Messing oder Edelstahl / Macht Watt ihr Volt

Elektronisches und digitales - Bitte keine Fragen zum MZS

Moderator: fido

Reichsbahnuntersekretär
Beiträge: 16
Registriert: So 14. Sep 2003, 18:32
Wohnort: Döhlen

Re: "Edel"stahl-Gleise

Beitrag von Reichsbahnuntersekretär »

Hallo,

ich komme gerade aus Oberlungwitz und hatte die Möglichkeit, den Spannungsabfall am Edelstahlgleis (Strub) zu messen. Bei einer Entfernung von ca. 300m zum Einspeisepunkt und einem Zug im Sektor konnte ein Spannungsabfall von 1V gemessen werden (20,6V am Einspeisepunkt, 19,6V am Messpunkt). Selbst als sich 3 Züge im Sektor befanden konnten noch 18,6V gemessen werden.

Gruß
Uwe
Benutzeravatar
Otter1
Buntbahner
Buntbahner
Beiträge: 2583
Registriert: Sa 22. Feb 2003, 13:15
Wohnort: Krähwinkel

Re: "Edel"stahl-Gleise

Beitrag von Otter1 »

Tach.

Das ist doch der glaubwürdige Beitrag, auf den wir in diesem Thread alle warten.
Die Messergebnisse decken sich sogar mit den Erfahrungen der Leute, die seit Jahren mit Edelstahlgleis arbeiten. Der Spannungsabfall ist so gering, das er kaum stört. Die Theoretiker haben es geahnt und berechnet, die Praktiker es erstaunlicherweise bestätigt bis übertroffen.

Liegen Vergleichsmessungen aus der Messing-Ecke vor? War da etwa Null Verlust?

Sind eventuell bei mehrstündiger direkter Sonneneinstrahlung Anzeichen von Gleisverwerfung beobachtet worden? Auch das ist hier schließlich als eigene Erfahrung eingebracht worden. Und der Kollege wird sich das doch wohl nicht aus den Fingern gesogen haben. Oder doch?

Hat inzwischen mal jemand über Preise recherchiert? Bei mir ist inzwischen angekommen, der Preisunterschied sei so minimal wie der Spannungsabfall. Und wenn man gut verhandeln würde, sei Edelstahl sogar günstiger als Messing. Man lernt doch glatt nie aus.

Grüße

Otter 1
Benutzeravatar
Michael
Buntbahner
Beiträge: 50
Registriert: Mi 5. Mär 2003, 13:54
Wohnort: Torneschiavo/SH

Re: "Edel"stahl-Gleise

Beitrag von Michael »

Hallo,

bei aller Euphorie über die doch erlösenden Messergebnisse, aber entscheidend ist, dass im Betrieb wohl kein merkbar größerer Leistungsverlusst durch den höheren Widerstand bei Edelstahl auftritt. Denn das hat hier keiner festgestellt. Aber messen kann man das so nicht. Der größte Übergangswiderstand entsteht in der Praxis an den Rädern, bzw. Schleifern und das während des Fahrens der Lok. Da ist der Schienenwiderstand vernachlässigbar. In der Praxis ist der kleinste Schmutzfilm schon problematisch. Man müsste direkt am Motor messen und wird sich wundern, wie das aussieht. Die an der Schiene anliegende Spannung liegt am Motor nur in den seltensten Fällen an. Um sicher zu gehen, was jetzt besser ist, Messing, oder Stahllegierung, müsste man die jeweiligen Daten sammeln, und statistisch auswerten. Also vergesst das, macht lieber Betrieb auf Euren Anlagen. Mit einem einfachen Voltmeter wird das nichts.
Gruß,
Michael/SH
cp
Buntbahner
Buntbahner
Beiträge: 223
Registriert: Do 27. Feb 2003, 20:58
Wohnort: Rheinstadt

Re: "Edel"stahl-Gleise

Beitrag von cp »

Hi,

auch, wenn ich jetzt als Spielverderber dastehe, aber so kanns wirklich nicht stehenbleiben.

Fangen wir doch mal bei den Grundlagen an.

Der Spannungsabfall U errechnet sich aus dem Produkt des Widerstands und dem Strom, kurz U = R * I.

