[shaddowcanyon]

Hallo zusammen,

Die Leistung einer Spielzeuglokomotive ? Puh! Ich möchte nicht damit tauschen.

Natürlich, in Watt gemessen scheint das nicht viel. Bei mir fahren die Züge mit ungefähr 10 bis 15 cm pro Sekunde auf der Anlage. Das wären in real etwa 30 bis 50 kmh. Wenn jetzt 100 Gramm am Haken ziehen, also ein Netwon (was ziemlich viel ist für eine kleine Lok auf einer Moba), dann wären das rein mechanisch 0,1 bis 0,15 Watt Leistung. Nicht sehr viel. Andererseits, das schein doch ein erstrebenswerter Job zu sein, nicht wahr ? Auf den ersten Blick jedenfalls. Leistet der öffentliche Dienst mehr, gemessen in Papierarbeit ?

Doch so einfach ist es nicht, nein. Es gibt hier wie da eine Menge Verluste. Die kleine Lok muss die Reibung in den Kurven aufbringen, den Schleifer auf den Punktkontakten abwetzen, die Haftreifen herunterfahren, die Holprigkeiten in den Gleisen überwinden, ungefähr 3 Dutzend Lager und Gelenke in Bewegung halten, Weichen aufschieben. Ein simpler Nahverkehrszug hat ungefähr 20 Achsen, die sämtlich gegen jede Bewegung arbeiten.

Ja, da geht die ganze Leistung hinein. Bremsen ist leichter als vorangehen und ziehen. Ich kann's beurteilen. Das Gehalt, äh, der Input an Primärenergie ist da absolut gerechtfertigt. Ich weiß, es ist zum heulen.

Sehen wir es doch gelassen. Die Moba ist Entspannung, keine Sportart.

Viel Spaß, man muss auch mal das Gefühl genießen, wenn einer allein gegen allen Widerstand die Sache in Bewegung hält.

Hans Martin & Manu

[SAH]

Guten Abend Jürgen,

Vielen Dank für Dein Nachfragen. Ich möchte versuchen, Deinen Beitrag der Reihe nach zu beantworten. Es kann aber etwas lang werden.

Zitat

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kannst Du mir diesen Satz noch etwas erklären ?

Zitat

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Damit die Lok überhaupt sich selbst bewegen kann, wird eine Leistung von 9,81*150g (aus dem Strom-Drehmoment-Diagramm durch Extrapolation entnommen) * 13,181m/85s = 228mW benötigt.

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Sind die 150 g das Eigengewicht der Lok ? Was hat dann Deine Klammer-Bemerkung damit zu tun ?

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150g bzw. daraus ca. 1,5N entsprechen den inneren Widerstandkräften in der Lok. Diese kann ich aus dem Last-Stromdiagramm extrapolieren. Siehe unten.

Zitat

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Ich verstehe langsam Deinen Grundansatz Deiner Gedanken. Aber deine Erläuterungen sind nicht ganz klar und mMn stecken auch noch Fehler drin. Ungenauigkeiten werden nicht berücksichtigt. Ich schlage vor, Du erläuerst Deine Gedanken und vor allem Deine Annahmen deutlicher.
So wie ich es verstehe, unterscheidest Du mehrere Dinge:

- erforderliche Zugkraft am Haken der Lok.
Hier machst Du einen Ansatz über die Reibung. Die stellt sich als Produkt aus Gewichtskraft, Erdbeschleunigung und einem Reibungsbeiwert dar. Ich vermute, das ist w_t,rel. Das kennst Du nicht, musst ihn also annehmen bzw. messen. Das einfachste wäre, wie ich schon schrieb, mit einer Federwaage die Zugkraft direkt zu messen. Du gehst einen anderen Weg und versuchst gleich die erforderliche Leistung zu messen, in dem Du eine Messreihe ansetzt, in der z.B. bei konstanter Geschwindigkeit die elektrische Leistung misst. Den Lokeinfluss eliminierst Du durch unterschiedliche Anzahl von Wagen.

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das w_t,rel ist der gemessene Fahrwiderstandskoeffizient der angehängten Wagen. Wäre er rein aus der Theorie, bräuchte ich den Aufwand nicht zu betreiben und eine Quantifizierung erübrigte sich.
Die Leistung von der ich spreche betrifft hier ausschließlich die angehängten Wagen. Eine Federwaage habe ich nicht, und damals habe ich mir anders beholfen. Das System funktioniert immer noch und ist wesentlich billiger und modellnäher, denn ich muss mit Loks und Wagen fahren.

Zitat

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- Dann nimmst Du den Leistungsbedarf der Lok alleine unter die Lupe. Hier machst wieder einen Reibungsansatz (siehe Zitat). Hier gibt es keinen Reibungsbeiwert. Warum nicht ? Wenn ich mir das System genauer ansehe, entstehen Verluste im Motor, im Getriebe und durch Rollreibung. den Motor vernachlässigst Du, da Du annimmst, dass der Verlust hier nicht groß sind. Für das Getriebe machst Du einen Ansatz, den Du bei der erforderlichen Zugkraft der Wagen als Wirkungsgrad verortest, bleibt noch die Rollreibung, dessen Ansatz man sieht. Dieser ist so gewaltig, dass es offensichtlich ist, dass in Deinen Annahmen etwas nicht stimmen kann.

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Den Leistungsbedarf der Lok kann ich nur indirekt bestimmen, dazu benötige ich aber die Kalibrierung auf die Motorkonstante nach der Drehmomentenformel. Im Lokleerlauf habe ich eine bestimmte Stromaufnahme. Hänge ich nun Wagen an, deren Zugkraftbedarf ich kenne, brauche ich nur noch die Stromaufnahme zu messen. Bei der Belastung durch die Wagen, die die Stromaufnahme verdoppelt (DC-Motoren) bzw. ver 1,41facht (Reihenschlussmotore), ist die externe Last gleich der internen Belastung. Dabei zählt nur die Stromaufnahme durch den Motor, alles andere muss weg. Dabei geht natürlich der Fehler hoch, wenn die Stromaufnahme aller sonstigen Verbraucher groß gegenüber der Stromaufnahme des Motors wird.

