinen 200Watt mühelos bewegen, jedoch nur bis zu einer gewissen Endgeschwindigkeit.
Oder anders F= 1kgm/s hoch 2 gleich 1Newton.
Diese Thematik habe ich eingehend bei den Schwungrädern beschrieben, logisch - physikalisch kann sich in dem Punkt die Beschleunigung bei rotierenden Kräften nicht anders als bei linear wirkenden Kräften verhalten. Um beim PKW zu bleiben, man muss die Motorleistung verdoppeln um von 200km/h auf 240km/h zu kommen.

Zum Schneckentrieb wäre noch zu sagen, dass es nicht ratsam ist, auch wenn es häufig so gemacht wird, die Schnecke auf die Motorwelle zu setzen.
Da wir hier ausschließlich vom Glockenankermotor reden, hilft uns neben dem Datenblatt der Versuch um festzustellen in wieweit die achsiale Belastung den Motor verlangsamt. Es ist besser die Schnecke separat zu lagern und über Mitnehmer die radiale Kraft zu übertragen.
Der Schneckentrieb ist, mit den Mitteln des besprochenen Modellbaus stets selbsthemmend, der Wirkungsrad verbessert sich wenn das Schneckenrad möglich wenig Zähne hat.
Im Foto ist mit Schnecke und Schneckenrad Modul 0,2 dargestellt wie ein separates "Schneckenlager" mit dem Schneckenradlagerbock verlötet wurde.
Der Motor ist mit der Schneckenwelle über Kupplung verbunden. Man kann diese mit zwei oder mehreren Stiften und Bohrungen versehen.

Zu den Spurkränzen.
Ich kann tatsächlich nur bei der 99 23-24 auf eine Spurkranzlose Mittelachse stoßen.
Die aufwändigen Lenkgestelle können jedoch nicht für die Trusebahnlok zum Vergleich herangezogen werden.
Auch die 1E1 99 22, also der Vorgänger, hatte noch Spurkränze.

Sinn des Außenrahmens ist es die z.B. Klien-Lindner-Hohlachsen einzusetzen um die entsprechenden Achsen seitenverschiebbar zu machen.
Die 99 61 ist ein schönes Beispiel für eine Schmalspurlok mit 3900mm Radstand wie man diese durch einen Gleisbogen mit 40m Radius bekommt.
Die Hohlachsen waren nicht nur um 20mm seitenverschiebbar, sondern stellten sich zudem radial ein.
In dem Zusammenhang erkennt man den Zweck eines Außenrahmens mit den Kurbeln, die mit den "festen" Kuppelstangen verbunden sind.
Ich sehe mehr den Sinn eines Eigenbaus diese Konstruktion in ein Modell zu übernehmen.

Andreas, wenn ich betrachte welche Schwierigkeiten bereits jetzt in der Vorplanung auftreten, würde ich Dir als erstes Lok-Bauprojekt davon abraten.
Du schreibst, dass Du noch Räder drehen müsstet. Achsen fertigt man sich selbst aus entsprechendem Rundstahl.
Dann passt der (Bachmann) Motor nicht, ebensowenig die Wasserkästen.
Falls Du die Möglichkeit hast, das Original zu vermessen und zu fotografieren, wirst Du sicherlich noch andere Unzulänglichkeiten feststellen.

Fest gelagerte Radsätze, auf welche man zum Schluss die Räder aufzieht, bieten die höchste Präzision. Zudem kann man sich bereits vor dem Aufziehen der Räder
von der Laufqualität des Antriebs überzeugen.
Die Allradauflage ist keine zwingende Notwendigkeit wie beim Original.
Im Modell gibt es keine Massen zu verteilen und auf gut verlegtem Gleis werden auch alle Räder für den Vortrieb sorgen.
Elektrisch sieht die Sache schon anders aus. Hier hilft ein Speicherbaustein über ungenügenden Schienenkontakt hinweg.
Als Küchentischbastler, die wir wohl alle irgendwie sind, ist es sehr schwer, die Räder so aufzuziehen das diese ohne Seitenschlag und zentrisch mit geringstem Höhenschlag drehen. Bei der gezeigten E88 habe ich deshalb den Rädern eine "lange Basis" gegeben, um sie auf die Welle aufziehen zu können. Zudem lässt sich so das einzelne Rad
optimal in der Drehbank bearbeiten. In der Industrie werden die Räder in geeignet Vorrichtungen ausgepresst, über die Ausschussrate schweigt man sich verständlicherweise aus. Anders stellt sich die Sache dar, wenn man einen fertigen Radsatz, z.B. von Teichmann, bezieht. Dann ergibt sich die Federung fast konzeptionell von selbst.
Von Wippen oder Ausgleichshebeln halte ich nicht viel, mehr Aufwand ohne erkennbare Wirkung.
Hierzu muss man sich die Funktion beim Original vor Augen führen, bestehend aus Lastverteilung und freien Federwegen in beide vertikale Richtungen, so dass die Lok "schwebt". Überflüssig für ein Modell. Je enger man die Beweglichkeit hält, desto geringer fallen die Toleranzen an den Kuppelstangen aus und da hakt es doch gerne.
Gruß Wolfgang

