Weichenantrieb

1. offizieller Beitrag

    Hallo zusammen

    Ich beschäftige mich zur Zeit mit einem elektrischen Weichenantrieb.

    Einen ersten Prototypen habe ich mal gebaut auf Basis eines Linearmotors aus Fernost mit 25mm Hub und automatischer Abschaltung.

    Das Federelement zum Aufschneiden der Weiche besteht aus zwei Federn die durch einen Gelenkkopf getrennt sind.

    Idee ist, dass der Antrieb neben der Weiche anstelle eines Rasenkantsteines hinkommt. Deshalb hat das Gehäuse ähnliche Dimensionen wie die Steine.

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    Der Antrieb ist noch nicht fertig und somit auch noch nicht im Fahrbetrieb an der Weiche getestet. Elektronik fehlt noch.

    Da fehlt mir momentan noch die Idee wie ich den Antrieb schalten soll, per Funk oder mit einem Schalter/Taster an einem Pfosten neben der Strecke.

    Habt ihr auf den ersten Blick schon Bedenken oder Vorschläge was man ändern müsste?

    Bedingungen:

    • Weiche muss aufgeschnitten werden können
    • Herstellung ohne drehen, fräsen, schweissen (dazu fehlen mir sowohl die Werkzeuge als auch die Skills :))

    Gruss

    Roland

    Zur Mechanik:

    Deine Federung ist Linear. Das bedeutet, dass du einen sehr weiten Laufweg des Motors brauchst bis die Weiche sicher anliegt.

    Durch eine leicht aufwendigere Mechanik kannst du die Federkraft nicht-Linear machen:

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    Du brauchst eine Schubstange, die in der Mitte einen ca. 20mm langen, dickeren Bereich hat. Auf die Schubstange kommt dann:

    * Klemmring (oder Mutter, aber bitte richtig sicher, sonst bist du dauernd am Nachstellen)

    * Feder (vorgespannt auf die gewünschte Anliegekraft)

    * Unterlegscheibe

    * 20mm Rohr, passend zur dicke des dickeren Bereichs (hier dran den Motor fest machen)

    * Unterlegscheibe

    * Feder

    * Klemmring

    Die Rohrlänge kann gerne länger sein, wenn platz da ist. Wichtig ist dass sie so lange ist dass das Rohr nicht über die Kante von der Verdickung in der Mitte rutscht.

    Zur Ansteuerung: Dazu müsste man wissen was du damit vor hast (wie viele Leute, wie schnell soll gefahren werden, wie lange Züge, alle Züge mit Fahrer besetzt, automatisch zurück schalten, ...)

    Hallo zusammen!

    Bei derartigen Überlegungrn wäre es sinnvoll, Erfahrungswerte von Stell- und Haltekräfte bei Antrieben in 5" und 7½" zu haben. Das gilt besonders, wenn die Weichen als Rückfallweichen auch aufgefahren werden sollen. Bei meiner 45mm Anlage habe ich Weichenantriebe von Aristocraft und Böhler/Kaelas eingebaut. Dieses sind Spindelantriebe mit Federübertragung, die ein bedingtes Auffahren ermöglichen. Leichte Fahrzeuge und Laufgestelle (z.B. Vorlaufachssen) entgleisen hier. Daher meine Überlegung.

    Beim großen Vorbild liegen die Kräfte bei 350Kp (S&H 1923) bis 700Kp (S700k, L700H)). 700/11³ (5" 1:11) ergäbe 0,526Kp = 5,16N. Diese Berechnung ist natürlich theoretisch, wie auch die Gewichtsumrechnung bei 1:11 um den Faktor 11³ (1331), da wir die Original-Materialstärken nicht einfach um den Faktor 11 verkleinern können ohne die Stabilität zu gefährden.

    Wie sind da Eure Erfahrungen?

    Mit entsprechenden Werten kann man sich bei https://www.federnshop.com/de/ geeignete Federn aussuchen und bestellen.

    Gruß Gerd

    V20, pr. AT1, würt. Kittel DTW, (Ur-) galloping Goose

    Hallo Michael

    Vielen Dank für deine Skizze.

