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Wie prüfe ich einen Elektro-Motor? z. B. GFN Typ 47

#1 von AbzweigLetter , 22.03.2015 00:16

Hallo Leute,

Achtung:
Dies ist kein spezielles Fleischmann-Thema, sondern allgemein technischer Art und kann auf alle Hersteller - incl. Märklin (mit Einschränkungen) - übertragen werden.

Aus aktuellem Anlass hier ein technisches Thema, das ich Euch nicht vorenthalten möchte.

Wer meine Berichte hier im Forum kennt, vermisst vielleicht die Fortsetzungen in der einen oder anderen Rubrik.
Ich sage ja immer wieder, dass ich keine Modelleisenbahn-Marke bevorzuge, sondern bestimmte Modelle der verschiedensten Hersteller, die mir am Herzen liegen - allerdings bleibe ich bei H0.

Also restauriere ich derzeit diverse Maschinen gleichzeitig.

Viele unter uns Bastlern werden sich schon oft geärgert haben, wenn ein Motor keinen Mucks mehr von sich gibt, oder nur widerwillig seinen Dienst versieht.

Genau dieses Problem hatte ich aktuell bei meiner GFN 1360 (01 1952), an der ich u. a. derzeit gerade arbeite.

Die Lok ist m. E. optisch wunderschön geraten, ich stelle sie Euch noch vor - sie ist jedoch eine Patchwork-Lok - 1360-1/2/3/4/5/XXX - aus 1360-Resten zusammengesetzt.
Das dicke Ende jedoch kam zuletzt.
Der Motor machte immer schon Mucken, mal lief er stockend, lief nicht an, oder lief gar nicht. Diese Reparatur wollte ich mir bis zuletzt aufheben - habe ich auch getan.
Ich hatte die Hoffnung, in der Bucht evtl. einen neuen Motor zu einem Preis zu finden, der mir genehm ist - PUSTEKUCHEN!

Also her mit dem störrischen Ding und zerlegen:

Es handelt sich um die erste GFN-Version, den Motor Typ 47, der schon immer als ziemlich zickig eingestuft wurde - mit Recht.
Er ist rein technisch gesehen schon ein wirklicher Klapperatismus und wenig solide konstruiert!
Ein bereits ziemlich abgewirtschaftetes Exemplar zu wirklicher Zuverlässigkeit zu bewegen, ist schon eine echte Herausforderung.


So sieht die Quelle allen Übels aus - der unzuverlässige GFN-Motor vom Typ 47
Die Prüfung, ob ein Motor vernünftig läuft, ist keine Herausforderung. Entweder er tut seinen Dienst - oder er tut seinen Dienst eben nicht...
...aber Achtung! Auch ein oder mehrere defekte Getriebe-Zahnräder könnten den Verdacht auf einen "unschuldigen" Motor lenken...

Die Herausforderung ist, den Fehler zu suchen - und möglichst auch zu finden.

Bevor ich große Klimmzüge mache, prüfe ich natürlich zuerst einmal, ob der ausgebaute Motor von Hand frei drehen kann. Dazu ist es sinnvoll, die Kohlen bzw. Bürsten und das evtl. angeflanschte Getriebe auszubauen.
Beim Ausbauen der Kohlen/Bürsten kann ich auch gleich prüfen, ob diese überhaupt vorhanden sind, ob sie noch genügend "Fleisch" haben, ob sie sauber sind und ob die Federn noch Spannung haben.
Eine Reinigung ist auf jeden Fall sinnvoll und sollte bei dieser Gelegenheit immer durchgeführt werden.

Nun drehe ich am Motorritzel den Motor von Hand durch. Der Anker muss sich frei und leicht drehen lassen. Es darf kein Kratzen, kein Widerstand spürbar sein. Lediglich ein ganz leichter, an Gummibänder erinnernder Widerstand durch den Feldmagneten und die Eisenkerne der Anker verursacht, könnte möglich sein.

Bei meinem Motor machte sich ein leichtes Kratzen durch ein ausgeschlagenes Rotorlager (so kann man den Anker auch nennen) bemerkbar. Also war das Original-GFN-Lager auf der Pertinax-Seite defekt.
Ich habe dieses alte Lager ersetzt, in dem Bewusstsein, dass das noch nicht alles sein könne.
Dazu habe ich ein passendes Messing-Rohr mit Uhu-Plus (2K-Kleber) eingeklebt. Danach war zumindest dieses Problem beseitigt. Wer mehr machen will, besorgt sich Mini-Kugellager. Die werden in der Bucht angeboten.
Allerdings ist die GFN-Achse ca. 2,2-2,3 mm stark. Diese Kugellager sind jedoch normalerweise in 2,0 oder 2,5 mm Standard-Abmessungen von der Stange lieferbar, vielleicht auch noch andere, die mir nicht bekannt sind.

Hier seht Ihr die wichtigsten Einzelteile des GFN-Motors im Bild - das alte GFN-Lager auf der Kollektor/Pertinax-Seite ist bereits totgelegt (weggedreht) und durch das genannte Messinglager ersetzt.


1=Der Anker (Rotor) mit 3 Segmenten und Kollektor.
2=Motorplatte, Getriebeseite
3=Feldmagnete (einfach aus nicht magnetisiertem Eisen - die Magetisierung erfolgt durch den
4=Blockmagnet (Achtung! Richtig herum einbauen - sonst läuft alles verkehrt herum)
5=Motorplatte, Kollektorseite aus Pertinax mit dem alten Original-Lager und neuem Messing-Lager

Da - wie gesagt - das Problem noch nicht gelöst ist und der Motor noch immer nicht läuft, muss nun der Anker geprüft werden.
Es ist nun naheliegend, dass eine Wicklung defekt ist.



Auf dem oberen Bild seht Ihr den Anker in Nahaufnahme. Der alte GFN-Motor hat einen dreiteiligen Anker (dreipolig). Diese Bronze-Segmente nennt man Kollektor. Wichtig ist, dass die "Fugen" zwischen den Segmenten sauber und isoliert sind, sonst ist schon das erste Problem vorprogrammiert.
Also sollte man den Kollektor gut mit Waschbenzin, Alkohol oder Spiritus reinigen.
Lösungsmittel sind auf jeden Fall zu meiden, da diese die Isolierungen des Lackdrahtes (Wicklung) zerstören würden!!!

Grün=Zwei nebeneinander liegende Segmente (NEBENEINANDER!)
Rot=Die dazu gehörenden Segmentkerne aus Eisen mit ihren Wicklungen aus Lackdraht - es sind die Segment-Magnete (Elektromagnete)
Schwarz=Eine Schraube aus Eisen, die zum Testen dient

Die einzelnen Segmente sind einzelne Elektromagnete (drei), die bei laufendem Motor über Bürsten und den Kollektor automatisch angesteuert (aktiviert) werden. Die Segmente und Bürsten sind so angeordnet, dass immer zwei Segmente gleichzeitig zum Leben erweckt werden.
Das heisst:
Wenn ich die Motorfunktion mit einfachen Drähten simuliere, müssen diese magnetisch werden und die kleine schwarze Eisenschraube anziehen.

Dazu setzte ich zwei der Segmente unter Strom - die Schraube muss bei einem heilen Segment von diesem angezogen werden. Es sind natürlich immer zwei Segmente, die magnetisch werden. Diese müssen natürlich auch getrennt getestet werden!
Funktionieren beide Segmente?
Wird die Schraube von beiden Elektromagete angezogen?
Diesen Test führe ich insgesamt 3x durch, immer mit den nächsten beiden Segmenten.

Wird die Schraube schnell, fest und zuverlässig angezogen (mit hörbarem "Klick"), dann sollten die Segmente in Ordnung sein (rosa Pfeil)



Bei meinem Anker hat nur ein einziges Segment den Test klar erfüllen können.
Zwei Segmente sind (waren) also defekt!
Dazu kann es verschiedene Ursachen geben:

- Ein Lackdraht ist vom Kollektor abgerissen
- Ein Draht ist an anderer Stelle durchgebrannt
- Die Isolierung des Lackdrahtes ist durchgeschmort (die schlimmste Variante).



Bei einem Segment fand ich die Ursache unter der Lupe sehr schnell:
Der Anschluss am Kollektor war abgerissen.
Nach dem Anlöten funktionierte der Elektromagnet dieses Segmentes wieder wie neu (blauer Pfeil).

Bei dem zweiten defekten Segment war ebenfalls der Lackdraht vom Kollektor abgerissen. Jedoch war unter der Lupe noch ein weiterer loser Draht erkennbar, den ich nicht zuordnen konnte.

Die Abbildung oben zeigt dieses Segment bereits teilrepariert.
Kurz: Ich fand tatsächlich mit der Lupe noch an anderer Stelle einen weiteren freiliegenden Draht.
Diese beiden Enden mussten nun miteinander verbunden (gelötet) werden (grüner und roter Pfeil mit dem Bypass).
Da jedoch das fehlende Stück weggeschmort war, musste ich eine Verlängerung einlöten. Lackdraht hatte ich nicht, also habe ich sehr feine Litze verwendet. Isolierung erfolgte nachträglich durch sehr feines Auftragen von Klarlack.

Bei dieser letzten Abbildung unten seht Ihr den angelöteten Bypass. Die beiden roten Pfeile zeigen auf die noch freiliegende Enden, die miteinander verbunden werden müssen.



Gott sei Dank war kein Segment komplett durchgebrannt. In diesem Fall wäre man nicht um eine völlige Neuwicklung herumgekommen.

Zum Löten von solch feinen Drähten eignet sich m. E. am besten Flüssiglot.

Noch etwas:
Manche Stabmagnete und Blockmagnete haben je nach Werkstoff die Neigung, bei längerer Nichtbenutzung die Magnetisierung zu verlieren. Wenn man es nicht 100%ig Original haben will, kann man die Magnete durch den Einbau von vielen kleinen z. B. Neodym-Magneten ersetzen. Die Magnetisierung ist wesentlich dauerhafter und auch stärker.
Will man den Original-Magneten wieder aktivieren, so muss man ihn neu magnetisieren lassen. Früher haben so etwas die Bosch-Werkstätten (Auto-Elektrik) durchführen können. Heute wird man da schon ziemlich nach einem geeigneten Dienstleister suchen müssen, der die geeigneten Geräte zur Verfügung hat.

Hoffentlich konnte ich Euch mit meinen Ausführungen für die Reparatur Eurer eigenen Problemkinder etwas weiter helfen.

Mein reparierter Motor zieht nun wieder kraftvoll durch - wie in alten Zeiten - und der alte Blockmagnet ist noch sehr kraftvoll.

Gruß

Uwe Ganther

Wichtig: Ich suche nun dringend noch das Motor-Ritzel mit 7 (in Worten - Sieben) Zähnen! Modul 0,5 mm - wer hat so etwas in der Bastelkiste?


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RE: Wie prüfe ich einen Elektro-Motor? z. B. GFN Typ 47

#2 von Redfox1959 , 22.03.2015 12:11

Hallo Uwe
Sehr guter Bericht über den GFN 47 ger. Ich habe diese Motoren auch schon öfter instand gesetzt. Die Geschichte mit den abgerissenen Wicklungsdrähten kommt recht häufig vor. Wie sicherst Du die wieder neu verlöteten Drähte ? Bei meinen Reparaturen nehme ich immer ein ganz klein wenig Sekukleber, ich habe es nämlich schon erlebt, das die Drähte bei ungenügender Befestigung sich wieder lösen und dann erneut abreißen.
Deine Idee mit dem Messingrohr gefällt mir gut, demnächst möchte ich aber mal einen Versuch mit einem Mini-Kugellager starten.
Du kennst ja bestimmt auch das Problem mit der ewigen Quitscherei von den GFN Motoren, dem möchte ich gerne abhelfen.
Bis bald wieder und viele Grüße vom FL Gussmodell-Ghert

Ps. Hast Du eventuell mal ein Bild von dem Ritzel, was Du benötigst ? Ich habe so etwas garantiert in meinem Teilefundus. Du kannst mir auch eine PN schicken.

 
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RE: Wie prüfe ich einen Elektro-Motor? z. B. GFN Typ 47

#3 von Udo , 22.03.2015 12:42

Hallo, Uwe,

auch wenn ich Uhrwerkbahnen sammle: Dein Artikel ist hochinteressant und vor allem leicht verständlich.

Zum Problem der Lochdurchmesser der Kugellager für 2,2 bis 2,3 mm: Das dürfte ein Zollmaß sein und ich könnte mir vorstellen, dass man entsprechende Kugellager mit diesem Durchmesser in Angeboten in Großbritannien findet.

Schönen Gruß
Udo

 
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RE: Wie prüfe ich einen Elektro-Motor? z. B. GFN Typ 47

#4 von AbzweigLetter , 22.03.2015 14:12

Hallo Redfox1959,

ich habe die Reparaturstellen nach dem Funktionstest mit Klarlack (wasserverdünnbar) isoliert und gesichert. Mit mattem, seidenmattem oder glänzendem Klarlack kann man auch sehr gut kleinere und unauffällige Klebearbeiten durchführen.
Da gehe ich in einem späteren Bericht noch drauf ein.

Aber:
Wenn das bei diesem Motor häufiger vorkommt, dass die Drähte den Kollektor "verlassen", so ist das ein ganz klares Indiz für eine Überlastung des Motors. Das Teil wird einfach zu heiß und die Lötstellen dadurch weich.
Das sieht mir eigentlich nach einem Konstruktionsfehler dieses Motors aus.

Hier zwei Fotos, die im Blitzlicht-Gewitter entstanden sind - hoffentlich reicht die Qualität.
Die blauen Pfeile zeigen auf das fehlende Ritzel - hier - an dem Motor einer GFN 1320 von 1953.





Gruß und bis zu neuen (Un-) Taten!

Uwe Ganther


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RE: Wie prüfe ich einen Elektro-Motor? z. B. GFN Typ 47

#5 von AbzweigLetter , 22.03.2015 14:16

Hallo Udo Udo,

danke für den Tipp mit Ebay.co.uk!

Dort bin ich tatsächlich schon mit vielen Bauteilen fündig geworden. Die Briten haben auch eine sehr gute alte Modellbau-Tradition und sehr viele interessante spezialisierte Hersteller von Kleinserien-Produkten.
Die bauen dort zwar im 00-Maßstab 1:76, aber das Meiste lässt sich locker für uns adaptieren.

Gruß

Uwe Ganther


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RE: Wie prüfe ich einen Elektro-Motor? z. B. GFN Typ 47

#6 von AbzweigLetter , 23.03.2015 02:42

Hallo Leute,

ich will Euch zu Guterletzt noch mit ein paar Fotos langweilen, die Ihr so oder ähnlich bestimmt schon tausend Male gesehen habt.


Hier zeigt der rote Pfeil nochmals auf die Reparaturstelle. Inzwischen ist diese Stelle mit Klarlack isoliert und an die Wicklung angedrückt.
Ich habe hier zur Verdeutlichung der Größenverhältnisse den GFN 47 und den Nachfolger GFN 53 mal nebeneinander fotografiert. Der GFN 47 ist schon ein ziemlich riesiger Motor für den H0-Maßstab.


Ich stelle die Größenverhältnisse hier mal nebeneinander dar, da Vorschläge kamen, den derzeit noch erhältlichen Austausch-Rotor mit Schwungmasse zu verwenden und den alten Rotor zu entsorgen...
Das war allerdings in einem anderen Forum.
Fest steht, dass die Rotore nicht kompatibel sind. Ob der 53er mit dem 58er kompatibel ist, habe ich noch nie ausprobiert. Wenn ja, so könnte man wirklich versuchen, den "modernen" Rotor mit Schwungmasse auch in diese alten Stabmagnet-Motore (53) einbauen.


Hier habe ich nochmals die nackichte Stelle markiert.
Dort fehlt leider noch ein funktionsfähiges Ritzel mit 7 Zähnen. Ich bin guter Hoffnung, das Problem bald beheben zu können.


Auf diesem Seitenfoto wird deutlich, dass noch ein weiteres Problem vorliegt: Der Achsstummel ist ziemlich kurz, um dort noch ein Ritzel zu verankern. Da muss ich mir auch noch etwas einfallen lassen.
Wieso der Achsstummel so kurz ist, ist mir ein Rätsel. Das sieht nicht aus, als wäre es nachträglich mal bearbeitet worden.



Ich hoffe, dass ich Euch nicht zu sehr mit meinem Kram langweile.
Aber vielleicht gibt es einige unter Euch, die von meinen Erfahrungen und Erkenntnissen ein wenig Nutzen ziehen können.

Gruß und bis bald!

Uwe Ganther

PS: Ich stelle Euch jetzt noch schnell in einem neuen Beitrag den derzeitigen Zustand meiner Patchwork 1360-1/2/3/4/5/6XXXX vor...


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zuletzt bearbeitet 23.03.2015 | Top

RE: Wie prüfe ich einen Elektro-Motor? z. B. GFN Typ 47

#7 von lve0200 , 24.06.2015 22:20

Hier gibt es das Ritzel u.v.m.

http://shop.kkpmo.com/product_info.php?i...--7-zaehne.html, mit versch. Achsdicken und Breiten. Web-shop nach meiner pers. Erfahrung absolut Spitze! Ich denke, die sind auch so freundlich, Dir das Ritzel auf 2,32mm aufzubohren. Da der Stummel aber soooooooooo kurz ist, würde ich eher die 2mm Version nehmen und mir eine Reibahle 2-2,5mm kaufen und das Ritzel genauauauauau auf Pressung aufreiben.

Kugellager für FLM Ankerachsen sind 3/32 Zoll (2,38mm). Gibt es in D gelegentlich zu kaufen. Mal googeln. Werden oft für Carrera Automodelle benutzt. Trotzdem "klappern" die Ankerachsen je nach Belastung in diesen Lagern, weil 6/100 Spiel reichen zum Klappern.

Ich kenne den 47er nicht mehr, aber bei den nachfolgenden Rundmotoren muß auch folgendes beachtet werden: Der Kollektor ist nicht starr mit der Ankerachse verbunden, sondern aufgebracht. Wenn man den Kollektor reinigt und dabei starken Druck ausübt und den Anker dabei dreht, verschiebt sich die Kollektorplatte relativ zu den Ankerpolen. Dadurch wird einerseits die Lage des Magnetfelds verdreht, als auch oft ein Drähtchen der Ankerwicklung von der Lötstelle am Pol abgerissen.

mfg
hk

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zuletzt bearbeitet 24.06.2015 | Top

RE: Wie prüfe ich einen Elektro-Motor? z. B. GFN Typ 47

#8 von AbzweigLetter , 24.06.2015 23:08

Hallo hk,

danke für Deine Antwort und die eingebrachten Erfahrungen. Das Problem ist inzwischen gelöst und die Lok läuft wieder. Den kurzen Achsstummel konnte ich verlängern, indem ich die Achse etwas weiter durch den Motor in Richtung Ritzel "geschoben" habe.

Wie Du bereits sagtest, ist die Achse nicht fest mit Anker und Kollektor verbunden.

Gruß

Uwe Ganther


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zuletzt bearbeitet 24.06.2015 | Top

   

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