Modellbahn – Teil 26 – das richtige Fahrpult /der Fahrregler

Ich bin bisher bekennender Analog-Bahner. Zwar finde ich eine digitale Steuerung interessant, halte sie aber auf Grund meiner Anlagengröße, meines Budgets und meiner handwerklichen Fähigkeiten für wenig zielführend. Natürlich kann man auch bei kleinen Anlagen digital fahren, aber man kann sich stattdessen auch mit ein paar getrennten Stromkreisen und z-Schaltungen behelfen. Die Kosten sind nämlich nicht so ohne. Neue Loks sind in Digitalausführung teurer als ihre analogen Schwestern, alte Loks müssen mit Decodern ausgerüstet werden. Sollten sie Schnittstellen haben, geht das meist einigermaßen problemlos, andernfalls kommt das handwerkliche Geschick zum Tragen… dann muss oftmals am Gehäuse gebohrt und gefräst werden, von extrem feinen Lötarbeiten ganz abgesehen. Also analog…
Damit sollte ja eigentlich schon alles klar sein, denkt der unwissende Leser. Man erinnert sich an die eigene Kindheit: Trafo (ich spreche auch im weiteren Verlauf der Einfachheit halber von einem Trafo, auch wenn ich den Fahrregler meine) „aufdrehen“… Lok fährt. Je nachdem ob ich nur ein bisschen aufdrehe oder doch etwas mehr, fährt die Lok langsam oder schneller. Aber ganz so einfach ist es natürlich nicht. Für Spur N sind maximal 14V Gleichspannung vorgesehen. Damit ist die Obergrenze also schonmal festgelegt. Und die Untergrenze sind 0V… aber wann fährt eine Lok an? Drehe ich nämlich bei einer (eher älteren) Lok am Trafo… passiert erstmal gar nichts. Und irgendwann „springt“ das Fahrzeug dann plötzlich los, oft erst bei 4-6V. Das Gleiche passiert dann beim Anhalten des Modells. Natürlich ist so ein Verhalten nicht gewollt, denn man möchte ja die Realität möglichst gut abbilden und da sprintet der IC von Köln nach Siegen auch nicht urplötzlich mit 50km/h los und schleudert alle Passagiere gegen die Rückwand der Waggons.
Das Hauptproblem beim Anfahren und Anhalten liegt im Aufbau der Elektromotoren. Die meisten Modelle haben Motoren mit eisenhaltigen Ankern und Permanentmagneten. Durch die Spalte zwischen den Magneten ergibt sich ein ungleichmäßiges Magnetfeld. Deshalb verharrt der Anker im abgeschalteten Zustand immer nur in bestimmten Positionen und bei geringer Spannung läuft der Motor ungleichmäßig, weil das Drehmoment vom Magnetfeld abhängig ist. Dies führt bei der Modellbahn dazu, dass eine Lok je nach Motoraufbau und Zustand z.B. erst bei 4 oder 6V das Rastmoment überwindet.
Aus diesem Grund ist die Auswahl des passenden Trafos für die Modellbahn gar nicht so einfach. Es gibt eine ganze Bandbreite von Modellen. Die meisten haben zumindest im unteren Spannungsbereich keinen geglätteten Gleichstrom, sondern eher Halbwellen. Hierdurch wird der beschriebenen Problematik schon entgegen gewirkt. Jedoch ist ja offensichtlich jede Lok unterschiedlich. Deshalb kann ein solcher Trafo zwar das Anfahrverhalten aller Modelle verbessern, jedoch nicht individuell. Und an dieser Stelle kommt der Heißwolf ins Spiel. Bereits im Januar habe ich mit nämlich ein Exemplar des Heißwolf SFR-1000 bestellt, dem „Einsteigermodell“ des Fahrreglers aus dem Hause Heißwolf. Dieser Fahrregler liefert (wenn man es möchte) PWM-Gleichstrom, pulsweitenmodulierten Gleichstrom. Hierbei wird in einer bestimmten Frequenz eine Spannungsspitze (die regulierbar ist) geschickt. Diese soll das Rastmoment des Motors überwinden, damit dieser anschließend mit der „Normalspannung“ läuft. Damit der Motor nicht bei geringer Spannung in das nächste „Loch“ im Magnetfeld fällt, wird der Impuls mit einer bestimmten Frequenz wiederholt. Die Besonderheit liegt nun vor allem darin, dass man bei diesem Fahrregler bis zu 99 individuelle Einstellungen speichern kann, also (unter der Annahme, dass man < = 99 Loks besitzt) für jede Lokomotive ihre passende. Dies ist auch deshalb wichtig, weil es auch Motoren gibt die PWM nicht so gerne haben. Glockenankermotoren haben am liebsten schönen glatten Gleichstrom, oder zumindest nur sehr geringe Impulse, während alte Motoren aus den 70ern auch schonmal eine ganz ordentliche Ladung Impulsspannung benötigen.