Zitat

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Gedankenexperiment: Man nehme eine Lok und baue den Motor aus. Der fahrbaren Untersatz wird mit horizontal gezogen. Die dafür erforderliche Kraft wird gemessen. Jetzt wird das Getriebe komplett ausgebaut. Es bleiben nur noch die Antriebsräder als Verlustquelle übrig. Jetzt wird wieder die Kraft gemessen. Aus der Differenz kannst Du die erforderliche Kraft für das Getriebe ableiten.
Was glaubst Du, aus Deinem Gefühl heraus, ist die größere Kraft: die des Getriebes oder die der leer laufenden Achsen ? MMn dürfte das Ergebnis eindeutig sein: im Getriebe. Das widerspricht aber deiner Betrachtung. Hier ist ein Haken in Deinen Schlussfolgerungen.
Es würde m.E. Sinn machen, Deine Gedanken und annahmen, die ja z.T. in die richtige Richtung gehen, sauber aufzugliedern, herzuleiten und zu dokumentieren. Die Nachvollziehbarkeit für Andere ist wichtig, damit man Deiner Argumentation folgen und sich damit auseinander setzen kann. Das muss jeder Ingenieur machen, wenn es darum geht, Ergebnisse einem Fachpublikum zu präsentieren.

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Dein Gedankenexperiment hat einen Haken: es fehlt der mit Abstand größte Posten bei Stromwendemotoren: die Bürstenandrückkraft.
Aufgeschlüsselt (aber hier nicht publiziert, weil zu speziell) habe ich das wie folgt:
Lokleerlauf so langsam wie möglich, U und I gemessen. Lokleerlauf mit frei drehenden Antriebsräder so langsam wie möglich, U und I gemessen. Bei beiden noch die Stromaufnahme bei gleicher Spannung aber ohne Motor gemessen. Die Differenz der Nettoströme (bzw. der Nettoströme im Quadrat) ergibt den Wert, welcher der Reibungskraft (bzw. dem Drehmoment) zur Vorwärtsbewegung der Lok entspricht. Die Motorkonstante ergibt sich aus der Steigung des Strom-Drehmoment-Diagramms. Und folglich hat man das Drehmoment M = k*i bzw. M = k*I²
Bürstenreibung und allgemeine Lagerreibung sind im kleineren Wert noch enthalten. Das kann man Aus"knobeln", ist hier aber uninteressant (wenn dann via PN!).

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

[SAH]

Guten Abend Erich,

[quote="Erich Müller" post_id=1936866 time=1549437941 user_id=26147]
ich finde es spannend. Zwar gehöre auch ich zu den Leuten, für die der Eintrag in der Zulassung "120kW" erst mal nur heißt, da ist Leistung vorhanden.
Und mich interessiert, welche Anhängelast erlaubt ist, aber nicht, wie die Zahl zustande kommt (obwohl: wenn von einem EU-Land zum anderen die Werte beim selben Modell um 10-15% abweichen...)
Aber ich weiß auch, dass nur Forschung, wie Stephan-Alexander sie betreibt, zu belastbaren Aussagen führt.
Für die Zughakenlast scheint mir zwar das Gewicht über die Rolle der einfachere Messaufbau zu sein (Bechergewicht = Zughakenlast), aber die große Bahn arbeitet ja auch mit definierten Anhängelasten.
Für 1W (1/735 PS) Zughakenleistung dürften die Kandidaten wirklich dünn gesät sein. Das müssten meiner Einschätzung nach Maschinen aus ganz alten Märklin-Zeiten sein mit dem aus der Baugröße 0 stammenden Motor (etwa das CCS800 Krokodil).
[/quote]

der Motor ist zwar groß, die erzielbare Leistung leider nicht: die größte bei 12V gemessene Leistung für 30159 beträgt bei mir ca. 340mW (336,9 mW steht in den Erfahrungsberichten als Mittelwert über 4 Messungen). Da ist der mit Pufferkondensator ausgestattete Sinus1-Motor im Modell der BR 101 (39370) mit ca. 730mW (732,9 mW) deutlich besser. Ohne Pufferkondensator sind es noch 525mW.
Die größte in den Loktesttabellen gemessene Leistung hat bei mir die BR 18.4 als 3518 mit 920mW.
Der Bigboy hat gute Chancen auf >1W zu kommen. 380g als Dauerzugmasse sind kein Problem, für 1W müsste das Modell mit 84 km/h fahren. (bei 168 km/h sind es 2W )

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

[SAH]

Nabend Andre,

[quote="DR POWER" post_id=1937009 time=1549461954 user_id=34925]
Für die meisten Modellbahner drückt sich die Leistungsfähigkeit eines Modells immer noch in der Zugkraft aus.. Und die ist hauptsächlich vom Kontakt des Rad/Schiene Systems abhängig.
Ich habe noch nicht erlebt das bei einem Modell der Motor stehen geblieben ist.
Abgezogene Haftreifen ja,gerissene Kupplungen ja, aber der Motor lief immer.
[/quote]

Ich kann Dir gerne ein paar E10 (3039) geben, die bei großer Last einfach stehenbleiben.

Zitat

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Ob das Modell dabei ein paar Milliwatt mehr oder weniger braucht oder einiges an Leistung im Getriebe verpufft, ist in der Praxis doch nicht entscheidend.

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Wenn es ein paar mW wären, würde ich Nichts sagen, es sind aber teilweise mehr, als die Last am Haken selbst. Bei der E50 von Märklin
Bei einer Leistung am Zughaken von 1W schluckt das Getriebe ca. 590mW (62,9% Getriebewirkungsgrad), in der Stummilok (BR 182 Piko) sind es 1,44W (40,9% Getriebewirkungsgrad).
Durch ungünstige Getriebeauslegung wird der Vorteil leistungsfähiger Kompaktmotore zunichte gemacht!

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

[Jürgen]

Hi Stephan,

danke für Deine Antwort. Werde später darüber nachdenken. Du zitierst mich in Deinem letzten Beitrag, aber es war Andre, wer das geschrieben hat. Ich denke auch, dass im Getriebe eine Menge Leistung in Wärme umgewandelt wird. Auch Dein Hinweis mit den Bürsten ist richtig. Die alten Märklinmotore sind ja ein deutliches Beispiel für den Verlust nutzbarer Energie.

