Weichenantriebe

[MHAG]

Hallo Otto,

da kannst Du mal schauen, was es zu den Peco-Weichen gibt:
https://www.dm-toys.de/de/liste/suche/p ... ichen.html
Inclusive der Antriebe, da sieht man auch, wie groß diese sind.

Viele Grüße
Michael

[Dispo13]

Ciao a tutti,

PECO und Weichenantriebe ein Thema der Unendlichkeit

Hier wäre eine weitere Alternative:

https://www.dccconcepts.com/product-cat ... nt-motors/
https://www.dccconcepts.com/wp-content/ ... al-Ger.pdf

Ciao Chris

[N-Wolfgang]

MoiN Chris,

uih … die Dinger sehen ja richtig nach „Tu Geld in Deinen Beutel!“ aus …

Heute war ein blöder Tag, ab dem nichts so richtig geklappt hat. Sagen wir mal so: Es wird noch ein langer, mühsamer Weg, bis die Federung des Antriebs über Schraubenfedern so richtig einwandfrei und sauber funktioniert. Die Dinger entwickeln doch ein recht beeindruckendes Eigenleben und die Konstruktion wird immer verzwickter. Auch wenn ich die ganze Zeit gesagt habe, dass das was wird, werde ich diesen Weg nicht weiter verfolgen,, weil ich mich sonst in irgendwas verrenne, was sich weder fertigen noch montieren lässt.

Nun - man muss auch mal loslassen können. Z umal sich jetzt auch ein aussichtsreicher Plan B abzeichnet. Es wird wohl doch eine Rennaissance des federnden Stelldrahtes geben. Aber dazu muss ich erst noch das CAD Programm etwas quälen …

Geht also bald weiter …

[MHAG]

Hallo Wolfgang,

Du kennst den Spruch wahrscheinlich:
"Wenn Du merkst, dass Du ein totes Pferd reitet, dann steig ab!"
Ich denke, dass das bei Dir gerade der Fall ist
Die beiden Federn dürften beim Umschalten der Weiche eine gewisse "Unruhe" in das System bringen, weil es eben 2 Federn sind, die wahrscheinlich ein gewisses Eigenleben haben.

Ich bin immer noch der Meinung, dass zwischen dem Abtrieb vom Servo ein Element an der Weiche angreift, das die große Kraft vom Servo begrenzt an die Stellschwelle weitergibt. Sprich, dieses Element fährt z.B. gegen die Anschläge, nicht die Weichenzungen. Auf die Stellschwelle und die Weichenzungen darf nur eine geringe Federung wirken, egal wie groß der Weg bzw. die Kraft vom Servo ist. Wie dieses Teil beschaffen sein soll, ist wahrscheinlich das "Ei des Kolumbus"...
Aktuell muss ich erstmal andere Moba-Sachen fertig bekommen, diese "Weichensache" würde mich sonst sehr reizen, ausführlich zu experimentieren. Ich brauche da ja schließlich auch was Mitdiskutieren und Gedanken austauschen ist aber auch schon was Für später

Viele Grüße
Michael

[N-Wolfgang]

MoiN Michael,

Ich bin immer noch der Meinung, dass zwischen dem Abtrieb vom Servo ein Element an der Weiche angreift, das die große Kraft vom Servo begrenzt an die Stellschwelle weitergibt. Sprich, dieses Element fährt z.B. gegen die Anschläge, nicht die Weichenzungen. Auf die Stellschwelle und die Weichenzungen darf nur eine geringe Federung wirken, egal wie groß der Weg bzw. die Kraft vom Servo ist. Wie dieses Teil beschaffen sein soll, ist wahrscheinlich das "Ei des Kolumbus"...

Ääh Moment - genau so wirkt ja die Federung in der Stellstange oder dem Stellhebel des Antriebs. Lassen wir mal die Reibung außer Acht, dann ist die Stellschwelle - insbesondere bei Weichen mit Gelenkzungen - zwischen den Enlagen der Weichenzungen frei beweglich. Das heißt, es braucht gar keine bis wenig Kraft, sie zu verschieben, also spricht auch die Federung nicht an. Erst, wenn die Weichenzunge sich nicht mehr bewegen kann, weil sie an der Schiene anliegt und der Servo über diesen Punkt hinausfährt, wird die Feder zusammengedrückt und erzeugt eine geringe Kraft.

