Der lustige Modellbauer
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Test von Spur 0 Fahrzeugen

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Test von Spur 0 Fahrzeugen

Beitrag von Jürgen(S) am Di 02 Jan 2018, 20:19

Der MOB Test
Schon vor fast 10 Jahren begann ich mit den Test meiner Spur 0 Fahrzeuge.
Was ist denn wichtig bei einem Fahrzeug?
Was ich zwar teste –ist die Kurventauglichkeit – da die MOB Anlage vorschreibt R-800 – aber das geht nicht aus den folgenden Testberichten hervor. Dahingegen ist ja wichtig, wie viele Wagen kann ich dranhängen? wie Groß ist die Strombelastung – reicht der Transformator aus?
Die ersten Messungen machte ich mit einer alten Briefwaage ….


Nun was besagte dieser Wert – wie viel die Lok ziehen konnte und Erwahrungswerte die ich gesammelt hatte ergaben – ein Wagen mit guter Laufeigenschaft ,gebrauchte 5 Gramm Zugkraft auf gerader Strecke (ohne Steigung ) ,was sich aber schon bei 3% Steigung auf das 10 fache erhöhte –wenn der Wagen sein Normgewicht ( =Länge des Wagens in mm gleich Gewicht in Gramm) nicht übersteigt .
Die zweite  Testserie baute auf das gleiche Prinzip – aber auch hier fehlten Angaben über die Strombelastung.


Erst bei der 3ten Testserie hatte ich mir ein passendes Messgerät besorgt, und das Messresultat vereinfacht – indem ich die Messstrecke auf 3% einstellen konnte –und die Lok einen Gewichtswagen erhielt – beladen wurde mit Gewichten bis die Räder bei 16 Volt durchdrehten. Das Gewicht mit ca. 50 Gramm vermindert wurde –neuer Test – die Räder drehen nicht mehr durch.
Das sind die Werte die im Testprotokoll eingeschrieben werden .Weiter werden die Daten am Stromgerät abgelesen und im Protokoll vermerkt.
Natürlich alles im analogen Betrieb .


Eigengewicht der Lok – Einwerkung auf die Zugkraft der Lok – wie spätere Testblätter zeigen – gleiche Lok – Verschiedene Antriebe und Eigengewicht geben große Unterschiede in der Zugkraft .Dazu später mehr .
Was aber auch wichtig ist –die Amperebelastung – besonders wenn die Loks auch für den digitalen Betrieb vorgesehen ist .Daher ist es wichtig wenn die Ampere Belastung nicht über 1 A Liegt.
Hier mal 2 Beispiele . Habe mir gerade von MRT eine BR146 (Veolia)gegönnt.( Mein eigenes Weihnachtsgeschenk 2017)
Ein schönes Modell –mit vielen „Eigenschaften“ und Bedienungsmöglichkeiten –wenn man das USA DCS System hat – soll aber auch (mit Schalter auf DCC) umgestellt werden können .(das werde ich später testen)……
Und als Vergleichsmodell vom gleichen Hersteller ein unmotorisiertes Modell, welches ich auf Faulhabermotor umgebaut habe (als analog Lok)-und dadurch die Strombelastung von 1,8 A auf 0,4A  runter gebracht.
(wir brauchen ja keine Weichenheizung )




Ja und hier noch die neueste Lok 2017 .

Nächstes mal geht es dann weiter mit meinen Testberichten .
Mit freundlichen Grüßen
Jürgen(S)  
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Re: Test von Spur 0 Fahrzeugen

Beitrag von bluetrain am Mi 03 Jan 2018, 15:25

Hallo Jürgen,
das ist hochinteressant. Insbesondere, wenn man Änderungen und Umbauten an Fahrzeugen vornimmt - möchte man ja schon wissen, ob es nun wirklich besser, oder eher schlechter geworden ist. Bei Digitalfahrzeugen kommen dann ja noch jede Menge Parameter hinzu - manche Auswirkungen sieht man, aber bei den meisten wäre es schon schön, das auch messen zu können. Und - man könnte auch sehen, ob das Fahrzeug "altert" oder fällig zur Wartung ist (Stromverbrauch steigt, Zugkraft lässt nach), wenn man die Messungen turnusmäßig wiederholt.

