Diema DS12 im Maßstab 1:22,5

Ein Baubericht für einen Feldbahndiesels im Maßstab 1:22,5 und einer Spurweite von 30mm (Regner-Gleis). Der Antrieb erfolgt durch einen Getriebemotor und Kegelräder sowie Ketten. Beide Achsen sind angetrieben. Die Spannungsversorgung erfolgt über einen eingebauten LiPo-Akku und das Gerät wird mit einer 2,4 GHz Funkfernsteuerung gesteuert.

Die Idee

In meinem Keller sammle ich Feldbahn-Loks und -Loren im Maßstab 1:22,5. Hoffentlich fahren diese dann einmal auf einer schönen Anlage herum. In meinem 2f-Fuhrpark stehen einige Regner- und Heinrich-Modelle, einen wirklichen Bedarf an neuen Fahrzeugen gibt es eigentlich nicht. Wenn da nicht der Bauvirus wäre. Ich hatte in der Vergangenheit bereits einige Versuche im Lokbau unternommen. Für mich wirklich schwierig sind die Fahrwerke, da ich diese nicht in der nötigen Präzision bauen kann. Da ich noch einiges an Restmaterial für den Lokbau hatte ich keine Loks mehr bauen wollte, sollte das Restmaterial aufgebraucht werden. Also doch noch mal eine Lok bauen. Und herausgekommen ist ein Diema Feldbahndiesel DS12 mit Akkubetrieb und Funkfernsteuerung auf 30 mm Spurweite im Maßstab 1:22,5.

In diesem Baubericht beschreibe ich den Aufbau des Feldbahndiesels im Detail. Im Text ist eine Auswahl von Abbildungen des Aufbaus enthalten. In der Galerie (sieh Navigation rechts) sind alle Bilder des Bauprojektes enthalten.

Die Bilder sind auch auf Flickr zu sehen:

Konzeption

Anforderungen

Am Anfang waren einige Restmaterialien für den Fahrzeugbau und Ideen. Daraus sollte ein Fahrzeug mit folgenden Eigenschaften entstehen:

  • Das Fahrzeug soll kleiner als die „großen“ LKM-Fahrzeuge sein (so etwa 12 PS-Klasse).
  • Zwei Achsen und beide Achsen angetrieben.
  • Akku-Betrieb mit 1-Zellen-Lipo Akku
  • Getriebemotor
  • Deltang-Funkfernsteuerung
  • Verwendung „handelsüblicher“ Anbauteile
  • vorbildnahe Gestaltung des Modells

Auch wenn ich bei den größeren Fahrzeugen Schienenstrom und DCC-Loksound bevorzuge, sollte es dieses Mal ein Akku-Fahrzeug sein.

Motivauswahl

Bei Modellbau möchte ich mich gern an einem konkreten Vorbild orientieren. Das erleichtert den Nachbau von Details. So habe ich nach einem konkreten Vorbild gesucht. Wichtig dabei waren neben wenige Rundungen auch die Verfügbarkeit von Zeichnungen, damit das Modell maßstabsgerecht entstehen kann.

Wegen der kantigen Bauweise fallen Diema-Loks sofort auf. Die Diema DS12 in der offenen Bauweise erfüllt auf Anhieb meine Anforderungen.

Diema DS12 bei Feldbahn 500 e.V. in Nürnberg

Diese Loks wurden in den 50er Jahren gebaut und wurden durch 1 Zylinder wassergekühlte Motoren angetrieben. So eine Lok leistet 12 PS bei 2,6 t Gewicht.

Im Buch „Die Feldbahn, Band 12 Typenbuch Feldbahn-Motorlokomotiven“ von Andreas Christopher, erschienen im Zeunert Verlag, ist auf Seite 46 eine Typenskizze abgebildet, an die ich mich bei Modellbau gehalten habe.

Materialauswahl

Einige Materialien wie 16,7 mm Scheibenräder von Fermatec und diverse Getriebemotoren, Kettenräder und Ketten lagen in meiner Schublade. Dazu kamen noch folgende Teile:

RS-Modelle

  • Artikel 3015: 4 Bremsbacken
  • Artikel 3028: 2 Stück Pufferkupplung

Strauss-Modellbahn

  • Artikel 026220: Lüfterjalousie für NS2, NS4

Rahmen und Aufbau habe ich aus zweiseitig mit Kupfer kaschierten GFK-Platten (Leiterplatten) angefertigt. Diese gibt es in der Drachenwerkstatt in definierten Stärken von 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm, 2 mm und 2,5 mm. Dieses Material kann sehr einfach gesägt und gefräst sowie verlötet werden. Für die stabilen Teile des Fahrgestells verwendete ich 2 mm und für die Bodenplatte und Aufbau 1 mm Material.

