Analoge-Spannung an der Gartenbahn

Wir bekommen viele Fragen von Gartenbahn-Fans. Diese Fragen versuchen wir immer möglichst schnell zu beantworten.

Viele Fragen und Antworten sind aber auch für andere Gartenbahner sehr interessant.

Moderator: lgb-fan

Antworten
Benutzeravatar
lgb-fan
Site Admin
Beiträge: 405
Registriert: 27.09.2006, 15:20
Wohnort: Bad Bodenteich
Kontaktdaten:

Analoge-Spannung an der Gartenbahn

Beitrag von lgb-fan » 23.03.2023, 16:24

Frage vom Kunden:
Ich habe eine Spur-G LGB Bahn aus einer Startpacket von LGB, dieses habe ich mittlerweile auf ungefähr 60 m verlängert in meinem Gartenaufgebaut. Jetzt habe ich irgendwie nicht genug Strom auf den Schienen. Wie gesagt habe ich den Trafo und das Netzteil aus der Startpackung.

Antwort von Modell-Land:
Sehr geehrter Kunde,
vielen Dank für Ihre Anfrage. Es freut mich zu hören, dass Sie Ihre Spur-G LGB Bahn auf eine Länge von etwa 60 m verlängert haben. Hier sind einige Tipps, die Ihnen bei Ihrem Stromproblem helfen können:
  • Da Sie eine Strecke von 60 m haben, empfehle ich Ihnen, den Strom an mindestens drei Stellen einzuspeisen, um Spannungsabfälle zu vermeiden.
  • Da Gleise im Garten sehr schnell oxidieren, sollten Sie diese regelmäßig reinigen. Hierfür empfehle ich Ihnen den folgenden Artikel: https://www.modell-land.de/handschleifer-50040-p-1211.html
  • Wenn Sie die Gleise dauerhaft im Garten aufbauen möchten, sollten Sie sie mit Schraubschienenverbindern verbinden. Dies erhöht die Leitfähigkeit sehr stark. Hier empfehle ich Ihnen den folgenden Artikel: https://www.modell-land.de/schienenverbinder-stck-messing-15mm-train-8100250-p-16311.html
  • Das Hauptproblem bei Ihrem Stromproblem wird wahrscheinlich das kleine 1 Ampere Netzteil sein. Hier bieten sich folgende Produkte als Lösung als Analogfahrer an: https://www.modell-land.de/elektronischer-fahrregler-analog-schaltnetzteil-train-84006030-p-22638.html
    oder von LGB (Märklin)
    https://www.modell-land.de/elektron-fahrregler-51079-netzteil-adapter-p-15314.html
Ich hoffe, dass Ihnen diese Tipps weiterhelfen. Bitte zögern Sie nicht, sich wieder an mich zu wenden, wenn Sie weitere Fragen haben.
Viele Grüße / Best regards

Bernd Ritzer

ML-Train GmbH
www.ML-Train.de

Benutzeravatar
Streckenposten
Beiträge: 328
Registriert: 26.04.2016, 00:37
Wohnort: Bremen
Kontaktdaten:

Re: Analoge-Spannung an der Gartenbahn

Beitrag von Streckenposten » 25.03.2023, 23:52

Hallo Herr Ritzer,

teils ja, teils eher nein. Der größten Schwachpunkte dürften die Schienenverbindungen und die Zuleitung vom Fahrregler zum Gleis sein.
Zuvor aber meine Anmerkungen zu den genannten Tipps.

Zu 1. Spannungsabfall / Einspeisungen

Grundsätzlich ist eine Einspeisung bei Streckenlängen bis 100 m Rundstrecke (Oval, Acht etc) und 22 V am Gleis ausreichend. Der Spannungsabfall ist vernachlässigbar, wenn die Schienen fest miteinander verschraubt sind und nicht mehr als 5 A auf dem Gleis verbraucht werden.

Der Spannungsabfall ist abhängig von der Länge der Gleise und dem benötigten Strom und den Aufbau der Anlage.
Auf einer Anlagen mit 60 m Gleislänge (das entspricht 120 m Leitungslänge) in geschlossener Form (Oval, Acht etc.) beträgt der Spannungsabfall bei Messingschienen Code 332 (LGB, Thiel etc.) am am weitesten entfernten Punkt von der Einspeisestelle weniger als 0,5 V, denn Code 332 Schienen haben einen Leitungsquerschnitt von etwa 24 mm².
Um den Leitungswiderstand von solchen Messingleitern beispielsweise mit Kupferkabel aus der Hausstrominstallation zu erreichen, müsste man ein 3 x 2,5 mm² Kupferkabel (Draht) zusammenschalten.
Diese Rechenergebnisse konnte ich bei meiner Anlage auch messen.

