Scho wieder ein Drehgestell für 5"

Hallo Jorge,

welche Steigungen hast du auf deiner Anlage und welche Last willst du da bewegen?
Welches Gewicht wird deine Lok haben?

Volker

Hallo Jorge,

genau deshalb habe ich gefragt. Kurz gerechnet:
5 Erwachsene a 80kg = 400kg; Steigung 5% incl Kurven. Dafür reichen deine 700W Motorleistung allerding bringst du die mit Stahlrädern nur dann aufs Gleis wenn deine Lok 140kg wiegt. Andernfalls wird deine Lok schleudern und die Leistung der Motoren wird nicht aufs Gleis gebracht.

Volker

Hallo Jorge,

es gibt 2 mögliche Einbauplätze. Zwischen Radsatz und äußerer Quertraverse, dort ist ja schon eine Traversenaufnahme in den Rahmenwangen vorhanden, die Radsätze liegen ja später tiefer und die Spurkränze sind nicht im Weg.. Dort könntest du durch Langlochbefestigung des Motors auch die Kette spannen. Beide Radsätze durch getrennte Kette verbunden, allerdings wie willst du diese Kette spannen, oder eine umlaufende Kette, dies erfordert aber zwischen dem Radsatz auf Motorseite und innerer Quertraverse eine zusätzliche Traverse für ein umlenkendes Kettenrad. Zweite Möglichkeit wäre an der Königszapfentraverse eine senkrechte Befestigung des Motors, Rest wie oben.
Ich sehe keine Kettenräder auf den Radsätzen, sind die Radscheiben schon aufgepresst? Kommen da geteilte Kettenräder zum Einsatz oder willst du die Radsäte noch einmal auseinander pressen?
Ein zweiter Motor im Drehgestell, das wären dann 1,4kW Antirbsleistung, du brauchst jetzt schon 168kg um die vorhandene Motorleistung aufs Gleis zu bringen, willst du verdoppeln?, ansonsten neigt die Lok zum Schleudern.
Ich würde eher 2x 250W Motorisierung pro Drehgestell vorsehen bei Befestigung an der Mitteltraverse. Erspart den Aufwand mit der Kettenumlenkung. Das ganze funktioniert aber nur mit starr im Rahmen gelagerten Radsätzen, wenn sie gefedert sind kommen noch Kettenspanner dazu, die den Unterschied zwischen voll ausgefedert und voll eingefedert ausgleichen können.

Volker

Hallo Volker,

bisher habe ich nur in kleineren Maßstäben gebaut, in denen die Zuggewichte nicht so kritisch sind und habe erst jüngst Interesse an der Spurweite 5 gefunden. Da ich zur Zeit bei der Entscheidungsfindung für meinen zukünft6igen Maßstab bin, hat mich deine Rechnung interessiert.

Ich gebe mir Mühe, deine Einschätzung rechnerisch nachzuvollziehen.

Zitat von Volker Schulze

Kurz gerechnet:
5 Erwachsene a 80kg = 400kg; Steigung 5% incl Kurven. Dafür reichen deine 700W Motorleistung allerding bringst du die mit Stahlrädern nur dann aufs Gleis wenn deine Lok 140kg wiegt. Andernfalls wird deine Lok schleudern und die Leistung der Motoren wird nicht aufs Gleis gebracht.

Ich rechne mit dem von dir angenommenen Zuggewicht von 400 kg / 3924 N - allerdings würde ich den von dir angenommenen Durchschnittswert von 80 kg/Person deutlich nach oben treiben.

Den Rollwiderstandsbeiwert CR setze ich mit 0,003 an. Wikipedia gibt für Eisenbahnen nur 0,002 an aber ich vermute, Räder ucd Schienen im Modell sind nicht so gut.

Daraus würde sich für den genannten Zug eine benötigte Zugkraft in der Ebene von 11,77 N ergeben.

Die benötigte Zugkraft in der Steigung von 5% läge bei FR = FG * sin(alpha) also 3924 N * 0,0499 = 195,96 N-

Die gesamte Zugkraft in der Steigung (Kurven mal außen vor gelassen) müsste demnach 11,77 N + 195,96 N = 207,73 N betragen.

Bei einer angenommenen schlechten Haftreibungszahl von 0,15 wäre ein Reibungsgewicht von 207,33 N / 0,15 / 9,81 m/s2 = 141,17 kg betragen.

