An dieser Stelle möchte ich meine Erfahrungen beim Bau einer 3d-gedruckten Testlokomotive im Maßstab 1:55 teilen. In der Hoffnung, sie mögen vielleicht an der ein oder anderen Stelle hilfreich sein. Nach 25 Jahren Spur N möchte ich mal etwas Größeres ausprobieren. Aus verschiedenen Anlagenstudien hat sich 1:55 als sinnvoller Kompromiss zwischen Fahrzeuggröße (lieber größer als kleiner) und Zuglängen/Streckenlänge im gegebenen Raum herauskristallisiert.




Bild 1: Das „Spur K“ Modell liegt gut in der Hand


1:55 ist natürlich keine Standard-Größe. Ich nenne sie „Spur K“. Allerdings bin ich sicher nicht der erste, der diesen Maßstab für Modellbahnen verwendet. Das beliebte Gleisplanprogramm „Templot“ hat 1:55 als Standardmaßstab eingestellt – sicher nicht ohne Grund. Dort heißt er naheliegend „T“, aber dieser Name ist inzwischen für Drei-Millimeter-Spur kommerzialisiert worden.
Ob ich am Ende wirklich in 1:55 meine Modelle alle selber baue, ist noch offen. Es könnte bei Spur N (1:160) bleiben, es könnte Spur S (1:64) werden, oder auch Spur 0 (1:45).



Bild 2: 1:55 lässt die Darstellung vieler Details zu, ist aber signifikant kleiner als Spur 0 (mehr Strecke im gegebenen Raum …)


Testen was geht

Unlängst habe ich mir einen 3D-Drucker (FDM-Typ, Fused Deposition Modeling, also quasi „Würstchenleger“) zugelegt. Die hochauflösende Resin-Alternative möchte ich aus geruchstechnischen Gründen (Modellbahnzimmer neben Schlafzimmer) nicht einsetzen. Eigentlich wolle ich nur innere Strukturen für Fahrzeuge drucken, weil meine Recherchen ergeben hatten, dass FDM-gedruckte Fahrzeuge optisch nicht unbedingt in allen Belangen überzeugen können. Meine ersten Testdrucken haben mich aber ermutigt, dies zu überdenken. Spontan entstand der Plan einer motorlosen Testlok. Einerseits kann ich daran sehen, wo die Grenzen der FDM-Drucktechnik für 1:55 liegen, andererseits habe ich dann eine Lok in der Hand, und damit ein Gefühl, wie sich 1:55 anfühlt.



Bild 3: Die Pufferbohle der Lok war recht früh fertig und hat mich ermutigt, weiterzubauen. Die Puffer entstanden aus bearbeiteten Nägeln.


Vorbildwahl

Für einen ersten Test habe ich mir ein Freelance-Projekt vorgenommen. Anregung fand ich bei einem Tinplate Modell, das mich immer von der letzten Innenseite von „Model Rail“ anlacht. Eine kompakte Satteltank-Lok mit sympathischen Proportionen. Ich habe diese Anregung durchaus „ernsthaft“ interpretiert und anhand von Vergleichen anderer Satteltank-Dampfloks möglichst alle typischen Komponenten bzw. Merkmale berücksichtigt. Treibstangen, Kuppelstangen, Zylinder mit Entwässerung, Kreuzkopf, innenliegende (unbewegliche) Steuerung, Stellstange für Steuerung, Bremse, Regler, Wasserstandsgläser, Feuerbüchse, Manometer, Handbremse, alles was eine Industrielok minimal benötigt. Es war gut, ohne konkretes Vorbild konstruieren zu können und auf diese Weise gar nicht so genau zu wissen, wie viele Details ich bei meinem Modell weglasse. So bin ich nach einem guten Monat auch zu einem Ergebnis gekommen…




Bild 4: „PEGGY“ kommt auf großen Rädern daher. Namensgebung und Silberfarbe am Schild: meine Tochter.


Die britische Firma Peckett hat ähnliche Loks, allerdings mit kleineren Rädern und einem flacheren Dach, in größerer Zahl hergestellt. Das gedachte Vorbild meiner Lok ist von den Wiener Pyrkerwerken in Lizenz entstanden. Um bei Übergabefahrten auf der Hauptbahn größere Geschwindigkeiten zu erreichen, wurden die Räder vergrößert. Die Konstruktion hat sich offenbar nicht bewährt, und so ist sie im Nebel der Geschichte verschwunden…


3D-Konstruktion

Meine „Toolchain“ für die 3D-Konstruktion sah so aus:
1. Handskizze
2. Reinzeichnen der Skizze in Inkscape, Anlehnung der Maße an Originalzeichnungen unterschiedlicher britischer Satteltank-Typen
3. Import der 2D Basisformen (.svg) in Tinkercad
4. 3D Modellierung in Tinkercad und Zusammfassen sinnvoller „2,5D Teile“ für den Druck
5. Spezialteile (Schornstein, Abdeckung Sicherheitsventil) in Fusion 360 modelliert




Bild 5: 2D Grundformen nach dem Import. Sieht noch ziemlich spielzeughaft aus…




Bild 6: Blick von unten auf die Konstruktion von Rahmen und Achslagern




Bild 7: Führerstand-Einrichtung




Bild 8: Testversion des Führerstands. Die Wände wurden in der Finalversion teilweise auf 0,4 mm geschwächt.


Soweit für Heute. Im nächsten Teil wird es um die Erfahrungen bei der Konstruktion gehen.

