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Antriebsproblem 2C1-Dampflok 757 (Ankerwicklung ändern)

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Antriebsproblem 2C1-Dampflok 757 (Ankerwicklung ändern)

Beitragvon FeinExpress » 21.01.2012, 17:36

Hallo,
vor etlichen Jahren hatte ich die sehr alte Gleichstromlok 757 erworben und dann eigentlich aufgegeben, da ich sie nicht richtig zum Laufen brachte. Die Lok lief immer erst mit sehr hoher Spannung an, vor allem in Kurven (und ist anschließend entsprechend schnell).
Mein VT50 und eine alte B-Lok sind in dieser Hinsicht auch nicht gut, haben aber doch günstigere Voraussetzungen, z. B. wegen geringerem Gewicht.

Ich habe die 757 mir jetzt wieder vorgenommen und weiterhin keine Ursache gefunden. Ich kann eigentlich ausschließen, dass es an folgenden Fehlermöglichkeiten liegt:
- Schwergängigkeit durch mangelnde Schmierung.
- Kohlen oder Federdruck; ich habe hier mit unterschiedlichem Federdruck experimentiert.
- Schmutz zwischen den Kollektorsegmenten; die Zwischenräume habe ich gereinigt.
- klemmendes Getriebe; mit ausgebautem Rotor habe ich die Leichtgängigkeit auch durch Drehen
von den Rädern her überprüft, zusätzlich an jeder Zahnradpaarung das Spiel separat geprüft.
- klemmende Kuppelstangen; in allen Radstellungen habe ich auf der Schiene die Kuppelstangen
auf das Vorhandensein eines minimalen Spiels geprüft (früher hatte ich sie auch komplett abgebaut).
- Streifen des Rotors am Magnetsegment; der Rotor läßt sich völlig frei ohne Berührung drehen.
- beschädigte Ankerwicklung; der elektrische Widerstand zwischen den 3 Kollektorsegmenten
liegt 2 x bei etwa 3,6 Ohm, 1 x bei 3,4 Ohm (etwas wenig für den Gleichstromrotor). Ein versuchsweise eingebauter anderer Rotor führte kaum zu einer Verbesserung.
- Magnetposition: müßte nach Bildervergleich o.k. sein (und sitzt straff).

Ich bin hier mit meinem Latein am Ende.
Was übersehe ich, denn ich kann mir nicht vorstellen, dass die Lok schon damals in den 50ern ladenneu so fuhr ?
Ist es vielleicht eine Schwächung des Magneten im Laufe der Zeit ? Dann gibt es aber vermutlich keine Abhilfe, denn ein anderes Segmentpaket und Magnet verhielt sich identisch.

Da ich keine Möglichkeit zu einer Getriebeänderung sehe, ohne dass dieses Sammlermodell dann keines mehr ist, habe ich daher einen Versuch mit einer Wicklungsänderung des Ankers gemacht.
Die kurze Theorie:
das Stillstandmoment, was zu erhöhen ist, hängt von der Windungszahl der Spule und von der Stromstärke ab (bei gegebener Permanentmagnetstärke).
Bei einer Erhöhung der Windungszahl steigt jedoch der ohmsche Widerstand, für eine gleiche Stromstärke wäre somit auch der Drahtdurchmesser zu erhöhen. Daher ist der steigende Platzbedarf für die Spule das Kriterium, wollte man die Stromstärke beibehalten.
Zu beachten ist dabei auch die erreichbare Drehzahl: mit einer Erhöhung der Windungszahl steigt entsprechend die sogenannte Gegeninduktivität; sie wirkt der angelegten Spannung entgegen. Mehr Windungen lassen die Drehzahl somit sinken, was bei diesem Motor aber erwünscht ist.

