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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung der in einem Energiespeicher einer digital betriebenen Modellbahn-Lokomotive gespeicherten elektrischen Energie mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Antriebssystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 7 und einer Modellbahn-Lokomotive mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 11.
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Der Begriff Modellbahn-Lokomotive steht dabei allgemein für motorgetriebene Schienenfahrzeuge für Modellanlagen, umfasst also nicht nur klassische Lokomotiven, sondern auch andere Arten von Triebfahrzeugen, die einen elektrischen Motor aufweisen und digital angesteuert werden können.
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Modellbahn-Lokomotiven werden in der Regel über die Schiene mit elektrischer Energie versorgt. Dies geschieht entweder direkt über die beiden Schienenprofile oder auch über sogenannte Dreileitersysteme, bei denen die eine Stromzuführung über einen zusätzlichen Mittelleiter geschieht, während über zumindest eines der Schienenprofile die andere Leitung dargestellt wird. Bekannt ist dabei auch, eine Stromzuführung über eine elektrisch funktionierende Oberleitung zu realisieren. Dies wird dabei ebenfalls als Energieversorgung über die Schiene angesehen.
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Ein systembedingtes Problem ist dabei die elektrische Kontaktsicherheit. Insbesondere im Bereich von Funktionsgleisen wie Weichen oder Kreuzungen muss, um einen Kurzschluss zu vermeiden, eine Unterbrechung der Schienenprofile beziehungsweise des Mittelleiters erfolgen. Bei Dreileitersystemen muss beispielsweise im Bereich von Weichen ein der Stromaufnahme durch die Modellbahn-Lokomotive dienender Schleifer angehoben werden, um über die Schienenprofile, die den zweiten Strompfad bilden, ohne Kurzschluss hinweggleiten zu können.
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Dabei kommt es zu Unterbrechungen der Energieversorgung der Modellbahn-Lokomotive aufgrund der Unterbrechung des Stromflusses zu den Rädern oder Stromabnehmern der Modellbahn-Lokomotive.
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Insbesondere betroffen von derartigen Kontaktproblemen sind Modellbahn-Lokomotiven mit wenig Stromaufnahmestellen, insbesondere wenigen Achsen und/oder einem geringen Gewicht. Dementsprechend treten derartige Kontaktprobleme relativ häufig bei zweiachsigen Modellbahn-Lokomotiven insbesondere kleinerer Baugrößen auf.
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Dies führt dazu, dass diese Modellbahn-Lokomotiven häufig nur mit erhöhter Geschwindigkeit fahren können, um die Bereiche mit Kontaktproblemen, wie beispielsweise eine Weiche, überbrücken zu können.
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Es ist auch bekannt, Modellbahn-Lokomotiven mit mechanischen Schwungmassen zu versehen, um eine mechanische Trägheit zu erhöhen und so über die Bereiche mit Kontaktproblemen rollen zu können. Dafür ist allerdings immer eine gewisse Geschwindigkeit der Modellbahn-Lokomotive erforderlich. Bei geringen Massen und/oder niedrigen Geschwindigkeiten, wie beispielsweise im Rangierbetrieb, ist dabei eine sichere Überquerung der Bereiche mit Kontaktproblemen aber nicht zuverlässig zu gewährleisten.
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Eine andere Lösung sieht vor, zusätzliche elektrische Energiespeicher zu verwenden. In
DE 35 31 315 A1 ist beispielsweise für eine mit Gleichspannung betriebene elektrische Modellbahn-Lokomotive vorgesehen, einen elektrischen Energiespeicher wie einen Kondensator einzusetzen, um ein sanfteres Auslaufen bei Stromausfall zu erreichen. Dadurch soll zunächst ein sanftes Auslaufen im Falle einer gewollten Störung der Energieversorgung, die zum Halt der Modellbahn-Lokomotive führen soll, erreicht werden. Als positiver Nebeneffekt hat sich dabei herausgestellt, dass mit Hilfe der durch den Energiespeicher zur Verfügung gestellten Energie auch ungewollte Unterbrechungen der Energieversorgung, die durch Kontaktprobleme hervorgerufen werden, überbrückt werden.