Liebe Grüße
Kupzinger

Hallo Kupzinger,

was ist 2024 möglich?
Wenn ich mir deine Lokomotive anschaue, dann meine ich, dass es doch ganz ordentlich ist, was da geht.
Aber deine Frage zu beantworten ist nicht leicht, da hier sehr viele Faktoren zusammen kommen, wie auch schon die Jahre zuvor.
Geschlossener Bauraum und dessen Größe, beheiztes Druckbett, welcher Extruder, Düsendurchmesser, welches Filament, welcher Slicer (Einstellmöglichkeiten) Bed Leveling usw...
Persönlich habe ich die Erfahrung gemacht, dass bessere Ergebnise erreicht werden, wenn man detaillierte Druckobjekte in mehreren Einzelteilen druckt, statt am Stück.
Dadurch erspart man sich i.d.R. Support, Bridging usw. und erreicht dadurch schönere Oberflächen und deutlich weniger Nachbehandlung, da ich die Bauteile ganz anders auf dem Druckbett anordnen kann.
Wie ich an deiner Lok sehe, hast du es genau so gemacht - viele Einzelteile. Ich denke, das ist der richtige Weg!
Oft sehe ich im web diverse Druckvorlagen, die mir auf den ersten Blick gefallen, aber dann bestehen sie aus nur einem oder wenigen Teilen. Da lasse ich dann die Finger davon.

Mit 3D-Druck habe ich beruflich meine ersten Erfahrungen mit einem German RepRap X400 unter Simplify3D gemacht, dass ist aber schon einige Jahre her.
Aktuell läuft bei mir der Prusa XL unter Prusa Slicer. Zwischen beiden Druckern liegen beim Druckbild Welten.
Während ich damals in der Einarbeitung mit dem X400 Wochen gekämpft habe, bis mal die ersten Objekte wirklich so waren, wie benötigt, packt man den XL aus, startet den Druck und staunt nur.
Zusätzlich nutze ich einen SLA-Drucker für die kleinen Teile, für die ein FDM nicht geignet ist.
Aber wie du auch schreibst - der Gestank und die ganze Sauerei mit dem Harz und danach mit dem Isopropanol - da ist Absaugung, Einweghandschuhe und Unmengen an Papiertücher oberstes Gebot.
Das versuche ich zu vermeiden, wo es nur geht...
Natürlich wird man niemals die Details hinbekommen, wie mit Resinharz aus einem SLA-Drucker, aber da kann man "mixen" - FDM für "grobe" Teile, SLA für Details.
Ich wünsche dir weiterhin viel Spaß und Erfolg!

Viele Grüße
Bojan

Mit FDM ist bei aktuellen Druckern ab der gehobenen Einsteigerklasse (bis 200,-) schon sehr viel möglich, spätestens ab Spur 0 aufwärts geht mit etwas Geduld (Drucktempo etwas runter oft = Genauigkeit deutlich rauf) schon sehr viel. Vorteile gegenüber SLA vor allem das die ganze Harz-Sauerei entfällt und das Material wesentlich günstiger ist. Ein B4yg (Umbauwagen) in 1:29 in Harz wird teuer, in hochwertigem PLA sind es etwa 25,-.
Diese Köf

ist auf einem Drucker entstanden der heute nicht mal an 150,-€ Drucker heranreicht, zumindest nicht in seinem damaligen Zustand. Inzwischen auf Klipper umgestellt und mit besserem Hotend und ordentlicher Düse sieht das anders aus. Bei Thingiverse mit dem Stichwort Köf zu finden, inklusive Antrieb. Die ist kein Standmodell, die muss auch mal arbeiten.

Hallo zusammen,

danke für die Rückmeldungen. Ja, viele Einzelteile ("2,5D-Ansatz") ist wohl der richtige Weg. Die geringeren Materialkosten gegenüber Resin hatte ich gar nicht am Schirm. Danke für den Hinweis. Die Köf schaut cool aus, gibt's da Detailfotos?
Hier kommt jetzt der zweite Schwung Material zu meiner Testlok in 1:55.


Erfahrungen bei der Konstruktion

Für Modelle mit relativ geringem Komplexitätsgrad, wie diese kleine Lok, hat sich der Tinkercad-Ansatz bewährt. Mit der Zeit gewinnt man ein Gefühl, welche Abstände bei Passungen einzuplanen sind. Kritisch sind Bereiche, wo mehrere „parallele“ Teile in einen bestimmten Bereich passen müssen, z.B. Kessel, Umlaufblech und Rahmen der Lok. Das Umlaufblech war einen Tick zu kurz, und prompt hat es sich verzogen bzw. durchgebogen. Der Kessel kam viel später, da war auch zu wenig Spiel eingeplant.



Bild 9: Einzelteile des Fahrwerks




Bild 10: Das bewegliche Fahrwerk der Lok war der erste Meilenstein


Wirklich kompliziert waren den Kesselaufbauten. Hier musste ich mit der Fusion 360 Funktion „Erhebung“ arbeiten, um die auf dem Kesselrücken stehenden Zylinder an den Kessel anzupassen und die typische Sattelform zu erzeugen Alles musste perfekt symmetrisch sein, sonst hatte der Sattel sonderbare Erhebungen. Da ich nicht besonders fit in Fusion 360 bin, hat es mehrere Anläufe bzw. Wochen gebraucht, bis ich da fertig war.



Bild 11: Kesselaufbauten




Bild 12: Teile der Lok vor der Endmontage


Grenzen der Auflösung

Ich bin begeistert, welchen Detaillierungsgrad ich in 1:55 erzielen konnte. Ich habe durchgehend eine 0,2 mm Düse benutzt, und ein gut auf den Drucker abgestimmtes mattschwarzes Filament verwendet. Bei der Ausgestaltung der Kesselrückwand waren dann ein paar Teile dabei, welche die Grenzen des Machbaren ausgelotet haben, z.B. Handräder auf Rohrleitungsstutzen. Kleine kugelförmige Körper, wie Ventile oder die Befestigungen des Handlaufes am Kessel lassen sich nicht perfekt drucken. „Spinatknödel“ hat meine Tochter dazu gesagt. Zum Glück fallen diese Unzulänglichkeiten nur unter der Lupe auf.
Generell gilt: ab dem Moment, wo ein Teil zum Drucken signifikant auf Stützstrukturen angewiesen ist, wird es kritisch.




Bild 13: Kleine Kugeln wie die Halter des Handlaufs sind kritisch




Bild 14: die Kesselrückwand mit diversen Installationen




Bild 15: Das „Manifold“ am Kessel – der Name ist Programm – ist eine komplexe Struktur, die sich nicht gut drucken lässt. Zwei Halbschalen wären ggf besser gewesen.




Bild 16: Gut aufgelöst ist der Hebel für die Steuerung mitsamt Handfalle und Kulisse.