Hallo Andreas,
die Zittauer Hofdame nachzubauen, ist ein wunderbares Projekt.
Anscheinend gibt es dazu bei Ehlebrechts Modell Werkstatt dazu alle notwendigen Zutaten.
Ich finde das Vorhaben deshalb interessant, weil es für den Modellbauer zahlreiche Antriebsvarianten ermöglicht.
Wenn man von den Bedingungen des Vorbildes abrückt, lässt sich so einiges erstellen, welches teilweise Neuland
zur Laufverbesserung einer Dampflok darstellt.
Aus den vier gekuppelten Achsen ließen sich zwei Drehgestelle machen.
Die Kurbeln müssten gesondert angetrieben werden, des schönen Scheins wegen.
Die Ausschwenkabmaße der Drehgestelle würde mit Sicherheit das Rahmeninnenmaß des Vorbildes (im Modell) überschreiten.
Dafür erhielte man einen perfekten Bogenlauf, welches der Urgrund der Erbauer dieses Außenkurbelantriebs gewesen sein dürfte,
allerdings ohne die Möglichkeit der radialen Einstellung der Radachsen.
Von ungeführten Vorlaufrädern ist meineserachtens dringend abzuraten. Nicht nur dass sie beim Vorbild weniger anzutreffen sind, sondern aus der Erfahrung mit entsprechenden Konstruktionen im Modell.
Die Vorlaufräder stellen sich häufig nicht entsprechend radial ein, sondern stehen irgendwie quer zu den Treibachsen.
Die Ursachen liegen u.a. darin, dass beim Modell die entsprechenden Voraussetzungen des Originals fehlen, siehe meine Beiträge
über Lenkachsen bei Wagen.
Um eine bessere Bogenläufigkeit der vier Achsen zu erzielen, ist der Wegfall der Spurkränze ein grober faux pas. Mag sein
dass bei der 06 001 dies für den dritten Radsatz notwendig war, man vergleiche dazu jedoch die Schienen und Radsatzmaße des Originals mit denen der groben Nachbildung im Modell.
Ein weiterer Weg der Laufverbesserung bieten seitenverschiebbare Radsätze. Hier könnte es gelingen das Rahmeninnenmaß dem Original entsprechend einzuhalten. Wenn alle vier Radsätze sich verschieben können wird wesentlich weniger Raum benötigt als bei ausschwenkenden Achsen. Es wird selbstverständlich davon ausgegangen, dass die Kurbeln sich nicht seitlich mit den Rädern verschieben.
Einen funktionsfähigen Kurbelantrieb mit leicht seitenverschiebbaren Rädern hinzubekommen, stellt eine hohe mechanische Herausforderung dar. Für den Kurbelmechanismus wäre es ideal, wenn keine Höhenverschiebbarkeit berücksichtigt würde.
Die Räder hingegen sollten alle einen Höhenausgleich haben.
Bei der E88 stellt sich die Problematik ähnlich dar. Alle Radachsen sind als Hohlachsen ausgebildet in denen die Antriebswellen für die Kurbeln laufen.

Im Modell ist zunächst auf die Isolierung der Räder gegen Gehäuse Kurbeln und Antrieb zu achten.

Je zwei Radachsen sind schwenkbar gegen das mittige Antriebsrad gelagert, die Räder können so den notwendigen Höhenausgleich durch "Kippen" erreichen.

Ein Radsatz muss mit den Kurbelwellen verbunden werden.
Insgesamt ist die Konstruktion sehr aufwändig und nicht ideal.

Dies liegt zunächst an dem Zwang zur Isolierung der Räder. Aus dieser Erfahrung gründet sich meine Suche nach Stromquellen innerhalb des Fahrzeugs.
Die Seitenverschiebbarkeit der Hohlachsen mag bei den Massen des Originals wenig Probleme bereiten, ist bei einem Modell von ca. 100g Gewicht pro Achse
nicht mehr so einfach umzusetzen.
Die Fa. Klein, die seinerzeit die E88 fertigte machte es sich bei der Konstruktion der Lok recht einfach. Lediglich die 2. und die 4. Achse besaßen einen Spurkranz.
Alle anderen Rädern sehen aus wie das linke Rad. Im engen Gleisbogen stehen die Räder bereits neben den Schienen

Mein Modell soll auf maßstäblichen Rädern durch entsprechende Gleisbögen fahren können.
Ob es eines Höhenausgleichs bei Rädern mit noch größeren Maßabweichungen als dies schon bei RP25 der Fall ist wirklich bedarf, möchte ich bezweifeln.
Der Hauptgrund für den guten Schienenkontakt jedes Rades ist mehr der Stromübertragung geschuldet als der Entgleisungsvermeidung.
Dennoch sollte es das Ziel sein, die Räder federnd zu lagern, bei gleichzeitiger Seitenverschiebung.
Gruß Wolfgang

Hallo Lutz,
ein interessantes Sammelgebiet, dennoch traurig wie "wertlos" diese Modelle nach 50Jahren werden, leider auch wie sie zerfallen.
Es zeigt sich das Ölpapier und Holzwolle doch noch nach Jahrhunderten nicht zerbröseln.
Einige Teile sind jedoch noch wunderschön, wie die Räder und Stangen.
Was mich irritiert sind die mit dem Kessel verschweißten Laufbleche, mus das so sein?
Warum reinigst Du nicht mit Sandstrahl?
Gruß Wolfgang

