Auf dieser Seite findet man Informationen zu meiner Lokomotive, einem Modell der Baureihe 1144 der Österreichischen Bundesbahnen (ÖBB). Fast die gesamte Lok entstand im Eigenbau.
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- Informationen zum Bau der Lokomotive
Inhaltsverzeichnis
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Allgemeine Informationen
Beschreibung
Der exakte Maßstab für eine Gartenbahn mit einer Spurweite von 5 Zoll (127 mm) wäre 1:11.3. Ich habe mich aber entschlossen, die Lokomotive im Maßstab 1:10 zu bauen. Das hat mehrere Vorteile: Einerseits ist damit die Umrechnung besonders leicht, andererseits hat man in der Lok mehr Platz für diverse Einbauten. Der Pufferabstand und die Pufferhöhe sind allerdings nach NEM 303 (Gartenbahnnorm) ausgeführt, damit die Lokomotive mit anderen Fahrzeugen kompatibel ist.
Die Lok wurde so konzipiert, dass darauf bis zu drei Personen sitzen können. Dadurch wird das Traktionsgewicht und somit die Zugkraft erhöht, außerdem benötigt man nicht unbedingt einen Wagen. Die seitlichen Trittbretter und der Dachaufbau aus Holz können leicht demontiert werden.
Die Lokomotive besitzt keine mechanische Bremsen, sondern sie wird – nahezu verschleißfrei – rein elektrisch gebremst, wobei der beim Bremsen erzeugte Strom in den Akku zurückgespeist wird (Rekuperationsbremse oder auch Nutzbremse genannt). Reicht auf steilen Gefällestrecken die erzielbare Motorbremswirkung nicht aus, muss man Gegenstrombremsen.
Besonderheiten meiner Lokomotive
- Die im Planbetrieb maximal bewältigbare Steigung beträgt 15 %.
- Diese Lok kann Bögen (=Kurven) mit einem Mindestradius von nur 2.5 m durchfahren.
- Die Antriebsnennleistung beträgt 1500 Watt (~ 2 PS).
- Kuppen und Wannen bis mindestens 8 % Gefällsänderung ohne Ausrundung sind befahrbar.
Vereinfachungen des Modells im Vergleich zum Vorbild
- Die Seitenwände sind aufgrund der einfacheren Fertigung nicht geneigt.
- Der Durchmesser der Scheinwerfer ist etwas größer, da ich mich nach den verfügbaren Halogenlampen richten musste.
- Die seitlichen vier runden Fenster sind ebenfalls etwas größer als beim Vorbild.
- Da es sich bei der Lok um ein Modell im Maßstab 1:10 handelt, der Pufferabstand jedoch laut Gartenbahnnorm ausgeführt wurde, befinden sich die Schweinwerfer nicht genau über den Puffern, sondern sind seitlich leicht versetzt angeordnet. Der Lokrahmen ist im Bereich der Zug- und Stoßeinrichtungen etwas höher.
- Alle schwarzen Flächen sind in Wirklichkeit grau.
- Das Drehgestell und die Scheinwerfer wurden ziemlich vereinfacht.
Bilder von meiner Lok
Gartenbahnlok in einem 35 % steilen Versuchsabschnitt
Das folgende Bild zeigt meine Lokomotive in einer 35 % Steigung, die ich zum Testen der Steigfähigkeit provisorisch errichtet habe.
Dabei waren die Bedingungen sicher nicht ganz optimal, weil durch die Schmierung der Kurven trotz intensiven Regens stets etwas Igralub auf der Schienenoberfläche vorhanden ist. Bei wirklich sauberen Gleisen würde die Lok folglich noch etwas steilere Strecken befahren können, siehe dazu auch das Thema Haftreibungszahlen auf meiner Homepage.
Anmerkung:
Mein Triebfahrzeug besitzt natürlich keine Haftreifen, wie sie aus dem Modellbahn-Bereich bekannt sind, sondern ganz gewöhnliche Räder aus Stahl!
Altes Steuerpult der Lokomotive
Das ist das ehemalige Steuerpult der Lokomotive. In der Bildmitte sieht man den Tachometer. Rechts daneben ist das Fahrpoti angeordnet. Darunter befinden sich diverse Schalter. Die Funktionen der einzelnen Schalter der Reihe nach:
Ein-Aus-Schalter, Fahrtrichtungsänderung, Rangierlicht (Licht brennt hinten und vorne gleichzeitig), Fernlicht-Aus-Abblendlicht.
Mit dem Schalter ganz links kann die Maximalgeschwindigkeit halbiert werden.
Der Tachometer wurde ebenfalls selbst gebaut, wobei das Herz der Schaltung ein sogenannter PICAXE-Controller ist, der mit Basic programmiert werden kann.
Der Tacho bietet folgende Funktionen:
- Aktuelle Geschwindigkeit: Die Darstellung erfolgt sowohl digital auf den drei 7-Segment-Anzeigen als auch “analog” auf der darüber befindlichen, einem Tacho nachempfundenen LED-Anzeige.
- Gesamtkilometer und Gesamtzeit (ODO)
- Länge und Zeit von Teilstrecken (DST)
- Maximale Geschwindigkeit
- Maximale Beschleunigung und Verzögerung (berechnet)
Leider kam es beim Tacho zu einem Wasserschaden durch Regen und so habe ich einen neuen, kompakten Handregler gebaut:
Neuer Handregler der Lokomotive
Im folgenden Bild sieht man das neue Steuerpult der Lokomotive, das im Sommer 2022 fertiggestellt werden konnte. Es fällt wesentlich kompakter als das alte aus und kann daher auch bequem in der Hand gehalten werden (Handregler).