Meine Auswahl fiel auf den Drahtdurchmesser 0,10 mm (Kupferlackdraht Conrad-Nr. 607525-62). Dieser scheint minimal dünner zu sein als der Originaldraht. Mit Hilfe einer Nagelschere wurde die alte Wicklung abgenommen. Um mehr Platz für die Spule zu schaffen, habe ich auf der Ritzelseite (dort entsteht die Engstelle zur Motorplatte) mit einer Minibohrmachine und Schleifscheibe die dicke Isolierung weggenommen, aber auch bewußt etwas ins Metall geschliffen. Versehentlich so weit, bis die 1. dünne Metalllage abging, was dann also an allen 3 Auslegern so gemacht werden mußte. Die scharfen Kanten müssen mit der Schleifscheibe noch entschärft werden, immer auf Abstand zum Ritzel achten. Isoliert wrd dann mit feinem Pinsel und Uhu Plus, welches sich mit Warmmachen des Rotors und des Klebers (Föhn) fast wie ein Lack auftragen läßt.
Nach der Trocknung (im Backofen, sonst 1 Tag später) wird der Draht an die 1. Lötstelle angelötet (dazu den Draht leicht anschaben) und mit dem Wickeln begonnen. Mein Ziel waren 18 Ohm an der Einzelspule (entspricht ca. 12 Ohm später am fertigen Rotor zwischen den Segmenten, da dann ja eine Parallelschaltung zu den beiden anderen Spulen entsteht). Zur Kontrolle wird nach einiger Zeit der Lack an einer Stelle minimal geschabt (bloß nicht den Draht abreißen) und mit dem Fluke der Widerstand zur Lötstelle geprüft.
Sinngemäß wird dies an allen 3 Auslegern wiederholt, die Wickelrichtung darf natürlich nicht geändert werden. Es hört sich langwieriger an, als es ist. So manche Bastelarbeit dauert weit länger.
Das Wickeln sollte wegen dem Platzproblem aber möglichst gleichmäßig erfolgen. Die 1. Spule bestimmt dabei den Widerstand, der dann für die beiden Folgespulen vorgegeben ist.
Wer will, kann noch auswuchten (ich habe es gemacht): den Anker auf 2 Rasierklingen legen, so dass die schwerste Seite immer nach unten läuft. Gegenüberliegend ein entsprechendes (winziges) Stückchen Blei gegen das Segment kleben; zunächst zum Ausloten nur mit Fett fixieren. Wenn die Austrimmung paßt, richtig verkleben. Dies ist aber mühsam, ich glaube, es lohnt nicht (der Kleber muß ja auch wieder erst aushärten).

Der Anker wird mit der dünnen Distanzscheibe am Ritzel (beim Ausbau schon darauf achten und sichern) wieder montiert und auf Freigängigkeit geprüft.

Das Ergebnis: Die Lok läuft jetzt in der Ebene immerhin meist bei etwa 3,5 V an (mittlere Spannung, mit Drehspulmeßgerät und Halbwellentrafo 5503 gemessen).
Sie läuft langsamer und mit weniger Geschwindigkeitsabfall durch Kurven und Steigungen; paßt auch sonst mit verringerter Stromaufnahme besser in einen Anlagenbetrieb. Die umgerechnete Höchstgeschwindigkeit liegt unbelastet noch bei ca. 160 km/h.
Meine Wickelrichtung war allerdings falsch; die Lok lief andersherum. Dies habe ich nachträglich an den Motoranschlüssen korrigiert (Masseverbindung ist aufzutrennen, 1 Kabel ist zu verlängern).

Gibt es von Euch Erfahrungen zu diesem Motor bzw. dieser schweren Uralt-Lok ?
Gab es vielleicht schon einmal Austauschanker, so dass ich mir die Mühe hätte sparen können ?

Viele Grüße
Uwe
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Re: Antriebsproblem 2C1-Dampflok 757 (Ankerwicklung ändern)

Beitragvon PaTrix » 23.01.2012, 23:02

Hallo Uwe,

Der pure Zufall will es, dass ich auch gerade eine 757 in der Revision hatte. Ich habe dies allerdings nur nach Notwendigkeit erledigt, also Lager ölen, Zahnräder fetten, und noch die eine oder andere Arbeit (2 Puffer und 2 Haftreifen, sowie auch Schleiferplatte und Schleifer ergänzen) erledigt. Ich habe bewusst auf eine grosse Zerlegung verzichtet, weil ich den Aufwand nicht betreiben wollte.

Die Lok lief schon vorher - mit Quitschen - und läuft jetzt quitschfrei für meine Verhältnisse zufriedenstellend. Dass sie in den Kurven - auf Bakelitgeleisen - etwas verlangsamt - gehört zur Eigenheit und zur Natur dieser Lok mit Umbau-Motor.
FeinExpress hat geschrieben:...
Gibt es von Euch Erfahrungen zu diesem Motor bzw. dieser schweren Uralt-Lok ?
Gab es vielleicht schon einmal Austauschanker, so dass ich mir die Mühe hätte sparen können ?
...

Ja, in der Tat gab es für die Loks mit Umbau-Motor jeweils eigene Läufer bzw. Anker. Diese hatten die Ersatzteil-Nummer 30/1/7 und waren "gelb" markiert zur Unterscheidung der Läufer für Wechselstrom, welche "rot" markiert waren.