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In
DE 103 45 283 B4 wird nun das Prinzip der Verwendung eines elektrischen Energiespeichers weiterentwickelt und dort für den Einsatz bei digital betriebenen Modellbahn-Lokomotiven beschrieben, wobei bei Auftreten einer Störung der Energieversorgung eine Stromversorgung des Motors der Modellbahn-Lokomotive über den Energiespeicher erfolgt. Der Decoder der Modellbahn-Lokomotive sorgt dabei für eine Weiterfahrt der Modellbahn-Lokomotive mit konstanter Geschwindigkeit, bis ein ausreichender Kontakt zwischen Rad und Schienenprofil wieder hergestellt ist und damit die Energieversorgung gesichert ist. Mit Hilfe des zusätzlichen Energiespeichers in Kombination mit dem für den Digitalbetrieb ohnehin erforderlichen Decoder wird also eine unterbrechungsfreie, spannungsstabile Stromversorgung realisiert. Ein Wiederaufladen des Energiespeichers erfolgt dann über die Energieversorgung aus der Schiene, sobald die Störung behoben ist.
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Durch diese Vorgehensweisen können typische Kontaktprobleme weitgehend überwunden werden, solange die Modellbahn-Lokomotiven mit einer gewissen Mindestgeschwindigkeit fahren. Allerdings ist bei langsamer Fahrt der Modellbahn-Lokomotive nicht immer gewährleistet, dass beispielsweise eine gesamte Weiche oder Weichenstraße und damit ein Bereich, in dem eine Störung der Energieversorgung auftritt, überbrückt werden kann, bevor der Energiespeicher vollständig geleert ist. Dementsprechend wird häufig von einem Bediener die Geschwindigkeit der Modellbahn-Lokomotive erhöht, wenn diese eine oder mehrere Weichen überfahren soll, bei der bekanntermaßen Kontaktprobleme auftreten.
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Zwar ist es prinzipiell denkbar, größere Energiespeicher zu verwenden. Dies ist allerdings bei den häufig kleinen Baugrößen der Modellbahn-Lokomotiven kaum möglich, da entsprechende Energiespeicher, wie Speicherkondensatoren, nicht ohne weiteres im Inneren der Modellbahn-Lokomotive untergebracht werden können.
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Ein weiteres Problem besteht insbesondere bei Energiespeichern mit großer Kapazität darin, dass bei gewollter Unterbrechung der Energieversorgung, beispielsweise aufgrund eines Nothaltes oder durch einen Signalhalt, der nicht durch digitale Steuerbefehle, sondern durch Abschaltung der Digitalspannung erreicht wird, die Modellbahn-Lokomotiven noch über einen relativ weiten Weg auslaufen. Dies kann beispielsweise dazu führen, dass die für den Signalhalt vorgesehene Strecke überbrückt wird und die Modellbahn-Lokomotive somit das an sich auf Halt stehende Signal überfährt. Im Falle eines Nothaltes kann es zu Kollisionen kommen, da die Modellbahn-Lokomotiven nicht ausreichend schnell angehalten werden können.
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Eine weitere Lösungsmöglichkeit ist beispielsweise aus einer Veröffentlichung zu „Digital Plus“ der Fa. Lenz Elektronik GmbH bekannt („Handbuch Lokdecoder +“, 10/2011, S. 57 – Firmenschrift). Darin ist für eine digital betriebene Modellbahn-Lokomotive eine intelligente Schaltung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung offenbart, die erkennen kann, ob die Störung der Energieversorgung gewollt oder ungewollt ist. Bei einem mit Absicht stromlos geschalteten Gleisabschnitt wird so ein zuverlässiger Halt der Lokomotive erreicht, während bei einer ungewollten Störung die Lokomotive vom Energiespeicher versorgt wird. Die Länge der überbrückbaren Strecke wird dabei nicht beeinflusst, sondern sie hängt ausschließlich von den Eigenschaften des verwendeten Motors sowie des verwendeten Energiespeichers ab. Es wird also nicht generell der Motor der Modellbahn-Lokomotive mit Energie aus dem elektrischen Energiespeicher versorgt, sobald eine Störung der Energieversorgung aus den Schienen auftritt, sondern nur dann, wenn es sich um eine ungewollte Störung handelt.
