Grubenbahnlok B660 Ein Baubericht
67 22.01.2017
Übersicht
Mein Ziel (siehe Gruba-Start) ist der Bau einer Grubenbahn mit 22 mm Spurweite (Vorbild 500 mm) ohne Schienenstrom. Zwar wurde die Vorbildspurweite von 500 mm in Gruben nicht häufig verwendet, im Modellbau führt sie zu einigen Erleichterungen. Durch die schmalere Spur können auch die Fahrzeuge sehr schmal gebaut werden. Mit dem 22 mm Gleissystem lassen sich im Vergleich zum 30 mm Gleisssystem engere Radien verwirklichen. Außerdem sieht das schmale Gleis schick aus.
Als Lok habe ich die EL71 des BBA gewählt. Das ist eine B660, die um weitere zwei Akkutender erweitert wurde. Ich beginne erst einmal mit der B660, einer Lok mit zwei Akkutendern. Ein Tender enthält den Motor und der Zweite Akku und Steuerung. Später erweitere ich die B660 zur EL71. Einen interessanten Artikel zu den Loks des BBA habe ich im Kipplore-Forum gefunden.
Der Grubenloktyp B660 hat aus Modellbausicht einige Vorteile. In meiner früher gebauten B360 (siehe Akkulok B360) ging es im Akkukasten sehr eng zu. Dabei war dass Modell aufgrund der technischen Gegebenheiten (Größe Akku und Steuerungsplatine) schon größer als der Maßstab 1:22,5. Die zwei Akkukästen der B660 entspannen diese Situation deutlich. Aufgrund der Maße ist die B360 eigentlich nicht für sehr enge Radien gedacht. Zwar ist der Achsabstand schon klein genug, jedoch ist die Loklänge beachtlich, was in engen Kurven zu Problemen an den Kupplungsstellen des Zuges führt (Stichwort Überpufferung).
Zur Lok: Im Gruba Lokentwurf hatte ich die Konzepte und den Prototypen eines Akkukastens der Grubenlok bereits vorgestellt. Auch bezüglich des Antriebs und der Steuerung hatte ich erste Gedanken formuliert. Im Deltang Komponenten habe ich mich der Funksteuerung und Akkutechnik separat gewidmet.
Unterstützende Literatur in diesem Blog
- Artikel 49 - Start Grubenbahn
- Artikel 52 - Lokentwurf B660/EL71 und erster Prototyp, Antriebskonzept
- Artikel 57 - Besuch im Bergwerk „Volle Rose“ in Langewiesen. Dort steht noch eine B660.
- Artikel 63 - Funksteuerung für die Grubenlok
Lokbau
In diesem Artikel beschreibe ich den den Aufbau der Lok B660 mit zwei Akkukästen. Die Erweiterung um zwei weitere Antriebseinheiten EL71 möchte ich später realisieren.
Inhaltsverzeichnis
Konstruktion Akkutender
Die Abmessungen des Antrieb-Prototyps (siehe Gruba Lokentwurf) waren bereits gut gewählt. Es fehlten noch die Kupplungen und damit weitere Bohrungen im Rahmen. Nachdem diese Frage geklärt war, habe ich alle Teile für 4 Tender (zwei für diesen Bauabschnitt und zwei für die Erweiterungen zur EL71) in einem Rutsch auf der CNC-Fräse angefertigt.
Insgesamt besteht das Fahrzeug aus 68 Frästeilen (je Tender 5 Teile Achsrahmen, 7 Teile Lokrahmen und 5 Teile Akkukasten). Dazu kamen noch die Kupplungsteile.
Achsrahmen
Der Achsrahmen ist bis auf eine Kleinigkeit so geblieben, wie im Gruba Lokentwurf gezeigt. Die Änderung betrifft die Achsbohrung. Ich habe ein Langloch gefräst, sodass die Achsen ein wenig beweglicher sind. Damit ist der Schienenkontakt auch auf holprigen Schienenabschnitten immer vorhanden.
In den Scheibenrädern von Herrn Gawron stecken Isolierbuchsen aus Kunststoff, die einen Innendurchmesser von 3,5 mm haben. Die Achsen sind aus Messing. Auf den Achsen stecken die üblichen Kettenräder (10 Zähne) von Hettler. Der Antrieb erfolgt vom Motor auf eine Achse und von dort auf die zweite Achse.