Hier wenige Bilder zu diesen Läufern zusammen mit der Packung. In der Mitte zum Vergleichen ein "roter" WS-Läufer, jeweils links und rechts flankiert von einem "gelben" GS-Läufer. Die gelbe Farbe bei den GS-Läufern ist leider nur noch ansatzweise zu erkennen, während dem der "rote" WS-Läufer deutlich als solcher markiert ist.

TE_757_BR03_Läufer_Gleichstrom_gelb 003.jpg
GS-Läufer für 757 und andere (I)

TE_757_BR03_Läufer_Gleichstrom_gelb 004.jpg
GS-Läufer für 757 und andere (II)

TE_757_BR03_Läufer_Gleichstrom_gelb 006.jpg
GS-Läufer für 757 und andere (III)

Beim verwendeten Kupferdraht kann ich keinen Unterschied im Durchmesser erkennen. Die Wicklungsdicke ist auch etwa gleich. Die GS-Läufer sind jedoch besser gegen die Ankerflügel isoliert und die Befestigungslaschen sind ausgeprägter als beim WS-Läufer. Zudem sind die GS-Läufe von Haus aus so gewickelt und verlötet, dass der Vor- und Rückwärts-Lauf der GS-Lok mit der Bedienung stimmig ist.

Übrigens: beide GS-Läufer sind leider defekt und harren darauf, ihrerseits neu gewickelt zu werden. Du siehst deutlich die abstehenden Drähte bei beiden GS-Läufern. Dachte mir jedoch, dass die Bilder und die Ersatzteilschachtel hilfreich sein könnten. Vielleicht findest Du solche in der Bucht... :wink:

Bedenke auch, dass die Lok zwei Frontlichter hat. Diese beiden "Verbraucher" sind zwar gering, können aber die Leistung der Lok zusätzlich zur Verlangsamung beeinflussen.

Mit TRIXigen Grüssen
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Re: Antriebsproblem 2C1-Dampflok 757 (Ankerwicklung ändern)

Beitragvon FeinExpress » 26.01.2012, 23:51

Hallo PaTrix,

vielen Dank für Deine Hinweise.
Ich schließe auch aufgrund Deiner Farbangaben jetzt nicht aus, dass in meiner Lok ein WS-Läufer eingebaut war, warum auch immer.
Die Wicklungs-Kennwerte sind etwas unterschiedlich zu einem GS-Läufer, das habe ich einmal so gelesen (WS: < 4 Ohm zwischen den Segmenten; GS: über 4 Ohm).
Meine Werte waren ja recht gering, jedoch habe ich keine Wechselstromläufer zum Vergleichen.

Der Unterschied zu den moderneren Rundmotoren z. B. von Fleischmann ist aber schon drastisch, ein von mir ausgebauter Fleischmann-Anker aus den 80ern (im Austausch gegen den sündhaft teuren "Schwungmassenanker") zeigte 12 Ohm zwischen den Segmenten.
Daher war das mein Ziel für die Neuwicklung.

Viele Grüße
Uwe
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Re: Antriebsproblem 2C1-Dampflok 757 (Ankerwicklung ändern)

Beitragvon Ralf » 27.01.2012, 18:26

Hallo Uwe,

wenn Du 4Ohm messen kannst, hast Du einen WS-Rotor. Die GS-Ausführung hat deutlich mehr, ich denke, es sind auch so um die 10-12 Ohm.

Viele Grüße
Ralf
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Re: Antriebsproblem 2C1-Dampflok 757 (Ankerwicklung ändern)

Beitragvon Peter Hess » 27.01.2012, 21:28

Hallo Uwe

Folgende Meßergebnisse kann ich mitteilen:

Wechselstromanker rot markiert +/- 3,5 Ohm linkes Bild

Gleichstromanker gelb markiert +/- 14 Ohm rechtes Bild

Ich hoffe hiermit zu etwas mehr Klarheit verhelfen zu können.

MfG Peter Hess
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Re: Antriebsproblem 2C1-Dampflok 757 (Ankerwicklung ändern)

Beitragvon Georg » 27.01.2012, 23:55

Peter,

vielen Dank für Deine Bemühungen, Klarheit zu schaffen. Festhalten sollten wir: da die Anker unterschiedliche Drahtstärken und Windungszahlen haben, messen wir verschiedene Werte.

Aber man sollte den gemessenen Werten keine zu große Bedeutung beimessen. Eine Ankerwicklung/Spule kann man allenfalls auf Stromdurchgang prüfen. Die Ankerwicklung besteht aus Kupferdraht, der zu Isolierung einen hauchdünnen hitzebeständigen Lacküberzug hat. Es ist kein Widerstandsdraht, wie er zum Beispiel in einer Glühlampe oder einer Herdplatte steckt.