Oder anders ausgedrückt: Der Servo und die Stellschwelle der Weiche können nur über die Feder aufeinander einwirken. Dabei kann - so lange der Federweg nicht ausgeschöpft ist - auch nur die Federkraft in dem Ausmaß entstehen, wie es dem Federweg entspricht.

Also, das hat bei den Prototypen auch prima funktioniert. Das Problem ist eher, dass die Mechanik mit Federn der Abmessung 1,5 x 5 mm in einer Stellstange mit einem Querschnitt von 3 x 3 mm schon sehr fummelig wird und eine Genauigkeit und vor allem sauber gefertigte Teile braucht, wie sie der FDM-Drucker nicht mehr liefert.

Es wäre jetzt der richtige Zeitpunkt, auf Messing umzusteigen. Die Technik dafür hätte ich auch da, es ist dann eher ein Zeitproblem. Es wäre ein Fulltime-Job, 100 Antriebe zu erstellen, und in der Zeit, die es braucht, kann ich nichts anderes tun. Nein, die Sache macht nur Sinn, wenn die Teile nebenher auf dem FDM-Drucker erstellt werden und so, wie sie aus dem Drucker kommen auch unmittelbar verbaut werden können. Und dieser Stand ist mit den Federn nicht zu erreichen.

Also: Irrweg.

Die Erleuchtung kam mir, als ich mir die von Chris verlinkten Antriebe angeschaut habe, die ja auch, wenn ich’s richtig gesehen habe, mit einem langen Stelldraht arbeiten. Das brachte mich doch nochmal dazu, die alten geistigen Akten, nach denen ich die „Stelldrahtantriebe“ der alten Antriebe verworfen und den neuen Antrieb mit seiner Hebelmechanik entwickelt hatte, nochmal durchzugehen.

Und ja, diese „Stelldrahtantriebe“ hatten sich ja in jeder Hinsicht tadellos bewährt. Man muss eben auf eine gute Befestigung an der Anlagenplatte achten, die bei diesen Hartschaumplatten nicht gegeben war. Geschenkt. Und sie haben zum Bruch einer Stellschwelle geführt. Die Schlussfolgerung war, dass die Stellschwelle der Weiche nur eine präzische Stellbewegung sehen darf und man da eben keinen Stelldraht, der daneben noch an der Stellschwelle einen Veitstanz aufführt brauchen kann. Also habe ich den Stelldraht als vermeintlich totes Pferd weg konstruiert. Naheliegend, aber vorschnell.

Der Stelldrahtantrieb bestand einfach aus einem Winkel, in dessen einen Schenkel der Servo eingesetzt wurde, und dessen anderer Schenkel als Bodenplatte diente. In der Bodenplatte war noch eine Bohrung, durch die der Stelldraht gesteckt wurde und dann durch die Anlagenplatte hindurch in die Stellschwelle eingesetzt wurde. Ganz simpel. Auf der Servoseite war der Stelldraht ca. 5 cm lang, auf der Weichenseite etwa 12 mm. Daraus ergab sich eine Übersetzung von etwa 4:1.

Wenn nun der Stelldraht nicht direkt in die Weiche eingreift, sondern eine auf dem Antrieb angeordnete Kulisse verschiebt, dann habe ich meine gefilterte und geglättete, gefederte und stellschwellenverträgliche Hin- und Herbewegung. Dazu brauche ich genau zwei Teile, die keinerlei Uhrmacherpräzision benötigen und die ich wahrscheinlich auch nach dem vierten Bier noch zusammensetzen kann.

Mann! So simpel und ich brech mir da einen ab mit Hebelchen und Federchen …! Aber wahrscheinlich kann man das erst erkennen, wenn man den anderen Weg versucht hat. Und jetzt geht‘s an den Rechner und an die CAD …

[MHAG]

Hallo Wolfgang,

ja, dass das Element mit den beiden Federn die gewünschte Elastizität bringt, ist mir schon klar gewesen. Nur ist durch die vielen Teile dafür (2 Federn, Schieber, Rahmen, "harte" Verbindung zur Stellschwelle ohne Spiel) einmal ein hoher Montageaufwand notwendig, zum anderen ist auch eine gewisse Genauigkeit sinnvoll, sonst könnte was hängen bleiben.

