Prüfstand für Dampfloks

  • Hallo allerseits,

    nachdem in einem Thema hier das Testen von Dampfloks, sprich Prüfstand angesprochen wurde, gestatte ich mir eine Idee vorzustellen, die mir schon vor Jahren beim Nachdenken über meine angedachte „Herzensdame“ gekommen ist.

    Damals machte ich mir Gedanken, wie ein universeller Prüfstand zum Testen von Loks unter Last zu gestalten wäre, damit man ihn operativ an unterschiedliche Achsabstände verschiedener Loks anpassen könnte. Dies ist nun – schematisch dargestellt – die Grundidee meiner Lösung:

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    Auf einem Rahmen sitzt für jeden angetriebenen Radsatz ein verschiebbarer Rollenblock mit Laufrollen. Auf den Blöcken liegen Schienen auf, die an den Enden des Standes befestigt sind. Auf den Schienen laufen jedoch nicht die Laufflächen der Räder, sondern die auf der Innenseite geführten Spurkränze, so dass die Laufflächen auf den etwas über die fiktive Schienenoberkante hinausstehenden Laufrollen aufliegen können. So kann man die Lok ohne Anheben auf den Prüfstand rollen und zugleich die Rollenblöcke beliebig platzieren, ohne in die Schienen eingreifen zu müssen. Für den Test muss die Lok dann natürlich in Längsrichtung fixiert werden, damit sie nicht von den Laufrollen herunterrollt und davonfährt. Die Blöcke werden vorher gemäß den gemessenen Achsabständen platziert und festgeklemmt. Die Umrisslänge der Blöcke bestimmt den minimalen Achsabstand der zu testenden Loks, d.h. ist passend zu wählen.

    Auf der Laufrollenwelle sitzt eine Zahnrolle, über die ein Zahnriemen läuft und über Umlenkrollen zu den benachbarten Rollenblöcken geführt wird. An einem Ende des Prüfstandes ist eine Zahnrolle zum Ankoppeln eines Getriebemotors, am anderen eine frei laufende Umlenkrolle mit Spannmechanismus. Diese Anordnung ermöglicht beliebiges Platzieren der Rollenblöcke bei gleichbleibender Riemenlänge.

    Die Last für die Lok wird durch einen Getriebemotor generiert. Das Getriebe ist notwendig, um den Motor auf ausreichend hohe Drehzahlen zu bringen und so dessen volle Leistung nutzen zu können. Angeschlossen ist der Motor über einen gängigen 4-Quadrantentreiber an eine Batterie, die den Treiber mit Betriebsspannung versorgt. Der Treiber läuft im Bremsmodus und leitet die vom Motor erzeugte Energie in die Batterie. Wie stark die Lok „ziehen“ muss, wird durch die Aussteuerung des Treibers, sprich Steuerspannung eingestellt, die Leistung der Lok kann von der Stromstärke abgeleitet werden.

    Soweit meine prinzipielle Idee, der Rest ist schon „normale“ Konstruktionsarbeit. Es würde mich freuen, wenn jemand Lust hätte, meine Idee zu Ende zu denken und ins Materielle umzusetzen.

    Schöne Grüße

    Kristian

  • Hallo Kristian,

    die Grundidee ist nicht verkehrt nur müsste die Reibung der Räder besser genutzt werden. Ausserdem müsste der Radsatz auch geführt werden.

    Normalerweise steht ja der Radsatz in zwei Rollen dabei läuft dann eine vorwärts und eine rückwärts. Um deine Idee weiter zuführen müsste auf der gegenüber liegenden Seite der gleiche Mechanismus nochmal gemacht werden und die Rolle mit einer Welle auf diese Seite verbunden werden. Dann hätte man eine Führung des Rades und mehr Übertragungsfläche.

    Jetzt könnte man die Zahnriemen über jeweils einen Bremsmotor abbremsen.

    Die Frage ist natürlich muß dieser Aufwand sein. Sinnvoller ist vielleicht auf dem Gleis eine Bremslokomotive zu verwenden ,denn dann braucht man nur Zugkraft und Fahrgeschwindigkeit zu messen. Aber auch da stellt sich die Frage ,ausser bei speziellem Interesse, muß das sein.

    Alternativ könnte man so ne Art Flachband mit Rollenführung verwenden , wo die Lok wie auf einem Flachband von einer Bandsäge steht und festgezurrt ist.

    Gruß

    Werner

    • Offizieller Beitrag

    Hallo,

    das sind doch alles schon Sachen die es bereits gibt und durchgeführt wurden. Da ist Kristian's Idee leider nich neu.

