Posts by be-el

    Hallo Herr Bormann,

    machen Sie sich bitte keine Sorgen, ich habe deswegen keine Bedenken und bin auch in keiner Weise empfindlich.


    wie immer: be-el

    Könnte es auch sein, dass die Vorbildlok in Fladungen, von der wir den Sound abgekupfert haben, einen ungenügenden Decoder eingebaut hatte? Vielleicht hilft es auch, wenn alle, die das Modell nicht haben, den Sound aber beanstanden, mal dort hin fahren, Ticket kaufen und Mitfahren. Der Verein freut sich.


    be-el


    P.S.: Höre gerade meinen Lieblingskomponisten Beethoven. Die Aufnahme ist gut aber die Wiedergabe sehr bescheiden (Handy).

    Dafür gibt es kein Patent, und wenn wäre es ungültig. Das hatten wir bei der BR50 schon eingebaut (kann man sich ansehen, wenn man sie auseinandernimmt), haben es aber nie aktiviert, weil es eine zusätzliche Fehlerquelle bedeutet. Eine besondere erfinderische Leistung, was die Voraussetzung für ein Patent wäre, ist es auch nicht. Schließlich liefert die Vorlaufachse bereits das passende Kriterium für ein Verschieben des Schutzrohres.


    be-el

    Hallo allseits


    "Wieso eigentlich den Antrieb nicht in den Tender bauen ? Dann wäre die Fahrwerkskonstruktion der Lok sicher einfacher."


    Ich fürchte, das Gegenteil ist der Fall. Das Fahrwerk muss mindestens genau so präzise konstruiert und gefertigt werden. Denn wenn Räder ohne Antrieb einen Widerstand sehen, drehen sie meistens nicht mehr sondern rutschen nur noch. Und in einem engen Radius hilft es auch nicht mehr, dass sie sich gegenseitig mitnehmen, weil alle ein wenig klemmen. Solche unweigerlich auftretenden Hemmnisse werden durch den Antrieb leicht überwunden.

    Rutschende Antriebsräder sehen noch schlimmer aus als der Überhang in engen Radien.

    Noch gravierender ist aber die Tatsache, dass die Zugkraft direkt proportional zum Gewicht ist. Der Tender bringt es maximal auf etwa 1 kg, die Lok kann es auf 3 kg bringen. Der deutlich leichtere Tender muss dann auch noch die schwerere Lok schieben, was die eigentlich gewünschte Zugkraft weiter verringert.

    Konstruktionen in N oder HO lassen sich nicht so ohne weiteres auf 0 und größer übertragen, Ich habe bewußt nur die sachlichen Argumente angeführt, es gibt z.B. auch noch die Meinung, dass der Antrieb dahin gehört, wo er auch beim Vorbild ist. Aber auf diese Diskussion werde ich mich nicht einlassen.


    be-el

    1. Man sollte die eigenen Ansichten und Vorlieben nicht zum Allgemeingut erheben.

    2. Wir bemühen uns fast immer, die Preisgestaltung so niedrig wie möglich anzusetzen, soweit es das Modell und die

    mehrheitlichen Kundenerwartungen erlauben. Denn

    3. es gibt auch in der Spur0 viele, die auf den einzelnen Euro schauen müssen.


    be-el

    Weiter geht's mit Getriebe- und Motorberechnung für die BR59.0


    Kurzer Blick aufs Vorbild: Vmax = 60 km/h = 1000 m/min; Treibraddurchmesser = 1,35 m. Daraus folgt 236 U/min. Gilt auch für das Modell.

    Die 1 : 45 kürzen sich irgendwo raus.


    Also: Drehzahl n = 236 U/min und Drehmoment M = 90 mNm; beides Maximalwerte.


    Für die mechanische Leistung gilt Pm = M × ω = Drehmoment mal Winkelgeschwindigkeit oder M × n × 2𝞹/60.000 ! wegen Umrechnung mNm auf Nm und min auf sec. Das ganze in Watt. Jetzt setzen wir mal unsere Werte ein und Sie werden sich wundern. Ergebnis = 2,23 Watt. Große und schwere Maschine, da hätten Sie wahrscheinlich mit dem 10 fachen gerechnet, ich früher auch mal.


