Dienstag 27. Dezember 2016
Maßnahmen gegen Elektroerosion und Funkenerosion

Elektroerosion entsteht dadurch, dass das Rollmaterial der Modellbahn-Anlage beim Kontakt zwischen Schienen und Räder oder dem Kontakt zwischen Mittelleiter und Schleifer Funken produziert.

Ein solcher Schienenschleifwagen sorgt für einen sauberen elektrischen Kontakt und ist damit eine wirkungsvolle Maßnahme gegen unerwünschtes Funken (Foto: LUX Modellbau)

Die Elektroerosion, auch Funkenerosion genannt (von lateinisch erodere = abtragen), ist beim Betrieb einer elektrischen Modelleisenbahn ein unerwünschter physikalischer Verschleisseffekt. Die Elektroerosion (englische Bezeichnung EDM = Electrical Discharge Machining) entsteht dadurch, dass das Rollmaterial der Anlage beim Kontakt zwischen Schienen und Räder oder dem Kontakt zwischen Mittelleiter und Schleifer Funken produziert. Dies können sehr deutlich sichtbare Funken sein, allerdings sind in der Praxis Mikrofunken häufiger, die zwar da sind, aber kaum gesehen werden.

Generell führen ungewünschte elektrische Entladungen (Schaltfunken, Spannungsüberschläge, Lichtbögen) zu Schäden an elektrischen Leitern und Kontakten. Es kommt zum wechselseitigen Materialabtrag, was auch als Kontakt- oder Elektrodenabbrand bezeichnet wird. Besonderes Phänomen hierbei: Die Elektroerosion trägt vorrangig die positive Elektrode ab, wohingegen die negative Elektrode sogar zunehmen kann, was als Elektromigration bezeichnet wird.

Die Elektroerosion betrifft nur Modellbahn-Loks oder -Waggons, die für einen Motor oder eine Beleuchtung Strom aufnehmen. Sie ist umso häufiger und umso schädlicher, je höher die Stromaufnahme des Fahrzeugs ist und je schlechter der mechanische Kontakt zwischen Schiene und Fahrzeuge ist. Das im Jargon auch als Abrissfunken oder Kontaktabbrand bezeichnete Phänomen tritt insbesondere an den Rädern einer Lok auf, wenn sie keine zuverlässige elektrische Verbindung zum Gleis hat, beispielsweise durch verschlissene oder minderqualitative Gleiselemente.

Das Problem der Elektroerosion betrifft Zweileiter-Systeme mit Gleichstrom-Betrieb genauso wie Dreileiter/Mittelleiter-Systeme („Märklin-System“). Der Unterschied liegt im Wesentlichen darin, dass im Mittelleiter-System hauptsächlich die Mittelschleifer betroffen sind, die relativ einfach zu tauschen sind, im Zweileiter-System hingegen sind die Räder betroffen, deren Tausch bei Triebfahrzeugen nicht so trivial ist.

Mit den folgenden Maßnahmen minimieren Sie die Elektroerosion beim Betrieb Ihrer Modelleisenbahn:

1. Absolutes „Basic“ ist ein sauberes und sauber verlegtes Modellbahn-Gleis. Verschmutzungen aller Art fördern den Funkenflug und damit die Funkenerosion. Benutzen Sie zum Reinigen beispielsweise das Modellbahn-Reinigungsöl SR24, Waschbenzin geht auch. Generell sollten Sie nur Reinigungsmittel verwenden, die absolut rückstandsfrei sind.
2. Verwenden Sie am besten von vorne herein ein Gleismaterial mit hoher Qualität. Am besten sind Gleissysteme mit einem Vollprofil, denn die lassen sich zur Not auch mechanisch reinigen.
3. Vorsicht bei alten Gleissystemen wie z.B. PIKO aus der alten DDR-Produktion. Denn hierbei handelt es sich um vernickelte Hohlprofilschienen. Wird bei einer übertriebenen mechanischen Reinigung (Schmirgelpapier) die Vernickelungsschicht beschädigt, wird es zukünftig nur umso mehr funken, weil das Stahlblech dann freiliegt.
4. Vergessen Sie bei der Reinigung die Räder der Lok nicht. Der Handel bietet spezielle Lösungen für die Reinigung der Lokräder an.
5. Absolut sinnvoll ist es, zum Reinigen der Schienen ein Reinigungssystem einzusetzen. Reinigungswaggons mit mechanischen Reinigungspads bieten fast alle namhaften Modellbahn-Hersteller, besonders hochwertige Reinigungssysteme bietet Lux Modellbau.
6. Für die Modellbahner mit einem Märklin-System ist der Mittelschleifer beim Thema Funkenflug besonders zu beachten. Die wirksamste Abhilfe ist der Tausch alter Standard-Schleifer gegen einen modernen Flüsterschleifer.
7. In der Praxis betrifft das Problem der ungewollt funkenden Fahrzeuge insbesondere alte Lokomotiv-Modelle. Alte Motoren haben eine signifikant höhere Stromaufnahme, was das Problem der Funkenerosion verstärkt. Es ist daher bei alten Fahrzeugen wichtig, den Motor zu reinigen und Verschleißteile (Kohlen, Kontakte) zu ersetzen. In manchen Fällen bringt auch erst eine komplette Remotorisierung den gewünschten Erfolg und gleichzeitig eine drastische Verbesserung der Fahreigenschaften.
8. Bei den Gleichstrom/Zweileiter-Modellbahn-Systemen (TRIX, Fleischmann, Roco, PIKO, TILLIG u.v.m.) lauert noch eine weitere Falle: In diesem System haben alle Fahrzeuge isolierte Radsätze. Wenn nach einer Reparatur ein Radsatz verkehrt herum eingesetzt wurde, kann es ebenfalls funken. Es müssen beispielsweise bei einem beleuchteten Reisezugwaggon pro Drehgestell beide Radsätze immer auf derselben Seite isoliert sein, denn jedes Drehgestell nimmt nur von der Schiene an einer Seite den Strom ab. Meist kann man bei genauem Hinsehen die schwarze Isoliertülle im Rad erkennen und den Einbaufehler leicht korrigieren.

Medienempfehlungen

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Mikrosenkerosion auf konventionellen Erodiermaschinen (Berichte aus der Produktionstechnik)

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