Trassenbau aus Pappe und 3D-Druck

#1 von ATISHOP_DE , 05.11.2023 11:45

Als Freund unkonventioneller und experimenteller Ideen möchte ich beim Bau neuer Modelleisenbahn-Trassen aufwändige Holzbearbeitung vermeiden und eine alternative Lösung anwenden.

Meine handwerklichen Fähigkeiten sind ausbaufähig, mein Werkzeugbestand ist überschaubar, der verfügbare Platz und die finanziellen Mittel sind begrenzt. Fertige Rampen (z.B. von Woodland Scenics oder NOCH) möchte ich nicht einsetzen. Sie wissen schon, das Ego!

Um Defizite bei der Holzbearbeitung auszugleichen und meiner Kreativität freien Lauf zu lassen, habe ich neue Trassen aus Wellpappe und Stützen im 3D-Druck produziert. Die Bauweise ist modular, flexibel, kostengünstig, mit einfachen Mitteln, wenig Material, ohne Lärm und Dreck zu realisieren.



Bei ersten Experimenten baute ich aus zugeschnittener Pappe erstaunlich stabile Hohlprofile (Link unten). Das war zeitraubend und sehr aufwändig. Nachträgliche Änderungen und Korrekturen (z.B. an der Breite in Engstellen) waren kaum möglich. Die Befestigung mit Gewindestangen gefiel mir nicht, die Methode beanspruchte viel Platz und war etwas unflexibel.

Neue Idee
Dieses Mal habe ich die Trassen-Verläufe jeweils in zwei Exemplaren aus Kartonplatten (Wellpappzuschnitt einwellig) ausgeschnitten und miteinander verklebt, um eine stabile Form (Platte) zu erhalten. Noch stabiler wird´s, wenn die Wellen der zwei Lagen um 90° versetzt verlaufen. Eine dritte Lage ist einfach machbar (getestet), aber für unseren Bedarf nicht erforderlich. Auch eine "Deckschicht" aus möglichst starrer Graupappe, die sich mit den vorhandenen Werkzeugen leicht bearbeiten lässt, erschien mir interessant, kam aber nicht zur Anwendung.

Wer hat schon einen Zirkel für Bögen mit 480 mm Radius? Ich nicht. Ein stabiler Streifen aus Wellpappe, fixiert mit einem Reissnagel und Löchern an den richtigen Stellen zum Anzeichnen mit einem Bleistift, erfüllte die gewünschte Funktion.

Die Trassen ruhen auf jeweils 12 Stützen für einen Vollkreis (ca. 360 und 420 mm Radius). In Kombination mit dem Fleischman Profi-Gleis H0 mit fester Bettung sind die zweilagig verklebten Wellpappen steif genug.

Stützen in 3D gedrucktDie Stützen habe ich mit TinkerCAD von Autodesk nach eigenen Ideen online konstruiert. Eine einfache Stütze besteht aus drei Teilen: Fuß, Pfeiler, Gleis-Träger.

Der Gleis-Träger (für zweigleisige Anwendung) ist so gestaltet, dass er über die gesamte Breite an 9 Steckplätzen Pfeiler (quadratischer Querschnitt) aufnehmen kann - einen in der Mitte, jew. einen außen, drei auf Einmal, seitlich versetzt, beliebig und je nach Anforderung konfigurierbar. Er kann durch die modulare Bauweise auch als Fuß dienen. Drei Bohrungen ermöglichen eine stabile Schraub-Befestigung an der Bodenplatte.

Kleine Füße, die sich quer oder längs montieren und anschrauben/kleben lassen, können ebenfalls verwendet werden. Manchmal kann nur eine um 90° verdrehte Montage die Erreichbarkeit mit dem Schraubendreher gewährleisten. Einfaches Festkleben sollte, je nach Belastung, bereits ausreichen. Der von mir hierzu verwendete und transparent aushärtende UHU Bastelkleber eignet sich hervorragend. Nur sehr wenige Stützen wurden verschraubt.

Die Pfeiler in verschiedenen Längen (passend gedruckt oder auf das gewünschte Maß gesägt) werden kräftig in den Gleis-Träger und in den Fuß gesteckt (Press-Passung). Zur Not hilft ein Schraubstock oder eine Schraubzwinge nach. Eine Klebe-Verbindung ist möglich, aber nicht notwendig. Ich habe keinen einzigen Pfeiler geklebt. Die Bauelemente lassen sich bei Bedarf mit etwas Kraft wieder trennen.