Noch einige Hilfsmaterialen kamen von Conrad:

Artikelnummer Bezeichnung
185877 LED weiß, 3 mm, für Frontbeleuchtung
184632 LED rot, 1,9 mm für Betriebsanzeige
708070 Schiebeschalter als Ein/Aus-Schalter
733571 und 733580 Buchsen rot und blau 2 mm als Ladebuchsen
731218 und 731242 Passende Stecker 2 mm in den Farben rot und blau

Steuerung

Der Feldbahndiesel wird mit Akku und Funkfernsteuerung ausgerüstet. Ein Ein-Zellen LiPo-Akku (Spannung 3,7V) mit einer Kapazität von 750 mAh versorgt den Deltang-Empfänger. Ich nutze einen Rx61-22, der noch vorhanden war. Er ist mit seinen Abmessungen von 12,3  21,5 mm schon einen Riesenteil. Auch seine Leistung (max. Motorstrom 1,5A) ist für mein Projekt mehr als ausreichend. Die kleineren Modelle RX60 und RX63* sind ebenfalls einsetzbar.

Der Akku ist direkt mit der Ladebuchse verbunden, die Elektronik muss beim Laden über den Schalter abgetrennt werden. Über den Schalter fließen nur geringe Ströme, sodass eine Miniatur-Variante genutzt werden kann.

Als Betriebsanzeige habe ich eine rote LED gewählt, die direkt an der Spannungsquelle hängt. Diese LED zeigt den eingeschalteten Zustand und soll darauf hinweisen, dass die Lok vor dem Laden auszuschalten ist. Eine zweite LED in weiß habe ich für die Frontbeleuchtung vorgesehen.

Der Deltang-Empfänger hat eine Ruhestromaufnahme von ca. 10 mA. Der Motor benötigt bei voller Spannung 60 mA, die bei Last noch auf 80 mA ansteigen können. Dazu kommen noch ca. 15 mA für beide LED´s. Das Gesamtsystem hat damit eine maximale Stromaufnahme von 100 mA. Mit einer Akku-Ladung kann die Lok mindestens 7 Stunden fahren.

Die Steuerung besteht aus zwei Baugruppen. Akku, Ladebuchsen und Motor sind im bzw. auf dem Fahrgestell untergebracht. Schalter, Empfänger und die LED´s befinden sich im Gehäuse. Die Baugruppen werden sind mit einem 4-poligen Steckverbinder gekoppelt.

Prototyp

Die Feldbahnlok soll maßstabsgerecht gebaut werden. Dazu muss ich erst einmal klären, ob alle Komponenten im Modell untergebracht werden können.

Zeichnung und Skizze der Diema DS12

In meinen Planungen hat das Modell einen stehenden Motor, der die Antriebsachse über Kegelräder antreibt. Die zweite Achse wird über eine Kette und Hettler-Kettenräder bewegt. Dazu steht der Motor im Vorbau der Lok. Akku und Elektronik müssen auch dort untergebracht werden. Ein nicht zu unterschätzendes Teil ist die langlebige Ladebuchse für den LiPo-Akku.

Erste Stellprobe für Motor und Akku

Die Maßzeichnung aus dem Buch von Andreas Christopher (siehe oben) habe ich in den Maßstab 1:22,5 umgerechnet. Glücklicherweise passt die Höhe des Motorvorbaus für Getriebemotor und Akku. Die erste Hürde ist geschafft. Jetzt fertige ich ein Kartonmodell an, sodass etwas Griffiges vorhanden ist.

Kartonmodell der Diema DS12

Vergleiche mit anderen Feldbahnartikeln in diesem Maßstab zeigen, dass die Proportionen gut getroffen sind.

Lokbau

Fahrgestell und Antrieb

Der Antrieb des Diema-Feldbahndiesels ist eher klassisch. Ein Getriebemotor treibt über Kegelräder (Übersetzung 1:1) die vordere Achse an. Die Kraftübertragung auf die hintere Achse erfolgt über eine Kette. Dazu verwende ich gern Ketten und Kettenräder von Hettler. Die Radscheiben stammen von Fermatec und haben einen Durchmesser von 16,7 mm, das im Vorbild 375 mm entspricht. Die Räder sind mit Kunststoff-Buchsen auf 2 mm Achsen befestigt. Auch der Motor hat eine 2 mm Achse. Die Kegelräder beziehe ich von GHW-Modellbauversand. Sie bestehen aus Azethalharz (Modul 0,5) und können ebenfalls auf 2 mm Achsen gesteckt werden.