Oberflächenqualität

Die mit dem Drucker realisierbaren Oberflächen waren deutlich über meinen Erwartungen. Mein „A1 Mini“ schafft mit 0,2 mm Düse eine minimale Layer-Höhe von 0,06 mm, das finde ich nicht so schlecht. Natürlich gibt es Formen, wie die Rauchkammertür, wo hier Stufen zu sehen ist. In solchen Fällen muss nachgearbeitet werden. Generell gibt es drei ideale Fälle für gute Oberflächen:
1. Die Unterseite eines Teils, welche auf dem flachen Druckbett entstanden ist – solche Oberflächen sind fast ideal glatt, können aber natürlich keine Erhöhungen haben, höchstens Öffnungen.
2. Flächen parallel zum Druckbett – hier hat mein Drucker die Möglichkeit, diese zu „bügeln“, also mit der Düse das aufgebrachte Material noch flach zu drücken. Schaut auch recht gut aus, ab und zu könnte etwas verspachtelt werden (habe ich hier nicht gemacht).
3. Gerade oder runde Seitenwände von stehenden Strukturen (z.B. Kessel, Satteltank). Hier sind zwar die Schichten als feines Raster erkennbar, dies lässt sich aber sehr leicht wegschmirgeln. Das geht natürlich nur, wenn sonst keine Erhöhungen auf diesen Oberflächen bestehen.




Bild 17: Die flache Rückwand ein Beispiel für Fall 1. Details sind nachträglich angesetzt.




Bild 18: Zylinder noch vor dem Nachbearbeiten. Die Riefen sind weniger ein Problem des Drucks als der Auflösung des 3D-Modells. Ich fand es hier aber einfacher, diese physisch zu entfernen.




Bild 19: Die Rauchkammertür als Rohling. Das war das einzige Teil, wo ich intensiver nacharbeiten musste.





Bild 20: Nach Schmirgeln und Verspachteln sind die Layer Lines kaum mehr zu sehen. Die Tank-Frontwand (Fall 2) hätte auch etwas Spachtelmasse in den Ritzen vertragen können.




Bild 21: Der Wassertank ist ein Beispiel für Fall 3 (siehe oben).




Bild 22: Die Räder sind „gebügelt“ (Fall 2). Die Stufen am Radstern fallen nur in der Vergrößerung auf.




Bild 23: Das Dach der Lok ist auch ein Beispiel für Fall 2. Das Dach ist sehr dünn und wurde nachträglich gebogen. An den Nieten ist noch leichtes Stringing zu erkennen.


Farbauftrag

Lackiert habe ich das Modell mit einem günstigen Einsteiger-Airbrush und Revel Aqua Colors + passende Verdünnung. Die Farbe muss ausreichend dünnflüssig sein, sonst verstopft die Düse. Das Führerhaus ist innen mit Pinsel lackiert.







Bilder 24, 25, 26: Die fertige Maschine. Suchbild: finde sechs zusätzliche Details im Vergleich zu Bild 2 :)


Montage

Die Einzelteile der Lok (über 50) wurden mit flüssigem Uhu-Sekundenkleber verklebt. Das ist mir nicht immer ganz ohne Spuren geglückt (siehe Fotos). Es empfiehlt sich, in der Konstruktion entsprechende Passungen vorzusehen, so dass Teile automatisch an die richtige Stelle gezwungen werden.


Schlussfolgerungen

Mir gefällt der Maßstab 1:55 ausgesprochen gut, das Modell liegt bestens in der Hand, und Details sind ausreichend groß für eine glaubhafte Umsetzung in FDM-Druck mit 0,2 mm Düse. Materialstärken bis runter auf 0,4 mm (ungestützt, parallel zum Druckbett) sind leicht möglich. Die Oberflächenqualität, sowohl was das Druckergebnis als auch den Farbauftrag angeht, liegt weit über meinen Erwartungen. Ok, in der Vergrößerung erkennt man schon starke Qualitätsunterschiede zu (beispielsweise) einem kommerziellen Spur 0 Modell, aber das bloße Auge ist zufrieden.
Wie oben erwähnt sind mehrere parallele Passungen in der Konstruktion kritisch. Wenn sich Teile nicht leicht zusammensetzen lassen, besser gleich ändern und neu konstruieren. Mit einer „geht scho!“ Entscheidung habe ich mir den Rahmen leicht durchgebogen.
Die Räder der Lok sind optisch sehr schön, finde ich. Die Radreifen sind ebenfalls gedruckt, hier müsste man Drehteile einsetzen, falls elektrischer Kontakt gewünscht ist (was in 1:55 nicht unbedingt der Fall sein muss, Batteriebetrieb und Bluetooth-Steuerung sind in der Größe denkbar). Leider eiern die Räder extrem. Das rechtwinklige Aufsetzen auf die Metallachsen hat trotz Lehre nicht funktioniert. Da muss ich noch mal ran. Die Kupplung der Achsen über gedruckte Kuppelstangen und 90° Versatz hat hingegen perfekt funktioniert. Das Fahrwerk läuft seidenweich. Ein Antrieb auf eine Achse (wenn hier auch nicht vorgesehen) sollte problemlos möglich sein.
Der nächste Schritt wäre, ein funktionierendes Rad-Schiene-System zu bauen und einen ersten Zug auf dieser Basis in Bewegung zu setzen.




Bild 27: die Crew ist auch schon angetreten.


Mal sehen, wie es weitergeht…

Liebe Grüße
Kupzinger

Zitat von Kupzinger im Beitrag #4

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Die Köf schaut cool aus, gibt's da Detailfotos?

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Herzlichen Dank für die ausführliche Dokumentation.
MfG Werner

Hallo zusammen,

die Erkundung das Maßstabs 1:55 geht in die nächste Runde. Ermutigt vom Ergebnis des ersten Experiments (siehe oben) habe ich ein Anschlussprojekt gestartet. Diesmal geht es um ein maßstäbliches Wagonmodell. Zwei Stück will ich bauen und dann mit ein paar Gleisen das Rad-Schiene-System sowie das Kupplungssystem testen.