Hallo
das Thema lässt sich ja ungemein erweitern.
Meine Versuche mit dem BLDC-Motor zeigen, dass da analog im Sinne von Spannungsregelung über das Gleis nichts zu machen ist.
Drei Funktionen müssen extern angesteuert werden.
Richtungswechsel
Startsignal
Frequenzgang
All diese Funktionen können mit Analogsignalen, also einem Impuls, geschaltet werden.
Da der 1Q-Regler die Motorfrequenz selbst erzeugt, ist auch hier der Stellwert analog einzugeben.
Und das ist das Problem mit einer Digitalsteuerung!!
Die Betriebsspannung hat natürlich keinen direkten Einfluss auf die Drehzahl, in meinen Versuchen allerdings Einfluss auf
das Drehmoment.
Für weiterführende Informationen dazu bin ich jederzeit dankbar.
Gruß Wolfgang

Hallo,
naja, der Rest ist dann auch nicht mehr schwer:1,66 x 1,66 x 22=60
Gruß Wolfgang

Hallo Lutz,
zunächst einmal hat die Modellbahnindustrie mit Hilfe der Schwungscheibe das Massenträgheitsmoment, welches beim Vorbild für das Beschleunigen und Bremsen von Bedeutung ist, nicht simulieren wollen. Wir sind uns darin einig dass:
a) das Massenträgheitsmoment ist nicht identisch mit dem Bremsweg.
b) der Bremsweg von 1000m des Vorbilds, lässt sich nicht ins Modell übertragen.

So ergibt sich die Frage, welche Masse nun simuliert werden soll.
Darüber nachzudenken welchen Auslauf ein Modell haben könnte, dass nur durch seine Masse die Auslaufzeit bestimmt, ist müßig,
da bereits die Masse nicht unbedingt identisch, mit der (nach Umrechnung) des Vorbilds sein muss.

Nach DB Systemtechnik, Peter Spiess,
http://www.ids.uni-hannover.de…/SFZ/Fahrdynamik_2006.pdf
erfüllt nur der Elektromotor die an ein Fahrzeug gestellten Forderungen:
1. Hohes Drehmoment bei v-0
2. Fallende Zugkraftkennlinie für die Fahrt mit v-const.

Hierin unterscheidet sich das Modell nicht vom Vorbild.
Warum willst Du diese Vorteile aufgeben?

Besonders "unhandlich" wird die Berücksichtigung des Massenträgheitsmomentes beim Anlauf des Fahrzeugs.
Das Massenträgheitsmoment ist zunächst eine statische Größe, der noch die Rotationskräfte der Räder und der Luftwiderstand bei
der Beschleunigung hinzugerechnet werden müssen.
Diese Parameter in eine Schwungscheibendimensionierung zu integrieren wäre möglich, dieselbe nähme jedoch Ausmaße an, über die wir
hier wohl kaum diskutieren, besonders im Hinblick auf die Geschwindigkeitssteuerung und dem Abbremsen.
Wie aus der noch einmal aufgearbeiteten Grafik, passend für das Modell Projekt von Peter, zu ersehen, tritt eine signifikante
Wirkung der Rotationsmasse erst bei höheren Drehzahlen auf. Man vergleiche die beiden Flächen und betrachte sie als Energieinhalte.
In dem orangenen Bereich ist bei der Modellbahn, aus genannten Gründen, eine Energiespeicherung im Prinzip unerwünscht.

Hier soll auch der Praktiker in mir zu Wort kommen:
Ich bin sehr froh darüber, wenn ich einen Zug sehr schnell zum Halten bekomme. Das verhindert Schäden durch Zusammenprall, Kurzschlüsse
durch Überfahren falsch gestellter Weichen oder Einfahren in Blöcke die noch nicht befahren werden sollen.
Das ich es bei Experimenten immer eilig habe, wird damit auch meine Ungeduld besänftigt.
Gruß Wolfgang

Nachtrag zu meinem Namensvetter
Der Glockenankermotor hat tatsächlich praktisch keinen Auslauf, das hat nichts mit dem Generatoreffekt zu tun.
Natürlich kann man den Motor als Generator nutzen, man denke an Tachogenerator.
Das Magnetfeld ist im Gegensatz zum Spielzeugmotor hochwirksam, da die besten und teuersten magnetisierbaren Materialien für den Stator verwendet werden.
Ich kann mir nicht vorstellen wie man aus der EMK vernünftige Werte für ein v/t-Diagramm, sprich Parameter für eine Steuerung gewinnen kann.
Die induktive Stromübertragung ändert nichts an der Problematik der Fahrdynamik an Modellfahrzeugen.
Wenn Peter einwendet, dass dies zu teuer sei, so möchte ich einwenden, dass mich die entsprechenden Bauteile dafür 50,-Euro kosteten.
Teuer ist wenn man jahrelang als Mobahersteller mit einem BLDC-Motor herumexperimentiert ohne zu einem brauchbaren Abschluss zu gelangen.
Nochmals seid gegrüßt
Wolfgang

Hallo
Das Getriebe lässt sich folgendermaßen berechnen:

Der Teilkreis–Durchmesser entsteht durch Multiplikation der Zähnezahl mit dem Modul: z × m = Dt (in mm).
DT.1 Z1 20Zähne modul 0,3 =6mm
DT.2 Z2 12Zähne modul 0,3 = 3,6mm
6 : 3,6 = 1,66

oder
Z1 : Z2, 20 :12 =1,66

Gruß Wolfgang

Hallo
Ich war immer ein bisschen skeptisch nur eine Achse bei einem Vierkuppler anzutreiben.
Nun habe ich bei der Weinert pr. T13, Br92 5-10, entdeckt, dass dort auch nur das Treibrad angetrieben wird.
Die Kuppelstangen sind sehr fein, einzeln und frei beweglich mit Spiel so um die 0,5mm in Längsrichtung.
Alle Achsen bis auf die Antriebsachse sind gefedert. Alle Achsen haben Seitenspiel.
Ich staune immer noch über die guten Laufeigenschaften.
Bei 5V kann ich allerdings keinen Auslauf mehr feststellen.
Bei Deinen Getriebeberechnungen komme ich auf 1:60.
Viel Erfolg beim Bau der 995912 wünscht Dir Wolfgang

Schwungmassen dienen als Energiespeicher und sollen stoßartig auftretende Kräfte, wie bei der Dampfmaschine, in gleichförmige Rotationsenergie umwandeln.
Wie nachgewiesen, besitzen Elektromotoren eine harmonische, nicht schwankende Rotationsenergie und benötigen hier keine Schwungmassen, denn wo alles rund läuft, lässt sich nichts verbessern.
In der kleinen Grafik habe ich dargestellt, dass eine Schwungmasse bei höheren Drehzahlen quadratisch an Energiespeicherung zunimmt. Daraus folgt zweifelsfrei, dass die Anlaufbedingungen für Modellbahnfahrzeuge nur unwesentlich verbessert werden können.
Beim Auslauf einer Schwungmasse nimmt die kinetische Energie zunächst allmählich ab um gegen Null steil abzufallen.
Legt man eine ideale Bremskurve zugrunde so ergäbe diese eine Gerade in einem Winkel zwischen Zeit und Drehzahl.
Jeder Zeitabschnitt würde die gleiche Menge Bremsenergieumwandlung aufweisen.
Gesetzt den Fall, der Schwungmassenauslauf würde allein zum Abbremsen des Fahrzeugs genutzt, so würde bei der Betrachtung eines Zuges welcher mit
Maximalgeschwindigkeit plötzlich stromlos geschaltet würde, keine Geschwindigkeitsreduzierung feststellbar sein. Erst zum Ende dieser "Bremsstrecke" träte
dann eine mehr oder weniger abrupte Bremsung ein.
Wer allein die Wirkung der Schwungmasse nach dem Auslaufweg betrachtet und die entsprechenden Zeiten nicht berücksichtigt, könnte damit zufrieden gestellt sein.
Wer mittels Schwungmasse eine dem Vorbild entsprechende Bremswirkung erzielen möchte, hat zum falschen Mittel gegriffen.
Die Crux ist, dass in der Zeit des Schwungmassenauslaufs, keine Geschwindigkeitsregelung vorgenommen werden kann.
Dieser ungeregelte Zustand, ohne Eingriffsmöglichkeit von außen, ist nach meinem Dafürhalten für ein vorbildliches Fahren ungeeignet.

Wenn es eine Berechtigung für eine Schwungmasse geben sollte, dann die, bei Stromunterbrechung das Fahrzeug über die Stelle hinwegzuhelfen.
Hier muss man als fortschrittlicher Modellbahner nachfragen, wie es zu solchen Unterbrechungen kommen kann und warum man diese Fehler nicht behebt.

Ich schließe mich der Ansicht von Lutz an, dass die Modellbahnhersteller bei mangelhaften Antrieben, mittels Schwungmassen, noch zu retten versuchten was noch
eben möglich war. Die entsprechenden Propagandisten habe dies nun als Fortschritt unter ihren "Gläubigen" verbreitet.
Selbst ein Produzent, wie damals Gerard, der für mich bis heute noch die besten Modelle als Bausatz produzierte,
lieferte als Antrieb für die P8 solche Motoren ab:

Wie weit es mit der Kompetenz der Modellbahnhersteller in puncto Antriebe steht, ist aus dem Scheitern mit dem Einsatz von BLDC-Motoren zu erkennen.

Gruß Wolfgang

Hallo
@Andreas, Axel und Lutz
Habe ich bei dem Motorenvergleich irgend etwas zur Spurgröße geschrieben?
Bei dem Anlaufstrom für den 13/55 (10W) ist mir ein Fehler unterlaufen, der beträgt laut Datenblatt 5,82A.
Die wichtige Aussage ist allerdings eine andere, sie betrifft die zu vergleichenden Drehmomente.
Für einen sanften Anlauf des Fahrzeugs ist allein das Drehmoment entscheidend.
Die Kaft, die benötigt wird um eine Lok oder einen Zug in Bewegung zu setzen, ist durch Masse und Reibung festgelegt.
Es macht jedoch einen Unterschied ob ich mit einer Motordrehzahl von 100 U/min oder 1000 U/min, das sind die Relationen zwischen den beiden Motoren, die Fuhre in Bewegung setze.
Ich habe vor ca. 30Jahren mit einem ähnlichen Motor wie dem RE25 eine mehr als 2kg wiegende Köf für LGB gebaut.
Die Fahreigenschaften waren überwältigend, das hatte schon richtig was mit Modellbahn zu tun und weniger mit Spielzeug.
Es gab keine Geschwindigkeitsreduzierung bei wechselnden Lasten und Reibungen, wie z.B. in der Bogenfahrt.
Das ganze ohne Schwungmasse, PWM, Lastregelung und weiteren Klimmzügen.
Bei H0 konnte ich beobachten wie selbst eine gut motorisierte Weinert-Lok im Bogen langsamer fuhr als auf der Geraden.
Das fehlende Drehmoment kann durch eine Schwungmasse nicht ersetzt werden.
Noch etwas zum Anlaufstrom.
Ich gehe davon aus, dass ein "Modellbahner" sein Fahrzeug nicht mit Nennspannung startet oder die Fahrtrichtungsumschaltung ohne
zwischenzeitlichem Stillstand des Fahrzeugs vornimmt.
Da z.B. der 13/31 mit 120mV zu drehen beginnt. dürfte sich der Anlaufstrom noch weit unter dem bei Nenndrehzahl auftretendem Strom einpendeln.
Gruß Wolfgang

