LED Wagenbeleuchtung & Magnetkupplung

im_Einsatz_II.jpg
Ausgangslage:
  • Ein Teil der Personenwagen war beleuchtet. Teilweise waren aber die Leuchtmittel defekt. 
  • Ich stellte fest, dass die Beleuchtung recht viel Strom braucht.
  • Die Kohleradschleifer in der Summe einen beachtlichen Rollwiederstand ergeben.

Da mein Ziel nach wie vor ist die G-Bahn mit Funkt und Akkubetrieb zu betreiben (kein Kehrschleifenproblematik und daher mehr Fahrkombinationen möglich) wollte ich alle Wagen mit LED Beleuchtung ausstatten. 

Vorgabe:
  • LED Beleuchtungsmittel
  • Ein- Ausschalten und Stromversorgung über den Lokdecoder

Lösung:
  • LED Strips (Meterware) werden in das Wagendach geklebt
  • Die Bestehende LGB Verbindung Wagenboden Wagendach wird weiter verwendet
  • Die Verbindung zwischen Lok und den Wagen erfolgt über eine 3-Polige 2.54-Raster Buchse / Stecker. Dadurch wird sie verpolungssicher. Ab Winter 2012/13 via stromführender Magnetkupplung!
  • Leistungsberechnung: 1 LED max 7 mA. Meine Züge werden mit maximal 7 Wagen RhB Typ III oder IV gefahren. Pro Wagen werden 4 mal 3 LED verbaut was ca 85mA pro Wagen ergibt. Die Restaurantwagen werden mit 5 mal 3 LED bestückt. Zusätzlich werden noch 10 Einzel-LED's in die Tischlampen gesteckt. Das ergibt ca. Total 200 mA. Somit benötigt eine Zugkomposition maximal 850mA. Der Funktionsausgang ist mit maximal 1 A belastbar.
1.10.12/huk
15.4.2013/huk

Lok

3-Poolbuchse vor dem verkleben
Für Wagenstromversorgung wird in die Lok  ein 12V Spannungsregler eingebaut. In das Lokgehäus wird hinten die 3-Poolbuchse eingebaut.
Das Loch für die Buchse wird mit dem Dremel und anschliessend mit der 4-Kantnadelfeile herausgearbeitet.
Die Steckerbuchse wird bündig mit dem Gehäuse mit Heisskleber befestigt.

Hier ein Dankeschön an Johannes Bartsch der mir erklärt hat welchen Spannungsregler ich benötige und wie er zu verdrahten ist.

Wagenbeleuchtung

Die LED-Strips habe ich in der Bucht gekauft (5m 300 LED Warm-Weiss ca. 15 Fr. Pro Wagen werden 9 bis 15 LED Verbaut).
Als Steckverbinder kommen wie so oft bei mir, die Buchsen und Steckerleisten RM 2.54 zum Einsatz. Tip: ich nehme die 36 Poligen die man abbrechen kann.

Nun zum Vorgehen.

1. Verkabelung im Wagenboden.
  • Rollschemmel entfernen
  • Doppelboden wenn vorhanden entfernen. Dazu müssen zuerst die Türhalterungen entfernt werden (zB. RHB Typ III Wagen)
  • Die Stecker Wagenboden Verbindung Wagenkasten wird belassen. Die schwarze Doppellitze wird bei der Platine abgeschnitten. Der Wagenboden ist nun frei.
  • Die Platine im Wagenboden wird entfernt. Sie wird nicht mehr gebraucht.
Beleuchtungsplatine_entfernen_1.jpg

  • Für die 3-Poolstecker werden nun unten seitlich in der Wagenkastenfront die Öffnungen mit dem Dremel und anschliessend mit der 4-Kantnagelfeile ausgearbeitet. Die Buchse ist nach dem Einbau Bündig unterkant mit der Wagenkastenfront.
  • Nun können die Litzen verlötet werden. Die bestehende Schwarze Litze mit der Buchse (Achtung Polarität beachten! Ich markiere die Stecker und Anschlussdrähte mit rotem und schwarzem Permanentfilzstift). Bei den LGB-Steckern wird die Doppellitze für die andere Wagenseite angelötet.
  • Die Litze wird am Wagenkastenrand verlegt, so hat sie sicher Platz im Doppelboden.
  • Nach dem anlöten der zweiten Steckerbuchse, und der Kontrolle ob alle Lötstellen ok sind mit dem Ohmmeter, kann der Wagenboden wieder montiert werden (Die Buchsen werden später fixiert).
Anschluss_Bodenplatte_1.jpg Anschluss_Bodenplatte_markieren_1.jpg Anschluss_Wagenkasten_1.jpg


2. LED Einbau
  • Das Wagendach wird vorsichtig entfernt
  • Die Bestehende Beleuchtungsschiene wird ausgebaut und wird nicht mehr benötigt.
  • Die LED Strips-Abschnitte (3 LED) werden nun auf die Wagendachinnenseite geklebt. Beiden RhB Typ III Wagen habe ich 4 x 3 LED platziert. 
LED_Anschluss_mit_LGB-Stecker_1.jpg LED_Strps_aufgeklebt_1.jpg  
  • Zuerst werden die Kupferaugen bei den Strips mit Lot bepunktet. Danach kann die Litze ab gelängt und verlötet werden. Der Anschluss an die LGB Verbindungsdrähte erfolgen mit dem LGB Stecker (ich habe das Stück vom Wagenboden genommen dass die Radverbindung herstellte. Achtung genügend lang machen damit das Dach auch angeschlossen werden kann und aufpassen auf die richtige Polung! Auch hier habe ich Stecker und Drähte mit dem Filzstift markiert.