Die Kettenräder haben eine Innenbohrung 3 mm, die ich auf 3,5 mm erweitert habe. Die Befestigung auf der Achse erfolgte mit dem kleber „Loctite 603 Fügen Welle-Nabe.“ Die Achsrahmen wurden schwarz lackiert.
Fahrgestell
Ein Detail, das ich bei den Vorbetrachtungen noch nicht berücksichtigt hatte, ist die Platte an der Stirnseite sowie die Abdeckung des Akkus. Das Bild zeigt die Situation am Vorbild. Da die Details am Tender bei der B360 und B660 gleich sind, nutze ich eine Aufnahme einer B360 aus Langewiesen. Die Platte an der Stirnseite ist angeschraubt und trägt Reflektoren. An meiner selbst gebauten B360 habe ich diese angedeutet. Bei dieser B660 lasse ich die Reflektoren mangels Material einfach weg. Der Akku-Deckel ist an der Platte mit einem Scharnier befestigt und kann aufgeklappt werden. Beim Vorbild dient dieser Deckel tatsächlich als Abdeckung, da die Batteriezellen im Akkubehälter nach oben sichtbar sind. Im Modell habe ich die Teile aus 1 mm Leiterplattenmaterial angefertigt, das ist dünner ist als das Material des Fahrgestells bzw. des Akku-Kastens.
Beide Teile sind durch ein Modellbauscharnier verbunden. Die Befestigung erfolgte auf beiden Seiten mit dünnen Schrauben. Insgesamt besteht das Fahrgestell aus diesen 7 Teilen:
Die auf dem Vorbildfoto sichtbaren Profile auf der Akkuabdeckung habe ich mit Messing-Profilen 3 * 2 mm nachgebildet. Befestigt wurden diese mit Messing-Schrauben von Knupfer. Die Schrauben sind so fein, dass ein 2 mm Schlüssel richtig hilfreich war.
Die Akkukästen habe ich verlötet und die Lokrahmen jedoch verklebt. Das musste ich tun, weil der Achsrahmen so eng im Lokrahmen sitzt, dass die Lötnaht gestört hätte. Der Zwei-Komponenten-Kleber hält den Rahmen ordentlich zusammen. Danach wurden die Ritzen in mehreren Arbeitsgängen verspachtelt und geschliffen.
Ein Unterschied zwischen den Lokrahmen wird sichtbar. Der linke Rahmen ist für den Akkutender vorgesehen. Bohrungen für die Ladebuchsen sind vorhanden.
Das Thema Kupplungen hat mich auch längere Zeit beschäftigt. Es gibt beim Vorbild verschiedene Kupplungen. Selbst die zwei B360 in Langewiesen besitzen unterschiedliche Kupplungen. Meine Idee orientiert sich an dem linken Bild. In eine Vorrichtung wird etwas eingeschraubt. Im Modell habe ich die Teile aus Leiterplattenmaterial gefräst. Auch hier kam wieder das dünne 1 mm Material zum Einsatz. Es gibt zwei verschiedene Sorten. Zwischen zwei Tendern bzw. Tender und Loren nutze ich eine andere Kupplung als zwischen Tender und Sänfte.
Jede Kupplung besteht aus 5 Einzelteilen und 7 Schrauben M 1,4. Nur die Außenseiten der Tender haben diese Kupplung, weil die andere Seite zur Sänfte zeigt. Die kommenden 2 Tender bei der Erweiterung zur EL71 tragen dann nur diese Kupplungen.
Noch ein wesentliches Detail ist die Motorhalterung für den Faulhaber Getriebemotor 1512 003 SR 39:1.
Die Einzelteile für die Motorhalterung habe ich aus Platinenmaterial gefräst. Der Getriebemotor hat kleine Gewindebohrungen zur Befestigung, die ich nutze. Das Hettler-Kettenrad hat eine Innenbohrung von 3 mm und der Motor eine Welle von 2 mm. Das passte erst einmal nicht. Herr Hettler war so nett und hat mir kleine Buchsen gedreht, die diese Differenz ausgleichen.
Die Motorhalterung wurde mit Schrauben auf der Verbindung zwischen Lokrahmen und Akkukasten befestigt. Am Ende dieser Bauphase waren eine Menge von Teilen vorhanden.
