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1

Montag, 14. Juni 2021, 22:25

Kugellager (immer noch) zur Stromübertragung ?

Hallo Forum,

da gerade aktuell neue Fahrzeuge alle Stromabnahme über Kugellager besitzen und durchweg Probleme bei der Beleuchtung und beim Programmieren machten, wird das Thema hier nochmal aufgegriffen. Insbesondere bei den drei eingesetzten bay. Localbahnwagen von km1 (2019 geliefert) hat sich der Effekt im Laufe der Betriebszeit deutlich verstärkt.

Feste elektrische Verbindungen werden durch Verschraubung, Löten, Schweissen, Klemmen oder Quetschen hergestellt, bewegliche Verbindungen immer unter Verwendung von Federkraft wie bei Relais, Schaltwerken, Kollektor, Schleifringen, Stromschienen oder Fahrleitungen. Die Elastitizität ist unabdingbar für einen sicheren Stromübergang. Will man also über Lager oder gar Kugellager Strom übertragen, werden immer zusätzlich Schleifer öder ähnliches benötigt. Lagerspiel, Vibrationen und Lastwechsel verhindern einen permanenten elektrischen Kontakt zwischen Welle und Lageraussenschale. Hinzu kommt, dass alle Lager auch isolierende Schmierfilme aufbauen.

Märklin hat übrigens nach einem Hinweis zum Gläsernen Zug anschliessend alle nachfolgenden Fahrzeuge (ab der E18 ) mit Bronzefedern parallel zu den Kugellagern ausgerüstet.



Korrosion ist ebenfalls ein Faktor, wie in diesem Fall beim Stromübergang von Stahl auf Edelstahl noch zusätzlich begünstigt.

Aber ganz klar: hier ist die Ursache für die extrem starke Korrosion am km1 Radsatz (bay. Lokalbahnwagen, Serie 2019) sicher nur ein Fehler bei der Herstellung, weil man nach dem Drehen bzw. bei der Montage die blanken Stahlflächen nicht mit Fett bzw. Öl geschützt hat. Ansonsten wäre keine nennenswerte Korrosion entstanden!



Aber, man kann genauso klar erkennen, welche Schäden Kriechströme bei ungenügender Kraftschlüssigkeit an den Werkstoffoberflächen verursachen können ! Die Korrosion hat sich in diesem Fall auch durch das Spiel des Zapfens während der Drehbewegung des Rades weiter ausgebreitet. Hier der ganze Bericht (Pos. 1) inkl. Alternativen.

Wer auch an einem Fahrzeug Nachteile bei der Kugellager-Stromaufnahme vermutet, macht einfach den "Piep-Test"



Klar, bei Kugellagern wird es selbst mit hohem Druck über die Prüfspitzten kaum zu einem niederohmigen Durchgang (= Piepen) kommen, aber Werte unterhalb von "unendlich" sollten es schon sein ...
Grüße aus Mannheim und immer Hp 1 (:32)
Andreas

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2

Montag, 14. Juni 2021, 22:54

Hallo Andreas,

es braucht eigentlich nicht viel Erklärung:
KEIN Wälzlagerhersteller lässt Stromübertragung über die Lager zu, im Gegenteil es wird auch vor ungewollten Kriechströmen über die Lager gewarnt.
Lagerschäden wären also ein Gewährleistungsfall ohne Zeitbegrenzung da Konstruktionsfehler.
Um das "Theater" darum zu vermeiden wären Schleifkontakte auf den Halbachsen eine denkbare Lösung?
Gruß aus Lichtenstein (Württ.)

3

Dienstag, 15. Juni 2021, 10:23

Hallo Kollegen,

ich war auch nie Fan dieser Stromabnahme. Warum macht man das?

Ein paar Vermutungen ...

1. Es müssen sowieso Kugellager verbaut werden, damit die Loks schön rollen. Die Kunden fordern das. Also kann ich gleich von dort den Strom abnehmen. Zusätzliche Kosten für Picker entfallen so.

2. Picker benötigen Platz. Man muss sie möglichst an vielen Rädern montieren und das natürlich möglichst "unsichtbar". Das gleiche gilt für etwaige Federkontakte an die Radscheiben oder Radachsen.

3. Es gibt kein "zurück". Würden die Hersteller wieder weg von der Stromabnahme von den Kugellagern gehen, gäbe es in der Gemeinde einen Aufschrei ... ?

