THEMA: Können Schleifkohlen "altern" ???

Hallo Jürgen,

nimm die Kohlen raus, leg sie auf eine Holzplatte und halte den Lötkolben drauf und roll sie hin und her. Du wirst Dich wundern, wieviel Öl rausdampft. Dann bau die Kohlen wieder ein und die Lok wird zu 99,9% wieder laufen.

LG

Berti

Hallo Berti,
ich werd das morgen mal ausprobieren. Wäre ja schön, wenn das helfen würde. Ich lass es Dich auf jeden Fall wissen.

LG, Jürgen

Hi!

Ich würde noch etwas weiter gehen, denn das Problem sind nicht nur die eventuell versauten Kohlen. Erfahrungsgemäss ist der Motor durch Kohlenabriebstaub dermassen verdreckt, dass er regelrecht kurzgeschlossen ist.
Es gibt hier diverse Fäden, in denen das Motorreinigen ausführlich beschrieben ist, denn diese Frage taucht immer wieder, fast jede Woche, auf:
Kohlen ausbauen, Motor ausspülen (ich nehme dazu Bremsenreiniger, andere machen das mit Ultrschall und versch. Lösungsmittelchen). Der weil der Motor trocknet (geht mit BR ganz schnell), Du wirst Dich wundern, wieviel schwarze Suppe da rauskommt, nimmst Du einen Lötkolben mit flacher, breiter Spitze (sofern vorhanden, wenn nicht, wie oben von Berti beschrieben), hältst ihn flach und legst die Kohlen auf die Spitze. Wenn es nicht mehr qualmt, ist die Kohle sauber.
Dann nimmst Du sie zw. die Fingerspitzen und baust sie wieder ein.
HALT, genau das solltest Du auf keinen Fall machen!!!!! Die Kohlen sind verdammt heiss und würden Dir schmerzhafte und bleibende Narben in die Fingerkuppen brennen.
Also nach dem Ausglühen erstmal abkühlen lassen, am besten auf einem sauberen Blechdeckel.
Wenn das alles erfolgt ist, wird der Motor wieder schnurren wie neu, es sei denn, dass da noch mehr kaputt ist oder bei den erfolglosen Versuchen verschmirgelt wurde.

Viele Grüsse
Mathi

Hallo Jürgen,

Mathi hat recht, der Motor gehört auch gereinigt, ich habe das voreilig einfach mal vorausgesetzt, daß Du das schon gemacht hast .

LG

Berti

Hallo Jürgen,

um konkret zu werden: Wahrscheinlich sind die 3 Spalte im Kollektor des Motorankers mit Kohleabrieb zugesetzt - eine alte Fleischmannkrankheit. Reinige die Spalte vorsichtig (!) mit einem spitzen Gegenstand. Dabei aufpassen, daß an den Kanten des Kollektorflächen keine Grate verbleiben, die anschließend die Kohlen erneut abhobeln.

Mit Einlegen des gesamten Motors in Lösungsmittel werden die Spalte wahrscheinlich nicht vollständig sauber.

Wenn der Motor zu qualmen begonnen hat, deutet das auf eine Hitzeentwicklung hin, die auch die Andruckfedern der Motorkohlen beschädigt haben kann. Vor dem Wiedereinbau prüfen, ob noch genügend Federdruck aufgebaut wird (z.B. mit intaktem Motor vergleichen), sonst ist der nächste Schaden absehbar.

Grüße,
der Namensvetter

Hallo,
ganz kurz mit Bremsenreiniger drüber.
Darunter am besten dreifach Küchenpapier.

Das haut garantiert auch den größten Abrieb aus den Kollektorspalten.
Zu lange und zuviel Bremsenreiniger zerstört die Isolierung der Motorwicklungen.
Die standart Motore die GFN benutzt hat, können schon Einiges vertragen.
Für andere sehr alte Motore, sollte man besser weniger agressive Reinger (z. Bsp.: Waschbenzin) nehmen.

Sollte sich dann, entgegen meinen Erfahrungen, doch noch hartnäckiger Abbrand zwischen den Kontaktblechen herumtreiben,
mit einem spitzen Holzzahnstocher die Spalten voooooorsichtig freikratzen.
Denn schnell sind die Kontaktbleche angekratz und der Motor ist C-Ware.

Hans-I.

Hi!