Wenn man an zwei der drei Kollektorlamellen den „Widerstand“ mißt, ohne die Anschlußdrähte zu den Wicklungen abzulöten, mißt man gleichzeitig alle drei Ankerwicklungen. Wobei zwei Wicklungen in Reihe geschaltet sind.

Zum besseren Verständnis unterstellen wir, daß es sich bei den drei Ankerwicklungen um drei im Dreieck geschaltete Widerstände handelt. Dann kann man aus dem Meßergebnis auf die Werte der drei Widerstände schließen.

Jeder Ankerwicklung, äh ... Widerstand soll einen Widerstand von 10 Ohm haben. Zunächst denken wir nur an die zwei in Reihe geschalteten Widerstände. Sie habe zusammen (10 +10) 20 Ohm und können als ein einziger Widerstand betrachtet werden. Und dazu ist parallel der dritte Widerstand mit 10 Ohm. Wir müssen also berechnen, welchen Widerstand zwei parallel geschaltete unterschiedliche (20 und 10) Widerstände haben.

Für die beiden in Rehe geschalteten Wicklungen schreiben wir 1/20, für die einzelne Wicklung schreiben wir 1/10. Die Brüche müssen gleichnamig gemacht werden. Wir schreiben also 1/20 und 2/20.

Wir addieren 1/20 und 2/20 und erhalten 3/20. Da wir den Widerstand unten geschrieben haben, müssen wir jetzt rechnen:
20 geteilt 3: das sind 6,67
D. h. wenn wir am Kollektor 6,67 Ohm messen , dann hat jede einzelne Ankerwicklung einem Widerstand von 10 Ohm.

Hat die einzelne Ankerwicklung einen Widerstand von 15 Ohm ergibt sich folgende Rechnung:
1/30 plus 1/15 sind zusammen 3/30
30 geteilt durch 3 = 10
Gemessen wird in diesem Fall am Kollektor 10 Ohm.

Man kann den Widerstand auch aus der Spannung und Stromaufnahme errechnen:

Bei einem unbelasteten, laufenden Motor messen wir bei 12 Volt eine Stromaufnahme von 100 mA.
Die Formel für die Bestimmung des Widerstandes(R) lautet
R (Ohm) = U (Volt) geteilt durch I (Ampere)
Also 12 geteilt durch 0,1 ist 120.

Nanu, nun hat der (laufende!) Anker einen Widerstand von 120 Ohm?

Ja, und wenn man den Motor mit einem Zug richtig belastet und eine Stromaufnahme von 300 mA angezeigt wird, hat der Anker nach der Widerstandsformel einen Widerstand von 40 Ohm. Was ist denn nun richtig?

Nichts! Was ich mit den Beispielen sagen will: man kann den Widerstand eines Ankers nicht messen, weil es kein Ohmscher Widerstand ist. Mit einer Widerstandsmessung kann man allenfalls prüfen, ob noch Strom durch die Ankerwicklungen fließt. Mehr nicht.

Nur wenn der gemessene Widerstand auffällig niedrig ist, ist wahrscheinlich die Lackisolierung verbrannt und die Wicklung besteht nur noch aus „einer“ Windung. Aber das kann man auch riechen. Wegen der schlechteren Kühlungsmöglichkeiten der inneren Windungen brennt eine Wicklung von innen her durch. Auch wenn äußerlich noch nicht zu sehen ist, kann der innere Teil der Wicklung schon verbrannt sein. Einfach dran riechen.

Motore, deren Wicklungen erst teilweise durchgebrannt sind, laufen noch. Sie haben aber kaum noch Kraft und werden in wenigen Sekunden sehr heiß und der Zerstörungsprozeß schreitet weiter voran.

Wie schon geschrieben: die Ankerwicklung ist nur ein dünner, langer Kupferdraht, der bedingt durch seine Dünnheit und Länge dem Meßstrom einen gewissen Widerstand entgegensetzt. Das darf man nicht mit dem Widerstand etwa einer Glühlampe oder eines Bügeleisen vergleichen.

Uwe erwähnte im Eingangsposting eine Drahtstärke von 0,10 mm. Bei einem Gleichstrom-Anker für den Umbau-Permamotor der E94 wurde in einer Fachwerkstatt eine Original-Drahtstärke von etwa 0,18 mm gemessen. Da heute diese Drahtstärke nicht mehr üblich ist, fiel die Wahl auf einen Draht von 0,19 mm Durchmesser.

