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Einführung

Mangelhafte Fahreigenschaften von Triebfahrzeugen werden am wirksamsten mit einem Motorumbau oder Getriebeumbau behoben. Leider sind diese Massnahmen relativ teuer und ohne professionelle mechanische Feinwerkstatt im Hintergrund (z.B. als Bausatzlieferant) nicht möglich.

Wenn die Lok an sich zufriedenstellend fährt, aber im Vergleich zu den anderen Triebfahrzeugen einfach zu schnell ist, gibt es eine preiswerte Alternative zur Veränderung der Fahreigenschaften: den Diodentrick.

Mit antiparallelen Dioden kann die Motorspannung reduziert werden

Eine Diode ist eine Art "elektrisches Rückschlagventil", das den Strom nur in eine Richtung durchlässt. Die Diode hat den Nebeneffekt, dass über ihr ca. 0.6 bis 0.7V Spannung abfällt - die Spannung nach der Diode ist 0.6-0.7V kleiner und zwar unabhängig von der Stärke des Stromes, der durch die Diode fliesst. Der Spannungsabfall ist immer gleich.

Diesen Effekt können wir uns zu Nutze machen: Zwei Dioden 1N4001 in Serie ergeben 1.4V Spannungsreduktion, drei Dioden ergeben 2.1V usw. Leider fährt unsere Lok dann nur noch in eine Richtung, weil die Dioden den Motorstrom in die andere Richtung komplett abklemmen. Wir benötigen daher für jede Diode noch eine zweite, die antiparallel zur ersten geschaltet wird. So heben sich die "Rückschlagventile" gegenseitig auf und die Lok fährt wieder in beide Richtungen. Was bleibt, ist die gewollte Spannungsreduktion. Wichtig ist auch, dass die Dioden nur zwischen Motor und Zuleitung geschaltet werden. Damit wird gleichzeitig die Stirnbeleuchtung ein klein wenig heller.

Es ist klar, dass durch die Dioden die Regelbarkeit des Triebfahrzeugs nicht verändert wird. An den Langsamfahr- und Rangiereigenschaften ändert sich also nichts. Es wird lediglich das nutzbare Fenster zwischen Anfahrspannung und normaler Fahrspannung nach oben verschoben. Ziel ist, dass bei mittlerer Fahrspannung (ca. 6 bis 6.5V am Gleis) alle Loks etwa gleich schnell fahren (15-20cm/s). Dies kann sehr nützlich sein, besonders bei einer langen analog betriebenen Fahrstrecke, wo die Züge mit Festspannung verkehren (d.h. die Trafoeinstellung bleibt für alle Züge möglichst unverändert).

Ein Blick auf die Messreihe mit den Anfahrspannungen zeigt, dass es im ganzen Furhpark relativ grosse Streuungen gibt. Zwei bis drei Diodenpaare können daher problemlos eingebaut werden.

Schauen wir mal, wie das praktisch aussieht:

 


Kato TGV

Einbau der Dioden beim Kato TGV

Beginnen wir mit etwas Einfachem: Der Kato TGV hat viel freien Platz im Motorwagen. Der TGV ist zwar ein Hochgeschwindigkeitszug, aber wenn er abseits der Schnellfahrstrecken verkehrt, ist er nicht schneller als die übrigen Züge.

Kato verwendete bereits in den 80er Jahren fünfpolige Motoren, so auch beim TGV. Die Messung vor dem Umbau ergibt eine Anfahrspannung von 2V und eine Gleisspannung von 4V bei der gewünschten Geschwindigkeit. Diese habe ich durch Vergleiche mit einer gut laufenden Referenzlok (Fleischmann Re 482) ermittelt. Wir bauen also 2x3 Dioden ein.

Die sechs Dioden werden paarweise antiparallel auf ein Stück Lochrasterplatine gelötet und mit Anschlussdrähten aus Kupferlackdraht 0.09mm2 versehen. Anschliessend wird die Platine mit Heissleim angeklebt.

Nun werden die Anschlussdrähte zwischen Motor und Zuleitung angeschlossen. Bei der im Bild mit dem roten Pfeil markierten Stelle wird die Kupferlasche des Motors und die längs angebrachte Stromschiene mit einem Stück Tesafilm gegeneinander isoliert. Da die Motorlasche auch für die Beleuchtungsplatine (ausserhalb des linken Bildrands) den Kontakt zur Stromschiene herstellte, müssen wir mit Kupferlackdraht die Verbindung von der Stromschiene zur Platine neu erstellen. Das ist alles.

Die Anfahrspannung liegt nun bei 4V, was absolut im Rahmen liegt. Die Fahreigenschaften bei 6V sind nun sehr schön und haben sich im Ausstellungsbetrieb sehr gut bewährt.

 


Minitrix Re 4/4 II

Anordnung der Dioden bei der Minitrix Re 4/4

Bei Loks mit vollgestopftem Gehäuse geht der Diodentrick auch, aber wir müssen sorgfältig ermitteln, wo die Dioden untergebracht werden können. Damit die Dioden weniger Platz brauchen, habe ich mich entschlossen, diese ohne Platine "fliegend" zu verarbeiten und das Gehäuse der Dioden zu verkleinern. Ab Fabrik hat die 1N4001 einen Durchmesser von 2.6mm und eine Länge von 5mm. Man kann das Gehäuse problemlos auf 2x2x5mm verkleinern - beispielsweise, indem man die Diamanttrennscheibe langsam drehend als Tellerschleifscheibe strapaziert.