    Getriebe:

    Kann man ein Buch drüber schreiben, wir machen es kurz. Standardmäßig haben wir im Programm eine 2gängige Schnecke zu abgestimmten Schneckenrad mit 32 Zähnen (eigentlich Gängen). Ergibt eine Untersetzung von 16 :1 . Die 2 gängige Schnecke hat einen deutlich höheren Wirkungsgrad als eine übliche 1 gängige Schnecke (65% statt typ. 40%). Vorausgesetzt, sie sind exakt zueinander montiert, d.h die Schneckenachse sollte kein Axialspiel haben. Unser Standardmotor bei Dampflokomotiven ist ein Faulhaber 2237 012CXR. Wir wählen ihn mit vorgespanntem Kugellager, aber nur weil dann das Axialspiel = 0 ist und das Radialspiel auf 0,015 mm reduziert ist. Es könnte sein, dass die Konstruktion noch ein zusätzliches Zahnradpaar verlangt zur Überbrückung des Abstandes von Motor zur Treibachse, möglicherweise auch zur Anpassung des Übersetzungsverhältnisses. Wird sich noch herausstellen , wenn wir uns die Motordaten ansehen.

    Wir rechnen mit einem Wirkungsgrad des Getriebes von 50%, ist eigentlich besser, aber immer ein wenig Reserve einrechnen. Dann sollte der Motor 180/16 = 11,25 mNm bei 236 × 16 = 3776 ≈ 3800 U/min liefern.

    Folgende Motordaten werden benötigt:

    Anschlußwiderstand R = 3,92 ≈ 4 Ohm

    Drehmomentkonstante = 15,9 mNm/A (pro Ampere)

    Generator Spannungskonstante = 1,66 mV/U/min bekannt auch als EMK

    Noch einen Zusammenhang: Die Anschlußspannung am Motor = EMK + R × I (I = Symbol für Strom gemessen in Ampere)

    Daraus folgt: für ein Drehmoment von 11,25 mNm benötigt man einen Strom von 0,71 A und bei 3800 U/min beträgt die EMK = 6,31 V.

    Am Widerstand R fällt eine Spannung von 4 × 0,71 = 2,84 V ab. Also haben wir am Motor 2,84 + 6,31 = 9,15 V

    .Ein wenig außerhalb des sicheren Betriebsbereichs, aber durch die Montage kann er genügend Wärme abführen, um wieder auf der sicheren Seite zu sein.

    Wir haben noch eine Menge Luft. Arbeiten wir mit einem zusätzlichen Stirnzahnrad Paar mit 20 zu 16 Zähnen haben wir ü = 20 : 1. Dann brauchen wir

    9 mNm mit 0,57 A Motorstrom und 4720 U/min ergeben eine EMK von 7,84 V. Also 7,84 + 4 × 0,57 = 10,2 V. Dann geht’s sogar ohne Kühlung.


    Der Eigenbedarf des Motors liegt bei 0,6 W. Dann hätten wir eine Eingangsleistung von 10,2 × 0,57 + 0,6 = 6,4 W

    Mit diesen Werten bekommen wir einen Wirkungsgrad von 4,5 / 6,4 = 0,70 % (mech. Leistung / elektr. Leistung). Der Wert ist etwas zu hoch, gibt aber eine gute Näherung und bestätigt die o.g Überlegungen.


    Wahrscheinlich werden noch Erläuterungen notwendig sein. Schau’n wir mal.


    be-el

    Nachtrag zur Zugkraft der BR59.0


    Wenn man etwas selbst gut verstanden hat, ist es immer schwer, das so rüber zu bringen, dass es alle Anderen auch verstehen. Die Neigung besteht, es schlichtweg vorauszusetzen.


    Wenn man den Beitrag sorgfältig durchliest, stellt man fest, dass es egal ist, ob die Lok 2 oder 6 Treibräder hat. Natürlich bei gleichem Gewicht. Das stimmt sogar mit geringfügigen Abweichungen im Modell.


