Nach langem Warten nun das Ergebnis des Weichenantriebs-Dauertests. Und ein solcher war es. Nach über 140.000 Schaltzyklen musste ich ihn vorerst beenden.
Aber zunächst einmal ein paar Ergänzungen, wie es überhaupt so weit kam.
Das Zählwerk
Die serielle Verbindung zwischen Arduino und Computer erwies sich leider weiterhin als sehr störanfällig. Ich verzichtete zuletzt ganz darauf und installierte stattdessen einen kleinen Zähler (Conrad 126565), der nach jedem Schaltzyklus vom Arduino einen Impuls empfängt.
Zusammen mit einem externen Netzteil konnte ich den Prüfstand nun völlig unabhängig vom Computer betreiben. Das war auch nötig, denn das Geräusch der schaltenden Weichen kann gewaltig auf die Nerven gehen. Pro Stunde fielen 4800 Schaltvorgänge an, also 1200 pro Spule.
Die 100.000
Ich hatte damit gerechnet, spätestens nach 20.000 Zyklen erste Ausfälle zu beobachten, doch die Antriebe erwiesen sich als erstaunlich zuverlässig. Als schließlich am 30. April die Hunderttausend erreicht war, kam ich zur Ansicht, dass mein Prüfstand wohl irgendwie anders sei als der reale Anlageneinsatz.
Ich vermutete, dass die wellige Gleichspannung eine ähnliche Wirkung hatte wie Wechselspannung, also dass der Lichtbogen in der Nähe des Spannungsminimums erlischt. Mangels Oszilloskop konnte ich das noch nicht überprüfen. Beim Digitalbetrieb gibt es allerdings kein solches Minimum, also entschloss ich mich, die Glättung des Gleichstroms zu verbessern.
Zwei zusätzliche Kondensatoren von zusammen 20mF sorgten dafür, dass die Spannung zwischen zwei Netzhalbwellen nicht um mehr als 0,75V einbrechen kann. Die Spannung beließ ich zunächst bei 20V, musste sie aber später auf 16V herabsetzen, da die Antriebe sonst prellten.
Welche Spannung im regulären Betrieb am Antrieb anliegt, hängt übrigens stark vom verwendeten Decoder ab, ebenso von Art und Länge der Zuleitungen, der verwendeten Zentrale, ob eine separate Einspeisung verwendet wird etc. Ein Effektivwert von 20V ist am oberen Ende des Üblichen angesiedelt.
Ausfälle
An den Weichen ging der lange Test nicht spurlos vorüber. Die eine warf immer wieder ihren Stellhebel ab, da dessen Lager ausgeschlagen waren. Ich entschloss mich, mit der Reparatur bis nach dem Test zu warten. Und dann passierte dies:
Der Zapfen, in den der Antrieb mit seiner Stellstange greift, brach ab. Nach etwa 132.000 Schaltzyklen zog dieser Antrieb also nur noch wirkungslos hin und her. Glücklicherweise hatte ich noch ein Ersatzteil von einer anderen Weiche.
Der zweite Antrieb jedoch bot mir diese Möglichkeit nicht. Ein gebrochener Drehzapfen bedeutet, dass diese Weiche so schnell nicht mehr eingesetzt werden kann.
Ehe ich weitere Weichen riskiere, breche ich also den Versuch ab. Vorerst. Weitere Tests werden stattfinden, doch ich muss sie besser vorbereiten.
Fazit
Dass jeder Endschalter 140.000 mal unter Last abschalten würde, hätte ich nicht erwartet. Ich kam nicht einmal dazu, das zweite Antriebspaar zu testen. Ob es sich nun um Serienstreuung handelt oder um eine Eigenschaft des Prüfstands - es zeigt, dass die Märklinantriebe weit länger halten können, als es auf einer Modellbahn normalerweise nötig sein wird.
Dass die Weichenmechanik nun versagt hat, spricht nicht gegen deren Qualität. Irgendwann setzt mechanischer Verschleiß jedem Mechanismus ein Ende. Kaum ein Hobbymodellbahner wird je an diesen Punkt kommen. Allenfalls beim Dauerbetrieb auf Schauanlagen ist eine solche Belastung denkbar. Aber dort müssen die Gleise ohnehin in regelmäßigen Abständen ersetzt werden.
Doch die eigentliche Frage hat der Test nicht geklärt: Wie maximiert man die Lebensdauer der Endschalter? Ist es ein Zufall, dass kein Antrieb versagt hat, oder lag es doch an der Spannungsform, der Höhe, der Impedanz der Anschlussdrähte ...
Ich werde mich auch in Zukunft noch dieser Fragen widmen. Vor allem werde ich versuchen, durch exakte Messungen den Abschaltvorgang besser zu verstehen. Dazu werde ich ein Oszilloskop verwenden. Auch werde ich die elektrischen Eigenschaften der Spule genau vermessen.
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