Baukasten für Feldbahnloren

Im Maßstab 1:16


100 10.09.2020



Nach den Gleisen und ersten Fahrzeugen im Maßstab 1:16 standen jetzt Loren auf dem Programm. Durch die Kombination einiger Bauteile entstanden verschiedene Lorentypen in unterschiedlichen Größen.


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Inhaltsverzeichnis

Mission

Mit dem Bau von Feldbahnloren in verschiedenen Maßstäben beschäftige ich mich bereits einige Jahre. Besonders aufregend waren die Zeiten im Maßstab 1:45 mit den wunderbaren Kipploren von Écore. Mittlerweile zählt Modellbau mit Messing und Löten nicht mehr zu meinen bevorzugten Hobby-Arbeiten. Jetzt versuche ich mich an Feldbahnloren im Maßstab 1:16 aus dem 3D-Drucker.

Als Grundlage der Konstruktionen in Fusion 360 dient die Anleitung zu den Lorenbausätzen von Thomas Hey’l (siehe themt.de) und die Zeichnungen von Peter Meyer.

Zur Anleitung gibt es noch zwei Threads im Buntbahnforum, in denen viele Detailbilder veröffentlicht wurden.

Im Gegensatz zu den ursprünglichen Bausätzen aus Metall (Ätzbleche und Gussteile) im Maßstab 1:22,5 wurden die Loren im Maßstab 1:16 aus Kunststoff im 3D-Druck angefertigt. Dabei ist natürlich nicht nur Kunststoff im Einsatz. Neben Schrauben, Kugellagern sowie Achsen aus Karbon werden weitere Metallteile benötigt.

Es entstand eine Menge an Einzelteilen, mit denen verschiedene Arten von Loren gebaut werden können. Im Folgendem stelle ich die Bauteile in Gruppen vor. Danach zeige ich zusammengesetzte Modelle.

Kleines Jubiläum

Dieser Artikel stellt ein kleines Jubiläum in der Geschichte von fb22 dar. Es ist der 100. Artikel (einhundertste) in diesem Blog. Er ist deshalb auch etwas umfangreicher und der Abschluss der Arbeiten zog sich wie Kleister bin in den September hinein.

Einzelteile

Hier startet die Vorstellung der Einzelteile.

Download

Das Archiv zum Download enthält die 23 3D-Modelle des Lorenbaukastens im STL-Format. Die Dateien starten mit einer Bauteilnummer, auf die in diesem Artikel verwiesen wird.

Download STL-Dateien

Lorenräder

Am Anfang standen Achsen und Räder. Im Maßstab 1:22,5 konnte ich immer auf die wunderbaren Feldbahnräder von Herrn Gawron aus Edelstahl oder Messing zählen. Im größeren Maßstab habe ich mich für eine eigene Konstruktion entschieden. Basis dafür war die TGL 0-5968 der DDR aus dem Jahr 1962. Hier sind Scheibenräder für Muldenkipper verschiedener Größen definiert. Die Größen der Räder gehen von 300 mm bis 500 mm, wobei 300 mm und 350 mm Laufkranzdurchmesser die typischen Feldbahnräder darstellen.

Konstruktion Feldbahnräder

In Fusion 360 entstand aus den Abmessungen folgende Räder:

Die ersten zwei Skizzen zeigen das 300 mm Rad vorn und hinten. Das dritte Skizze zeigt das 350 mm Rad. Sie sehen gleich aus, jedoch ist der Laufkranzdurchmesser verschieden.

  • 300 mm Lorenrad: 19 mm im Modell
  • 350 mm Lorenrad: 22 mm im Modell
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gedruckte Feldbahnräder im Detail.

Der 3 mm Unterschied im Durchmesser hat eine erhebliche optische Wirkung im Modell. Die Rückseite ist im Gegensatz zur Zeichnung glatt gestaltet. Das vereinfacht den 3D-Druck, außerdem ist die Rückseite am Modell nicht sichtbar.

Download 3D-Modell

Als Achsen verwende ich 52 mm lange 3 mm Karbon-Stäbe, die kugelgelagert in Achslagern sitzen. Für die Montage – insbesondere zur Justierung der Spurweite – gibt es eine Spurlehre. Die Idee habe ich den Bausätzen von Bolelasercraft (siehe Artikel Modellbau in SE32) entnommen.

Download 3D-Modell

Achslager und Träger

Die Achslager haben auf der Rückseite eine Bohrung 6 mm Durchmesser für die Kugellager 6 x 3 x 2,5. Kugellager und Achsen aus Karbon beziehe ich von AliExpress. Wegen der langen Lieferzeiten ist ein gewisser Vorrat sinnvoll.