    Aber warum gibt es beim Vorbild Schnellzugloks mit 3 großen Rädern und Güterzugloks mit 5 (6) deutlich kleineren Rädern? Es liegt an der Achslastbegrenzung der Strecken, Nehmen wir eine Hauptstrecke mit 20to zugelassener Achslast. Nehmen wir eine BR01 mit 20to Achslast pro Treibachse, macht 60to Lokreibungslast. Im Vergleich die BR45 (5 Treibräder) mit gleicher Achslast hat fast 100to Lokreibungslast. Die Funktion der Lokreibungslast ist die gleiche wie bei unserer Berechnung zur Modell BR59 das Gewicht. Multipliziert mit der Haftreibung ergibt sie die maximale Zugkraft. Allerdings spielt die Dampfmaschine hier die wichtigere Rolle und man gibt bevorzugt deren Leistung an.


    Also Fazit: Beim Vorbild bedeuten mehr Treibräder auch mehr Lokreibungslast.


    Da haben wir es bei der Modellplanung deutlich einfacher. Eine Achlastbegrenzung kennen wir nicht, für mehr Zugkraft können wir das Gewicht erhöhen und wenn nötig einen stärkeren E-Motor einbauen.

    Übrigens das Vorbild der BR59.0 hat eine Achslast von 16to, geradeso nebenbahntauglich und eine Lokreibungslast von 95to (ungefähr 6x16). Fast soviel wie die wesentlich spätere BR45, aber mit 60 km/h deutlich langsamer als die BR45 mit 90 km/h.


    be-el

    Weiter geht's: Zugkraft der BR59.0


    Normalerweise ist dies ein Thema, das man nicht besonders zu behandeln brauch. Eine Lok wird konstruiert, gebaut und dann auf’s

    Gleis gestellt. Meistens geht es gut, viele Defizite werden vom Kunden auch als gegeben hingenommen (Gottseidank ) oder es gilt wie bei der Computertechnik: it’s not a bug it’s a feature.

    Aber wir werden sehen, dass man die Zugkraft aus nachvollziehbaren Gründen schon in die Konstruktion mit einbeziehen muss.

    Vorher einige grundlegende Begriffe aus Technik und Physik. Keine Bange, bei Nichtverstehen einfach weiterlesen.

    Wenn wir von Gewicht in kg sprechen, meinen wir tatsächlich die Masse. Gewicht ist eine Kurzform von Gewichtskraft und Kraft ist gleich Masse mal Beschleunigung ( F = kg x m / s² = N ). Newton ist die Einheit für die Kraft. Bei der Gewichtskraft (Fg) benutzen wir die Erdbeschleunigung g = 9,81 m / s² = 9,81 N / kg ≈ 10 N / kg.

    Jetzt verpassen wir unserer Lok mal eine Masse von 3 kg. Den Wert sollte man aus Gründen der Zuverlässigkeit (Verschleiß, Gleissystem incl. Weichen, Unterbau, Lager usw.) nicht überschreiten. Dann haben wir eine Kraft von 30 N.

    Die Zugkraft Fz = Haftreibung µ mal Fg.

    Für die Haftreibung gibt es Tabellen, man kann sie auch messen. Am geeignetsten ist eine Federwaage, diese gibt es geeicht in kg und N. Federwaage an Kupplung einhängen, ganz langsam losfahren und den Wert an der Federwaage notieren bei dem die Räder durchdrehen. Mehrmals machen und Mittelwert bilden, dann hat man Fz max. Aus µ = Fz / Fg erhält man die Haftreibung. Ein guter Mittelwert ist 0,15.


    Die Zugkraft unserer BR59 ist also Fz = 0,15 x 30 = 4,5 N. Wie bekommen wir diese Zugkraft ? An den Rädern müssen Kräfte angreifen, die diesen Wert aufbringen. Bei Rädern spricht man aber nicht mehr von Kräften sondern von Drehmomenten.

    Drehmoment (M) ist Kraft x Hebelarm. Der Hebelarm ist in unserem Fall der Radius des Treibrades = 15 mm.. Dann erhalten wir

    M = 4,5 x 15 = 67,5 mNm. Milli-Newton-meter, da wir den Radius in millimeter angesetzt haben.

    Wir tun so, als ob wir nur ein Rad hätten statt sechs. Ist aber kein Problem. Wenn wir die Berechnung pro Rad machen, müssen wir am Ende alle Werte aufaddieren und kommen zum gleichen Ergebnis.

