01.12.+ 02.12.2024 Tag der Modellbahn im Binnenschifffahrtsmuseum in Duisburg - Ruhrort

Uhrwerke mit manueller Regulierung

#1 von Rhombe , 19.08.2021 00:11

Hallo,

Im Thread um die schöne, neue TM 1020 von Rolf, ging es auch -neberher- immer um Uhrwerke mit manuellem Eingriff in die Regulierung, d.h. Geschwindigkeitsregulierung der Lok. Während Walker-Fenn am oberen Ende der Kompetenz-Skala rangiert, gibt es auch etwas schlichtere Lösungen. Vielleicht, ist das ganz interessant, wenn ich hier mal ein, zwei vorstelle. Es können auch ruhig mehr dazu stossen.

Heute habe ich ein Uhrwerk bekommen, dass mir neu ist. Die Platinen sind -grössentechnisch- ziemlich exakt denen der Werke der R920/E920, aber: verschraubte Platinen, nicht schlecht. Hier mit 36mm Rädern ausgestattet:


Der mechanische Aufbau ist ähnlich, aber es gibt auch deutliche Unterschiede. Das "920´er" Werk ist breiter (auch die Feder), wirkt weniger verspielt, ich möchte sagen: schlichter, auch effizienter, die Richtungsumschaltung unterscheidet sich sehr deutlich voneinander, die Bremse arbeitet nach dem gleichen Prinzip und auch Grundaufbau:


Am Bremshebel des manuell geregelten Werkes ist oben eine Platte angenietet. So kann man von oben -durch Druck die Bremse auslösen oder den Metallkeil sanfter gegen den Messingkonus drücken. Man merkt allerdings schon beim Anblick, dass ist sehr, sehr ungenau und wenig feinfühlig. Die Realität: die Blechfläche hemmt den Messingkonus ein (mini)wenig, oder verkleilt ihn komplett:


Noch als Bonus: Die Umsteuerung, sie liegt Aussen, ist bei meinem Werk allerdings sehr lose. Hier auch ein schönes Beispiel für die These, immer schön ölen erspart das säubern, der abrasive Schmodder hat fast einen ganzen Millimeter Radialspiel der Antriebswelle hinterlassen, nicht der beste Plan:


Viele Grüsse, Daniel


 
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RE: Uhrwerke mit manueller Regulierung

#2 von Rhombe , 21.08.2021 21:05

Hallo,

Ich mache weiter, mit einem Werk einer Märklin V1020. Die Einstellung der Geschwindigkeit erfolgt da über die klassische Masche mit Friktion, es ist ein separater Mechanismus mit eigenem Bedienhebel. Das Federwerk ist also ein wirklich manuell einstellbares -langsam oder schnelllaufendes- Werk.

Es ist riesig, ein Koffer, der auch ein 920´er Federwerk (rechts) kompakt aussehen lässt:


Etwas schmaler als das 920´er (oben), aber vollgestopft mit bulliger Mechanik:


Es fällt eh auf, dass bei diesem Werk nicht gespart wurde, verschraubte Platinen, die Richtungsumschaltung mit doppeltem Hebelsystem, federnd gelagert - also an den Endpunkten gedämpft, der Fliehkraftregler - massiv, fast ein halber Windfang:


Die Mechanik der Geschwindigkeitsregelung setzt die Zug-/Druckkräfte des Hebels in eine Schwenkbewegung des Hebelarms mit dem Stempel um:


Der Lederstempel wird seitlich auf die -vielleicht 35 Grad- angeschrägte Kante der Bremsscheibe gedrückt:


Das Prinzip kennen viele von einer Stempelbremse z.B. beim Fahrrad. Allerdings ist die Sache quasie invertiert, der Stempel wird eingestellt und ist dann fix, das Rad drückt nämlich gegen den Stempel und nicht umgekehrt:


Die Gewichte haben eine kleine "Nase" an der inneren Seite ihres Hebelarmes, die bei Auslenkung der Gewichte (durch die Zentrifugalkraft) die Bremsscheibe in Richtung des Stempels drückt:


Die Bremsscheibe, die verschiebbar auf der Welle gelagert ist, wird in die Mitte des Werkes gedrückt. Die Schraubenfeder auf der Welle dient als Gegenkraft:


Das Leder bei meinem Bremsschuh ist schon ziemlich verbraucht, es muss erneuert werden, aber das soll hier nicht stören.
Ich versuche auch noch, an ein altes Grammophonwerk zu kommen, mit einem Walker - Fenn - artigem Regler, dann kann man das Prinzip auch einmal dagegen stellen. Umgebaute Werke davon habe ich leider nicht.