Die häufigste Version der Lok hat den üblichen schwarzen dreipoligen Minitrix-Motor. Die Messung vor dem Umbau ergibt eine Anfahrspannung von 3V und eine Gleisspannung von 4.2V bei der gewünschten Geschwindigkeit. Bei der Referenzlok (Fleischmann Re 482) zeigt das Messinstrument beim Geschwindigkeitsvergleich eine Gleisspannung von 6.5V. Wir müssten also 2.3V abbauen - bei einer effektiven Diodenspannung von gemessenen 0.6V ergäbe dies 2x4 Dioden. Das schien mir zuviel zu sein, da die Anfahrspannung dann auf über 5V klettert und der Dreipoler damit kein besseres Anfahrverhalten zeigt. Wir bauen daher nur 2x3 Dioden ein.

Detail: Verschaltung des Diodenpakets

Da ich keinen Oberleitungsbetrieb benötige, habe ich den Umschalter im Fahrzeugboden ausgebaut und dadurch wurde auch die Oberleitungs-Leiterbahn auf der Platine hinfällig. Dies ermöglichte es, ein 15x8mm grosses Loch in die Platine zu sägen. Die verkleinerten sechs Dioden wurden mit Araldit zu einem "antiparallelen" Paket geklebt. Das 2mm dünne Paket wird zum Schluss nur 1mm über die Platine hinausragen, was völlig problemlos ist. Nach dem Aushärten des Klebers wurden die Anschlüsse mit Kupferlackdraht 0.09mm2 verlötet (Bild oben).

Tipp: Zuerst löten, dann die überstehenden Beinchen abtrennen! Und: Kuperlackdraht erst verzinnen, dann kurz an die Dioden anlöten - Dioden nicht tot braten!

Dann wurde die Leiterbahn, die die Zuleitung zum Motor verkörpert, durchtrennt (roter Pfeil im ersten Bild ganz oben) und anschliessend das Diodenpaket mit Araldit ins Loch auf der Platine geklebt. (Ein Stück Tesafilm an der Unterseite der Platine verhindert, dass die ganze Sache am Lokrahmen klebt...)

Nach dem Aushärten dieser Kleberunde wurden die Anschlussdrähte der Dioden an der Speisungs-Leiterbahn und nach der Trennstelle in der Zuleitung zum Motor (roter Pfeil im Bild oben) angelötet.

Die Anfahrspannung liegt nun bei 4.7V und die Geschwindigkeit ist nur noch wenig schneller als die der Referenzlok. Die Fahreigenschaften sind nun akzeptabel. Noch besser wäre natürlich ein Ersatz des Motors durch den neuen, schräggenuteten Fünfpoler, erkennbar am silbernen Gehäuse (Minitrix Art.-Nr. 31 2754 04), siehe unten.

 


Minitrix Re 4/4 II (mit digitaler Schnittstelle)

Anordnung der Dioden bei der Re 4/4 mit digitaler Schnittstelle

Die Lok der neusten Serie (BLS Re 420) ist mit einem neuen, fünfpoligen, schräggenuteten Motor ausgestattet, erkennbar am silbernen Gehäuse und der Aufschrift "Japan". Die Messung vor dem Umbau ergibt eine Anfahrspannung von 3V und eine Gleisspannung von 5.2V bei der gewünschten Geschwindigkeit. Bei der Referenzlok (Fleischmann Re 482) zeigt das Messinstrument beim Geschwindigkeitsvergleich eine Gleisspannung von 6.5V. Wir bauen also 2x2 Dioden ein.

Der in der Platine vorgesehene Platz für den Decoder macht das Verändern der Platine schwierig. Ich habe mich daher entschlossen sie nicht zu verändern. Der einzige grössere Platz ist in der Aussparung der Ballastgewichte. Um diesen Platz zu vergrössern, wurde der äussere Steg am Ballastgewicht abgesägt (roter Pfeil im Bild oben). Nun konnten die vier verkleinerten Dioden mit Araldit antiparallel auf die Unterseite der Platine geklebt werden (Bild oben).

Führung der Kupferlackdrähte und Anschluss an die Platine

Die Verdrahtung erfolgte wiederum mit Kupferlackdraht 0.09mm2. Zur Durchführung des Drahtes auf die Unterseite der Platine wurden an der seitlichen Kante der Platine vier kleine Nuten angefeilt. Es muss darauf geachtet werden, dass die Leiterbahnen der Platine nicht beschädigt werden. Auf der Platine wurde sodann ein Stück Lötschutzlack abgekratzt (roter Pfeil im Bild oben) und die Zuleitung zum Motor aufgetrennt. An die übrigbleibenden freigeschabten Lötpads vorher und nachher werden die Anschlussdrähte der Dioden angelötet.

Die Anfahrspannung liegt nun interessanterweise immer noch bei 3V und die Geschwindigkeit bei 6.5V ist vergleichbar mit der Referenzlok. Die Lok hat nun dank dem schräggenuteten Fünfpoler sehr schöne Fahreigenschaften.

 


Hinweis: Alle hier gezeigten Diodeneinbauten lassen sich bei Bedarf mit kleinem Aufwand rückgängig machen.


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