das Rad neu erfunden (3)

Inzwischen dreht auch der erste Prototyp-Fahrgestell seine Runden über den Testparcours um zu schauen, ob die Räder auch in der Praxis taugen. Im Zuge dieser Tests wurde das Spurkranzprofil überarbeitet.

Wenn aus dem Torso mal eine Lok wird, kann der Motor leider keinen Platz mehr finden. Dennoch ist die Württembergische T5 (Reichsbahn/Bundesbahn Baureihe 75.0) ein dankbares Versuchsobjekt. Soll das vor fast 100 Jahren entstandene Vorbild doch über ausgezeichnete Laufeigenschaften verfügt haben. Leider wurden alle Vorbildexemplare verschrottet.

mal was kryptisches

Auf Grund der Vielzahl der möglichen Rädervarianten – alleine im Umzeichnungsplan von 1967 der Deutschen Bundesbahn sind 30 Dampflokbaureihen enthalten – werden zumindest in der Erstauslieferung nur wenige Räder enthalten und als STL-Dateien beigefügt sein.

Für das Erstellen eigener Räder ist es erforderlich, sich mit OpenSCAD zu befassen und nur an den richtigen Stellen die Variablen zu verändern.

Für den Druck mit Filamenten in zwei verschiedenen Farben kann eingestellt werden, ob nur der Radreifen oder nur die Radscheibe gerendert werden soll. Zudem könnt ihr hier schnell einstellen, ob das Rad mit oder ohne Spurkranz gedruckt werden soll.

//bei zweifarbigem Ausdruck getrennte Objekte für Radreifen und Radscheibe
Radreifen = 1;
Radscheibe = 1;
// für Räder mit und ohne Spurkranz
Spurkranz = 1;
//Beschreibungstext auf der Innenseite
Txt = 1;

Der Beschreibungstext ist erst beim Druck mit feiner Düse, z.B. 0,2 mm, erkennbar. Dieser kann helfen, die losen Räder passend zuzuordnen.

Die Auflösung der Kreisobjekte ist so voreingestellt, dass der Umfang größerer Objekte detaillierter dargestellt werden. Voreingestellt sind:


fnDetail = RadDurchmesser*pi/2;
fnGrob = 18;
$fn = fnGrob;
.

So bleiben die Rechenzeiten und Dateigröße bei sinnvoller Qualität im Rahmen.

der Standard

Für die ganzen Parameter, über die erst das Rad definiert wird habe ich default-Werte festgelegt. Wenn diese verändert werden, hat das Einfluss auf alle Räder, da nur die vom default abweichenden Größen individuell definiert werden.

// Default-Werte; Änderungen wirken sich auf alle Räder aus!
RadDurchmesser = 24.00;
SpurkranzHoehe = 3.20;
RadBreite = 0.93;
GesBreite = 1.00;
SpeichenAnzahl = 0;
SpeichenWinkel = 0.00;
Nabenwinkel = 0.00;
Kurbelzapfen = 0;
Kurbelkreuz = 0;
NabeD = 1.00;
Gegengewicht = 0;
GgwRadius = 0.00;
GgwIDurchm = 8*NabeD-0.2;
GgwVersatz = 0.00;
GgwWinkel = 0.00;
RiA2 = 1.00;
Haftreifen = 1.10;
Achsstand = 5.00;
Huelse = 0.25; //Objekt zum Druck ca. 2mm in z-Richtung verschieben und mit Stützmaterial drucken

Mindestradius = 40.00;
Spurweite = 4.00;
GleisInnen = 2.80; // Rillenbreite
// Ende Default-Werte

kleines Rad

Mit ganz wenig Werten ist ein kleines, schmales Vollrad definiert.
Beschreibung = "kleines Rad"; //d=525mm
RadDurchmesser = 22.5;
RadBreite = 2/3;
Haftreifen = 0;
Achsstand = 4;