Dass die Spalte zw. den Blechen sauber sein sollen, habe ich nicht noch mal extra geschrieben. Für mich war das selbstverständlich, wie auch, dass einmal gründlich hier im Forum nachgelesen werden wird.
Ich benutze schon seit einigen Jahren Bremsenreinigerspray und das auch und gerade bei uralten Motoren, weil ich viele Modelle aus den 60ern bis 90ern gebraucht erworben habe. Jede gebrauchte Lok (manchmal auch ganz neue müssen erstmal gründlich entfettet werden) werden von mir total zerlegt und bekommen eine Grundreinigung, danach weiss ich wenigstens, woran ich bin.
BR hat noch nicht einmal etwas kaputt gemacht oder Isolierungen auf- oder angelöst. Es kommt dabei aber auch auf die Vorgehensweise an. Lege einen Motor in BR und dann wird bestimmt, schon nach einer Std., etwas passiert sein.
Es reicht, erst einmal mit einem kurzen Sprühstrahl den gesamten Motor zu benetzen, damit sich der Dreck schon mal anlösen kann. Dann ein- bis zweimal einen kräftigen Sprühstoss und die Drecksuppe läuft raus. Vorher, wenn überhaupt noch nötig, mit Zahnstocher die Blechspalten freimachen, aber meistens gehts ohne.
Ehe man sich überlegt hat, wie herum die Federn und Kohlen wieder eingebaut werden müssen, ist der BR schon völlig verflogen, das Zeug verdunstet rasend schnell und hinterlässt keine Rückstände, lediglich ein total entfettetes Werkstück, das natürlich an den Achslagern nun wieder entsprechend abgeschmiert werden muss.

Viele Grüsse
Mathi

Nun,
Bremsenreiniger besteht überwiegend aus Aceton.

http://de.wikipedia.org/wiki/Aceton

"Dose Sprüh" reicht dicke.

Hans-I.

Hi!

Das stimmt so nicht (mehr)!
Da mich das interssiert hat, habe ich mal ein wenig gegurgelt und demnach gibt es nur noch wenige Hersteller, die Aceton in kleinen Mengenanteilen verwenden.
Im Allgemeinen machen die Hersteller aus ihren Rezepturen ein Riesengeheimnis, aber in den Sicherheitsdatenblättern kann man den Inhalt dann doch finden.
Ich selber habe im Laufe der Jahre die verschiedensten Bremsenreiniger benutzt, immer das, was ich gerade am günstigsten kriegen konnte. Auf den Inhaltsstoff habe ich dabei nie geachtet und in der Anwendung und Wirkungsweise konnte ich auch keine Unterschiede feststellen.
Aber wie auch immer, BR-Spray zeichnet sich eben dadurch aus, dass es super reinigt, völlig entfettet und das Werkstück sofort wieder einsetzbar ist.Weil es eben Fett, Öl, Teer, alles ähnliche restlos entfernt und somit auch Gummi angreifen wird, würde ich es wirklich nur mit kurzem Sprühstrahl verwenden, ein Dauerbad hingegen macht bestimmt richtig Ärger.

Viele Grüsse
Mathi

Hallo,
bei Audi wissen wir was da drin ist.

Billige Bremsen-Reiniger haben geringere Lösungsmittelanteile.
Man sollte schon wissen was man einatmet.

Hans-I.

Hallo zusammen,

erstmal vielen lieben Dank für die zahlreichen Tipps.

Ich habe heute morgen die Kohlen auf den Lötkolben gelegt und da sprudelte es förmlich raus und hat dann noch locker 2 Minuten nachgedampft. Da war wohl einiges an Öl drin.

Die Zwischenräume am Kollektor hatte ich bereits vorsichtig vom Kohlenstaub befreit, die Nummer mit dem Bremsenreiniger ist mir allerdings neu.
Grundsätzlich war schon klar, dass ich den Motor einer grundlegenden Reinigung unterzogen habe, insofern war die Annahme, dies nicht extra erwähnen zu müssen schon richtig.

@ Mathi: Welchen Bremsenreiniger verwendest Du genau ?

Vielen lieben Dank nochmals.

LG, Jürgen

Hallo,
Profis benutzen:
"Nova Clean" von Reca Norm
Bestell Nummer: 0895 013 500.

Hans-I.

Ja ja,

die Fleischmann-Katastrophen-Motoren. Diese riesen Spalten mit den scharfkantigen Kontaktblechen...

Auch das reinigen hat nach meiner Erfahrung nur einen kurzen Erfolg. Man sollte versuchen diese Zwischenräume auszufüllen. Unverdünnte Lackfarbe drüber pinseln und die Bleche nachher wieder frei schleifen hat bei mir mal geholfen.

Aber mal ehrlich: Die Motoren sind eine einzige Fehlkonstruktion! So weh es auch tut. Bei mir fliegt jeder GFN Motor raus, sobald er Ärger macht und wird gegen irgendein Fremdfabrikat ersetzt, auch wenn es alles in allem 50 Euro kostet, was den Wert der Fahrzeuge meist verdoppelt

Bei GFN sind aber nicht nur die Kollektoren eine Katastrophe. Auch die Kohlen sind "schön" weich. Das potenziert das Problem auch nochmal. Ggf. gegen MTX Kohlen tauschen ist auch schon mal eine etwas länger haltende Methode. Man muß halt schauen, welche da ungefähr passen.

Feder muß man immer mittauschen. Die glühen immer vor der Kohle Sind die dann ausgeglüht, reicht die Federkraft nicht mehr aus und es entstehen hübsche Funken. Und die wiederum sorgen für Abbrand, der dann auch zwischen den Kolektor-Platten landet. Teufelskreis... GFN spezifisch!

Zum Reinigen der Zwischenräume: Kohlenstaub löst sich weder in Aceton, Bremsenreiniger noch irgendeiner anderen Flüßigkeit. Von daher wird man mechanisch das Zeig entfernen müssen. Wer es nicht glaubt, kann ja eine Kohle mal in das Lösemittel seiner Wahl legen und nach ein paar Tagen schauen, ob da was passiert. Meine Vorhersage: Wie tot, da passiert gar nichts.