    Ich habe den Unterschied zu meiner Variante noch nicht verstanden.

    Der Motor ist am Rohr befestigt, würde also über Scheibe, Feder und Mutter einen Vorschub der Stange bewirken.

    Bei mir entsteht der Vorschub über Gelenkkopf, Feder und Mutter.

    Die Federn sind übrigens ebenfalls vorgespannt. Über ein längeres Gewinde an Ende der Schubstange kann die Mutter

    so eingestellt werden dass beide Federn mit der gewünschten Anliegekraft gespannt sind. Eine Bewegung wird also direkt

    in Vorschub umgeleitet, ohne vorher die Federn spannen zu müssen.

    Auch noch nicht verstanden habe ich, wozu die Verdickung der Schubstange dient.

    Da die Scheiben am Rohr anstehen ist es doch egal ob die Schubstange innen dicker ist oder nicht?

    @Gerd

    Das Problem habe ich auch schon festgestellt. Die Haltekraft vom Antrieb ist hoch weil es eigentlich ein Spindelantrieb ist.

    Die Schubstange lässt sich also nicht mehr bewegen. Deshalb habe ich die zwei Federn eingebaut. Allerdings ist es eine Gratwanderung.

    Entweder sind die Federn so stark, dass die Zungen sicher anliegen, dann allerdings entgleisen meine Wagen wenn sie leer sind.

    Oder die Federn sind so schwach, dass ein Aufschneiden mit den leichten Wagen möglich ist. Dann ist aber die Anliegekraft nicht so hoch.

    Ich habe aber noch keine Erfahrung wieviel Anliegekraft für einen sicheren Betrieb überhaupt notwendig ist.

    Gruss

    Roland

    Roland!

    Stell- und Haltekraft soll die Zungen sicher bis zum Anschlag bewegen und halten können. Da wir i.d. R. Gelenkzungen verwenden brauchen wir uns über die Federkraft von Federzungen keine Gedanken machen. Da es bei einigen Weichen in Klein Vollbüttel fast-Unfälle mit zu dicht am Gleis Liegenden Stellhebeln mit Gewichten gegeben hat, hat man diese abgebaut. Diese Weichen liegen im Abstellbereich und kommen ohne Festhaltung aus und werden einfach mit dem Fuß umgestellt. Ungewollte Umstellungen kommen eher beim spitz-Aufschneiden von nicht 100%ig anliegenden Zungen oder beim Anfahren der abliegenden Zunge vor. Daher sollte man den Zungenaufschlag und damit auch den Stellweg ruhig etwas größer wählen. Auch eine gute Lösung gegen das spitze Aufschneiden der anliegenden Zunge ist eine kleine seitliche Bucht in der Backenschiene, wo sich die Zungenspitze reinlegen kann. So wird eine Anfahrkante vermieden.

    Die Vorspannung der Federn halte ich für sehr wichtig, da sich so die Festhaltekraft beim Auffahren nicht wieiter linear ansteigt.

    Mein voriger Beitrag richtet sich an die Kollegen die schon entsprechende Erfahrungen gemacht haben.

    Gruß Gerd

    V20, pr. AT1, würt. Kittel DTW, (Ur-) galloping Goose

    Zitat von gerd23029

    Die Vorspannung der Federn halte ich für sehr wichtig, da sich so die Festhaltekraft beim Auffahren nicht wieiter linear ansteigt.

    OK, rechnen wir mal. Annahme: Die Weiche liegt an.

    Wir haben zwei Federn. Feder 1 (die die die Zunge andrückt) und Feder 2 (die die vorgespannt ist und deshalb die Zunge noch weg drückt)

    Annahmen:
    Federkonstanten je 5N / 10mm

    Federn jeweils vorgespannt mit 20mm (=> 10N)

    Feder 1 und Feder 2 wurden um 10mm aus der Gleichgewichtslage (also Mittellage) gebracht (so viel ist der Motor also noch weiter gefahren nachdem die Weiche ohne Reibung anliegen würde)

    Feder 1 drückt somit mit 15N die Weiche zu, Feder 2 mit 5N die Weiche auf. Somit wird die Zunge mit 10N an die Schiene gedrückt

    Nun Schneiden wir die Weiche auf und bewegen dabei die Zunge um 5mm.
    Feder 1 drückt nun mit 17,5N, Feder 2 mit 2,5N. Macht zusammen: 15N.