Hallo,
ich habe den Eindruck falsch verstanden worden zu sein.
Ich versuchte nachzuweisen, dass besonders der Glockenankermotor kein Polruckeln kennt.
Das "Ruckeln" bei extremen Langsamlauf, hat eben als Ursache mechanische Widerstände.
@ Peter,
meine Freiwaldsteuerung benutzt die Daten der Lenz-Digital-Steuerung.
Es ist eben nicht wie Du vermutest, dass die Schwungscheibe bei niedrigen Drehzahlen kinetische Energie
speichert, die zu irgendeinem messbaren Resultat führen könnte, siehe Grafik.
Wie Lutz mittels Versuch richtig analysierte, ab einer gewissen Mindestdrehzahl läuft der Glockenankermotor
schwankungsfrei.
Ich vermute dies gilt auch für den Eisenankermotor. Der stets angeführte ripple, als Folge der Kommutatoren, erzeugt eine Welligkeit im Drehmoment, weniger in der Drehzahl. Dieser ripple beträgt bei einem fünfpoligem Motor 5% des max. Drehmoments.
Sinngemäß verhält es sich bei der PWM, eine Schwankung der Drehzahl findet nicht statt, zumindest nicht im sichtbaren Bereich einer fahrenden Lok. Die periodisch auftretende Drehmomentschwankung durch die PWM wird durch eine homogene Drehzahlsenkung des Motors ausgeglichen. Die entsprechend geeignete Tastfrequenz wird vorausgesetzt.

@'Lutz K
Ich behaupte in dem kritischen Bereich einer langsam fahrenden Lok, ist die Schwungscheibe, siehe Berechnung, wirkungslos. Dem ist zu ergänzen, dass die Stromunterbrechung auch ohne Schwungmasse hätte überfahren werden können.
Ich halte entgegen Deiner Behauptung, dass eine Schwungmasse bei optimalen Voraussetzungen nützt, für wenig zielführend.
Unter diesen Umständen wirkt diese, aber sie bringt auch keinen Nutzen.
Viele Modellbahner lassen sich von dem langen Auslauf einer Lok bei v-max irritieren.
Aber wie nachgewiesen, bedeutet s=50cm bei 100% nicht 5cm bei 10%, sondern nur noch wenige Millimeter Auslauf.
Wenn im Motorstromkreis sich noch weitere Verbraucher befinden, wie Lampen, geht auch dieser Speichereffekt teilweise verloren.

Noch etwas zum Glättungskondensator.
Auch hier sollten bestehende Vorurteile abgebaut werden.
Die Messung zeigt das der pulsierende, sinusförmige Gleichstrom eine größere Spannungshöhe aufweist als der geglättete.
Durch die stetige Nachladung des Kondensators kann Umax nicht mehr erreicht werden.
Für den Motor ist die 100Hz Spitzenspannung der Brückengleichrichtung wirksam.
In diesem Zusammenhang wäre eine Strommessung interessant, es lässt sich aber jetzt bereits postulieren, dass geglättete Gleichspannung keine Vorteile bringt.

Was hilft wirklich für einen ausgeglichenen Lauf eines Triebfahrzeugs?
Eine bessere Methode zur Erreichung guter Langsamlaufeigenschaften, sind Motore mit >5 Kollektorsegmenten und einem hohem Drehmoment. Dieser Motor, wie z.B. Maxon RE25 (25/55) 11 Segmente, Leerlaufdrehzahl 4850 U/min und einem Nenndrehmoment von 29,1mNm, im Gegensatz zum RE13 (13/31) mit 7 Segmenten, 11.000 U/min und 2,7mNm.
Die niedrigere Drehzahl ermöglicht den Einsatz eines Getriebes mit höherem Wirkungsgrad und damit verbessertem Anlauf.
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass die Drehzahlkennlinie aussagt, je flacher sie verläuft, desto weniger reagiert der Motor auf Laständerungen. Zwischen beiden Motoren verhält sich diese wie 40 zu 1200.
Ein weiterer Punkt der für einen wirkungsvollen Anlauf zu beachten ist, ist der Anlaufstrom:
23,2A für Maxon RE25 (25/55) zu 1,32A für RE13 (13/31).
Der Anlaufstrom ist höher als der Betriebsstrom, entsprechend höher das Drehmoment.
Größere Motoren erscheinen mir als gangbareren Weg zu besseren Fahreigenschaften.

Gruß Wolfgang

Hallo Peter und Mitdiskutanten,
ich werde versuchen Dir oder Euch entsprechend zu antworten.

"Beim Fahren in Schrittgeschwindigkeit macht sich allerdings das Rasten der herkömmlichen Motoren sehr bemerkbar.
Bei einem 5-Poler nicht so stark wie bei einem 3-Poler, aber man kann es deutlich wahrnehmen.
Hier kann nach meinen Erfahrungen eine Schwungmasse einen deutlich gleichmäßigeren Lauf bewirken."