Vom Strom habe ich in keinem der drei vorgehenden Beiträge etwas gelesen. Schade, denn nur durch Kenntnis der Stromaufnahme lässt sich die Aussage "1 Volt Spannungsabfall" überhaupt einordnen. Und daß die Entfernung der Züge zur Einspeisung maßgeblich Einfluß auf den Spannungsabfall in der Schiene hat, brauche ich hoffentlich nicht zu betonen. Die Angabe wird wohl noch nachgereicht.

Also nochmal für Leute mit weniger elektrotechnischen Kenntnissen: Je weniger Strom ein Zug aufnimmt, desto geringer ist auch der Spannungsabfall. Ne näher der Zug an einer Einspeisung fährt, desto geringer ist der Einfluß der Schiene.

Wie oft und mit welchem Querschnitt das Schienennetz zu speisen ist, hängt demnach davon ab, wieviele und welche Loks bzw. Züge gleichzeitig in einem Streckenanbschnitt fahren, ob Steigungsstrecken oder Zahnstangenabschnitte zusätzlichen Strom kosten usw.....

Einige glauben, wegen der schlechte Stromabnahme bei Loks könne man den Widerstand der Schiene getrost vernachlässigen. Ja, aber bitte nur, solange er nicht in der Größenordnung der Stromabnahme liegt! Also zum Beispiel nicht mehr als 10% beträgt. Der Gesamtwiderstand der Stromabnahme meiner Ge 4/4 III beträgt unter optimalen Bedingungen 4,5 Ohm. Also, solange der Widerstand der Zuleitungen kleiner als 450 mOhm beträgt, kann ich ihn vernachlässigen. Aber auch nur, solange nur ein Zug auf der Strecke fährt, denn jede weitere Belastung durch Beleuchtung und weitere Züge erhöht den Strom und damit den Spannungsabfall in der Schiene (zur Erinnerung: U = R * I).

Ich hoffe, daß die von Stephan versprochene Auswertung seines Praxistests Klarheit bei den angesprochenen Punkten bringt.

Noch was zur Klarstellung. Daß bestimmte Edelstahllegierungen gegenüber Messing einen 10-fach erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand haben, lässt sich nun mal nicht wegdiskutieren. Dem gegenüber steht in der Pflege ein deutlich geringerer Aufwand. Und wenn Messing durch Oxidation erst einmal an der Oberfläche seine Leitfähigkeit verloren hat, geht gar nichts mehr. Soviel auch zur Behauptung, der Widerstand der Schiene sei vernachlässigbar.

Ob und inwieweit der erhöhte Widerstand in der Praxis berücksichtigt werden muß, hängt von den jeweiligen Einsatzbedingungen vor Ort ab. So, wie für einen Durchlauferhitzer mit 30kW eben ein anderer Leitungsquerschnitt als zu einer Glühlampe mit 100W gelegt wird, so spielt auch bei einer Modelleisenbahn die Belastung eine entscheidene Rolle. Hinzu kommt, daß wir maximal mit 24V einspeisen dürfen. Während 10 Volt Spannungabfall bei einer Nennspannung von 230 Volt nicht weiter kratzen, macht die gleiche Strombelastung bei gleichem Querschnitt bei Niederspannung relativ gesehen eben sehr viel mehr aus.

Und warum legen die Stadtzwerge zu einem Haus ein Kabel mit einem Querschnitt von 50 qmm, wenn am Ende der olle Durchlauferhitzer mit nur 6qmm angeschlossen wird? Wenn jetzt auch nur einer mehr die Antwort weiss, dann habe ich heute ein gutes Werk getan.

In diesem Sinne,

viele Grüße

cp
viereka z-Stellung
Buntbahner
Buntbahner
Beiträge: 2164
Registriert: Fr 28. Feb 2003, 15:14

Re: "Edel"stahl-Gleise

Beitrag von viereka z-Stellung »

