Märklin ICE-S Nr. 39710, der erste Sinus: Mit Bildern

#1 von Bunte-Bahn , 02.12.2023 18:10

Hallo Zusammen,

Im Katalog 1999/2000 hab ich ihn damals das erste mal gesehen: Den ICE mit dem damals neuartigen Motor „C-Sinus“. Damals, ich war noch nicht mal erwachsen, konnte ich mit dem dort beworbenen Motorkonzept wenig anfangen. Der auf Seite 112/113 in besagtem Katalog angepriesene Zug löste aber dennoch ein „will ich haben“-Gefühl in mir aus. Mehr jedoch nicht…kein Taschengeld in meiner Welt hätte ihn bezahlen können. Den Recherchen in diesem Forum nach kostete der Zug neu damals 899 D-Mark (Korrektur: Euro in D-Mark geändert, danke Dölerich!)
Über die Jahre verschwand der Zug wieder aus meinen Gedächtnis. Den Katalog behielt ich aber.

Vor einiger Zeit fiel mir der Katalog wieder in die Hände und ich stieß wieder auf diesen Zug. Daraufhin schaute ich mal bei den üblichen Marktplätzen für gebrauchte Ware… . Ich fand tatsächlich einen Zug in der Nähe, der zum Verkauf stand. Den wollte ich mir dann auch kaufen…was ich tat!

Mein Exemplar hat am Boden des motorisierten Triebkopfes die Nr. 2537 eingelasert. Hans-Günter Heiserholt schreibt auf seiner Homepage, dass 7500 Exemplare gefertigt wurden, davon 5000 für Europa. Mein Zug ist also irgendwo in der ersten Hälfte des damaligen Fertigungsloses zu finden.
Mein Modell war zum Kaufzeitpunkt neu…nicht eine Laufspur an keinem der Räder. Welch in Glück!
Bei mir wird der Zug aber auch fahren dürfen. Sein „Kartonleben“ ist vorbei!

Kommen wir nun zu den technischen Eigenschaften des Modells:
Basis ist das von Märklin erstmals im Katalog des Jahres 97/98 auftauchende Modell des ICE2. Rein äußerlich gibt es zum Serien ICE2 Unterschiede in der Lackierung. Der Zierstreifen wechselt nach dem Triebkopf 1 von Rot nach Gelb und zum Triebkopf 2 hin wieder zu Rot. Weiter ist im mittleren der Wagen die an jedem Drehgestell dieses Wagens angebrachte Wirbelstrombremse mit modelliert. Die übrigen Wagen haben die gewöhnlichen luftgefederten ICE2 Drehgestelle. Mittelwagen 1 und 2 haben jeweils noch eine Windleitprofil, ähnlich dem ICE3, auf dem Dach. Hier sind ein bzw. zwei zusätzliche Stromabnehmer installiert.

Das wirkliche Novum dieses Modells befindet sich jedoch im Inneren von Treibkopf 1: Der damals neuartige, von Märklin „C-Sinus“ getaufte, Antrieb. Dieser Motor war ein technisch gigantischer Sprung vom damals bei Märklin sonst üblichen Gleichstrommotor (5-poliger „Hochleistungsantrieb“ mit 6090er Decoder zu dessen Regelung) und „cutting edge“ Technologie im Modellbahnsektor.
Nun stand auf einmal ein Modell auf der Schiene, das sich auch in der Art des Antriebes dem Vorbild annäherte: Der bürstenlose Drehstrommotor. Hier als dreiphasige Synchronmaschine ausgeführt. Der Motor ist als sogenannter „Außenläufer“ gebaut. D.h. im Zentrum des Motors befindet sich der still stehende Stator mit den einzelnen Wicklungen (hier 9). Darüber der permanent magnetisierte (hier 12 Pole) Läufer, der wie eine Glocke den Stator umschließt. Mit dieser Glocke fest verbunden ist die Antriebswelle, die im Zentrum des Stators gelagert ist und über ein Ritzel die Drehbewegung des Läufers an das Getriebe überträgt. Ab hier ist der Antrieb, wie damals üblich, als Stirnradgetriebe ausgeführt. Der Motor wirkt demnach auf ein Drehgestell des Triebkopfes.
Da der Motor keine Bürsten zur Kommutierung besitzt, wird der erregte Läufer durch ein im Stator angelegtes Magnetfeld mitgenommen. Damit sich was dreht wird das elektrische Feld, elektronisch geregelt, im Stator „in Drehung versetzt". D.h. die einzelnen Spulen werden einander folgend bestromt (bei 3 Phasen immer jede dritte Spule zugleich, dann die nächsten drei, usw. …). Diesem sich drehenden Feld folgt der Läufer dann. Über drei Hallsensoren wird die Drehbewegung überwacht (Istwertabfrage). Der Regler vergleicht Soll/Ist und führt die Regelung entsprechend kontinuierlich nach.
So erhält man einen Motor, der im Prinzip sehr dynamisch und schnell regelbar ist. Weiter ist ein solcher Motor prinzipiell kurzzeitig hoch überlastbar, da es keine mechanischen Kontakte gibt, die abbrennen können.