Und wenn man schon mit Aceton und Co rumspielt: Die Lackierung der Wicklungen sollte man nicht auf- oder anlösen. Denn dann ist der nächste Kurzschluß schon vorprogrammiert.

Das GFN die Loks von Haus aus in Öl einlegt ist dann das nächste Motor-Killer-Problem. Jede Lok aus dem Laden wird erst mal trockengelegt. Eine echter Aufwand. Aber es lohnt sich, bevor die Probleme anfangen.

Zum entfernen des Öls hilft Aceton natürlich ganz prima. Aber eben mit Vorsicht und vor allem vorher probieren, ob nicht irgendein Zahnrad, Gehäuseteil oder Elektrik-Teil angegriffen wird.

GFN ist schon ziemlich blöd, was Motoren angeht... Ansonsten oft die hübschesten Maschinen, aber Motor können die einfach nicht Was die neuen "wartungsfreien" Motoren angeht, hab ich noch keine Meinung. Wartungsfrei kann hier auch heißen, daß immer der ganze Motor zu tauschen ist, wenn auch nur die Kohlen runter sind. Alles in allem sehr ärgerlich. Andere Hersteller bringen da mehr zustande. Schade das GFN nicht einfach die Motoren anderer Hersteller einkauft. Diese "Synergieeffekte" hätten Vorteile für alle. Weniger Ersatzteile, bewährte Technik, geringere Stückkosten. Aber was red' ich. Lohn ja nicht

Und noch was zum Thema PWM-Motor-Spannung:
Das kann bei mancher Motorkonstruktion auch zum schnellen Ausfall führen. Je nach Verhältnis vom EMK, DC-Widerstand und Gegen-EMK geht hier bei der "passenden" Frequenz bei der PWM der Motor fast in den Kurzschluß. Jedenfalls fließt bei den Flanken ein erheblich höherer Strom. Zudem ist durch die Flankensteilheit des PWM-Signals der Spannungsunterschied an den Kohlen/Kollektorgrenzen bei schlechter "Verbindung" massiv erhöht. Vor allem dann, wenn noch beleuchtet Fahrzeuge unterwegs sind, die in den PWM-Lücken die Spannung "auffressen". Bei aktiver 0-Lücke im PWM, wo die Spannung aktiv auf 0 gezogen wird, ist der Effekt noch aggressiver. PWM kann durchaus schlechte DC-Motoren töten, vorallem wenn Flankensteilheit/Frequenz und 0-Lücken entsprechend aussehen. Vorsicht ist da angesagt!


Gruß
Klaus

Morgen zusammen !

Will mich mal kurz einklinken. Früher gab es mal von Roco ein Reinigungsspray. Anwendung wie oben mit BR beschrieben. Gib es das Spray eigentlich noch ß

LG Brummi

Hallo,
Bremsenreiiger löst Schleifkohleabbrand zwar nicht auf, aber ab.
Weil Acetone ja selber aus Kohlenstoff bestehen.
Und das macht recht sauber.

Am Kollektorspalten herumkratzen bedeutet Unebengheiten,
und wird zu Teufelskreis.

Hans-I.

Daher erst den Dreck aus den Spalten kratzen und danach mit einer breiten Nadel die Kanten nach "unten" biegen und dabei auch die Grate mit entfernen. Da es sich um Kupfer handelt geht das ohne Schwierigkeiten.

Zumindest bei *mir* hatte kein Lösemittel eine nennenswerte Reduktion des Drecks bewirkt. Wie gesagt, bei Kohlenstoff ist ein Lösemittel noch nicht erfunden Mag sein, daß ein Öl/Staub Gemisch entfernt werden kann. Aber vielleicht ist die Ursache des Drecks ja auch nicht immer gleich. Abgeschabte Kohlen ohne Öl sind dann wohl nicht mit Lösemitteln zu entfernen

Gruß
Klaus

Hallo zusammen,

wir benutzen den Reiniger Bräkleen von CRC. Ich hab den auch mal probiert um evtl. die Lackierung von einem Lokgehäuse abzubekommen. Keine Chance! Der Reiniger löst auch bei längerem Kontakt nicht mal die Beschriftung an. Beim Entfetten von Motor und Getriebeteilen von N-Loks ist auch nie was unerwünschtes passiert.

Gruß
Mike

Jürgen,

ich habe momentan den von Caramba, weil ich einen ganzen Karton geschenkt bekommen habe. Sonst nehme ich das Zeug von Louis oder Polo (Motoradläden), weil das für mich das billigste ist.
Klaus, dann wird sich der Kohlenabrieb in den Spalten wohl durch den Sprühstrahl lösen, wenn das Mittel es nach Deiner Darstellung nicht bewirkt. Ich glaube aber eher, dass es sich ohnehin nicht um reinen Kohlenstaub handelt, denn den könnte man ja tatsächlich fast mit dem Mund rauspusten. Es ist ja eher eine schwarze Paste, Abrieb mit Öl / Fett vermengt, und die wird sicher durch den BR gelöst.
Wie ich schon weiter oben schrieb, meistens reichte mir das Aussprühen, nur selten musste ich noch die Spalte freikratzen.
Aber wie auch immer, es gibt viele Möglichkeiten die Katze zu häuten. andere schwören auf US-Bad, SR24 oderwasweissich.