Der Getriebemotor stammt von einem Ebay-Handler, der solche Motoren in verschiedenen Größen und Übersetzungen aus China liefern kann. Apropos Übersetzung: Wie groß soll sie denn bei diesem Motor sein? Gegeben seinen folgende Parameter:

  • Geschwindigkeit des Vorbilds [Km/h]
  • Maßstab
  • Raddurchmesser [mm]

Das ergibt dann bei einer Vorbildgeschwindigkeit von 8 Km/h und 17 mm Radscheiben und einem Maßstab von 1:22,5 etwa 100 Umdrehungen je Minute, die der Motor abgeben soll. Die maximale Vorbildgeschwindigkeit der Diema DS12 liegt zwar bei 12 Km/h, jedoch möchte ich keine Rennen veranstalten und bevorzuge eher die Schleichfahrten.

Die Parameter des Motors sind: 100 U/min bei 3V.

Bei der Motorenauswahl ist das Angebot an verfügbaren Drehzahlen überschaubar. Üblich sind etwa 80, 100, 150, 200 U/min. Mit 150 U/min hätte ich die maximale Vorbildgeschwindigkeit erreicht. Auch habe ich zwei Varianten der Getriebemotoren entdeckt:

Die rechte Variante hat ein offenes Getriebe und ist kleiner als die linke Variante mit gekapseltem Getriebe.

Diese Getriebemotoren sind einfachster Bauart und keinesfalls mit Faulhaber-Getriebemotoren vergleichbar. Natürlich beträgt auch nur einen Bruchteil der Kosten eines „richtigen“ Motors. Hier gilt die eine gewisse Abwägung. Meine Modelle stehen mehr herum, als sie fahren. Deshalb lohnt ein guter Antrieb kaum. Ich habe einige dieser kleinen Getriebemotoren auf Lager, sodass bei einem Defekt schnell ein Austausch erfolgen kann.

Den Fahrwerksrahmen baue ich aus 2 mm beidseitig CU-beschichtetes GFK (Leiterplattenmaterial). Diese Konstruktion hat eine ausgezeichnete Stabilität.

In der Konstruktionsphase sind die Teile noch mit Gewindestangen fixiert, sie werden später verlötet. In der Abbildung sind die aufgesteckten Kegel- und Kettenräder zu sehen. Für die Achsen hatte ich erst Löcher in die Seitenteile gebohrt, später werde ich das ändern, damit die Achsen aus dem Rahmen genommen werden können. Die Breite des Rahmens lege ich so fest, dass die Achsen ein geringes Spiel haben. Hier kommt es schon auf den Millimeter an, damit der Motor immer exakt in das Kegelrad greifen kann. Zu starke seitliche Verschiebungen der Achsen können das Getriebe beeinflussen. Das ist meines Erachtens auch ein Makel dieser Bauweise. Viel Glücklicher finde ich die ausschließliche Verwendung von Ketten und Kettenrädern, da diese auch Maßungenauigkeiten tolerieren. Der Schienenkuli aus dem Regner-Feldbahnprogramm nutzt diese Variante. Dazu muss der Motor allerdings quer eingebaut werden und darf mit Achse nicht breiter als das Fahrzeug sein. Im Bereich der Glockenankermotoren gibt es solche – auch als Flachläufer bezeichnete – Motoren.

Aber das sind alles nur Träume, hier verwende ich einen konventionellen Motor mit aufgesetztem gekapseltem Getriebe. Die Bodenplatte, die später den Aufbau trägt, habe ich mit dem Fahrwerksrahmen verlötet. Damit ist die Breite exakt fixiert.

Steuerung

Das Grundprinzip der Deltang-Funktfernsteuerung habe ich bereits vorgestellt.

Aufbau

Den Aufbau fertige ich aus 1 mm GFK-Material. Glücklicherweise hat die Diema DS12 keine Rundungen.

In der Abbildung ist schon mal der zusammengelötete Motor-Vorbau mit bestückter Technik zu sehen. Der Akku passt gut auf die eine Seite neben dem stehenden Motor. Auf die andere Seite kommt später der Deltang-Empfänger. Der Motorvorbau hat unten noch zwei Stützen mit aufgelöteten Muttern, sodass die gesamte Baugruppe an der Bodengruppe befestigt werden kann.

Sehr wichtig ist mir die Lösung des „Ladeproblems“. Das Ladegerät für den LiPo-Akku muss irgendwie an den Akku angeschlossen werden, da dieser zum Laden nicht ausgebaut werden kann. Ich hatte in der Vergangenheit bereits mit Klinkenbuchsen hantiert, was mich jedoch nicht überzeugt hat. Hier wähle ich 2 mm Bananenstecker und –Buchsen. Diese passen genau in den Fahrwerksrahmen. Der stehende Motor wird von oben gesteckt und mit Schrauben befestigt.