    Zitat von canazz

    Ich habe den Unterschied zu meiner Variante noch nicht verstanden.

    Die Idee ist die Federkraft nicht linear zu machen. Somit hast du einerseits einen kurzen Laufweg des Motors und nur einen schwachen Anstieg wenn die Weiche aufgeschnitten wird.

    Habe mal kurz zwei Videos erstellt, damit man die Funktion sieht. Mit den weichen Federn klappt das aufschneiden, aber der Anpressdruck dürfte ein Stück höher sein.

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    Hallo Roland,

    Roland!

    Prima! Funktioniert und das ist das Wichtigste.

    Tasten leiten Besucher und besonders Kinder dazu, daran zu spielen. Eine umlaufende Weiche unter dem Zug ist nicht angenehm und könnte bei uns auch Personenschäden nach sich ziehen. Da ist die Bedienung über Magnetstab oder Transponder sicherer.

    Persönlich neige ich auch zu möglichst einfachen (Relais-) Schaltungen, welche aber sicher sein sollen. Für mich bedeutet das Minimum, daß eine Stromkreisunterbrechung keinen unsicheren Zustand nach sich ziehen darf. Sollten Signale von der Weichenstellung abhängig geschaltet werden, würde ich noch Endlagenüberwacherkontakte vorsehen. Meine Ansicht als Signaler.

    Gruß Gerd

    V20, pr. AT1, würt. Kittel DTW, (Ur-) galloping Goose

    Hallo in die Runde,

    wenn ihr zitiert, dann bitte den eigenen Text erst unterhalb des grauen Zitatfelds schreiben, sonst wird er dem Zitat hinzugefügt und erscheint bei längeren Zitaten erst nach "mehr anzeigen" und man erkennt mitunter gar nicht, was Zitat und was Reaktion ist - siehe Beiträge von Kurt und tigerfishli.

    Übrigens kann man auch seinen eigenen Text anfangen (z.B. Anrede und Einleitung) und dann durch Markieren des zu zitierenden Textes und "Zitat einfügen" erst den gewünschten Text übernehmen und darunter weiterschreiben, ggf. auch mehrmals an verschiedenen Stellen Teilpassagen, sogar aus verschiedenen Beiträgen.

    Oder erst alle gewünschten Passagen speichern und dann unter "Zitate (xxx)" rechts unten einzeln oder auf einmal in den eigenen Beitrag einfügen.

    Mein Tipp wie meistens bei solchen Sachen: einfach mal ein Bisschen experimentieren! Solange man nicht auf "Antworten" klickt, kann man immer alles löschen ;)

    Gruß

    Kristian

    Hallo Ihr,

    wichtig ist, dass die Lage eindeutig angezeigt wird, auch wenn es keine Lage ist.

    Meine Weichenantriebe sind so geschaltet, dass bei Verlassen der Endlage die Weichenlagemelder ausgehen und erst dann wieder angehen, wenn die Weiche die nuee Lage eingenommen hat.

    Wenn man also auf einen dunklen Weichenlagemelder zukommt, hat die Weiche keine Endlage und darf nicht befahren werden.

    Funktioniert bisher (10 Jahre in Betrieb) sehr gut.

    viele Grüße

    Holger

    Fueled by coffee, powered by steam.