Im übrigen brauchst Du auch keine Federwaage, sondern kannst Du auch Zugkräfte mit einem Seil, Gewichten und Umlenkrolle messen. Ich würde es sogar anregen, es zu tun. Dann kannst Du auf anderem Weg Deine Überlegungen kontrollieren.

Viele Grüße
Jürgen

[martin65]

Moin,

Zitat

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Zitat

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Also ich habe - ehrlich gesagt - zumindest hier im Stummiforum noch keine aufflammenden Diskussionen zu dem Thema gesehen.
Hast Du vielleicht ein paar Links zu den "immer mal wieder (...) aufflammenden" Diskussionen bezüglich der Leistung?

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folgend habe ich ein paar Artikel zusammengestellt, in welchen die (mechanische) Leistung mit anderen Begriffen wie Zugkraft usw. verwechselt wurde;

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Danke für die Links. Jetzt verstehe ich Deine Motivation und möglicherweise Deinen Gedankengang.

Allerdinge denke ich, dass Deine Interpretation, die Diskussionen über "Leistungsfähigkeit", "Leistung" und "Zugkraft" auf den Begriff der "mechanischen Leistung" einzugrenzen, in dem Du dann eine Verwechslung der Begrifflichkeiten vermutest, nicht korrekt ist.

Ich sehe bei den genannten Links vielmehr, dass da mit "Leistung" umgangssprachlich eher die "Leistungsfähigkeit" gemeint war, statt des physikalischen Begriffs "Leistung", und bei "Zugkraft" halt "Zugkraft" gemeint war, als Eigenschaft/Kriterium für "Leistungsfähigkeit" (wie schwer/lang können Züge sein, die die Lok ziehen kann ohne "schlapp" zu machen).

Zitat

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Was nützt mir Zugkraft, wenn die Geschwindigkeit nicht die Erfordernisse erreicht?

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So, und damit kommen wir einen Schritt weiter!

Es geht ja in den Diskussion überwiegend darum, welche "Leistungsfähigkeit" eine MoBa-Lok hat.

Bevor man Messungen/Herleitungen macht, muss man aber erstmal definieren, was man unter "Leistung/Leistungsfähigkeit" versteht. Dazu können Fragen mit Praxisbezug helfen.

Kriterien/Fragen können z.B. sein:
- Wie "schwer/lang" darf der Zug sein, den eine Lok ziehen kann, ohne dabei langsamer zu werden?
- Wie "schwer/lang" darf der Zug sein, damit eine Lok bei der (Vorbildgerechten) Max-Geschwindigkeit nicht zu langsam wird?
- Wie "schwer/lang" darf der Zug sein, den eine Lok ziehen kann, ohne dabei stehen zu bleiben?
- Wie "schwer/lang" darf der Zug sein, den eine Lok über eine 3%-Steigung ziehen kann, ohne dabei stehen zu bleiben?
- Wie schnell fährt eine Lok maximal (es soll ja Leute geben, die mit ihren Loks Rennen fahren )
etc.

Um einige dieser Fragen zu beantworten, könnte man z.B. ein Diagramm erstellen, auf dem auf der X-Achse die Geschwindigkeit aufgetragen wird, und auf der Y-Achse zwei Werte:
a: maximale Zugkraft der Lok (bevor der Motor stehen bleibt bzw. die Räder durchdrehen)
b: maximale Zugkraft der Lok (bis zu der die Lok nicht mehr als 5% (oder 10%, nur ein Beispiel) die vorgegebene Geschwindigkeit vermindert)

Um solch ein Diagramm zu erstellen bräuchte man nichts herleiten (und dabei Vereinfachungen/Annahmen machen und Fehler einbauen, die das Ergebnis verfälschen), die Werte kann man grundsätzlich direkt messen und Messreihen machen.

Möglicherweise bist Du auf die Idee mit der "mechanischen Leistung" gekommen, weil diese das Produkt aus (Zug-)kraft und Geschwindigkeit ist und bei der Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Maschinen die "maximale mechanische abgegebene Leistung" auch als "Nennleistung" angegeben wird.

Falls die Fragestellung lauten sollte "Wieviel Waggons/Zugmasse schafft die Lok maximal pro Minute von Bahnhof A nach Bahnhof B zu befördern", wäre die Antwort: Die "Nennleistung" (maximale mechanische abgegebene Leistung). Aber auch um die "Nennleistung" einer Lok zu ermitteln braucht man keine (fehlerbehafteten) Herleitungen. Auch dieses kann man (prinzipiell) direkt messen (aus einer Messreihe von Zugkraft und Geschwindigkeit).


Doch die eigentliche Information/Aussagekraft für die weiter oben von mir gelisteten Kriterien/Fragestellungen zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit von MoBa-Loks liegt nicht im Produkt der beiden Werte "maximale (Zug-)Kraft" und "Geschwindigkeit", sondern in deren Verhältnis zueinander.

Viele Grüße.

[Lokpaint]

Hallo

Was bringen diese Messungen überhaupt?
Es hat doch keiner eine Ahnung wie schwer seine Wagen sind oder rollen?
Es ist doch eher "trial and error" anstatt vorher zu berechnen ob Lok XXX möglicherweise den Zug über den Berg bekommt?

Bart

[OttRudi]

Zitat

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Was bringen diese Messungen überhaupt?
Es hat doch keiner eine Ahnung wie schwer seine Wagen sind oder rollen?
Es ist doch eher "trial and error" anstatt vorher zu berechnen ob Lok XXX möglicherweise den Zug über den Berg bekommt?

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Sehe ich nicht ganz so. Wenn ich eine Lok habe, die gerade noch den Zug über den Berg zieht und ich mir eine weitere Lok kaufen will, dann kann man an Hand der Tabelle, so fern die Loks dort aufgelistet sind, abschätzen, ob die neue Lok es auch packen wird.