Viele Grüsse
Mathi

Nun,
der Kohleabrieb ist ja nicht in einer chemisch festen Verbindung mit dem Kollektorkern.
Und dieser ist aus Hartplaste (lange Kohlenstoffketten).
Geradezu ein Leckerbissen für den Bremsenreiniger.

Zum Herumkratzen nehme ich so einen Korrekturgriffel mit festem Kunstoffkopf,
wie ihn Kunstmaler benutzen.

Hans-I.

Hallo Jürgen,

und läuft die Lok jetzt oder raucht´s nur?

LG

Berti

Hallo Berti,

stimmt, ich hatte vor lauter Eifer ganz vergessen, meine Erfahrungen mitzuteilen.

Ja, der Motor läuft wieder - ABER: in eine Richtung funzt das wunderbar, in die andere bilden sich immer noch kleinere Funken auf der Kollektorfläche, insbesondere dort wo die Kollektorfläche den Wicklungen am nächsten ist. Evtl ist da noch etwas Dreck vorhanden, den ich noch weg bekommen muss.

Ansonsten war Dein Tipp Gold wert. Mein Sohn (5 Jahre) war völlig baff, dass so eine Schleifkohle auch sprudeln und rauchen kann - jetzt war ich wieder kurzzeitig sein Held, der die tollsten Sachen machen kann - DANK DIR !!!

Ich schau mir den Motor nachher nochmal unter der Lupe ganz genau an und dann hoffe, ich dass ich das Teil in beide Richtungen sauber zum Laufen bringe.

LG, Jürgen

Hallo nochmal !

@ 13 Klaus: Auch auf die Gefahr hin, dass ich jetzt wie in Idiot aussehen mag, aber von was hast Du in Deinem letzten Absatz ("PWM-Dinge") überhaupt gesprochen ??? Ich hab da ehrlich gesagt nur Hauptbahnhof verstanden !

Ich bin mit den Flm-Motoren eigentlich zufrieden. Ich habe noch Loks von meinem Opa, die gut und gerne fast 30 Jahre auf dem Buckel haben und immer noch super laufen - alles mit den originalen Fleischmann-Motoren. Ich musste noch nie einen Motor tauschen - höchstens mal ne Grundreinigung und Überholung im BW.

Grüße,
Jürgen

Kleiner Tipp.....Rivolta S.L.X Rapid Elektro- Spezialreiniger

Reinigungsspray für Kontakte und elektronische Bauteile
löst Öle, Fette und verharzte Verschmutzungen....ja, sogar Kohlenstaub aus Kollektorenritzen..
hohe Materialverträglichkeit
schnelle, rückstandsfreie Verdunstung

Glück auf
sacky

Hallo zusammen,

da bei uns in Bayern ja heute Feiertag ist und ich keinen Bremsenreiniger kaufen kann, habe ich mich mal zuhause umgesehen und meine Frau gefragt. Die ist Krankenschwester und hat mir Pflasterentferner in die Hand gedrückt.

Das Zeug besteht aus gesättigten Kohlenwasserstoffen. Etwas davon auf eine kleine Wattekugel, mit einer Pinzette auf den Kollektor gedrückt und den Motero von Hand vorsichtig gedreht. Die Watte war hinterher schwarz und der Kollektor komplett sauber. Selbst kleinere Griesel, die echt fest saßen, sind damit wunderbar verschwunden. Die Watte hat auch keine Fäden oder ähnliches hinterlassen. Der Pfalsterentferner verdunstet ebenfalls unheimlich schnell und löst nebenbei auch Fett / Öl ab.

Also: Der Glaszug läuft wieder 1A !

LG Jürgen

Hi!

Na siehste, das freut mich ja nun, obwohl ich hier heute arbeiten musste!!!  

Viele Grüsse
Mathi

In diesem Zusammenhang hätte ich mal einen Vorschlag zu machen.

Wie wäre es denn, wenn hier eine neue Forenrubrik eingerichtet würde, die etwa
--Wartung und Pflege--
heissen könnte?
Da könnte eine Sammlung der immer wiederkehrenden Probleme und ihre einfache Behebung angelegt und gleich zB. zw. Tests und Umbauten eingereiht werden. Vielleicht ist das ein Weg, dass unsere Mitstreiter schneller auf den hilfreichen Pfad gelangen, als sich durch die Forensuche ackern zu müssen und doch verunsichert bleiben.
Alle hätten etwas davon, sich wiederholende Inhalte würden sich erübrigen und möglicherweise traut sich dann der Einzelne gleich selbst an die Behebung der Störung und darf dann gern von seinem Erfolg berichten, damit wir uns alle mit ihm freuen können.

