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[Eisenbahn] Dem Thomas seine Bahnen

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Die sehen wahrlich gut aus, gefällt!

Passen die Laufeigenschaften?
Danke. Harzdruck geht nur im ab knapp 20°C und da stinkend auch nur in der Garage. Die Räder auf dem Bild haben gut 4h gedruckt. Filement führt da zu deutlich schnelleren Ergebnissen. Für viele Zwecke besser geeignet.

Zu den Fahreigenschaften kann ich noch gar nichts sagen. Diesbezüglich bin ich auch gespannt, da die mittlere Achse seitenverschieblich ist und deshalb deren Räder etwas schmaler ausgeführt sind. Räder ohne Spurkranz mag ich nicht. Sobald der Motor in der Post ist, werde ich sicher mal eine Testrunde über den Fußboden drehen. Belastbares gibt es, wenn die nächste Ausstellung absolviert wurde.

Die Form der Lauffläche und weitere Details sind stark an den Lego-Eisenbahnräder orientiert, da gab es in der Vergangenheit keine Überraschungen. Auch der Spurkranz hat die unschönen 3mm des Vorbilds. Die Pin-Bohrungen werden vorsichtig mit Reibahlen (4,76mm für die Bohrung sowie 6,35 mm für die Fase, beides zöiige Maße) nachgerieben.
 

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Beim Vorbild sind es 1250 mm, bei mir 29,8 mm an der Lauffläche. Also geringfügig kleiner als die Emerald-Räder. (1:42)
 

pet-tho

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Echt interessant, aber mit Filamentdrucker wird es vermutlich nix gescheites oder?
 

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@pet-tho Die 01.10-Räder (für die es immer noch keine Lok gibt) sind auf einem Filamentdrucker (Flashforge Creator Pro) in ABS entstanden:
DB 01.10 Treibachsen und Koppelachse
Wenn Du magst, kannst Du es ja selber mal ausprobieren: Die Dateien kannst Du Dir runterladen. Werde bei Gelegenheit mal ausführlicher dokumentieren.

Die besten Ergebnisse hatte ich in Filament nicht platt auf die Druckplatte gedruckt,sondern mit knapp einem cm leichtem Stützmaterial unter dem Rad. War auch brauchbar, aber Harz ist natürlich noch mal eine Stufe besser im Aussehen.

Harz drucke in in alle Richtungen meist um jeweils 45° geneigt, mit der Sichtseite weg von der Druckplatte. Damit hatte ich die besten Ergebnisse.
 

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In der Vorbereitung auf das BSBT habe auch ich eine kleine Erweiterung zu präsentieren. Die der Sicherheit dient. Schließlich sind ja auch Eisenbahnverkehrsunternehmen unterwegs, die im Grenzbereich der Zuverlässigkeit agieren. Da ist es mehr als gut, wenn im Bedarfsfall ein Nothaltauftrag gegeben kann. Nicht über GSM-R sondern mit einem Tastendruck zuverlässig über den seligen Zugbahnfunk. Übrigens,so Wikipedia, "das größte zusammenhängende Betriebsfunknetz in Europa".

Der Zaun ist Custom. Und für die Türe auch noch mit dem Cuttermesser bearbeitet.
 

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Heute hatte ich die Möglichkeit, meine Straßenbahn-Modelle im Rahmen einer Informationsveranstaltung zur Regiotram, einer geplanten Regionalstadtbahnverbindung von Aachen über Wüeselen und Alsdorf nach Baesweiler auszustellen. Die Produktionshalle der Firma Talbot bot, sowohl für die Veranstaltung, als auch für meine Modelle ein fantastsisches Ambiente.





Eine besondere Freude war es mir, das Modell des bei Talbot für die Aachener Straßenbahn gefertigten Großraumwagen in der historischen Produktionshalle zeigen zu können:
 

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Ausgehend von Überlegungen, wie ein Antrieb frei von Momenten quer zum Gleis umgesetzt werden kam, kam mir die Idee, den größten GeekServo für einen Achsmotorantrieb zu verwenden. Müsste eine ziemlich stake Lok ergeben.
 

