Guten Tag zusammen,

da hier gelegentlich Diskussionen aufkommen, welche Treibräder zur Traktion beitragen oder nicht, habe ich bei ein paar ausgewählten Märklinmodellen diese mal in Detailaufnahmen von der Seite gefilmt. Damit kann sich jeder ein Bild machen, wie es tatsächlich aussieht.
1.) Baureihe My DSB/Di.3 NSD/1600 CFL usw.
Da es viele verschiedene Ausführungen dieser Modelle gibt, habe ich mit zwei klassischen Modellen aus dem Märklinprogramm angefangen. Alle Modelle dieser klassischen Art haben 3 angetriebene Achsen, davon die beiden äußeren mit Haftreifen. Zuerst die BR Di.3 der NSB als 3068:

Ich muss ehrlich zugeben, dass ich noch nicht so ganz verstanden habe, was es da zu erkennen geben soll.
Meiner Meinung nach ist Video auch das falsche Medium, wenn sich eh nichts bewegt. Viel mehr Licht (vielleicht auch eine kleine taktische Kernwaffe als Blitz zünden, es gibt nicht zuviel Licht!) und dann Fotos machen, die zeigen garantiert viel mehr Details.
Falls es darum geht, welche Räder aufstehen und welche vielleicht zu wenig Kontakt haben, hilft es bei der Beweißführung, mit etwas normalen Druckerpapier oder Telefonbuchseiten (soweit noch vorhanden!) als Fühlerlehre zwischen Rad und Schiene zu fahren.
Meine Rivarossi BR 58; Bj. ~2010 sieht zwar wie eine 1-E aus, ist in wirklichkeit aber eine 1-B, weil die inneren drei Achsen umd 1/10mm hochgezogen sind, da passt halt ein Blatt normales 80g Papier zwischen. Sehr schade so ein Unfug, vor allem, wenn man im Jahre 2010 eine Lok neu konstruiert.

Hallo Stephan-Alexander,
ich verstehe, was du zeigen wilst. Ich verstehe allerdings nicht, warum du die Demos genau auf einen Schienenstoß machst.
Und was für derartige Beurteilungen m.E. auch noch wichtig wäre, ist m.E. der Abnutzungsgrad der Haftreifen.

Hallo Stephan-Alexander,
wie schon beim vorigen Beitrag bemängelt, der Schienenstoss
(geschätzt 1mm) verhindert doch eine sinnvolle Interpretation
der Auflage der anderen Räder.
Schönes Wochenende
regalbahner

Hallo @regalbahner,
der Schienenstoß bringt ganz sicher keinen Millimeter versatz bei einem max. 3 mm hohne Schienenprofil.

Hallo Stephan-Alexander,
ich hab mal auf die Schnelle meine 86er (bisher wenig gelaufen) auf ein ungebrauchtes C-Gleis gestellt, alle Radsätze von der Gegenseite her mit dem Spurkranz an der Schiene zur Anlage gebracht und ein Foto gemacht. Der nicht richtig eingegleiste Nachlaufradsatz ist bei der Betrachtung nicht relevant. Für mich zeigt sich:
- der Abnutzungsgrad der Haftreifen hat sichtbaren Einflus auf die Auflage der nichtbereiften Kuppelachsen 2 und 3
- die 2. Kuppelachse steht weniger hoch als die 3.
Zoomt für die Betrachtung ins Bild.

Wegen der konischen Laufflächen der Räder ist es für die Beurteilung wichtig, die Räder in einen definiert gleichen Zustand relativ zur Schiene zu bringen.
Bild entfernt (keine Rechte)

Hallo
und jetzt noch eine Meinung zu: ... welche Triebräder zur Traktion beitragen.
M.E. ist es bei einer Modelllokomotive vollkommen irrelevant wie viele Treibachen ohne Haftreifen bei einer Lok ohne Haftreifen auf der Schiene aufliegen, denn nur das auf den gleichgültig wie vielen Achsen aufliegende Lokgewicht ist über den Reibbeiwert für die Zugkraft verantwortlich. Bei einer Lok mit Haftreifen sind eine größere Zahl aufliegender Räder ohne Haftreifen sogar kontraproduktiv, da die Achse mit den Haftreifen dann entlastet würde. Und die Achsen ohne Haftreifen haben ja einen geringeren Reibwert auf der Schiene als die mit.
Bei der großen Bahn sieht das anders aus, denn da musste man die Zahl der Achsen erhöhen, da die zulässige Achslast beschränkt ist. Die BR86 hat z.B. gemittelt 15 t Achslast, weil für Nebenbahnen vorgesehen, die nicht höher belastbar ausgebaut waren. Der Reibwert für Haftreibung Stahl auf Stahl liegt übrigens trocken bei etwa 0,2.

