Testfahrzeug zur Drehzahlbestimmung

Motortester zur Drehzahlermittlung



	Wenn man eine Lok plant, sollte man die Getriebeauslegung nicht dem Zufall überlassen. Aber wie kommt man an verlässliche Daten?
	Es gibt mehrere Ansätze an die Motordaten zu gelangen. Datenblatt des Herstellers. Da habe ich schon eklatante Vertipper gefunden. Mit einer Drehzahlmessung, gleich welcher Funktion, Laser, Hallsensor, Lichtschranke oder wie auch immer, erhält man nur die Leistungsdaten des Motors im Leerlauf. Genauso wie im Datenblatt, falls vorhanden.
	Woher also die Daten, vornehmlich die Drehzahl bekommen? Wie richtig sind die Daten, wie sind sie auf das heimische Modell übertragbar?
			Prinzip - Bild der Testvorrichtung
	Dann ist da noch das Getriebe. Woher bekommt man dessen Reibungs-Koeffizienten?

	Die Herausforderung:

	Am besten, man testet an einem ähnlichen fahrenden Objekt, dann weiß man letztlich woran man ist.
			Motore verschiedener Herkunft mit unbekannten Drehzahlen. Die Spannung kann man meist ermitteln. In anderen Eisenbahner-Schubladen mag es nicht viel anders aussehen. Es stellt sich folglich die Aufgabe, die Drehzahl realitätsnah zu ermitteln. Wenn man ein Fahrzeug baut, das den Konstruktionsprinzipien des zukünftigen Modells weitgehend entspricht, ähnliche Lagerung, ähnliches Getriebe etc. dann sind die Daten übertragbar. Also müssen die Motore Füße bekommen.

	Die bisher eingebauten Motore hatte ich meist an vorhandene Getriebe provisorisch angeflanscht um im Test die Leistungsdaten in der Praxis zu ermitteln. Siehe Foto rechts. Das führte zu sehr genauen Ergebnissen. Nur die Daten über Spannung und Stromaufnahme interessierten bei Baubeginn, alles andere ergab sich am fahrenden Modell. Mit den gewonnenen Motordrehzahlen am fahrenden Modell wurden dann die zukünftigen Getriebe ausgelegt. Sie erreichten immer recht genau die gewollte Geschwindigkeit. Diese Messvorbereitungen habe ich vereinfacht.

	Mit einer Tabellenkalkulation wurde eine Datei speziell für die Getriebe-Auslegung erstellt. Ein bisschen Pi, etwas Maßstab, etwas Messschieber, wie groß ist der Durchmesser des Rades, wie schnell soll die Lok werden, Weg-Zeit-Messung, gewünschte theoretische und reale Getriebeuntersetzung, und schon hat man alle benötigten Werte beisammen.		Noch ein Blick nach rechts in die Vorratskiste-Zahnräder, was ist realisierbar, dann ist es ein leichtes, die passende Getriebeuntersetzung aus den gewonnenen Praxisdaten zu gewinnen.




	Wichtigstes Bestandteil der Kalkulationsdatei ist die Geschwindigkeitsmessung. Um mir das Ermitteln des gefahrenen Weges leicht zu machen, gibt es einen Tabellenteil, in den ich nur die Anzahl der in Messstrecke verlegten Schienen eingebe, die Streckenlänge gibt mir dann das Programm aus.

	Mit einem Blick auf das an einer Digitaluhr vorbeifahrende Modell wird die Startzeit ablesen, zurückgelegte Runden werden mitgezählt, zuletzt wird die Ankunftszeit noch ablesen und in die Tabelle eingeben, und schon hat man alle relevanten Daten.
			Eine Stoppuhr oder andere Messverfahren sind nicht notwendig. Wenn die gefahrene Strecke, sprich mehrere Runden groß genug ist, kann ein Messfehler vernachlässigt werden Ein Ablesefehler der Zeit von jeweils 1 Sekunde bei Beginn und Ende der Messung, weil die Anzeige einer Digitaluhr im Sekundentakt "springt" ist vernachlässigbar. Man braucht nur den Messzyklus lang genug wählen. Ich durchfahre meist eine Messstrecke von ca. 10m (Oval verlegter Kreis) 10 mal, das Modell legt also ca. 100m zurück. Bei einer so großen Distanz ist dann der Messfehler kleiner als 1 (Modell)Kilometer/h), was genau genug ist.

	Mit den ermittelten Werten lässt man die tatsächliche Motordrehzahl des unter realer Belastung fahrenden Modelles von einer Tabellenkalkulation errechnen.