    Das bedeutet: Wir brauchen mindestens dieses Drehmoment bei einer Anhängelast von 4,5 N. Haben wir weniger, drehen die Räder nicht mehr und der Motor wird blockiert, was zum Durchbrennen führen kann.

    Ich habe bei einem zweiachsigen Güterwagen einmal kleiner 0,1 N als Last gemessen, das wären dann 45 Wagen auf gerader Strecke und in der Ebene.

    Die tatsächliche Anhängelast kann man mit der Federwaage ebenso gut messen. Einfach den Zug statt mit der Lok mit der Federwaage ziehen. Gibt einen starken Ausschlag beim Anfahren, den vergessen wir und nehmen stattdessen den Wert bei gleichmäßiger Fahrt. Die Geschwindigkeit selbst muss nicht berücksichtigt werden.

    Jetzt wissen wir, was die Lok ziehen kann. Aber was benötigt die Lok für ihre eigene Bewegung. Dazu trennen wir das Getriebe von den Lokrädern (Für uns einfach, für Sie fast unmöglich) und ziehen die Lok mit der Federwaage. Erfahrungswerte lassen für diesen Loktyp

    1,5 N erwarten. Wieder auf das Drehmoment hochgerechnet ergibt 1,5 x 15 = 22,5 mNm. Die beiden Drehmomentwerte müssen wir addieren und erhalten 67,5 + 22,5 = 90 mNm.


    Damit dieser Beitrag nicht zu lang und unübersichtlich wird, gibt es einen weiteren mit Getriebe- und Motorberechnung. Aber zur Veranschaulichung wohin das führt eine Annahme: wir bauen ein Getriebe 1 : 20 mit einem Wirkungsgrad von 50 %. Dann brauchen wir einen Motor der ein Drehmoment von 90 x 2 / 20 = 9mNm liefert. Die 2 kommt von den 50 % Wirkungsgrad. Bei Höchstgeschwindigkeit (Berechnung später) ist die Drehzahl 5000 U/min. Achtung: bis jetzt taucht noch keine Motorspannung auf. Alles weitere später.


    be-el

    Eigentlich nicht mein Thema, aber wenn man etwas zur Klärung beitragen kann, warum nicht.


    Fangen wir ganz vorne an: beim Titel des Beitragsbaums. Sechsachsige Lokomotiven ist sehr irreführend, sechsachsige DREHgestelllokomotiven wäre zielführender. Sie haben eigentlich keine Probleme mit den gängigen Radien (einschließlich R1). Der Drehzapfenabstand bestimmt den Überhang, ein Problem kann eigentlich nur durch den begrenzten maximalen Ausschlag des Drehgestells entstehen. Besonders bei modernen Konstruktionen, bei denen der Lokkasten weit nach unten gezogen ist, können die Drehgestelle anschlagen.

    Lokonaut: Nicht böse sein, aber ich bin ehrlich froh, dass Sie keine Weichen gebaut haben, wir hätten heute keine Eisenbahn mehr.

    Ich vermute, dass Sie als Grundlage für Ihre Aussage Übersichtszeichnungen bzw. Gleispläne herangezogen haben. Die Weichenpläne, die mir vorliegen, zeigen in zahlreichen Querschnitten von der Weichenspitze bis zum Ende, wie sich die Zungen, das Herzstück, die Radlenker usw. entwickeln. Und genauso wurden sie millimetergenau im Werk hergestellt und vor Ort zusammengebaut.

    Weder beim Vorbild noch bei unseren Modellen gibt es einen Radiuswechsel im Weichenereich.


    Es gibt zwei grundsätzliche Konstruktionen (neben vielen anderen) beim Weichenbau. Entweder geht der Abzweig im Bogen von der Spitze bis zum Ende oder nur von der Spitze bis zur Spitze des Herzstücks. Letzteres war die übliche Bauweise, da die Herzstücke bei gleichem Weichenwinkel immer gleich waren und auf Lager gefertigt werden konnten. Vom Herzstück aus ging es immer nur noch geradeaus. So sind auch unsere Modellweichen konstruiert.