Die Umsetzung von Märklin war, soweit ich das beurteilen kann, mit damaligem Stand der Technik gut und macht das Modell antriebstechnisch sehr kraftvoll und fein regelbar. Aus heutiger Sicht ist der damals verwendete Decoder der „Hasenfuß“: Nur Motorola (14 Fahrstufen, begrenzte Funktionen), nicht mit modernem Decoder nachzurüsten, da die Motorregelung Bestandteil der Decoderplatine ist.
In der Vergangenheit haben einige Profis hier im Forum gezeigt, was in dem System Drehstrommotor steckt und eine zeitgemäße Controllerplatine entwickelt. Da das ganze aber offenbar mit viel Arbeit verbundener Freizeitspaß für die Entwickler ist, bleibt aktuell nur die Lösung einer kleinen Schweizer Firma als kommerziell verfügbare Möglichkeit der hervorragenden Motor mit zeitgemäßen Decodern zu betreiben.

Schade, dass Märklin den Antrieb schlussendlich hat fallen lassen, um aktuell beliebige Gleichstrom-Wegwerfmotoren billigster Kategorie teuer zu verkaufen. Meine persönliche Meinung: Da haben technologieunaffine BWL-er über die Ingenieure gesiegt und die Technik bei einem technischen Spielzeug der Gewinnmaximierung geopfert. Schade…hatte Potential! Vielleicht gibt es aber einfach auch zu wenige Hanseln wie mich, die die Technologie wertschätzen. Der Antrieb (der Motor) ist schließlich eine Kernkomponente und sollte meines Erachtens nach einen viel höheren Stellenwert haben.

Wie dem auch sei: das hier vorgestellte Modell des ICE-S ist auf jeden Fall materialisiertes Zeugnis, dass Märklin sich damals was getraut hat und dem Kunden etwas im Modellbahnsektor neues präsentiert hat. Und das will ich mit meinem Bericht hier gern honorieren.
Ich hoffe, dass in Zukunft nochmal jemand in dem Unternehmen den drive hat etwas zu Wagen und ein zeitgemäßes Motorkonzept zu verbauen. Die Technologie ist ja da… .

Für die Zahlenmenschen unter euch habe ich den Triebkopf natürlich auch einmal auf meinen Prüfstand gestellt um ein Paar Eckdaten für euch festzuhalten:

Minimalgeschwindigkleit (digital FS1):
1,5 km/h (Vorbild, vorwärts und rückwärts)

Höchstgeschwindigkeit (digital FS14):
330 km/h (Vorbild, vorwärts)
325 km/h (Vorbild, rückwärts)

Minimalgeschwindigkeit (analog, 4,7V):
8 km/h (Vorbild, vorwärts und rückwärts @14mA)

Mittengeschwindigkeit (analog 12V):
217 km/h (Vorbild, vorwärts @28mA)
220 km/h (Vorbild, rückwärts @26,7mA)

Maximalgeschwindigkeit (analog 16,8V):
318 km/h (Vorbild, vorwärts @35mA)
328 km/h (Vorbild, rückwärts @33,3mA)

Die Messwerte zeigen deutlich: Die Maschine benötigt deutlich weniger Strom als der gewöhnliche Hochleistungsantrieb.
Zum Vergleich: Der getriebetechnisch gleiche 3770 benötigt analog bei 16,8V ganze 220 mA und erreicht dabei nur rund 190 km/h (digital gehen hier 280 km/h, was dem Vorbild ICE1 entspricht).