	Durch eine simple Vergleichsrechnung kann man dann die Getriebeuntersetzung so abstimmen, dass das zu planende Modell später genau seine gewünschte Geschwindigkeit erreichen wird. Dieses Verfahren der Messung an einem Vergleichsmodell führte immer exakt zu den Geschwindigkeiten, die im Pflichtenheft vorgegeben waren.
			Wichtig ist die dabei gewonnene Erkenntnis, wie schnell soll überhaupt die erreichbare Höchstgeschwindigkeit der Lok werden? Es sei erinnert, hohe Geschwindigkeit geht zu Lasten der Langsamfahreigenschaften.
			Eine solche 10m Messstrecke mit 10 Runden ist sehr lehrreich. Hier ein Anschauungs-Beispiel. In einem Raum von20m², 4x5m kann man mit etwas Wandabstand eine Ringstrecke von 10m Länge aufbauen, das sind beim großen M ungefähr ein Vollkreis vom kleinsten Kreis mit 600mm Radius mit 20 geraden Standard-Schienen dazwischen. 1 solche Runde wird unter Vernachlässigung von Dezimalen und gerundet in folgenden Zeiten durchfahren: Bei 58 (Modell)km/h ist dieser Kreis nach 20 Sekunden durchfahren. Bei 39 (Modell)km/h ist dieser Kreis nach 30 Sekunden durchfahren. Bei 29 (Modell)km/h ist dieser Kreis nach 40 Sekunden durchfahren. Bei 23 (Modell)km/h ist dieser Kreis nach 50 Sekunden durchfahren. Bei 20 (Modell)km/h ist dieser Kreis nach 60 Sekunden durchfahren.

	Um die Motore im fahrenden Modell beurteilen zu können, habe ich dieses Testfahrzeug gebaut, bei dem ohne großen Aufwand die verschiedensten Motore als Antrieb an einem Getriebe 1:17,3 eingesetzt werden können.		Es sei erwähnt, dass ein ganzer Zug statt einer einzelnen Lok die Zeit psychologisch verkürzt. Aus diesen Tests resultierte, dass ich nie eine E18 mit echten 160km/h bauen werde, auch keine BR42 mit 80km/h. Es ergab sich aber auch, dass eine echte Köf mit 25km/h auf die Dauer langweilig wird wenn sie nicht nur im Betriebswerk rangiert.

			40km/h sind für mich seit diesen Messungen eine annehmbare mittlere Geschwindigkeit mit guter Rangierfähigkeit
			Simples Motor-Testgerät, noch Getriebe, oder schon Lok? Quick and dirty gebaut, aber ungemein praktisch. Die typischen Zahnräder und deren Reibungsbeiwerte gehen mit in den Test ein, auch wenn das Getriebe noch nicht die genaue Abstufung für das neue Fahrgestell hat.

			Lagerplatte mit Keilform um die Motore klemmen zu können. Die gleiche Platte kann dann noch einmal oben aufgesetzt und auch verschraubt werden, den Testprobanten Motor in die Zange nehmend.

			Durch die sich kreuzenden Schlitze kann der untere Motorhalter in fast jeder Position mit ein paar Schrauben befestigt werden. Den Motor kann man durch einen zweiten oben aufgelegten Motorhalter, den man mit längeren Schrauben nach unten zieht, festklemmen. Oder man fixiert ihn mittels eines Drahtes oder Klebeband oder welcher Vorrichtung auch immer. Nach ein paar gemessenen Runden und eingepflegter Tabelle hat der Motor seine Daten inklusive Getriebeanteil, Drehzahl, Reibungsverlusten etc. durch einfache Weg-Zeit-Messung und entsprechende Umrechnung verraten.

			Das Testfahrzeug zur Drehzahlermittlung von unten. Wirklich nichts Anspruchsvolles. Nach einer Auswertung der Weg-Zeit-Messungen hat man gesicherte Motordrehzahlen aus der Praxis.

			Verschiedene Motore, bei denen die Drehzahlen unter Belastung ermittelt werden sollen.

	K		Kleine Motore und auch

			dicke Brummer können zu Messfahrten "mal eben" befestigt werden.

			Frontalansicht. So simpel das Gefährt ist, so effektiv sind die damit gewonnenen Daten. Nach den Testfahrten kennt man die Drehzahl, sprich Endgeschwindigkeit inklusive Reibung, wenn man will auch mit Anhängelast. Bei einer neu zu planenden Lok ist es ein beruhigendes Gefühl, wenn man Planungssicherheit bei den Motordrehzahlen für die Getriebeauslegung hat.

			Aufsicht. Auf dem rechten freien Teil können Akkus für die Testfahrten aufgelegt werden.

			Es gibt fast nichts, was man nicht verbessern könnte. Die Vorrichtung zum Befestigen des Motors erwies sich als ziemlich "fummelig" um mehrere gleiche Motore nacheinander zu befestigen. Für einzelne Testkandidaten wurde der Motor nun mit 2 Tropfen Heißkleber befestigt. Einfach, schnell, fest.

			Aber wenn so viele Kandidaten Schlange stehen und drängeln, und das ist nur ungefähr die Hälfte, fast wie bei der Schweinegrippe, dann muss eine andere Lösung her. Zum Glück haben alle zu Untersuchenden, die im Wartezimmer sitzen, fast den gleichen Bauchumfang.

			Fast klinisch steril. Schwester, los geht's. Bitte vortreten. Nicht drängeln. Jeder wird untersucht.

			Bitte einrasten.

			Bitte anschnallen.

			Der Nächste bitte¹⁾.

			Fertig zur Testfahrt.

			________________________ 1) Eigentlich lüge ich nie, aber wenn, dann gründlich. Dazwischen kommen nämlich noch 10 Runden Testfahrt. Ohne Punktesystem und ohne Honorarabrechnung.