Wenn jetzt der Schieber aber gegen feste Anschläge fährt und der Schiebeweg je 0,5mm weiter als die Backenschiene geht, dann kann zwischen der Stellschwelle und dem Schieber ein kurzer Federstahldraht durch das Trassenbrett für ausreichende Elastizität sorgen. Der Servo kann mit einem anderen Federstahldraht am Schieber angreifen und diesen mit Kraft gegen die Anschläge des Schiebers drücken -- ohne Auswirkung auf die Stellschwelle. Dann sind zumindest die beiden "fummeligen" Federn nicht mehr zu montieren Noch ein Vorteil: Der Draht in der Stellschwelle führt keinen Veitstanz mehr auf Der findet jetzt vom Servodraht im Schieber statt Ganz los wird man den wohl nie
Dürfte insgesamt aus drei 3D-Druck-Teilen machbar sein:

• Schieber: 3mm x 5mm x 20mm mit einer Hülse für den Federdraht zur Stellschwelle (die fährt gegen den Anschlag)
• Grundplatte mit einer Gleitbahn für den Schieber, kann auch noch die Servobefestigung und andere Montageelemente enthalten
• Abdeckung für die Gleitbahn, hält den Schieber fest und hat den Ausschnitt für die oben genannte Hülse (stellt den Anschlag dar); evtl. sind Stecknoppen für eine stabile und einfache Montage sinnvoll

Viele Grüße
Michael

[N-Wolfgang]

Wenn jetzt der Schieber aber gegen feste Anschläge fährt und der Schiebeweg je 0,5mm weiter als die Backenschiene geht, …

Hallo Michael,

das ist genau das, was ich als „der Servo fährt etwas über die Endlage der Weiche hinaus“ bezeichnet habe. Dazu braucht der Schieber bzw. der dahinter steckende Servo keinen festen Anschlag, es reicht, wenn er einfach stehen bleibt.

Diese Stopppunkte für den Servo lassen sich dam zugehörigen Dekoder einprogrammieren und sind dann auch mechanisch „fest“. Das geht so weit, dass der Servo das Grummeln und Arbeiten anfängt, wenn man ihn aus seiner programmierten Endlage hinausdrückt und auch endlos so lange herummöllert, so lange er ihn nicht erreicht. Deswegen sollte man den Servo tunlichst nicht unfedert gegen einen festen Anschlag fahren lassen. Wenn der sich verschiebt, dann geht das Gemöller los.

Bei meinem weitgehend starren Weichenantrieb ist die Endstellung der Weiche ein solcher fester Anschlag. In der Praxis ist natürlich noch eine gewisse „Restflexibilität“ vorhanden. Damit war es ja auch immer problemlos möglich, den Antrieb so einzujustieren, dass er die Weiche sauber und ohne zu möllern schalten konnte.

Das Problem dabei ist nur, dass diese Restflexibilität eben nicht ausreicht, um die Verwerfungen der Gleise durch den Verzug im Holz auszugleichen und die Logik bringt es mit sich, dass bei einer verschobenen Weiche in der einen Stellung die Zunge nicht anliegt und in der anderen Stellung der Servo das Möllern anfängt. Also wird hier mindestens das Nachjustieren des Antriebs zu einem Dauerjob. Wenn es nicht zu Schäden an den Servos oder Problemen mit den Endschaltern kommt.

Ich gehe davon aus, dass das Problem schon zum größten Teil beseitigt sein wird, wenn ich bei der Neutrassierung die Gleise flächig verklebe. Aber nur darauf möchte ich mich auch nicht verlassen. Insofern ist der neue, flexiblere Weichentrieb mit gezähmten Stelldraht dann eben noch der Gürtel zum Hosenträger.