Nimmt man einen dünneren Draht, gehen mehr Windungen auf ein Ankerhorn. Bei unverändeter Windungszahl fällt die Wicklung kleiner aus. Es besteht die Gefahr, daß die Wicklung überlastet und sehr heiß wird - mit der Gefahr des Durchbrennen. Ist der gewählte Draht so dünn, daß man die doppelte Anzahl an Windungen auf ein Ankerhorn aufwickeln kann, braucht der Motor die doppelte Betriebsspannung (bei halbierter Stromaufnahme), um die gleiche Drehzahl zu erreichen.

Bei den alten Umbau-Permamotoren (wie in der 757 eingebaut) sollte man auch den Feldmagneten prüfen. Nach so vielen Jahren können sie ihre Magnetkraft verlieren.

Viele Grüße Georg
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Re: Antriebsproblem 2C1-Dampflok 757 (Ankerwicklung ändern)

Beitragvon FeinExpress » 28.01.2012, 16:27

Hallo zusammen,

so, jetzt ist es 100 %ig: in meiner Lok war ein Wechselstromläufer drin.
Die Laufeigenschaften eines solchen Zwitteraufbaus sind mehr als bescheiden.

Es hätte theoretisch noch sein können, dass die falschen Widerstandswerte durch zufällig lauter ähnlicher Windungsschlüsse zustande kamen, doch die Bilder von Peter (auch bei PaTrix war es schon sichtbar) zeigen außer dem Farbunterschied den eindeutigen Unterschied im Aufbau:
beim WS-Läufer sind die Anschlußdrähte von den Lötstellen zunächst Richtung Rotorwelle geführt und werden dort mit einer optisch auffälligen Fadensicherung gegen die Fliehkraft bei hoher Drehzahl geschützt, beim GS-Läufer gibt es das nicht.

So sieht man also auch im eingebauten Zustand sehr gut, um welchen Läufer es sich handelt
(Widerstandsmessungen eingebaut an den Polkappen funktionieren wegen der hohen Übergangswiderstände an den Kohlen nicht, die Segmentzwischenstege dürften dabei auch nicht unter den Kohlen liegen).

Die Ausführung von Georg ist schon klar; der Wert der Einzelspule ist nicht zu verwechseln mit dem Wert zwischen den Segmenten (rechnerisch hätte mein Fleischmann-Anker dann 18 Ohm einzeln bei 12 Ohm zwischen den Segmenten). Und in einem laufenden Motor baut sich im Magnetfeld natürlich eine Gegeninduktivität auf, die alles verfälscht.

Zur Prüfung eines ausgebauten Ankers genügt damit aber auch die Messung zwischen den Segmenten, ich nenne diesen Wert jetzt zwecks Eindeutigkeit "Segmentwiderstand".

Aus meiner Gleichstrom-B-Lok habe ich nun auch den Anker herausgeholt, ich kann`s nicht lassen:
Gemessener Segmentwiderstand : 2 x 13,5; 1 x 27,0 Ohm.
Ja wunderbar, eine Spule ist also kaputt; die 27 Ohm sind nur die Reihenschaltung der beiden intakten Spulen; wenigstens ist es hier der richtige GS-Läufer.
Dass diese Lok überhaupt lief, sehr erstaunlich.

Die Reparatur ging schnell: direkt an der Lötstelle war ein Draht ab. Die Faden-Sicherung der WS-Läufer hatte wohl seinen Grund.

Ich bin sicher, dass jetzt alles o.k. an diesem Läufer ist.
Der Segmentwiderstand jetzt: 3 x 9,0 Ohm (mit gereinigten Stegen zwischen den Segmenten)

Peter: falls Dein Wert 14 Ohm der Segmentwiderstand ist, dann gäbe es ja 2 unterschiedliche Ausführungen des GS-Läufers. Deiner hätte vermutlich die Charakteristik für niedrigere Drehzahlen.
Dafür spricht auch, dass bei mir auch die Lötfahnen sehr viel kürzer sind als auf Deinem Bild, was wohl auch den Schaden begünstigt hat.

Alles in Allem frage ich mich, wieviel faule Anker es wohl in unseren ganz alten Loks gibt.

Viele Grüße
Uwe
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Re: Antriebsproblem 2C1-Dampflok 757 (Ankerwicklung ändern)

Beitragvon PaTrix » 01.02.2012, 23:59

Hallo Uwe,
FeinExpress hat geschrieben:...
so, jetzt ist es 100 %ig: in meiner Lok war ein Wechselstromläufer drin.
Die Laufeigenschaften eines solchen Zwitteraufbaus sind mehr als bescheiden.
...
Die Reparatur ging schnell: direkt an der Lötstelle war ein Draht ab. Die Faden-Sicherung der WS-Läufer hatte wohl seinen Grund.
...
Alles in Allem frage ich mich, wieviel faule Anker es wohl in unseren ganz alten Loks gibt.
...