Hallo Jürgen,

freut mich, daß es geholfen hat.
Als Reinigungsmittel für die Motoren nehme ich immer Waschbenzin, funktioniert auch super ohne Rückstände. Aber die anderen Mittelchen, die hier vorgeschlagen wurden, sind auch interessant.

LG

Berti

Sorry für den von mir verursachten Bullshit

Nee, ist vielleicht nicht ganz so einfach zu erklären, aber ich versuch es mal ein wenig ausführlicher.

Fangen wir mal mit einer gegebenen Gleichspannung an, die wir einfach mal per Schalter am Gleis anlegen und damit eben direkt auch am Motor.

Es geht also ein die Spannung von nix auf irgendwas, also von 0 Volt auf sagen wir mal 10 Volt.
Der Motor steht noch, also fängt im Motor jetzt der Strom an zu fließen. Das geht relativ langsam, da eine Spule durch den Strom, der durch sie fließt, ein Magnetfeld aufbaut. Und dieser Aufbau wirkt sich quasi gegen den Strom aus, der fließt. Also wird am Anfang sehr wenig Strom fließen, der nach und nach zunimmt. Nun befindet sich aber diese Spule in einem festen Magnetfeld und das Magnetfeld der Spule und das äußere feste Magnetfeld führen nun zur Drehbewegung des Rotors, auf dem die Spule sitzt. Soweit, so gut.

Was passiert aber nun:
Der Strom steigt und die Drehzahl des Motors auch. Würde es keine Reibung im Motor geben, so könnte man vermuten, die Drehzahl würde ins unendliche steigen. Dem ist aber nicht so und das hat folgenden Grund:

Wenn der Motor sich dreh, ist er auch ein Generator. Das kann man leicht selber messen, wenn man den Motor ausbaut, ein Meßgerät an die Kontakte anschließt und von Hand den Motor dreht. Es entsteht eine Spannung!

OK, also der Motor dreht, weil durch ihn ein Strom fließt und er erzeugt selber eine Spannung, weil er sich dreht. Nun haben die äußere Spannung, die aus dem Gleis kommt und die Spannung aus dem sich drehenden Motor die selbe Polarität.

Und da kommt nun der Grund, warum der Motor nicht immer schneller wird:
Da die Spannung des sich drehenden Motors sich immer mehr der von außen angelegten Spannung nähert, wird der Strom der fließt immer kleiner. Wenn also der Motor so schnell gedreht wird, daß er z.B. 8 Volt erzeugt und von außen liegen noch die 10 Volt an, dann fließt nur noch ein Strom, als ob wir 2 Volt anlegen würden und den Motor dabei festhalten und dieser sich nicht mehr drehen würde.

Soweit so schön....

Was ist nun PWM: PWM (bei der Modellbahn) ist ein schnelles (meist 30 bis 100 mal pro Sekunde) Einschalten und Außschalten der Spannung am Gleis. Die Energie, die mit einem solchen Strom erzeugt werden kann, also die Leistung im Motor, ist genau der Mittelwert der PWM-Spannung. Also wenn Du 50% Ein- und 50% Ausschaltzeit der PWM hast und die Spannung 10 Volt bei Ein beträgt, dann sollte sich der Motor näherungsweise so schnell bewegen, als ob er mit 5 Volt angesteuert würde.

Das ist aber so nicht die ganze Wahrheit, denn...

In der Zeit, wo die Spannung vom PWM-Regler auf "Aus" geschaltet steht, erzeugt ja der Motor noch Spannung aus der Rotationsenergie. Diese wird aber auch von den Lampen der Wagen im Gleis und die Lokbeleuchtung usw. aufgefressen. Der Motor bremst also in dieser Phase durch weitere Verbraucher im Gleis.

Aber was bedeutet das nun für unsere Kohlen:
Wir haben ja oben den Fall soweit skizziert, daß wir irendwann den Motor soweit beschleunigt haben, daß er selbst 8 Volt erzeugt und 10 Volt von außen anliegen und die Wirkleistung aus dem Strom erzeugt wird, die durch die verbleibenden 2 Volt getrieben wird.

Bei der PWM mit sagen wir 15 Volt maximaler Spannungbräuchten wir ein Tastverhältniss von 67% Ein zu 33% aus um auf den Mittelwert von 10 Volt zu kommen (wenn denn bei der Aus-Phase wirklich die Motorspannung voll kurzgeschlossen würde).

Das bedeutet aber, daß wir nun eine Gleisspannung bei Ein von 15 Volt haben (der Motor hat die 8 Volt weil ja ja gleich schnell dreht wie bei Gleichspannung). Es liegt also eine höhere Differenzspannung von 7 Volt an den Kohlen, statt 2 Volt bei Gleichspannungsbetrieb. Im Aus-Fall sind es 8 Volt ( 8 Volt gegen 0 Volt am kurzgeschlossenen Gleis).