    WDH hat damals bereits einen gut funktionierenden Prüfstand für die 44 Öl gebaut sowie einen Mess-/Bremswagen zu Ermittlung der gewünschten Werte. Ich stelle hier gern nochmals das Ergebnis der Messfahrt meiner Emma ein. Ein ca. 100kg schwerer B-Kuppler ohne Vorbild .

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    Lieben Gruß

    Das Licht am Ende des Tunnels könnte auch ein Zug sein !!! :D Ich bin der Fräser Eilig, was ich nicht fräs das feil ich.... Genitiv ins Wasser weil es Dativ ist :pinch:

    Einmal editiert, zuletzt von Steamchris (4. August 2021 um 10:42)

  • Hallo Werner,

    natürlich habe ich nur eine Seite Seite gezeichnet, die andere sieht im Prinzip genauso aus - wieder ein Stützblock mit Lager und Rolle auf der gemeinsamen Welle (die Blöcke sind natürlich quer verbunden). Solche Selbstverständlichkeiten brauchen zum Erklären der Grundidee nicht gezeichnet zu werden. Der Zahnriemen mit allem drum und dran genügt auf einer Seite. Geführt werden die Radsätze durch die Laufrollen, zur innenliegenden Führungskante der Schiene muss Luft sein.

    Nur einen Laufrollensatz pro Radsatz zu nehmen bringt den Vorteil der kürzeren Baulänge des Rollenblocks. Bei zweien müssten Lauf- und Zahnrollen entweder sehr klein sein (mit negativen Auswirkungen im Bereich Kraftauskopplung), oder der Block wird länger und man kann keine Loks mit kleinen Rädern mehr messen. Und je weiter der Abstand der beiden Rollen unter einem Rad, desto mehr Keilwirkung gegenüber dem Rad, d.h. auf dem Prüfstand kann die Lok vermeintlich mehr ziehen als dann auf ebenem Gleis.

    Der Vorteil eines stationären Prüfstands ist die stehende Lokomotive: Ich will ja nicht nur die Zugkraft messen, sondern vor allem Druckverläufe in Zylindern, Druckverluste an verschiedenen Stellen, Temperaturen usw., um etwaige Baufehler an der Lok zu entdecken (zu dünne Rohre, zu kleiner Verbinder bei einer Mallet, falsches Blasrohr/Petticoat u.v.a.), und das ist während der Fahrt recht schwierig.

    Apropos Flachband: Das kann ja nicht in der Luft hängen, also brauchst Du darunter wieder Rollen, die Radsätze müssen geführt werden, beim Aufrollen der Lok muss sie auf etwas rollen, dafür reich ein gespanntes Flachband bestimmt nicht...

    Und noch ein möglicher Mehrwert: So ein Prüfstand kann gut für Schulungen angehender Lokführer genutzt werden - der Fahrlehrer steht daneben und kann eingreifen, die Lok kann aus keiner Kurve fliegen, und trotzdem können Anfahrten mit Last oder Berg- und Talfahrten simuliert und trainiert werden.

    Schöne Grüße

    Kristian

  • Hallo Christian,

    es wäre nicht zum ersten Mal in der Weltgeschichte, dass jemand etwas vermeintlich ausdenkt, was ein anderer schon längst erfunden hat. Magst Du vielleicht ein paar Bilder mit uns teilen?

    Vielen Dank und schöne Grüße

    Kristian

    • Offizieller Beitrag

    Hi,

    leider keine vorhanden.

    Sorry


    Der Bremswagen sollte hier bekannt sein...es sind ja schon etliche Loks von Foristi's gemessen worden.


    Grüße

    Das Licht am Ende des Tunnels könnte auch ein Zug sein !!! :D Ich bin der Fräser Eilig, was ich nicht fräs das feil ich.... Genitiv ins Wasser weil es Dativ ist :pinch:

  • Hallo Kristian,

    ich habe geschrieben das Rad müsste in zwei Rollen stehen. Was ich gemeint habe das die Rollen in deiner Skizze nebeneinander sind. Damit das Rad

    zwei Berührpunkte bekommt.

    Gruß

    Werner

  • Hallo Werner,

    das habe ich verstanden und deshalb auch beschrieben, was für Nachteile das hat. Die Rollen dürfen nicht weit über das Rad hinausreichen, damit der Nachbarblock unter den nächsten Radsatz passt. Praktisch müssen die Rollen dann weniger als halb so groß sein wie das kleinste Rad, das gemessen werden soll, und das begrenzt die Stärke des Zahmriemens, d.h. maximal zu übertragende Zugkraft. So ein Prüfstand ist aufwändig, werden sich wohl nicht viele für den Heimgebrauch bauen, ist eher auf einer Klubanlage vorstellbar. Deshalb sollte er also möglichst universell nutzbar sein, von T3 in 5" bis 01 in 7,25" (müsste zweispurig machbar sein), daher mein Lösungsansatz mit nur einer Rolle pro Rad. Natürlich kann beim detaillierten Konstruieren und Berechnen rauskommen, dass sich das auch mit 2 Rollen ausgeht - um so besser.