Abschließen möchte ich meinen Bericht gern mit einigen Bildern, insbesondere den Aufnahmen des „Sinus“ Motors, wie er in der Lok verbaut ist:

Bild 1: Front des motorisierten Triebkopf 1 des ICE-S

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Bild 2: Gesamtansicht Triebkopf 1

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Bild 3: Seitenansicht Triebkopf 1 mit Antriebsdrehgestell. Zu sehen auch ein unten angesetzter Haftmagnet (Mitte). Dieser ist ein dezenter Eigenbau mit 2x2mm Neodymmagneten.

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Bild 4: Mittelwagen 1 mit Farbübergang

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Bild 5: Mittelwagen 2 mit „Sinuswelle“

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Bild 6: Das „Herz“ des Modells: Der C-Sinus-Antrieb in ganzer Pracht. Gut zu sehen hier der als Glocke übergestülpte Läufer mit der im Zentrum befindlichen Ritzelwelle (Ritzel auf der anderen Seite, hier unsichtbar). Der Stator ist ebenfalls verdeckt. Oben auf der Platine sind gut die drei Drähte der verschiedenen Wicklungen des Stators zu sehen. Die übrigen drei Anschlüsse sind für die Hallsonden, welche auch vom Läufer verdeckt sind. Über das rechts zu sehende Flachbandkabel wird der Motor an die Hauptplatine angeschlossen. Spätere Typen des Motors verwenden zur Verbindung einen sehr empfindlichen Folienleiter. Diese erste Version ist hier meines Erachtens robuster gebaut.

Bild entfernt (keine Rechte)


Bild 7: Triebkopf 1 ohne Gehäuse. Hier ist die Hauptplatine gut im Ganzen zu sehen.

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Bild 8: Das „Gehirn“. Der Controllerchip Nu 701.40 übernimmt die Decodierung des Gleissignals uns die Motoransteuerung. Im Vordergrund die beiden Potis zum Einstellen von Höchstgeschwindigkeit und Anfahr- und Bremsverzögerung (wie beim 6090 usw. …)

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Bild 9: Die andere Seite. Hier ist gut die Verlegung des Motorkabels zu sehen: Sauber gelöst und zur Zugentlastung mit etwas Epoxy festgesetzt.

Bild entfernt (keine Rechte)

Insgesamt gefällt mir der Zug sehr gut. Mit vorbildlichen 3 Zwischenwagen auch auf kleinen Anlagen gut zu handhaben. Die Bedruckung ist wie damals bei Märklin üblich über jeden Zweifel erhaben. Die Technik ist solide. Ein kleiner Wermutstropfen ist die Stirnbeleuchtung: Hier wurden P***gelbe LED verbaut. Das ist sicher alles anzupassen, dieser Zug soll aber vollständig original verbleiben. So wie er das Werk verließ.
Ich habe noch einen oben schon erwähnten 3770 (ICE1). Der wird in einem künftigen Projekt zum Vergleich noch zu einem „Superzug“ aufgebohrt werden….aber dazu später mal mehr ;)

Wer es bis hierhin geschafft hat: Danke fürs lesen, vielleicht regt der Bericht ja an, sich auch ein Exemplar des Zuges zu besorgen :).

Viele Grüße
Daniel

*Edit: Fehler Euro/D-Mark korrigiert


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zuletzt bearbeitet 02.12.2023 | Top

RE: Märklin ICE-S Nr. 39710, der erste Sinus: Mit Bildern

#2 von Dölerich Hirnfiedler , 02.12.2023 18:30

Zitat von Bunte-Bahn im Beitrag #1
Den Recherchen in diesem Forum nach kostete der Zug neu damals 899 Euro.




Hallo Daniel,

Der Zug kostete 899,- DM ( ~460 EUR) UVP.

mfg

D.



Aus einem Märklin-Patentantrag von 1975.


 
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RE: Märklin ICE-S Nr. 39710, der erste Sinus: Mit Bildern

#3 von eighty-one , 02.12.2023 19:16

Den hab ich auch noch irgendwo in einem Karton liegen.

Fast ohne Laufleistung.
Den hatten wir damals nur für ein paar wenige Meter auf der Schiene um den Testbericht ausfüllen zu können.
Danach verschwand er in der Vitrine und später im Karton.

