Die Motoren der Modellbahnloks - Teil: Reparaturen am Modelleisenbahnmotor und Getriebe -


Die Motoren der Modellbahnloks
Teil: Reparaturen an Modellbahnlokmotoren



Grundsätzliches

Reparaturarbeiten an einem Modellbahnlok-E-Motor sind nicht immer leicht und auch nur begrenzt möglich. Insbesondere Spur-N-Lokmotoren entziehen sich teilweise wegen ihrer Miniaturisierung einer Reparatur. Leider verbauen manche Modelllokhersteller sehr billige Elektromotoren, die wegen ihrer Verarbeitung nur wenig Reparaturmöglichkeiten bieten. Zudem lassen sich manche Motoren nur schwer öffnen.

Zu den Reparaturfreundlichen Motoren gehören in der Regel die meisten H0-Motoren und auch TT-Motoren. Hier ist z.B. der Permamotor von Trix-Express oder auch teilweise Trix-International, Fleischmann, Gützold, Piko zu nennen (alles H0-Motoren).

Problematisch sind in der Regel die N-Motoren. Hier schneiden nach unserer Auffassung die Fleischmann - N- Motoren am besten ab. Sie lassen sich in der Regel leicht öffnen und können damit auch entsprechend gut repariert werden. Demgegenüber sind Minitrix-Motoren schon in der Haltbarkeit ein Problem. Hinzu kommt, dass die Entfernung der Antriebschnecke, deren Ablösung von der Ankerachse zum Öffnen des Motors unbedingt erforderlich ist, erhebliche Probleme bereitet und bei unsachgemäßer Entferung die Ankerwelle dann verbogen ist.

Nachfolgend sind einige Defekte aufgelistet, die bei einem Modellbahnmotor bzw. Modellbahngetriebe anfallen:

- Bruch der Antriebswelle oder des Kardangelenkes

- Defekt des Motorankers

- Kollektorkurzschluss

- Stromzufuhrprobleme zum Motor

- Ankerwelle verbogen

- Reparatur des Märklin Fahrtrichtungsschalters

- Magnetverschmutzung

- Antriebszahnrad bzw. Antriebsschnecke beschädigt

Wir wollen uns nachfolgend nun einfache Reparaturarbeiten an Lokmotoren und Getriebe ansehen, die eigentlich jeder bastlerbegabte Modellbahner selbst ausführen kann. Dabei belassen wir es bei den Modellen der Spurgröße H0, TT und N.






Bruch der Antriebswelle oder des Kardangelenkes

Manche Hersteller wie Gützold, Rokal, Piko, Roco übertragen bei verschiedenen Lokmodellen - hauptsächlich bei Diesel- und Elloks - die Motordrehung über eine Kardanwelle bzw. Kardangelenk an das Getriebe. Eine auf eine Motorankerwelle aufgesteckte Kardanwelle oder über ein Gelenk verbundene Kardanwelle geht bei einer Überlastung der Lok (z.B. durch zu viele Wagen, die an die Lok angefhängt werden) sehr schnell zu Bruch. Auch eine deutliche Unwucht der Welle (Verbiegung) kann sehr schnell zum Defekt einer Kardanwelle führen. Deshalb sind Getriebeschnecken zum Übertragen der Umdrehung an das Getriebe viel besser.

Brüche bei den Kardangelenken treten aber auch dann auf, wenn die Lok bereits hohe Fahrzeiten aufweist und keine regelmäßige Reinigung erfahren hat. Im Laufe der Zeit werden die Kardangelenke (bestehen aus Plastik) durch die immer wieder auftretende Erwärmung spröde und wenn dann auch noch Verschmutzungen auftreten und dadurch die Kraftübertragung erschwert wird, ist der Bruch vorprogrammiert. Insbesondere bei Roco-Loks traten bei uns häufig diese Brüche auf, da hier bereits bei Bau der Lok zu sprödes Plastikmaterial eingesetzt wurde.

Eine Reparatur eine Kardanwelle ist nur über den Austausch dieser Welle möglich. In der Regel ist der Motoranker selbst nicht betroffen. Der Austausch einer Welle ist natürlich nur möglich, wenn die Lok geöffnet und teilzerlegt wird. Manchmal ist es auch erforderlich den Motor selbst auszubauen um die Kardanwelle abnehmen zu können.

An Kardanwellen und Kardangelenken kann nichts geklebt oder repariert werden. Hier ist das Teil auszutauschen. Ein Kollege hat mal versucht eine Kardanwelle mit Sekundenkleber zu kleben. Es ist vergebliche "Liebesmüh". Sie brach schon nach kurzer Zeit wieder.