Ich hatte im Vorfeld schon einige Videos und Beiträge zu diesem Fahrregler gefunden und war schon wirklich gespannt. Aber das Ergebnis begeistert mich schon nach der ersten Lokomotive. Das Prozedere ist übrigens ganz einfach. Zuerst fährt man den Motor einige Zeit warm. Dann probiert man aus bei welcher Spannung sich das jeweilige Modell in Bewegung setzt (z.B. 3.2V). Es wird in der Anleitung empfohlen die Impulsspannung 1V höher als diesen Wert anzusetzen. Anschließend gibt man die untere und die obere Frequenz an. Die ersten beiden Loks liefen mit u=16Hz und o=50Hz recht gut an. Zudem kann man noch eine Spannungsobergrenze wählen. Damit kann man dafür sorgen, dass die Modelle auch nur in Vorbildgeschwindigkeit fahren. Meine zuerst eingestellte Tenderzug-Dampflokomotive BR 64 fuhr bei 12V etwa 203km/h, Vmax des Vorbildes lag bei 90km/h. Also habe ich so lange Rundenzeiten gemessen (Testkreis ausmessen, Zeit pro Runde nehmen und umrechnen), bis ich bei 8.5V eine umgerechnete Geschwindigkeit von 92,xxkm/h erreichte.
Unter den beiden nachfolgenden Links verbergen sich vorher- und nachher-Videos für eine Brawa 1382 (V160). Ich hielt das Modell immer schon für sehr gut dosierbar und es ist auch dafür bekannt, dass es sehr vorbildnah in der Endgeschwindigkeit ist. Dennoch ist der Unterschied zwischen einfachem Gleichstrom (Video 1) und der abgestimmten PWM (Video 2) schon ziemlich deutlich.

Video 1: Normaler Gleichstrom (keine Impulse)

Video 2: PWM (Impulsspannung 3.8V, Fu=16Hz, Fo=50Hz)

Ich bin bisher jedenfalls sehr begeistert vom neuen Fahrregler, der nun wohl meine Fleischmann 6735er ersetzen wird, die mit ihren Halbwellen-Steuerungen von jetzt an ausgesorgt haben. Nun folgt aber eine ausgiebige Einmessung und Einstellung aller vorhandenen Fahrzeuge, damit in der neuen Wohnung der Spaß mit der Bahn richtig losgehen kann. Das Verbindungskabel zwischen Steuerung und Bedienteil ist in verschiedenen Längen lieferbar. Da es sich bei der Verbindung um eine handelsübliche PS/2 Buchse handelt, kann man sicherlich (keine Gewähr!) auch ein handelsübliches PS/2 Verlängerungskabel nutzen.
Das größere Modell – der SFR-2000 bietet neben einigen Erweiterungsmöglichkeiten (z.B. USB Anschluss für PC Steuerung) vor allem ein besseres Display am Handregler. Damit ist es möglich die Lokomotiven nicht nur unter einfachen Nummern, sondern unter Namen zu speichern. Ich denke der nächste Fahrregler wird dann das große Modell.