Ich habe in der Schublade ein ähnliches Projekt liegen. Die Idee ist, so einen Kraftmesser (z.B. Wägezellen aus einer Küchenwaage...) zusammen mit einem Mikrorechner (Arduino ?)  in einen Waggon einzubauen. Wenn das z.B. seine Messwerte über Bluetooth an meinen PC funkt, ... könnte man ... nun, ich bin noch bei der Grundlagenforschung. H0 als Massstab macht das Ganze nicht einfacher. Aber dein Beitrag gibt mir Mut, da weiterzumachen !

Funktioniert die Strommessung eigentlich auch im Digitalbetrieb ?
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Re: Test von Spur 0 Fahrzeugen

Beitrag von Jürgen(S) am Mi 03 Jan 2018, 18:19

Hallo Jürgen
zu deiner Frage- Strommessung im Digitalbetrieb ? Glaube ich nicht - da immer eine konstante Spannung anliegt -die Geschwindigkeit durch die Pulsbreite gesteuert wird und ob es Spannungsmesser für digital + Amper gibt weiss ich nicht .
Bei meinem heutigen Messmetoden werden daher die maximalen Anforderungen getestet - bei 0 sollte man nicht mehr als 3% Steigung bei der Anlage verbauen .(nicht beachtet werden also Belastungen die auch noch in Kurven auftreten)- Und ein weiterer Parameter ist dabei eigentlich auch der Achsenabstand bei langen 2 Achswagen z.B. - auch das wird nicht berücksichtigt .
Na mal sehen wie es mit deinen Ideen weitergeht.
mfg Jürgen(S)
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Re: Test von Spur 0 Fahrzeugen

Beitrag von Jürgen(S) am Do 04 Jan 2018, 15:34

Na dann mach ich mal weiter mit meinen Testbilder




















Nächstes mal dann mehr -Fragen ?
mfG
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Re: Test von Spur 0 Fahrzeugen

Beitrag von bluetrain am Do 04 Jan 2018, 22:08

Hallo Jürgen,
das sind ja interessante Werte ! Erstaunlich das die BR 80, die ja hier mit 730g eher ein Leichtgewicht ist, fast 4 Kilo auf der 3% Steigung wegschleppen (anfahren !!!) kann.
Erstaunlich auch, mit was für Massen und Strömen die 0-Bahner zu tun haben.

Was mich jetzt allerdings verwirrt ist der Begriff "Zugkraft". Wenn ich die Bilder richtig verstehe, verbirgt sich dahinter das Gewicht (besser die Masse) des Meßwaggons + Zusatzgewichten?
Oder ist die Kofferwaage hier auch noch irgendwo im Einsatz, um die Kraft am Zughaken der Lok zu messen ?

Eigentlich müsste man das Ding (die Kofferwaage aus der 2. Serie) an dem Meßwagen befestigen, und daran die Lok ankuppeln, dann hat man (nach Umrechnung) die Zugkraft am Haken in N, in diesem Falle
die für den Zug verbleibende max. Zugkraft beim Anfahren an 3% Steigung (ohne die Kraft (Leistung) , die die Lok für sich selbst verbraucht).

P.S. Ich habe heute festgestellt, das mein kleines SPROG-Kästchen nicht nur alle DCC Modelle programmieren und fahren kann,
sondern praktischerweise auch gleich den Strom mißt, den es ans Gleis abgibt. Ziemlich empfindlich, man merkt schon eine Änderung wenn man Licht anschaltet, die Pfeife betätigt, oder die Lok bremst.
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Re: Test von Spur 0 Fahrzeugen

Beitrag von Jürgen(S) am Do 04 Jan 2018, 23:05

Hallo Jürgen
richtig "Zugkraft" ist aus meiner Sicht ,was in Gewicht (gramm) am Zughaken hängt -dadurch bei 0 gleich die Zuglänge (bei Einhaltung der Normgewichte) ersehen kann .
Natürlich könnte man auch die "Kofferwaage" verwenden -was dann aber nicht den Rollwiederstand berücksichtigt .
Zeige gerne deine SPROG-arbeiten .
mfG
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Re: Test von Spur 0 Fahrzeugen

Beitrag von bluetrain am Fr 05 Jan 2018, 15:47

Hallo Jürgen,
das ist es, was ich mit "verwirrend" meinte. Die Zugkraft (eines Fahrzeugs) ist ein ziemlich klar definierter Begriff.
Das ist die Kraft, mit der das Fahrzeug in Fahrtrichtung zieht.
Und ab hier wird es kompliziert. Es gibt mehrere Möglichkeiten (und auch Streit über die sinnvollste Angabe) der Zugkraft (Klugscheiß ein):
1. Die theoretische Zugkraft (in Abhängigkeit z.B. von der Geschwindigkeit), die sich aus dem angegebenen Drehmoment des Motors (bei einer best. Drehzahl), und der Getriebeübersetzung bis auf die Schiene errechnen läßt.
Diese ist zwar schön, nutzt dem (Modell-) Eisenbahner aber wenig.

