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Feldbahnweichen im 3D-Druck


82-1 01.07.2019


Bei den Gleisen aus dem 3D-Drucker gab es bisher noch keine Weichen. Nicht dass ich diese ich benötige, jedoch ist die Konstruktion eine gebrauchsfähigen Weiche nicht so einfach. Für das Grubenbahn-Diorama habe ich mich erneut an dieses Thema gewagt.


Frühe Bauten

Bereits vor längerer Zeit baute ich einige Muster von Feldbahnweichen auf Holzschwellen. Die Peco-Profile wurden auf den Schwellen mit kleinen Nägeln befestigt. Einige Schleifarbeiten wurden an den Neusilber-Profilen fällig, insbesondere im Bereich Herzstück und an den Zungen. Gebogene Profile musste ich vorbiegen (siehe Gleisbau).

Bei den ersten Prototypen hatte ich noch nicht über Stromtrennung oder Verkabelung nachgedacht. Kompliziert für mich sind zuverlässige Zungengelenke. Im oben gezeigten Beispiel wurde an den Zungenprofilen ein Draht angelötet, der in der Holzschwelle befestigt ist. Richtig überzeugend war diese Lösung nicht.

Auf dem Modul (siehe M1-Weichenbau) kam eine Weiche auf Schwellen aus Leiterplattenmaterial zum Einsatz. Das Löten der Profile an Stelle des Nagelns empfand ich einfacher.

Kunststoff-Weichen

Auch beim Bau der Kunstoff-Gleise aus Polystyrol (siehe Kunststoffgleise) habe ich ein Weichenmuster angefertigt. Der Entwurf basiert wieder auf einer Konstruktion aus der AWA-Software. Die ausgedruckte Zeichnung wurde auf ein Holzbrett geklebt und darauf die Polystyrol-Schwellen. Das Biegen der Profile ist bei dem weichen Kunststoff deutlich einfacher als bei den metallischen Peco-Profilen.

Aber auch hier wurde das Thema bewegliche Zungen nicht gelöst.

Weichendruck

Die Weiche aus dem 3D-Drucker habe ich lange davon geschoben, da ich so eine Weiche nicht vernünftig konstruieren kann. Wie bei den Gleisen wollte ich zuerst eine 2D-Zeichnung in QCAD anfertigen. Erst später lernte ich den Weg mit den importierten Zeichnungen in Fusion 360 kennen. Jetzt konnte ich den „gewohnten“ Weg mit den Konstruktionen aus der Software AWA-Weiche nutzen.

Die Beschaffung der Software ist leider nicht mehr so einfach. Vor vielen Jahren hatte ich eine Lizenz gekauft, später gab es die Software ohne Kosten und heute ist sie schwer auffindbar. Die Konstruktion mit der Software ist überflüssig, wenn eine geeignete Maßzeichnung vorliegt. Eigentlich ist nur eine Zeichnung oder ein Bild notwendig.

In AWA-Weiche habe ich eine Weiche mit folgenden Parametern konstruiert.

Image
Screenshot der Einstellungen der Awa-Software.

Die Daten und die Anordnung der Schwellen sind nicht so wichtig, da diese in der 3D-Konstruktion relativ frei gesetzt werden. Weil die fertige gedruckte Weiche auch im Maßstab 1:22,5 recht klein ist, habe ich auf die Modellierung eines richtigen Schienenprofils verzichtet – Schienenkopf und –Fuß sind gleich breit.

Von dem Ergebnis benötige ich lediglich ein Bild. Der PDF-Export und das Snipping-Tool von Windows liefern so ein Bild.

Das Bild kann in Fusion 360 eingebunden und skaliert werden. Hier genau liegt der Trick. Das Bild wird so skaliert, das die Spurweite 22 mm beträgt. Dann stimmen auch die anderen Dimensionen.

Die Weichenkonstruktion besteht im Nachzeichnen der Linien. Fusion 360 bietet im Zeichnungsmodus Unterstützung zum Zeichnen der Schwellen. Es wird nur eine Linie nachgezeichnet und über die Funktion „Versatz“ kann die parallele Linie angeordnet werden. Auch die Schienenprofile lassen sich einfach als Kurven nachzeichnen. Übder die „Versatz“-Operation wird aus der Kurve ein Profil.

Da die Weiche erst einmal nur im Fotodiorama eingesetzt wird, hat sie keine beweglichen Zungen. Dieses Problem habe ich wieder elegant ausgespart. Später werde ich mich damit näher beschäftigen. Allerdings gibt es mittlerweile auch eine interessante Alternative. Das 3D-druckbare GleissystemOS-Railwaykennt eine Weichenform mit beweglichen Zungen (siehe Thingiverse).

Eigentlich hat das System eine Spurweite von 32 mm und ist für den Maßstab 1:45 konstruiert. Wenn jedoch die Objekte beim Druck auf 70% skaliert werden, entsteht eine Spurweite von 22 mm. Die Zungenmechanik funktioniert auch bei den verkleinerten Ausdrucken. Im Bereich des Herzstücks musste ich kleinere Korrekturen mit dem Skalpell vornehmen.

Der Druck der Weiche erfolgte auf dem Prusa i3 mk3 mit PETG.

Fazit

In diesem Artikel habe ich eine 3D-gedruckte Weiche für Präsentationszwecke vorgestellt. Profile und Schwellen können feldbahntypisch konstruiert werden. Leider ist diese Weiche nicht anlagentauglich, da die Zungen nicht beweglich sind. Hier eine vernünftige Konstruktion zu finden, ist kompliziert und in meiner Hobbywerkstatt momentan nicht zu bewerkstelligen. Interessant und brauchbar finde ich die Weichen von OS-Railway, die im 3D-Druck entstehen und funktional sind. Dabei stört es nicht so sehr, dass die Weichen nicht wie Feldbahnweichen (Schwellengrößen- und Abstand sowie Profilhöhe) aussehen. Funktion geht in diesem Fall über Design.

Das Thema OS-Ralway-Gleise wird mich in Zukunft weiterhin beschäftigen.

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