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Umbau des Arnold ET420 mit Remotorisierung

Überblick

Decoder:	Zimo MX620
Digitalformat:	DCC
Schnittstelle:	Nein
Fräsarbeiten:	Nein

Vorwort

Die Digitalisierung des Arnold ET420 gestaltet sich etwas schwieriger, da für die drei Lampen in jedem Endwagen nur zwei Anschlüsse zur Verfügung stehen. Die metallene Deichsel verbindet einen Anschluss fest mit dem Schienenpotential, der zweite steht in Form eines Anschlusskabels zur Verfügung.

In den Endwagen selbst ist auch praktisch kein Platz, um die Funktionsdecoder "unsichtbar" unterzubringen (dann könnte man einfach die Gleisspannung in die Endwagen führen), vom Kostenfaktor zweier zusätzlicher Funktionsdecoder einmal abgesehen.

Eine mögliche Lösung ist daher das Ziehen zusätzlicher Kabel, wie ich es bei einem ersten Umbau praktiziert habe. Bei Verwendung von Kupferlackdraht lässt sich dieser in der Nut der Deichsel zusätzlich zur Litze verlegen - zwischen den Wagen gibt es dann keine sichtbare Verkabelung. Generell halte ich Lackdraht für solche Zwecke aber für ungeeignet: Durch die ständige Bewegung besteht die Gefahr, dass früher oder später die Lackschicht beschädigt wird. Außerdem lassen sich die zusätzlichen Leitungen im Motorwagen nur schwer verstecken.

Für den im folgenden beschriebenen Umbau habe ich daher nach einer Lösung gesucht, mit den vorhandenen zwei Anschlüssen je Endwagen auszukommen und dabei auch bewusst in Kauf genommen, dass sich so weder eine einseitige Beleuchtung noch ein getrenntes Schalten von Innenbeleuchtung und Stirnlicht realisieren lässt. Der Vorteil meiner Lösung ist allerdings, dass es eben gegenüber dem Originalzustand keine sichtbaren zusätzlichen Leitungen gibt!

Wie bei allen Umbauten, bei denen die Beleuchtung gegen eines der Schienenpotentiale geschaltet ist, wird die volle Helligkeit der 12 V Lampen allerdings nur mit 18 V Gleisspannung erreicht. Wer mit kleinerer Gleisspannung fährt, muss mit etwas dunklerer Beleuchtung leben.

Aufgrund der im Digitalbetrieb schlechten Laufeigenschaften des Modells mit dem originalen Motor habe ich im Zuge des Umbaus auch gleich eine Remotorisierung mit dem entsprechenden Umrüstsatz von sb modellbau vorgenommen. Das teilweise recht kernige Geräusch der sehr langen Antriebsspiralen bleibt teilweise erhalten - da der Glockenankermotor allerdings sehr viel gleichmäßiger läuft, werden die Spiralen deutlich weniger zu Schwingungen angeregt.

Benötigte Teile

1 x sb modellbau 1018 (Motorisierungssatz für ET420)
1 x Zimo MX620 oder anderer Decoder mit Logikpegelausgängen (z. B. Kühn N45)
1 x BCW65 (z. B. Pollin)
1 x BCW67 (z. B. Pollin)
2 x BAT43 o. ä.
1 x 4k7 Ohm
1 x 15k Ohm

Schaltung

Die einfachste Lösung ist, die Beleuchtung jeweils nur während einer Halbwelle zu schalten. Die Gleichrichter in den Endwagen sorgen dann für die Ansteuerung des roten oder weißen Lichts, die Innenbeleuchtung brennt unabhängig davon, während welcher Phase die Beleuchtung geschaltet wird.

Da alle gängigen Decoder allerdings an den Funktionsausgängen lediglich über Low-Side Treiber verfügen (Open Collector / Open Drain Endstufe), müssen wir hier mit etwas zusätzlicher Elektronik nachhelfen. Am einfachsten geht das, wenn ein Decoder mit Logikpegelausgängen zur Verfügung steht - in diesem Falle kommt man mit einer sehr einfachen Schaltung aus:

Arnold 420 - Schaltung

Die Arnold Lampen brauchen bei 12 V je 40 mA, für die 200 mA des gesamten Zuges braucht es ein wenig kräftigere Transistoren. Die verwendeten Transistoren der Typen BCW65 und BCW67, die es zum Zeitpunkt des Umbaus bei Pollin sehr günstig gab, vertragen 800 mA bzw. 1000 mA. Da die BE-Sperrspannung lediglich 5 V beträgt, werden zusätzliche Dioden zum Schutz benötigt. Die hier verwendeten BAT43 hatte ich noch verfügbar, sie werden mit 200mA Dauerstrom aber im Grenzbereich betrieben. Wer gleich auf LED-Beleuchtung umrüstet, sollte allerdings auch am Kollektor jeweils eine zusätzliche Diode vorsehen, damit während der jeweils "falschen" Phase des Gleissignals kein Strom vom Kollektor zur Basis fließt und die LEDs zum "Glimmen" bringt.

