28.05.2021 Ausrüstung von digitalen Loks mit Energiespeicher
Heute wollen wir uns mit einem nicht ganz alltäglichen Thema befassen, nämlich dem Einbau von sogenannten PowerPacks in digitale Lokomotiven.
Was sind PowerPacks und wozu dienen diese?
Nahezu jeder Modelleisenbahner kennt das Problem, es heißt SCHMUTZ. Eine Modellbahn-Anlage kann noch so sorgfältig gebaut und gewartet sein, früher oder später haben fast alle Loks irgendwann und irgendwo Probleme mit der Stromabnahme. Das führt dann dazu, dass die Loks wegen verschmutzter Schienen stehen bleiben.
Meistens sind es nur sehr kurze Unterbrechungen, aber wenn eine Lok beim Rangieren oder im BW langsam fährt, reicht dies oftmals schon aus, und die Lok muss per Hand etwas geschoben werden. Grundsätzlich gibt es hier, neben dem permanenten Reinigen der Schienen, 2 gebräuchliche technische Lösungen um dieses Problem zu minimieren:
die Lok kann mit einem Stützkondensator versehen werden
die Lok erhält ein PowerPack
Das Problem der Stützkondensatoren, sogenannten Elkos (Elektrolyt-Kondensatoren) ist, dass man mindestens eine Kapazität von 2000µF haben muss, damit überhaupt eine kleine Verbesserung eintritt, ein derartiger Elko hat dann aber schon Abmessungen, die den Einbau nur noch in Loks zulassen, die entsprechenden Platz haben.
Wesentlich wirkungsvoller sind die heute erhältlichen PowerPacks, die aber, und das wollen wir hier nicht verschweigen, nicht ganz billig sind. Die von uns eingesetzten Exemplare stammen von der Fa. Train-O-Matic aus Rumänien und kosten ca. EUR20,-/Stck. Ein vergleichbares Exemplar von deutschen Herstellern kostet weit über EUR30,-/Stck.
Der Vorteil dieser PowerPacks ist, das ihre Speicherkapazität um den Faktor 500 größer als die eines 2000µF Elkos ist. Derartige Bausteine können eine Lok dann schon bis zu 2Sekunden mit Spannung versorgen, was für nahezu alle Unterbrechungen ausreichend ist.
Eine wichtige Anmerkung sei hier noch angebracht: die Modellbahner, die noch mit stromlosen Abschnitten z.B. vor Signalen arbeiten müssen die Zeit der Überbrückung im Decoder etwas kürzer einstellen, da die Lok sonst eventuell den stromlosen Abschnitt überfährt.
Nun kommen wir zum eigentlichen Umbau. Wir wollen diesen hier an Hand von 2 ganz unterschiedlichen Loks beschreiben, nämlich einer Märklin BR103, die Platz "en masse" hat, und einer Märklin BR260, die innen so beengt ist, dass wir beim Einbau schon "in die Trickkiste greifen müssen".
Wenn man die BR103 öffnet, sieht man sofort, dass es überhaupt keine Platzprobleme gibt. Wir haben diesen Umbau gleich genutzt, um die bisherigen Glühbirnen gegen LED´s auszutauschen. Die LED´s stammen aus preiswerten LED-Stripes mit einer Farbtemperatur von 4500Kelvin. Vorn und hinten kommen jeweils 3Stck. zum Einsatz. Diese werden parallel geschaltet und mit einem 6,8K Ohm Vorwiderstand versehen. Die Maschinenraumbeleuchtung erhält eine einzelne LED mit einem 10K Ohm Vorwiderstand. Da die Lichtausgänge moderner Decoder gedimmt werden können, kann hiermit die Helligkeit auch später noch angepasst werden.
Dann wird das PowerPack mit 3Kabeln am Decoder, in unserem Fall einem ESU Lokpilot V4, angeschlossen. Das Anlöten dieser 3 Kabel ist etwas "fummelig", da die Lötpads am Decoder relativ klein sind. Da sich diese Pads außerdem unter dem Schrumpfschlauch, der den Decoder umhüllt, befinden, muss dieser im Bereich der Lötpads vorher mit einem scharfen Messer vorsichtig entfernt werden.
Zum Schluß haben wir das PowerPack (hier blau eingekreist) noch mit etwas Heißkleber auf dem Lokchassis fixiert. Damit ist der Umbau bereits beendet.
Deutlich aufwendiger ist der Umbau der BR260. Das Hauptproblem bei diesem Modell ist, dass diese Lok relativ leicht ist und deshalb mit einem zusätzlichen Bleigewicht versehen werden musste. Deshalb reicht der noch vorhandene Platz nicht aus, um das PowerPack "in einem Stück" unterzubringen.
Wir haben deshalb den Schrumpfschlauch, der das PowerPack umhüllt und isoliert, aufgeschnitten und entfernt, sodann den Kondensator vom PowerPack abgelötet. Das Foto zeigt die Platine des PowerPacks und den bereits ausgebauten Kondensator. Dieser wird nun mit 2 Kabeln versehen und zwischen dem Bleigewicht und der vorderen Lampe mit doppelseitigem Klebeband fixiert. Vorher wurde das Bleigewicht um 5mm gekürzt. Die PowerPack Platine wird auf dem Motor im Bereich der Heckscheibe des Fahrstandes mit Klebeband fixiert.
Achtung: da die Platine nun "nackt" ist (ohne Schrumpfschlauch) muss diese sorgfältig mit Isolierband umhüllt werden, so dass keine spannungsführenden Bauteile das Lokchassis berühren können. Vorher werden die Kabel, die nun den Kondensator mit der Platine verbinden, angelötet. Hierbei muss auf die richtige Polung des Kondensators geachtet werden, da dieser sich im Falle der Verpolung nach kurzer Zeit mit einem lauten Knall "verabschiedet" und dabei erheblichen "Flurschaden" anrichten kann. Wie schon bei der BR103 beschrieben, werden nun die 3 Kabel des PowerPacks noch am Decoder angelötet.
Dann erfolgt vorsichtig ein erster Test. Dieser wird von mir immer mit einem regelbaren Gleichspannungsnetzteil durchgeführt. Nahezu alle modernen Decoder sind werkseitig so konfiguriert, dass diese neben dem Digitalbetrieb auch das analoge Fahren mit Wechsel- und Gleichspannung erlauben. Wenn die Lok über Krokodilklemmen mit dem Netzteil verbunden ist, wird die Spannung langsam erhöht, dabei muss man das Amperemeter genau beobachten. Im Bereich von ca. 6V sollte die Stromaufnahme langsam zunehmen und der Antriebsmotor zu laufen beginnen. Die Stromaufnahme sollte aber nicht viel mehr als max. 0,4 - 0,5A betragen, sonst könnte es sein, dass sich ein Fehler eingeschlichen hat und ein Kurzschluß vorliegt.
Bei modernen Netzgeräten, die in Online-Shops schon für ca. 45,-EUR erhält sind kann man die Stromaufnahme mit einem Regler begrenzen, dann kann nicht mehr als z.B. 0,5A fließen.
Wenn auch dieser Test erfolgreich war kann die Lok auf´s Gleis gestellt werden und ein erster Test im Digitalbetrieb erfolgen. Ist auch dieser erfolgreich muss zum Schluß nur noch per CV eingestellt werden, wie lange die die Überbrückung dauern soll (stromlose Signalstrecke).
Nun ist die Lok bereit und lässt sich zukünftig durch verschmutzte Stellen kaum noch "aus der Ruhe bringen.
Wir wünschen viel Erfolg beim Nachbau.