Annähernd in der Mitte ist das Fahrpoti angeordnet, mit dem die Geschwindigkeit geregelt wird. Darüber befinden sich diverse Schalter. Die Funktionen der einzelnen Schalter lauten:
- Abblendlicht (AL) – Aus (0) – Fernlicht (FL)
- Fahrtrichtungsänderung: Rückwärts (R) – Vorwärts (V)
- Geschwindigkeit: Langsam (L) – Schnell (S)
- Schalter für Controller: Aus (A) – Ein (E)
In den Klammern sind die jeweiligen Abkürzungen am Regler angeführt.
Mit dem Geschwindigkeitsschalter kann in der Stellung L die Maximalgeschwindigkeit halbiert werden.
Displays am Dach der Lokomotive
Am Dach der Lok sind die folgenden Displays angeordnet:
- Am Display links unten werden der Strom in Ampere (A), die Akkuspannung in Volt (V) und die aktuelle Leistung in Watt (W) angezeigt. Zusätzlich können die verbrauchten Amperestunden (Ah) und andere Kennwerte wie die maximale Leistung, der maximale Strom, die minimale Akkuspannung und die verbrauchten Wattstunden angesehen werden.
- In der Mitte befindet sich ein gewöhnlicher Fahrradtacho von Sigma mit den üblichen Funktionen, wobei aber alle Werte durch 10 zu teilen sind – das heißt, der Tacho zeigt die Geschwindigkeit und auch die Strecken im Maßstab 1:10 an.
- Rechts oben sieht man das Display vom Controller Pro-160 von 4QD. Auch hier können die aktuelle Akkuspannung in Volt, der aktuelle Akkustrom in Ampere und die aktuelle Leistung in Watt abgelesen werden. Zusätzlich werden noch die Motortemperaturen, die Temperatur der Mosfets und der Motorstrom angezeigt. Mit den Knöpfen darunter können viele Parameter des Controllers angepasst werden.
Was gehört noch erledigt?
Die Lokomotive konnte größtenteils fertiggestellt werden, einige kleine Arbeiten sind jedoch noch ausständig:
- Fertigstellung der Dachlüfter
- Fertigstellung der beiden Stromabnehmer
- Beschriftung der Lokomotive
Technische Daten
- Der Stromverbrauch beträgt ca. 5 kWh/100 km (ohne Rückspeiseanteil und auf Strecken mit sehr starken Steigungen gemessen).
- Mit Stand 25.03.2024 hat die Lok insgesamt ca. 1530 km in 437 Betriebsstunden zurückgelegt. Die Akkus wurden dabei 45 Mal geladen.
Technische Daten der Lokomotive
| Maßstab | 1:10 |
| Spurweite | 5 Zoll (127 mm) |
| Minimaler Kurvenradius (Bogenhalbmesser) | 2.5 m |
| Maximal befahrbare Steigung | 15 % (im Planbetrieb) |
| Maximale Beschleunigung/Verzögerung | 1.8 m/s² bzw. -1.8 m/s² |
| Neigungswechsel ohne Ausrundung | bis 8 % |
| Anzahl der angetriebenen Achsen | 4 (alle) |
| Länge über Puffer | 1600 mm |
| Breite ohne Trittbretter | 320 mm |
| Breite mit Trittbrettern | 520 mm |
| Höhe | 460 mm |
| Antriebsnennleistung (Abgabe) | 2×750 Watt = 1500 Watt (~ 2 PS) |
| Bremse | elektrische Nutzbremse – keine mechanische Bremse |
| Akku | 24 V, 100 Ah (max. Entnahme 70 Ah); Hersteller: Winston |
| Leermasse | ca. 110 kg |
| Masse mit Akku | ca. 140 kg |
| Maximale Zuladung | 180 kg |
| Maximal zulässige Gesamtmasse | 320 kg |
| Maximale Geschwindigkeit | 19 km/h (unbelastet), elektronisch auf jede beliebige Geschwindigkeit reduzierbar. |
Technische Daten der Steuerung Pro-160-HC
Als Steuerung kam ursprünglich der Pro-150 Digital Motor Controller von der Firma 4QD zum Einsatz. Nach einem Relaisschaden habe ich den Pro-160-HC angeschafft, der ganz ohne Relais auskommt. Dieser Regler ermöglicht es, den beim Bremsen anfallenden Strom in den Akku zurückzuspeisen. Die technischen Daten werden in der folgenden Tabelle aufgelistet:
| Leistung bei 24 V | ||
| Maximaler Strom – kurzzeitig | 200 A | 4800 W |
| Maximaler Strom – 1 min | 175 A | 4200 W |
| Maximaler Strom – kontinuierlich | abhängig von Kühlung | / |
| Maximale Akkuspannung | 65 V | |
| Maximale Geschwindigkeit | 1 % bis 100 % (einstellbar) | |
| Beschleunigung | 0.1 bis 30 s (einstellbar) |
Anhängelasten der Lok bei verschiedenen Steigungen
Die Werte in der Tabelle wurden mit meinem Zugkraftrechner bestimmt und gelten unter den folgenden Voraussetzungen:
- Masse der Lokomotive inklusive Fahrer: 190 kg
- Geschwindigkeit: konstant 5 km/h; ein sehr vorsichtiges Anfahren ist aber gerade noch möglich.
- Haftreibungszahl µ: 0.16
| Steigung in % | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| Anhängelast in kg | 9900 | 2140 | 1130 | 730 | 515 | 380 | 290 | 225 | 175 | 135 | 105 | 78 | 57 | 38 | 22 | 8 |
Die Werte der vorigen Tabelle werden im nächsten Diagramm dargestellt, wobei aber die Zahlen für 0 und 1 % entfallen:
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Seite erstellt im Herbst 2013. Zuletzt geändert am: