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Modell Kapitel 1: Planungs- und Testphase

von Desirofreak · 19. April 2019 · ·
Kategorien:
  1. Das Gehäuse der Lok stammt von Shapeways aus dem 3D-Druck. Im Lieferumfang enthalten ist das Gehäuse, ein Rahmen mit Tank, Schürzen und Trittleitern sowie ein Satz von 4 Drehgestellblenden.

    Bereits früh zeigten sich einige Hürden:

    1. Es existiert von keinem Großserienhersteller ein 4-achsiges Drehgestell, welches als Grundlage für dieses Modell genutzt werden kann. Daher muss ich das Fahrwerk komplett von Grund auf neu entwerfen:
    - als Antriebskomponenten habe ich aufgrund der ähnlichen Höchstgeschwindigkeit die NoHAB AA16 gewählt, die es von Tillig gibt. Damit kann ich auf Achsen und Getriebe zurückgreifen und diese für meine Lokomotive verwenden.
    - für ein 4-achsiges Drehgestell müssen einige Achsen seitenverschiebbar sein, um die Kurvengängigkeit zu gewährleisten. Ich habe mich für die mittleren beiden Achsen entschieden
    - da das Gehäuse innen nur eine Breite von 12mm besitzt und damit der Standardschaft von Tillig zu wenig Bewegungsfreiheit besitzt, muss ein Großteil des Antriebsstranges in das Drehgestell integriert werden.

    Ich habe dazu ein Fahrwerk entworfen, welches die Schnecke bereits integriert und nach oben durch den Bodenrahmen mit einer Kardanwelle angesteuert werden kann:
    Drehgestell.jpg
    Das Bild entstammt den Aufnahmen von Dikusch vom Frühjahrsstammtisch in Dresden 2019.

    Dieses Drehgestell wird in der finalen Fassung auf allen 4 Achsen angetrieben sein. Momentan hat es noch einen Fehler, der dafür sorgt, dass die erste Achse gegenläufig dreht. Das wird zeitnah durch eine neue Anordnung/Anzahl der Zahnräder korrigiert.

    Die beiden mittleren Achsen sind trotz des Zahnrades um je 1mm in beide Richtungen seitenverschiebbar und laufen damit selbst durch einen 310mm Radius. Die Schnecke wird über die Halterungsplatte in das Drehgestell eingerastet.

    2. Die enorme Länge des Fahrzeuges, die selbst in 1:120 noch stolze 25cm beträgt, kombiniert mit dem großen Abstand der Drehzapfen von den Kupplungen erfordert ein völlig neues Konzept für das Fahrwerk, um sicherzustellen, dass die Kupplungen in Kurven stets über der Schiene bleiben und nicht nach außen darüber hinaus ragen.

    Lösungsmöglichkeit 1: Der originale Drehpunkt bleibt erhalten. Damit kann die Lokomotive jedoch nur Radien größer 550mm befahren, was auf Modulanlage noch machbar wäre, jedoch in unsichtbaren Anlagenteilen den Platzbedarf immens erhöht.

    Lösungsmöglichkeit 2: Der Drehpunkt kann weiter nach vorne verschoben werden. Damit schwenkt der hintere Teil des Drehgestells stärker aus und es können engere Radien befahren werden, ohne dass die Kupplung aus dem Gleis ragt. Optisch ist diese Lösung jedoch nicht akzeptabel.

    Finale Lösung: Das Fahrwerk bekommt eine 2-stufige Führung. Dabei hat das Drehgestell zwei verschiedene Drehpunkte, die in verschiedenen Radien zum Einsatz kommen:

    Bis zu einem Radius von 550mm wird der Drehpunkt in der Mitte des Drehgestells verwendet (rote Markierung), um eine vorbildtreue Optik zu gewährleisten. Durch die scharfe Biegung der umgebenden Führung ist dieser Drehpunkt bis zum erreichen des 550mm Radius konstruktiv fixiert:
    DDA40X Radius 1.JPG

    Wird der vorgesehene Radius unterschritten, also wenn der äußere Aufhängungspunkt (blaue Markierung) das Ende seiner Führung erreicht hat, kann sich der innere Drehpunkt bewegen. Der Radius der inneren Führung verwendet als Mittelpunkt den Punkt, den der äußere Drehpunkt maximal erreichen kann. Damit ist sichergestellt, dass sich der innere Drehpunkt erst bewegen kann, wenn der äußere bereits voll ausgeschlagen ist:
    DDA40X Radius 2.JPG

    Der im Bild gezeigte Radius von 250mm ist dabei nur der Wert, der sich aus der Konstruktion als minimaler Radius ergeben hat. Für einen Einsatz mit gekuppelten Wagen ist der minimale Radius trotzdem höher. Der genaue Wert für den minimalen Einsatzradius ist noch nicht ermittelt aber soll wenigstens 353mm betragen.

    Die Funktionsfähigkeit dieser Konstruktion habe ich an einem maßstäblich vergrößerten Holzmodell bereits erfolgreich getestet:
    IMAG0277.jpg

    Soviel für's Erste von der Planung.
    schnerke, Birger, Carsten und 9 anderen gefällt das.

Kommentare

  1. BR 53 0001
    Jo, hab die Studie ja bereits in DD zum Stammi bewundern dürfen.
    Einfach genial was Du da ausgebrütet hast!

    Bin gespannt ob Du meine Tips einarbeitest und ob es überhaupt möglich ist, mit einem Wagenzug um den gewünschten Radius zu kommen.

    Viel Erfolg aus dem Bärliner RAW und beste Östergrüße,

    Dirk
  2. Baureihe-52
    @Stedeleben:

    nette kleine Spitze von dir, aber vielleicht waren es wirklich gute Tipps und vielleicht freut er sich einfach darüber.