Hallo,
meintest Du
4/4 III beträgt unter optimalen Bedingungen 4,5 Ohm. Also, solange der Widerstand der Zuleitungen kleiner als 450 mOhm beträgt, kann ich ihn vernachlässigen
450 mOhm ???
Laut Spannungsteilerregel würde das auf den Gleisen von 450 mOhm einen Spannungsverlust von 1,36 V (Gesamtspannung 18 V) ergeben.
Außerdem hat doch niemand Deine unten gemachten Aussagen angezweifelt. Bei den Verhältnissen, wie wir sie haben, können wir die Widerstände des Gleismaterials vernachlässigen, weil eben Einspeisungen und und und. Und diese dienen eben nicht nur den Gleiswiderständen, sondern helfen eigentlich noch mehr die Auswirkungen der Übergangswiderstände verschiedenster Art abzufedern, die größer sein könnten, als die der Gleise.
Und nun kommt meine Frage: Wer betreibt in seinem Garten eine Bahn mit z.B. 100 m Gleislänge, keinerlei Ringverbindung und nur einer Einspeisung Der sollte auf die Materialwahl achten Und die nächste Frage: Wer hat diese Gleislängen in einem Stück ohne Verbindungen.
Das habe ich hier schon am 4.9 geschrieben. Es hat keine Auswirkungen, eben weil wir diese Maßnahmen treffen.
Ende von mir, auch in diesem Thraed.
cu
Hans-Jürgen :schaf:
Benutzeravatar
squirrel4711
Buntbahner
Buntbahner
Beiträge: 1935
Registriert: Fr 21. Feb 2003, 22:27
Wohnort: auf dem Land

Re: Messing oder Edelstahl / Macht Watt ihr Volt

Beitrag von squirrel4711 »

Jungs,
ich habe das Thema geteilt und den "spannungsreichen" Teil in die Elektroabteilung übernommen. Und denkt d´ran max. 24 Volt Spannung für die Gartenbahn aufbauen und immer auf die "Sicherung" achten; dat mir da mal nichts anbrennt, verschmort oder still vor sich hin kokelt.
Die Local :bia: Bahn Gesellschaft :meeting: wünscht einen schönen Tag Bild
Wer aufhört Fähler zu machen lernt nicht mehr dazu
Benutzeravatar
Bommel
Buntbahner
Buntbahner
Beiträge: 1002
Registriert: Do 27. Feb 2003, 09:35
Wohnort: hauptsache warm
Kontaktdaten:

Re: Messing oder Edelstahl / Macht Watt ihr Volt

Beitrag von Bommel »

Hallo zusammen,

ich bin auch aus Oberlungwitz zurück und verarbeite langsam das Erlebte. Leider habe ich die Meßfahrt nicht live verfolgen können (man kann nun mal nicht überall sein), möchte aber das vorgetragene Meßergebnis mit einigen Ergänzungen wie folgt zusammenfassen:

Herr Strub hatte ca. 600m Edelstahlgleis verlegt. Er hatte den östlichsten Streckenabschnitt zugeteilt bekommen, demzufolge auch die östliche Wendeschleife.

Bild

An seinem westlichen Ende des Edelstahlgleises war auch eine Umkehrmöglichkeit eingebaut.

Bild

Dazwischen jede Menge Gleise, Gleise, Gleise...

Bild
(ca. 150m Strecke = 300m Gleis/Edelstahl)

Demzufolge hatte er ein 300m langes Oval liegen.
Wenn der Meßwagen in ca. 300m Entfernung vom Einspeisepunkt einen Spannungsabfall von "nur" 1Volt anzeigt, so muß man natürlich auch noch berücksichtigen, daß zu dieser Lok zwei Adernpaare (Gleise) lagen (so ist das nun mal beim geschlossenen Ring), resp. der Querschnitt verdoppelt sich (für die Rechenexperten).
Wie ansonsten richtig bemerkt, um das Ergebnis unter Berücksichtigung der weitern bis zu 3 im Sektor befindlichen Züge auszuwerten, ist es notwendig die Entfernung der jeweiligen Züge zum Einspeisepunkt und deren Stromverbrauch zu kennen.
Später blieb es aus Sicherheitsgründen nicht nur bei der einen Einspeisung.

Was lernen wir daraus?
1. Edelstahlgleis leitet elektrischen Strom. Aha!
2. Auch bei Edelstahlgleis greifen die ohmschen Gesetze. Na so was!