Da nun aber die Spannungen, die Änderungen am Motorstrom verursachen nun nicht mehr bei 2 Volt liegen, sondern bei +7 und -8 Volt, ergibt sich noch etwas:

Im Moment der Umschaltung von Ein nach Aus fließt ja noch der Strom, der durch die Spannung von +7 Volt verursacht wird. Nun liegt plötzlich die negative Spannung an und der Strom fließt aber durch das Spulenfeld noch weiter! Somit ist im Umschaltpunkt die Spannung +7 -> -8 Volt also 15 Volt! Zudem fließt auch der Strom, der durch diese 15 Volt auf der Wicklung wirksam werden.

Fazit:
Die Spannungsunterschiede an den Kohlen liegt nicht bei 2 Volt, wie bei Gleichspannung, sondern steigt immer wieder Punktweise auf volle 15Volt, zudem fließt immer wieder der volle Motorstrom, so als ob wir den Anker festhalten und die 15 Volt dort anlegen. Natürlich ist die Belastung nicht immer da, sondern im wesentlich immer im Umschaltpunkt gegeben, aber sie ist eben da.

Der Effekt ist nun im realen Leben deutlich kleiner, weil eben nicht die Motorspannung direkt voll kurzgeschlossen wird. Aber je mehr Verbraucher mit auf dem Gleis hängen (Wagen- & Lokbeleuchtung), je mehr kommen wir dem Maximum nahe.

Wenn aber ein Regler am Gleis echte PWM mit Kurzschlußß auf 0 Volt in der Aus-Phase erzeugt (auch das gibt es), dann ist die Belastung des Motors extrem.

Warum treibt man den Unfug dann überhaupt:
Die höhere Ströme am Motor erzeugen stärkere Magnetfelder.  Die Regelung der Motordrehzahl wird präziser und vor allem die Anfahrdrehmomente sind maximal. Der Nachteil ist die deutliche mechanische Belastung des Motors und des Getriebes durch die Vibration mit der PWM-Frequenz und die hohe Belastung der Schleifkohlen/Kollektorübergänge.

Bei PWM-Betrieb läßt sich aus dem selben Grund auch auf dem System Rad/Schiene ein deutlich stärker Abbrand erkennen, was von einigen als stärkere Verschmutzung der Räder hier schon berichtet wurde. Bei PWM ist im dunklen durchaus ein stärkerer Funkenflug zu erkennen.

Wem das alles noch zu textlastig war, der kann ja beim nächsten Elektrik-Arbeitstag dabei sein, dann mach wir das mal praktisch und wir schauen uns Motorspannung und Motorstrom mal genauer an. Dann wird der gute DC-Motor doch auch gleich viel verständlicher.

Gimmick zum Schluß:
Wer mitgedacht hat wird bemerken, das der ideale DC-Motor immer den gleichen Strom "zieht", egal welche Spannung man anlegt. Nur die Drehzahl variiert. Ist der Motor in eine Lok eingebaut und varriiert der Strom stark gegen die Spannung, zeigt sich dadurch eine deutliche Getriebehämmung! Man kann also den Getriebeverlust einer Lok schon elektrisch beurteilen!

Genauer werde ich das Ganze aber in diesem Rahmen nicht beleuchten

Gruß
Klaus

Für ungenaue Beschreibungen und nicht vollständige Erläuterungen der Relaxationskurven der Magnetfelder eines dynamisch belasteten 5 poligen Motors bitte ich die entsprechende Fachliteratur zu verwenden

  

Hallo zusammen,

ich finde den letzten Beitrag von Klaus sehr gut, da er auf das eigentliche Problem, die Belastung der Motoren im Digitalbetrieb, aufmerksam macht!
Dabei sind die Kohlen auch ein Baustein im System und damit davon betroffen.

Nachdem wir nun schon ein Mal soweit in der Diskussion gekommen sind würde ich es begrüßen, wenn in diesem Zusammenhang eine Aussage zu den verschiedenen Motoren, zumindest den
am meisten eingesetzten Motoren, hinsichtlich ihrer Eignung für den Digitalbetrieb gemacht wird.

Es werden ja noch fortlaufend ältere Modelle mit Decodern digitalisiert und man hört hin und wieder, dass einige Motoren das nicht vertragen.

Welche sind das schwerpunktmäßig?

Würde man diese kennen, könnte man sich Arbeit sparen und müsste von vorn herein an
alternative Lösungen denken, z.B. Motortausch.

Danke für Hinweise.

Grüße Pit  

Nun,
je älter die Dauermagnete in den Motoren sind,
um so besser vertragen sie die "steilen Flanken" der PWM.

Am Anfang fließt natürlich mehr Strom durch Wicklungen bis deren Magnetfeld aufgebaut ist,
und eine Drehbewegung einsetzen kann. Durch die Drehung werden die Dauermagnetfeldlinien des Stators durchwandert. Dieses Dauermagnetfeld erzeugt nun in den sich drehenden Wicklungen wiederum einen Stromfluß. Der immer entgegengesetzt des durch die Wicklungen angelegten Stromes gerichtet ist. Dadurch sinkt dann der Stromfluß durch die Wicklungen.
So was nennt man dann elektromagnetische Induktion, vom lateinischen "inducio", heißt soviel wie hereinführen. Aufschneider sagen auch EMK dazu.
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromotorische_Kraft

Ein "idealer Motor" bei dem der Strom, stets gleich bleibt, würde sich doch nur mit Zauberkraft drehen. Der Stromverbrauch bei gleicher Last und Drehzahl bleibt aber einigermaßen konstand. Man sagte füher: "Der Zeiger zittert nicht".