Viele Grüsse, Daniel


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RE: Uhrwerke mit manueller Regulierung

#3 von koef2 , 27.08.2021 21:09

Hallo Daniel,

Schöne aussagekräftige Bilder und gute Erläuterungen.

Herzlichen Dank


Viele Grüße
Kai
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- - - -

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RE: Uhrwerke mit manueller Regulierung

#4 von Rhombe , 28.01.2023 14:36

Hallo,

Kommen wir zur Königsklasse, bei den Uhrwerkeisenbahnen die C-gekuppelten Triebwerke. Märklin nutzte diese Werke schon erstaunlich früh - schon vor WK1 - in der Spur 0, da ich hier eine gewisse Anzahl an Werken zur Verfügung hatte, möchte ich auch einen kleinen chronologischen Ablauf aufzeigen.
Vorweg möchte ich an dieser Stelle Forumskollege Rolf (Blechnullo) sehr herzlich danken, alle gezeigten Werke stellte er mir zur Verfügung und lies mich so vertrauensvoll einen sehr tiefen Einblick in die Materie gewähren. Möglichst viel davon möchte ich hier weitergeben. Vielen Dank dafür, Rolf!

Die dreifach gekuppelten Werke sind Ableitungen der B-Kuppler, im Prinzip eine gestreckte Version, hier ein sehr früher Vertreter, die -sagen wir- erste Generation. Man erkennt, dass am Konzept der Uhrwerke nichts verändert wurde, die aussen wirkende Klauenbremse, die Umschaltung, alles Identisch zum zweiachsigen Werk:


Innen ist das Werk schlicht, aber extrem massiv gebaut, die Zahnräder bullig aus dem vollen gefräst. Nicht die ganz grosse Kunst, aber solide, die Regulierung übernimmt ein Fliehkraftregler - oben links im Bild. Die Umschaltung über eine Wippe, die die Zahnradpaarung anwählt:


Eine Besonderheit der C-Kuppler mit Uhrwerk, so wirklich echte dreifach gekuppelte Triebwerke waren es garnicht, vermutlich aus Gründen der Fahrstabilität waren die mittleren Achsen minimal höher gesetzt, wirkten also überhaupt nicht auf dem Gleis. Dadurch, dass die mittlere Achse ohne starren Durchtrieb und noch dazu leicht höher aufgehangen war, war sie eher ein Mitläufer:



So, nun zum eigentlichen Thema, die Regulierung. schon ziemlich zeitnah nach der Einführung dieser C-Kuppler erfolgte, noch innerhalb des 1. Weltkrieges, eine Überarbeitung. Märklin änderte die Bremse und trennte sich von der aussen liegenden Bremse hin zu einer innen verbauten Reibbremse mit Bremsscheibe auf der Welle des Fliehkraftreglers. Dieses Prinzip blieb bis zum Schluss die Standartbremse. Mit diesem Wechsel wurde auch die erste manuelle Regulierung in der Spur 0 eingeführt:


Auch hier wurden sowohl B- und C-Kuppler nach dem gleichen Prinzip konstruiert, wobei die Entwicklung dieses Mal keine komplette Gleichteilekonstruktion ist:


Ein Blick auf die neue Bremse/Regulierung von oben:


im Inneren, die Kaskade wurde nicht grundlegend verändert, aber u.a. die Übersetzung für den Regler vergrössert:


auch hier verrät der Lichtspalt, Abstand halten:


Die Geschwindigkeitsregelung selber funktioniert über eine Konstruktion mit einer simplen Klauenkupplung zwischen Fliehkraftregler/Bremsscheibe und dem Trieb der Welle. Dadurch bleibt der Kraftschluss erhalten, aber der Regler kann sich auf der Welle trotzdem verschieben. Man kann den Spalt zwischen den beiden "Klauen" auf dem Bild ganz gut erkennen.
Mit höherer Drehzahl drückt der Fliehkraftregler die Bremsscheibe immer weiter hin zur Mitte des Werkes. So kann man den Punkt einstellen, an dem die angeschrägte Fläche der Bremsscheibe den (schwarzen) Bremshebel berührt und dadurch abgebremst wird. die Funktion der "Feststellbremse" erfolgt über komplettes hineindrücken des Bremshebels. Dieser verklemmt sich dann an der geraden Seite der Bremsscheibe und blockiert das Werk:


Die Regulierung der Geschwindigkeit erfolgt über eine Stellschraube, die im Gehäuse der Lok sitzt. Diese Stellschraube wirkt auf die Fläche des Hebelarmes oben am Werk. Eine weitere Anlenkung erfolgt über einen Bedienhebel zum Führerhaus hin, von dort aus wird die Feststellbremse bedient, eine Betätigung vom Gleis aus ist ebenfalls möglich.

Viele Grüsse, Daniel


 
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RE: Uhrwerke mit manueller Regulierung

#5 von Rhombe , 24.02.2023 19:09

Hallo,

Weiter geht es mit der letzten Ausbaustufe der Triebwerke. Märklin brachte im laufe der 20er Jahre des letzten Jahrhunderts eine komplett überarbeitete Version des C-gekuppelten Uhrwerkes heraus samt einer nochmals verbesserten Reguliereinheit. Diese Werke sind komplexer aufgebaut und man merkt den Schritt hin zu deutlich mehr maschinell gefertigten Teilen, wobei man sich damals offensichtlich dazu entschied, den Vorteil der Produktion dem Werk zu Gute kommen zu lassen, es wurde also dadurch besser und nicht billiger.

Hier als Beispiel das Triebwerk einer TK 1020, also der letzten grossen Uhrwerklok von Märklin, die man in Deutschland erwerben konnte:



Man verbesserte die Regulierung nochmals, unter anderem dadurch, dass man die Einheit Breme/Regulierung trennte. Es gab nun zwei Bremsscheiben im Werk und damit Unabhängigkeit. Die Verstellung der Geschwindigkeit erfolge nun also nicht mehr über eine Einschränkung des Weges des Bremshebels mit einer Stellschraube, sondern über einen eigenen Mechanismus mit einem Hebel, der sich oben auf dem Kessel in einem Schlitz verschieben lässt. Dadurch lässt sich der Punkt einstellen, an dem die Bremsscheibe samt Fliehkraftregler den "Metallfinger" berührt und somit dann abgebremst wird. Dieses System arbeitet feinfühliger als das bisher verwendete und man hatte durch den "Schieberegler" auch eine gewisse optische Rückmeldung, in welcher Geschwindigkeit die Lok eingestellt war. Die Bremse funktionierte ohne die Doppelbelastung auch etwas sicherer:


Es gab von diesem Werk auch B-gekuppelte Varianten, allerdings muss ich da zugeben, bin ich nicht in der Lage alles zu benennen und einzuordnen. Es scheint, als ob Märklin das noch weiter voneinander getrennt hatte, der C-kuppler war ein eigenes Werk und am Ende auch einfach zu komplex an Teilen, um überhaupt noch "gekürzt" werden zu können.
Eine entfernte Variante habe ich weiter oben schon aufgeführt, das Werk nutzt den gleichen Umschaltmechanismus und auch die Feder sollte gleich sein, allerdings ist der Geschwindigkeitsregler nochmals etwas anders. Diese Werke wurden z.B. in der Märklin V1020 verbaut.
Mir sind allerdings auch 1B TMN 1020 mit manueller Regulierung aufgefallen mit nochmals kürzeren Platinen und einer -vermutlich- nur 10mm breiten Feder, davon habe ich allerdings noch kein Werk einzeln gesehen.
Hier nochmals ein Bild eines enger verwandten Werkes, der B-gekuppelte Antrieb einer V 1020:


Damit ist dieses Kapitel eigentlich fast beendet, es bleibt - meines Wissens - nur noch die Märklin CER 1020 mit Getriebe über, die man hier aufführen könnte. Da muss man von meiner Seite aus allerdings noch warten, vermutlich auch sehr sehr lange warten.
trotzdem ist hier noch nicht Schluss, es folgt bald noch ein Teil mit einem Spezial, nicht mehr rein Märklin, aber das ist einfach zu gut, um es unter den Teppich zu kehren:



Viele Grüsse, Daniel


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RE: Uhrwerke mit manueller Regulierung

#6 von Rhombe , 26.02.2023 15:53

Hallo,

Ich möchte noch ein Werk vorstellen, dass man zwar nicht mehr Märklin selber zurechnen kann, aber das als "Märklin tuning" eines Veredlers sich trotzdem einen Namen im Tinplate-Universum gemacht hat: das Walker-Fenn Uhrwerk.

Die Marke ansich basiert auf den Resten der Firma Holtzapffel & Co. - ein damals schon alteingesessener Produzent (seit 1794) von Drehmaschinen und Werkzeugen. Allerdings musste der damalige Firmenchef John George Holtzapffel Budd in den 1920´iger Jahren einsehen, dass sich das Geschäftsmodell überlebt hat und so gab er es 1928 auf.
Die Firma wagte einen Neustart im Bereich Gross- und Einzelhandel, vermutlich nicht ganz zufällig stiess auch der Schwager Holtzapffel´s, Herr HAROLD EDWARD WALKER, zur Geschäftsleitung. Ein weiterer Name dieser Tage, Herr HUBERT HENRY FENN, machte mit seinem auftauchen in der Firma die Sache dann komplett.
Walker und Fenn liessen sich 1928 eine neuartige, verbesserte Regulierung für Spielzeuguhrwerke patentieren, die der Art der Regulierung von Grammophonen entsprach. >HIER ist das Patent zum nachlesen<

Als Umbaubasis entschied man sich für das im Beitrag darüber vorgestellte Triebwerk von Märklin:


Die originale Regulierung wurde entfernt, die Platinen beschnitten und ein eigens neu angefertigter Aggregatehalter aus Messingguss in das Werk eingepasst:


Die Regulierung übernahm ein Fliehkraftregler mit 3 Blattfedern und dazugehörigen dicken Gewichten. Es wird oft geschrieben, dass ein Regler AUS einem Grammophon verwendet wurde. Ich bin da anderer Meinung, ich finde, man sollte lieber sagen NACH ART eines Grammophonreglers, weil ich das alles für passend für den Einsatzzweck durchkonstruiert halte. Mit der Historie der Firma im Hintergrund, war es sicher kein Problem, einen Fliehkraftregler selber herzustellen:


Das Regelprinzip ist eigentlich simpel wie effektiv: mit steigender Drehzahl drückt die Zentrifugalkraft die Gewichte nach aussen und die Blattfedern wölben sich. Dadurch verkürzt sich ihre relative Länge und sie ziehen die - lose auf der Reglerwelle mitlaufende Bremsscheibe - mit nach "innen". Die Bremsscheibe trifft dann , früher oder später, auf die Bremse und wird so abgebremst. damit ist die Drehzahl und somit die Geschwindigkeit limitiert. Hinweis, dieses Werk ist da diesbezüglich nicht ganz OK, es fehlt das Lederstück, das als Bremsbelag dient:


Der Bremsschuh lässt sich, über eine Wippe, mit Hilfe der Regulierschraube einstellen.

Die "Verbindung" zum originalen Teil des Werkes stellt eine Schneckenradverbindung her, etwas eigenwillig konstruiert, ein halber Hyboid:



Hier eine kleine Animation des Reglers bei der Arbeit:


Wer sich dafür interessiert, ich habe hier noch eine etwas längere Version hinterlegt, Vorsicht das Gif hat 25 Megabyte, laden kann also einen Moment dauern: >Hier klicken<

Da Walker und Fenn nicht nur die Triebwerke von Märklin nutzten, sondern komplette Loks (z.B. die TM1020) nutzten, vermute ich, dass dieses Kapitel mit dem Ende der Produktion der TM 1020 schon wieder endete, wobei ich nicht weiss, ob sie sich die Loks bei Märklin selber, oder auf dem freien Markt beschafft haben. Bei ersterem könnten sie sich ja auch noch eine grössere Charge zum Abschluss gesichert haben.