Was ich noch weiss ist, dass es damals sogar in ein Auslosungsverfahren ging,
da mehr Bestellungen eingingen als das verfügbare Auslieferungskontingent dimensioniert war.

Alle glücklichen ausgelosten Besitzer hatten dann noch ein personalisiertes Besitz-Zertifikat zugesendet bekommen,
das aber (korrigiert mich, wenn ich falsch liege) an die Rücksendung des vollständig ausgefüllten Testberichtes gekoppelt war.


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RE: Märklin ICE-S Nr. 39710, der erste Sinus: Mit Bildern

#4 von Elokfahrer160 , 02.12.2023 20:01

Hallo, Daniel

toller ICE, toller Motor , danke für deine bebilderte Vorstellung. Halte deinen C Sinus in Ehren, der Motor ist klasse. Ich fahre selbst mit C Sinus Loks ( 01.10 , E 94, E 91 und SBB Ce 5/6 )
Sogar für die Treiberplatinen gibt es demnächst wohl wieder " Nachschub " allerdings hier im Forum auf private Initiative: RE: SUSI BLDC Motor Controller - dank des Forumsmitglieds Loksound 4

Grüsse - Elokfahrer160/Rainer


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RE: Märklin ICE-S Nr. 39710, der erste Sinus: Mit Bildern

#5 von Technoboy , 02.12.2023 23:24

Hallo Leute.

Ich kann mich noch gut erinnern (und hab auch irgendwo noch Fotos von ihm) als das Original mal (könnte 99 oder 2000 sein) in München Ost auf einem Bahnhofsfest stand.
Und inzwischen ist ein ehemaliger Saufkumpane aus den Discozeiten sogar Messleiter auf ihn 🙈
Ich werde alt 🤣

Gruß Markus


Dieselsound ist Musik für meine Ohren =)


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RE: Märklin ICE-S Nr. 39710, der erste Sinus: Mit Bildern

#6 von Brahma , 03.12.2023 16:45

Hallo Miteinander

Habe diesen Zug auch. Am Anfang lief dieser überhaupt nicht richtig und blieb immer wieder stehen. Nach dem auseinandernehmen habe ich entdeckt das der Masseanschluss an dem Drehgestell angelötet ist, wo ausgerechnet die Haftreifen sind. Dies nun geändert und jetzt läuft er nicht schlecht. Die gelben Spitzenlichter muss ich einmal noch tauschen, was furch bar aussieht.

MFG Claude


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RE: Märklin ICE-S Nr. 39710, der erste Sinus: Mit Bildern

#7 von HK , 04.12.2023 11:02

Danke für den Beitrag :)

Kann mich noch gut erinnern als ich das Teil im Katalog entdeckt habe und leider unerreichbar war :D


Meistens nur stiller Mitleser und Genießer :)


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RE: Märklin ICE-S Nr. 39710, der erste Sinus: Mit Bildern

#8 von Ludwig47 , 04.12.2023 11:35

Zitat von Elokfahrer160 im Beitrag #4
Sogar für die Treiberplatinen gibt es demnächst wohl wieder " Nachschub " allerdings hier im Forum auf private Initiative: RE: SUSI BLDC Motor Controller

Alternativ kann man hier auch mal nach "DSM 2.0" oder "rail4you" suchen.

Gruß
Ludwig47


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RE: Märklin ICE-S Nr. 39710, der erste Sinus: Mit Bildern

#9 von KDW , 04.12.2023 17:23

Hallo liebe Forumskollegen,

auch ich finde es schade, dass Märklin das Konzept mit elektronisch kommutierten bzw. bürstenlosen Gleichstrommotoren wie dem Sinus-Motor nicht weiter verfolgt hat. Dies war seinerzeit für den Modelleisenbahnsektor schon eine echte Innovation, wenngleich elektronisch kommutierte Motoren auch schon anderweitig existierten.
Beispielsweise hatte ich schon 1993 meinen ersten elektronisch kommutierten Motor für mein Modell-Uboot entwickelt und gebaut. Er ist als Nassläufer direkt im Außenwasser konzipiert und macht so eine Gleitdichtung für die Propellerwelle überflüssig und damit eine potenzielle Leckstelle. Dieser Motor ist seitdem im Einsatz und hat sich, wie weitere Motoren von mir, bestens bewährt. Aber trotz der unbestreitbaren Vorteile sind meine Modelle mit diesen Motoren Exoten geblieben, obwohl ich seinerzeit in Schiffsmodellmagazinen dazu veröffentlicht hatte – meine Kollegen in der Modell-Uboot-Szene hatten kein Interesse und verwenden nach wie vor herkömmliche Motoren (die muss man nicht selbst bauen).