GBCPeter

Herr der Bälle
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Hallo Thomas

Ich kann sagen, wenn auf dem Fahrgestell genug Gewicht liegt, dann zieht sie dir nicht den Hering sondern den Walfisch vom Teller. Meine Versuche mit den GeekServos sind alle mit 2S lipo`s gemacht und da war jede Menge Kraft an der Achse. Schau hier da sind nur 2 Motoren im Spiel.

mfg GBCPeter
 

ellermaniac

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Hallo Thomas

Ich kann sagen, wenn auf dem Fahrgestell genug Gewicht liegt, dann zieht sie dir nicht den Hering sondern den Walfisch vom Teller. Meine Versuche mit den GeekServos sind alle mit 2S lipo`s gemacht und da war jede Menge Kraft an der Achse. Schau hier da sind nur 2 Motoren im Spiel.

mfg GBCPeter

Bekomme ich die GeekServos auch als dumme Eisenbahnmotoren an PU-Hubs ans laufen?
 

GBCPeter

Herr der Bälle
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Hallo Christoph @ellermaniac

Klar geht das sogar ohne Probleme. Hatte ich bereits getestet siehe hier. Du musst aber den reinen Motor nehmen, Sprich den mit der 2adrigen
Anschlußleitung.

mfg GBCPeter
 

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Dreigurtbrücke

Bei 1000Steine gab es einen Bauwettbewerb für Brücken. Freie Spannweite mindestens 80 Noppen. Auch wenn es angesichts des irre hohen Niveaus nur für einen Platz im Mittelfeld gereicht hat, gefällt mir meine Brücke immer noch. Der Bau der zugehörigen Gleisverschlingung sowie für den sicheren Betrieb erforderlichen Deckungsstelle steht noch an.



Die Brücken, die bereits auf meiner Liste irgendwann umzusetzender Bauwerke standen, erfüllen diese Anforderungen im von mir verwendeten Minifig-Maßstab nicht wirklich. Also etwas anderes suchen. Neben dem Maßstab stand der Einsatz an der Eisenbahn und somit die Möglichkeit, diese auf Ausstellungen im Rahmen der Gemeinschaftsanlagen zu verwenden, für mich fest.

Zwischen den beiden Auflagerpunkten misst meine Brücke 129 Noppen, entsprechend 1,032 Meter. Bei einem angenommenen Maßstab von 1:42 entspricht das einer Spannweite von 43 Metern beim Vorbild. Der digitalen Entwurf (ohne Deko) umfasst ungefähr 5000 Teile und wiegt rund sechs kg. Davon entfallen auf den schwebenden Teil der Brücke etwa drei kg. Es wurden ausschließlich originale Elemente verbaut. Die Brücke wird im kommenden Jahr hoffentlich auf den Ausstellungen in Wörrstadt und Schkeuditz zum Einsatz kommen können. Damit die Züge vor der Brücke nicht erst 19 Steinhöhen erklimmen müssen, wird die Brücke auf den Ausstellungen nach dem Prinzip der "hängenden Schlucht" mit Absenkung unter das Anlagen-Niveau eingebaut.

Ideenfindung
Nicht weit von meinem Wohnort steht die Dürener Dreigurtbrücke. Eine besondere Konstruktion, die wohltuend vom Standardreportore der Brücken abweicht. Die nicht-rechtwinklige Form dieses Typs stellt eine besondere Herausforderung bei der Umsetzung mit LEGO-Steinen dar. Diese Idee hat mich so angefixt, dass ich für den für mich zunächst abgeschriebenen Wettbewerb voller Elan losgelegt habe.

Ein Prinzipmuster versprach sowohl die Baubarkeit, als auch eine große Stabilität. Eine erster digitaler Entwurf in den geplanten Abmessungen entstand innerhalb eines Tages, parallel zusätzlich ein einzelnes Segment der Brücke aus realen Elementen. Vielversprechend. Allerdings wurde mir auch bewusst, dass die obergurtige Brücke eine gewaltige Höhe mit sich bringt und somit mehrfach verlängerte Liftarme innerhalb eines Stabes erfordert. Trotz der imposanten Abmessungen ermöglicht mein erster Entwurf nur ein mäßiges Lichtraumprofil für die Züge. An zweigleisigen Betrieb ist nicht zu denken. Eine daraus entstandene Idee hebe ich dennoch aufgegriffen.