[Derrick23]

Zitat von Gast im Beitrag Leistungsmessungen visualisiert

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Zitat von Lokpaint im Beitrag Leistungsmessungen visualisiert

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Was bringen diese Messungen überhaupt?
Es hat doch keiner eine Ahnung wie schwer seine Wagen sind oder rollen?
Es ist doch eher "trial and error" anstatt vorher zu berechnen ob Lok XXX möglicherweise den Zug über den Berg bekommt?

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Sehe ich nicht ganz so. Wenn ich eine Lok habe, die gerade noch den Zug über den Berg zieht und ich mir eine weitere Lok kaufen will, dann kann man an Hand der Tabelle, so fern die Loks dort aufgelistet sind, abschätzen, ob die neue Lok es auch packen wird.

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Das hilft dir bei deinen Wagen jetzt genau wie? Die Messung ist eine Momentaufnahme und nur unter bestimmten Varianz in einem beliebigen Zeitraum wiederholbar.

Wegen mir kann man sich mit dem Thema beschäftigen, aber ich denke es gibt in diesem Leben durchaus wichtigere Dinge!

[martin65]

Zitat

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Wegen mir kann man sich mit dem Thema beschäftigen, aber ich denke es gibt in diesem Leben durchaus wichtigere Dinge!

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Ja und? Das ist eine Pauschalaussage, die für jedes Hobby gilt.

[Derrick23]

Zitat

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Zitat

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Wegen mir kann man sich mit dem Thema beschäftigen, aber ich denke es gibt in diesem Leben durchaus wichtigere Dinge!

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Ja und? Das ist eine Pauschalaussage, die für jedes Hobby gilt.

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Es ging mir dediziert um quanitifizierte Messungen von Dingen die nur in einem minimalistischem Zeitraum eine Wiederholbarkeit erlauben.

Ich kann genauso gut den Geschmack von Brot testen, übertragbar auf das nächste Brot mit einem anderen Konsumenten ist das aber nicht.

[DR POWER]

Zitat von SAH im Beitrag Leistungsmessungen visualisiert

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Nabend Andre,

[quote="DR POWER" post_id=1937009 time=1549461954 user_id=34925]
Für die meisten Modellbahner drückt sich die Leistungsfähigkeit eines Modells immer noch in der Zugkraft aus.. Und die ist hauptsächlich vom Kontakt des Rad/Schiene Systems abhängig.
Ich habe noch nicht erlebt das bei einem Modell der Motor stehen geblieben ist.
Abgezogene Haftreifen ja,gerissene Kupplungen ja, aber der Motor lief immer.

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Ich kann Dir gerne ein paar E10 (3039) geben, die bei großer Last einfach stehenbleiben.

Zitat von Jürgen im Beitrag Leistungsmessungen visualisiert

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Ob das Modell dabei ein paar Milliwatt mehr oder weniger braucht oder einiges an Leistung im Getriebe verpufft, ist in der Praxis doch nicht entscheidend.

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Wenn es ein paar mW wären, würde ich Nichts sagen, es sind aber teilweise mehr, als die Last am Haken selbst. Bei der E50 von Märklin
Bei einer Leistung am Zughaken von 1W schluckt das Getriebe ca. 590mW (62,9% Getriebewirkungsgrad), in der Stummilok (BR 182 Piko) sind es 1,44W (40,9% Getriebewirkungsgrad).
Durch ungünstige Getriebeauslegung wird der Vorteil leistungsfähiger Kompaktmotore zunichte gemacht!

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn
[/quote]


Hallo Stephan Alexander

In den älteren verlinkten Beiträgen in der Antwort an Martin lese ich das es den Fragestellern immer um die Zugkraft der Modelle geht.
Sicher verwenden die Fragesteller nicht immer den richtigen Fachbegriff (ist auch ein Hobbyforum hier),man weiß doch aber um was es geht.Sicher kann man da andere Sachen reininterpretieren und einfache Zusammenhänge kompliziert erklären, aber wem bringt das etwas?

Das Phänomen das die E10 einfach stehen bleiben, ohne Schlupf an den Antriebsrädern kannte ich noch nicht.
Aber dieser Effekt wäre bei einer klassischen Zugkraftmessung auch aufgetreten.
Wenn das Teil stehen bleibt fehlt einfach Zugkraft, ob das an einem schwächelnden Motor liegt oder an einer ungünstigen Getriebeauslegung ist betrieblich gesehen egal.

Das gleiche gilt am Ende für andere Maschinchen mit ungünstiger Getriebeauslegung.Da ich das nur mit erheblichem Aufwand ändern könnte interessiert doch für den Fahrbetrieb, was kann die Maschine an Zuglast anfahren?

Liebe Grüße, Andre

[DR POWER]

Hallo Stephan Alexander

Zitat von SAH im Beitrag Leistungsmessungen visualisiert

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Guten Abend Andre,

[quote="DR POWER" post_id=1936626 time=1549382044 user_id=34925]
Wenn es hier im Forum Diskussionen über Leistungen von Lokomotivmodellen geht, dann drehen sich diese doch meist um die Zugkraft der Maschinen(das habe ich zumindest bisher so empfunden).
In wie fern helfen mir denn jetzt die von dir gemessenen / errechneten Daten in der Praxis weiter?Reicht da nicht ein Zugkrafttest, durchgeführt auf verschiedenen Steigungen?

Recht hast du sicher mit der Aussage das viele Modellbahner ihre Maschinen nicht genau kennen. Zumindest nicht so genau wie du,denn so tief wie du steigen nur die wenigsten Modellbahner in die Materie ein.
Die von dir ermittelten Daten weiss ich von keinem meiner Modelle.
Aber auch hier stellt sich die Frage nach der Praxisrelevanz.
Was bringen mir, als Modellbahner ohne dein tiefergehendes Wissen,die von dir ermittelten Werte?