Ich lege eine Geschwindigkeit von 1m/min zu Grunde und setze dafür 1000U/min für den Motor ein. Das entspräche in etwa der Mindestanlaufpannung eines 12V Glockenankermotor. Obwohl für einen Pemanentmagnetmotor diese Anlaufspannung zu
niedrig wäre, sollen die 1000U/min bestehen bleiben. Das wären entsprechend 3000- 5000 Rastungen.
Diese sind (f=50hz bis f=80Hz) nicht bemerkbar !!

Setzen wir eine Geschwindigkeit von 0,1m/min für das Fahrzeug voraus, ergäben dies eine Frequenz von 1,6Hz bei 100U/min.
Da dies mit (geglätteter) Gleichspannung nicht ginge, müssen wir entsprechende Pulse mit 1%ED, dies entspräche dem Energieinhalt von 0,1V, an den Motor legen.
Betreiben wir den Pemanentmagnetmotor mit 1kHz so würde ein Impuls die Länge von 0,01ms haben, die Pause betrüge 0,99ms.
Wenn ich mich nicht verrechnet habe entständen diese 1,6U/s einem Anstoßmoment dieser 0,01ms.

Nach meiner Ansicht ist es unter diesen Bedingungen nicht möglich einen runden Lauf zu erzeugen.
Ich habe diverse Langsamfahreigenschaften an Fahrzeugen durchgemessen. Auf einer Teststrecke von 1m und länger lassen sich
mit Hilfe der Freiwald-Steuerung exakte Messergebnisse produzieren. Bis zu einer festlegbaren Mindestgeschwindigkeit lassen sich identische Fahrzeiten reproduzieren. Darunter "ruckelt" die Lok zwar auch noch durch den Messbereich, allerdings mit stark differierenden Fahrzeiten.
Dies läst darauf schließen, dass ein ungeregeltes Drehmoment entsteht.
Dies sehe ich als Ursache für das "Rastmoment" an, welches an Glockenankermotoren bei dieser beschriebenen Versuchsanordnung, ebenfalls entsteht.
Gruß Wolfgang

Ab einem gewissen Zeitpunkt bauten immer mehr Hersteller von Modellbahnfahrzeugen Schwungmassen an die Elektromotoren an.
Sie sollten den Auslauf von Loks bei Stromabschaltung verlängern, ein „sanfteres" Fahren ermöglichen und dem Rastmoment des Elektromotors entgegenwirken.
Es soll nachgewiesen werden, dass Schwungmassen diese Erwartungen kaum erfüllen.
Der generatorische Effekt eines nachlaufenden Motors dürfte hinreichend bekannt sein. Diesen zu unterbinden bedarf es elektronischer Schaltungen.
Das Rastmoment durch den permanent magnetisierten Eisenrotor in Erscheinung tretend, ist zwar beim Drehen des Motors per Hand, je nach dessen Eigenschaften, deutlich spürbar, dürfte jedoch auf den Rundlauf des Ankers von untergeordneter Bedeutung sein.
Bereits bei 1000U/min, die als Mindestdrehzahl eines Motors hier generell zugrunde gelegt werden sollen,
entstehen entsprechend der Polzahl ab 50 „Ripel“ pro Sekunde. Diese sind nicht mehr als „unrunder“ Lauf wahrnehmbar.

Die Berechnung des Schwungrades als Energiespeicher ist dieser Formel zu entnehmen. Dabei tritt die Geschwindigkeit im Quadrat auf, was nichts anderes bedeutet, dass die Drehzahl des Motors die ausschlaggebende Größe bei der Dimensionirung eines entsprechenden Antriebs ist.

E= 1/2J x wxquadrat

E Rotationsenergie

J Massenträgheitsmoment

w Winkelgeschwindigkeit

Im Maschinenbau wird die Schwungmasse an Elektromotoren für die Glättung der Drehmomentabgabe eingesetzt. Durch Schwungräder können kurzzeitig Energiemengen gespeichert werden, die in Press-, Schmiede-, Stanz-, Walz- und Schneidvorgängen in typisch einer halben Sekunde aufgebraucht werden, um elektromotorisch in mehreren Sekunden danach wieder nachgeliefert zu werden.

Weitere Größen beeinflussen die Speicherkapazität, von denen wiederum der Durchmesser der Schwungscheibe entscheidend ist.
Das Verhältnis der kinetischen Energie zwischen einem Schwungrad von 10mm zu 20mm Durchmesser, bei gleicher Masse, beträgt 1:3,7.
Die Speicherkapazität muss entsprechend dem Omega-Quadrat in Form einer Parabel ansteigen.
Die gespeicherte Energie bei 10.000U/min, d=20mm beträgt 0,27Ws, bei 1.000U/min hingegen nur noch 0,0027Ws.
Es ist eindeutig zu erkennen, dass ein Modellbahnfahrzeug im letzten Drittel des Drehzahlbereichs eine wirksame Energiespeicherung vornimmt.
Das Argument, dass eine Schwungmasse ein sanfteres Anfahren ermöglichen soll, ist geradezu absurd.
Bedenkt man welch geringe Motorleistung für die Energiespeicherung von 0,0027J benötigt werden, so überwiegen die mechanischen Reibungen von Motor und Getriebe welche durch den Motor überwunden werden müssen.