Die Bilder zeigen die Lok im Rohbau und als Vergleich der Karton-Prototyp. An der Stirnseite gibt es ein eingelötetes Gitter aus Messing. Darüber ist die Bohrung für die 3 mm LED zur Frontbeleuchtung gebohrt. Im Fahrwerksrahmen sind die Bohrungen für die Puffer zu sehen.

An der Rückseite des Motorvorbaus sind die Aussparungen für den Schiebeschalter und die kleine LED als Betriebsanzeige angebracht. Jetzt fehlt noch das hintere „Blech“ mit dem Fahrersitz.

Auch dieses Teil fertige ich aus 1 mm GFK-Material. Die schmalen Seitenteile werden angelötet und der Bodenstreifen erhält 2 Bohrungen, sodass diese Baugruppe mit dem Fahrwerksrahmen verschraubt werden kann.

Der Motorvorbau bekommt noch auf jeder Seite ein Lüftungsgitter. Hier nutze ich Teile für LKM-Loks (z.B. NS2f) von Strauß-Modellbahn, die entsprechend zurecht gesägt und aufgeklebt werden. Am Fahrwerksrahmen ist die geänderte Achsaufnahme zu sehen. Zuerst waren es nur Bohrungen, in die die Achsen gesteckt werden wollten. Der Sitz ist ein Messingteil von Regner. Feldbahn-Puffer und Bremsen stemmen von RS-Modelle.

Die Bauarbeiten sind jetzt abgeschlossen und hier liegen die Baugruppen zur Lackierung. Rechts habe ich noch eine kleine Getriebe-Attrappe aus Ureol angefertigt.

Lackierung und Alterung

Die Lackierung erfolgt mittels Airbrush und Vallejo-Farben.

Zuerst werden alle Teile geschliffen und grundiert. Die Farbauswahl ist nicht so einfach, da das Angebot an RAL-Farben bei Vallejo nicht so üppig ist. Im Original wurden bei Diema folgende Farben verwendet:

Im Modell verwende ich neben Grau und Schwarz folgende Farben:

  • Rot: RAL 3000, Vallejo 71.084
  • Grün: RAL 6020, Vallejo 71.014

Diese Farben kommen den Vorbildfarben recht nahe. Durch die Alterung ist der exakte Farbton später so oder so nicht mehr erkennbar.

Nach der Lackierung bringe ich Rostspuren an, trage Puderfarben zur Verwitterung auf und lackiere das Modell abschließend mit Klarlack.

Komplettierung

Nach dem alle Teile lackiert und gealtert wurden, folgte die Endmontage. Begonnen habe ich mit der Antriebstechnik. Die Feldbahnpuffer sind mit M 1,4 Schrauben am Fahrwerksrahmen befestigt. Für die Ladebuchsen ist mir kein besserer Platz – als wie im Bild zu sehen – eingefallen. Leider hat dann doch etwas nicht gepasst, sodass ein Ausschnitt für die Ladestecker hergestellt werden musste.

Der Getriebemotormotor ist ebenfalls mit kleinen Schrauben (M2) am Fahrwerksrahmen befestigt.

Hier die Stellprobe für die Antriebstechnik. Auf der einen Seite neben dem Motor steht der LiPo-Akku, auf der anderen Seite ein entsprechendes Gegengewicht aus Blei. Auf dieser Seite folgt später noch der Funkempfänger. Auch die Rückwand mit dem Fahrersitz wurde bereits mit Schrauben befestigt.

Der Akku wurde direkt an die Ladebuchsen gelötet. Darüber ist die Steckverbindung für den Empfänger, der im Motorgehäuse der Lok untergebracht ist. Das Bild zeigt die fliegende Verdrahtung der Elektronik.

In das Motorgehäuse sind die beiden LED´s für Frontbeleuchtung und Betriebsanzeige eingeklebt sowie der Hauptschalter eingeschraubt. Die Details sind auf den Bildern der fertigen Lok zu sehen.

Die Achsen mit den Scheibenrädern wurden separat mit den Getriebeteilen bestückt und auf Spurweite gebracht. Außer den Kegelrädern wurden alle Teile mit Loctite Welle-Nabe-Verbindung verklebt. In die Kegelräder wurden M2-Gewinde geschnitten.

Bei den ersten Probefahren zeigten sich eigenartige Geräusche, die von einem Schleifen der Hettler-Kette am Kegelrad hervorgerufen wurde. Mittlerweile sind diese Mängel behoben. Die Antriebsachse hat sehr wenig Spiel, der Kraftschluss im Kegelradgetriebe sollte immer gegeben sein. Die Achsen wurden nach dem Einsetzen in den Fahrwerksrahmen mit aufgeklebten GFK-Leisten fixiert.

Abschluss

Zum Abschluss noch einige Bilder des fertigen Modells. Weitere Bilder sind in der Galerie (siehe Navigation oben rechts).

Bilder der fertigen Diema DS12