Es ist sicherlich unbestritten, daß zu einer gelungenen Atmosphäre einer Gartenbahn auch eine authentische Geräuschkulisse eine nicht unwesentliche Rolle spielt. In erster Linie sind dafür die verschiedensten Signaltöne als auch Lauf- und Antriebsgeräusche der Modellokomotiven verantwortlich.
Schon seit langem bietet die Industrie zu diesem Zweck Soundmodule an. Während konventionelle Soundbausteine die Geräusche mittels diskreter Elektronik generieren, liegt modernen Modulen das Prinzip der Samplewiedergabe zu Grunde. Das heißt, akustische Aufnahmen einer Originallok liegen in digitalisierter Form im Speicher vor und werden „on demand“ abgespielt.
Schade nur um den besten und teuersten Soundbaustein, wenn der wiedergegebene Sound dann nicht zur Situation paßt. Das betrifft insbesondere die Geräusche des Antriebes in Bezug auf die Lokgeschwindigkeit. Bei Dampfloks sind das die Auspuffschläge, welche unabhängig von der Geschwindigkeit immer radsynchron vorhanden sind. Da die Zylinder i.d.R. doppelseitig arbeiten, produziert jeder dieser Antriebszylinder 2 Auspuffschläge pro Radumdrehung. In den meisten Fällen handelt es sich in unserer Baugröße um Modelle von 2-Zylinderlokomotiven deren Antriebszylinder mit einem Versatz von 90 Grad auf die Treibräder wirken. Das ergibt demzufolge 4 Dampfschläge pro Radumdrehung, welche auch beim Modell erzeugt werden müßten.
Es stellt sich natürlich die Frage nach dem Sinn des ganzen Aufwandes. Der nicht so anspruchsvolle Modellbahner legt da sicherlich weniger Wert darauf und ist zufrieden, wenn die Häufigkeit des Dampfgeräusches „irgendwie“ einer geschwindigkeitsbezogenen Änderung unterliegt, „Profis“ erwarten mehr.
In der Regel laufen diese Lösungen bisher auf eine radsynchrone Variante mit 2 Dampfschlägen/Radumdrehung hinaus. Da der durchschnittliche Gartenbahner meistens immer eine höhere als vorbildgerechte Modellgeschwindigkeit fährt, ist das sicherlich ein annehmbarer Kompromiß, der auch so von der Industrie in den besseren Modellausstattungen angeboten wird. Jedoch bei Langsam- oder Rangierfahrt ist dieser „Betrug“ ersichtlich.
Richtig wären natürlich 4 Dampfschläge/Radumdrehung, was den durchaus positiven Nebeneffekt mit sich bringt, daß der Modellbahner allein der Akustik wegen sich an die vorbildgerechte Modellgeschwindigkeit hält. Auch die immer zu kleine Gartenbahnanlage wirkt dadurch subjektiv größer.
Ein Dampfschlag pro Radumdrehung ist von vornherein zu verneinen und erinnert eher an einen uralten Traktor als an eine Dampflok.

Viele Soundmodule besitzen zur Synchronisierung des Dampfgeräusches einen Eingang, um einen externen Impulsgeber wie z.B. Reedkontakt oder Hallsensor anzuschließen. So simple diese Technologie in der Theorie funktioniert, in der praktischen Umsetzung sind jedoch einige Besonderheiten zu beachten, wenn man ein rhythmisches Dampflokgeräusch erreichen möchte. Fehler im Abstand und Winkel der einzelnen Magnete lassen den Dampfsound unschön „humpeln“. Hier ist eine hohe Genauigkeit nötig!

Bei der Auswahl der Magnete sollte auf eine kleine Bauformen zurückgegriffen werden. Je kleiner um so besser, jedoch müssen sie noch kräftig genug sein, daß sie den Reedkontakt noch in etwas Abstand zuverlässig schließen. In meinem Fall wurden Miniaturmagnete in den Dimensionen 4x4x3 mm verwendet. Erfahrungsgemäß können herstellungsbedingte Toleranzen in Stärke und Verlauf des Magnetfeldes vernachlässigt werden, sofern man diese aus einer Charge kauft. Beim späteren Einbau ist jedoch darauf zu achten, daß diese keine Beschädigung aufweisen. Geringe Formänderungen - z.B. durch abgeplatzte Splitter oder auch Haarrisse - können verheerende Folgen haben!
Die größte Hürde ist die genaue Plazierung und Befestigung der Magnete. Versuche, diese per Hand im Außenbereich des Getriebekastens zu befestigen, sind zum Scheitern verurteilt. Es ist wahrscheinlich unmöglich, diese exakt mit 90 Grad Winkelabstand an den Rädern anzubringen. Hinzu kommt, daß sie dort evtl. optisch von Nachteil sind. Auch die Gefahr des Verlustes durch mechanische und klimatische Beanspruchung sollte nicht unterschätzt werden. Aber meistens sind sie einfach schlicht nur im Weg und man findet dort sowieso keinen geeigneten Platz.
Fast zwangsläufig ergibt sich nur der Ausweg einer Montage, gebunden an eine Radachse im Inneren des Getriebes. Sinnvoll ist es, die Magnete auf einem möglichst großem Umfang zu verteilen, um die hörbaren Folgen von Ungenauigkeiten in der Platzierung zu minimieren. Diese sind fertigungsbedingt nie vollständig auszuschließen.
 