Ich habe nur einen begrenzten Überblick über die Produkte von Märklin, KISS, KM-1 und MBW.
Wie schaut es denn mit der Stromabnahme im "höherpreisigen" Segment aus? Also bei Wunder, Dingler, spur1-exklusiv / Fine Models ...usw. ? Verwenden die auch alle Stromabnahme via Kugellager?

Viele Grüße,

Kalle

4

Dienstag, 15. Juni 2021, 11:45

Hallo Kalle,

die Kugellager-Stromabnahme kam von den Herstellern, wohl um die Herstellung zu vereinfachen?
Die Laufeigenschaften eines Fahrzeugs hängen nur geringfügig von der Lagerart ab, hier zählt vor allem die Qualität des Lagermaterials bei Gleitlagern.
Kein Betriebsbahner, also die die ihre Fahrzeuge auch fahren, wird die Stromführung durch die Kugellager befürworten, bei Gleitlagern geht das schon eher wobei auch da der Schmierstoff isoliert.
Hier ein aktuelles Statement:
Interessant ist daß man wohl erst noch einen leitenden Schmierstoff entwickeln müsste, d. h. es gibt ihn noch immer nicht. Stromführende Kugellager unserer Modelle laufen also ohne Schmierung! Das geht also gut wenn man sie nur á bissle hin- und herschiebt.
Kugellager und Stromübertragung
Gruß aus Lichtenstein (Württ.)

5

Dienstag, 15. Juni 2021, 11:58

Moin Zusammen !

Wie Michael schon ausführte, sind stromdurchflossene Wälzlager ein absolutes Nogo, wir Lokführer wissen das ganz genau.

Die Elloks haben bei den Radsatzlagern da spezielle Überbrückungen für den Rückstrom/Erdstrom .

(Bei den Einheitsloks der fünfziger/sechziger Jahre der Bauart Frost)

Was kann man bei der Modellbahn machen? An Schleifkontakten führt meiner Meinung nach kein Weg vorbei, es sei

denn ,man macht es so wie häufig in England oder Amerika vorkommend, mit unisolierten Rädern in geteilten Achsen in Isohülsen . Bei den Schleifkontakten

sind die Bronzestreifen mit Kontaktdorn/Pickel eine Variante, aber auch die gefederten Kontaktstifte ,wie von Munz oder Dingler

(in Kunststoffhülse) oder wie bei LGB mit Kohlestiften sind möglich. Bei meinen auf Kugellager umgebauten Wilag Rheingoldwagen (Tinplate) habe ich stirnseitig

Broncespiralfedern u. Messing Blechscheiben im Achslager so vor die Kugellager gesetzt, das die Innen,- und Aussenringe der Lager gefedert gebrückt werden.

Das geht ganz gut und bremst auch wenig......und sehen tut man nix..... Die Rahmenwangen der Drehgestelle sind dann allerdings, weil aus

Guß, an der Blechbrücke mit Isohülse und Lötöse verschraubt.

Es gibt viele Lösungen und es hängt von der Bauart und dem Material der Fahrzeuge ab, was sinnvoll ist.

Gruß

Wolfgang

6

Dienstag, 15. Juni 2021, 13:28

Anzahl der Schadensfälle

Moin !

Ich kann Eure Argumente durchaus nachvollziehen , weil Diese mir - obwohl unstudiert - völlig einleuchtend sind. Ich erlaube mir aber dennoch die Frage wie viele Schadensfälle ( ich nenn das jetzt mal so ) bekannt sind und nach welcher LAUFZEIT diese aufgetreten sind.
Das Thema ist ja schon älter und es war längere Zeit einigermaßen ruhig darum geworden . Und ICH habe seitdem NICHTS wieder davon gehört. Normalerweise werden solche "MÄNGEL" doch ausgiebig durchgekaut.
Ich frage das nur aus NEUGIER und möchte das ohne WERTUNG verstanden wissen - Meine Modelle stehen überwiegend im Schrank und haben allesamt meist nur wenige Betriebstunden auf der Anlage verbracht. Ich bin - möglicherweise deshalb - bis jetzt nicht betroffen.


Derweil viele Grüße vom MS

7

Dienstag, 15. Juni 2021, 14:41

Stromübertragungen/Anwendungen aus dem Industriebereich bzw. beim großen Vorbild mit Modellbahnen zu vergleichen sind nicht zielführend, geht es doch einmal um extrem hohe Ströme (kV) im
Vergleich zu Niederspannungen <20V im Modell.

Ich präferiere auf jeden Fall die Stromabnahme über Kugellager auf Grund der ganz hervorragenden Rolleigenschaften eines Modells.
Radschleifer machen die Vorteile eines Kugellagers wieder zunichte. Lässt sich wunderbar prüfen mit z.B. einem Tender mit Kugellager-Stromabnahme ohne Radschleifer
oder entsprechenden Waggons. Ohne Radschleifer gleiten diese Fahrzeuge förmlich über's Gleis und rollen bei minimalstem Gefälle weg, ganz wie das große Vorbild. Und so soll es sein.

Für mich ein echter Fortschritt was die Laufgüte im Modell betrifft und wenn`s Probleme mit angeschmorten Lagern gäbe würden es die Hersteller so nicht produzieren/anbieten.

Gruß
Rolf

8

Dienstag, 15. Juni 2021, 14:51

Ohne Radschleifer gleiten diese Fahrzeuge förmlich über's Gleis und rollen bei minimalstem Gefälle weg, ganz wie das große Vorbild. Und so soll es sein.


Naja, Rolf. Das ist Deine Meinung. Aber das Thema mit den leicht zu rollenden Fahrzeugen hatten wir ja schon, jene Kollegen die Gefälle/Steigungen haben stimmen Dir in diesem Punkt sicherlich nicht zu.

... und wenn`s Probleme mit angeschmorten Lagern gäbe würden es die Hersteller so nicht produzieren/anbieten.


Ich hoffe mit dieser These hast Du Recht!

Viele Grüße,

Kalle

9

Dienstag, 15. Juni 2021, 14:59

Kugelleager

Hallo zusammen,

Es gibt im Ingenieurwesen Dinge, die macht man nicht, und es gibt Dinge, die macht man trotz besseren Wissens, weil es billiger ist und selten negativ auffällt. Das nennt sich dann dem Gebrauch angepasste, kostenoptimierte Konstruktion.
Um das handelt es sich hier.
Beim „Mandolinen-schlossern“ wird es nicht anders sein.
Wer mit seinem Material selten fährt, den wird das nicht jucken. Aber ich finde es gut, wie der Bericht aus Mannheim jetzt ganz praktisch die Problematik zeigt.

Und nein, mit hohen oder niedrigeren Spannungen hat das wenig zu tun.

Grüße
Hermann Schnetzler

Beiträge: 2 553

Wohnort: Erfurt

Beruf: jetzt Rentner, programmieren nur noch im Hobby

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10

Dienstag, 15. Juni 2021, 15:57

Hallo,
ich denke auch, dass besonders bei Lokomotiven eher die alten Schleifstifte besser waren, schon alleine wegen der höheren Stromaufnahme.
Bei den Wagons mit sehr niedriger Stromaufnahme wegen LEDs könnte die Microfunkenerosion geringer ausfallen und die Kugellager länger halten.
Aber grundsätzlich hat sich ja die Kugellagerindustrie erklärt und Stromdurchleitung zum No Go erklärt.
MfG. Berthold

11

Dienstag, 15. Juni 2021, 16:40

Hallo Kugellagerfans,

ob Strom über Kugellager geführt werden kann oder nicht, eignet sich nicht für eine "demokratische Mehrheitsentscheidung" sondern ergibt sich aus messen und prüfen. Da dieses Thema der Lagerschädigung durch Stromdurchgang schon so alt ist wie die Kugellager selbst, wäre eine Lösung schon bei jedem Lagerhersteller vorhanden, so sie denn möglich wäre. Da aber bis jetzt jeder Lagerhersteller vor dem Stromdurchgang warnt, übernehmen halt unsere Fahrzeug-Hersteller gemäß der Annahme von Herrmann das Risiko einfach in kauf, in der Hoffnung daß ein Betroffener im Schadensfall vor einer Durchsetzung seiner Ansprüche nach Jahren zurückschreckt.