    Gruß

    Kristian

  • Hallo!

    Es ist absolut möglich einen voll funktionalen Leistungsprüfstand zu bauen, die Briten haben sowas ende der 50er in 1:1 hinbekommen- also sollte es kein Problem sein heutzutage etwas entsprechendes im Modellmasstab zu bauen. Man muss nur genug viel Geld und Zeit investieren.

    Aber wozu???

    Wenn die Lok nur ohne Zugkraftmessung belastet werden soll kann man sie einfach auf einen Rollenprüfstand stellen und ein Stück Holz zwischen die Räder drücken. Selbst wenn man sich den Aufwand macht das ganze mit einer Feder und Stellschraube zu verfeinern ist man in einem Nachmittag fertig.

    Wenn man unbedingt eine (nicht repräsentative) Zugkraftmessung machen will stellt man die komplette Lok auf ein Holzbrett, hält die Lok mit einer Zugwaage auf Position und reguliert die Last mit dem Auflagegewicht der Lok auf dem Brett.

    Die wahre Kunst beim Engineering ist alles so einfach wie möglich zu lösen.

    Gruss

    Thomas

  • Moin,

    Kristian beschreibt einen "alten Hut", der eben nur alt ist, deswegen aber durchaus gut ist, wie ich finde, auch wenn ihn mangels eigenen Erlebens oder Hörensagens hier kein Mitstreiter (mehr) zu kennen scheint.

    Die von ihm vorgeschlagene Bauweise entspricht in den grundlegenden Merkmalen der, die die Engländer beim Test der Bitte melden Sie sich an, um diesen Link zu sehen. verwendet haben.

    Bitte melden Sie sich an, um dieses Medienelement zu sehen.

    Ob die die Rollen unter den Lokachsen allerdings mit entsprechend dimensionierten Flachriemen verbunden und der Dynamometer mittels Flachriemen angetrieben oder je Achse eine andere Bremse (Wasserwirbelbremse) verwendet wurde, wie ich sie in Motoren-Instandsetzung kennengelernt habe, entzieht sich meiner Kenntnis, das Standbild des Videos oben spricht aber für letztere Lösung.

    Die Lagerung eines Lokrades in zwei Rollen ist meines Wissens nur im Hobbybereich verwirklicht worden und nach meinem Dafürhalten einzig dem Bestreben geschuldet, die Lok daran zu hindern "den Frosch zu machen" (davon zu hüpfen) und wohl eher von den Pkw-Bremsprüfständen bei TÜV und DEKRA inspiriert. Außerdem ist die Lösung technisch deutlich anspruchsloser als die oben gezeigte Lösung - finde ich, aber das ist meine vollkommen unmaßgebliche Meinung.

    Es gibt einen belgischen Modellbauer, der den Teststand der Engländer ins Modell umgesetzt hat und von dem gibt es ein Video.

    Bitte melden Sie sich an, um dieses Medienelement zu sehen.

    Viel Vergnügen beim Anschauen

    Dietrich

    Feinblechner können machen aus feinen Blechen feine Sachen.

    3 Mal editiert, zuletzt von Dampfspieler (4. August 2021 um 17:37)

  • Hallo Dietrich,

    schönes Video,

    interessat wär jetzt noch, wie die Lok genau auf Position gehalten wurde.

    Mann muß sich mal vorstellen, was für enrome Kräfte auftreten, wenn die Ladies mal "von der Leine" gelassen wurden.

    Gruß Flori

    ...und ist der Berg auch noch steil, a bisserl was geht allerweil.

  • Hallo Kourosh,

    es geht mir hier nicht darum das Hobby als solches zu hinterfragen, nichts liegt mir ferner. Den Modellprüfstand in dem Video was Dieter hier gepostet hat find ich endgeil:thumbup:.

    Das Thema fing aber auch mit einem abstrakten, nicht Modellbauerischen Ansatz an:

    ...universeller Prüfstand zum Testen von Loks unter Last ...

    Klar kann man einen "Industriellen" Leistungsprüfstand wie im Ursprungspost angedacht bauen, das hat aber m.e. nichts mit Modellbau zu tun. Zumal der Threaderöffner scheinbar nicht plant es selbst umzusetzen:

    Es würde mich freuen, wenn jemand Lust hätte, meine Idee zu Ende zu denken und ins Materielle umzusetzen.

    Ich wollte nur sagen das es für das Problem "Test unter Last im stand" auch sehr pragmatische Ansätze geben kann.