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Ferner wird durch die Fa. Lenz Elektronik GmbH als Alternative eine Möglichkeit genannt, nach der eine gewollte Bremsstrecke einer digital betriebenen Modellbahn-Lokomotive mittels Zeitvorgabe festgelegt werden kann, jedoch ohne erkennbare Unterscheidung zwischen gewollter oder ungewollter Störung („Information GOLDmini +“, 12/2009, S. 22 – Firmenschrift).
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Stands der Technik zu beseitigen und sowohl bei ungewollten Störungen, die in der Regel auf Kontaktproblemen basieren, als auch bei gewollten Störungen, wie beispielsweise einem Signalhalt oder einem Nothalt, eine hohe Betriebssicherheit zu gewährleisten.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Antriebssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 7 und einer Modellbahn-Lokomotive mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen 2 bis 7 und 9 bis 10.
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Bei einem Verfahren zur Nutzung der in einem Energiespeicher einer digital betriebenen Modellbahn-Lokomotive gespeicherten elektrischen Energie, die über eine Schiene mit elektrischer Energie versorgt wird, ist vorgesehen, dass bei einer Störung der Energieversorgung ein Betrieb der Modellbahn-Lokomotive mit elektrischer Energie aus dem Energiespeicher in Abhängigkeit davon gesteuert wird, ob die Störung gewollt oder ungewollt ist.
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Dabei wird also nicht mehr generell der Motor der Modellbahn-Lokomotive mit Energie aus dem elektrischen Energiespeicher versorgt, sobald eine Störung der Energieversorgung aus den Schienen auftritt, sondern nur dann, wenn es sich um eine ungewollte Störung handelt. Dies ist beispielsweise dadurch erkennbar, dass bei ungewollten Störungen weiterhin Spannungsimpulse messbar sind, während bei einer gewollten Störung, also bei einer Unterbrechung der Energieversorgung aufgrund eines Nothaltes oder beispielsweise eines Signalhalts, keine oder nur noch sehr wenige kurze Spannungsspitzen für die Modellbahn-Lokomotive detektierbar sind. Durch ein derartiges Vorgehen können bei ungewollten Störungen relativ lange Überbrückungsstrecken erreicht werden, also Wege, die die Modellbahn-Lokomotive mit der Energie aus dem Energiespeicher zurücklegen kann, wobei gleichzeitig bei einem gewünschten Halt und damit einer gewünschten Störung der Energieversorgung die Modellbahn-Lokomotive relativ schnell auf einer relativ kurzen Strecke zum Stillstand kommt. Damit wird eine hohe Betriebssicherheit erhalten.
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Vorzugsweise werden für den Betrieb der Modellbahn-Lokomotive mit elektrischer Energie aus dem Energiespeicher ein Ladezustand des Energiespeichers und/oder eine Drehzahl mindestens eines elektrischen Motors der Modellbahn-Lokomotive berücksichtigt, wobei die Drehzahl insbesondere aus der Motor-EMK abgeleitet wird. Durch Kenntnis vom Ladezustand des Energiespeichers, der bei gesicherter Energieversorgung über die Schienen wieder aufgeladen wird, kann bei Kenntnis über die Geschwindigkeit der Modellbahn-Lokomotive, die über die Drehzahl des Motors ermittelbar ist, eine theoretische Überbrückungsstrecke berechnet werden, die die Modellbahn-Lokomotive bei gleichbleibender Geschwindigkeit und Versorgung aus dem Energiespeicher noch zurücklegen kann. Bei einer gewollten Störung kann so beispielsweise vorgesehen werden, die Energieversorgung aus dem Energiespeicher zu begrenzen, um nach relativ kurzer Zeit einen Halt der Modellbahn-Lokomotive zu bewirken.
