- Tatra - Drehgestelle

Die Drehgestelle vom T4D

1. Das Vorbild

Für die technische Ausbildung haben sich die Magdeburger Verkehrsbetriebe vor vielen Jahren dieses Schnittmodell zugelegt. Eine gute Idee.

2. Modellbau

Da die Drehgestelle mit und ohne Antrieb eine andere Bauweise haben, ist hier eine Anpassung notwendig. Wie das gelöst werden kann, muss ich mir noch mal im Detail ansehen. Die von QCarCompany angebotenen Teile sind für Modelle im Maßstab 1:48 vorgesehen! Deshalb sind Achsabstand und Raddurchmesser kleiner und nicht für 1:43 oder 1:45 zu gebrauchen!!!

Drehgestell ohne Antrieb

Drehgestell mit Antrieb

Die Bauteile für die Radsätze gibt es HIER einzeln zu kaufen (fast ganz unten auf der Seite) und zwar in zwei Varianten: isoliert WS423 und nicht isoliert WS422. Aber auch hier gilt das, was ich oben geschrieben habe.

Ein Eigenbau wird vorbereitet

Auf Grund der geplanten Motorisierung der Triebwagen kann selbstredend nicht das Drehgestell vom Beiwagen verwendet werden. Hier ist eine Neukonstruktion notwendig. Auch hier sind zwei Varianten möglich. Entweder wird das Drehgestell aus Messingteilen zusammengebaut oder aus 3D-Druckteilen. Es sei einmal angemerkt, dass auch die gedruckten Teile extrem stabil sind. In den meisten Fällen werden die Teile aus einem nylonähnlichem Material hergestellt. Dieses ist sehr robust, steif und zu 99,9 % bruchfest.

Das T4D-Drehgestell besteht aus dem Hauptteil (Mittelteil) und den Zurüstteilen:

Erstmalig sollen Faulhabermotore des Typs 1512 (Getriebemotor / Stirnradgetriebeantrieb) in der 12 Volt - Variante verwendet werden. In das Mittelteil werden Lagerbuchsen aus POM (Kaufteile) eingepresst (Innendurchmesser 3 mm, Außendurchmesser 4,6 mm bzw. 7,4 mm). Diese Lagerbuchsen sind ideal für 3mm-Radachsen geeignet.

Welche Zahnräder werden verwendet? Eine Variante könnte so aussehen: die Motorwelle bekommt ein Stirnzahnrad mit 12 Zähnen und die Radachse ein Zahnrad mit 18 Zähnen (beide bei GHW Modellbau zu beziehen). Man könnte auch Stirnzahnräder mit 10 und 20 Zähnen verwenden.

Die ersten 4 Teile sind gedruckt. Sie machen einen sehr stabilen Eindruck und stellen aus meiner Sicht eine gute Alternative zu Bauteilen aus Metall oder Messing dar. Einen großen Vorteil sehe ich im 3D-Druck: das Bauteil kann sehr schnell angepasst werden (z. B. an den Achsdurchmesser oder an die Ausführung der Radscheibe ... ich verwende 3,5 mm dicke Radscheiben).

Das erste Bild zeigt u. a. die eingepassten Lagerbuchsen. Es musste lediglich mit einem 4,6 mm - Bohrer ein wenig das Loch aufgebohrt werden (eine entspr. Reibahle fehlte leider). Die Lagerbuchsen werden mit einem kleinen Hammer und leichten Schlägen eingetrieben. Sitzen wirklich gut fest. Auch das seitliche Anbauteil mit der Schienenbremse passt gut. Es wird später am Drehgestellrahmen festgeklebt.

Passen auch die Räder? Nur mal so mit einer 3 mm - Achse in die Lager eingesteckt. Die Räder müssen allerdings noch außen ausgedreht werden, damit die passenden Blenden eingesetzt werden können.

Ja so hatte ich mir das auch vorgestellt. :-))

Die beiden oberen quaderförmigen Teile werden für die Stromabnahme verwendet. Hier werden einfach 0,5 mm dicke Messingdrähte horizontal durch eine Bohrung gesteckt.

Damit die Räder vorbildgerecht aussehen, werden sie außen um 1 mm so abgedreht, dass die typischen T4D-Radblenden in die Öffnung passen.