Skizze / Entwurf

Im folgenden wird eine Lösung zur Fertigung eines Magnetträgers vorgestellt, der als Funktionsmuster in der heimischen Werkstatt entstand. Alle Maßangaben beziehen sich auf diesen Prototyp, welches für eine LGB 21701 (U-Reihe) entwickelt wurde und in vielen anderen Modellen auch eingesetzt werden könnte. Änderungen in den Platzverhältnissen, die zu Abweichungen in den Maßangaben führen, sind beim Nachbau individuell abzustimmen.
Als Material kommen nicht magnetischen Metalle in Frage, feste Kunststoffe sind ebenso denkbar, die Auswahl entscheidet sich in der Restekiste des Modellbauers. Im vorliegenden Fall wurde Aluminium verwendet.

Zuerst kommt die Drehmaschine zum Einsatz. Nach dem Plandrehen einer Stirnseite wird die Achsbohrung angebracht. Wer die Möglichkeit hat die Bohrung auf das Maß 6H7 zu reiben, sollte davon Gebrauch machen und spart sich damit ein späteres Festkleben des Bauteils. Danach wird der Außendurchmesser auf den maximal möglichen Außendurchmesser abgedreht. Dieser richtet sich nach den räumlichen Begrenzungen im Getriebekasten und nach der Dicke des Reedkontaktes, der auch noch dazwischen Platz finden muß. Werden diese Dreh- und Bohrarbeiten durchgeführt ohne dabei das Werkstück umzuspannen, wird auch auf einer schlechteren Drehbank eine ausreichend hohe Rundlaufgenauigkeit erreicht.
Anschließend werden die Nuten zur Aufnahme der Magnete ausgefräst. Ein Rundtisch oder Teilapparat ist erheblich von Vorteil und ermöglicht die notwendige Präzision. Es kommt dabei weniger auf eine absolut 100%ige Mittig- und Winkligkeit der Nuten an, als vielmehr auf den einwandfreien Rundlauf des eingespannten Drehteils (ggf. Meßuhr verwenden) und dem exakten Drehwinkel von 90 Grad.

Fräsen der Nuten

Entsprechend der notwendigen Nutenbreite wird ein passender Fräser ausgewählt, die Magnete müssen sich später leicht einsetzen lassen ohne jedoch zu „klappern“. Ein strammer Sitz birgt die Gefahr der Beschädigung der Magnete bei deren Montage. Die Tiefe richtet sich nach der Dicke der Magnete.
Nach dem Absägen und sorgfältigen Entgraten des Werkstückes werden die Magnete eingesetzt und fixiert. Dazu wird es mit der plangedrehten Stirnseite auf ein auf ebener Unterlage liegendes Stück Klebestreifen fixiert. Anschließend werden die Magnete eingesetzt und auf das Klebeband gedrückt, so daß diese bündig mit der Stirnseite abschließen und am Nutgrund anliegen.

Bei dem Einsetzten der Magnete ist auf folgende wichtige Kleinigkeit zu achten: Die Polarisierung der Magnetfelder wird wechselseitig ausgerichtet, d.h. Nord- und Südpole wechseln sich am Umfang ab. Das hat wesentlichen Einfluß auf Verlauf und Abgrenzung der Magnetfelder und damit auf die am Reedkontakt wirkenden Kräfte.

rechts neben dem Magnetträger steht hochkant der Reedkontakt

Zum Schluß wird noch der Reedkontakt eingebaut und justiert. Dieser muß so positioniert werden, daß dieser trotz des seitlichen Spieles der Achse von den Magneten immer sicher auslöst. Schon aus Gründen des Platzbedarfes sind kleine Bauformen zu bevorzugen. Diese haben meistens darüber hinaus den Vorteil, daß sie schnellere Schaltzyklen zulassen und selbst bei vorbildwidrigen Höchstgeschwindigkeiten immer noch zuverlässig arbeiten. In meinem Fall fand ein Glasrohr-Miniaturreedkontakt 14 x 2,2 mm Verwendung. Wenn man diesen vorher mit einem Stück Schrumpfschlauch überzieht läßt er sich nach erfolgreichem Test und Probelauf (R1-Schlängelkurse und Weichenstraßen sind besonders geeignet) mit einem Tropfen Klebstoff fixieren. Damit ist der mechanische Teil abgeschlossen.

Zur Verdeutlichung der notwendigen Genauigkeit sei an dieser Stelle erwähnt, daß Herstellungsfehler sich um den Faktor Pi am Umfang vervielfachen können. Der nach dieser Methode gefertigte Prototyp wies eine am Umlauf gemessene Distanzabweichung der Magnete von etwa +/-0,25 mm auf, die Ungenauigkeiten im Rundlauf lagen bei ca. +/-0,1 mm. Rechnerisch ergeben sich daraus Differenzen von ca. +/-2 Grad (am Viertelkreis), hörbare „Rhythmusstörungen“ konnten jedoch nicht festgestellt werden.

Die hier vorgestellte Methode stellt nur eine Möglichkeit der Fertigung eines solchen Bauteils dar und orientiert sich an den zur Verfügung gestandenen Werkzeugen und Maschinen und ohne Anspruch auf Optimierung des Prozesses für eine Serienfertigung. Der interessierte Bastler findet sicher auch andere Wege der Realisierung und sollte die hier beschriebenen wesentlichen Grundlagen als Anregung berücksichtigen. Modellbauer, denen eine CNC-Fräsmaschine zur Verfügung steht, sind natürlich klar im Vorteil.

Präzisionsgeschnittene Magnetträger, Magnete und Reedkontakte hier erhältlich.