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Dabei ist besonders bevorzugt, dass bei einer ungewollten Störung der Energieversorgung beispielsweise aufgrund von Kontaktproblemen im Bereich einer Weiche oder einer Weichenstraße eine Geschwindigkeit der Modellbahn-Lokomotive derart angepasst wird, dass die Modellbahn-Lokomotive mit der im Energiespeicher gespeicherten Energie zumindest noch eine insbesondere vorgebbare Überbrückungsstrecke durchfahren kann. Die erforderliche Überbrückungsstrecke kann beispielsweise durch einen Bediener mittels Ausprobieren ermittelt und dann hinterlegt werden. Die Geschwindigkeit der Modellbahn-Lokomotive hat dabei nicht nur einen Einfluss auf den Energiebedarf der Modellbahn-Lokomotive, sondern auch auf die Länge der Überbrückungsstrecke. Durch eine variable Geschwindigkeit, die beispielsweise automatisch vom Decoder der Modellbahn-Lokomotive angepasst wird, können so Bereiche mit Kontaktproblemen sicher überfahren werden.
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Indem nun die Energieversorgung der Modellbahn-Lokomotive aus ihrem Energiespeicher in Abhängigkeit sowohl von der Geschwindigkeit als auch von der mindestens zu überbrückenden Überbrückungsstrecke erfolgt, wird eine optimale Regelung des Energieverbrauchs erreicht.
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Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass bei einem Ladezustand des Energiespeichers und einer Geschwindigkeit der Modellbahn-Lokomotive, mit denen bei gleichbleibender Geschwindigkeit die insbesondere hinterlegte Überbrückungsstrecke nicht durchfahrbar wäre, die Geschwindigkeit erhöht wird. Dabei wird ausgenutzt, dass durch die höhere Geschwindigkeit in kürzerer Zeit eine größere Strecke zurückgelegt wird und so nach kürzerer Zeit wieder ein Bereich erreicht wird, der einen besseren Kontakt gewährleistet und damit die Störung beseitigt. Eine Überlebenszeit des oder der Energiespeicher kann dann relativ gering sein. Beim Auftreten einer ungewollten Störung, also bei Kontaktproblemen, erfolgt also eine Beschleunigung der Modellbahn-Lokomotive auf eine insbesondere vorgebbare Geschwindigkeit, bis die Störung beseitigt ist oder der Energiespeicher geleert ist. Die Geschwindigkeit kann dabei von einem Bediener so bemessen und im Decoder hinterlegt werden, dass die Modellbahn-Lokomotive die schwierigsten Stellen seiner Modellbahnanlage noch überfahren kann.
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Um eine ungewünschte Beschleunigung bei nur kurzzeitig auftretenden ungewollten Störungen zu vermeiden, kann insbesondere vorgesehen werden, dass bei einem Ladezustand des Energiespeichers und einer Geschwindigkeit der Modellbahn-Lokomotive, mit denen bei gleichbleibender Geschwindigkeit die Überbrückungsstrecke nicht durchfahrbar wäre, bei einer ausreichenden Auffüllung des Energiespeichers durch kurzzeitige Energieversorgung aus der Schiene die Geschwindigkeit konstant bleibt. Häufig ist es auch bei Strecken mit Kontaktproblemen so, dass kurzfristig eine Energieversorgung erfolgt, die zu einer Verlängerung der tatsächlich möglichen Überbrückungsstrecke führt. Eine Beschleunigung der Modellbahn-Lokomotive beziehungsweise Erhöhung der Geschwindigkeit ist dann nicht erforderlich. Durch Weiterfahrt mit konstanter Geschwindigkeit wird dann ein besserer Betriebsablauf erreicht.
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Vorzugsweise werden bei einem Ladezustand des Energiespeichers und einer Geschwindigkeit der Modellbahn-Lokomotive, mit denen bei gleichbleibender Geschwindigkeit die Überbrückungsstrecke nicht durchfahrbar wäre, Verbraucher der Modellbahn-Lokomotive abgeschaltet. Die vom Energiespeicher bereitgestellte elektrische Energie dient dann im Wesentlichen dazu, den Motor der Modellbahn-Lokomotive zu versorgen. Durch das Abschalten zusätzlicher Verbraucher, wie beispielsweise einer Beleuchtung oder einer Geräuschelektronik, steht dann dafür mehr Energie zur Verfügung, sodass eine tatsächliche durchfahrbare Überbrückungsstrecke verlängert wird.