Kardanwellen   
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Roco Loks sind bei diesem Thema besonders betroffen. Durch die Verwendung von zu spröden Plastikmaterial treten Risse/Brüche bei den Kardankugeln auf, wodurch diese nicht mehr fest auf den Wellen saßen; der Motor läuft, aber die Lok bewegt sich nicht oder nur mit reduzierter Zugkraft. Roco ist hier erfahrungsgemäß sehr kulant und schickt kostenlos neue Kardankugeln zum Austausch.


Reparaturen am Motoranker
    Der Motoranker ist ein sensibles Teilchen. Er ist Grunde nach das Herz des Motors. Er beinhaltet den Kollektor und die entsprechenden Spulenbereiche. In der Regel haben ältere Loks - also keine digitalen Loks - sog 3 Sterne Motoranker. Dies bedeutet, dass bei einer Drehung des Motors der Kollektor dreimal umpolen muss.

    Jedem Modellbahner ist dies schon mal passiert, dass eine Lok, trotz Reinigung, einfach nicht selbstständig anläuft. Sie benötigt immer einen kleinen Schubs. Der Grund liegt vielfach - insbesondere wenn die Lok bereits gründlich gereinigt wurde und dann weiterhin die Probleme bestehen - an den Wicklungen des Rotors. Meistens ist es ein abgerissener Draht von einer Rotorwicklung zum Kollektor.

    Am besten ist, wenn eine Lupe zur Verfügung steht und mit dieser intensiv die Drahtzuführungen von den Ankerwicklungen zu den Kollektorblechen untersucht werden. An den Lötpins der jeweiligen Kollektorbleche müssen zwei Drähte angelötet sein. Fehlt einer der Drähte oder ist ein Draht "frei schwebend" über dem Lötpunkt, so kann das jeweilige Kollektorblech keine Spannung an die Rotorwicklung abgeben und es baut sich dementsprechend auch keine Spannung an diesem Teil des Rotors auf.

    Ein dreiphasen Motor (oder auch 3 Sterne Motor genannt) kann dann eben nur mit zwei Phasen drehen und es gibt immer Anfahrprobleme.

    Wenn nun ein Draht abgegangen ist, muss er halt angelötet werden. Soweit so gut. Aber wer mit einem Lötkolben noch nicht gearbeitet hat, kann den Motor durch den Lötvorgang dann restlos ruinieren. Deshalb sollte diese Arbeit zum Einen nur mit einem Lötkolben vorgenommen werden, der eine feine Lötspitze besitzt (keine Lötkolben verwenden, wie sie der Installateur bei Kupferlötungen verwendet) und zum Anderen nur eine Person die bereits Lötarbeiten durchgeführt hat.

    Wenn der Draht abgebrochen ist, kann man eine Windung an der jeweiligen Rotorwicklung abwickeln. Das schadet der Motorleistung nicht.

    Schwieriger wird es, wenn eine Wicklung, durch Überhitzen des Motors, verbrannt (verschmort) ist.

    Dies kommt dadurch zustande, dass zwischen den Kollektorblechen ein Kurzschluss enstanden ist. Dadurch kommt es zu einer erhöhten Stromaufnahme des Motors, bei geringerer Leistung (Geschwindigkeit). Durch die erhöhte Stromaufnahme können sich die Spulen um den Anker sehr rasch und sehr stark erwärmen. Die Folge kann dann sein, dass sich die Kupferdrähte so erhitzen, dass die Isolierschicht um die Drähte schmilzt und dies zur Zerstörung der Spule(n) führt. Der Motor dreht dann entweder überhaupt nicht mehr, oder wenn nur eine Spule betroffen ist, nicht mehr unter Last. Hier ist dann ein Austausch der Ankerwicklung erforderlich.

    Falls mehrere Ankerwicklungen betroffen sind, sollte der gesamte Anker ausgetauscht werden. Bei den meisten Motoren geht dieser Austausch relativ einfach. Nur manche Piko, Gützold und vor allem die Rokal Motoren - die bei den älteren Loks aus einem Metallgehäuse bestehen und durch Metalllaschen gekapselt sind, kann dies zu einer Zerstörung des gesamten Motors führen, wenn nicht sorgfältig gearbeitet wird.

    Falls nur eine Ankerwicklung betroffen ist, dann kann die bestehende Kupferdrahtwicklung abgenommen werden. Dabei nicht vergessen die Wicklungen zählen. Danach einen neuen Kupferlackdraht - gibt es in jeder Elektronikhandlung - mit der gleichen Wicklungszahl wieder aufbringen. Es darf aber hier nicht verschwiegen werden, dass dies eine zeitraubende und diffizile Arbeit ist. Wer hier keine Geduld aufbringt oder kein Bastlergeschick besitzt, sollte die Finger von dieserArbeit lassen und den Anker in seiner Gesamtheit ersetzen.