Hab mal dem Hans-Karl K. ein offenes Kugellager 3,5 x 10mm in die Hand gedrückt und zwei geschlossene 2 x 5mm zu Füßen gelegt.
Man überlege nun wie winzig die Kügelchen sind um ein paar Amp. drüber fliessen zu lassen und meist eben nur eines oder zwei aufgrund des Anpressdrucks dazu in der Lage sind. Und auch nur dann wenn KEIN Schmiermittel drin ist!
Die daraus resultierende Funkenbildung geht sicher über längere Zeit gut, bis alle Kugeln soweit geschädigt sind daß kein Stromübergang mehr möglich ist. Bei Aussenlagerung (Wagen, div. E- und V-Lok) ist ein Lagerwechsel recht einfach möglich.
Gruß aus Lichtenstein (Württ.)

12

Dienstag, 15. Juni 2021, 22:11

Hallo nochmal,

gut, dass es auch User gibt, die das Thema aus technischer Sicht bewerten.

@ Michael, ja, Achsschleifer sind das Optimum.
Einfach in dem Bericht weiter runterscrollen (-> BR 56.20), da ist es mit Bild und Text bereits beschrieben.
Man kann dann den großen Vorteil der Halbachsen-Radsätze nutzen und muss nicht mehr Pilzkontakte mit hoher Reibung und hohem Verschleiss am Laufdurchmesser schleifen lassen.

Wie schaut es denn mit der Stromabnahme im "höherpreisigen" Segment aus?

Schau mal hier auf die FineModels-Bayern. Die nicht flackernden km1 Bayern aus den früheren Serien hatten noch Pilzschleifer.

Da ich noch einige Bayern-Wagen zur Nachschau hier habe (einer stammt sogar von einem "Vitrinär"), bin ich an einer Hilfslösung dran und melde mich in Kürze wieder.
Grüße aus Mannheim und immer Hp 1 (:32)
Andreas

13

Mittwoch, 16. Juni 2021, 00:05

Moin !

Ich kann Eure Argumente durchaus nachvollziehen , weil Diese mir - obwohl unstudiert - völlig einleuchtend sind. Ich erlaube mir aber dennoch die Frage wie viele Schadensfälle ( ich nenn das jetzt mal so ) bekannt sind und nach welcher LAUFZEIT diese aufgetreten sind.
Das Thema ist ja schon älter und es war längere Zeit einigermaßen ruhig darum geworden . Und ICH habe seitdem NICHTS wieder davon gehört. Normalerweise werden solche "MÄNGEL" doch ausgiebig durchgekaut.
Ich frage das nur aus NEUGIER und möchte das ohne WERTUNG verstanden wissen - Meine Modelle stehen überwiegend im Schrank und haben allesamt meist nur wenige Betriebstunden auf der Anlage verbracht. Ich bin - möglicherweise deshalb - bis jetzt nicht betroffen.


Derweil viele Grüße vom MS


Mahlzeit ...

Wie dem Ein- oder Anderem bekannt sein dürfte, habe ich häufiger Modelle mit Kugellager-Stromabnahme in den Händen ...

Mein Arbeitgeber setzt das konsequent seit fast 10 Jahren um, und ich hatte NOCH KEIN Modell auf dem Tisch, wo Kugellager durch die Stromabnahme defekt waren.
Dieses Thema kommt regelmäßig hoch, und ich äußere immer wieder die Bitte, mir den Schaden zu zeigen.

Daher auch wieder: wer einen solchen Schaden vorliegen hat, meldet diesen bitte beim Hersteller des Modells, und lässt dieses dann auch dort begutachten.
Schöne Grüße vom Oliver.

Moderationen sind immer als solche gekennzeichnet! (neu in 2019)

14

Mittwoch, 16. Juni 2021, 08:43

Guten Morgen,

noch ein Beitrag zum Programmieren, denn das wurde ja im ersten Beitrag auch mit angesprochen.

Ich programmiere mit den ESU Programmer und meinem Rollenprüfstand.
Da steht die Lok nur auf Kugellager, siehe Foto.


Es gab noch nie Probleme beim programmieren einer Lok.
»maxxuwe« hat folgendes Bild angehängt:
  • 2020-11-15_15-02-41x1020.jpg
Viele Grüße

15

Mittwoch, 16. Juni 2021, 10:41

Moin zusammen !

Kugellager scheinen ,zumindest in der Diskussion auch "Reibung" zu verursachen...