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Bevorzugterweise wird bei einer gewollten Störung der Energieversorgung die Modellbahn-Lokomotive innerhalb einer insbesondere vorgebbaren Bremsstrecke angehalten. Bei einer gewollten Störung, wie beispielsweise bei einem generellen Nothalt oder einem Signalhalt, wird die Modellbahn-Lokomotive also innerhalb einer vorgebbaren Bremsstrecke angehalten und gelangt nicht, wie üblich, erst nach Leeren des Energiespeichers zum Stillstand. Aus der Drehzahl des Motors können Informationen zur aktuellen Geschwindigkeit erhalten werden, sodass es möglich ist, die Modellbahn-Lokomotive innerhalb der gewünschten Bremsstrecke anzuhalten. Entsprechende Berechnungen können dabei vom Decoder der Modellbahn-Lokomotive durchgeführt werden. Zu lange Ausrollwege, die zum Überfahren von Signalen oder Kollisionen im Fall von einem Nothalt führen könnten, werden so verhindert. Insbesondere wird dabei nur ein Teil der im Energiespeicher vorhandenen elektrischen Energie verwendet, um die Modellbahn-Lokomotive innerhalb einer vorgegebenen Bremsstrecke und/oder Zeit bis zum Stillstand abzubremsen.
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Bei einem Antriebssystem für elektromotorisch antreibbare Modellbahn-Lokomotiven, das einen elektrischen Motor, einen Decoder zur Motorregelung und einen elektrischen Energiespeicher aufweist, wobei durch den Decoder digitale Steuerbefehle empfangbar sind, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Modellbahn-Lokomotive durch den Decoder bei einer Störung der elektrischen Energieversorgung automatisch nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 steuerbar ist. Durch ein derartiges Antriebssystem wird also eine hohe Betriebssicherheit erreicht, da zum einen im Fall von ungewollten Störungen eine ausreichend lange Überbrückungsstrecke durchfahrbar ist, um beispielsweise Bereiche mit Kontaktproblemen, wie Weichen oder Kreuzungen, sicher überfahren zu können, wobei zum Anderen im Fall einer gewollten Störung der Energieversorgung ein ausreichend schneller Halt der Modellbahn-Lokomotive erreicht wird.
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Erfindungsgemäß wird also unterschieden, ob es eine gewollte oder ungewollte Störung der Energieversorgung ist. Insbesondere wird in Abhängigkeit davon durch den Decoder eine Geschwindigkeit des Antriebssystems bzw. der Modellbahn-Lokomotive variiert.
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Dabei ist besonders bevorzugt, dass durch den Decoder ein Ladezustand des Energiespeichers ermittelbar ist und/oder eine Drehzahl des Motors erfassbar ist. Daraus ist es für den Decoder ableitbar, mit welcher Geschwindigkeit die Modellbahn-Lokomotive betrieben wird und welche Überbrückungsstrecken bei Energieversorgung aus dem Energiespeicher je nach Geschwindigkeit überbrückt werden können. Dementsprechend kann der Decoder dann entscheiden, ob eine Erhöhung der Drehzahl des Motors und damit einer Beschleunigung der Modellbahn-Lokomotive erforderlich ist, um die gewünschte bzw. hinterlegte Überbrückungsstrecke bei bekanntem Ladezustand des Energiespeichers zu überbrücken, oder ob die Modellbahn-Lokomotive mit konstanter Geschwindigkeit weiter betrieben werden kann. Gegebenenfalls können durch den Decoder auch weitere Maßnahmen ergriffen werden.
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Vorzugsweise weist der Decoder Messeingänge zur Erfassung einer elektrischen Schienenspannung auf, wobei der Decoder anhand der an den Messeingängen anliegenden Schienenspannung eine Störung erkennt und beurteilt. Der Decoder erkennt also automatisch, ob es sich um einen gewollte oder ungewollte Störung der Energieversorgung handelt und steuert den Betrieb der Modellbahn-Lokomotive dann entsprechend. Bei ungewollten Störungen sind an den Messeingängen üblicherweise immer wieder kurze Spannungsspitzen detektierbar, die vom Decoder bis in den Bereich von Mikrosekunden ausgewertet werden können. Aufgrund deren Häufigkeit und Verteilung kann der Decoder dann entscheiden, ob es sich um eine ungewollte Störung beispielsweise aufgrund von Kontaktproblemen handelt. Dann wird der Decoder versuchen, die Modellbahn-Lokomotive so weiter zu betreiben, dass sie weiterfährt und nicht gebremst wird. Im Falle einer gewollten Störung treten derartige kurze Spannungsspitzen nicht oder kaum auf, sodass der Decoder erkennt, dass es sich um eine gewollte Störung handelt. Durch den Decoder wird dann beispielsweise durch eine Begrenzung der Überlebenszeit oder durch Vorgabe einer entsprechenden Bremsstrecke ein relativ schneller Halt der Modellbahn-Lokomotive bewirkt.
