Kraftmesswagen

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Motivation

Durch die langen Züge im Fremo kommt es immer wieder zu Problemen mit Kupplungen. Am häufigsten soll eine Fehlfunktion der Kurzkupplungskinematik auftreten, bei der durch zu hohe Zugkräfte die Kupplungsköpfe auf gerader Strecke ausgelenkt werden, was schnell zu Entgleisungen führt. Es wurde auch schon von Kupplungsköpfen berichet, die aus den Schächten herausgezogen wurden, jedoch konnte niemand die Frage beantworten, welche Kupplungskräfte im Betrieb überhaupt auftreten.

Ausführung

Wagenbaulicher Teil

Der Wagen wird aus einem Pwgs 44 von Roco gebaut. Dieses Modell wurde gewählt, weil es als Epoche 2c-Modell sehr preiswert war, anders wäre es wohl mehr oder weniger unverkäuflich gewesen. Wer baut sich schon eine Trümmer-Modellbahn?

Mechanischer Teil

Die Kupplungskinematik auf der Laderaumseite wurde total entfernt und anschließend wurde an diese Stelle ein 12mm x 30mm großer Ausschnitt von 2,5mm tiefe gefräst. In diesen Ausschnitt kommt die neue Kupplung, welche auf einer einfachen Linearführung montiert wird. Die Linearführung wird von einer Rückstellfeder in einer mittleren Position gehalten, so dass Zug- und Druck-Kräfte messbar sind. Fahrwerk_roh.jpg

Die Kupplung auf der anderen Seite wurde festgelegt, dazu wurde ein Ribu-Schacht mit einigen Polystyrol-Frästeilen in die leicht ausgefräste Öffnung der ehemaligen Kurzkupplungskinematik geklebt. Die Kupplungsschächte wurden dabei maximal zurückversetzt. Beim Pwgs 44 bedeutet dies, dass die vordere Kante des Kupplungsschachts bündig unter der Pufferbohle sitzt. Weiteres zurücksetzen ist nicht möglich, weil die Kupplung sonst an der Achse schleift.

Elektronischer Teil

Die Position der Linearführung wird über einen induktiven Wegsensor mit Auswerteelektronik nach Prof. Dr. B. Voigt gemessen. Von der Elektronik wird jedoch einiges in einen Microcontroller (AVR-Familie) verlegt, ob auch der Korrelator in Software oder klassisch in Hardware gebaut wird, ist noch zu klären.

Weitere Ideen

Der Wagen soll optisch "modernisiert" werden. Möglich wäre z.B. das Ersetzen des Donnerbalkens durch ein Kasetten-WC aus dem Camping-Bereich (Versogungsklappe!) und des Kanonenofens durch eine moderne Camping-Gasheizung (Kamin!). An die dafür nötige Gasanlage (Versorgungsklappe!) könnte dann auch gleich der Generator für die Stromversorgung (Auspuff!), wenn keine Speisung über die Zugsammelschiene (mit Steckern!) möglich ist, angeschlossen werden.

Die Messwerte könnten per Funk an ein Bedienteil übermittelt werden, ausserdem könnten darüber einige Funktionen gesteuert werden. Z.B. könnte ein Ladegerät den Akku aufladen und wenn man auf Messfahrt geht, die Elektroden von den Rädern nehmen, um die Messungen nicht zu stören.

Natürlich gehen auch anderen mehr oder eher weniger sinnvolle Funktionen, z.B. Licht im Wagen (damit das Bedienpersonal was sieht), die Dampffahne der Gasheizung (die Abgase von Campinggasheizungen sind so kühl, dass der Wasserdampf an kalten Tagen nach dem Verlassen des Kamins schnell kondensiert) oder ein Geräuschmodul mit dem Laufgeräusch des Generators. Dank Akkubetrieb kann man sich so im Schattenbahnhof richtig beliebt machen. ;-)

Alternative Umsetzung

Die Idee an sich finde ich ziemlich gelungen, kann man damit doch im laufenden Betrieb die Zugkraft messen. Aber wozu so viel Elektronik? Über f = c*x lässt sich über die Dehnung x der Feder mit der Federkonstanten c sehr einfach die Kraft f berechnen. Da dies im Prinzip eine einfache Skalierung ist, reicht es sogar aus, an die Kupplung einen Zeiger und an das Fahrgestell eine geeignete Skala zu kleben, fertig ist der Messwagen.

Wishmaster 19:38, 23. Apr 2009 (CEST)