Jeweils 2 Achslager befinden sich auf einem Achslagerträger. Das ist ein Bauteil, das an den Lorenrahmen geschraubt wird. Achslagerträger gibt es für zwei Achsabstände:

  • 550 mm für leichte Loren in Verbindung mit 300 oder 350 mm Rädern.
  • 600 mm für schwere Loren in Verbindung mit 350 mm Rädern.

Im Modell sind das nur belanglose 3 mm Unterschied.

Achsabstand 550 mm (Vorbild)
Achsabstand 600 mm (Vorbild)

Download Achslagerträger

Feldbahnräder und Achslagerträger

Hinweis: Auch wenn auf den Bildern mit einem Stift 54 mm geschrieben sind, ist die korrekte Achslänge 52 mm.

Lorenrahmen

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3 verschiedene Lorenrahmen nach dem 3D-Druck.

Drei Lorenrahmen stehen im Lorenbaukasten bereit:

  • Eckiger Lorenrahmen 118 mm lang (Vorbild ca. 1900 mm) für leichte Feldbahnloren mit 0,75 m³ Kippmulden oder als Plattformlore.
  • Ovaler Lorenrahmen 122 mm lang (Vorbild ca. 1950 mm) für leichte Feldbahnloren mit 0,75 m³ Kippmulden oder als Plattformlore.
  • Ovaler Lorenrahmen 140 mm (Vorbild ca. 2240 mm) für schwere Feldbahnloren mit 1 m³ Kippmulden oder als Stirnwandlore.

Alle Lorenrahmen gibt es in zwei Ausfertigungen:

Die erste Variante (links) besitzt auf jeder Seite 4 Bohrungen. Die inneren Löcher sind zur Montage der Achslagerträger bestimmt. Mit den äußeren Löchern können die Muldenböcke für die Kippmulden oder die Stirnwände befestigt werden. Die zweite Variante besitzt nur die inneren Bohrungen für die Achslagerträger und die Plattformen. Alle Lorenrahmen sind mit Längs- und Querbalken ausgestattet.

Beim Slicen werden die Rahmen um 180° gedreht platziert, damit keine Strukturen in der Luft hängen.

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Detailierung Lorenrahmen

Auch deshalb ist der Rahmen kein reines U-Profil, sondern hat oben eine Fase, sodass der Drucker nicht ins „leere“ drucken muss.

Skizzen der verschiedenen Lorenrahmen

An den Enden der Lorenrahmen befinden sich die Kupplungen. Zur richtigen Gestaltung werden oben und unten je eine Kupplungsplatte angeklebt. Diese Platten gibt es mit 1 mm und 1.5 mm Stärke.

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Kupplungsplatte

Aufbau zur Plattformlore

Die Aufbauten zur Plattformlore gibt es in zwei Breiten. Sie sind mit den 2-Loch Lorenrahmen 21, 23 und 25 kombinierbar.

Breiter Plattformaufbau 70 mm.
Schmaler Plattformaufbau 63 mm.

Die breitere Variante wird bei den Stirnwandloren noch einmal verwendet. Die Befestigung des Aufbaus erfolgt mit den Schrauben, die auch die Achlagerträger halten. Diese Schrauben sind einfach ein Stück länger.

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Befestigung des Plattformaufbaus am Lorenrahmen.

Die Platte gibt es in einer Stärke von 2 mm mit angedeuteten Holz-Beplankung und in einer 1 mm dünnen Variante, die mit Echtholz belegt werden kann. Ein Beispiel dafür zeige ich später im Abschnitt Montage.

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Plattformlore mit Aufbau aus Lindenholz.

Aufbau zur Stirnwandlore

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3D-Modell der Stirnwandlore.

Die Plattformlore erweitert um zwei Stirnwände ergibt die Stirnwandlore. Diese Stirnwände gibt es nur in der breiten Version 70 mm. Dazu muss die Grundplatte 32 oder 33 verwendet werden. Auch hier gibt es wieder zwei Materialstärken.

Zur Verbindung der Stirnwände wird der lange 4-Loch Lorenrahmen 24 benötigt.

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Befestigung der Stirnwände.
Downloads

Aufbau zum Muldenkipper

Die 0.75 m³ Kippmulde kann auf den kurzen Lorenrahmen 22 und 26 aufgebaut werden. Nur so passt die Kippmulde zwischen die Muldenböcke. Für den langen Lorenrahmen könnte noch eine 1 m³ Kippmulde konstruiert werden.