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In einer bevorzugten Weiterbildung weist der Decoder schaltbare Versorgungsausgänge für elektrische Verbraucher auf. Um die Länge einer möglichen Überbrückungsstrecke bei Versorgung des Motors der Modellbahn-Lokomotive aus dem Energiespeicher zu bewirken, kann über den Decoder so ein Abschalten der zusätzlichen Verbraucher, wie beispielsweise einer Beleuchtung oder einer Geräuschelektronik, erfolgen. Nahezu die gesamte im Energiespeicher gespeicherte elektrische Energie steht dann für den Betrieb der Modellbahn-Lokomotive, also für deren Weiterfahrt, zur Verfügung.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch eine Modellbahn-Lokomotive mit einem Antriebssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10 zur Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 gelöst. Eine derartige Modellbahn-Lokomotive bietet eine hohe Betriebssicherheit und ermöglicht zum einen das Überfahren von Bereichen mit Kontaktproblemen, ohne andererseits bei gewollten Unterbrechungen der Energieversorgung ungehindert weiter zu fahren.
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Merkmale und Vorteile, die im Zusammenhang mit dem Verfahren, dem Antriebssystem und/oder der Modellbahn-Lokomotive beschrieben sind, sind gegenseitig übertragbar.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigt:
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1 einen schematischen Verfahrensablauf.
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Beim Auftreten einer Störung 1, die über einen Decoder einer digital betriebenen Modellbahn-Lokomotive erfasst wird, indem dieser eine elektrische Spannungsversorgung überwacht, erfolgt eine Entscheidungsfindung 2 durch den Decoder. Der Decoder ermittelt dabei, ob es eine gewollte Störung 3 ist, also beispielsweise eine Unterbrechung der Energieversorgung aufgrund eines Nothaltes, oder ob es eine ungewollte Störung 4 der Energieversorgung ist, beispielsweise aufgrund von Kontaktproblemen auf einer Weiche. Dies kann der Decoder beispielsweise durch Überwachung der Schienenspannung durchführen, da bei ungewollten Störungen im Unterschied zu gewollten Störungen in der Regel weiterhin kurze Spannungsspitzen detektierbar sind.
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Falls diese Spannungsspitzen auftreten, ist dies für den Decoder ein Zeichen, dass es sich um eine ungewollte Störung handelt und somit ein weiterer Betrieb der Modellbahn-Lokomotive gewünscht ist. Aus der ihm bekannten Drehzahl des Motors sowie dem Ladezustand des Energiespeichers, der in die Modellbahn-Lokomotive integriert ist, kann der Decoder dann berechnen, über welche Überbrückungsstrecke die Modellbahn-Lokomotive noch verfahren werden kann, wenn keine externe Energie mehr zugeführt wird und die Geschwindigkeit konstant gehalten wird. Kommt er zu dem Schluss, dass diese Überbrückungsstrecke kleiner als eine insbesondere vorgegebene Überbrückungsstrecke ist, kann er weitere Maßnahmen ergreifen, beispielsweise die Geschwindigkeit der Modellbahn-Lokomotive erhöhen und/oder zusätzliche Verbraucher ausschalten, also von der Energieversorgung durch den Energiespeicher ausnehmen.
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Kommt hingegen der Decoder zu der Entscheidung, dass es sich um eine gewollte Unterbrechung der Energieversorgung handelt, bewirkt er ein Anhalten der Modellbahn-Lokomotive innerhalb einer vorgegebenen Zeit und/oder einer vorgegebenen Bremsstrecke. Damit ist sichergestellt, dass auch im Fall eines Nothaltes keine weiten Strecken mehr durch die Modellbahn-Lokomotive zurückgelegt werden.