Mit eingesetzter Radblende. Die große "Mutter" ist im 3D-Druck nachgebildet, aber wegen der fehlenden Lackierung noch nicht erkennbar.

Für das Einspannen der Radscheiben auf der Drehbank habe ich mir von fohrmann eine Stufen-Spannzange 15-19,5 (Bestellnr. 90843) gekauft und diese innen so ausgedreht, dass auch ein Spur 0 - Rad sicher eingespannt werden kann. Die Vertiefung ist 1 mm stark.

(Fortsetzung folgt)

Die Drehgestelle vom B4D

1. Bild vom Vorbild

Bilder oben: zwei Aufnahmen vom Drehgestell der Güterlore mit der Nr. 766 für den PKW-Transport im Straßenbahnmuseum Sehnde-Wimmingen bei Hannover.

2. Modellbau

Ein erstes Modell im Maßstab 1:43 ist nahezu fertig und könnte als 3D-Druck hergestellt werden:

Ausgehend vom obigen Entwurf sind verschiedene Ausführungsvarianten möglich. Das Bild unten zeigt eine verstärkte Ausführung mit Rohren zwischen den beiden Längsträgern. Es können genauso auch quadratische/rechteckige Profile verwendet werden (wurde jetzt so umgesetzt; siehe weiter unten).

Die Schutzbleche (aus Plastik) werden nicht über den Spurkranz geführt! Sie sollen wie beim Original möglichst dicht am Rad sein. Selbst ein leichtes Schleifen wäre unkritisch, weil die Teile aus Plastik gedruckt werden. Ein Kurzschluss ist unmöglich.

Die Einzelteile (Vorversion):

- zwei Längsträger

- zwei Radsätze mit Durchmesser 16 mm inkl. "Radkappen"

- ein Querträger mit Mittelteller und Aufnahmebohrung (2,1 mm)

- zwei seitliche Zurüstteile (ein Zeichensatz) bestehend aus Schienenbremse, Federspeicherbremse [Berichtigung: gehört nicht zum Beiwagen-Drehgestell], Federbauteil)

- vier Schutzbleche

Bis auf die Radsätze handelt es sich hierbei um 3D-Druckteile, die auch schon alle testweise gedruckt wurden sind.

Wie weiter unten zu sehen ist, gab es noch nachträgliche Änderungen - z. B. an der Längsträgern.

Im Bild oben ist im oberen Querträger die Aussparung für das Zurüstteil gut zu erkennen. Die Aussparung beeinträchtigt die Stabilität des Teiles in keinster Weise. Optional könnte man das Mittelteil in den Rahmen auch einkleben.

Das Drehgestell für einen B4D (Bild oben) besteht aus 3 Teilen. Warum nicht aus nur einem Material? Ganz einfach. Das Mittelteil besteht aus sehr filigranen Bauteilen und muss auch keine große mechanische Belastung aushalten. Deshalb wurde es aus FUD und FED gefertigt). Das Hauptteil (hier schwarz) ist eher massiv gebaut, weil es den Wagenkasten inkl. Innenleben und Dach tragen muss. Die Kombination von unterschiedlichen Materialien ist DIE Lösung, um effizient und effektiv zu bauen. Das bedeutet aber auch, bekannte Techniken teilweise aufzugeben und neue Wege zu gehen.

Unteransicht

Bild oben: Das Zurüstteil (vom T4D) aus FUD. Das Teil aus FED ist noch besser im Detail ausgeprägt (feiner) und kostet nicht wirklich viel mehr. Der Probedruck ist insgesamt sehr gut gewurden.

Bild unten: die Zeichnung für eine Vorversion für einen ersten Testdruck und -bau.

Zum Material sei noch gesagt, dass es erstaunlich robust

ist. Beim Durchtrennen der Verbindungsstege braucht man einen guten Seitenschneider und auch gut Kraft. Es ist gut möglich, dass die Drehgestelle aus STRONG & FLEXIBLE PLASTIC relativ schwere Wagenkästen aus Messing-Ätzplatten dauerhaft tragen können.

Hier die aktuelle Endversion für den Druck bei Shapeways mit einigen kleinen Änderungen und Ergänzungen:

Die Drehgestelle, die für die Lore verwendet werden, können ohne Änderungen auch für die Tatra-Beiwagen vom Typ B4D verwendet werden.