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3D-Modell Muldenkipper

Die Kippmulde besteht aus der eigentlichen Kippmulde sowie zwei Seitenteilen, die an die Mulde geklebt werden. Die Seitenteile halten in den zwei Muldenböcken, die wiederum an den Lorenrahmen geschraubt werden.

Montage

Plattformwagen

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Plattformlore

Die Plattformlore mit kleinen Rädern und kurzem Radstand verwendet folgende Bauteile:

  • Lokrahmen 25
  • 4 Stück Kupplungsplatte 27
  • 2 Stück Achslagerträger 10
  • 4 Stück Lorenräder 01, Achsen und 4 Kugellager
  • Aufbau 30 (schmal, flach)

Alle Teile der Lore wurden in Rostbraun via Airbrush lackiert. Auf dem ersten Bild ist der Gewichtsbalken aus Messing gut zu sehen. Die Kunststoff-Loren sind zu leicht, um in einem Lorenzug zuverlässig fahren zu können. Bei den Regner-Loren gibt es glücklicherweise noch die Metallachsen, die ordentlich Masse auf das Gleis drücken. Bei diesen Loren habe ich Messingstangen als Gewicht verbaut. So ein Messingstück mit dem Querschnitt 10 x 4 mm bringt je Zentimeter ca. 3.3 g auf die Waage. Der 8 cm lange Balken in der Plattformlore wiegt ca. 27 g. Bei dem Gesamtgewicht von 63 g ist das schon ein beachtlicher Anteil.

Aufbau, Achslagerträger und Lorenrahmen wurden mit Miniaturschrauben M 1.6 x 6 mm verbunden. Ich habe mich bei allen Loren auf Schrauben M 1.6 festgelegt.

Für die Plattform hatte ich die flache Variante gewählt, die mit Streifen aus Balsaholz beklebt wurde. Die 10 mm breiten Streifen wurden zuvor ordentlich mit der Drahtbürste behandelt.

Zur Alterung des Aufbaus wurde das Set Vallejo 71.187 Old & New Wood Effects gewählt. Das sind 8 Farbtöne für die Airbrushpistole und dazu eine Anleitung. Im dritten Bild wurde die Grundierung Sand als erster Schritt bereits aufgetragen.

Galerie Plattformwagen klein mit Holzaufbau

Stirnwandlore

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Stirnwandlore auf langem Truck.

Das zweite Fahrzeug ist eine Stirnwandlore mit langem Lorenrahmen, großen Rädern und langem Radstand. Wegen der Konstruktion können die kurzen Lorenrahmen nicht verwendet werden.

  • Lokrahmen 24
  • 4 Stück Kupplungsplatte 27
  • 2 Stück Achslagerträger 11
  • 4 Stück Lorenräder 02, Achsen und 4 Kugellager
  • Plattform 33 (breit, hoch)
  • 2 Stück Stirnwände 35

Auch hier wurde wieder ein Messingbalken als zusätzliches Gewicht verbaut. Die Lore wiegt insgesamt 94 g. Die Lackierung erfolgte diesmal in schwarz nach der rotbraunen Grundierung. Der Aufbau besteht aus der dickeren Variante mit angedeuteten Brettern. Den Kunststoff kann man nicht so schön mit der Drahtbürste bearbeiten, sodass keine schöne Holzstruktur entsteht. Auch hier habe ich wieder das Set Vallejo 71.187 Old & New Wood Effects verwendet.

Das Resultat ist erträglich, jedoch kein Vergleich zum Echtholz.

Galerie Stirnwandlore

Muldenkipper

Ich habe zwei Muldenkipper mit den 0,75 m³ Kippmulden gebaut. Beide Varianten auf dem Lorenrahmen 22. Die kleinen Kippmulden können auch nur auf den kurzen Lorenrahmen 22 und 26 aufgebaut werden.

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Ein Paar 0,75 m³ Muldenkipper.

Die linke Lore im Bild hat große Räder (350 mm Vorbild) und den längeren Achsstand. Auch wenn der Unterschied im Laufkranzdurchmesser nur einige Millimeter beträgt, sehen die beiden Fahrzeuge doch unterschiedlich aus.