Schwungrad.pdf

Berechnung eines Schwungrades:
Masse: 10Gramm
Durchmesser 20mm
Drehzahl: 10.000U/min
Kinetische Energie: 0,27J = 0,27Ws

Masse: 10Gramm
Durchmesser 20mm
Drehzahl: 1.000U/min
Kinetische Energie: 0,0027J

Masse: 10Gramm
Durchmesser 10mm
Drehzahl: 10.000U/min = 1m/min
Kinetische Energie: 0,068J

Masse: 10Gramm
Durchmesser 10mm
Drehzahl: 1.000U/min = 1m/min
Kinetische Energie: 0,00068J

Gruß Wolfgang

Kupplungen in Modellfahrzeugen haben eine lange Geschichte hinter sich.
Was den meisten Kupplungssystemen fehlt, ist die Nähe zum Vorbild.
Es soll untersucht werden welche Kräfte aufgebracht werden müssen, um die Kupplungen zum Ausschwenken zu bringen.
Diese Thematik ist besonders bei kurzgekuppelten, starren Systemen interessant.
Müssen hier doch Reibungskräfte überwunden werden um der Führung der Kulisse zu folgen.
Getestet wurde mit einer Versuchsanordnung, welche die Kupplung mit einer Zugkraft von 60g horizontal in Längsrichtung belastet.
Unter diesen Bedingungen wurde der Kraftaufwand gemessen, welcher bis zum Maximalausschlag benötigt wurde.
Es ergab sich ein Wert von 35g. Merkwürdigerweise musste mit einer Rückstellkraft von 60g die Kupplung wieder in Normalstellung
gebracht werden.
Testobjekte waren GFN-zweiachsige Güterwagen.
Der zweite Versuch geschah an einem Wagen ohne KKK, jedoch mit Rückstell(blatt)feder.
Hier waren ebenfalls 35g notwendig, allerdings begann die Kupplung bereits mit wenig Krafteinsatz auszuschwenken.
Dieses Kupplungssystem braucht allerdings nur wenig Ausschlag, da die Kupplung große Toleranzen zwischen "Haken und Öse" hat.
Anders bei der KKK, welche bereits bei geringen Schwenkwinkeln einen messbaren Kraftaufwand benötigt.
Fazit:
Für leichte Wagen mit Proto 87 Rädern sind diese Systeme nur bedingt geeignet.
Die großen Querkräfte, welche bei Bogenfahrt auftreten, werden durch diese Kupplungssysteme noch verstärkt.
Anders herum formuliert, die KK zieht größere Wagengewichte nach sich und entsprechend höhere Zugleistungen der Lokomotiven,
gleichzeitig nimmt die Entgleisungsneigung zu.
Es ist eine Überlegung wert, ob man wirklich so dicht Puffer an Puffer fahren möchte, ferngesteuert entkuppeln will, um damit
bei Rädern und Kupplungen sich immer weiter vom Vorbild zu entfernen.
Gruß Wolfgang

Wie sagte einst mein Schreinermeister:"Wo der Bogen anfängt, hört das Verdienen auf."
Ich halte den T211 in jedem Fall für ein schwieriges Projekt, wünsche allerdings dem Baumeister viel Spaß und auch Erfolg.
Gruß Wolfgang

Hallo Robert,
ein zweifelsohne interessanter Wagentyp mit der äußeren Anlenkung.
In meinem Beitrag findet sich nicht allzuviel über das Vorbild. Dies hat zwei Gründe.
a. wurde das System bald nach dem Auftauchen der Problematik aufgegeben zugunsten der freien Lenkachsen und den entsprechenden Gleisbogenradien.
gb. Ging es mir um die Darstellung von Laufverbesserung für Modellbahnwagen.

Aktuell, wenn man so will, geht es um die Laufverbesserung des Vorbildes bei hohen Geschwindigkeiten.
Dort finden sich viele interessante Anregungen.
Gruß Wolfgang

Hallo Andreas und alle an der Diskussion Beteiligten.
Wie bereits erwähnt, ein solches Projekt verdient es nicht bereits in diesem frühen Baustadium "geklebt" zu werden.
Zumal später noch gelötet werden dürfte und damit der erwärmte Kleber sich wieder aufweichen könnte.
Die Wahl des richtigen Lötwerkzeugs ist ebenso wichtig wie das Sammeln von Erfahrung. Das Angenehme beim Weichlöten ist die zerstörungsfreie Trennung der Bauteile wenn Korrekturen angesagt sind.
Wenn die Längsträger auf das 0,5mm starke Bodenblech aufgelötet werden sollen, empfehle ich punktuelles Heften mit dem Lötkolben. Noch spielt es keine Rolle ob eine kalte Lötstelle oder bereits eine Legierung entsteht. Das Nachlösten mit der Flamme, in Kombination mit Flussmittel wie Kolophonium oder 20%iger Phosphorsäure, welche die Lötstelle reinigt und auch den Wärmeeintrag verbessert.
Der Nachteil der Flamme liegt in der sehr großen Hitzeentwicklung und damit verbunden ein zu hoher Wärmeeintrag im Bodenblech, welches sich dann verzieht.
Hier kommt es also auf die richtige Dosis Hitze an.
Mit dem Lötkolben kann man in diesem Fall fröhlich herumbruzzeln ohne diese nachteilige Wirkungen zu erzielen.
Ich verwende in solchen Fällen gerne gleichzeitig den Kolben und den Dremel Heissluftkolben.
Das reicht auch wie im Bild gezeigt für Bauteile mit Wanddicken von 1,5mm.
Als Unterlage benutze ich die Keramik-Lochplatte. Ganz oben im Bild ist eine Spannvorrichtung zu sehen.
In die Löcher können Stifte gesteckt werden, welche für die Fixierung hilfreich sind.