Speichenrad für den G8.1-Tender

Auch ein Speichenrad für einen Tender oder Wagen benötigt auf Grund des fehlenden Stangenantriebs nur wenige Angaben.
Beschreibung = "Speichenrad Tender 3T16,5"; //d=1000 mm
RadDurchmesser = 24;
SpeichenAnzahl = 11;
Haftreifen = 0;
Achsstand = 13;

etwas komplizierter, die 50

Ein „normales“ Dampflokrad ist an der Baureihe 50 verbaut. Vor allem für das Gegengewicht sind zahlreiche Parameter zu definieren. Erst beim genauen Hinsehen erkennt man, dass die Gegengewichte nur selten symmetrisch angeordnet sind.
Beschreibung = "BR 50 Treibrad Achse 3";
RadDurchmesser = 33.6;
SpeichenAnzahl = 15;
SpeichenWinkel = 180;
Kurbelzapfen = 1;
NabeD = 1.35;
Gegengewicht = 1;
GgwVersatz = 530/1400;
GgwRadius = 1000/700;
GgwWinkel = -7.43;
Achsstand = 10;

Die dreizylindrige Krönung

Noch toller wird es bei dreizyindrigen 01.10. Da die Räder hier nicht um 90°, sondern um 120° versetzt sind, muss die Radnabe (Nabenwinkel) auf einer Seite gegenüber dem Kurbelzapfen verdreht werden. Somit ist für jedes der 6 Treib- bzw. Koppelräder eine eigene Datei erforderlich.
Beschreibung = "BR 01.10 Treibrad vorne links";
RadDurchmesser = 48;
SpeichenAnzahl = 21;
Nabenwinkel = 30;
Kurbelzapfen = 1;
NabeD = 1.5;
Gegengewicht = 1;
GgwVersatz = 0.339;
GgwRadius = 2.5;
GgwWinkel = -62.58;
Achsstand = 14;
Mindestradius = 56;

das Dreibein

Das "Dreibein" V60 (DB) bringt eine weitere Eigenheit mit. Hier sind die Speichen außen vollständig abgerundet. Dafür habe ich den Parameter für die äußere Abrundung der Speichen (RiA2) nach oben gezogen.

Beschreibung = "V60 DB - Achse 1"; //d=1250 mm
RadDurchmesser = 32.0;//32.14;
SpeichenAnzahl = 13;
SpeichenWinkel = 180;
Kurbelzapfen = 1;
NabeD = 1.30;
Gegengewicht = 1;
GgwVersatz = 0.39;
GgwRadius = 2.5;
GgwWinkel = -5;
RiA2 = 99; //max
Achsstand = 13;

zum Vergleichen

Zum Vergleichen die Durchmesser der verschiedenen fertigen Eisenbahnräder.
klein: 8.2 mm
alt: 14.6 mm ohne Haftreifen
normal: 17.0 mm 55423
BBB S: 17.6 mm
Shupp MS: 20,5 mm
BBB M: 24.0 mm
Schupp M: 24,0 mm
Shupp ML: 27,9 mm
Dampflok: 30.0 mm 85489a/b
BBB L: 30.4 mm
Shupp L: 30,5 mm
BBB XL: 36.8 mm
Shupp XXL: 43,6 mm

Legometrie – die Kalibrierung

Die grundsätzlichen Abmessungen der Elemente sind ebenfalls in der Datei festgelegt. Falls der Drucker so eingestellt ist, dass der Prüfquader in korrekter Größe hergestellt wird, kann ggf. – mit entsprechender Vorsicht – hier nachjustiert werden. Die Achsmaße (AchsBreite, AchsLaenge) sind für strammen Sitz und somit ggf. etwas knapp bemessen. Bei Bohrungen sollte AchsLaenge nicht vergrößert werden, sondern mittels Handreibahle nachbearbeitet werden.

// Kalibrierung
SteinBreite = 8.00;
SteinHoehe = 9.60;
Luecke = 0.10;
Luecken = 2*Luecke;
Wandstaerke = 1.40;

AchsBreite = 1.88;//1.85;
AchsLaenge = 4.90;//4.85;
AchsKrWinkel = 1.25;
AchsInkreisD = 0;//3.3;

NoppenDaussen = 4.95; //V1=4.80
NoppenDinnen = 3.30; //V1=3.25
NoppenHoehe = 1.80;

BodenHoehe = 2.25;//SteinHoehe/4.5;
BodenSeitRohr = 1.30; //alter Wert 1,20

FaseD = 6.20; // Durchmesser der Bohrung um Technik-Loch
FaseT = 0.85; // Tiefe der Fase

Das Rad neu erfunden (1)
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