So wird bei beispielsweise 16kHz aufmodulierter Hf, die Magnetflußstärke
gar nicht so groß, da die Sättigung der Wicklungen gar nicht so schnell
folgen kann.
Allerdings können Resonanzen entstehen. Ein gutes Beispiel waren so manche Roco
Motore, die anscheinend unsauber gewickelt wurden. Hatte da so zwei Ausreißer in einer 143 und in der Minitrix 101.
Das merkt man allerdings auch im Analogbetrieb.
Die einzigen die immer dem Magnetfeldwechsel folgen müssen,
sind die Glockenankermotore. Hier die Motorregelung sehr weich einstellen.
Kann man allerdings auch mit allen anderen Motoren machen, wenn man um diese Angst hat.

Niederfrequenz einstellen.
Direkten Reglereinfluß (Proportionalwert) stark verringern.
Flankensteilheit abflachen (Differenzialwert gegen Eins).
Nachregelung (Integralanteil) ungefähr im gleichen Maße senken wie den Diff.-Wert.

JA, man kann mit einem Trandecoder die Motore schwach werden lassen.
Da geht dann eine schöne "analoge" Sinuswelle noch härter mit Motörchen um.

Aber hier ging es doch um gut geschmierte Schleifkohlen.
Wenn ich nicht irre...

Hans-I.

Hallo,

ja, das eigentliche Thema war mein analoger Glaszug, der einfach stehenblieb und anfing zu rauchen. Das Problem ist ja nun behoben, indem die Ölreste aus der Kohle ausgebrannt wurden und der Motor komplett gereinigt wurde.

Jetzt habe ich auch langsam begriffem, dass dieses PWM-DingsBums (was heisst eigentlich PWM ?) sich im digitalen Modellbahnerleben abspielt. Aber dennoch danke für die vielen ausführlichen Erklärungen, wobei ich jetzt grad kein Elektrotechnik-Studium absolviert habe...

Grüße,
Jürgen

Hallo,

ich melde mich auch noch ein Mal.

Vielen Dank Hans-I. für den Beitrag, der sicher manchem weiter helfen kann.

Entschuldigung, dass ich an der falschen Stelle("Schleifkohlen") nachgefragt habe.

Ich halte das Thema "Motoren im Digitalbetrieb" und in diesem Zusammenhang die
Digitalisierung, speziell älterer Loks, für durchaus diskussionswürde, da sich bei den vielen
digitalisierten und den noch zu digitalisierenden Loks manches Problem vermeiden oder
aber mindestens mindern ließe, wenn man das eine oder andere mehr darüber wüsste.

Nochmals vielen Dank und Grüße
Pit

Hallo Jürgen,
PWM heißt Pulsweitenmodulation. Statt aufwändig verschiedene Spannungen für den Motor zu erzeugen, schaltet ein Decoder immer nur kurz die volle Spannung ein -> der Motor bekommt einen "Schubs" und beginnt, sich zu drehen. Je länger diese Schubse sind, desto schneller dreht er. Das ist eigentlich schon das ganze Geheimnis, was Klaus dir in allen Details dargelegt hat :)

Viele Grüße
Carsten von 1001-digital

Hallo zusammen,
die Darstellung von Klaus ist für den Laien recht anschaulich, aber leider an folgenden Stellen nicht richtig:


Der Vergleich mit dem Betrieb mit reduzierter Spannung ist an sich richtig, nicht aber die Berechnung eben jener. Bei einem ohmschen Verbraucher (was der Motor allerdings nicht ist, aber für das Beispiel können wir ihn eben als Spannungsquelle (Generator) in Serie mit einem Widerstand (seinem Innenwiderstand) ersetzen) gilt P=U*I, die mittlere Leistung bei PWM-Ansteuerung entspricht dann tatsächlich der Tastzeit. ABER: Wenn ich die Spannung halbiere, dann halbiert sich auch der Strom, ergo bekommt der Verbraucher nur ein VIERTEL der ursprünglichen Leistung, nicht die Hälfte! Also müßte man bei reiner Gleichspannung eben diese auf 1/Wurzel(2) reduzieren, ca. 70% oder 7V in Deinem Beispiel, nicht 5V!


Hier werden zwei Effekte vermischt:

Einmal erzeugt der Motor durch seinen Lauf eine Generatorspannung wie beschrieben (sie kommt durch die magnetische Flußänderung in den Ankerwicklungen zustande, die passiert, da die Ankerspule sich im äußeren feststehenden Magnetfeld dreht, hierbei handelt es sich aber um eine gleichmäßige Bewegung), da er in den PWM-Phase mit abgeschalteter Spannung nicht stehen bleibt, sondern durch seine Trägheit weiterläuft, erzeugt er auch weiterhin eben jene Spannung - eine PWM-Ansteuerung schließt ja in der Aus-Phase den Motor nicht kurz (sonst würde der Motor gebremst), sondern trennt die Spannungsquelle vom Motor. Da verdoppelt sich auch nicht auf wundersame Weise irgendwas, wenn z. B. die Generatorspannung in der PWM-Ein-Phase 8V war, dann ist sie das auch in der Aus-Phase. Ein Decoder nutzt im Digital-Betrieb eine etwas verlängerte Lücke, um eben diese Spannung zu messen.