Diese kleine Zusatzschaltung kann direkt am Decoder montiert werden:

Arnold 420 - Schaltung

Die Schaltung wird direkt an die Funktionsausgänge FA2 und FA4 angeschlossen. Welche Ausgänge letztlich verwendet werden ist egal, sofern es sich um einen Logikpegel- und einen verstärkten Ausgang handelt.

Einbau des Motors

Der Motorwagen wird komplett zerlegt. Die große Platine im Wagenboden wird ebenso wie die kleinen Platinen im Wagenboden (diese liegen nur lose im Boden) entfernt. Der Motor sollte sicherheitshalber vor dem Einbau geprüft werden. Der Innenwiderstand liegt bei ca.100 ...120 Ohm - der Motor sollte ruhig laufen, auch bei leichtem Druck in Längsrichtung auf die Achse. Ich hatte leider schon Motoren, die einen Wicklungsschluss oder fehlerhafte Lager hatten - es ist recht ärgerlich, wenn so ein Fehler erst nach dem Einbau auffällt. Der Einbau des Motors erfolgt dann gemäß der Anleitung von sb Modellbau, wobei darauf geachtet werden sollte, dass die Drehrichtung bei gleicher Polung der Anschlüsse mit dem originalen Motor übereinstimmt. Die Antriebsspiralen musste ich bei meinen Modellen übrigens nicht kürzen. Die aktuell gelieferten Umbausätze mit kleinerer Schwungmasse haben den Vorteil, dass am Modell keinerlei Fräsarbeiten erforderlich sind:

Es muss lediglich darauf geachtet werden, dass die Schwungmasse beim Einkleben des Motors nicht auf dem dünnen Blechplättchen aufliegt. Die Verkabelung erfolgt dann, wie im folgenden Abschnitt beschrieben.

Weitere Arbeiten

Die kleinen Bleche zur Kontaktierung der Deichseln habe ich ausgebaut und etwas nachgebogen, um die Kontaktsicherheit zu verbessern. Weiterhin wäre jetzt auch die Zeit, Radsätze und Radschleifer zu reinigen und alle Teile sparsam neu zu fetten.

Vorbereitung des Decoders

Während der Klebstoff aushärtet, können Zusatzschaltung und Decoder präpariert werden. Am besten lässt sich der fliegende Aufbau löten, wenn die Bauteile auf einem Streifen Kaptonband aufgeklebt werden (Kapton schmilzt nicht). Das folgende Bild zeigt den fertigen Aufbau (da die Anschlüsse der Transistoren sich nur schlecht löten ließen mit etwas üppigeren Mengen Lot als üblich):

Arnold BR 420

Der Schrumpfschlauch bleibt als Isolation erhalten, lediglich die zusätzlich zu kontaktierenden Pads werden freigelegt. Die nicht benötigten Ausgänge Decoder-Plus, FA0v und FA0r sollten noch abgetrennt werden. Wie man sieht, habe ich bedrahtete Widerstände verwendet (ersatzweise statt 4K7 und 3K6, da ich Ersteren nicht in entsprechend kleiner Bauform hatte). Bei aktuell gekauften SMD-Widerständen brechen in einem fliegenden Aufbau die Kontaktflächen bei mechanischer Belastung allzu schnell ab. Die langen Anschlüsse werden mit etwas 0,5 mm Silikonschlauch gegen Kurzschluss geschützt. Man beachte, dass der BCW67 kopfüber liegt, damit beide Emitter-Anschlüsse nebeneinander liegen. Das untere Kabel an der Transistorschaltung geht später auf Schienenpotential ("Schiene -"), das obere führt zu den Lampen - hier wird später das kleine Kontaktblech angelötet, das in der Inneneinrichtung des Motorwagens eingeklipst ist.

Einbau des Decoders

Nach etwa einer Stunde kann am Wagenboden weitergearbeitet werden. Die große Platine wird nicht mehr benötigt, der Einbauplatz für den Decoder wäre sonst auch etwas zu klein. Da die kleinen Platinen beiderseits der Abdeckplatte nur lose im Wagenboden liegen und hauptsächlich durch die Kontaktfedern der großen Platine gehalten werden, sollten sie bei dieser Gelegenheit mit einem Tropfen Sekundenkleber im Wagenboden fixiert werden. Die Transistorschaltung sollte nun noch mit etwas Kaptonband isoliert werden. Danach kann der vorbereitete Aufbau in den Wagenboden eingesetzt werden:

Wie man sieht, wird "Schiene +" durch das Loch geführt, durch das ursprünglich der Federdraht zu den Pantografen ging, "Schiene -" und das Emitter-seitige Anschlusskabel der Zusatzschaltung gehen zu den kleinen Platinen, die zusätzlich noch miteinander verbunden werden. Das Emitter-seitige Kabel wurde dabei so weit gekürzt, dass Decoder und Zusatzschaltung nicht weiter nach rechts verrutschen können - ein Kurzschluss zwischen den rechten Anschlüssen der Dioden und dem rechts daneben liegenden T-förmigen Abstandshalter ist nicht möglich.