Rotorwicklungen      Rotorwicklungen
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Der Kollektorkurzschluss

Der Motoranker beinhaltet auch den Kollektor. Der Strom wird den Kollektoren über die Schleifkohlen zugeführt. Durch den Abrieb der Schleifkohlen entsteht natürlich feiner Staub sowohl im Motorraum, als auch in den Fugen zwischen den Kollektorblechen. Dieser Staub kann dazu führen, dass sich die Kollektorenbleche kurz schließen - also ein Kurzschluss zwischen den Kolletorblechen auftritt. Wenn ein Kurzschluss auftritt, dann dreht der Motor natürlich nicht mehr. Ferner kann dieser Kurzschluss zu einer Zerstörung der Kollektorspulen (Ankerspulen) führen.

Ein Kollektorkurzschluss tritt in der Regel durch eine unsachgemäße Wartung bzw. Reinigung des Motors auf. Wenn ein Motor - einschließlich Kollektorbleche - nicht ab und zu mit Reinigungsbenzin gereinigt wird und stattdessen lediglich immer wieder nur mit Öl geschmiert wird, dann treten in den Fugen zwischen den Kollektorblechen Ölverklebungen auf. Auf diesen "Klebefilm" sammelt sich dann immer mehr Kohlestaub an, da dieser durch die Umdrehung des Motors nicht mehr ausgeblasen wird. Im Laufe der Zeit lagert sich dann soviel Kohlenstaub ab, das eine stromführende Verbindung zwischen den Kollektorblechen auftritt. Dies ist dann der Zeitpunkt des Kurzschlusses. Wenn nun nicht sofort der Motor abgeschaltet und gereinigt wird, dann kann es zum Schmelzen der Motowickungen kommen.

Einen Kollektorkurzschluss zu beseitigen ist einfach. Dazu müssen die Kollektorbleche freigelegt werden und die Fugen der Bleche mit Wattestäbchen und Reinigungsbenzin gereinigt werdern. Danach Die Kollektorbleche nicht mit Öl sondern mit Silikon leicht besprühen und mit einem weichen fuselfreien Lappen abwischen.

Kollektorbleche   
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Stromzufuhrprobleme

Stromzufuhrprobleme zum Motor sind die häufigste Ursache dafür, dass der Motor nicht mehr läuft. Motorschäden sind im Gegensatz dazu - außer bei N-Motoren - wesentlich geringer anzutreffen.
Es gibt eine einfache Methode diesen Fehler fest zu stellen. Dazu ist die Lok zu öffnen. Im so geöffneten Zustand wird auf die Räder der Lok Strom gegeben (Ausnahme Trix-Express-Loks und Märklin Loks - bei Trix-Express-Loks werden an die Schleifer Strom angelegt und bei Märklin-Loks Strom an Mittelschleifer und ein Rad) . Danach werden die abgehenden Stromlitzen einer Lampenfassung mit Lämpchen an den Motor angelegt (siehe Bild). Leuchtet das Lämpchen auf, so fließt Strom an den Motor und die Stromzufuhr zum Motor ist zumindest in Ordnung. Danach muss am Motor weiter die Fehlerquelle gesucht werden. Leuchtet das Lämpchen nicht auf, ist die Stromzufuhr zum Motor unterbrochen. Wenn dies der Fall ist, sollte die Lok zuerst gründlich gereinigt werden - vor allem die Laufräder und die Stromabnehmer. Sollte die Lok nach dieser Reinigung immer noch nicht laufen, so sind die Kontakte zu prüfen. Manchmal gehen Kontakte von den Schleifern, ohne das dies richtig zu sehen ist. Wenn dies der Fall ist, den betreffenden Kontakt wieder anlöten.

Motorreparatur-Stromzufuhr      Motorreparatur-Stromzufuhr
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Die Reparatur des Fahrtrichtungsschalter
Nachdem ja immer noch alte Märklin-Loks im Betrieb sind, tritt natürlich bei diesen Loks immer wieder, ein für die mechanischen Fahrtrichtungsschalter, typisches Problem auf:

- Der Fahrtrichtungsschalter schaltet zu früh

- Der Fahrtrichtungsschalter schaltet zu spät bzw. überhaupt nicht (zu hohe Federspannung).

Das Problem liegt hier sehr häufig an der Rückholfeder des Relais. Schaltet der Fahrtrichtungsschalter z.B. bei hoher Geschwindigkeit oder bereits beim Anfahren, dann ist die Federspannung zu gering. Die Feder ist dann "ausgeleiert" und muss ersetzt werden. In der Regel ist der Fahrtrichtungsumschalter oder besser gesagt das Umschaltrelais relativ robust. Dennoch treten bei den, mit diesem Fahrtrichtungsschalter ausgestatteten Märklinloks immer wieder Probleme beim Umschaltvorgang auf.