Die bisherigen seitlichen Zurüstteile sind für die Tatras T4D bestimmt! Die Beiwagenteile müssen erst noch gedruckt werden.

Hier die überarbeitete Zeichnung:

Im Bild oben sind noch einige kleiner Bohrungen im Rahmenmittelteil zu sehen. Die wurden vorsorglich mit eingezeichnet, um eine geeigente Stromabnahme bei Bedarf zu montieren..

Explodiert sieht das dann wie folgt aus (Fassung vom 07.02.19):

Wenn die richtigen Zurüstteile von shapeways kommen, dann werden die natürlich gleich ausgetauscht.

Die neuen Zurüstteile für die Beiwagen sehen jetzt so aus:

Die Verdrahtung der B4D-Drehgestelle kann auf unterschiedliche Weise erfolgen ... oberhalb oder unterhalb der Radlager. Hier wurde die zweite Variante gewählt, um möglichst alle Bauteile und Drähte "unsichtbar" zu machen. Simpel und geht schnell. Dieses mal wurde kein 0,5 mm Messingdraht verbaut, sondern schmale Federbronzestreifen (ca. 0,3 x 1,5 mm). Das sollte auch gut funktionieren.

Ansicht von unten:

Mit der mittleren M1-Schraube wird das Zurüstteil (graues Teil) befestigt.

Das Bauteil "Stromabnahme" ist mittig nur gesteckt (0,8 mm-Messingdraht). Es wird im Prinzip durch die beiden M1-Schraubenköpfe horizontal und vertikal in der richtigen Position gehalten.

Die Räder der Tatra-Wagen

Das Scheibenrad für die T4-Serie hat einen Durchmesser von 16 mm und vorzugsweise eine Dicke von 3,5 bis 4,0 mm (abweichend von NEM 310, die 4,3 bis 4,5 mm ausweist). Damit ist der Maßstab 1:43 und 1:45 mit einem "Zwischendurchmesser" gleichermaßen im noch tolerierbaren Bereich abgedeckt. Die Originalgröße wird mit 700 mm Durchmesser zu Grunde gelegt.

Für die B4D-Drehgestelle werden Achsen ohne Stummel verwendet. Die Maße sind z. B. bei Verwendung der Radscheiben von QCarCompany mit einer Dicke von 3,35 mm wie folgt: Durchmesser 3 mm und Länge 36,4 mm = 28 +4,2 + 4,2 mm). Die Radblenden haben innen eine entspr. Bohrung. Bei dickeren Radscheiben sind die Maße entspr. anzupassen. Wenn sich die schmalen Radscheiben nicht bewähren, dann werden 3,5 bis 4,0 mm breite Radscheiben verwendet. 3,35 mm ist ja noch unterhalb der Finescale-Maße!

Bei den Maßen des Spurkranzes liege ich sowohl in der Höhe (D = 1,2 mm) als auch in der Breite (T = 1,0 mm) ziemlich mittig im Toleranzbereich der Norm NEM 310.

Die mittige Bohrung der Radscheibe hängt im Wesentlichen vom gewählten Achsdurchmesser und vom Durchmesser der Isolierbuchse ab. In den meisten Fällen wird bei meinen Fahrzeugen eine 3 mm dicke Achse verwendet. Laut NEM 313 ist ein Achsdurchmesser von 4 mm vorgegeben. Das ist ein Richtmaß. Die Norm 313 ist die Norm für Radsätze mit Zapfenlager. Für die Spurweite 32 mm wird eine Spitzenlagerung nicht empfohlen.

Zur beidseitigen Isolierung der Radsätze später mehr ....

Die Radblende (hab ich jetzt mal so genannt) mit der typischen übergroßen Mutter wird als 3D-Druckteil hergestellt. Diese Variante bietet die Möglichkeit auch andere Scheiben je nach Wagentyp zu verwenden.

Ein erster Testeinbau verlief doch sehr positiv. Leider hat das größere Zahnrad (für die Radachse) einen Innendurchmesser von 4 mm. Die Achse hat 3,16 mm. Also muss eine Messingbuchse für das Zahnrad verwendet werden und diese muss auch noch innen auf 3,15 mm aufgebohrt werden. Deshalb gibt es Verzögerungen, weil Spezialbohrer mit 3,15 mm und 3,25 mm gebraucht werden. Heute bestellt und wenn da, dann geht es weiter.