Hallo Joachim !

Ich teile uneingeschränkt Deine Meinung bez. der Auflage haftreifenloser Radsätze, dazu kommt noch das diese "Allradauflage" bei Gleisunebenheiten kontraproduktiv ist sodaß sie im krassensten Fall die Haftreifenräder sogar komplett entlasten können. Ist übrigens auch der Grund warum ich als reiner DC - Bahner ausschließlich die etwas dickeren Märklingummipatschen nutze weil sie geringfügig über den eigentlichen Radreifendurchmesser überstehen und einer Entlastung vorbeugen; ganz abgesehen davon das sie sowohl was Traktion als auch Langlebigkeit betreffen in einer ganz eigenen Liga spielen.

Moin Joachim,

vielen Dank für Deine konstruktiven Beiträge und Deine eigenen Dokumentationen.

Ich fange mal "von hinten" an mit dem Reibwert:
die Koeffizienten reichen beim Vorbild von 0,2 bis 0,3x (Curtius-Kniffler bei kleinen v). Damit ging ich in die modellbahnerischen Gefilde, in wie weit dies übertragbar ist. Dazu kann ich nur Modelle benutzen, die gar keine Haftreifen haben und bei denen möglichst alle Treibräder angetrieben sind. Aus den mir zur Verfügung stehenden Modellen des Märklin H0-Sortiments kommen in Betracht:
TM800 Version 1 (BR80), TP800.2 (BR64), G800 (BR44), MS800 (BR E18), RE800 (BR Re 4/4 I SBB) und SEWH800 (BR 1100 NS).
Das Verhältnis von Zugmasse / Lokmasse ist in obiger Reihenfolge:
84/425, 100/614, 333/1077, 175/820, 167/752, 218/758.
Das ergibt einen Mittelwert von 0,23 mit einer Standardabweichung von 25%.
Weil bei den Modellen G800, TP800, MS800 und SEWH800 noch antriebslose Achsen mitlaufen, die durch Reibung die erzielbare Zugmasse herabsetzen, dürfte der Quotient etwas größer ausfallen. Meine Abschätzung mit 0,3 für haftreifenlose Antriebsachsen in der Modellbahn kann ich also beibehalten. Vor dem Hintergrund der Standardabweichung von 25% brauche ich mir vorerst keine Gedanken um "Detaillinsen" zu machen. Für Plastikreifen haabe ich bisher 0,6 und für Haftreifen 1,0 als Reibungskoefffizient in neuem und trockenem Zustand angesetzt.
Was die Zugmasse mehr beeinträchtigt als gedacht, dürfte die Mechanik sein: die angehängte Last greift in der Höhe dder Kupplung an, die sich meistens unterhalb des Schwerpunkts des Modells befindet. Dadurch wird bei Überschreitung eines Schwellenwerts das Lokmodell vorne angehoben und auf die hintere Treibachse gedrückt. Bei großen, schweren Modellen erreicht man ddaas normalerweise nicht (Ausnahme BR 18.3 als 39020 et al. Videobeleg:

Zitat von SAH im Beitrag #8

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Meine Abschätzung mit 0,3 für haftreifenlose Antriebsachsen in der Modellbahn kann ich also beibehalten.

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Moin Markus,

bei meinen Angaben beziehe ich mich auf das Märklinsystem, da ich damit die meisten Erfahrungen habe.
Hast Du die Modelle, die Du genannt hast?

Mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

Hallo Stephan -Alexander,
dein angenommener Reibwert von 1 für Gummihaftreifen auf der Schiene ist m.E. deutlich zu hoch angesetzt für die Reibung auf blank gezogenem Schienenmaterial. Den erreicht man nicht einmal auf rauhem Beton oder Asphalt - ausgenommen Rennreifen aus besonderen Gummimischungen, die deutlich erwärmt und damit klebrig sind, kommen auch deutlich über 1.
Desweiteren darf man bei der Bewertung der Reibung in Bewegung nicht von den maximalen Reibwerten für Haftreibung zwischen Rad und Schiene ausgehen, denn es gibt keine rollende Bewegung ohne Schlupf. Bei den Modell-Lokomotiven sorgen da zusätzlich schon die durch die Fertigungstoleranzen gegebenen minimalen Druchmesserunterschiede der Räder dafür.