    Nichts desto trotz will ich dich nicht zu unrecht rügen, aber ein Smilie mehr in deiner Aussage würde sicherlich das Spekulieren ob Sarkasmus drinnen steckt oder nicht verhindern.

    Kleiner Gedankengang von mir...
    ich weiß nicht welches Material du nimmst, aber ich habe Sorge, das die Radsatzwelle die Löcher im 3D Material im Fahrbetrieb auf Dauer weitet und es zu Problemen kommt. Ab einem Gewissen Grad ist es doch sehr brüchig, bei Reibung leider keine Ahnung.
    Kann man vielleicht Metallhülsen einsetzen, so wie Jatt es Bspw. bei der 91er getan hat. Ich bleibe gespannt, is wirklich viel Arbeit.
  3. krokodil
    Ich bin ein bisschen skeptisch über die Konstruktion. ( habe ich schon 3 große Mallets gebaut).
    Was wird die Drehgestelle auf gerader Strecke in die Mitte ziehen?
    Auch diese Art von Kardanköpfe wird nicht funktionieren. Da würde ich teleskopische Kardanwellen und Shay-artige Kardanköpfe empfehlen.
  4. Dikusch
    Theoretisch sorgen die gewölbten Führungen für das Zentrieren des Fahrzeuges in die Gleismitte. Interessantes Konzept, alle Daumen drück!
  5. krokodil
    Das schon nur welche Kräfte werden die Drehgestelle in den Führungen zentrieren? Meiner Meinung nach die werden irgendwo einklemmen und entgleisen.
  6. Desirofreak
    Die Gefahr des einklemmens besteht natürlich aber von der Konstruktion her kann das Drehgestell sich an jedem beliebigen Punkt immer nur in eine Richtung bewegen. Und zentriert nach der Kurve wird es von der Schiene. In der Mittelstellung hat es bei eingehaltenen Toleranzen der Führung KEIN Seitenspiel. Das konnte ich an meinem Holzmodell bereits testen. Dort hatte ich nur minimales Seitenspiel, weil ich beim abschleifen den Durchmesser leicht vergrößert habe. Der Radius der inneren Führung ist so steil dass der Stift sich nicht zur Seite bewegen kann. Er wird dabei aber nicht von einer scharfen Kante in Position gehalten sondern von einer gebogenen Kante. Daher sollte bei hinreichend hartem Material wie zum Beispiel einer Führung aus Metall auch die Abnutzung der Führung minimal sein.

    Zu den Kardanköpfen: Bis zum geplanten minimalen Einsatzradius konnte ich den Antrieb schonmal testen. Die Kardanwelle hat selbst in einem recht steilen Winkel noch ohne Probleme funktioniert. Erst als ich nahe an den 250mm Radius kam fing sie an zu klopfen. Aber so weit eindrehen wird sie niemals. Ich werde die innere Führung wahrscheinlich auch noch begrenzen, sodass insgesamt der Radius nicht unter 353mm kommt. Enger muss sie einfach nicht fahren. Punkt. :)
    Der Vorteil an der Konstruktion ist, dass der Schaft mit der Aufnahme ungefähr zwischen beiden Drehpunkten liegt und daher der Abstand der Aufnahme zum Motor relativ konstant bleibt. Damit muss auch die Kardanwelle kein Längenspiel ausgleichen.
  7. krokodil
    Mit diesen Radien ist es recht gefährlich. Man kann schon eine schöne Strecke bauen mit großen Radien, aber dann kommt ein BHf mit komplizierten Weichenstrassen und das Spiel vorbei.
    Mich würde schon interessieren was kann das Drehgestelle ( unteres Bild) dazu zwingen das der vordere Drehzapfen nicht dort bleibt wo er ist ( siehe das Bild) und das hintere versucht einzudrehen und spreizen? Laut deiner Konstruktion muss erst der außere Zapfen in den Mittelpunkt bewegen dann der mittlere Zapfen soll folgen.
    Ich bin neugierig wie wird es funktionieren ( dazu noch in beiden Richtungen und mit Kardanantrieb).
  8. krokodil
    IMG_3973.JPG

    Ich bin kein großer Fan von solchen Kulissenführungen. Ich würde es mit Doppeldrehzapfen lösen. (Bitte um Entschuldigung ich habe jetzt nur einen Ipad für Zeichnungen).
    Grüner Zapfen ist auf dem Rahmen, der blaue auf dem Drehgestell. Die Positionen muss man sorgfältig ausrechnen. Die zwei Zapfen sind mit einer Kuppelstange verbunden, also das Drehgestell kann die notwendige Bewegungen machen, und in einer Richtung ( R>L) kann nicht klemmen, in der andere Richtung bin ich nicht sicher wie wird es funktionieren, vielleicht muss man mit einem Feder zentrieren.
  9. Stardampf
    Wie es funktionieren soll, habe ich verstanden. Ich drücke Dir die Daumen (alle zehn!) daß es auch tut, was es soll. Ein bißchen skeptisch bin ich aber auch...
    Ich würde versuchen, den Abstand der beiden Drehzapfen zueinander zu maximieren (Spiel ausnutzen), damit immer der in Fahrtrichtung vorne liegende Drehzapfen an seiner Kulisse anliegt und so zur Mitte drängelt. Anders'rum wäre es von Übel.

    Kommen die Kupplungen ans Drehgestell, oder an den Lokrahmen?
  10. Desirofreak
    Die Kupplungen kommen in bereits vorhandene Aussparungen am Lokrahmen. Um sie an das Drehgestell zu bringen müsste man praktisch die gesamte Schürze ebenfalls verändern. Und das sieht dann wiederum besch... eiden aus
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