Prima, weil Du eine Lösung zur Reparatur gefunden hast und Dein Wissen darum mit uns geteilt hast! Das gilt natürlich für alle, die hier dazu beigetragen haben. :)

Ich habe auch dazu gelernt, obwohl ich mir nie die Mühe gemacht hätte, um den Läufer mit dem Ohm-Meter exakt auszumessen. Wenn ein Läufer nicht mehr tut, dann ersetze ich ihn einfach passend aus einer Schrottlok. Meistens sind die Läufer - nach meiner Erfahrung - zu 90% "intakt"(!). Also nach dem Prinzip: "Probieren, geht über studieren!" ... :wink:

Meine Kenntnisse zu Ohm-Metern gehen nur soweit, als dass ich darum weiss, dass ein Ohm-Meter zu Prüfung herangezogen werden kann, dafür, ob die Wicklung bzw. ein Draht durchgehend intakt ist oder nicht. Dies habe ich nicht bei TRIX-Läufern kennengelernt, dafür bei 800m-Kabelrollen für die mobile Telefonie. (N.B. Zu Zeiten als gerade das "Rauchzeichen-geben" abgeschafft wurde!) :!:

Die Begeisterung der Kunden zur Umbau-Lok BR03 (Art.-Nr. 757) war nicht "berauschend". Das Angebot war ja 1953 nur eine Notlösung, um auch für das GS-Programm eine "grosse" Dampflok zu haben. Schon 1957 wurde die Lok dann durch die BR01 (Art.-Nr. 204 bzw. 2204) mit dem "neuen" Permamotor abgelöst. Die GS-Lok BR03 ist deshalb auch nicht häufig zu finden. Mir gefällt an der Lok vor allem, wie die Windleitbleche mittels Schrauben montiert sind. Nicht gerade etwas für das "scharfe" Auge, aber sehr zweckmässig. Wer schon einmal versucht hat bei einer 20/57 oder bei einer 2204 die Windleitbleche auszuwechseln, weiss was ich damit meine... :?

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Re: Antriebsproblem 2C1-Dampflok 757 (Ankerwicklung ändern)

Beitragvon FeinExpress » 03.02.2012, 23:24

Hallo PaTrix,

ich bedanke mich sehr für Deine Antwort.
Ich bin ja noch neu hier im Forum (aber Expressler schon seit langer Zeit) und freue mich daher über die Rückmeldungen umso mehr.

Viele Grüße
Uwe
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Re: Antriebsproblem 2C1-Dampflok 757 (Ankerwicklung ändern)

Beitragvon trixpepo » 15.12.2014, 18:09

Hallo TrixFreunde,

auch ich habe kürzlich eine 757 erworben (die 20/59 habe ich schon). Sie ist noch recht gut im Zustand, nur das Vorläufer Gestell und die B-Räder zeigen etwas Risse.
Nach einer Reinigung und Durchölung, Rotor gereinigt und durchgemessen (immer 10 Ohm) läuft sie etwas langsam wie ich finde. Die Vorläuferachsen und die Tenderachsen könnten leichter laufen aber ich möchte vorn die Räder nicht abziehen und am Tender bekomme ich die Achsen auch nicht raus (oder mit Trick?). Das Gestänge läuft frei mit Spiel.
Sie fährt bei voller Spannung etwa ihre eigene Länge pro Sekunde. Wäre das so in Ordnung?
Viele Grüße
Klaus
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Re: Antriebsproblem 2C1-Dampflok 757 (Ankerwicklung ändern)

Beitragvon PaTrix » 16.12.2014, 18:05

Hallo Trixpepo,
trixpepo hat geschrieben:...auch ich habe kürzlich eine 757 erworben (die 20/59 habe ich schon). Sie ist noch recht gut im Zustand, nur das Vorläufer Gestell und die B-Räder zeigen etwas Risse.
Nach einer Reinigung und Durchölung, Rotor gereinigt und durchgemessen (immer 10 Ohm) läuft sie etwas langsam wie ich finde. ...

Hmm, hast Du die gewartete 757 schon gegen die 20/59 fahren lassen?! Sind beide gleich schnell, oder welche wäre dann schneller?!

trixpepo hat geschrieben:... Die Vorläuferachsen und die Tenderachsen könnten leichter laufen aber ich möchte vorn die Räder nicht abziehen und am Tender bekomme ich die Achsen auch nicht raus (oder mit Trick?). Das Gestänge läuft frei mit Spiel. ...