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Erfindungsgemäß wird damit das Problem gelöst, dass insbesondere bei geringen Geschwindigkeiten der Modellbahn-Lokomotiven lange Überlebenszeiten gewünscht sind und damit eine große Kapazität bzw. Überlebenszeit der Energiespeicher, während im Fall von gewünschten Unterbrechungen beziehungsweise Störungen der Energieversorgung zur Vermeidung von zu langen Ausrollstrecken eher kleinere Energiespeicher mit geringen Überlebenszeiten vorteilhaft ist.
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Bei einer beispielsweise im Rangierbetrieb betriebenen digitalen Modellbahn-Lokomotive wird diese mit ca. 6,4 mm/s bewegt, was einer Vorbildgeschwindigkeit von 2 km/h entspricht. Bei einer Länge einer Weiche von ca. 11 cm, die als Strecke mit Kontaktproblemen definiert wird, also die zu überwindende Überbrückungsstrecke darstellt, müsste die Modellbahn-Lokomotive also für ca. 17 Sekunden vom Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt werden. Dies ist allerdings aufgrund der dafür erforderlichen Baugrößen des Energiespeichers, der beispielsweise als Speicherkondensator ausgebildet ist, kaum möglich.
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Bei kleinen Lokomotiven sind vielmehr häufig nur Überlebenszeiten von ca. 4–8 Sekunden erreichbar, dem bei den geringen Geschwindigkeiten im Rangierbetrieb gewünschte Überlebenszeiten von 10–20 Sekunden entgegenstehen.
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Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass über den Decoder, der die Geschwindigkeit der Modellbahn-Lokomotive und den Ladezustand des oder der Energiespeichers erkennt, die Modellbahn-Lokomotive angemessen beschleunigt wird, um die innerhalb der Überlebenszeit zurücklegbare Fahrstrecke zu verlängern, also eine größere Überbrückungsstrecke überbrücken zu können. Die Geschwindigkeit, auf die die Modellbahn-Lokomotive beschleunigt wird, kann dabei vom Bediener vorgegeben und insbesondere so bemessen werden, dass die Modellbahn-Lokomotive auch die schwierigsten Stellen seiner Anlage noch überfahren kann.
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Wenn der Decoder feststellt, dass durch kurzzeitige Energieversorgung aus der Schiene, also kurzzeitige Kontakte, ein ausreichendes Nachladen des Energiespeichers möglich ist, wird der Decoder die Modellbahn-Lokomotive mit konstanter Geschwindigkeit betreiben, also nicht beschleunigen, um einen ästhetischen Fahreindruck zu bewirken.
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Um bei einer gewollten Störung einen zu langen Ausrollweg zu verhindern, der beispielsweise bei einer Überlebenszeit von 5 Sekunden und einer Geschwindigkeit von ca. 19,2 cm/s, die einer Vorbildgeschwindigkeit von 60 km/h entspricht und zu einem Ausrollweg von fast 100 cm führt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Decoder ein vorzeitiges Anhalten der Modellbahn-Lokomotive bewirkt, also den Energiespeicher nicht vollständig entleert. Im einfachsten Fall geschieht dies rein zeitgesteuert. Es ist aber vorteilhaft, einen einstellbaren Bremsweg vorzusehen, wobei der Decoder aus der Drehzahl des Motors eine aktuelle Geschwindigkeit der Modellbahn-Lokomotive ableitet und diese dann innerhalb einer gewünschten Bremsstrecke anhält.
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Durch diese insbesondere von einem im Decoder untergebrachten Mikrocontroller überwachte Nutzung der im Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie und die situationsabhängige Verwendung dieser Energie und Variation der Geschwindigkeit der Modellbahn-Lokomotive ergeben sich nicht nur eine erhöhte Betriebssicherheit, sondern auch Vorteile gegenüber einer klassischen mechanischen Schwungmasse, da diese insbesondere bei langsamer Fahrt der Modellbahn-Lokomotive nicht wirksam ist.
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Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
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Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