Die Befestigung des großen Zahnrades erfolgt mit Hilfe einer M2-Spezialschraube (Gewindestift mit Schlitz).

Für den Testeinbau wurde eine 3 mm Radachse nur mal so eingesteckt, um zu sehen, ob die Zahnradgeometrie passig ist. Sieht gut aus.

Für die Befestigung des Motors werden noch zwei Abstandsrohre für M1,6-Schrauben benötigt (fehlt noch auf dem Foto).

Bin noch am überlegen, ob eventuell je Drehgestell nur ein Motor ausreichend ist!? Die Wagen sind wegen des 3D-Drucks (Kunststoff) nicht allzu schwer. Deshalb die Überlegung. Aber wenn das nicht funktioniert, dann wird es ärgerlich. Oder erst einmal nur ein Drehgestell mit 2 Motoren ausstatten?

Das neu gedruckte Drehgestell für den ersten T4D wurde noch einmal ein wenig modifiziertt, damit es optimal unterhalb des Wagenbodens eingepasst werden kann und auch eine möglichst große Drehbewegung ermöglicht. Auch die Bauhöhe wurde um ca. 2 mm verringert. Jetzt kann der Zusammenbau beginnen.

Die zuerst gedruckten Triebwagen-Drehgestelle werden jetzt für den T6A2 verwendet. Hier wird der Wagenboden auf Grund der gesammelten Erkenntnisse flacher und einfacher gestaltet (2 mm ABS-Platte), so dass die größere Bauhöhe der Drehgestelle kein Problem darstellen.

Wofür sind eigentlich die 4 Stege, die sich am oberen Rand des Bauteils befinden? Für die Stromabnahme. Sie sind so positioniert, dass sie nach dem Einbau des Drahtes automatisch einen leichten Druck auf die Radscheiben erzeugen. Und so geht es: Messingdraht (0,5 mm) zuschneiden, von der Seite in die bereits mitgedruckten "Bohrungen" einschieben, verdrahten und fertig.

Der Einbau der Achsen inkl. Zahnrad ist erledigt und zum Test wurden die Motore eingesetzt (noch ohne Verdrahtung und Befestigung). Die Madenschrauben zur Befestigung der Achsenzahnräder müssen gekürzt werden, weil der Abstand zwischen Motor und Zahnradflansch nur ca. 1 mm beträgt.

Draufsicht:

Der erste Motor ist verdrahtet und fest eingebaut. Viel Luft ist da nicht, aber passt schon. Der zweite Motor muss entgegengesetzt angeschlossen werden, damit später alles in die richtige Richtung läuft.

Beide Antriebe sind eingebaut und getestet. Und sie laufen beide in die richtige Richtung! Die Position der Bohrungen für die Befestigung der Motore muss noch im Zehntelbereich angepasst werden, damit das richtige Zahnradspiel erreicht wird.
Das schöne am 3D-Druck ist, dass die Zeichnung für den Druck der Teile in wenigen Sekunden angepasst werden kann. Bei geätzten Teilen ist eine Anpassung der Teile zwar auch möglich, kann aber je nach Situation durchaus viel zeitintensiver sein ...

Das zweite Drehgestell bekommt nun doch auch gleich einen Antrieb mit zwei Motoren. Sicher ist sicher. Der T4D soll ja schließlich ohne Probleme zwei Wagen ziehen können.

Beide Drehgestelle sind jetzt komplett verdrahtet. Es fehlen nur noch die Stecker und die Zurüstteile. Dann kann der Einbau beginnen und eine erste Testfahrt starten.

Die vier Drähte werden in die Richtung des Drehgestellendes verlegt, wo sich später die Wagenmitte befindet. Damit sie später bei der Kurvenfahrt nicht verrutschen, wurde oben am Ende der beiden Hauptträger jeweils eine Öse (0,5 mm Messingdraht) in vorbereitete Bohrungen eingeklebt.

Der Einbau der Zurüstteile ist relativ schnell erledigt. Die Radblenden werden entgratet und einfach nur in den Hohlraum der Räder von außen eingedrückt. Sie halten ohne Klebstoff.

Jetzt müssen nur noch die Stecker angelötet werden und fertig sind die beiden T4D-Drehgestelle.

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