Damit die Diskussion für die Leser ohne fachlichen Hintergrund nicht im "luftleeren Raum" stattfindet hab ich mal eine Tabelle mit Reibwerten verlinkt, die auch die entsprechenden Quellen nennt: https://www.schweizer-fn.de/stoff/reibwerte/reibwerte.php
Ich bezog mich mit meiner Angabe von 0,2 für den Reibwert auf DIN EN 1993-1-8 - Eurocode 3, der mir auch aus anderen älteren Quellen geläufig war. Siehe in der Tabelle im 2. Kasten.
Die vernickelten Räder (gleichgültig aus welchem Werkstoff) der Modellokomotiven kann man dem Stahl in Bezug auf die Reibung etwa gleichsetzen.

edit nach weiterer Recherche: Bei der großen Bahn geht man auch nicht von mehr als 0,2 als Reibwert Stahl auf Stahl aus, eher sogar weniger mit 0,143 ... 0,167 laut "Die Dampflokomotive" Transpressverlag 1964, wobei da die Ungleichförmigkeit der Krafteinleitung eingeht. Bei gleichförmiger Krafteinleitung sind auch unter besonderen Bedingungen 0,35 (aus dem Stand 0,45) gut erreichbar.
Da hat sich jemand die Mühe gemacht und Werte spezifisch für das Rad-Schienesystem veröffentlicht: https://www.johannes-strommer.com/mechan...reibungszahlen/

Guten Abend Joachim,

Zuerst der Reibkoeffizient: die Werte für Stahl-Stahl sind zwar schön und gut, doch (zumindest die von mir benutzten) Märklinmodelle haben Zinkdruckguss-Räder. Den Publikationen zufolge hat Zink einen größeren Reibwert als Stahl. Damit sind wir wieder näher an den 0,3.
Und selbst die Formel nach Curtius-Kniffler nutzt als statischen Anteil 0,176 (was Deiner Angabe von 0,2 sehr nahe kommt, doch ist da noch ein dynamischer Anteil, der mit zunehmender Geschwindigkeit immer kleiner wird. Bei den Geschwindigkeiten der Modellbahn sind wir bei ca. 0,5 km/h. D.h. meine Annahme von 0,3 ist m.M.n. eine gute Arbeitshypothese.
Nun mag man einwenden, Curtius-Kniffler sei veraltet.... auch mit den neuen Berechnungen kommen wir auf die selbe Größenordnung.
Meine Kurzfassung zu 0,3 ohne HR, 0,6 für PR und 1,0 für HR waren zuerst eine Abschätzung. Angewandt auf die vielen TM800, die ich getestet habe ergab gute Übereinstimmung (siehe Erfahrungsberichte): 3004.2:a 2HR Andrückmasse ca. 240g Zugmasse 234g, 3004.2:c Andrückmasse ca. 210g, Zugmasse ca. 260g; 3004.4:c Andrückmasse ca. 220g Zugmasse ca. 290g.

Dein Einwand mit dem Schlupf kann ich so nicht stehen lassen, weil er m.M.n. zu oberflächlich ist:
Die vielen Kraftschluss-Schlupf-Kennlinien im Internet besagen, dass bei kleiner Belastung (Last<< mu×F_Andrück haben wir Mikroschlupf (s< 1%). Das merkt man gar nicht. Kommt die Belastung in die Nähe des Kraftschlussmaximums, so steigt der Schlupf überexponentiell als Funtion der Last bis auf 1. Das merkt man sehr schnell, wenn die Räder durchdrehen. Es bleibt die Frage, in welchem Bereich die "normale" Modellbahnanwendung ist. Die Antwort ist denkbar einfach: im Mikroschlupfbereich. Als Beispiel führe ich ein Modell an, welches durch ölige Haftreifen schlechte Traktionseigenschaften und damit geringe Zugmasse hat. Hängt man da bei U=konst einen Wagen nach dem anderen dran und stoppt für die Strecke die Zeit, so knickt die normierte Geschwindigkeitskennlinie an einer bestimmten Stelle (erreichen des Kraftschlussmaximums) ab. Selbst ohne quantitative Angabe der Belastung in g, Nm oder N ist diese Stelle außerhalb der meisten Modellbahnanwendungen. In diesem Fall bei 9 Schürzenwagen der Reihe 346. Das entspricht 30g Zugmasse bzw. 1350g Wagenmasse. Beim selben Modell mit gereinigten Rädern und neuen HR und sonst gleichen Bedingungen knickt selbst bei fünffacher Last die Kennlinie nicht ab. Daher ist in diesem Fall anzunehmen, das Kraftschlussmaximum ist noch nicht erreicht und der Schlupf vernachlässigbar. Und nun die Andrückmasse der HR-Achse: ca. 160g. Mit mu<0,8 auf keinen Fall vereinbar.

Mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

Zitat von SAH im Beitrag #10

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Moin Markus,
Hast Du die Modelle, die Du genannt hast?

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Guten Abend Markus,

Du brauchst keine Federwaage. Lediglich ein paar Schienen mit Stromanschluss, Dein Modell, eine stabile Unterlage und ein Lineal/Bandmaß oder Geodreieck: mit den Schienen auf dem Brett bildest Du eine variable Rampe und lässt Dein Modell die Rampe hochfahren. Dann erhöhst Du die Steigung solange, bis das Modell die Rampe ohne Anlauf gerade so noch hochfährt. Die Steigung in Prozent von Deiner Lokmasse ist die Zugmasse, die das Modell in der Ebene ziehen kann.

Mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

Guten Morgen Stephan-Alexander,

wenn ich das alles richtig verstanden und mir Bildlich angesehen habe sprichst Du von Rädern mit besiseitigen Haftbelag.

Wie aber sieht es aus wenn auf einer Achse nur auf einer Seite der Haftbelag existiert wie bei manchen Märklinmodell jetzt auf der Tageordnung?
Hir werden sich wohl die Kräfteverhältnisse grundlegend ändern oder.

Moin Frank,

dann wird lustig. Für pi mal Daumen reicht das noch, mehr wird man nicht heraus holen können, oder doch?

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

Hallo allerseits !

Denke dann wird´s diffizil um bei einer diplomatischen Ausdrucksweise zu bleiben. Hängt meiner Einschätzung dann stark davon ab wie das haftreifenbestückte Rad konkret belastet wird. Ergibt sich beim Haftreifenrad durch einen geringfügig über den Radreifen vorstehenden Haftreifen in Verbindung mit einer steifen Achslagerung eine Lastverteilung zugunsten des Hatfreifenrades resultiert dies in höherer Traktion gegenüber beispielsweise dreipunktachsbalancierten Drehgestellen.

Stephan-Alexander,
mache einmal die Versuche mit der 18.3 mit Anhänglast vorn und Rückwärtsfahrt, weil die sich ja "so schön aufbäumt" mit Zug hinten und Vorwärtsfahrt. Du wirst gravierende Unterschiede in der Zugkraft feststellen, wenn die Haftreifenachse nicht mehr hinten sondern vorne ist in Fahrtrichtung. Die Gewichtsverteilung der Lok bleibt wohl gleich, aber die Auswirkung der Momente um den Aufstandspunkt der letzten tragenden Achse in Richtung Zug und damit die echte Achslastverteilung ändert sich - siehe den "fast-Wheely" der 18.3.
Der alte bei vielen ungeliebte Z-Haken der Märklin-Dampfloks hat diese Effekt übrigens gegenüber heute reduziert, weil die Kuppelstelle deutlich tiefer lag.

Zitat von SAH im Beitrag #16

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Moin Frank,

dann wird lustig. Für pi mal Daumen reicht das noch, mehr wird man nicht heraus holen können, oder doch?

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

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Das ist nur der Allachsantriebstechnik geschuldet die man von DC - Loks übernommen hatte. Aber gerade mit diesen ergäbe sich die Möglichkeit eines Zugkraftzugewinnes wenn man pro Drehgestell nur zwei Räder wechselseitig ohne Haftreifen belässt (dürfte beim Märklinstromsystem keinen Nachteil darstellen) da man dann gegenüber nur einem haftreifenbestückten Märklinantriebsdrehgestell zwei weitere haftreifenlose Antriebsachsen dazuerhält. Und wer sehr saubere Gleise hat könnte mit nur jeweils längsversetzt einem haftreifenlosen Rad pro Lokseite neue Zugkraftrekorde aufstellen...

Zitat von Petz1 im Beitrag #20

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Und wer sehr saubere Gleise hat könnte mit nur jeweils längsversetzt einem haftreifenlosen Rad pro Lokseite neue Zugkraftrekorde aufstellen...