Wer hätte das gedacht. Mal im Ernst. Wer derartige Streckenlängen betreibt, hat ganz andere Sorgen. Das erste Problem ist die optische Einsicht in die Strecke. Streckenverlauf, rumstehende Menschen und andere natürliche Hindernisse schränken einen Blickkontakt zu dem fahrenden Zug ein. Ab einer gewissen Entfernung Luftlinie ist ein kleines Fernglas sinnvoll, besser sind mit Sprechfunk ausgerüstete Streckenposten. In der Regel war man in Oberlungwitz froh, wenn die Züge wieder vollständig zurückkamen und die Fahrt ohne Entgleisungen oder sonstige Störungen erfolgte. Es hätte keiner bemerkt, geschweige dem überhaupt gestört, wenn ein Zug irgendwo mal 10% langsamer oder schneller gewesen wäre. Erst recht, da diese Änderung kontinuierlich erfolgt.

Was mich an der "Strub-Strecke" wirklich freute: Nun, er hatte die Massoth-Zentrale dran und ist analog mit Adresse 0 gefahren. Bekanntlich ist das Digitalsignal eine "höher"frequente Wechselspannung, für Adresse 0 (Analoglok) wird diese "ausgemittet". Unabhängig von evtl. "Spannungseinbrüchen" hat man ja da noch das Problem von Einstreuungen, die das Signal in der Verständlichkeit runterreißen können (für Analogloks irrelevant, für Digitalloks elementar). Immerhin sind 300m Gleisoval eine Klasse Antenne für Störungen aller Art. Schleißlich befanden wir uns nicht auf dem Mond, sondern inmitten einer infrastrukturell erschlossenen Gegend. Stromversorgung, Handynetze, Telefonkabel, Medien aller Art, ...
Da greifen noch ganz andere Regeln, als nur das Ohmsche Gesetz und Spannnungsteilerformel. Das grenzt dann schon an NF-/HF-Technik und Wellentheorie. Und der kommt man nicht nur mit den 4 Grundrechenarten bei.

Um es kurz zu machen: Es hat funktioniert!!! Mein Schweinchen - als vermutlich einziger Vertreter der auf Adresse 3 fahrenden Digitalloks - hat problemlos die Edelstahl-, als auch die analog betriebenen Messinggleisstrecken vermessen.
Welleneinflüsse waren bestenfalls in Form von Bodenwellen feststellbar:

Bild

Wenn es Probleme gab, dann waren diese auf schlecht sitzende Schienenverbinder (ausgeleierte Steckverbinder) oder ganz simplen Dreck zurückzuführen. Und das hatte dann in diesen Fällen auch wirklich nichts mit Oxidschichten o.ä. zu tun. Auch meine fabrikneuen Messinggleise zeigten nach diesem einen Fahrtag eine deutliche schwarz-schmierige "Oberflächenbeschichtung" die einfach weggewischt gehört. Und auch die paar Meter eingeweihten Edelstahlgleises, die ich nach der Veranstaltung erworb, zeigen diese Verschmutzung. Aufgrund der Farbe des Gleises nicht auffällig sichtbar, aber mit einem hellen Lappen nachweisbar.

Mein Fazit: Egal ob man sich für Edelstahl oder Messing entscheidet, das Argument des etwas schlechteren Stromleiters Edelstahl kann man getrost vernachlässigen. Gartenbahner, die wirklich so gigantische Anlagen ausrüsten/betreiben, haben garantiert auch die paar Euro übrig, um die ein oder andere zusätzliche Einspeisung vorzunehmen.
Aufgrund der Problemmatik "Schienenverbinder" empfielt sich das sowieso. Für alle Gleismaterialien.

Mein Wunsch wäre noch: ein dreckabweisendes Gleis.

Schöne Grüße von der BBildmmelbahn

Steffen
gograt
Buntbahner
Buntbahner
Beiträge: 126
Registriert: Mi 11. Jun 2003, 20:32
Wohnort: Therwil
Kontaktdaten:

Re: Messing oder Edelstahl / Macht Watt ihr Volt

Beitrag von gograt »

Ein Hallo an alle Dabeigewesenen,
einen besonderen Dank an Harld Leitl für seine Organisation der tollen Veranstaltung mit allen Mithelfern,
Ein besonderes Hallo an alle Gartenbahner ob Messing- oder Edelstahl-Bekenner!