Die meisten Probleme bereitet die Rückholfeder. Diese Feder wird auch am stärksten beansprucht. Bei jedem Fahrrichtungswechsel wird die Feder beansprucht. Deshalb ist bei einem Problem mit der Fahrtrichtung zuerst mal die Feder anzusehen. Wenn beim Umschaltvorgang die Feder das Relais nicht mehr korrekt anzieht, dann muss sie ausgewechselt werden. Korrekt "anziehen" heißt hier, beim Umschaltvorgang muss der Umschalter fest an dem neuen Kontakt wieder anliegen.


Fahrtrichtungsumschalter-Feder
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Ein weiterer Fehler kann beim Fahrtrichtungsschalter an der Spindel auftreten. Die Spndel wird bei jedem Stromstoß um eine viertel Drehung nach rechts oder nach links bewegt. Dadurch gelangen die Spindelkontakte entweder an die jweiligen Kontakte die zur Magnetspule des Allstrommotors gelangen. Im Laufe der Zeit können die Kontakte entweder verschmutzen (kommt oft vor) oder schlimmer; wenn die Kontakte nicht mehr korrekt aufeinander liegen, kommt es zu einem Lichtbogen (ähnlich wie beim Elektro-Schweißen). dadurch verschmoren im Laufe der Zeit die Kontakte bzw. auch ihre Plastikhalterung. Falls eine Verschmorung der Kontakte eingetreten ist, sollte der Fahrtrichtungsschalter komplett ausgetauscht werden.

Fahrtrichtungsumschalter-Spindel-Kontakte
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Magnetverschmutzung

Es ist zwar sehr selten, aber der Fehler tritt doch immer wieder auf und zwar die Magnetverschmutzung. Jeder Gleichstrommotor besitzt einen sog. Dauermagneten oder auch Permamagnet genannt. Diese Dauermagneten umhüllen den Motoranker.

Durch das laufende Umpolen des Kollektors am Motoranker und der dauerhaften Polung des Dauermagneten entsteht eine Drehbewegung. Ist nun die Innenfläche des Dauermagneten angerostet oder verschmutzt, kann es im Extremfall zum Abbruch der Induktion kommen. Dadurch kann der Anker sich nicht mehr drehen, da er keinen Magnetisierungskontakt zum Magneten mehr hat.

Leider muss auch bei diesem Fehler der Motor geöffnet werden. Die Innenfläche des Dauermagneten wird dann mit feinem Schleifpapier abgeschliffen und mit Silikonspray eingesprüht. Nach einer gewissen Einwirkungszeit, dass Silikon wieder von der Innenfläche des Magneten abwischen. Dann kann der Motor wieder zusammen gebaut werden.

Häufiger treten diese Probleme bei sehr alten Modellen auf. Auch wenn die Modelle auf dem Dachboden oder in feuchten Kellern gelagert wurden, treten diese Fehler auf.

Motorreparatur-Magnetverschmutzung      Motorreparatur-Magnetverschmutzung
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Antriebszahnrad bzw. Antriebsschnecke

Zur Motorreparatur gehört natürlich auch das anschließende Getriebe. Beim Getriebe ist der Übergang von der Motorankerwelle zum Getriebe ein problematischer Bereich. Der Übergangsbereich wird in der Regel mit folgenden Adaptern übertragen:

- Schneckengetriebe

- Kardanwelle

- Scheibenzahnrad

Das Schneckengetriebe ist in der Regel der unproblematischte Übergangsbereich. In der Regel wird das Schneckengetriebe aus Metall hergestellt und ist dementsprechend sehr haltbar (hohe Standzeiten). Uns sind beim Schneckenantrieb keine größere Probleme vorhanden.

Anders sieht es beim Zahnradantrieb bzw. dem Scheibenzahnrad aus. Hier treten aufgrund der vorhandenen Drehmomente - besonders bei den oft verwendeten Kunststoffzahnrädern - bei den Zahnrädern Ausbrüche auf. Ferner treten, bei hohen Standzeiten, bei den Zahnrädern Aplattungen und Verziehungen auf, die zu einem äußerst schlechten Fahrverhalten führen. Für einen Modellbahner der seine Loks häufig fährt und der Hersteller überwiegend Plastikzahnräder verwendet, wird in jedem Fall um einen Austausch des Getriebezahnrades nicht herum. Das Problem beim Getriebezahnrad, das sich auf der Ankerwelle befindet

Motorreparatur-Antriebszahnrad bzw. Antriebsschnecke     Motorreparatur-Antriebszahnrad bzw. Antriebsschnecke
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