Wenn ich die Abweichung der Normalkraft in der Steigung von der Gewichtskraft auch noch einrechne, wobei der cos(alpha) mit 0,999 fast 1 beträgt, wären das dann eben 141,17 kg / 0,999 = 141,34 kg benötigtes Reibungsgewicht.

Ist alles richtig bisher und entsprechen die gewählten Konstanten deinen Annahmen?

Für mich entscheidend wäre, ob ich hier tatsächlich korrekt rechne. Unter den gleichen Annahmen würde sich für mich damit nämlich ergeben, dass ich bei einem Zuggewicht von 160 kg (Fahrer plus Lok plus Bedienwagen plus ein oder zwei leichte Wagen) und einem Lokgewicht von rund 25 kg Strecken mit bis zu 2% Steigung fahren könnte.

Ich würde mich sehr freuen, wenn du oder jemand aus dem Forum meine Rechnung überprüfen und bestätigen oder korrigieren würde. Vielen Dank!

Viele Grüße
Werner

Hallo Werner,

160kg Zuggewicht auf 2% erfordert 140W Antriebsleistung und ein Lokgewicht von 28kg bei Stahlrädern, bei Gussrädern 33kg. Allerdings müsstest du auf der Anlage in Karlsruhe, ja auch in deinem Einzugsbereich , dein Zuggewicht auf 120kg reduzieren da wir dort 3% Steigung haben oder 200W Motorleistung / 36kg/Stahlrad, 44kg Gusrad-Lokgewicht. Rechnung für Vmax 10km/h.

Volker

Hallo Volker

Zitat von Volker Schulze

Ein zweiter Motor im Drehgestell, das wären dann 1,4kW Antriebsleistung, du brauchst jetzt schon 168kg um die vorhandene Motorleistung aufs Gleis zu bringen, willst du verdoppeln?, ansonsten neigt die Lok zum Schleudern.

Ich hab in der Gebus besagte 1,4kW, 350W pro Achse und ein Lokgewicht von 168kg.

Auf trockenem Gleis kann ich kein Schleudern feststellen und ich hab hier etwas mehr als 3% Steigung. Natürlich wenn das Gleis nass oder schmierig ist, klar dann geht sie schon mal in den Schleudergang. Aber das wird auch passieren, wenn du nur mit 700W fährst.

Zitat von Volker Schulze

Das ganze funktioniert aber nur mit starr im Rahmen gelagerten Radsätzen, wenn sie gefedert sind kommen noch Kettenspanner dazu, die den Unterschied zwischen voll ausgefedert und voll eingefedert ausgleichen können.

Meine Achsen sind voll gefedert, aber dadurch das die Kette fast waagerecht vom Motorritzel zur Achse läuft, funktioniert das auch ohne Kettenspanner. Zumal eh kein Platz vorhanden ist um einen Solchen einzubauen.

Vielen Dank Volker, für die schnelle Rückmeldung. Das bringt mich schon mal weiter.

Zitat von Volker Schulze

200W Motorleistung / 36kg/Stahlrad, 44kg Gusrad-Lokgewicht. Rechnung für Vmax 10km/h.

Kannst du mir noch einen Tipp geben, wie du die Motorleistung berechnest und in wie weit das Losbrechmoment in die 200W eingegangen ist? Ich nehme an, für konstante Fahrt wird weniger Leistung benötigt, aber mir fehlt der Ansatz für die mathematische Berechnung.

Viele Grüße
Werner

Moin,

einfach mal nach "Zugkraftberechnung" hier im Forum suchen.

Da gibt es sowohl die in der Schule sehr beliebte "Textaufgabe" als auch ein EXCEL-Arbeitsblatt das auf Grundlage der Textaufgabe entstanden ist und das es zwischenzeitlich nur noch auf persönliche Nachfrage per PN beim Ersteller gibt.

Viele Grüße
Dietrich

Zitat von Dampfspieler

Moin,

einfach mal nach "Zugkraftberechnung" hier im Forum suchen.

Da gibt es sowohl die in der Schule sehr beliebte "Textaufgabe" als auch ein EXCEL-Arbeitsblatt das auf Grundlage der Textaufgabe entstanden ist und das es zwischenzeitlich nur noch auf persönliche Nachfrage per PN beim Ersteller gibt.

Viele Grüße
Dietrich

Hallo Dietrich,

gibt es die möglichkeit die besagte Excel Datei im Downloadbereich dieses Forums anzubieten?