[MHAG]

Hallo Wolfgang,

sollen die Servos nach getaner Arbeit nicht abgeschaltet werden? Selbst habe ich das noch nicht gehabt, aber beim Kollegen zogen die Servos in einer Endlage je bis zu 1,5A, obwohl kaum Kräfte einwirkten! Bei seinen 14 geplanten Servos nicht machbar. Es passierte reproduzierbar nach dem fünften Servo, dass die Dinger nicht mehr schalten wollten, sobald ein sechster Servo angeschlossen wurde Hat uns bei der Analyse Stunden gekostet, bis wir uns mal den Strom angeschaut haben -- dann war's klar Er hat dann versuchsweise ein 5V-Netzteil mit 30A angeklemmt: Ja, alles hat funktioniert, aber sowas macht man bei der Modellbahn nicht (vor allem nicht bei einem Modul für Ausstellungen).
Es wurde dann alles so umgerüstet, dass die Servos nur für die Umstellung plus 2sec "Saft" bekamen und danach wieder abgeschaltet wurden. Die mussten dann allerdings sauber justiert werden, dass sie nach dem Abschalten nicht die Position verloren. Ein anderer Kollege hat das umgangen, indem er mit den Servos beim Umstellen jeweils über Totpunkte fährt, dagegen kann dann kein Federdraht was machen, selbst wenn der Servo ohne "Saft" ist
Wollte nur mal warnen, dass da evtl. der nächste Stolperstein lauert... Ich würde mich eher nicht darauf verlassen, dass der Servo da bleibt, wo er nach Programmierung sein soll

Viele Grüße
Michael

[arnold160]

Moin
Ihr seid schon genial, beneidenswert.
Was ihr mit euren Möglichkeiten alles machen könnt,
Toll.
Ich bestelle mir jetzt mal die 2 peco Antriebe und schau mal was bei meiner Anlage damit geht.
Gruß Otto

[N-Wolfgang]

MoiN moiN.

so, wie ich es mir zusammenreime, wird im Digitalsystem dem Decoder irgend eine Zahl als Sollwert eingegeben, die offensichtlich zum einzustellenden Widerstand des Potis im Servo passt. Und dann lässt der Dekoder den Servo so lange laufen, bis dieser Wert erreicht ist. Sollte der Servo sich irgendwie im Betrieb verstellen, legt der Dekoder sofort nach und versucht, den Servo auf den eingestellten Wert zu bringen und schaltet erst ab, wenn der Wert passt. Dieser permanente Abgleich der Widerstände wird nun wohl den Strom nicht gleich ampereweise ziehen.

Dazu müsste der Motor dauernd laufen und das passiert eigentlich nur, wenn die definierte Endlage außerhalb des Bewegungsspielraums des Servos ist, so dass sie unerreichbar ist. Dann möllert der Servo endlos und er zieht dann natürlich auch Strom. Allerdings hört man das auch … meine zumindest.

Allerdings werden die Servos auch nicht besser, wenn man sie einige Jahre in der Schublade liegen lässt. Bei meinen, recht alten Servos habe ich es mir deshalb zur Regel gemacht, die Dinger erst mal zu prüfen, bevor sie eingebaut werden. Bei sehr vielen ist der Schmierstoff verharzt und verklebt, und da kommen dann alle denkbaren Stadien zwischen Schwergängigkeit und Blockade vor. Mancher Servo kommt wieder in die Gänge, wenn man ihn (gefühlvoll, bitte) auf den Tisch klopft, andere, wenn man sie vom Strom abklemmt und mal von Hand von einer Endlage in die andere dreht. Die meisten bekommt man so wieder zum Laufen, und bisher hat da auch keiner im Betrieb irgendwelchen Ärger gemacht.

Es verbleibt aber ein - gottlob sehr kleiner - Rest, bei dem das alles nichts fruchtet und die irgendwelchen völlig erratischen Mist bauen. Vermutlich hat da dann das Poti einen Treffer bekommen und liefert nur noch Mist. Gut, die Dinger kann man dann nur noch zum Ausschlachten aussortieren.

Insofern halte ich es für durchaus nicht unwahrscheinlich, dass man auch mal eine Gurke erwischt und einbaut, diee dann irgendwelchen Blödsinn baut.