Mit diesen Lötwerkzeugen bin ich bis jetzt gut über die Runden gekommen.
Zum Fixieren benutze ich gerne OP-Klemmen.

@'Christian
Dein Vorschlag mit der Heizplatte wird u.a. bei SMD-Bestückungen angewendet. Dies bedeutet aber nicht, dass die Methode bei Andreasens Projekt hilfreich ist.
Wesentlich bei den meisten Lötarbeiten ist die sichere Fixierung der Objekte. Da wird es am Ende an genügend Auflagefläche für den Wärmeeintrag mittels Kochplatte fehlen.
Gruß Wolfgang

Hallo Peter,

das war so richtig viel Lesestoff und ich wurde damit in die Lage versetzt, Deine Erfolge und Katastrophen
während der einjährigen Bauzeit mit nachzuvollziehen.
Da möchte ich sagen Ende gut Alles sehr gut.
Noch so ein Finish hinzulegen ist nicht jedem Bauherrn gegeben.
Aber es fängt bereits mit den Vorarbeiten an, erst mal solch ein Vehikel ausfindig machen.
Dann Deine Bezugsquellenrecherche, das hat mir viel Inspiration gegeben, besonders bei den O-Ringen.
Die Fummelei mit der Lampenproduktion kann wohl nur der ermessen, welch ein Schwierigkeitsgrad damit erreicht wird, der sich schon selber damit abgemüht hat, eine Mini-LED in Form zu bringen.
Es zeigt sich im Modellbau, dass nicht nur die dicken Klopper die ganze Aufmerksamkeit beanspruchen, sondern welch hohe Schule des Modellbaus die kleinen, vergessenen Mauerblümchen unter den Eisenbahnfahrzeugen abverlangen.
Gruß Wolfgang

Die Entwicklung neuer Antriebsformen, sei es im Vorbild oder für die Modellbahn ist leider etwas trocken und sehr theorielastig.
Das lässt sich nun nicht vermeiden, da es zunächst gilt die Schwachstellen der bestehenden Technik und Konstruktion zu erkennen.
Dazu gehört u.a. die Feststellung dass bereits hundert Jahre alte Erfahrungen so etwas wie einen dogmatischen Anspruch auf Alleingültigkeit
erheben wollen.
Beim Vorbild kann man dies zur Zeit gut verfolgen, wenn es um den Ersatz der vorhandenen Drehgestelle durch solche, welche etwas leiser sind, geht.
Die entsprechenden Gedanken und Versuche liegen bereits mehrere Jahrzehnte zurück, dennoch fahren in meiner Heimat moderne Doppelstockwagen
immer noch quietschend durch die "Kurve".

Nach den Betrachtungen zum Bogenlauf von Fahrzeugen insgesamt, soll hier wiederum ein Drehgestell behandelt werden.
Es zeigt sich, dass zweiachsige Drehgestelle nicht die ideale Spurführung aufweisen. Sie drehen sich wahrend des Geradeauslaufs um den Drehpunkt in dem Maße wie ein Rad
mit den entsprechenden Querkräften gegen die Schieneninnenflanke gepresst wird. Im gleichen Verhältnis wird das diagonal entgegensetzte Rad ebenfalls gegen die gegenüberliegende Schiene gedrückt. Wenn sich ein Kräftegleichgewicht eingestellt hat, beginnt der ganze Zyklus in entgegengesetzte Richtung.
Dieser Sinuslauf kann sich zu ungewollten Schwingungen verstärken.
Eine mechanische Abhilfe bietet hier das dreiachsige Drehgestell.
Wie bei meinem ersten Versuch dargestellt, würde der radiale Bogenlauf durch die entsprechende Konstruktion gewährleistet werden können.
Zumindest für die Modellbahn mit RP25 Rädern ein gangbarer Weg um störungsfrei durch kleine Gleisradien zu fahren.
Wie der Literatur zu entnehmen, muss das zwangsgesteuerte, selbstlenkende Drehgestell die Mittelachse ebenfalls (horizontal) verschieben.
Der Effekt beim Geradeauslauf besteht darin, dass beim Ausschwenken eines äußeren Radsatzes der andere äußere Radsatz in die entgegengesetzte
Richtung schwenken würde. Dabei kann der mittlere Radsatz nur die eindeutige zentrierte Position einnehmen.
Im Modell sieht da folgendermaßen aus:

Diese extreme Auslenkung ist auf Schienen nicht notwendig und würde bei Bedarf auch entsprechend begrenzt.
Noch habe ich das Zusammenspiel zwischen Andruck und Rückstellung mittels Federkraft nicht ausprobiert.

Der Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, dass lediglich zwei Achsen angetrieben wären.
Ziel der Entwicklung ist es das Drehgestell mit allen Komponenten möglichst so flach zu halten, dass es nicht
in das Lokgehäuse hineinragt.
Würden die Motoren "Stehend" eingebaut, wäre dieses Ziel nicht erreicht.
Frohe Ostern allen
wünscht Wolfgang