Elektronisch kommutierte/ bürstenlos DC-Motoren sind heutzutage Stand der Technik und mittlerweile sogar in vielen alltäglichen Geräten (z.B. Akkuschrauber, Rasenmäher) zu finden, wo sie die herkömmlichen Motoren nach und nach ersetzen. Und PC-Lüfter haben solche Motoren schon lange – und der Preis solcher Lüfter zeigt, dass bürstenlose Motoren nicht viel kosten müssen. Es ist mitunter tatsächlich eine Frage der Zeit, bis sich Innovationen durchsetzen können…

Natürlich sind herkömmliche Kollektormotoren aus fernöstlicher Fertigung demgegenüber immer noch billiger und tun für die meisten Modellbahner durchaus auch ihren Job. Aber mit einem elektronisch kommutierten DC-Motor hatte Märklin ein Alleinstellungsmerkmal, für das einige Modellbahner sicherlich ein paar Mark oder Euro mehr ausgegeben hätten, zumal solch ein Motor zumindest von seiner Mechanik ein ganzes Lokleben halten würde (auch die Elektronik wäre ebenfalls robust hinzubekommen).

@Daniel: Ich selbst habe keinen Sinus-Motor und kenne ihn aus eigener Erfahrung nicht näher. So, wie er aber beschrieben ist, denke ich dass es aber kein Drehstrommotor ist, wie man ihn üblicherweise kennt, sondern ein Permanentmagnetmotor mit sensorgesteuerter elektronischer (und damit bürstenlosen) Kommutierung. Mit den drei Hallsensoren wird die momentane Stellung des Magnetrotors erfasst und passend zu dem Bitmuster der Sensoren werden dann die Statorspulen bestromt, so dass sich ein Drehmoment in die gewollte Richtung ergibt. Dreht sich der Rotor ein Stück entsprechend der Sensorteilung weiter, so liefern die Sensoren ein anderes Bitmuster und die Bestromung der Statorspulen ändert sich entsprechend, damit weiterhin ein Drehmoment im gewollten Drehsinn entwickelt wird.
Meine Motoren machen das genau in dieser Weise, sie verhalten sich damit praktisch wie ein herkömmlicher Kollektormotor, nur, dass die Elektronik auch noch eine elektronische Strombegrenzung und eine Unterspannungsabschaltung bietet. Die Elektronik dazu ist nicht kompliziert – es muss nur das Bitmuster der drei Sensoren auscodiert werden (mit ein bisschen Boolscher Algebra) und die Transistor-Halbbrücken für die Wicklungsstränge müssen damit entsprechend gesteuert werden. Zur Drehzahlsteuerung (die auch durch eine Drehzahlregelung ergänzt werden kann) wird das Ganze noch mit eine Pulsweitenmodulation unterlegt. Mit einem weiteren Bit wird die Kommutierungslogik zur Fahrtrichtungsumkehr “umgepolt“ – und fertig ist die Laube!
Das alles kann auch ein kleine Microcontroller in Verbindung mit drei Transistor-Halbbrücken ohne weiteres leisten, das Ganze ist kein Hexenwerk.


Viele Grüße
Klaus-Dieter

p.s.: hier noch ein paar Bilder zu den oben erwähnten Motoren:
Einbau des Motors im hinteren Freiflutbereich
https://www.buntbahn.de/fotos/showfull.php?photo=131134

Die Motorelektronik
https://www.buntbahn.de/fotos/showphoto.php?photo=131135&title=elekktronisch-kommutierter-modell-uboot-motor&cat=9650


Et is, wie et is, et kütt, wie et kütt!
Äver et hätt noch immer jod jejange...
(Rheinische Lebensweisheit)


 
KDW
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Gleise Märklin K, PIKO G, LGB
Spurweite H0, H0e, TT, N, 0, 00, 1, G
Steuerung RC-Betrieb für Spur G und Spur 0, digital für H0e und teilweise für H0
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