Froh bin ich, dass es auf Anhieb geklappt hat und ich nicht wie es die in tiefer Eindringlichkeit prophezeiten Spannungabfälle, Power-Zusammenbrüche etc.
erleben musste, denn der Stress für Anfahrt am Freitag 750 km, das einfädeln der mehr als 650 Meter Edelstahlprofile auf die Schwellen (Hier ein hohes Danke an die von Harald zusammengestellte Helfermannschaft aus jung und alt)
wie auch Auf- und Abbau der Strecke am Sonntag. Nun auf der Heimfahrt lieferte ich noch Kunden die bestellte Ware und fuhr dann knappe 1000 km am
gleichen Tag! Dass ich heute hundemüde mit meinen 68 Jahren bin, könnt ihr sicher verstehen.

Nun wo liegt das Geheimnis, dass die Horror-Vorhersagen nicht eintrafen?

a) Immer und immer wieder wird "Edel"-stahl mit Chromstahl bester Güte verwechselt. Wir haben die Edelstahl-Materialqualität 1.4016 und die hat die bestmöglichsten Leitwerte aller Edelstahl-Qualitäten, nämlich 0.60 Ohm pro Quadrat-mm, enthält Ferritanteil, ist leicht magnetisch und kann sogar unter gewissen Umständen doch gelötet werden (wovon ich aber strikte abrate).

b) unser Edelstahlgleis wurde speziell gefertigt, ist absolut naturnah mit ansprechendem Aussehen, neigt aber wegen dieser Spezialfertigung zu
Flugrostbildung, die mit den von uns empfohlenen Mitteln wirkungsvoll
bekämpft werden kann.

c) Für das kommende Jahr wird eine Neuwalzung von einem anderen Werk
von uns auf den Markt kommen, gleiche Leitwerte hat, nicht mehr dies
Eigenschaft der Flugrostbildung hat, aber dann halt etwas heller, glänzender
aussieht, weil mit anderm Verfahren hergestellt!

Werde mich zur Verantaltung und den für Gartenbahner praktischen Ergebnissen zur Frage "Edelstahl oder Messing" nochmals melden, wenn ich ausgeruht habe und das "Liegengebliebene" erledigt habe! - Hoffe sehr, dass
auch die Praxis geenüber der reinen Theorie etwas beitragen kann!

Herzliche Grüsse an alle

gograt (Stephan Strub)
Edelstahlartikel und mehr ...
für die Gartenbahn das Beste!!!
cp
Buntbahner
Buntbahner
Beiträge: 223
Registriert: Do 27. Feb 2003, 20:58
Wohnort: Rheinstadt

Re: Messing oder Edelstahl / Macht Watt ihr Volt

Beitrag von cp »

Hi Stephan,

der Spezialist für Horrormeldungen muß noch mal seinen Senf dazu abgeben :lol:
Nun wo liegt das Geheimnis, dass die Horror-Vorhersagen nicht eintrafen?
Erstens, weil ich Deine ersten Aussagen zum Streckenaufbau (600m Schiene) anders interpretiert habe. So, wie es sich jetzt darstellt, wars ein Rundkurs mit einer Ausdehnung von 300m. Wie bereits gesagt wurde, halbiert sich durch die Einspeisung von beiden Seiten der Widerstand, elektrisch betrachtet lagen da also "nur" 150m einfache Strecke.

Zweitens war ursprünglich von 12 Zügen die Rede, jetzt beziehen sich die Aussagen auf 1 bis 3 Züge. Deren Stromaufnahme hast Du leider nicht gemessen, oder hast Du uns da was vorenthalten :?:
a) Immer und immer wieder wird "Edel"-stahl mit Chromstahl bester Güte verwechselt. Wir haben die Edelstahl-Materialqualität 1.4016 und die hat die bestmöglichsten Leitwerte aller Edelstahl-Qualitäten, nämlich 0.60 Ohm pro Quadrat-mm,
Das ist zwar 20% besser als 1.4301 aber immer noch 850% schlechter als Messing. Ja, das spielt keine Rolle, wenn man mit ausreichendem Querschnitt parallel speist, wollte es nur noch mal gesagt haben.. 8) (Manche Dinge kann man gar nicht oft genug wiederholen).