Details zu Vorbild um Umsetzungen folgen noch. Hier semmelwarm aus dem Ofen bzw. Drucker die ersten Teile. Federpuffer, spitzengelagerte Radsätze. Der Wagen flitzt quer durchs Wohnzimmer












Liebe Grüße
Kupzinger

Hallo zusammen,

gestern ist er dann noch fertig geworden, mein erster Waggon in 1:55!





Vorbild

Im Wiener Eisenbahnmuseum Straßhof steht ein unscheinbarer grauer G-Wagen in gut restaurierten Zustand. Da ich ein faible für graue Güterwagen habe, ist er mir schon mehrfach aufgefallen. Vor ein paar Wochen konnte ich ihn mit der Kamera "einsaugen".





Der Wagen vom Typ "XLI" wurde 1875 vom der "Staats-Eisenbahn-Gesellschaft" für die Wiener Nordbahn gebaut. Der Name der Gesellschaft ist verwirrend, es handelt sich sowohl um eine private Bahngesellschaft als auch um einem Fahrzeughersteller. Der Wagen hat ein LüP von 7660 mm, was in 1:55 etwa 14 cm sind. Etwa 2000 Wagen dieser Art sind hergestellt worden, wobei ich vermute, dass ein bedeutender Anteil davon mit Bremserhaus geliefert wurde. Falls jemand von sowas ein Foto hat, wäre ich sehr interessiert! Der Wagen selbst ist, wie es 1875 üblich war, ungebremst.

https://eisenbahnmuseum-heizhaus.com/de/sammlung/steg-11-182




Modell





Im Museum ist eine Seitenansicht des Fahrzeugs ausgehängt. Zusammen mit der LüP Angabe und dem 10 cm breiten Museumsprospekt habe ich mir die übrigen Maße des Fahrzeugs rekonstruiert - ich bin also nicht mit dem Meterstab herumgeturnt Dafür habe ich später dann ziemlich oft Bretter gezählt ...








Die Radsatzbefestigung ist sehr formschön und noch etwas anders es später zur Konvention wurde. Hier hatte ich zuerst mit 1:64 experimentiert (Spur S), bin aber dann doch im Sinne besser Detailtreue bei FDM-Druck mit 0,2 mm Düse wieder zu 1:55 zurückgekehrt. Die Detailvergrößerung zeigt trotzdem eine Reihe von Unzulänglichkeiten, wie Reste von Stringing und deformierten Details. Das alles ist aber nicht mal unter meiner Bastellupe zu sehen, sondern nur im Foto mit Zwischenring ...








Der Original-Wagen hat zusätzlich zum Kupplungshaken noch Ketten. Ich vermute zur Manipulation mit Seilen oder Pferden. Diese habe ich jedoch nicht nachgebildet. Der Kupplungshaken fehlt auch noch. Die Puffer sind gefedert und haben einen Federweg von ca. 4 mm. Eine 3 x 5 mm Feder aus 0,2 mm Federstahldraht tut jeweils ihren Dienst hinter jedem Puffer. Der Puffer selbst ist ein Nagel, der in der Kleinbohrmaschine mit Feile und Schleifpapier in Form gebracht wurde. Ich plane, die Fahrzeuge mit Original-Kupplungs-Modellen zu kuppeln. Mal sehen, was für Mindestradien sich dabei ergeben. Rechnerisch landet dieser Wagen mit seinen ca. 14 cm Länge bei 85 cm Mindestradius, wenn ein 10° Knick zwischen Fahrzeug und Fahrzeug unterstellt wird. Vielleicht geht bei entsprechendem Spiel in der Kupplung mehr. Ich werde es ausprobieren.








Die Seitenwände sind aus Balsaholz (1,2 mm). Ich finde die Materialkombination aus Kunststoff, Metall und Holz sehr schön. Die Teile sind im Schneidplotter geschnitten bzw. geritzt. Noch hat der Wagen keine Farbe, weil ich keine passende graue Lasur auf Lager hatte. Ob er noch nachträglich gefärbt wird, steht noch nicht fest. Ich wollte ihn jedenfalls an diesem Wochenende fertig machen und nicht mit der Montage warten, bis ich die Lasur in Händen habe. Danach baucht es dann noch Nummern und Buchstaben. Ich plane, mit dem Schneidplotter entsprechende Masken zu erzeugen, mal sehen ob das geht.

Experimente mit Tinte, Holzlasur und verdünntem Aqua Colors haben ergeben, dass nur die Lasur die schöne Maserung und die Bretterfugen erhalten. Die Acrylfarben schmieren alles zu, und die Tinte zieht sehr unregelmäßig ein (außerdem stimmt der Farbton nicht). Mal sehen, ob Lasieren in hellgrau möglich ist, ich habe mir was entsprechendes bestellt.


Zum Schluss noch eine Runde "Werkfotos":











Als nächstes steht ein Stück Gleis mit 26 mm Spurweite am Programm.

Liebe Grüße
Kupzinger

Hallo zusammen,

am Wochenende hatte ich Zeit, also ging es Schlag auf Schlag: gestern Abend sind die ersten Dezimeter Gleis in 26 mm Spurweite fertig geworden. Der Einfachheit halber möchte ich mit einer Art "Set Track" beginnen, also fertig konfektionierten Schienenstücken, die ich auf einem Tisch oder am Boden auslegen kann. Der Schwellenrost ist klassisch in einem Stück gedruckt, darauf werden die Profile gesetzt. Konfektionierte Gleise sind zum Testen eine feine und flexible Sache. Bei einem Anlagenbau würde ich dann eher zu Echtholz-Schwellen tendieren.











Nachgebildet ist hier ein leichtes Profil, wie es in Epoche I auch auf Hauptbahnen Verwendung fand. Ich wollte erst Profile mit Code 100 (2,54 mm) nehmen, hab mich dann aber in meiner Restekiste vergriffen und bin bei Code 80 (typische Spur N Profile) gelandet. Schaut gut aus, bleibt so.




Abbildung: Leichte Profile in Epoche I. Ausschnitt aus Julius Leth: Der Wiener Nordbahnhof (1866).