Aber mal Spass beiseite, unabhängig von den Gepflogenheiten in der Industrie , sind die Belastungen hier bei

uns auf der Modellbahn natürlich wesentlich geringer und jeder hat da so seine Erfahrungen.

Da wir seit gut 30 Jahren auch im Garten fahren und auch da Edelstahlgleise haben, sind die Stromstärken da

trotzdem höher, als bei einem Vitrinenbahner, der ab und an mal seine Lok auf den Rollenprüfstand stellt.

Will sagen , die Belastungen sind individuell gänzlich unterschiedlich. Und wenn dann wirklich mal an einer hochpreisigen,

empfindlichen Dampflok so ein Lager den Geist geben sollte, ist der Schaden zwar recht gering, aber die Arbeit aufwendig und nicht

von jedem zu reparieren.....

Man kann so argumentieren wie Du Oliver, aber wenn man direkt solche Konstruktionen vermeidet oder entschärft, ist man garantiert auf der

sichern Seite. Es gibt ja wirklich genug andere Baustellen z.B. gepulste Rauchgeneratoren....

liebe Grüße

Wolfgang

16

Mittwoch, 16. Juni 2021, 15:01

Aber mal Spass beiseite, unabhängig von den Gepflogenheiten in der Industrie , sind die Belastungen hier bei

uns auf der Modellbahn natürlich wesentlich geringer

Hallo Wolfgang,

die "Belastung" ergibt sich ja nicht aus dem - überdimensionierten - Modell-Gewicht sondern aus den Amperes und der Querschnittsgröße für den Stromdurchgang.
Mein Rollenprüfstand, auf dem ich neue Loks Einfahren lasse (ca. 1std vorwärts und 1 rückwärts), ist im laufe der Jahre deutlich lauter geworden weil eben die Kugeln und Laufflächen aufrauen. Dadurch wird natürlich der Durchgangswiderstand größer und die Funkenbildung noch stärker.
Und wie Du schon sagst, neue Lager sind kein wirkliches Problem, nur die Montage. Und wenn der Hersteller das nach Jahren noch anstandslos äh kostenlos machen würde wäre es auch kein Problem.
Gruß aus Lichtenstein (Württ.)

Beiträge: 379

Beruf: Triebfahrzeugfortbewegungskünstler i.R.

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17

Mittwoch, 16. Juni 2021, 15:55

Kugllager

Hallo,
Auch wenn ich dafür einen Rüffel von "der Alb ra" bekomme,will ich zu dem Thema folgendes beitragen.
Als Lokführer,der seine Ausbildung(das Wort Ausbildung hatte 1973 noch einen anderen Stellenwert als heute) in 18 Monaten nach bestandener Gesellenprüfung in Metall oder Elektro gemacht hatte,die Wichtigkeit der Frostkontakte,welche bei Abschlussdienst/Nachschau auch in Augenschein genommen wurden,gelernt.
Allerdings geht man bei einer Ellok da von Rückströmen von vielen 100 Ampere aus.Eine Lok hat ja 4000-9000 Kilowatt Leistung.Und trotz Frostkontakte,fliesst ein nicht unerheblicher Strom über die Achslager(Ohmsches Gesetz paralellschaltung von Widerständen)
Laut Oliver gib es ja fast bis keine Schäden nach über 10 Jahren Einbau der Lager.Ich würde das ganze als Schadensfall,der im Promillebereich liegt,abhaken.
Irgendwelche Forderungen nach der gesetzlichen Garantiezeit in 10-20 Jahren die Teile kostenlos auszutauschen halte ich nicht für realistisch.
Auch wenn eine Märklin HO-Lok noch nach 60 Jahren ohne Probleme läuft.
Gruss Wolfgang

18

Mittwoch, 16. Juni 2021, 16:38

Hallo Kugellagerfans,

ob Strom über Kugellager geführt werden kann oder nicht, eignet sich nicht für eine "demokratische Mehrheitsentscheidung" sondern ergibt sich aus messen und prüfen. Da dieses Thema der Lagerschädigung durch Stromdurchgang schon so alt ist wie die Kugellager selbst, wäre eine Lösung schon bei jedem Lagerhersteller vorhanden, so sie denn möglich wäre. Da aber bis jetzt jeder Lagerhersteller vor dem Stromdurchgang warnt, übernehmen halt unsere Fahrzeug-Hersteller gemäß der Annahme von Herrmann das Risiko einfach in kauf, in der Hoffnung daß ein Betroffener im Schadensfall vor einer Durchsetzung seiner Ansprüche nach Jahren zurückschreckt.