2. die Anfahrzugkraft, s. hier:
Code:
https://de.wikipedia.org/wiki/Anfahrzugkraft
Das ist schon eine interessantere Größe für die Praxis. Wenn ich den Zug nicht anfahren kann, ist der Rest vergebens.
Hier spielt das Reibungsgewicht der Lok
Code:
https://de.wikipedia.org/wiki/Lokreibungslast

eine entscheidende Rolle. Da entscheidet sich, ob die Lok, echt oder im Modell, die theoretische Zugkraft auch auf die Schiene bringen kann.

3. Gibt es noch Zugkraftbetrachtungen für die Fälle, wenn der Zug in Bewegung ist: wie schnell kann ich mit einer bestimmten Anhängelast fahren, (ohne Berücksichtigung der Tatsache, das ich die Last auch irgendwann wieder bremsen muß), wie stark kann man beschleunigen (bis hin zu dem Punkt, hält mein Kupplungssystem (Zughaken,...) diese Kraft überhaupt aus). Aber das ist eher für die echten Eisenbahner interessant.
Dafür benutzt die echte Bahn spezielle Meßzüge und Lokomotiven.

Deine Meßmethode untersucht auf einfache, aber wirkungsvolle Art den Fall 2. Dabei kommen, dank dem "genormten" Aufbau auch verleichbare, und deshalb verwendbare Werte heraus. Nur die Schlußfolgerungen sind sind nicht ganz korrekt. Die Zugkraft als Begriff ist schon festgelegt.
Die Zugkraft der Lok entspricht der Hangabtriebskraft deines Meßwagens, im Stand muß noch dessen Roll- und Reibungswiderstand abgezogen werden, sobald die Lok zu ziehen anfängt, kommen diese noch hinzu.
Die Hangabtriebskraft kann man aus den bekannten und gemessenen Größen berechnen.

Code:
https://de.wikipedia.org/wiki/Hangabtriebskraft

Oder - einfacher mittels der Kofferwaage messen (wenn die Genauigkeit reicht). Wenn die Waage am Waggon fest montiert wird, und das lose Ende an der Lok eingehängt wird, mißt das Teil exakt die Zugkraft am Haken der Lok. Sowohl die Kraft, die durch Masse und Neigung hervorgerufen wird, als auch alle Roll- und Reibungswiderstände des Waggons. Nebenbei hat man, bei deiner Meßmethode, ein Gewicht, welches etwa dem möglichen Gesamtgewicht der anzuhängenden Waggons entspricht. Experimentell könnte man noch einen Faktor je Waggon ermitteln, um die Rollwiderstände wenigstens grob zu berücksichtigen.

Und so etwas Ähnliches habe ich auch vor - nur das der Meßwagen für H0 Anlagentauglich (Lichtraumprofil !) sein sollte.
Da scheidet die Kofferwaage wegen Größe, und auch Genauigkeit aus.

Bei Spur 0 steht die Waage seitlich ja nicht ganz so viel über, und die zu messenden Kräfte sind um einiges größer als bei H0. Möglicherweise kann man das Gehäuse entfernen, und dann passt es. Damit wäre es dann ein mobiles Meßmittel - man könnte im Fahrbetrieb, mit angehängtem Zug Stellen auf der Anlage ermitteln, die große Widerstände verursachen - also nicht so gut gebaut sind, Waggons herausfinden, die zu schwergänig laufen, oder mal eben schnell die Zugkraft von Loks unter verschiedenen Bedingungen bestimmen oder vergleichen, oder die Messungen so ausführen, wie du es jetzt auch tust.