    @ jbs/Johann: Erwischt :) Also am Anfang der Weiche haben wir 2,5 cm gerades Gleis, im Grunde nur zum Schutz der Zungen. Dann geht der Abzweig bis zur Herzstückspitze. Der Übergang von der Gebogenen zur Geraden ist mit dem Auge nur schwer festzulegen. Spielt aber fahrtechnisch auch keine Rolle. Der gerade Strang bildet vom Weichenbeginn bis zum Herzstück die Sehne zu einem Kreis mit dem Radius von 152 cm. ;( Auf Gleismitte bezogen.

    Liebe Leute,


    dass sollte jetzt keine Neuauflage einer Wunschliste werden. Es geht um besondere, herausragende Maschinen und Problemlösungen, im wahrsten Sinne des Wortes einzigartige. Z.B. war die sächs. XX HV, später BR19.0 nicht nur eine Schnellzuglok, es war in Deutschland die einzige 1' D 1' ,also mit 4 (vier) Treibachsen, und zu ihrer Zeit die größte Schnellzuglok Europas.

    Was die Verwirklichung im Modell angeht, wünscht mir, dass ich noch 10 Jahre fit bleibe (zumindest im Kopf).


    be-el

    Hallo, speziell an Fritze/Dirk,


    danke für den Kommentar. Es freut mich, wenn man eine Diskussion auf Augenhöhe (wie es heute so schön heißt) führen kann.

    Für die Frage, ob 1. oder 2. Achse festgelegt werden soll, gibt es, wie so oft, Pros und Cons. Für die 1. Achse spricht die bessere Symmetrie und damit verbunden die Überhänge an den Enden, für die 2. Achse der deutlich verkürzte starre Radstand. In beiden Fällen darf man die Positionen von Gleitbahnen und Zylinder nicht aus den Augen verlieren.

    Aber wir werden ja ein Fahrwerksmuster bauen, bei dem wir leicht beide Varianten testen können. Die Radstärke ist übrigens deutlich dicker als beim Vorbild, folgt aber mit 3,6 mm der NEM. Das verschafft etwas mehr Luft bei den meisten Maßangaben und gleicht auch die unausweichlichen Fertigungstoleranzen aus. Ersetzt vielleicht auch eine Spurkranzschwächung.


    :) Noch etwas zum Beuteschema: Wie wäre es mit einem "Museum für herausragende Bahntechnik" irgendwo in einer Ecke der Anlage ? Da würde ich dann noch eine sächs. XX HV oder BR19.0 und ein Modell der Oberweißbacher Bergbahn ausstellen. <3 Und natürlich auch eine BR96. Welche noch ?

    an alle Interessierten

    das ist der vorläufig vorletzte Beitrag (von meiner Seite) zu diesem Thema. Der vorläufig letzte Beitrag wird sich mit Zugkraft, Getriebe und Motorauswahl befassen.

    Es ist schön zu sehen, dass einige sich freuen und andere neugierig geworden sind. Ich schätze eine mögliche Auflagenhöhe von 500 - 1000 Stück zum Preis zwischen 1500 und 2000 €. Achtung: diese Zahlen sind Erfahrungswerte und basieren nicht auf den Forenbeiträgen.


    Bisheriges Fazit zum Fahrwerk als Ergebnis von Tests und Erfahrungen:


    1.) Die erste und fünfte Achse werden festgelegt, die 1. als Pendelachse (3 Punkt Lagerung). Wäre die 1. Achse seitenverschieblich, müssten die Zylinder weiter nach außen gesetzt werden um mit dem Gestänge klar zu kommen. Dies wird häufig gemacht (selbst bei den teuersten Modellen), beeinträchtigt allerdings die Frontansicht. Besonders bei den Lokomotiven mit den wuchtigen Niederdruck Zylindern ist dies nicht so berauschend. Die 5. Achse wird im Modell die Antriebsachse. Die 1. - 4. Achse werden durch das Gestänge angetrieben. Das ist in diesem Falle recht unkritisch, da die Seitenverschiebung zwischen den festgelegten Achsen maximal 2,5mm beträgt, während die letzte, die 6. Achse bis zu 4 mm Auslenkung hat. Das geht auch mit Gestänge und entsprechenden Gelenken, aber sicherer und einfacher ist eine Verzahnung mit der 5. Achse und einem kurzen Gestänge mit ausreichen Spiel.