3. Endmontage

Das Dach kann nun Angeschlossen werden und mit einem 12V Anschluss (ich nehme einen Trafo) kann nun geprüft werden ob alles io ist, bevor der Zusammenbau beginnt.

  • Das Dach kann nun wieder montiert werden. Ich habe zuvor noch den Wagen mit Fahrgästen bevölkert (8-12 Personen pro Wagen).
  • Nun werden die Wagentüren eingesetzt und mit der Trittbrettmontage gesichert. Ich habe bei dieser Arbeit noch die Türen mit einem Tropfen Heisskleber fixiert.
  • Nun kann die Anschlussbuchse platziert und mit Heisskleber vergossen werden. Tipp: Zuerst nur wenig Heisskleber zum fixieren. Wenn schön abgekühlt alles sauber vergiessen. Ab Winter 2012/13 erfolgt die Verbindung via stromführender Magnetkupplung. Die 3-Polbuchse wird auf den Wagenboden fixiert. Siehe Magnetkupplung.
Anschluss_Wagenkasten_von_unten_1.jpg
  • Nun werden noch die Rollschemel montiert und der Endtest durchgeführt. 

benötigtes Material:

  • Doppellitze, vorteilhaft 2-farbig
  • Buchsen und Stecker RM 2.54 für Rasterplatinen
  • LED-Strips (Warmweiss)

Werkzeug
  • Lötkolben, Lötzinn, dritte Hand von Vorteil
  • Seitenschneider
  • Feile
  • Dremel von Vorteil
  • Schraubendreher
  • Ohmmeter von Vorteil
  • 12 V Gleichstrom

Juli 2012

Magnetkupplung mit Stromverbindung für Wagenbeleuchtung

In einer 2. Phase (Jan. 2013) wird die 3-Polsteckverbindung durch eine Magnetkupplung ersetzt.

Zwei Neodym-Ringmagnet (10/4 x 5 mm) werden auf eine 3mm Kunsstoffträgerplatte geschraubt.
Mittig wird eine M3 16mm Kunstoff-Flachkopfschraube angebracht auf die eine M3-Gabelkopf geschraubt wird.
Unter die Magnete wird je ein 0.5mm Federstahldraht gelegt der als Stromanschluss und Anschlag für die seitliche Ausschwenkung dient.
Anstelle des "Flaschenöffner" wird eine M4 Schraube eingesetzt. Das Gewinde wird mit einem 1.6mm Querloch versehen und dient der Aufnahme des Gabelkopfes. Die untere M4 Mutter dient der Höhenjustierung des Gabelkopfes.

Bilder und Video der Testinstallation
Magnetk_U.jpg Magnetk_S.jpg Magnetkupplung. In der Endausführung Kunstoffschraube, ansonsten bei Feuchtigkeit erhöte Kurzschlussgefahr besteht! Gekupelt.jpg

Video

Zuerst habe ich Zugversuche gemacht . Auf einer Schrägen Ebene mit 5% Steigung (2 Malerböcke, Leiter und Gleise darauf) habe ich 8 Personenwagen (RhB Typ IV) zusammen gehängt und an einer Schnur über eine Umlenkrolle einen Kübel angehängt und mit Wasser gefüllt bis der Zug sich bewegte. Es benötigte 900g (meine maximale Zuglänge, 7 RhB Wagen Typ III).

Zu Beginn habe ich es mit aufgeklebten Neodymmagneten 10/6/2.5 mm versucht. Ich schaffte trotz Test mit verschiedenen 2-K Kleber keine zuverlässige Verbindung. Zusätzlich war eine genaue Platzierung von zwei Magneten neben einander fast unmöglich. Auch die Befestigung des elektrischen Anschlusses war problematisch.
So bin ich dann im zweiten Anlauf auf die Ringmagnete gekommen.

Die Ringmagnete haben eine Haftkraft von maximal je 2.2 kg. Bei 4 Magneten also rechnerisch über 8 kg. Wichtig ist dass die Magnete möglichst vollflächig spaltfrei anliegen, damit sie ihre volle Magnetkraft entwickeln können. Ich habe die 2.5*12mm Senkkopfschrauben deshalb leicht am Kopf angeschliffen damit sie möglichst bündig im Ringmagnet sitzen. Die Haftkraft ist damit völlig ausreichend auch wenn die Magnete nicht 100% passgenau koppeln.
Erste Versuche zeigten, dass 8 Wagen (RhB IV) problemlos gezogen werden können. Auch bei ruckartigem Anfahren (der kritische Punkt, kurzer Stromunterbruch) ist genügend Haftkraft der Magnete vorhanden.

Sobald die Schienen von Schnee befreit sind, werde ich ausgiebige Tests fahren. Fallen die positiv aus
werden danach 130 Kupplungen gebaut und das gesamt Rollmaterial umgerüstet.
29.1.2013/huk

Im April 2013 habe ich nun ausgiebige Fahrtests gemacht, nachdem ich 20 Personenwagen umgebaut habe. Die Ergebnisse sind uneingeschränkt positiv. Der Haltekraftest mit 9 Wagen war erfolgreich (ich fahre mit max. 7 Wagen Tip RhB III oder 6 Tip IV). Die Beleuchtung funktioniert einwandfrei. Der Aufbau aber insbesondere der Abbau der Wagenkompositionen macht fast schon Spass.
19.4.2013