Zu meiner SPROG-Forschung:
Das ist im Moment mein Testaufbau:

Bremsen (also Zuglast) simuliere ich mit dem Finger auf der Schwungmasse

... Und das ist der momentane, selbstgebastelte Softwarestand:

Mit dem PC kann ich die Fahrstufe und Funktionen über USB an den SPROG, und damit an den Decoder senden.
Der Stromwert wird dann etwa alle 100ms durch den PC über USB vom SPROG abgeholt, und dann ein gleitender Median (eine Art Durchschnitt) aus den letzten 10 Meßwerten gebildet.
Die Auflösung des SPROG ist etwa 10mA. Im Bild ist der aktuelle Leerlaufstrom in Fahrstufe 2 zu sehen. durch Bremsen an der Schwungscheibe geht er dann bis über 500mA hoch, bis es meinem Finger zu heiß wird.

Das ganze Projekt erfodert allerdings noch einiges an "Forschung",Hard- und Softwareentwicklung, und zum Schluß, ganz zum Schluß, auch wieder Modellbau.
Leider ist heute mein letzter Urlaubstag, nun wird es wieder ruhig im Projektbereich.
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Re: Test von Spur 0 Fahrzeugen

Beitrag von Jürgen(S) am Fr 05 Jan 2018, 16:50

Danke Jürgen für deine "Doktorsabhandlung" ....
auch wenn es interessant ist - berichte gerne über deine weiteren Erfahrungen .
Für meine zwecke sind die vereinfachten Resultate ausreichend ...
so übern Daumen :
Zugkraft in Gramm
Strombelastung in Ampere
und bei den Messungen ist gerade bei USA und China Modelen  bis zu 2 A zu rechnen . Wenn man diese einsetzen will ,vielleicht sogar in doppel Traktion (4A) muss man auch bei der Verlegung der Kabel auf der Anlage passende Kabel zu verlegen .Das ist wiederum ein ganz anderes Thema .
mfG
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Re: Test von Spur 0 Fahrzeugen

Beitrag von bluetrain am Sa 06 Jan 2018, 13:27

Hallo Jürgen,
Jürgen(S) schrieb:Für meine zwecke sind die vereinfachten Resultate ausreichend ...
... da ist eigentlich nichts weiter dazu zu sagen. Recht hast du !

Aber, und das ist meine Meinung, wenn man etwas veröffentlicht, dann sollte es auch Hand und Fuß haben.
Wenn du deinen Meßwert als "Zugkraft in g" benennst, ist das schon ziemlich gewagt, um nicht zu sagen, für den geneigten Leser irreführend.
Oder, physikalisch und technisch gesehen, schlicht Unfug.
Vieleicht erfindest du einfach eine neue Maßeinheit (z.B. Boldt-Zahl, oder 3%-Anfahr-Zuglast, ...), mit einer entsprechenden Definition,  und schon passt es wieder.
Die "Pferdestärke" als Maßeinheit ist ähnlich entstanden.
Das ist aber wirklich nur meine Meinung dazu.

Und nun noch etwas "Doktorsarbeit":
Der gemessene Strom ist EINE wichtige Größe, aber erst zusammen mit der Spannung macht er als Vergleichswert Sinn.
Beides zusammen ergibt die aufgenommene Leistung in Watt. Das muß deine Einspeisung mindestens liefern können.

Strom[in Ampere] * Spannung[in Volt] = Leistung [in Watt]
Zumindest bei einem Gleichstrom-Analogsystem ist das ohne Einschränkungen gültig. Bei DCC ist das schon schwieriger, aber als grober Anhaltswert hinnehmbar.

Da du die Spannung sowieso mit misst, könntest du sie ja ohne Probleme mit vermerken. Ausrechnen kann man sich die Leistung später immer noch.

Was mich aber wirklich brennend interessieren würde: Ändert sich, und wenn ja, wie stark, der Rollwidersand deines Meßwagens mit zunehmender Belastung ?
Fast 10kg Zuladung (z.B. bei der DSB My1101) sind ja schon eine ganze Menge. Erstaunlich ist für mich, das die Achslager das überhaupt aushalten.

Und zum Abschluß noch ein paar Links von Anderen, die auch schon dieses Thema bearbeitet haben:

Das folgende, evtl. zusammen mit deiner, oder gar einer einstellbaren, Steigung, wäre mein Lo-Tech-Favorit:
Code:
https://www.modellbahntechnik-aktuell.de/tipp/so-ermitteln-sie-die-zugkraft-einer-modellbahn-lokomotive/
So etwas wird demnächst auf meinem "Testbahnhof" installiert, auch um ein Vergleichsnormal zu meinem späteren Meßwaggon zu haben.