Abbildung: Gleishalter ca. 1960

Die Profile werden nicht, wie bei Modellbahnherstellern üblich, in die Schwellenroste eingeschoben, sondern von oben eingeklipst. Beim echten Gleishalter (Fachbegriff wahrscheinlich abweichend) ist der Bereich, der das Profil hält, gerade mal etwas breiter als 1 cm, links im Bild oben. Entsprechend kann der Überlapp auch im Modell sehr klein ausfallen. Man vergleiche das mal mit den Balken, welche an Seriengleisen zu finden sind. Sogar Weinert "Mein Gleis" hat solche irren Balken ...

Bei mir halten wenige Sekundenkleber-Punkte das Profil dann sicher. Das muss so sein, denn auf die Haltekraft der FDM-Layer kann ich mich nicht verlassen. So lassen sich Schwellen und Schienen auch bei Bedarf unabhängig colorieren und leicht von oben einclipsen. Man stelle sich vor, wie leicht dann auch Teile von Weichen montierbar sind.

Erste Tests sind vielversprechend, aber noch habe ich nur wenige cm umgesetzt. Der Drucker werkelt gerade an der ersten Kurve. Druckzeit Schwellenrost: Eine Stunde auf 10 cm

Mal sehen, wie es weitergeht...

Liebe Grüße
Kupzinger


P.S. die Wahl von Code 80 Schienen ist auch eine preislich sehr günstige. Ich habe mir jetzt 7,3 m Gleis um ca. 40 EUR bestellt. Lustigerweise sind die gebrauchten N-Gleise bei Ebay gerade teurer als neue Gleise vom Händler

Hallo zusammen,

nach einer längeren Nachrichtenpause geht es heute weiter in diesem Thread.

Nachdem das Thema Gleise erst mal so weit geklärt ist, dass genügend Schienen für einen Testbetrieb vorhanden sind, geht es jetzt ans Eingemachte: die erste angetriebene Lokomotive.

Es hat eine Weile gedauert, bis klar war, in welcher Weise ich dieses Thema angehen will. Zuerst ging es um die Suche nach einem geeigneten Vorbild. Die Recherche danach läuft schon seit dem Spätsommer. Ich habe inzwischen ein Anlagenkonzept, dass den Arbeitstitel „Wien 1900“ trägt. Also: Dampflokomotiven mit Baujahr vor 1900. Das erste richtige Modell wird wahrscheinlich eine K.k.St.B. Reihe 97 werden. Um aber hier nicht unvorbereitet in ein komplexes Projekt zu stolpern, habe ich mich entschieden, meine Freelance-Satteltanklok auf österreichisch umzudekorieren. Und eben mit gescheiten Rädern, Akku und einem Motor auszustatten.

Die Räder sind zunächst das wesentliche Thema. Experimente mit dem oben gezeigten Waggon-Typ haben gezeigt, dass ich zwar leicht laufende spitzengelagerte Achsen herstellen kann, aber dass diese nicht reproduzierbar sauber laufen. Der erste Wagen war ein Glücksfall, da hat alles wohl gut zusammengepasst. Aber die weiteren Achsen haben geeiert und gewackelt. Schuld daran waren die nicht zentrierten Spitzen der mit der Feile erzeugten Achsenspitzen (bei einer Lok irrelevant), die nicht exakt gedruckten Achslöcher in den Rädern und unzureichend genaue Hilfsmittel bei der Montage von Rad und Achse.

Deshalb ist Anfang Dezember die Entscheidung gefallen: eine Drehmaschine muss her.



Ich habe mir eine Proxxon FD150/E zugelegt nach langem hadern, wieviel ich investieren soll. Das war die kleinste und günstigste Variante. Wirklich sehr handlich, geradezu süß, kann man einfach über dem Mistkübel abklopfen nach dem Drehen …
Vor 24 Jahren habe ich Drehen an einer ausgewachsenen Drehbank gelernt und seitdem nie wieder so ein Gerät angefasst. Entsprechend musste ich mich wieder einarbeiten, was in der Zeit zwischen den Jahren gut funktioniert hat. Soweit kann ich sagen: das Gerät erfüllt meine Erwartungen und ist dem Job „Messing-Radreifen und Achsen in 1:55“ gewachsen.

Es war dann aber doch ein länglicher Weg zum ersten Radreifen, der wirklich alle Maße erfüllte. Vorbild ist die Radgröße der eine K.k.St.B. Reihe 97. Grundmaterial ist ein Messing-Rohr, dass innen und außen auf Maß gebracht werden muss.





Die Lauffläche drehe ich von rechts als 5° Kegel (Breite 1,6 mm, kleinster Durchmesser 17,2 mm) an. Dann wird der Spurkranz (Durchmesser 18,5 mm, Breite 0,7 mm) abgerundet und dann der Ring abgestochen. Hier kommt die Maschine an ihre Grenzen, aber mit ein paar Tricks geht es – ehrlich gesagt sind drei von vier Radreifen mit der Säge vom Rohr getrennt worden.

Leider muss das Teil dann von hinten noch bearbeitet werden, weil sowohl beim Sägen als auch beim Abstechen auf der Maschine ein Rand stehen bleibt. Dazu habe ich mir den umgekehrten Radreifen-Kegel aus einem Restrohr gedreht und stecke den Radreifen da zur weiteren Bearbeitung hinein. So lässt sich vorsichtig von hinten der Überstand abdrehen und das Rad auf eine Breite von 2,3 mm gebracht werden.



Weitere Drehteile am Fahrwerk sind die zwei Achsen und vier Lagerbuchsen. Auch diese Teile haben einiges an Zeit gebraucht, bis sie maßhaltig vor mir lagen. Dann war wieder 3D-Druck angesagt. Der innere Teil des Rades wird mit 100% Füllung gedruckt und später auf der Drehmaschine ein Achsloch gebohrt. Da ich auf eine vorhandene Konstruktion als Basis zurückgreifen kann, geht dies deutlich schneller voran als die Dreherei.



Heute endlich konnte ich die erste Achse testweise zusammenstecken. Kupzinger proudly presents: Dampflokachse in 1:55.