    Gruss

    Thomas

  • Hallo,

    für den, der etwas mehr über das große Vorbild erfahren möchte hier noch ein Nachtrag.

    Eine Internetseite über die Bitte melden Sie sich an, um diesen Link zu sehen..

    Die unten verlinkte Grafik von der oben genannten Seite zeigt einen Schnitt durch die Anlage und sollte Floris Frage nach der Befestigung der Lok während der Versuche beantworten. An einem sehr massiven Anker ist eine Spann- und Zugeinrichtung befestigt, mit der die Lok befestigt wird und mit der gleichzeitig wohl auch Zugkräfte gemessen werden können. Sie ist Bitte melden Sie sich an, um diesen Link zu sehen..


    Der Erläuterungstext der Grafik lautet wie folgt:

    "Sectional drawing showing the arrangement of equipment at Rugby Locomotive Testing Station. The coal was supplied in hoppers having been
    weighed in order to calculate consumption. The smoke extractor was maneuverable both along the centre line of the locomotive to accommodate locomotives of different lengths but also at 90° too so that it could accommodate the Crosti boilered 9F which had its smoke exhausted on the side of the boiler."

    Bei der DRG gab es zeitlich früher das Bitte melden Sie sich an, um diesen Link zu sehen., bei dem es einen Rollenprüfstand mit Wasserwirbelbremsen gab. Denjenigen, der mehr darüber wissen möchte, verweise ich auf Bitte melden Sie sich an, um diesen Link zu sehen..

    Grüße Dietrich

    Feinblechner können machen aus feinen Blechen feine Sachen.

    4 Mal editiert, zuletzt von Dampfspieler (5. August 2021 um 11:16)

  • Hallo Dietrich,

    wow, vielen Dank für die Recherchen. Es ist doch immer wieder faszinierend, was www so alles an Infomationen hergibt.

    Und dann muß es ja auch noch jemanden ( in dem Falle Dietrich) geben, der danach mit den passenden Begriffen sucht.

    Jedefalls gibt einem das doch schon wichtige Hinweise, wie so ein Stand konstruiert und gebaut worden ist.

    Da kann man sich doch schon einiges abschauen und muß nicht nach Ideen grübeln, oder ?

    Gruß Flori

    ...und ist der Berg auch noch steil, a bisserl was geht allerweil.

  • Guten Abend zusammen

    Beim betrachten der Bilder und des Videos, ist zuerkennen das die Lok

    auf einer Schiene einfährt und die Meßräder unmittelbar danebenliegenden.

    Wenn die Lok auf Positionen ist werden die Meßräder sicherlich angehoben

    um die Last zu übernehmen. Nur stellt sich die Frage für mich, wie eine

    vernünftige Auflagebreite erreicht wird. Da wie zu erkennen ist, die Fahrschiene

    eine ordentliche Breite auf weist und die Radbreite auch nicht viel Restüberstand

    übrig lässt um dem Meßrad genügend Reibfläche zu bieten.

    Da stellt sich mir die Frage, ob das ganze System seitlich verschiebbar ist.

    Nur wie geht es wenn die Last auf ihr ruht. Einzigste Möglichkeit die mir so

    artok einfällt wäre unter Rotation. Nur ist es am Anfang sehr riskant da die

    Aufstandsfläche noch gering ist.

    Vielleicht weiß einer mehr über den technischen Ablauf.

    Mit freundlichen Grüßen Michael

  • Hallo nochmal,

    der Zweck meines Beitrags war aufzuzeigen, wie man seine Lok stationär unter Last testen kann. Das macht natürlich nur Sinn, wenn man an mehr als nur der Zugkraft interessiert ist - für die genügt eine Federwaage, ggf. plus Bremswagen. Ich verstehe aber, dass die meisten Lokbauer bei ihrer Arbeit keine auf Physik basierende Methoden und Messungen benötige/nutzen, weil sie nach übernommenen Plänen bauen, durch Fehler bei früheren Projekten Erfahrungen gesammelt haben, ihnen als Ergebnis "die Lok fährt" genügt oder gar das für "wissenschaftliche" Lösungsansätze notwendige Know-how fehlt.

    Über einen Prüfstand habe ich damals nachgedacht, weil ich vor nunmehr fast acht Jahren als totaler Grünschnabel in dieses Forum kam und weder von eisenbahntechnischer Geschichte viel wusste (Prüfstand in Rugby), noch irgendwelche Kontakte zur Dampfbahnszene hatte (außer diesem Forum). Und ja, da ich meine Herzensdame wohl erst im nächsten Leben bauen werde, kommt auch der benötigte Prüstand erst dann an die Reihe.

    Schöne Grüße

    Kristian