    Hallo zusammen!

    die Überlegungen von Gerd bezüglich der Weichenantriebe am großen Vorbild, bezüglich Festhaltekraft, sind für die Anwendung an Gartenbahnen nur sehr bedingt anwendbar:

    Die zitierten Weichenantriebe und auch die Einrichtung an Rückfallweichen bewegen die Weichenzungen immer über einen Klammerspitzenverschluss, bei dem die jeweils anliegende Zunge mit der Backenschiene fest verschlossen ist. Beim Auffahrvorgang wirkt die Kraft zunächst nur auf die abliegende Zunge. Erst nach dem die Festhaltekraft (7000 N) überwunden wurde und der Klammerspitzenverschluss durch die Bewegung der abliegenden Zunge den Verschluss der anliegenden Zunge aufgehoben hat, bewegt sich auch die bisher anliegende Weichenzunge.

    Wer beim Betrieb der Gartenbahn die spitz befahrenen Weichen, so wie beim großen Vorbild, richtig sichern wollte, müsste Klammerspitzenverschlüsse einbauen. Damit entfällt die Feder im Weichenantrieb. Die Festhaltekraft für das Auffahren kann dann relativ nieder sein und ein Hochsteigen von leichten Wagen wird vermieden.

    Der Einbau von Klammerspitzenverschlüssen ist natürlich sehr aufwendig. Einfacher wird es sein, einen Kompromiss für die Feder zu finden, der Anlagesicherheit der anliegenden Zunge und Auffahrbarkeit der Weiche im Fahrbetrieb gewährleistet.

    Gruß Kurt

    Auf der großen 240mm-Spur-Anlage von WeiMi gibt es einige über Feder in einer Vorzugslage festlegbare Weichen. Die auf die anliegende Zunge wirkende Kraft liegt bei ca. 20N und das reicht vollkommen aus, um diese ohne Klaffen auch spitz befahren zu können.

    Gruß vom Heizer

    Hallo,

    wir schalten unsere Weichen über jeweils zwei Reed-Relais. Dazu ist es notwendig, dass jeder Fahrer einen Dauermagneten besitzt um an einer Tafel vor der Weiche das Relais zu schalten. Eine Fehlbedienung durch Unbefugte ist dadurch ausgeschlossen.

    Viele Grüße

    Achim

    bklein.jpg

    Zitat von Kurt

    Der Einbau von Klammerspitzenverschlüssen ist natürlich sehr aufwendig. Einfacher wird es sein, einen Kompromiss für die Feder zu finden, der Anlagesicherheit der anliegenden Zunge und Auffahrbarkeit der Weiche im Fahrbetrieb gewährleistet.

    Hallo zusammen!

    Der Einbau von Klammer- oder Hakenspitzenverschlüsse ist für uns praktisch fast unmöglich. Da ggf. Spitzenverschlüsse doch Sinn machen, möchte ich Euch auf die Gelenkspitzenverschlüsse, welche eher im süddeutschen Raum üblich waren hinweisen. Die sollten sich bei uns eher realisieren lassen. Seht Euch mal hier; http://www.laenderbahn-forum.de/journal/bay-we…verschluss.html die Beschreibungen über die Bauarten Henning und Büssing an.

    Alle Spitzenverschlußbauarten sind auffahrbar, da zuerst die abliegende Zunge bewegt wird womit der Verschluß geöffnet wird. Hier wird ein größerer Stellweg und auch eine Festhaltekraft benötigt.

    Gruß Gerd

    V20, pr. AT1, würt. Kittel DTW, (Ur-) galloping Goose

    2 Mal editiert, zuletzt von gerd23029 (15. Oktober 2018 um 11:26)

    Zitat von achim

    Eine Fehlbedienung durch Unbefugte ist dadurch ausgeschlossen.

    Hallo Achim,

    schöne Lösung, solange aber kein spitzfindiger Lausbub rauskriegt, wie das funktioniert. Im Jahr 2008 baute sich ein vierzehnjähriger Junge im polnischen Lodz, inspiriert durch einen Besuch im Straßenbahndepot, einen Infrarot-Sender, mit dem er die Straßenbahnweichen in der Stadt umstellen konnte. Bei einer dadurch verursachten Entgleisung wurden 12 Leute verletzt. Reaktion einer Spielerin aus unserem Billardklub: Könnte sowas mein Junge, ich wäre sooo stolz! :)

    Gruß

    Kristian