Ob diese Art der Achsenherstellung jetzt endlich einen sauberen Lauf hervorbringt, ist noch nicht bewiesen. Ausschauen tuts gut, aber ohne ein Fahrwerk, das damit schlingerfrei über die Gleise läuft, kann ich keine Aussage treffen. Also nächster Schritt: Lokomotivrahmen. Wieder abgeleitet von der Lok am Beginn dieses Threads.







Es ist eine Dreipunktlagerung mit einer einseitigen Wippe vorgesehen. Dies hat mir mal ein Kollege hier im Forum vor Jahren vorgeschlagen für eine N-Lok, die ich nie fertig gebaut habe, jetzt habe ich den Ansatz hier eingebaut. Auf einer Lok-Seite liegen die Achsen fest (das ist dann auch die Seite mit den Antriebs-Zahnrad), auf der anderen Seite drehen sie sich um die Fahrwerksmitte. Der Achsabstand bleibt beim Drehen gleich, so dass das Gestänge nicht verklemmt. Im Prinzip wie ein Ausgleichshebel beim Vorbild, ohne Federn und nur einseitig.

Oben drauf kommt ein Akku. Ich nehme das, was ich hier rumliegen habe, der Kameraakku schien mir ganz attraktiv in Sachen Spannung 8,4 V und Kapazität 1200 mAh. Das wären um die 10 h Fahrbetrieb.

Soweit für heute. Ich bin gespannt, wie es weitergeht.

Liebe Grüße
Kupzinger

Nachtrag:

Die Achsen sind jetzt testweise montiert. Noch hat das Fahrgestell keinen Motor, aber schieben kann man es natürlich schon. Und dabei eiert nichts offensichtlich, und ich kann auch kein Nicken des Rahmens erkennen. Damit bin ich zufrieden. Nachmessen werde ich das lieber nicht, was ich nicht weiss... Jedenfalls hat die Präzision der Drehtechnik das Ihre dazu gegeben, dass diese Räder nun rund laufen

Fühlte sich das Rollen von PEGGY noch recht spielzeughaft an, kommt hier ein Gefühl von Qualität auf. Genau das wollte ich erreichen.

Nächster Schritt wird der Motoreinbau sein. Dazu brauchts auch Kuppelstangen.

Liebe Grüße
Kupzinger

P.S. warum steht das Motiv unten nicht auf Schienen? Nun ja. Es ... passt nicht drauf. Meine Schwellenbänder haben die falsche Spurweite. Das ist jetzt erst aufgefallen, weil die alten Achsten deutlich mehr Seitenspiel zugelassen haben. Was soll's, drucke ich halt neue Gleise ...

Moin!

Sehr faszinierend!
Mal eben eine neue(?) Baugröße kreieren, zeichnen, drucken...
Toll, was mit Kreativität und Ideenreichtum heute möglich ist.
Danke.

Gruß Thomas

Hallo Kupzinger,

eine ganz ähnliche Lernkurve lege ich gerade in Entwicklung und Umsetzung von Blechteilen für den Laser Cut hin.

Auch hier ist es häufig unerlässlich, vor allem die Kleinteile wie Beschläge und Ähnliches zu einer Art Ätzbogen zusammenzufassen, da sie sonst nicht verarbeitet werden können, bzw von der KI, die die Modelle auf Vearbeitbarkeit prüft und auch das Angebot erstellt, gar nicht erst erkannt werden. Das hängt auch damit zusammen, dass ganz ähnlich zum 3D Druck das Blech zum Lasern auf einer Art Fakirsbrett liegt. Die Kleinteile plumpsen da sonst einfach durch.

Es ist als beim CAM viel Arbeit darauf anzuwenden, die entstandenen Modelle "maschinengerecht" zu zerlegen. Das ist etwa so viel Arbeit wie die eigentliche Entwicklung und Konstruktion.

In dem Zusammenhang finde ich deine Lokomotive sehr spannend, und sie ist doch auch sehr schön geworden! Nur vielleicht könnte man statt der 3D gedruckten Kugelbolzen doch vielleicht Augenschrauben aus dem Schiffsmodellbau verwenden? Die sind nicht so teuer und bei solchen Teilen scheint der 3D Druck ja doch echt an seine Grenzen zu kommen.

Gruß Alex

Hallo zusammen,

inzwischen habe ich einen Test auf Schienen gemacht – es hat funktioniert! Dazu musste die Achslöcher in den Rädern noch mal gescheit entgraten und Gleise mit 26,0 mm Spurweite drucken.

Als nächstes steht Arbeit am „Rad-Schiene-System“ an. Dieses System, also seine Dimensionen, möchte ich so gestalten, dass die Räder möglichst vorbildgetreu proportioniert sind. Im Vergleich zu Serienprodukten von Modellbahnherstellern bedeutet dies: schmale Räder, niedrige Spurkränze, schmale Rillen zwischen Radlenkern bzw. Weichenzungen und Backenschienen.

Dies war mein erster Wurf für ein „Spur K“ Rad-Schiene-System:
Spurweite: 26,0 mm
Rillenweite: 1,2 mm
Spurkranzbreite: 0,7 mm
Laufflächenbreite: 1,6 mm
Spiel im Gleis: 0,4 mm
Radsatzinnenmaß: 24,2 mm


Die erste Erkenntnis ist: 0,4 mm Spiel im Gleis ist wahrscheinlich zu wenig. D.h. die obigen Zahlen werden wohl noch mal überarbeitet.

Die kritische Situation, in der all diese Zahlen mechanisch in Zusammenhang gebracht werden, ist der Moment, in dem das Rad über ein Weichenherzstück fährt. Im Beispiel unten hat dies eine Steigung von 1:6,6. Die Lauffläche des Rades soll nicht in die Schienen-Lücke fallen, sondern von den dreieckigen Schenkeln oben und unten abwechselnd gehalten werden.



Bevor ich also das Spiel des Rades im Gleis vergrößere, habe ich heute ein Test-Herzstück gebaut, um die Implikationen meiner Veränderungen nicht nur auf Papier, sondern auch in der echten Welt erfassen zu können.