Die Tenderdrehgestelle sind nach "alter" Manier zusammengestellt. Die Achsen lagern in einem Blechgestell. Auf den Seitenwänden sind die Achslager als Gussteile mit Blechlaschen fixiert! Wenn Du also die Radsätze austauschen möchtest, dann muss Du vorsichtig die Laschen aufbiegen, die Gusswangen wenigstens auf einer Seite auslösen - Vorsicht! Könnten wegen des Alters und wegen allfälliger Risse auch brechen!! - und dann das Blechgestell leicht aufbiegen, sodass die Radsätze entfernt werden können. Zusammenbau in umgekehrter Reihenfolge! :wink:

trixpepo hat geschrieben:... Sie fährt bei voller Spannung etwa ihre eigene Länge pro Sekunde. Wäre das so in Ordnung?

Ich mache jetzt 'mal folgende Rechnungen auf zwei verschiedene Arten:

(1) Lok 757 mit Tender: Länge = 27,1 cm = 0,271 m. Nach Deiner Angabe legt die Lok diese Distanz in einer Sekunde zurück, also mit einer Geschwindigkeit von 0,271 m/s. Umgerechnet in Km/Std. =>> x 3'600 (x 60 Sek. x 60 Min.), damit 0,271 m x 3'600 =>> 975,6 m/Std bzw. 0,9756 Km/Std. Das ist jetzt nur die "Modellgeschwindigkeit" im Massstab HO 1:87, also nochmals mit 87 mulltipliziert =>> 84,8772 Km/Std.

(2) BR 03 max. Geschwindigkeit: ca. 125 Km/Std. "Heruntergerechnet" =>> 125'000 m : 3'600 =>> 34,72 m/s. Dies ist noch nicht die Modellgeschwindigkeit im Masstab HO 1:87, also noch geteilt durch 87 =>> 0,3991 m/s bzw. 39,91 cm/s.

Hmm, da ist im Vergleich von (1) und (2) also schon noch eine Differenz vorhanden... :?

Was tun? - Ich würde nochmals den Läufer untersuchen, ob zwischen den Kontaktflächen am Rotor keine Abriebreste vorhanden sind, und ebenfalls die Qualität von Kohlen und Kupfergaze in den Bürstenlagern! Allenfalls auch den jeweiligen Anpressdruck der beiden Federn! :)

Häppi TRIX EXPRESS!

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Re: Antriebsproblem 2C1-Dampflok 757 (Ankerwicklung ändern)

Beitragvon FeinExpress » 16.12.2014, 23:20

Hallo trixpepo,

eine Loklänge pro sec ist zu langsam.

Ich habe eben nochmal an meiner Lok nachgemessen und kam auf umgerechnet knapp 150 km/h, wobei an der Schiene im entsprechenden Abschnitt 13,5 V anlagen.
Sie ist mit der Rotoränderung wie beschrieben aber nicht gerade repräsentativ für eine 757. Ich gehe davon aus, dass eine originale 757 eher noch etwas schneller läuft, denn bei mir sind durch den dünnen Rotordraht eher etwas mehr Windungen auf dem Rotor, was ihn gewollt verlangsamt.

Die von Patrix genannten 125 km/h als Höchstgeschwindigkeit im großen Vorbild wurden von unseren kleinen Trix-Loks umgerechnet meist sogar noch weit übertroffen.

An Deinen 85 km/h paßt also etwas nicht.

Ist die Spannung an der Schiene im Bereich der Meßstrecke mit > 12 V in Ordnung ?
(vor allem die alten Pappschwellengleise hätten einige Verluste über längere Abschnitte)

Auch brauchst Du wenigstens 2 m gerade Schiene für eine ausreichend genaue Messung.

Viele Grüße
Uwe
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Re: Antriebsproblem 2C1-Dampflok 757 (Ankerwicklung ändern)

Beitragvon trixpepo » 18.12.2014, 20:22

Hallo und danke für die Hinweise.

Den Rotor habe ich an den Kontaktflächen gereinigt. Sieht aus wie neu.
Verwende 2 Kohlen. Der Anpressdruck ist auch optimal. Da lässt sich keine Drehzahl generieren.