Wo die Breite eines Standard-Trägers nicht ausreicht, können Gleis-Träger mit doppelter Breite eingesetzt werden. Sie werden ebenfalls mit den Standard-Pfeilern und -Füßen beliebig kombiniert, ggf. asymmetrisch.

Wir drucken unsere Konstruktionen mit PLA (polylactic acid, Polymilchsäure), das weitgehend aus natürlichen Rohstoffen hergestellt wird (z.B. Mais-Stärke). Nicht mehr benötigte Objekte können bedenkenlos in den Restmüll wandern. Das Material ist günstig und auf Rollen in vielen verschiedenen Farben erhältlich. Durch die einfache Handhabung und geringe gesundheitliche Risiken ist PLA auch für Kinder mit 3D-Druck-Begeisterung gut geeignet.

Steigung und Gefälle
Für die Stützen-Höhe habe ich ein 8mm-Raster gewählt. Zufällig oder aus Berechnung - ich weiß es nicht mehr. Die erste Stütze besteht nur aus einem Gleis-Träger, 8 mm hoch. Die zweite kombiniert mit einem Pfeiler in 14 mm Länge einen Gleis-Träger mit einem Fuss, macht 16 mm in der Höhe. Der Pfeiler für die nächste Kombination hat 22 mm, was eine Höhe von 24 mm ergibt. Der Vollkreis kommt so auf eine Höhe von 96 mm. Stützen-Höhen für eine fortlaufende Steigung: 8 - 16 - 24 - 32 - 40 - 48 - 56 - 64 - 72 - 80 - 88 - 96 mm.

Bei einem Gleis-Radius von 360 mm ergibt sich daraus eine Steigung von ca. 4,2 %. Gleise mit einem Radius von 420 mm kommen auf ca. 3,6 %. Das ist zwar nicht wenig, aber sogar die relativ zugschwache Dampflok der BR 64 von Fleischmann schafft die Steigung und das Anfahren darin mit mehreren Wagen problemlos. Roco BR 80, PIKO BR 218, etc. erklimmen den Berg mühelos. Das für Kinder und ein Teppich-Oval gedachte Roco Next-Generation-Modell (hat Ähnlichkeiten mit einer Elektrolok der DB-Baureihe 120) benötigt mit mehreren 4-achsigen Personenwagen etwas Schwung. Damit kann ich leben.

Berechnung der Steigung für einen Vollkreis mit 360 mm Radius:
Umfang = 2 x Radius * Pi = 2 x 360 mm * 3,14 = 2260,8 mm
96 (Höhe) / 22,608 (Länge auf 100) = ca. 4,2 %

Berechnung der Steigung für einen Vollkreis mit 420 mm Radius:
Umfang = 2 x Radius * Pi = 2 x 420 mm * 3,14 = 2637,6 mm
96 (Höhe) / 26,376 (Länge auf 100) = ca. 3,6 %

Die Pfeiler-Höhen und Stützen-Abstände können, für eine Vergrösserung oder Verringerung der Steigung, individuell gewählt werden. Ich lasse die Steigung bereits vor den Bögen beginnen, was die Strecke verlängert und die Steigung verringert.

Druck-Dateien
Die einzelnen STL-Dateien für den 3D-Druck befinden sich in einem ZIP-Paket und stehen unten in den Links kostenos zum Download bereit. Sie dürfen gerne modifiziert und verteilt werden. Ich würde mich über Rückmeldungen freuen.


Unser 3D-Drucker
Wir verwenden sehr zufrieden einen Artillery Sidewinder X2 (Link unten). Der verfügbare Bauraum von 300 x 300 x 400 mm (LxBxH) bietet genug Freiraum für unsere Konstruktionen. Der Drucker ist vergleichsweise leise und sparsam. Die Bedienung ist einfach, mein Sohn (11) kommt damit genauso klar wie ich (er hat mir gezeigt, wie´s funktioniert). Gedruckt wird mit der Software UltiMaker Cura. Die Bauelemente für dieses Projekt wurden in der einfachsten Qualität hergestellt.

Druck-Dateien, Links und mehr Fotos:
https://www.atisblog.de/de/blog-beitrag/blog/trassenbau-aus-pappe-und-3d-druck.htm







Von TT (1970er) über N (1980er) zu H0 (seit 2009).


 
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