---

Vielen Dank für Deine Anfrage, lass es mich mit folgenden Fragestellungen beantworten:

Was nützt mir Zugkraft, wenn die Geschwindigkeit nicht die Erfordernisse erreicht?
Weshalb wird der "HLA" auch "HLA" genannt?
Ist dieser "HLA" wirklich mit größerer Leistung als die anderen Motoren?
Stimmen die Diagramme, die Märklin vor Jahren mal in der Werbung publiziert hat?
Welche Leistung muss der Austauschmotor haben, wenn der (nicht dokumentierte) Motor nicht mehr nutzbar bzw. defekt ist und kein Ersatzteil mehr lieferbar ist?
In welchem Umfang lassen sich von undokumentierten Motoren Kennwerte ermitteln?

Falls Du einfacheren Zugang als Messungen und Auswertungen hast, dann lass es mich wissen. Danke!

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn
[/quote]

Auch hier geht's wieder um die Zugkraft.
Was nützt mir eine erreichbare Geschwindigkeit mit einer definierten Last am Haken, wenn die Lokomotive diese Last in einer Steigung nicht angefahren bekommt?
Ist es da nicht besser die mögliche Anfahrlast mit verschiedenen Steigungen zu messen (und dabei vielleicht gleich noch die Stromaufnahme des Modells zu ermitteln )?Denn wenn eine Lokomotive in der Lage ist eine ermittelte Last, auf einer festgelegten Steigung anzufahren, dann ist sie auch fähig diese Last in Bewegung zu halten.

Die Motorenbezeichnungen entspringen doch mehr den Marketingabteilungen der Hersteller.
Ob da HLA, Spezialmotor oder High-End-Superpowermaschine dransteht ist betrieblich nicht von Bedeutung. Wichtig sind die oben beschriebenen Eigenschaften(um hier bei diesem Thema zu bleiben/gibt natürlich auch noch andere wichtige Eigenschaften) .

Mit dem Austauschargument bin ich bei dir, es setzt allerdings voraus das die zur Verfügung stehenden Austauschmotoren alle unter deinen Bedingungen getestet werden. Sonst ist da keine Vergleichbarkeit gegeben.
Dazu kommt bei Austauschmotoren auch noch das Problem die passenden Einbaumaße zu finden. Wenn die aber passen und in deiner Liste findet sich dazu noch ein passender Leistungswert, dann können deine aktuellen Messungen hilfreich sein.

Sehe bitte meine Antworten auch immer im Zusammenhang mit deinem Eingangsbeitrag der ja Licht ins Dunkel bringen sollte, gerade bei den Modellbahnern die ihre Modelle nicht so genau kennen. Es lesen ja hier auch viele Hobbykollegen mit die das Hobby noch nicht so lange betreiben wie du und auch nicht über dein Wissen verfügen.
Da sollten die technischen Zusammenhänge leicht zu erfassen sein.Je komplizierter die Messmethoden und Berechnungen sind, umso weniger Modellbahner lesen es dann überhaupt oder schauen deine Videos an. Profitieren von deinem Wissen sollen doch aber möglichst viele Hobbykollegen.

Liebe Grüße, Andre

[Erich Müller]

Hallo,

die Antwort auf die Frage "was kann ich dranhängen" hängt doch von mehreren Faktoren ab.
Natürlich ist wichtig, was der Motor leistet und wieviel davon (nicht) im inneren Widerstand des Antriebs verloren geht.
Wichtig ist auch der Reibungsfaktor. Die stärkste Maschine nützt nichts, wenn sie ihre Energie nicht in Bewegung im Verhältnis zum Schienenweg umsetzen kann.
Umgekehrt nützt aber ein günstiger Reibungsfaktor nicht, wenn die Maschine nicht genug Kraft entwickelt, um die Anhängelast in Bewegung zu setzen oder zu halten.

Bei gegebener Leistung am Radreifen hat die große Bahn ein Mittel, um die Zughakenleistung zu maximieren: die Reibungslast. Je höher die Achslast auf der Antriebsachse, um so höher die in Fortbewegung übertragbare Kraft. Das Produkt aus Achslast und Reibungsfaktor gibt, grob gesagt, die Grenze der übertragbaren Kraft vor.
Damit der Zug fährt, muss das Produkt aus Achslast, Reibungsfaktor und Kraft des Antriebsaggregats größer sein als die Kraft, die der Zug auf den Zughaken ausübt. Ist die Motorleistung höher (und also die Übertragung der Kraft auf die Schiene das begrenzende Element), drehen die Räder durch. Ist aber die Motorleistung zu gering und die Reibung zwischen Rad und Schiene nicht das begrenzende Element, dann bleibt der Motor stehen.
Diesen Fall versucht man eigentlich vor allem bei elektrischen Antrieben - also auch bei der Modellbahn - zu vermeiden, weil stehende Motoren schnell durchbrennen können.
Bei der Modellbahn kann man allerdings den Reibungsfaktor noch einmal kräftig beeinflussen durch die Verwendung von Haftreifen. Gerade die älteren Märklin-Drehgestellloks mit vier Haftreifen auf vier angetriebenen Rädern gehen da ans maximal Mögliche. Wenn dann der Motor nicht mithält...
Welchen Motor haben denn die erwähnten Elloks, Stephan-Alexander? Den kleinen Scheibenkollektor oder den Trommelkollektor?

Als Asteriscum sei noch angemerkt: ich habe die Chance, eine Märklin-V200 alter Bauart in Originalausführung und eine mit 76200 digitalisierte vergleichen zu können. Das Original besticht schon durch hohe Zughakenleistung (nicht gemessen, aber da kannst du was dranhängen, und die Lok festhalten, wenn sie unter Strom steht, ist gar nicht so einfach). Aber der 76200-Umbau hat noch mal mehr "Bums" besonders bei niedrigen Geschwindigkeiten. Kein Wunder, es wird ja die doppelte Windungszahl im Stator verwendet und ein entsprechend stärkeres Erregerfeld erzeugt - und je stärker das Erregerfeld, um so höher die Kraft (allerdings auf Kosten der Geschwindigkeit bei gleicher Leistungsaufnahme). Bei dieser Lok ist der Grenzfaktor weder die Reibung noch die mögliche Motorleistung, sondern die Leistungsgrenze des Decoders...