Folgende Bauteile wurden verbaut für die linke Variante:

  • Lokrahmen 22
  • 4 Stück Kupplungsplatte 27
  • 2 Stück Achslagerträger 11
  • 4 Stück Lorenräder 02, Achsen und 4 Kugellager
  • Kippmulde 40
  • 2 Stück Seitenteile für Kippmulde 41
  • 2 Stück Muldenböcke 42
  • Stützbalken für Lorenrahmen 43

Für die rechte Variante:

  • Lokrahmen 22
  • 4 Stück Kupplungsplatte 27
  • 2 Stück Achslagerträger 10
  • 4 Stück Lorenräder 01, Achsen und 4 Kugellager
  • Kippmulde 40
  • 2 Stück Seitenteile für Kippmulde 41
  • 2 Stück Muldenböcke 42
  • Stützbalken für Lorenrahmen 43

Da bei den Muldenkippern der Blick durch den Lorenrahmen frei ist, habe ich einen schmaleren Messingbalken mit 5 x 5 mm Querschnitt verwendet. Die Lore erreicht somit ein Gesamtgewicht von 82 g.

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Lorenrahmen mit Gewicht.

Die beiden Seitenteile wurden an die Kippmulde geklebt. Es sind separate Teile, da so der 3D-Druck einfacher ist.

Beide Loren wurden in Rotbraun (Rostfarbton) via Airbrush lackiert. Muldenböcke, Stützbalken sowie das Messinggewicht wurden vor dem Lackieren an den Lorenrahmen geschraubt bzw. geklebt.

Die Kuppeldorne, die auch schon bei den anderen Loren zu sehen sind, wurden mit M2 Schrauben hergestellt.

Muldenkipper im Maßstab 1:16

Begonnen hatte ich die Konstruktion einer 1 m³ Kipplore auf dem langen Lorenrahmen. Bislang existiert nur der eine Prototyp.

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Prototyp einer 1 m³ Kipplore.

Kuppelketten

Für eine richtige Feldbahn müssen die Loren auch gekuppelt werden. In der Bauanleitung der Loren (siehe Links am Anfang des Artikels) ist dem Thema Kuppelketten nach DIN 5967 ein ganzer Abschnitt gewidmet.

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Details der Kuppelketten und Montagehilfe.

Für Messingdraht mit der Stärke 1 mm habe ich eine Montagehilfe konstruiert. In die Nut wird der 1 mm starke Draht eingelegt und um den Zapfen gewickelt. Es sind tatsächlich zwei ovale Kettenglieder verschiedener Größe sowie ein Ring, für den es keine Montagehilfe gibt.

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3D-Modell einer Montagehilfe für Feldbahn-Kuppelketten.

Die nächsten zwei Bilder zeigen die noch unlackierten Kuppelketten im Einsatz. Alternativ können auch die schweren Regner-Ketten verwendet werden.

Fazit

Feldbahnloren im Maßstab 1:16 lassen sich hervorragend konstruieren, drucken und aufbauen. Die Größe gestattet sogar Details an den Radlagern oder Nieten an der Kippmulde. Fast alle Drucke wurden mit dem Prusa Mk3s (Schichtstärke 0.2 mm, Nozzle 0.4 mm) angefertigt. Nur sehr filigrane Teile wie die Achslagerträger oder die Seitenteile der Kippmulden druckte der Prusa Mini (Schichtstärke 0.1 mm, Nozzle 0.25 mm).

Das Konzept der kugelgelagerten Karbon-Achsen hat sich bewährt. Mitunter muss man bei der Montage aufpassen, dass die Lager nicht verkanten. Sonst verschlechtern sich die Laufeigenschaften. Ein Problem bleibt dennoch: Das Gewicht der Loren ist gering. Bei den Regner-Loren im Maßstab 1:22,5 gibt oder gab es die Metall-Radsätze, so einer Lore das notwendige Gewicht und einen tiefen Schwerpunkt verleihen. Bei den Plattformwagen können Messingprofile oder -Platten gut versteckt montiert werden. Auch hier ist der Schwerpunkt gut. Bei den Muldenkippern können Zusatzgewichte nicht so einfach angebracht werden.

Bei meiner Konstruktion sind die Bauteile mit M 1.6 Schrauben verbunden, welche natürlich bei genauer Betrachtung sichtbar sind. Mich stören die bemalten Schrauben nicht so sehr. Eine Alternative sind Klebeverbindungen evtl. in Verbindung mit kleinen Nieten.

Die 1 m³ Kippmulde wurde in diesem Bauabschnitt leider nicht fertig. Mal schauen, ob es an dieser Stelle irgendwann weiter geht.

Tags
#2020 #3d-druck #fahrzeugbau #32mm #1:16 #feldbahn
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