Zusammengesetzt ist das Ziel bereits erkennbar. Im Bild ist die Sänfte noch ein Kartonmodell. Auch die Kupplungen zwischen Tender und Sänfte sind noch nicht richtig, der Abstand ist zu groß.
Konstruktion Sänfte
Die Sänfte, die zwischen zwei Tender eingehängt wird, war das letzte angefertigte Bauteil. Zu Beginn der Arbeiten im Herbst 2015 hatt ich so eine Lok noch nie in Natur gesehen und kannte die Abmessungen nur von Bildern her. Im Sommer 2016 kam schließlich die Erlösung. Ein richtiges Exemplar dieser Lok fand ich in Langewiesen. Zum ersten Mal konnte ich die Sänfte und die Kupplungen ansehen. Es folgte ein Muster aus Karton.
Auf dem Bild sind bereits die geänderten Kupplungen zu sehen. Den Abstand zwischen Tender und Sänfte habe ich damit verkürzt.
Auch die Teile der Sänfte habe ich aus Platinenmaterial gefräst – ein wunderbares Baumaterial. Die Stirnseiten besitzen Bohrungen für die Kupplungen.
Alle Teile der Sänfte wurden verlötet, die Ritzen verspachtelt.
Nach diesem Bauabschnitt waren alle Teile fertig für die Lackierung. In einen Akkukasten habe ich noch einen Ausschnitt für einen Hauptschalter und die Öffnung für die Kontroll-Led eingefügt.
Lackierung und Montage
Für die Lackierung der Lok habe ich die Farbe Gelb gewählt, obwohl mir das Orange der Grubenlok in Langewiesen auch gut gefällt. Da die Lok große Gehäuseflächen hat, dachte ich erst an abblätternde Farbe wie im Lorenmalerei gezeigt und habe alle Teile rostbraun grundiert (Vallejo-Grundierung). Auf Vorbildfotos und an den Originalen in Langewiesen war allerdings gar nicht so viel Rost, weshalb ich mich für eine nachträgliche Alterung entschieden habe. Die Farbgebung erfolgte mit Vallejo 71.078 Gold Yellow. Die Akkukästen, Achsrahmen und Kupplungen wurden in schwarz lackiert.
Nach dem Farbauftrag wurden die Kupplungen angeschraubt. Die kleinen M 1,4 Schrauben und Muttern wurden bei Knupfer bezogen. Auf dem rechten Bild sind oberhalb der Kupplung weitere Bohrungen zu sehen. Sie sind Kabeldurchführungen, da Motor und Steuerung in verschiedenen Tendern untergebracht sind. Die kleineren Bohrungen sind für dünnere Leitungen der Beleuchtung vorgesehen.
Nach dem Färben der Schraubenköpfe kam die dezente Alterung. Mit dem Vallejo Wash 76.503 Dark Yellow habe ich die Kanten betont. Die Rosteffekte entstanden aus den Farben des Vallejo-Sets 70.150 (siehe Lorenmalerei).
So sieht nun ein fertiger Tender aus. Zu sehen sind noch die farbigen Ladebuchsen, die so nicht bleiben sollen.
Ein Tender der Lok ist angetrieben und bekam den Faulhabergetriebemotor eingesetzt. Die Motorhalterung sitzt zusätzlich an der Verschraubung zwischen Lokrahmen und Akkukasten. Den Kettenantrieb mit Hettler-Ketten habe ich auch gleich montiert. Obwohl die Kettenglieder schon klein sind, ist es nicht so einfach mit der richtigen Kettenlänge. Beide Ketten sitzen recht locker, sie fallen aber nicht ab.
So sah die Lok nach der Farbgebung und Montage aus. Bis zu diesem Zeitpunkt stecken in dem Modell 65 Frästeile sowie 50 Schrauben und noch einmal so viele Muttern.
Jetzt fehlte noch die Inneneinrichtung der Sänfte und die Verkabelung der Maschine.
Elektronik
Die Konfiguration des Deltang-Funkemfängers hatte ich im Deltang Komponenten beschrieben. Hier der Schaltplan:
Da die Komponenten in verschiedenen Tendern untergebracht sind, müssen Kabel zwischen den Tendern – auch durch die Sänfte – verlegt werden.