Das Kollektorseitige Kabel wird durch das Loch unter der Lampenfassung nach oben geführt. Dann kann der Wagenboden wieder geschlossen werden.

"Schiene +" wird dann an der nächstliegenden Halteklammer für die Drehgestelle angelötet, siehe Foto beim Motoreinbau. Das Kollektor-seitige Kabel wird dann an das kleine Federblech angeschlossen:

Arnold BR 420

Jetzt kann die Inneneinrichtung wieder eingebaut werden. Das Federblech wird dann eingeklipst. Gegebenenfalls muss die Zunge etwas nachgebogen werden, damit sie den Mittenkontakt der Glühbirne zuverlässig kontaktiert (ursprünglich kam ja noch eine weitere Zunge von der großen Platine). Die von den Deichseln kommenden Anschlusskabel werden dann wieder in den Kabelführungen der Inneneinrichtung verlegt, hinter dem Federblech eingesteckt und ein wenig zusammengefaltet:

Als n ächstes sollte ein kurzer Test auf dem Programmiergleis gemacht werden (die Endwagen werden dafür nicht benötigt). Der Motorwagen sollte sich ohne Kurzschluss-Warnung in Gang setzen lassen. Die Beleuchtung liegt mit der werksseitigen Programmierung auf F2 und F4, bei F2 und F4 gleichzeitig sollte die Lampe nochmals deutlich heller leuchten (bitte nur kurz testen, da je nach Gleisspannung die Leistung um den Faktor zwei größer ist als erlaubt!).

Sofern ein Zimo Decoder verwendet wird, sollte jetzt unbedingt erst einmal ein Firmware-Update durchgeführt werden, da die Behandlung der Logikpegelausgänge in den letzten Verkaufsversionen fehlerhaft war.

Programmierung für Zimo MX620

CV	Wert	CV	Wert	CV	Wert
2	0	10	252	56	55
3	20	27	1 (wenn Lenz ABC	57	0
4	40		erwünscht)	58	255
5	180	33	32	60	200
6	100	34	8	112	0
9	91	35 - 46	0	121 - 123	0
				124	210 (wichtig wegen
					SUSI-Abschaltung)

Die Beleuchtung liegt dann auf F0, der Rangiergang auf F3, wobei beim Rangiergang lediglich die Geschwindigkeit halbiert und Beschleunigung/Verzögerung auf ein Viertel reduziert werden. Bei der Dimmung (CV60) ist etwas experimentieren angesagt, bei 18 V Gleisspannung entspricht CV60=255 zwar der Nennleistung bei 12 V Analogbetrieb, allerdings wurden mir die Dächer doch schon etwas warm, wobei im Analogbetrieb ja auch eher selten mit der vollen Spannung gefahren wird.

Der Triebzug fährt übrigens schon auf Stufe 1 im Rangiergang (bei 28 Fahrstufen und 18 V Gleisspannung) zuverlässig an mit ca. 2 cm/min., selbst bei 128 Fahrstufen setzt sich der Triebzug zuverlässig in Bewegung und man muss dann schon sehr genau hinschauen, um überhaupt zu erkennen, dass er sich bewegt!

Mögliche Probleme

Die äußeren Schleifer der Drehgestelle liegen direkt auf dem Fahrrahmen auf. Mangels einer hochwertigen Kontaktfläche (Fleischmann setzt hier eigens noch einen Messingbolzen in den Fahrrahmen ein) kann es daher passieren, dass diese Schleifer keinen ausreichenden Kontakt bekommen. Verlieren beide Schleifer den Kontakt zum Fahrrahmen, dann fließt bei abgeschalteter Beleuchtung der Strom über die vier parallel geschalteten Birnen der Endwagen und die Birne im Motorwagen zum "Schiene +"-Anschluss des Decoders - erkennbar daran, dass die Glühbirne im Motorwagen beim Anfahren zu leuchten beginnt (in den Endwagen sieht man nichts, da die dortigen Birnen nur ein Fünftel der Spannung erhalten). Wird die Beleuchtung dann eingeschaltet, bekommt der Decoder nur noch während einer Phase des Gleissignals Spannung, der Triebzug wird dann mit einem Surren stehenbleiben.

Ein zusätzliches Kontaktblech (siehe mein Umbaubericht zur Arnold V100) oder eine gelötete Verbindung mit hochflexibler Litze zu den Halteklammern der Drehgestelle sollte Abhilfe schaffen.

Danke an Torsten Lang für die Zusendung.

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