Das Herzstück besteht aus Gleisstücken, es gibt eine Haupt- und eine (hier unbefahrene) Nebenherzstückspitze. Die Herzstückspitzen habe ich auf der Drehmaschine im richtigen Winkel gefräst. Dazu habe ich mir ähnliche 3D-gedruckte Gleishalter für das Fräsen gemacht wie es in der „Preußischen Gleiswüste“ mit deutlich höherem Detailgrad praktiziert wird Preußische Gleiswüste Epoche I KPEV - Stromführende Kupplungen für den Gleisstaubsauger. Der Fräser kommt ins Futter der Maschine, das Schienenstück in den Meißelhalter.







Nun der große Moment: erstes Testrollen über das 1:6,6 Herzstück.





Ergebnis: Butterweich. Es gibt einen minimalen, nicht verhinderbaren Ruckler. Weil nämlich die Lauffläche des Rades kegelförmig ist, ergibt sich ein geringer Höhenversatz, wenn das Rad von der Innen- auf die Außenstütze überläuft. Den Moment habe ich versucht, im letzten Bild zu vergrößern. Man sieht, dass die Lauffläche noch satt auf der Backenschiene aufliegt. Wenn das Rad jetzt aber einen Millimeter weiter nach links rollt, übernimmt bereits die Herzstückspitze das Stützen der Lauffläche. Also kein „Hineinfallen“ in die Lücke.

Liebe Grüße
Kupzinger

... da hilft evtl. das Herzstück minimal anzuschrägen, damit der - wenn auch geringe - Höhenversatz nicht schlagartig, sondern auf eine gewisse Länge (hier dürfte ein mm ausreichen) verteilt wird ...

ja, guter Plan Werde ich in Version 2 ausprobieren. Es handelt sich maximal um 0,14 mm Höhenunterschied.

Danke
Kupzinger

Hallo zusammen,

hier ein Update zum Rad-Schiene-System in 1:55. Erst mal noch zwei Fotos vom Test-Herzstück, weil’s so schön funktioniert.





Soweit die guten Nachrichten. Nun zur schlechten Nachricht: es hat sich herausgestellt, dass die Spurweite vom Testgleis mit Herzstück mal wieder nicht stimmt. Diesmal ist sie 0,3…0,4 mm zu groß. Ich habe da also nun Gleisversionen mit 25,7 mm, 26,1 mm und 26,4 mm Spurweite hier rumliegen. Ähem. Wieso das?

Es wurde Zeit für ein Abtauchen in den Analyse-Modus. Die Sache muss ich in den Griff bekommen, sonst wird das nichts mit dem Rad-Schiene-System.



Die kleinen Haltenasen, Modelle des weiter oben abgebildeten echten Schienenhalters, spielen dabei die Hauptrolle. Bei einem Vergleich der Versionen bin ich zunächst drauf gekommen, dass ich die Gleise mit unterschiedlicher Schichthöhe gedruckt habe. 0,2 mm Düse und 0,12 mm Layerhöhe sollten es sein. Das ist zwar recht grob, damit es schneller geht (eh mehrere Stunden pro Meter), die Schichten sind aber mit bloßem Auge nicht zu erkennen. Das war Grund 1. Grund 2 war, dass das Schienenprofil in der Halterung gekippelt ist nach links und rechts. Das ist natürlich für die Spurweite fatal, denn wenn die Profile oben nach außen schwenken, erhöht sich der Abstand der Schienenköpfe je nach Belastung.

Theorie 1: Halter nicht eng genug. Engere Halter hatten keinen positiven Effekt. Hier wurden die Halter von der Schiene teilweise abgesprengt (es ist eh überraschend, dass die Dinger sonst recht gut halten, denn bekanntlich ist die „layer adhesion“ beim FDM-Druck die mechanische Schwachstelle).

Theorie 2: Boden zwischen den Haltern nicht flach. Das hat sich tatsächlich bestätigt. Wie unten zu sehen, habe ich dies durch „Unterätzungen“ an den Ecken behoben. Jetzt stecken die Schienen nicht zu lasch und nicht zu stramm im Halter und wackeln nicht.











Jetzt sind wir bei 26,06 mm Spurweite, das ist in der Toleranz (1435 mm : 55 = 26,091 mm)

Jetzt kann ich mich den Rädern wieder zuwenden und für ausreichend Spiel im Gleis sorgen.

Liebe Grüße
Kupzinger

Hallo zusammen,

Räder hin oder her … es ist der Weichenfetischist in mir durchgegangen. Bei der Recherche nach einer geeigneten schlanken Weiche mit sinnvoller Länge bin ich über eine Konstruktion für Spur 1 gestolpert:

https://www.hosentraeger-spur1.de/index....ichen-100-1-6-6

Eine aus der klassischen EW 190 abgeleitete EW 100 1:6,6 mit geradem Herzstück. Ein wirklich schönes Teil. Gratulation an das Team von Hosenträger Rail Systems. Das könnte sich auch gut in 1:55 machen, so dachte ich mir. Sie wäre in diesem Maßstab unter 50 cm lang. Von der Weichenspitze bis zur Grenzmarke wird sie mit 56 cm zu Buche schlagen. Der Radius ist 181,8 cm, Winkel 8,62°.

Also habe ich mich an die Konstruktion gesetzt, und nach einiger Zeit kam das hier heraus:




Druckzeit der Weiche: über 6 Stunden. Erster Versuch: ein Desaster. Schwellen lösten sich offenbar vom Druckbett, der Materialfluss kam ins Stocken, statt nach außen hat der Drucker seinen Druckkopf innen mit PLA geflutet. Gestern Abend habe ich die Sauerei mit einem Fön erhitzt Stück für Stück rausfriemeln können.

Zweiter Versuch: Erfolg.









Die schmale Schiene im Bild ist das Fleischmann (ex-Roco) Spur N Spendergleis mit Code 80 Profilen.








Noch ist die Weiche nicht fertig, einige Profile gehören angeklebt, ein Stellmechanismus fehlt auch noch. Der Plan ist, die Weiche geometrisch exakt nach Spur K Normalien auszuführen, und dann an den Rädern zu arbeiten, bis sie ordentlich drüber laufen.

