Umbau einer Märklin Lok auf DC mit Neodym Magnet

Hier beschreibe ich den Umbau einer Märklin S3/6 mit grossem Scheibenkollektor-Motor (LFCM: Large Flat Commuter Motor) auf Gleichstrom-Motor . Damit lassen sich herkömmliche Last geregelte Decoder einbauen. Die Lok bleibt dabei aber eine Mittelleiterlok.

Eine Möglichkeit des Umbaus dieser Motoren ist die Verwendung des Umbausatzes 60904 oder den neueren, mit mfx-Decoder ausgerüsteten Umbausatz 60924. Leider sind diese – sehr guten – Antriebe leider auch sehr teuer und bei dieser Lok auch nicht ohne zusätzliche Anpassungen verwendbar (Motorschild). Aus diesem Grund stelle ich hier eine kostengünstige Alternative vor: Der Umbau des Allstrommotors auf DC mit nur einem Magneten.

Seit geraumer Zeit sind so genannte Neodym-Magnete für den Privatgebrauch erhältlich, z.B. von www.supermagnete.ch. Diese zeichnen sich durch sehr hohe Magnetisierungsenergie aus, was sie für den Einsatz in Motoren prädestiniert. Erhältlich sind diese Magnete in verschiedenen Grössen und Formen, für uns kommen die flachen, quaderförmigen sowie die würfelförmigen kleinen Ausführungen zur Anwendung. Die kleinsten haben eine Abmessung von gerade mal ca. 5 x 1.5 x 1mm, die grössten von etwa 50 x 50 x 25mm. Ideal für Modellbahnmotoren sind Grössen von 5 x 5 x 2 bis 10 x 10 x 10mm, je nach Motor.

Warnhinweis: Diese Magnete sind extrem stark! Schon zwei Würfel mit 10mm Kantenlänge können Kinderfinger ordentlich quetschen!

Für diesen Motor habe ich einen quaderförmigen Magneten mit 10 x 10 x 5mm Kantenlänge gewählt. Dieser hat schon ein ordentliches Magnetfeld.

Prinzip

Der einzige Unterschied des Allstrommotors zum Gleichstrommotor liegt in der Erzeugung des Magnetfeldes im Stator. Beim Allstrommotor geschieht dies mit der Feldspule, beim DC-Motor durch einen Permanentmagneten. Da die Feldspule zwei entgegengesetzte Wicklungen besitzt, lässt sich die Drehrichtung des Motors hier durch umschalten auf die andere Wicklung ändern. Beim DC-Motor wird die Drehrichtung durch Umpolen der Spannung oder durch umdrehen des Magneten (Nord- und Südpol) gewechselt.

Umbau

Zuerst wird der Motor zerlegt, indem die Schrauben des Motorschilds entfernt werden. Das Motorschild kann nun zusammen mit dem Rotor entfernt werden. Jetzt liegt der Stator mit der Feldspule frei.

Die Feldspule wird nun komplett abgewickelt. Dazu müssen vorher die Kupferdrähte abgelötet werden. Jetzt kann der Kunststoffkörper entfernt werden. Übrig bleibt das nackte Statorblech. Jetzt geht es darum, in diesem Blech genau mittig soviel Material herauszuschneiden, das der Magnet exakt dazwischen passt. Dies gelingt recht gut mit Hausmitteln, ich habe das Stück mit einer Laubsäge ausgeschnitten. Wichtig ist die Einhaltung eines exakten 90° Winkels. Ich habe die beiden Stücke in den Schraubstock gespannt und mit der Feile plan gefeilt und anschliessend mit einer sehr feinen Feile sämtliche sichtbaren Rillen entfernt. Je besser diese Flächen, um so besser ist der Kontakt zum Magneten.

Zusammenbau

Zuerst sollten sämtliche Motorenteile gereinigt und die Ritzel und Achsen leicht geölt werden. Siehe hierzu auch Wartung. Der Motor kann anschliessend zusammengebaut werden. Am besten wird zuerst der der Magnet weggelassen und die beiden Schrauben des Motorschildes nur leicht eingedreht. Der Rotor muss sich leicht drehen können. Jetzt kann der Magnet leicht zwischen den beiden Statorteilen geschoben und die Schrauben anschliessend festgezogen werden.

Test

Zum Testen eignet sich eine Gleichstromquelle, am besten ein Labornetzgerät oder ein Gleichstrom-Fahrgerät. Die beiden Pole Plus und Minus werden direkt an die Motorenanschlüsse angeschlossen. Mit kleiner Spannung wird begonnen. Der Motor sollte sich jetzt gleichmässig drehen. Erhöhen Sie die Spannung nun langsam und beobachten Sie den Motor. Bis zu einer Spannung von etwa 16 bis 18 Volt sollte der Motor gleichmässig drehen. Eine höhere Spannung ist zu vermeiden.

Anschluss eines Decoders

Nach erfolgreichem Motorumbau kann jetzt ein geeigneter Decoder eingebaut werden. Ich habe hier einen Uhlenbrock 76520 genommen, man kann aber jeden beliebigen Decoder für DC-Motoren (DC Decoder) verwenden. Falls die Anlage mit einer Märklin Zentrale, wie der Central Unit 6021, betrieben wird, muss ein Decoder für das Märklin Motorola Format (MM) verwendet werden.

Der Decoder wird entsprechend der Anleitung angeschlossen. Es ist von Vorteil, zuerst nur die Stromzuführung vom Schleifer (rot) und Masse/Räder (schwarz) sowie den Motor anzuschliessen (orange und grau). Der Funktionsausgänge für Licht, Rauchgenerator und anderes können nach erfolgreicher Testfahrt angeschlossen werden. Die freien Drahtenden müssen aber immer isoliert werden!

Einstellungen

Mit den Werkseinstellungen läuft der Motor überhaupt nicht gut. Die "richtigen" cv Werte für die Motorregelung zu finden, ist eine Geduldsprobe.  Vor allem die Register 53 und 58 beeinflussen die Regelcharakteristik massgebend.

Fazit

Mit diesem Umbau darf man keine allzu grossen Erwartungen hinsichtlich den Laufeigenschaften haben. Vor allem im unteren Drehzahlbereich wirkt sich der dreipolige Rotor negativ aus. Bei höheren Geschwindigkeiten fällt dies weniger auf. Die Lastregelung kann hingegen überzeugen. Die Laufeigenschaften würde ich als irgendwo zwischen Delta und 5-Stern Antrieb beschreiben, mit optimierten Decoder-Einstellungen näher beim zweiten.