Aber selbst bei einem Stromverbrauch von 5 A (was drei bis vier Bühlermotoren unter Last entspricht) beträgt auf einem Oval von 60 m Gleislänge am entferntesten Punkt vom Fahrregler der Spannungsabfall weniger als 2 V. Bei 22 V Einspeisung ist das leicht erkennbar als vernachlässigbar anzunehmen.

Ich selbst bin mit einer ähnlich großen Anlage (65 m als Acht) mit nur einer Einspeisung ausgekommen. Bei meiner Aristo-Lok mit zwei (werkseitigen) Verdampfern, vier Motoren und 20 US-Vierachsern konnte ich keinen nennenswerten Spannungsverlust feststellen.

Wohl gemerkt, das ist für eine geschlossene Anlage gerechnet. Aber selbst bei einer linearen Anlage (Punkt A zu Punkt B mit offene Enden, 60 m Gleislänge) liegen die Spannungsverluste von einem Ende zum anderen bei 1 A Stromverbrauch bei ca. 0,5 V und bei 5 A bei maximal 3 V. Sofern man nicht mit ständig voll aufgerissenen Fahrregler fährt, merkt man auch das nicht wirklich.

Effektives Mittel können aber Strombrücken sein, weil sie die Leitungslänge der Anlage verkürzen. Wenn wie bei meiner Anlage die Gleise in Achtform gelegt sind, dann ist es ratsam, an geeigneter Stelle (z.B. dort wo sich die Gleise kreuzen oder wo sich die Gleise besonders nahe kommen) eine Strombrücke von einem zum anderen Gleis zu legen. Das bedarf keiner neuen Verbindung zum Trafo und ist mit kurzen Kabeln zu machen.
So lassen sich die als Widerstand wirkende Leitungslängen selbst bei einer 100 m-Anlage mitunter auf die Hälfte verkürzen.

Zusätzliche Einspeisungen sind dann sinnvoll, wenn die Stromzufuhr auch über entsprechend starke Leitungen und über eine nur kurze Distanz erfolgt. Denkbar ist z.B. dass die Enden einer offenen A-zu-B-Strecke nahe dem Trafo liegen und dann über einige Meter zusätzliche Einspeisungen in die Endbahnhöfe erfolgen. Auch für eine geschlossene Anlage (Hundeknochen, Acht, L-Form etc.) kann an den zum Trafo nahen Punkten Einspeisungen nützlich sein.
Notwendig sind sie aber auf "gebräuchlichen" Gartenbahnanlagen eher nicht.
Das ist speziell bei der in der Einleitung erwähnten Anlage wie oben gezeigt auch nicht notwendig.

2. Oxydationsschicht auf Messinggleisen

Diese Schicht (Messingrost) hat keine Auswirkungen auf die Stromleitung, was gerade der Vorteil von Messingschienen ist. Die Stromleitung wird vermindert durch weitere Verschmutzung der Gleise, wie sie draußen selbst bei blanken Schienen vorkommen, bevorzugt dann, wenn mit Kunststoffrädern gefahren wird.
Es genügt dann, die Gleise mit einem Lappen (sehr bewährt Jeansstoff) zu reinigen. Auch das ist praxiserprobt, besonders wenn dann die Wagen über Metallräder verfügen, um dem Abrieb von Plastikrädern zu vermeiden und die Schienenköpfe sauber zu halten.
Die Dauerhafte Nutzung von Schleifmaterial kann weitere Rillen in den Schienenköpfen verursachen, was wiederum die Verschmutzung fördert.

3. Metallverbinder

Korrekt, die beste Methode, Spannungsabfälle zu vermeiden sind feste Schienenverbindungen. Meine Anlage habe ich mit festen Schienenverbindungen verschiedenster Art ausgerüstet (die bekannten Schraubverbinder, aber auch Schraublaschen und Lötung) und komme mit einer Einspeisung aus.

4. Stromstärke

Da der Spannungsabfall linear vom Leitungsquerschnitt, Leitungslänge und vom Stromverbrauch abhängt, ist die Lösung nicht zwangsweise ein stärkerer Fahrtrafo, denn die Linearität führt dazu, dass eine Lok, die 5 A Strom verbraucht auch einen fünfmal höheren Spannungsabfall verursacht als eine Lok mit 1 A Strombedarf.