Die Spur von Hubert Henry Fenn verliert sich nach diesem Abenteuer. Walker unternahm nach dem 2. Weltkrieg nochmals einen ähnlichen Versuch, John Van Riemsdijk vermarktete sein ähnlich konstruiertes Uhrwerk -er nutzte mutmaßlich Regler aus Nummernschaltern von Telefonen - zusammen mit Harold E. Walker bzw. der Firma Walkers & Holtzapffel.
Van Riemsdijk wandte sich allerdings 1954 anderen Betätigungsfeldern zu, er wurde letztendlich als treibende Kraft hinter der Entstehung des "National Railway Museum" einer breiteren Öffentlichkeit bekannt.

Die grosse Zeit der Uhrwerkeisenbahnen war damals ja eh schon vorbei, kein Wunder, es herrschte ja auch immer verbreiteter das "Wunder der Elektrizität".

An dieser Stelle nochmals ein grosses Dankeschön an Rolf (Blechnullo), der mir auch hier die Möglichkeit gab, über dieses faszinierende Stück Modelleisenbahngeschichte zu berichten!

Viele Grüsse, Daniel


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RE: Uhrwerke mit manueller Regulierung

#7 von Blechnullo , 26.02.2023 16:09

Hallo Daniel,

eine super Dokumentation hast Du hier geschaffen!

Hut ab, vor dieser Arbeit!

Hier noch ein ganz kleiner Beitrag zur letzt genannten TM 1020 WF in Aktion.

https://youtu.be/0EbnUtR4ojc

Schönen Sonntag noch, Rolf


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RE: Uhrwerke mit manueller Regulierung

#8 von Blechnullo , 26.02.2023 16:26

Hallo Interessenten,

Wenn Ihr bei diesem Link ganz nach unten geht, findet sich noch eine Lok, nämlich die TG 1020 WF.

Gleiche Regelung jedoch auf einem Fahrwerk mit 40er Rädern und etwas anderer Anordnung.

https://www.binnsroad.co.uk/railways/walkerfenn/index.html

Diese Lok gibt es mit und ohne Pleuelstangen.

Gruß Rolf


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RE: Uhrwerke mit manueller Regulierung

#9 von Rhombe , 26.02.2023 21:32

Hallo Rolf,

Weiss man eigentlich, was dass für eine Lok bei Märklin selber war? Vom Fahrwerk her ist die Sache klar, die Rauchkammertür oder die Pfeife(n), die würde ich auch in Richtung Märklin schieben, aber der Rest sieht schon -sagen wir- speziell aus. Kann es sein, dass das der Nachfolger der TM war und man nur noch gewisse Teile von Märklin bekam und keine ganzen Loks mehr?

Bei der verlinkten rein schwarzen Lok würde ich vermuten, so seltsam angeknabbert, wie der Hauptrahmen gerade in dem betreffenden Bereich ausschaut, könnten bei der Lok früher auch einmal Zylinder in Spiel gewesen sein... aber nur Spekulation meinerseits

Viele Grüsse, Daniel


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RE: Uhrwerke mit manueller Regulierung

#10 von Blechnullo , 26.02.2023 21:57

Hallo Daniel,

Nehme stark an, das dieses Gehäuse für die TG 1020 speziell für Walker-Fenn hergestellt wurde.

Das Fahrwerk ist identisch mit dem TK-Fahrwerk jedoch ohne den Nachläufer.

Vielleicht kann Bodo (Eugen&Karl) etwas dazu sagen?

Gruß Rolf


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RE: Uhrwerke mit manueller Regulierung

#11 von Blechnullo , 29.10.2023 20:44

Hallo zusammen,

Erlaube mir den schönen Bericht von Daniel noch etwas zu erweitern.

Habe heute eine Lok ersteigert die dieses Fahrwerk eingebaut hat.

Es ist ebenfalls die letzte TK 1020er Version jedoch mit 40er Rädern.

Hier konnte Walker Fenn sich noch besser austoben, da etwas mehr Platz vorhanden ist als bei der TM.



Um welche Lok es sich handelt wird in einem gesonderten Bericht erklärt.

Gruß aus dem Saarland.

Rolf


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