Es gibt aber einen zweiten, für aktive Bauelemente recht gefährlichen Effekt, die Selbstinduktion (http://de.wikipedia.org/wiki/Selbstinduktion und https://de.wikipedia.org/wiki/Relais ). Da im Moment des Abschaltens kein Strom mehr eingespeist wird, der das durch den Stromfluß induzierte Magnetfeld aufrecht erhält, bricht dieses schlagartig zusammen und erzeugt einen Strom, der in die ursprüngliche Richtung weiterfließt. Nun gilt aber auch hier das Ohmsche Gesetz, d. h. U=R*I, nur ist der Widerstand in diesem Fall unendlich (weil eben "Schalter offen"), was - richtig! - bedeutet, daß thereotisch eine unendliche Spannung induziert würde. Bei Relais z. B. sorgt man daher für einen Stromverbraucher in Form einer Freilaufdiode, die hier wie ein Widerstand wirkt und die entstehende Spannung begrenzt (sonst würde der Treibertransistor, der das Relais ansteuert, durch die hohe entstehende Spannung zerstört. In unserem Fall haben wir einen Entstörkondensator, der Spannungsspitzen auffangen kann und Entstördrosseln (sowie im Decoder i. d. R. nochmals entsprechende Maßnahmen).

Diese durch das schlagartige Schalten induzierten Spannungsspitzen sind ein Problem. Allerdings darf man eines nicht vergessen: Alleine durch die Kommutation (die Umschaltung des Stromflusses im richtigen Moment durch die Motorkohlen und den Kollektor) gibt es ebenfalls entsprechend abrupte Umschaltvorgänge.

Viele Grüße,
Torsten

Genau,
lassen wir den Motor einmal gaaaaanz langsam drehen.
Als ob man mit annähernd Lichtgeschwindigkeit eine wesentlich langsamere Zeitebene beobachten könnte.

Die Gegeninduktion im Ausschaltzeitpunkt mit ihrem hohen Elektrischen Feld,
verhindert eben, beim nächsten Einschaltzeitpunkt mit dem nun anderen Pol, einen sehr hohen Stromfluß.
Würde man jetzt die Polung mit einer NF ebenso in Resonanz pulsen dass im Einschaltzeitpunkt kein Stromfluss von der Spannungsquelle käme, wäre der Übergangskontakt der Scheifkohlen stark beansprucht.
Und das geht auch umgekehrt wenn der Einschaltzeitpunkt bei einem schwachen Statorfeld sehr steil und hoch ist.
Siehe "Trix dreipolige Funkenschleudern" aus den 80ern.

Puls-Weiten-Modulation bedeutet dass ein Signal bei gleiche starkem Puls (elektrische Spannung) immer ein- und aus-geschaltet wird. Ideal ohne Zeitverzögerung und somit ohne Störeffekte. PWM müßte eigentlich Spannungs-Einschalt-Länge heißen.
Aber es kommt aus der Nachrichtentechnik und da sieht man es als Modulation eines Trägers mit einer Information an. So wie die Frequenzmodulation FM beim UKW Radio.

So sollte man seine Ein- und Aus-Schaltzeitpunke (Ansteuerungsfrequenz) so wählen dass sie nicht in so einem Umschaltzeitpunkt des Motors erfolgen. Oder besser sich dort häufen und aufschaukeln.

Dann setzt ein Funkenfeuerwerk um den Kollektor ein. Licht aus, und es wird romantisch.

Hans-I.

Hallo Torsten,



Danke für die Berichtigung!



Hier möchte ich nun widersprechen:
Die Umschaltvorgänge am Kollektor führen nicht zur "unendlichen" Spannung, wie es bei einer Zündspule der Fall wäre, sondern es wird lediglich die Spannung schlagartig erhöht/abgesenkt, aber steigert sich kaum mehr als auf rund +1/3 der Nennspannung. Grund dafür ist, daß mindestens ein Kollektorfeld nicht mehr mit einer Kohle bestrichen wird, aber dennoch jedes Kollektorfeld mit 2 Spulen verbunden ist. Dadurch ergeben sich zwar durch den sich dann fortsetzenden Stromfluß Spannungserhöhungen, diese leiten aber in die angeschlossene "andere" Spule ab, so daß die "Abrißspannung" niederohmig "eingefangen" wird. Anders wäre es, wenn beide an einem Feld angeschlossenen Spule "Spannung erzeugen" wollten. Um diesen Effekt messen zu können, sollte man mal eine dritte Kohle spendieren oder Stator und Rotor vertauschen   

Für die Beseitigung von weiteren Fehlbetrachtungen, Erläuterungen und klarerer Darstellung bin ich jederzeit dankbar

Allen Beteiligten einen Dank für die sehr ausführliche und fundierte Diskussion!

Gruß
Klaus