Mal sehen, wie es weiter geht.

Liebe Grüße
Kupzinger


P.S. neben der technischen Machbarkeit, die bei diesem Weichenprojekt im Vordergrund steht, stellt sich natürlich auch die Frage nach einem geeigneten Vorbild für Weichen in Österreich um 1900. Ich habe hierzu exakt gar nichts bei meinen bisherigen Recherchen gefunden. Die gezeigte EW 100 mit Code 80 Profilen ist ein Phantasieprodukt, bei dem der Schwellenabstand für die leichten wahrscheinlich zu eng ist. Im Eisenbahnmuseum Schwechat liegt z.B. dieses Exemplar, mit einfachen Schienennägeln und weniger Schwellen. Allerdings weiß ich nicht, wie alt diese Weiche ist.



Kennt hier im Forum jemand Quellen für KKStB Weichengeometrien um die vorletzte Jahrhundertwende?

Hallo zusammen,

heute ein Mini-Update. Ich hatte vor der Anschaffung gar nicht am Schirm, wie nützlich eine Drehmaschine für den Modell-Gleisbau ist. Räder klar, Herzstücke fräsen (siehe oben) weniger klar. Und dann ist mir eingefallen, dass beim Gleisbau auch gerne gedrehte Spurlehren eingesetzt werden, derer ich mir jetzt auch zwei Stück hergestellt habe.




Das schöne an der Drehmaschine ist ja, dass man damit so sauber arbeiten kann .... äh .... oder nicht?







Beim Einstellen der Rillenweiten (hier: 1,1 mm) sind die Spurlehren sehr hilfreich. Dazu dienen die "Spurkränze", die keine sind. Zur Überprüfung der Mindestspurweite auch.

Liebe Grüße
Kupzinger

Hallo zusammen,

heute ist der Herzstück-Teil der Weiche fertig geworden. Alle Profile sind befestigt (eingeschoben und/oder mit Sekundenkleber angeklebt - vorher Metallteile aufgerauht).









Die Zungen sind schon angesteuert, aber ein Umstellhebel fehlt noch. An die Zungen muss ich ggf. noch mal ran, die biegen sich leicht nach oben. Klassisches Problem bei Selbstbauweichen. Irgendwie muss ich die wahrscheinlich niederhalten.

Jedenfalls: das Fahrwerk der Lok rollt wieder drüber wie Butter! Ich bin fasziniert, was mit der Kombination 3D-Drucker und Drehmaschine rauszuholen ist. Genauigkeiten unterhalb 0,1 mm sind mit etwas experimentieren möglich.

Diesen Maßen gehorcht die Weiche:
Spurweite: 26,0 mm (Toleranz +0,1 mm)
Rillenweite: 1,1 mm (Toleranz +0,1 mm)

Liebe Grüße
Kupzinger

Hallo zusammen,

eine Zwischenmeldung. "Wien 1900" ist das Konzept. Die Frage ist: wie sah 1900 ein Weichenhebel der kkStB. aus? Ein Blick in die Literatur zeigt ein sehr einheitliches Bild. Offenbar wurde über viele Jahrzehnte seit den späten 1800-Jahren eine ähnliche Konstruktion verwendet. Charakteristisch ist das recht hohe Lagerfuß, der für eine ca. 2 m hoch gelegene Laterne vorgesehen ist. Lediglich die Zeichensprache der Weichenlaternen erscheint mir nicht einheitlich, jedenfalls werde ich aus diversen Pfeilen, Rauten, Halbkreisen und Streifen, die auf Fotos aus der Zeit zu sehen sind, nicht ganz schlau.



Wien Hauptzollamt, Bauzeit 1893-1899. Bildausschnitt, Quelle: Sammlung Slezak






Eisenbahnmuseum Schwechat, September 2024.


In das Thema kann man sich offenbar ziemlich vertiefen. Für sachdienliche Hinweise wäre ich dankbar. Ein Nachbau ist aufgrund der filigranen Teile und dem schwingenden Stellhebel auch nicht ganz trivial. Also: auf später verschoben.


Zurück zum Wesentlichen.



Das Test-Fahrgestell wird Kuppelstangen, einen Motorhalter und Zahnräder bekommen und damit hoffentlich bald aus eigener Kraft fahrfähig sein. Mal schauen, was passiert.


Liebe Grüße
Kupzinger

Hallo zusammen,

ja, wie oben geschrieben, diese österreichischen Weichenhebel/-Laternen sind ein schönes Thema, dem ich mich heute nicht verwehren konnte ... auf einer Zugfahrt habe ich etwas konstruiert.








Mal sehen, wie es damit weitergeht.

Liebe Grüße
Kupzinger

Hallo zusammen,

heute habe ich die vier wahrscheinlich kleinsten Teile der Lok gedreht. 1,1 mm im Durchmesser, werden diese Zapfen in die mitgedruckten Bohrungen der Räder eingedrückt, um die Treib- und Kuppelstangen zu halten.





Jetzt sind die Achsen gekuppelt, ein Zahnrad ist auch schon aufgezogen. Am Wochenende komme ich hoffentlich dazu, einen Motor testweise einzubauen.


Liebe Grüße
Kupzinger

Hallo Kupzinger,
irgend wie sehen deine Kuppelstangen seltsam aus. So wie du sie gedruckt hast, fehlt etwas. In Kuppelstangen Taschen werden die Kuppelzapfen über geteilte Buchsen aufgenommen. Über Stellkeile und Einlagen werden die Buchsen auf Stichmaß und minimale Lagerluft eingestellt/nachgestellt. Eine gleitende Lagerbuchse, wie du sie im Prinzip dargestellt hast kenne ich nur senkrecht an der Blindwelle der ungeteilten Kuppelstange der Feldbahnlok Ns2f. Blindwelle starr gelagert, Achsen gefedert. Ist aber kaum erkennbar da durch einen Deckel verdeckt.
Volker

Hallo Volker,

stimmt, das schaut komisch aus. Da fehlen noch ein paar Stege im Modell. Danke für den Hinweis.

So sollte es aussehen:



Liebe Grüße
Kupzinger