Also belassen wir es dabei. 600m Schienen an einem Wochenende auf- und wieder abzubauen stellt an sich schon eine Leistung dar und das verdient Respekt.

Viele Grüße

cp
gograt
Buntbahner
Buntbahner
Beiträge: 126
Registriert: Mi 11. Jun 2003, 20:32
Wohnort: Therwil
Kontaktdaten:

Re: Messing oder Edelstahl / Macht Watt ihr Volt

Beitrag von gograt »

Hallo Cp,

Noch kurz bevor ich mich zur wohlverdienten Mittagsruhe begebe die Frage an
Dich und die Messingfreunde:

Wieso wohl kauften die Leute in Oberlungwitz die Edelstahlgleise zu 36 EUR das
300cm Stück, wo doch das "weitüberlegene!!" Messinggleis auch zu einem Sensationspreis von EUR 34 zu haben war. Immer davon noch 1 EUR für den guten Zweck, den Harald mit dem Treffen miteinbezog!

850% besser wohl kaum, denn auch ich wiederhole nun zum letzten Male,
dass Messingoxyd mit der Zeit als kompletter Isolator wirken kann, dann kommt halt wieder die Praxis vor die Theorie. Habe auch gesehen, wie Messinggleise mehrmals eingespiesen wurden. - Mit Horror-Zenarien von Zusammenbruch der Stromleistung und dass da auch 5A-Trafos von LGB im Dauerbetrieb nicht halten würden, habe ich keinesfalls Dich gemeint, stammte aus anderen Aussagen. - Wenigstens wäre ich gerüstet gewesen, denn ich hatte zur Massoth-Zentrale noch zwei MZS mit 5A-Trafo dabei.

Nun ich bleibe dabei, dass mehrmalige Einspeisung bei den bisher bekannten Grössen der Anlage nicht zwingend ist, wer aber mit vielen hochmotisierten Loks fahren will, sodass 5A bereits bei drei Loks nicht genug Leistung bringen,
der kann ja mit besten Kupferleitungen jedes Gleisstück versorgen, dem würde ich aber das nicht wegen dem Edelstahlgleis sondern wegen dem Verlust jeglicher Art bei den Gleisverbindungen empfehlen. Bahnen mit 100-250 mtr
können mit Edelstahlgleis mit 1 bis 3 Einspeisungen absolut auskommen.

Jedem das seine und für solche die Messing wollen, gibt es das LEBU-Messinggleis in bester Qualität und erst noch mit Unterstützung von Behinderten!

Die Anzahl der Züge varierte schwer, weil alle Geschwindigkeiten so unterschiedlich waren, die Strecke war schwer zu übersehen und vor allem
musste höllisch aufgepasst werden, dass es keine Zusammenstösse gab.
Wäre dieses Handicap nicht gewesen und die einzelnen Züge hätten individuell gesteuert werden können, wären sicher mehr Züge miteinadner auf der Stecke gewesen. - Ich war voll überrascht, wie unterschiedlich schnell die Loks waren!
Und wenn dann noch Schweine in rasendem Tempo dahergeflitzt kommen,
Tramzüge schneller als ICEs laufen, dann ist man ganz schön gefordert.

Unterschlagen wollte ich garnichts, der Messwagen war überall unterwegs, ich sah ihn infolge der langen Strecke stundenlang nicht mehr, ablesen konnte ich nur anfangs schwer und ich habe es absolut unterlassen, mich selber speziell darum zu kümmern und zu schauen, wei es auf anderen Stecken aussah!

Es war ein tolles Erlebnis und ich war zufrieden dass alle einfahrenden Züge mit der mittigen Einspeisung einwandfrei die Runden drehten!

Herzliche Grüsse und auf Wiedersehen in Leipzig vom 3.-5.10.03.

(PS: Wer lange Stücke in Leipzig haben will, muss sofort vorbestellen, aus dem
Bestand Oberlungwitz ist alles vergeben! - Neue Ware müsste mit Spedition bereits nächste Woche auf die Reise, denn ich fahre mit dem Zug nach Leipzig)

gograt (Stephan Strub)
Edelstahlartikel und mehr ...
für die Gartenbahn das Beste!!!
Antworten