Wie bereits im ersten Teil gezeigt, habe ich mich aufgemacht, ein eigenes Eisenbahnrad zu entwickeln. Wie meist konstruiere ich nicht eine Lösung für einen einzelnen Anwendungsfall, sondern ein Universaltool, mit dem aus einer Konstruktion viele Ausgabeprodukte entstehen können. OpenSCAD ist dafür eine großartige Hilfe.
Im Laufe eines Jahres und einiger dutzend gedruckter Prototypen schritt die Konstruktion eines eigenen Eisenbahnrads weiter voran. Dabei flossen neben Verbesserungen auch weitere Konfigurationsmöglichkeiten ein.
Die Treibräder einer 01.10 entstammen einem früheren Entwicklungsstand, aber sind trotzdem ganz nett anzusehen. Auch wenn die Konstruktion inzwischen in einigen Details weiter verbessert wurde.
Neben der grundlegenden Geometrie der Elemente können spezifisch für das jeweilige Rad eigenen Parameter definiert werden. Im Laufe der Entwicklung und der Beschäftigung mit Rädern des Vorbilds haben sich die definierbaren Parameter fleißig vermehrt. Die Bedeutung der Werte werden in einer der Datei beigefügten PDF erklärt.
das Lastenheft
Neben der freien Konfigurierbarkeit von Durchmesser und Speichenzahl waren mir einige Unterschiede zu den bekannten Rädern wichtig.
- die Montage von Haftreifen ist möglich
- geeignet für zweifarbigen Druck mit unterschiedlichen Farben für Radreifen und Radscheibe
- der Spurkranz tritt leicht gegenüber Nabe und Gegengewicht zurück
- die Speichen weisen einen abgerundeten Querschnitt auf
- die Speichen laufen in Richtung vom Radreifen zur der Radnabe leicht spitz zu
- das Gegengewicht ist nicht zwingend zentrisch platziert
- an Achsstand und Radius angepasste Spurkranzbreite
- der Übergang von der Speiche zum Radreifen ist partiell abgerundet
- der Durchmesser der Radnabe ist konfigurierbar
Um die Merkmale eines Dampflokrades überhaupt zu verstehen, waren einige Original-Konstruktionszeichnungen, die ich im Historischen Eisenbahn Archiv von Peter Zander erworben habe, sehr hilfreich.
Die Räder für eine Seite einer „01“. Die Druckdauer liegt je nach Qualität und Drucker im Bereich eines Arbeitstages. Für die 01.10 wäre das Kurbelkreuz auf der gegenüberliegenden Seite auf Grund der 120°-Teilung des Dreizylindertriebwerks versetzt.
Räder, Gegengewicht und Koppelstange für eine Jung R42C in der Ansicht des Sclicers.
Druckdauer in mittlerer Qualität und 25% Infill knapp 2 Stunden. Benötigtes Material: 5m Filament (1,75mm). Die Kosten für Material und Stromkosten betragen weniger als einem Euro.
Hintergründiges zur Konstruktion
Die Räder werden nur in seltenen Fällen radial angeordnet sein. An dem Funktions-Prototyp der V65 mit Beugniot-Hebel ist gut zu erkennen, wie groß der Winkel zwischen Rad und Schiene werden kann.
Dementsprechend kann der Spurkranz mit der Schiene in Konflikt geraten. Aus diesem Grund wird der Spurkranz in der Modellumsetzung ggf. bei kleinen Radien, größeren Radständen und größeren Rädern schmaler ausgeführt. Das notwendige Maß ist in der Konstruktion vollständig verformelt.
Zusätzlich ist die entsprechende Herleitung in Tabellenkalkulations-Form enthalten.
Damit sinnvoll Räder unterschiedlicher Größe in einem Fahrzeug verbaut werden können, sollte die Differenz der Räder („RadDurchmesser“) in einem vielfachen einer halben Plattenhöhe (1,6 mm) stehen). Die weitere sinnvolle Differenz ergibt sich aus der Bautechnik und natürlich dem Vorbild.
Gedruckt habe ich bisher auf dieser Basis Räder für Dampfloks der Baureihen 01, 50 und 55, deren Tender sowie der Stangen-Diesel-Lokomotiven V60 (DB), V65 und Jung R42C. Die zugehörigen Loks werden sicher nach und nach folgen.
Als Haftreifen verwende ich O-Ringe in einem Millimeter Breite. Angegeben ist der Innendurchmesser. Für ein 26mm-Rad ist somit ein Ring 24,0×1,0 erforderlich. Oder einige mm enger. Die Ringe gibt es günstig in China.
Normalerweise kann sich die Breite der Treib bzw. Schubstange mit einer halben Steinbreite an den schmalen Technic-Liftarmen orientieren. Bei seitenverschieblichen Achsen kann ein Abstand zwischen Rad und Treibstange sinnvoll sein. Mit entsprechendem Drucker können die Treibstangen auch zweifarbig ausgeführt werden, wie z.B. hellgrau/rot für viele Bundesbahnloks.
Die Treibstangen stellen hohe Anforderungen an die Maßhaltigkeit. Bereits Abweichungen im Bereich von einem halben Prozent führen zu einem schwergängigen Fahrwerk. Daher sollte gerade hier gewissenhaft die Längenausdehnung des Materials (z.B. bei ABS) überprüft werden.
Neues aus der Werkstatt
Inzwischen ist der Flashforge Finder wieder verkauft. Statt dessen habe ich, wieder von Flashforge und wieder gebraucht gekauft, einen Creator Pro im Einsatz. Dieser verfügt über ein größeres, beheiztes Druckbett mit dem endlich auch das ersehnte ABS gedruckt werden kann. Zudem verfügt er über zwei Druckköpfe, so dass mehrfarbige Teile entstehen könne. Wie rote Eisenbahnräder mit grauen Radreifen.
Als Slicer setze ich nicht mehr das zum Drucker gehörende Flashprint ein, sondern habe mir nach langem Überlegen und einigem Ausprobieren für das nicht ganz billige Simplyfy3D entschieden.
Mit denhttps://blog.5zu6.de/wp-admin/edit-tags.php?taxonomy=post_tag Ergebnissen von Drucker und Slicer bin ich, nach gewisser Lernkurve, ziemlich zufrieden. Auch wenn es sicher viele andere gute Drucker und Slicer gibt.
Das Rad neu erfunden (1)
Das Rad neu erfunden (2)
Das Rad neu erfunden (3)
Das Rad neu erfunden (4)