... und noch eine "Doktorarbeit" zum Thema:
Code:
http://www.sheyn.de/Modellbahn/FAQ/Zuggewicht.php

Das Thema kann auch zu einer Quelle endloser Streiterei werden:
Code:
http://www.h0-modellbahnforum.de/t331621f54883-Zugkraft-bei-schienengebundenen-Fahrzeugen.html
... wobei hier Glaube, Halbwissen und Wissen munter durcheinander schwurbeln. Köstlich !


Und nun noch ein schönes Wochenende !
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Re: Test von Spur 0 Fahrzeugen

Beitrag von Jürgen(S) am Sa 06 Jan 2018, 14:13

Danke Jürgen für deinen Beitrag
und wie man sieht -alle Links sprechen von "Zugkraft "
der 2te link zeigt -was man alles als Bremsfaktor beachten sollte ...
Ja ,Achse -Lager - oft mit Professor Kurz (ehemaliger Leiter des TA im MOROP)diskotiert habe (vor über 30 Jahren -da gab es viele die meinten -weshalb man wohl Kugellager erfunden habe ?
Nun aus meiner 20 jährigen Tätigkeit im TA (technischer Ausschuss) sind meine Drehgestell und Radlager entstanden -nehmen wir mal einen Schnellzugwagen -Belastung 500 Gramm bedeutet per Achsenlager 500:8= 62,5 Gramm ,da würde ein Kugellager für eine 2mm Achse mehr als Bremse dienen-aus 2 Anleitungen -1 zu grosse auflagefläche und die paralellitet selten vorhanden sein - also 2 Anleitungen für einen Bremseffekt . Bei meinen Achslager gibt es nur 0,3-bis 0,5 mm (dicke des geätzten Ms bleches) als Auflage -was ausreicht bei der Belastung von 62,5 Gramm .Der 2te Faktor für gute "Laufeigenschaften " ist (bei 0) eine Seitenverschiebungs möglichkeit der Achse auf beiden Seiten von 1,5mm (Für einen Schienenradius R-800 -und achsabstand von bis zu 150mm)
Ja es gibt noch einen Bremseffekt -wennder Wagen beleuchtung hat -jede Art von stromabnahme mit Pilzen , kugeln oder bronzblechen sind effektive Bremsen -auch das gibt es nicht bei meinen Achslagern -da beide seiten isoliert sind dient das Lager als Stromüberführung .Der rollwiederstand wird bei jedem neuen Projekt überprüft ,der wagen/drehgestell wird auf einer Rampe 1mlang 30mm höhe zum ablaufen gestellt und rollt dann auf gerader/ebener Strecke aus-und muss dann mindesten 2m rollen-dann bekommt er das Gütezeichen "benötigte Zugkraft 5 gramm"....
Die gute Laufeigenschaft hat aber auch einen Nachteil -Wenn ich einen Zug mit z.B. 10 Erzwagen auf der Rampe (3%) stehen lasse -ziehen die Wagen inklusive der Lok(die keine Bremse hat) zurück- aber das wissen meine Lokführer - so die parkierenden Zug nur auf ebener Strecke.
mfG
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Re: Test von Spur 0 Fahrzeugen

Beitrag von bluetrain am Sa 06 Jan 2018, 16:48

Hallo Jürgen,
ja, ich glaube auch das Kugellager bei Modellbahnen eher Bremsen als nützliche Investitionen sind.

Aber wie ist das nun bei deinem Meßwagen ? Dort bekommt es ja jedes Lager nun mit wesentlich mehr Kraft zu tun.
9000 g / 4 sind 2250 g je Lager. Da bleibt der Rollwiderstand bestimmt nicht bei 5g ? Oder doch ?
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Re: Test von Spur 0 Fahrzeugen

Beitrag von Jürgen(S) am Sa 06 Jan 2018, 17:55

Hallo Jürgen
Der rollwiderstand für gerade den Wagen ist wohl auch weiterhin 5 Gramm -auch wenn die Zugkraft für 18 Wagen ausreicht ....
dahingegen würden die Wagenlager wohl nicht auf dauer diese Last überleben . Traurig 1
mfG
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Re: Test von Spur 0 Fahrzeugen

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