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Trägheit,Drehmoment und Schwungmasse

Trägheit,Drehmoment und Schwungmasse

Veröffentlicht am 02.11.2022

Nun dreht sich so ein Motor ja nicht im freien Fall, er unterliegt wie jeder ruhende Körper einer Trägheit, wenn er bewegt werden soll.

Diese Trägheit wird überdies noch verstärkt durch die Reibung in den Motorlagern, dann kommt die Trägheit des Zuges hinzu – der Zug setzt sich nicht gleich in Bewegung, wenn wir den Stelltrafo ein wenig aufdrehen. Zunächst müssen Trägheit und Reibung überwunden werden, das kostet Kraft und die muss der Trafo erst mal liefern. Bei Faulhaber-Motoren ist die Trägheit des Motors zwar sehr gering, doch an der Trägheit des Zuges kann auch dieser Motor nichts ändern.

Eine Methode zur Überwindung der Trägheit ist die Verwendung schnell drehender Motoren, deren Drehzahl über Getriebe heruntergesetzt wird, womit sich die Kraft erhöht. Dennoch muss in jedem Fall ein Schwellenwert überwunden werden, bevor sich der Zug auch nur einen Millimeter bewegt. Ist die Trägheit erst einmal überwunden, kann der Motor seine Kraft voll entfalten und der Zug fährt viel zu schnell. Hier liegt ein wesentlicher Vorteil der Glockenankermotoren darin, dass sie ihre Trägheit bei sehr geringer Spannung überwinden, deshalb wesentlich feinfühliger zu steuern sind.

Umgekehrt ist es beim Anhalten: Nimmt man die Betriebsspannung abrupt weg, bleibt die Lok prompt stehen. Der Zug hat zwar mit seinem Gewicht das Anfahren behindert, für das träge Ausrollen nach dem Bremsen allerdings reicht diese Trägheit nicht aus. Das hat etwas mit der Konstruktion der Modellbahnmotoren zu tun.

Bild MotorenBild Motoren

Typische Modellbahnmotoren, links Schnecke ohne Schwungscheibe, rechts Uhrwerk

Die physische Gestalt eines Modellbahnmotors lässt sich in zwei Klassen einordnen. Da wäre zunächst die Scheibenbauweise, auch Uhrwerkmotor genannt, weil die Zahnräder des Getriebes wie in einer Uhr übereinander geschichtet sind. Dieser Motor ist klein und kompakt und lässt sich auf ein Drehgestell montieren. Sein Drehverhalten ist nicht gerade berühmt zu nennen. Anders der Schneckenmotor. Seine Drehachse liegt parallel zum Fahrzeugkörper und die Drehungen werden über Schneckengetriebe auf die angetriebenen Achsen übertragen. Sein besonderer Vorteil gegenüber dem Scheibenmotor ist die Möglichkeit, Schwungmassen auf die Achse zu stecken und so Zentrifugal- und Zentripetalkräfte zur Verbesserung des Laufverhaltens der Triebfahrzeuge auszunutzen. Die beengten Raumverhältnisse in einem Triebfahrzeug lassen allerdings nur den Einbau kleiner, nicht besonders effektiver Schwungmassen mit geringem Durchmesser zu.

Mit elektronischen Mitteln lässt sich das Trägheitsverhalten einerseits austricksen, um ein gutes Langsamfahrverhalten zu erzielen, andererseits simulieren, um langsames Ausrollen zu erzwingen. Mehr dazu bei den Fahrgeräten.

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