So lange also der gesamte Stromverbrauch auf der Anlage (Loks, Wagenbeleuchtung etc) aus einem Trafo gespeist wird und dieser Trafo diese benötigte Stromstärke liefert, muss kein stärkerer Trafo angeschafft werden.
Denkbar ist, die Spannung zu erhöhen, wenn sie vorher relativ niedrig war: Liefert z.B. der Fahrregler nur 14 V (für kleinere Modellspurweiten vollkommen ausreichend) kann man überlegen, die Fahrspannung am Gleis auf 19 V oder 22 V zu erhöhen. Aber über diese Spannungen verfügen die typischen Trafos und Fahrregler für die Gartenbahn ohnehin.


Mein besonderer Tipp:

Viel zu wenig wird auf die Zuleitung vom Fahrregler zum Gleis geachtet.

Grundsätzlich sind feste Schienenverbindungen vorzuziehen und bei einem höheren Stromverbrauch ist unbedingt auch auf entsprechend starke Zuleitungen zum Gleis zu achten.

Ein typisches Kupferanschlusskabel mit 0,75 mm² (Litze, z.B. Lautsprecherkabel) und einer Länge von 10 m verursacht für sich schon bei einem Stromverbrauch von 5 A einen Spannungsabfall von fast 4 V. Das ist das Doppelte von dem, was dann über die Schienen in einem 60-m-Oval verloren geht.

Eine Zuleitung sollte daher möglichst kurz und möglichst dick sein. Bei 1 A Stromverbrauch sollten daher 1,5 mm² genommen werden (bei 10 m Kupfer-Zuleitung liegt der Verlust bei unter 0,5 V) und bei 5 A mindestens 2,5 mm² (Verlust 1 V bei 10 m Kupfer-Zuleitung).

Viele Grüße

Holger
Schmalspur IIm im Garten, Regelspur N im Haus
Mein Hobbys
Gartenbahn
DEV Museumseisenbahn
DEV Filmteam

Benutzeravatar
lgb-fan
Site Admin
Beiträge: 405
Registriert: 27.09.2006, 15:20
Wohnort: Bad Bodenteich
Kontaktdaten:

Re: Analoge-Spannung an der Gartenbahn

Beitrag von lgb-fan » 26.03.2023, 10:37

Hallo,
danke für die Erklärungen. In der Theorie alles perfekt. Aber der Kunde hat hier in der Frage ein 1A Netzteil mit 19 Volt und keine Schienenverbinder. :shock:

Wenn dann noch die Loks älter sind mit verbrauchten Kohlen und Schleifern kommt beim Motor der Lok nicht mehr viel an.
Viele Grüße / Best regards

Bernd Ritzer

ML-Train GmbH
www.ML-Train.de

Benutzeravatar
Streckenposten
Beiträge: 328
Registriert: 26.04.2016, 00:37
Wohnort: Bremen
Kontaktdaten:

Re: Analoge-Spannung an der Gartenbahn

Beitrag von Streckenposten » 26.03.2023, 17:19

Hallo Herr Ritzer,

danke für die Ergänzungen zu den Umständen.

Kohle und Schleifer sind Verbrauchsmaterial. Wenn diese so weit heruntergefahren sind, dass der Motor nicht mehr ausreichend mit Strom versorgt wird, dann sollte deren Austausch an erster Steller der Tipps stehen. :)

Meine Hinweise beruhen auf Erfahrungen, die ich auf meiner Anlage in jahrelangem Betrieb gemacht habe. Die Zahlen und Werte habe ich lediglich zur Erklärung des Hintergrundes genannt und ja, sie wurden auch auf meine Anlage Überprüft. :wink:

Viele Grüße
Holger
Schmalspur IIm im Garten, Regelspur N im Haus
Mein Hobbys
Gartenbahn
DEV Museumseisenbahn
DEV Filmteam

Benutzeravatar
lgb-fan
Site Admin
Beiträge: 405
Registriert: 27.09.2006, 15:20
Wohnort: Bad Bodenteich
Kontaktdaten:

Re: Analoge-Spannung an der Gartenbahn

Beitrag von lgb-fan » 26.03.2023, 23:22

Hallo Holger,

Ihre Angaben sind richtig und perfekt, DANKE. Auch die Berechnungen stimmen zu 100% (ich habe mal vor langer Zeit Nachrichtentechnik studiert). Das mit der Oxidation der Gleise wusste ich nicht besser. Ich muss leider viel aus der Theorie machen, weil für die Praxis ist meine Zeit sehr beschränkt. Sorry.
Viele Grüße / Best regards

Bernd Ritzer

ML-Train GmbH
www.ML-Train.de

Antworten

Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 1 Gast