[SAH]

Guten Abend Jürgen,

Zitat von Jürgen im Beitrag Leistungsmessungen visualisiert

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Im übrigen brauchst Du auch keine Federwaage, sondern kannst Du auch Zugkräfte mit einem Seil, Gewichten und Umlenkrolle messen. Ich würde es sogar anregen, es zu tun. Dann kannst Du auf anderem Weg Deine Überlegungen kontrollieren.

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Vielen Dank für den Vorschlag. den habe ich schon umgesetzt:
selbstverständlich überprüfe ich stichprobenartig die Zugmassen via Dynamometer. Andererseits habe ich auch gelegentlich Leihgaben, denen ich das komplette Programm nicht zumuten möchte. Da kommt ausschließlich der Dynamometer zum Einsatz.
Was mich in meiner Vorgehensweise bestärkt, ist die Tatsache übereinstimmender Werte zwischen den Ergebnissen von Journalen und mir. Und die Journale testen über Umlenkrolle.
Ferner hole ich ja noch viel mehr heraus als nur die "schnöde" Zugmasse (Zugkraft).

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

[SAH]

Guten Abend Martin,

vielen Dank für Deine ausführlichen Anregungen!

Zitat von martin65 im Beitrag Leistungsmessungen visualisiert

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Zitat von SAH im Beitrag Leistungsmessungen visualisiert

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Was nützt mir Zugkraft, wenn die Geschwindigkeit nicht die Erfordernisse erreicht?

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So, und damit kommen wir einen Schritt weiter!
Es geht ja in den Diskussion überwiegend darum, welche "Leistungsfähigkeit" eine MoBa-Lok hat.
Bevor man Messungen/Herleitungen macht, muss man aber erstmal definieren, was man unter "Leistung/Leistungsfähigkeit" versteht. Dazu können Fragen mit Praxisbezug helfen.

Kriterien/Fragen können z.B. sein:
- Wie "schwer/lang" darf der Zug sein, den eine Lok ziehen kann, ohne dabei langsamer zu werden?
- Wie "schwer/lang" darf der Zug sein, damit eine Lok bei der (Vorbildgerechten) Max-Geschwindigkeit nicht zu langsam wird?
- Wie "schwer/lang" darf der Zug sein, den eine Lok ziehen kann, ohne dabei stehen zu bleiben?
- Wie "schwer/lang" darf der Zug sein, den eine Lok über eine 3%-Steigung ziehen kann, ohne dabei stehen zu bleiben?
- Wie schnell fährt eine Lok maximal (es soll ja Leute geben, die mit ihren Loks Rennen fahren )
etc.

Um einige dieser Fragen zu beantworten, könnte man z.B. ein Diagramm erstellen, auf dem auf der X-Achse die Geschwindigkeit aufgetragen wird, und auf der Y-Achse zwei Werte:
a: maximale Zugkraft der Lok (bevor der Motor stehen bleibt bzw. die Räder durchdrehen)
b: maximale Zugkraft der Lok (bis zu der die Lok nicht mehr als 5% (oder 10%, nur ein Beispiel) die vorgegebene Geschwindigkeit vermindert)

Um solch ein Diagramm zu erstellen bräuchte man nichts herleiten (und dabei Vereinfachungen/Annahmen machen und Fehler einbauen, die das Ergebnis verfälschen), die Werte kann man grundsätzlich direkt messen und Messreihen machen.

Möglicherweise bist Du auf die Idee mit der "mechanischen Leistung" gekommen, weil diese das Produkt aus (Zug-)kraft und Geschwindigkeit ist und bei der Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Maschinen die "maximale mechanische abgegebene Leistung" auch als "Nennleistung" angegeben wird.

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Das führt direkt zu einer Leistungshyperbel mit drei Kennwerten: maximale, mechanische Leistung, Zugkraft, Geschwindigkeit.
Die maximale mechanische Leistung muss man messen, weil der theoretische Ansatz P_2max = U^2/4R (bei Gleichstrommotoren, bei Reihenschlussmotoren ist das Ganze nicht trivial, aber auch nicht unlösbar) nicht erreicht wird; zumindest habe ich es noch nicht erlebt.
Zur Leistungsmessung bin ich gekommen, als ich das Ziel der Zugmassebestimmung durch Fahrbetrieb ohne Dynamometer vor Augen hatte (damals waren mir Federwaagen und Dynamometer und deren Bezug nicht bekannt). Folglich: Leistungsparabel (konstante Spannung, steigende Belastung) aufnehmen und nach der Belastung differenzieren. Das Leistungsmaximum ist bei der halben, maximalen Zugkraft, die ich in Gramm als Zugmasse abspeichere. Somit war die Leistungsaufnahme, Leistungsabgabe und P2max nur ein Nebeneffekt, aber nicht minder interessant. Gleiches galt/gilt für die Wirkungsgrade bezogen auf das Gesamtwerk Motor plus Getriebe plus Modell.

Deine Anregungen zu ' Wie "schwer/lang".... lesen sich wie eine Todo-Liste. Wenn Du möchtest, können wir da gerne eine Roadmap machen. Die Rohdaten für die vorgeschlagenen Diagramme sind alle da (siehe meine Testbedingungen).

Zitat von martin65 im Beitrag Leistungsmessungen visualisiert

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Falls die Fragestellung lauten sollte "Wieviel Waggons/Zugmasse schafft die Lok maximal pro Minute von Bahnhof A nach Bahnhof B zu befördern", wäre die Antwort: Die "Nennleistung" (maximale mechanische abgegebene Leistung). Aber auch um die "Nennleistung" einer Lok zu ermitteln braucht man keine (fehlerbehafteten) Herleitungen. Auch dieses kann man (prinzipiell) direkt messen (aus einer Messreihe von Zugkraft und Geschwindigkeit).

Doch die eigentliche Information/Aussagekraft für die weiter oben von mir gelisteten Kriterien/Fragestellungen zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit von MoBa-Loks liegt nicht im Produkt der beiden Werte "maximale (Zug-)Kraft" und "Geschwindigkeit", sondern in deren Verhältnis zueinander.

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Herleitungen? Die von mir angegebenen Leistungen wurden gemessen (F * v) wie weiter oben angegeben.
Natürlich ist auch Theorie dabei, doch diese Herleitung ist "wasserdicht".

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

[SAH]

Guten Abend Derrick23,

Zitat

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Es ging mir dediziert um quanitifizierte Messungen von Dingen die nur in einem minimalistischem Zeitraum eine Wiederholbarkeit erlauben.
Ich kann genauso gut den Geschmack von Brot testen, übertragbar auf das nächste Brot mit einem anderen Konsumenten ist das aber nicht.

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Subjektive Eindrücke wie Brotgeschmack sind nicht mit quantitativen Ergebnissen mit angegebenen Rahmenbedingungen vergleichbar. Unter dieser Vorraussetzung kann man die Ergebnisse auch mit eigenem Rollmaterial nachvollziehen.
Im Übrigen: was ist ein "minimalistischer Zeitraum"?

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

[SAH]

Guten Abend Andre,

[quote="DR POWER" post_id=1937881 time=1549632813 user_id=34925]
Das Phänomen das die E10 einfach stehen bleiben, ohne Schlupf an den Antriebsrädern kannte ich noch nicht.
Aber dieser Effekt wäre bei einer klassischen Zugkraftmessung auch aufgetreten.
Wenn das Teil stehen bleibt fehlt einfach Zugkraft, ob das an einem schwächelnden Motor liegt oder an einer ungünstigen Getriebeauslegung ist betrieblich gesehen egal.
Das gleiche gilt am Ende für andere Maschinchen mit ungünstiger Getriebeauslegung.Da ich das nur mit erheblichem Aufwand ändern könnte interessiert doch für den Fahrbetrieb, was kann die Maschine an Zuglast anfahren?
[/quote]

den beobachteten Effekt kann man nicht so einfach in die Schublade "schlechtes Getriebe", "schwacher Motor" usw. reinschieben. So einfach ist es auch mit anderen Beobachtungen nie.
An diesem Beispiel: die E10 hat übereinstimmendes Getriebe und Motor mit anderen Modellen aus der selben Zeit (E41, E40, 1141, E424, BB9200, also Märklinnummern 3034 bis 3040). Und die haben das Problem nicht. Meine bisherigen Versuche, dieses Poblem zu beheben (Reinigung, Ölung, Bürstenjustierung, neue Betriebsmittel, Schleifer, Kontakt usw.) sind bislang gescheitert.
Was kann die Maschine an Zuglast anfahren ist ein Aspekt, den ich auch unter Einflüssen wie ölige Haftreifen, defektes Getriebe usw. beleuchte. Die Ergebnisse brauche ich nicht zu kommentieren, sie bestätigen die Vermutungen.

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

[SAH]

Guten Abend Andre,

vielen Dank für Deine Anregungen, ich möchte mich hier auf einen Abschnitt begrenzen. Die anderen Punkte muss ich nachholen (ggf. nachhaken, Danke!).

[quote="DR POWER" post_id=1937931 time=1549641039 user_id=34925]
Die Motorenbezeichnungen entspringen doch mehr den Marketingabteilungen der Hersteller.
Ob da HLA, Spezialmotor oder High-End-Superpowermaschine dransteht ist betrieblich nicht von Bedeutung. Wichtig sind die oben beschriebenen Eigenschaften(um hier bei diesem Thema zu bleiben/gibt natürlich auch noch andere wichtige Eigenschaften) .
[/quote]

Zu Beginn der Sinusmotoren wurde genau mit den Begriffen geworben, die den meisten Modellbahnern (auch ich damals) als "böhmische Dörfer" vorkamen. Dennoch wurde fleißigst stets auf diese Diagramme verwiesen. Ich machte damals den "Fehler", und fragte nach der Richtigkeit und dem Zustandekommen dieser Diagramme. Die Antworten reichten von "interessiert nicht, die sind richtig weil sie von der Firma sind" bis hin zu "das ist doch eh gelogen, weil es von der Firma ist". Daraus folgerte ich, die Wortführer damals hatten keinen blassen Schimmer.
Also Recherchieren, Studieren, Messen, Auswerten.
BTW: das Diagramm Leistung-Drehmoment der Sinuswerbung konnte ich mit zwei Beispielmodellen nachvollziehen; mal sehen ob ich die noch finde.

Zum rot gekennzeichneten Satz: Achtung Popcornpotential

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

[SAH]

Guten Abend Erich,

vielen Dank für Deine Einlassungen!

[quote="Erich Müller" post_id=1938125 time=1549695285 user_id=26147]
die Antwort auf die Frage "was kann ich dranhängen" hängt doch von mehreren Faktoren ab.
Natürlich ist wichtig, was der Motor leistet und wieviel davon (nicht) im inneren Widerstand des Antriebs verloren geht.
Wichtig ist auch der Reibungsfaktor. Die stärkste Maschine nützt nichts, wenn sie ihre Energie nicht in Bewegung im Verhältnis zum Schienenweg umsetzen kann.
Umgekehrt nützt aber ein günstiger Reibungsfaktor nicht, wenn die Maschine nicht genug Kraft entwickelt, um die Anhängelast in Bewegung zu setzen oder zu halten.
[/quote]

diese Frage wird meistens von der Mechanik beantwortet. Du erklärst es schön.

[quote="Erich Müller" post_id=1938125 time=1549695285 user_id=26147]
Welchen Motor haben denn die erwähnten Elloks, Stephan-Alexander? Den kleinen Scheibenkollektor oder den Trommelkollektor?
[/quote]

meistens sind es Modelle mit großem Scheibenkollektor (LFCM1,2,3,4).

[quote="Erich Müller" post_id=1938125 time=1549695285 user_id=26147]
Als Asteriscum sei noch angemerkt: ich habe die Chance, eine Märklin-V200 alter Bauart in Originalausführung und eine mit 76200 digitalisierte vergleichen zu können. Das Original besticht schon durch hohe Zughakenleistung (nicht gemessen, aber da kannst du was dranhängen, und die Lok festhalten, wenn sie unter Strom steht, ist gar nicht so einfach). Aber der 76200-Umbau hat noch mal mehr "Bums" besonders bei niedrigen Geschwindigkeiten. Kein Wunder, es wird ja die doppelte Windungszahl im Stator verwendet und ein entsprechend stärkeres Erregerfeld erzeugt - und je stärker das Erregerfeld, um so höher die Kraft (allerdings auf Kosten der Geschwindigkeit bei gleicher Leistungsaufnahme). Bei dieser Lok ist der Grenzfaktor weder die Reibung noch die mögliche Motorleistung, sondern die Leistungsgrenze des Decoders...
[/quote]

V200 Bauart 3021 von Märklin, Ergebnisse von 9 Fahrzeugen:
vmin (34 +- 15) km/h Streuung der Messwerte, der Mittelwert streut +-5 (also 15%)
v_12V (Vorbild) = (158 +-21) km/h Streuung der Messwerte, der Mittelwert streut +- 7 (also 4,4%)
Imin(12V) = (334 +- 34) mA Streuung der Messwerte, der Mittelwert streut +- 11,3 (also 3,4%)
Folgend nur noch 8 Modelle, ein Modell hat Originale Plastikreifen und ist daher Ausreißer.
mzug = (246 +-45) g, das reicht aus um in der Ebene 82 Schürzenwagen zu ziehen, davon bis zu 41 ohne zu Schleudern. Streuung der Messwerte, der Mittelwert streut +- 16 (also 6,5%)
P2max = (344 +-96) mW Streuung der Messwerte, der Mittelwert streut +-34 (also 10%)
etamax = (5,2 +- 1,8)% Streuung der Messwerte, der Mittelwert streut +- 0,64 (also 12%) (Prozent von Prozent

Einen Vergleich zwischen einfachem Modell, mit 76200 und mit LRA+ kann ich noch nicht präsentieren; ich bin aber dran.

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

[Derrick23]

Zitat

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Guten Abend Derrick23,

Zitat

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Es ging mir dediziert um quanitifizierte Messungen von Dingen die nur in einem minimalistischem Zeitraum eine Wiederholbarkeit erlauben.
Ich kann genauso gut den Geschmack von Brot testen, übertragbar auf das nächste Brot mit einem anderen Konsumenten ist das aber nicht.

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Subjektive Eindrücke wie Brotgeschmack sind nicht mit quantitativen Ergebnissen mit angegebenen Rahmenbedingungen vergleichbar. Unter dieser Vorraussetzung kann man die Ergebnisse auch mit eigenem Rollmaterial nachvollziehen.
Im Übrigen: was ist ein "minimalistischer Zeitraum"?

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

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"minimalistisch" bedeutet hier nichts anders, als dass deine Beobachtung nach 10 Minuten schon nicht mehr korrekt ist, weil beispielsweise das Fett eine andere Temperatur hat, die Luftfeuchtigkeit einen Einfluss hat usw..
Inwiefern finden deine Messungen unter Laborbedingungen statt? Für eine wirklich quantitative Messung müsstest du erstmal Randbedingungen angeben, das tust du aber nicht.

[SAH]

Guten Abend Derrick23,

Zitat

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"minimalistisch" bedeutet hier nichts anders, als dass deine Beobachtung nach 10 Minuten schon nicht mehr korrekt ist, weil beispielsweise das Fett eine andere Temperatur hat, die Luftfeuchtigkeit einen Einfluss hat usw..
Inwiefern finden deine Messungen unter Laborbedingungen statt? Für eine wirklich quantitative Messung müsstest du erstmal Randbedingungen angeben, das tust du aber nicht.

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Ist das so?
Dann solltest Du Dich auf die tatsächlichen Einflüsse konzentrieren, nicht auf "ferner liefen" wie Fett, Luftfeuchtigkeit usw.
Auf welche Randbedingungen zielst Du ab?

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

[BR180]

Zitat von Lokpaint im Beitrag Leistungsmessungen visualisiert

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Hallo
Es hat doch keiner eine Ahnung wie schwer seine Wagen sind ?
Bart

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OH, DOCH, dafür gibt es sowas
https://www.nmra.org/beginner/weight
Auf gut Deutsch (HO) ca30g Grundgewicht + 6g für jeden cm Wagenlänge.

[SAH]

Moin,

Zitat

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Zitat von Lokpaint im Beitrag Leistungsmessungen visualisiert

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Hallo
Es hat doch keiner eine Ahnung wie schwer seine Wagen sind ?
Bart

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OH, DOCH, dafür gibt es sowas
https://www.nmra.org/beginner/weight
Auf gut Deutsch (HO) ca30g Grundgewicht + 6g für jeden cm Wagenlänge.

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schöne Vorgabe wie es sein sollte. Fragt sich nur ob das auch jeder einhält und das weiß man nur, wenn man es überprüft. Also Waage und Bandmaß raus und ran an die Wagenmodelle.

mit freundlichen Grüßen
Stephan-Alexander Heyn

[Derrick23]

Zitat

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Guten Abend Derrick23,

Zitat

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"minimalistisch" bedeutet hier nichts anders, als dass deine Beobachtung nach 10 Minuten schon nicht mehr korrekt ist, weil beispielsweise das Fett eine andere Temperatur hat, die Luftfeuchtigkeit einen Einfluss hat usw..
Inwiefern finden deine Messungen unter Laborbedingungen statt? Für eine wirklich quantitative Messung müsstest du erstmal Randbedingungen angeben, das tust du aber nicht.

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Ist das so?
Dann solltest Du Dich auf die tatsächlichen Einflüsse konzentrieren, nicht auf "ferner liefen" wie Fett, Luftfeuchtigkeit usw.
Auf welche Randbedingungen zielst Du ab?

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

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Die, die auch in jedem sauberen Messprotokoll drinstehen, Temperatur, Luftfeuchtigkeit. Fett im Getriebe fällt für dich also unter ferner liefen? Zusammen mit der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit dürfte das einen riesigen Einfluss auf deine Messungen haben. Nur der Fettanteil im Getriebe variiert, zudem die Temperatur, zudem verschweigst du deine Eingangsspannung und mit was du überhaupt misst. Toleranzen zu den Messapparaturen ebenfalls Fehlanzeige.
Aber nun gut, das kannst du ja machen wie du willst, machst du ja sowieso.