    2.) Seitenspiel:


    1. Achse = 0, 2.+4. Achse = +/- 2 mm, 3. Achse = +/- 2,5 mm, 6. Achse = +/-4 mm

    Auch beim Vorbild mussten sich die Konstrukteure Gedanken über die Kurvenfahrten machen. Mindestradius = 145 m.Seitenspiel 1. Radsatz = 20 mm, 6. Radsatz = 45 mm. Die Spurkränze der beiden mittleren Kuppelachsen wurden um 15 mm schmäler gedreht.


    3.) Höhenspiel:


    Um auch Steigungen ohne Probleme bewältigen zu können, brauchen wir auch eine vertikale Auslenkung. +/- 2 mm sind ausreichend bei Steigungen bis 4%. für alle nicht festgelegten Achsen. Die MTH BR44 hatte kein Höhenspiel und entgleiste prompt auf unserer Testanlage.


    4.) Die vordere Bisselachse hat beim Vorbild 95 mm Seitenspiel. Im Modell wird die Bisselachse mal nicht mit den Kolbenschutzrohren kollidieren sondern mit den wuchtigen Niederdruck Zylindern. Also Aufhängung wie bei der Kinematik, sodass sich die Räder in der Kurve weiter nach vorne schieben.


    Mit diesen Erkenntnissen und Festlegungen wird ein Fahrwerksmuster gebaut und ausführlich getestet werden. Das ist bei einem neuen Produkt, das es so noch nicht gegeben hat, zwingend notwendig. Wir sind auch schon voller Optimismus von der Konstruktion direkt in die Fertigung gegangen mit allen leidvollen Erfahrungen und Konsequenzen. Nachträglich fertigen Modellen zumutbare Fahreigenschaften beizubringen ist aufwändig und sehr teuer.


    Fragen und Anregungen sind zugelassen :). Vielleicht möchte jemand die Aufbauten konstruieren (großer Engpass hier) :?: oder hat noch Unterlagen, Alles ist willkommen.


    be-el

    Es geht sogar mit noch mehr Achsen, das ist jedoch nicht die Fragestellung, sondern wie steht es um Maßstäblichkeit, Fahreigenschaften, optischer Eindruck u.s.w ?

    In H0 geht maßstäblich gar nichts. Abstand zwischen den Treibrädern 150mm : 87 = 1,7mm. Wohin mit den Spurkränzen?

    Je größer das Modell um so leichter geht es. Deswegen ist gerade Spur1 kein gutes Beispiel. Dennoch gibt KM1 für S-Kurven (sind bei uns Pflichtaufgabe) 1,35m an.

    Ideal ist halt der Maßstab 1 : 1 !


    be-el

    Schön dass sich einige durch ihre Beiträge beteiligen.

    "Würde man eine solche Lok gleich nur für grössere Radien konstruieren, schliesst man den weitaus grössten Interessentenkreis von vornherein automatisch aus." von Fritze/Dirk gefällt mir besonders, weil er die gesamte Spur0 Gemeinde damit im Blick hat und nicht nur die eigenen Vorlieben.


    Zum Bestimmen der Überhänge, die für den optischen Eindruck so wichtig sind, mal ein kleiner Trick. Man nehme einen R1 und ein 30cm Lineal. Das Lineal kann man auf der Innenschiene so verschieben, dass die Festpunkte des Fahrwerks die Kreuzungspunkte von Schiene und Lineal sind. Und schon sieht man die Überhänge zwischen den Festpunkten nach innen und die Überhänge zu den Enden der Maschine nach außen. Kein Millimeter genaues arbeiten aber ein erster guter Eindruck. Zum Nachmachen: Länge der 59 ist 28cm in 1:45.


    Ich bewundere das großartige Wissen verbunden mit einem beachtliche Erfindergeist der Ingenieure von vor mehr als 100 Jahren.

    Dagegen sind wir (bin ich) nur ein ganz, ganz kleines Licht. Um so mehr sollte man versuchen, ihren Arbeiten so nah wie möglich zu kommen. Also bleibt der Innenraum der ersten 3 Radsätze frei für ein sichtbares, sich bewegendes Innentriebwerk. Punkt.


    be-el