Mit freundlichen Grüßen
Adrian

Guten Morgen,

gestern Abend habe ich mir die Berechnungsgrundlage der benötigten Leistung erarbeitet und - da Jorge nichts dagegen hat - erlaube ich mir abschließend die für mein Bauvorhaben relevanten Daten hier zu kommunizieren.

Ich muss allerdings sagen, dass ich kein Freund von vorgefertigten Lösungen, Websites oder Excel-Sheets bin. Ich erarbeite mir lieber die Materie und lerne dabei.

Das mit der Leistung war eigentlich ganz einfach. Ein Blick in ein altes Physik-Buch hat das Problem gelöst. Mit P= Z * V (Leistung = Zugkraft * Geschwindigkeit) ergeben sich für meine angedachte, rund 24 kg schwere Lok und einem Zug mit 160 kg Masse folgende Daten:

Benötigte Leistung

• in der Ebene: rund 13 W für 10 km/h
• bei 3% Steigung (Karlsruhe): rund 143 W für 10 km/h
• aber bei einer akzeptierten Geschwindigkeit von 5 km/h reichen bei 3% Steigung schon rund 72 W aus

Losbrechmomente, Kurven, etc. sind in dieser Rechnung nicht berücksichtigt und natürlich muss ich ein wenig Reserve einrechnen. Auch könnte eine Lok mit geringer Leistung unter Umständen in der Steigung nicht mehr anfahren aber im Grundsatz sehen die Chancen für den Bau und Einsatz einer OEG 04 im Maßstab 1:11,3 nicht so schlecht aus: Ein Motor mit 65 W passt allemal in den Rahmen.

Zudem habe ich mit der Haftreibungszahl ein wenig gespielt. Eine 24 kg schwere Lok würde die Steigung in Karlsruhe bei einem Zug mit einer Masse von 160 kg durchaus schaffen wenn ich einen Haftreibungskoeffizienten von 0,25 statt des schlechten 0,15 (nasse Schiene) ansetze. Bei trockenem Wetter und sauberem Gleis sollte das überhaupt kein Problem sein. Für die trockene Paarung Rad/Schiene wird teilweise sogar mit 0,35 gerechnet. Und bei Regen will ich ohnehin nicht fahren.

Die Essenz meiner der Rechnung für mein eigenes Projekt: Mit einer kleinen, eher leichten Lok und einem lleichten Zug werde ich bei schönem Wetter vermutlich auch in Karlsruhe fahren können. Auf Strecken mit geringerer Steigung wäre sogar ein längerer, schwererer Zug möglich.

Vielen Dank nochmals an alle für eure Unterstützung. Ich werde nun Jorges großartigen Bericht nicht weiter stören.

Viele Grüße
Werner

Hallo Werner,

Aus Erfahrung gilt auch hier "mehr ist mehr". Versuche nicht an irgendeinem Minimum festzuhalten und das gut zu reden, sondern plane lieber mit dem Maximum.

Zu viel Leistung hat mich bisher weniger gestört/geärgert als zu wenig.

Meine Forney-Dampflok ist eng kalkuliert. Sie packt den Berg in KA, aber man muss schon fahren können. Bei der Shay ist der Kessel (besser gesagt die Feuerbüchse) bauartbedingt zu groß ausgefallen... da muss man hin und wieder auch auf der Bergstrecke mit offener Feuertür und laufendem Injektor fahren um die Sichheitsventile geschlossen zu halten. Liegengeblieben bin ich mit der jedenfalls noch nicht.

Grüße, Gerd

Hallo Werner,

vergiss den Motor mit 65 W. Wir hatten in unserer Gmeinder anfangs einen Motor mit 100 W verbaut. Im Sommer (ca. 30 Grad C) war er mit zwei Personen nach wenigen Runden in Bad Schönborn so heiß, dass das Anfassen mit bloßen Fingern schmerzhaft wurde. Jetzt mit 250 W ist alles gut. Auch die Steigung in KA ist kein Problem.

Viele Grüße, Winfried

Hallo Jorge,

bezüglich der Anordnung des Motors: Bin gerade beim Umbau einer älteren Lok, bei der der Motor (MY1016, 350W) ebenfalls im Drehgestell angeordnet ist. Der Motor ist über dem Drehzapfen in einem Hilfsrahmen angebracht:

Die Kette zu den Radsätzen läuft im Dreieck und wird dadurch gespannt, dass der gesamte Hilfsrahmen horizontal verschoben werden kann. Beim Umbau bekommt das Drehgestell dann auch noch eine Scheibenbremse (von einem E-Scooter).

Grüße

Andreas