Die anliegende Spannung war auch OK. Neusilbergleise.
Den Vergleich mit der 20/59 mache ich noch. Aber die hat ja auch den anderen Motor.
Ist der Permanentmagnet evt. geschwächt?
Viele Grüße
Klaus
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Re: Antriebsproblem 2C1-Dampflok 757 (Ankerwicklung ändern)

Beitragvon Roman Favero » 19.12.2014, 00:56

Hallo Trixpepo
Ich möchte Dir vorschlagen die Leistung zu messen. Die Geschwindigkeit sagt noch nicht so viel aus, denn die Übersetzung ist bei verschiedenen Typen ja nicht gleich. Mit einer Leistungsmessung bekommst du die Antwort ob die Lok in der Toleranz ist. Meine 757er zieht statisch (bis die Räder durchdrehen) ca. 165g, rückwärts ca. 140g. Dynamisch habe ich keine Messung durchgeführt. Das sind realistische Werte. Es könnte noch etwas mehr sein wenn die Radreifen neu wären. Aber dann ist die Gefahr einer Überlastung des Motors/Rotors rel. gross. Es gibt bei mir keine original TE-Lok die mehr als 250g Leistung hat. Wenn eine Lok einen mechanischen Defekt (Anker, Getriebe, Magnet) hat sinkt immer die Leistung am Haken.
Wenn du in den Kleinanzeigen suchst wirst du einen Messwagen finden. Damit lässt sich eine stichhaltige Messung und Aussage machen. Ich staune, dass die Modellbahner die Geschwindigkeit bzw. die Leistung einer Lok immer noch schätzen. Es wird Zeit sich mit Messwerten zu beschäftigen. Dann können verschiedene Modellbahner miteinander auf einer Grundlage diskutieren die vergleichbar sind.
mit vertrixten Grüssen
Roman Favero
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Re: Antriebsproblem 2C1-Dampflok 757 (Ankerwicklung ändern)

Beitragvon FeinExpress » 20.12.2014, 17:41

Ist der Permanentmagnet evt. geschwächt?

Hallo trixpepo,

die Antwort dazu ist ein klares Jein;
oder ein „es kommt darauf an“.

Für den Grund dieser Zweideutigkeit müssen wir etwas Theorie dazu ansehen, damit man sieht , warum so unklar.

Durch ein geschwächtes Magnetfeld würde die Motor-Kennlinie –in einem Diagramm als Drehmoment über der Drehzahl aufgetragen- verändert. Sie ist praktisch eine Gerade und würde flacher werden.

Im Drehzahlpunkt Null (blockierter Motor, Anfahren) wäre das Drehmoment bei einer bestimmten anliegenden Spannung niedriger. Es ist ja u. a. das Produkt aus der Stromstärke –die hier noch gleich bleibt- und dem Magnetfeld, das geschwächt ist.

Die Leerlauf-Höchstdrehzahl bei freiem unbelastetem Motor (kein abgegebenes Drehmoment) wäre dagegen höher.

Das liegt daran, dass im drehenden Rotor eine sogenannte Gegeninduktivität als Spannung aufgebaut wird, die der anliegenden Spannung vom Trafo entgegenwirkt.
Die Gegeninduktivität steigt mit der Drehzahl in einem Permanent-Magnetfeld, aber sie sinkt bei Schwächung des Magnetfeldes.
Wenn die Gegeninduktions-Spannung mit der steigenden Drehzahl gleich hoch zur anliegenden Spannung geworden ist, dann ist die theoretische Leerlauf-Höchstdrehzahl erreicht.
Somit wird erst durch eine erhöhte Drehzahl das verringerte Magnetfeld kompensiert.
Die Lager- und Kohlenreibung reduziert die Höchstdrehzahl dann noch geringfügig (geschätzte 15 %) auf die reale Leerlaufdrehzahl.

Beim Antrieb dieser schweren Lok kommt zwar auch in Solofahrt noch einiges an Lok-Reibung dazu, aber solange das Magnetfeld nur moderat geschwächt wäre, würde sie aufgrund der Theorie schneller werden, da man bildlich rechts vom Schnittpunkt der beiden Motor-Kennlinien liegt (die Wirkung wäre übrigens genauso wie bei einer schnelleren Getriebeübersetzung).

Erst bei sehr starker Schwächung des Magnetfeldes –was bei diesem Motor aber leider gut vorstellbar ist- und dazu hoher Lokreibung würde die Lok auch bei Solofahrt dagegen langsamer werden (man liegt dann links vom Kennlinien-Schnittpunkt).

In diesem Fall würde die Lok aber extrem empfindlich auf angehängte Zuglasten und / oder Steigungen reagieren, sie wäre bei den kleinsten Belastungen am Ende und würde stehenbleiben bzw. nicht anfahren.
Damit kannst Du nun wenigstens „ungefähr“ selbst beurteilen, ob das Magnetfeld die Ursache sein kann.

Ich habe übrigens auch einmal gehört, dass das Blechpaket vom Stab-Magneten immerhin so stark bleibend magnetisiert und polarisiert ist, dass ein späteres versehentliches falsch herum Einbauen des Magneten sehr ungünstig wäre.


Viele Grüße
Uwe
FeinExpress
 
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