Hab mal dem Hans-Karl K. ein offenes Kugellager 3,5 x 10mm in die Hand gedrückt und zwei geschlossene 2 x 5mm zu Füßen gelegt.
Man überlege nun wie winzig die Kügelchen sind um ein paar Amp. drüber fliessen zu lassen und meist eben nur eines oder zwei aufgrund des Anpressdrucks dazu in der Lage sind. Und auch nur dann wenn KEIN Schmiermittel drin ist!
Die daraus resultierende Funkenbildung geht sicher über längere Zeit gut, bis alle Kugeln soweit geschädigt sind daß kein Stromübergang mehr möglich ist. Bei Aussenlagerung (Wagen, div. E- und V-Lok) ist ein Lagerwechsel recht einfach möglich.

Hallo Michael,
Ein paar Amp pro Kugellager? Ein paar ist zwei? Oder vielleicht drei? Da muss mann mal mindestens aufpassen denn, mit der E50 von KM1. Der hat 6 Achsen und damit 12 Kügellager und wird dan 12 x 3 A = 36 Ampere ziehen bei 20 Volt. Das ist 720 Watt.Damit braucht er bestimmt durchbrochene Lüfter und eine schwere Kuhlanlage sonst schmeltzt das Gehause. Mindestens kann man die Loks im Winter dann als Heizanlage einsetzten aber immer vorsichtig beim Anfassen nach Betrieb und erst mindestens eine halbe Stunde rühig abkühlen lassen. Ich weiss nicht ob die mitgelieferte Handschuhe die richtige Warmeschützt bringen die hier benötigt ist.

MfG,
Martien

19

Mittwoch, 16. Juni 2021, 17:17

Hallo Andreas, Forum,
die vermessung von die Widerstand über zwei Räder (wie bei der KM1 Lokalbahnwagen auf der Abbildung gezeigt) sagt mir nicht genug um hier Ausspruchen zu machen können über die Stromleitung von Kügellager. Ich weiss gar nicht was sich da ïm grüne Innere versteckt und damit auch nicht genau was ich vermesse. Gibt es Vorderwiderstände im Stromkreis, messe ich über die Dekoder oder sind die Räder gleich durchverbunden? Um eine bessere Messung zu bekommen muss mann eigentlich gleich über die Kugellager messen oder sehr direkt nach der Abnahme von der Lager mit nür Achse und Draht oder Leitung dazwischen und nichts anderes. Am bestens wird der Kügelllager ausgebaut und direkt vermessen. Vielleicht kann Oliver auf der Arbeit mal eine vermessen.


MfG,
Martien

20

Mittwoch, 16. Juni 2021, 18:18

Hallo Ihr Lieben !

Ich muß doch arg schmunzeln, ob mancher Kommentare. Meine Anmerkungen sind eine Betrachtung und wie die anderen

Meinungen rein subjektiv. Wenn Oliver bisher keine Ausfälle hatte, ist das doch prima.

Sieht man jedoch das z.B. die Massoth Zentrale 12 A liefert, dann darf man ja schon mal an

"worst case" denkend ängstlich werden. Sicherlich läßt man unbeaufsichtigt eher ne Stainz durch den Garten cruisen,

als ne Dingler oder KM1 Lok, aber hinterher hat man ggf. dann trotzdem das Nachsehen.

Das die Frostkontakte ganz andere Ströme zu bewältigen haben/hatten ist klar, aber wie auch Michael schrieb,

können sich bei einem Vielfahrer durchaus Verschleißerscheinungen zeigen, die konstruktiven Ursprungs sind.

Unsere Märklin E 10 hat sich nach ein paar großen Runden durch den Garten in kürzester Zeit mit

Getriebeaauflösungen aus dem aktiven Dienst verabschiedet.

Es ist also nicht aus der Luft gegriffen manche konstruktiven Dinge zu hinterfragen.

Wer nur mal ab und an ne Runde dreht oder seine schönen Schätze hinter Glas bewundert,

wird da wenig Probleme haben....

So long

Wolfgang