Das Modell in der ersten Ausbaustufe als B660 erhielt noch keine Beleuchtung. Die zwei zusätzlichen Tender, mit denen das Modell zur El71 wandelt, erhalten die Lampen mit eingesetzten Leds. Der nachfolgende Schaltplan zeigt die zusätzlichen Verbindungen.
Vor der Verkabelung wollte ich den motorisierten Tender mit zusätzlichen Gewichten ausstatten. Im Inneren ist genügend Platz vorhanden. Das Gewicht ohne zusätzliche Gewichte beträgt bereits stattliche 140 Gramm.
Weitere 110 Gramm kamen durch Messingblöcke dazu. Das Gesamtgewicht des Tenders beträgt jetzt 250 Gramm.
Vor der Elektronik-Montage habe ich die Lokteile verschraubt und die Anschlussleitungen durch die Sänfte geführt. In der Sänfte liegen die Leitungen jetzt noch so rum. Später möchte ich einen Holzboden verlegen.
Im Akkutender ist ausreichend Platz für den Deltang-Empfänger und den kleinen Akku. An der Stirnseite des Akkukastens sitzt der Hauptschalter sowie die Status-Led. Der Lipo-Akku liegt im Akkutender flach am Boden. Darüber habe ich den Funkempfänger platziert. Die Verdrahtung der Komponenten erfolgte provisorisch, weil in einem späteren Bauabschnitt die Beleuchtung verlegt wird. Hierfür werden weitere Kabelverbindungen notwendig sein.
Probefahrt und Fazit
Die fertige Lok steht mit Fahrer auf dem Gleis.
Zum Laden des fest eingebauten Lipo-Akkus werden die Stecker des Ladegerätes in die Ladebuchsen des Tenders gesteckt.
Wie fährt die Grubenlok? Auf einem Testoval (siehe Anderer Gleisbau) musste die Maschine die ersten Übungen absolvieren. Den kleinen Faulhaber-Getriebemotor habe ich erstmalig in einem Projekt verwendet. Die Lok fährt im Zug- und Schiebebetrieb sauber an. Allerdings gab es einige Probleme mit dem engen Radius von 150 mm. Die Kurven sind zu eng. Das Fahrzeug kann diesen Radius durchfahren, tut sich jedoch richtig schwer. Bei den weiteren Arbeiten werde ich den Mindestradius erhöhen. Das Video zeigt neben einigen Bildern zum Vorbild, zum Modell und zur Montage Szenen der Probefahrt im hinteren Teil.
Galerie der fertigen Akku-Lok B660
Das fertige Modell ist 240 mm lang, 40 mm breit und 75 mm hoch. Es wiegt 450 Gramm. Die Kosten für so ein Modell sind erheblich, auch wenn es selbst gebaut wurde. Die Kostentreiber sind:
- Deltang-Funkktechnik
- Faulhaber Getriebemotor
- Kleinteile wie Schrauben, Muttern, Messing-Profile
- Räder und Achsen
Schon die ersten beiden Punkte schaffen es zusammen auf 150 €.
Was sonst noch auffiel?
Bei der Montage und den Probefahrten sind mir einige Details aufgefallen:
- Die Ladebuchsen sind schwer zugänglich und trüben den optischen Gesamteindruck des Fahrzeugs. Auch muss der Deckel zum Laden immer geöffnet werden. Manchmal denke ich über eine andere Art der Ladebuchse nach, die weniger Platz verbraucht. Die B360 erhielt eine 2,5 mm Klinkenbuchse, die unauffällig ist.
- Der Hauptschalter am Akkutender ist für meine Finger schwer erreichbar. Nach dem Öffnen des Deckels geht es besser.
- Auch die Status-LED wurde an der Stirnseite des Tenders platziert und ist schlecht sichtbar, zumal sie auch nur schwach leuchtet.
Fazit
Nach langer Zeit ist die Lok in der ersten Stufe fertig. Einige Dinge fehlen noch und sollen im zweiten Bauabschnitt erledigt werden. Das betrifft die Innengestaltung der Sänfte sowoe die Beleuchtung. In der Sänfte fehlt ein „Fußboden“, der die verlegten Kabel verdeckt. Außerdem fehlen der Fahrstufenschalter, das Bremsrad und der Fahrersitz.