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Vielleicht kann man ja noch zusätzlich oder ersatzweise (statt Haftreifen) eine Testreihe mit „Bullfrog Snot“ machen …
Für „mal eben zum Spaß“ ausprobieren ist das Zeug aber deutlich zu teuer.

Hallo
Nachdem mancher sichtlich ohne Kenntnise der technichen Mechanik und auch der Physik hier diskutiert, hier mal ein Ausschnitt aus einem Fachbuch Werner Deinert "Elektrische Lokomotiven" Transpress VEB Verlag 1965 - Lehrbuch an der Ingenieurschule für Eisenbahnwesen Dresden, Seite 84, Kapitel 2.2.2 Absatz 3 ff (inkl. damaliger Rechtschreibung)

Da der Zughaken reichlich 1000 mm über der Schienenoberkante liegt, wirkt bei Lokomotiven mit durchgehendem Rahmen, bedingt durch die Zugkraft, ein Drehmoment auf die Lokomotive ein, so daß die vorderen Achsen entlastet und die hinteren Achsen zusätzlich belastet werden. Bei laufachslosen Lokomotiven mit Stangenantrieb ändert sich dadurch an der gesamten Reibungslast nichts, so daß auch die Zugkraft in voller Höhe erhalten bleibt. Bei Lokomotiven mit Einzelachsantrieb neigen jedoch die vorderen Treibachsen infolge der Entlastung zum Schleudern, und die Zugkraft fällt merklich ab.
Bei Drehgestell-Lokomotiven liegen die Verhältnisse ähnlich. Auch hier wirkt am Oberrahmen die Zugkraft nach hinten gerichtet in Höhe des Zughakens und die Antriebskraft an den Drehzapfen nach vorn. Da die Höhe des Drehzapfens über Schienenoberkante kleiner ist als der Abstand des Zughakens von der Schienenoberkante, übt die Zugkraft auf den Oberrahmen wiederum ein Kippmornent aus, das die vordere Abstützung entlastet und die hintere Abstützung zusätzlich
belastet.
Auch in jedem Drehgestell tritt noch ein Moment auf, da die Treibachsen in Höhe der Achslager eine nach vorn gerichtete Kraft auf den Drehgestellrahmen ausüben, die dann von den höher liegenden Drehzapfen auf den Oberrahmen übertragen wird.
Diesen Momenten, die die Zugkraft der Lokomotive stark beeinträchtigen, kann man unter anderem durch Tiefanlenkung der Kastenabstützung und durch möglichst niedrige Anordnung der Drehzapfen entgegenwirken.

Diese mechanischen Zusammenhänge kann man problemlos auf die Modelleisenbahn übertragen.
Wie man daraus sehen kann, ist ein Haftreifen nur optimal wirksam, wenn er auf der letzten angetriebenen Achse zum Zug ist (außer die Schwerpunktlage an der Lok ist extrem unsymmetrisch). Im Extremfall sind alle anderen Positionen unwirksam, weil diese Achsen entlastet sind wie man am Beispiel des Modells der 18.3 sieht. Beim Schieben kehren sich die Kräfte um.
Die alten Märklin-Konstrukteure wussten schon genau, warum sie die Haftreifen auf dem vorderen und hinteren Radsatz eines Drehgestells positionierten. Damit erreichten sie wenigstens für das angetriebene Drehgestell, dass die Zugkraft vorwärts wie rückwärts gleich war.

Hallo Joachim !

Dasselbe gilt aber auch für die "Allachsgleichstromer" wo die Hersteller wenn dann immer ein oder zwei Räder der inneren Drehgestellachsen belegen. Einerseits kompensiert man durch das "Aufbäumen" des in Fahrtrichtung vorauslaufenden Drehgestelles größtenteils das Zughakenentlastungsmoment und erbringt andererseits symmetrische Zuglast.
Zugkraftbezogen wär es natürlich sinnvoller die Endachsen zu bestücken aber das verminderte dann die Länge der Stromabnahmebasis.

Guten Tag Frank @lokfan103 ,

vielen Dank für Deinen Beitrag bzw. Deine Anfrage!

Zitat von lokfan103 im Beitrag #15

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wenn ich das alles richtig verstanden und mir Bildlich angesehen habe sprichst Du von Rädern mit besiseitigen Haftbelag.
Wie aber sieht es aus wenn auf einer Achse nur auf einer Seite der Haftbelag existiert wie bei manchen Märklinmodell jetzt auf der Tageordnung?
Hir werden sich wohl die Kräfteverhältnisse grundlegend ändern oder.

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