Die Internet-Recherche abseits der Wikipedia zeigte, dass es nicht nur die obergurtigen Konstruktionen aus Düren und Lüdinghausen gibt. Auf der Ahrtalbahn gab es zwischen Rech und Meyschoß eine weitere Dreigurtbrücke.

1989-69-064 Altenahr Rech by Olaf Tampier, auf Flickr
1989-69-061 Altenahr Rech by Olaf Tampier, auf Flickr


Diese wurde beim Ahr-Hochwasser vom 14./15. Juli 2021 leider so schwer beschädigt, dass beide Brückenteile vor Ort verschrottet wurden. Anders als bei den beiden Brücke ist das Tragwerk hier unterhalb der Fahrbahn angeordnet. Damit sind die Probleme mit dem Lichtraumprofil der Züge gelöst. Auch der Materialeinsatz wird geringer sein. Die reduzierte Durchfahrtshöhe unterhalb der Brücke ist in meinem Anwendungsfall nicht störend. Der Ahrbrücke dürfte ihre weit in Richtung Wasser reichende Konstruktion beim Hochwasser den Garaus gemacht haben. So konnte sich der Unrat im Fachwerk sammeln. Beim Neubau wird besonders auf die "Resilienz" geachtet. Die neuen Brücken sollen durch besonders schlanke Konstruktion dem Wasser bei Überschwemmung kaum Widerstand bieten und insbesondere das Ansammeln angeschwemmter Gegenstände verhindern.

Da es von Christian (Sheriff von Snottingham) bereits eine fantastische, an das Lüdinghauser Vorbild angelehnte Umsetzung gibt, war ich erleichtert durch den Fund von der Ahr ein eigenständiges Bauwerk schaffen zu können. Zur weiteren Unterscheidung erfolgt, anders als bei Christian, die Umsetzung des Tragwerks zudem ausschließlich aus Liftarm-Elementen.

Konstruktion, Bau und Verbesserung
Bei der Konstruktion wurde primär versucht, dem ursprünglichen Anspruch von Lego Technic, "Technik wie in Wirklichkeit", gerecht zu werden. Im Laufe des Baus hat es sich gezeigt, dass es nicht nur ein Werbespruch ist, sondern geradezu eine Notwendigkeit. Die Modellbrücke muss für ausreichende Stabilität auch dort versteift oder verstrebt werden, wo es das Vorbild ebenfalls ist. Hin und wieder bin ich in Versuchung gekommen, Asiatisches oder Selbstgedrucktes einzusetzen. Groß war die Versuchung, für die Vertikalstäbe einen 10,5L-Liftarm zu Drucken. Dafür wurde ein etwas eigenwilliger Workaround mit 5,5L-Achsen gefunden. Das geht hier in Ordnung, da diese Stab, wie die spätere Berechnung zeigte, nur mäßige Druckkräfte aufnehmen müssen. So blieb alles absolut puristisch.






Die Gleisverschlingung
Da ich mich recht weit vom Vorbild an der Ahr gelöst habe, wurde auch gleich noch ein andere Vorbildsituation integriert. An der zum 01.04.1995 im Personenverkehr eingestellten Bahnstrecke Duisburg Meiderich Süd - Mülheim Styrum gab es zwischen den Bahnhöfen Duisburg-Ratingsee und Duisburg-Dümpten auf der Brücke über den Rhein-Herne Kanal eine Gleisverschlingung. Da auch der Güterverkehr eingestellt wurde, ist die Brücke inzwischen ersatzlos verschrottet worden. Bei Youtube findet sich ein Video von der Befahrung der Strecke. Die Verschlingung und Brücke sind ab 7:15 sowie ab 20:13 zu sehen.

Vorteil einer Gleisverschlingung gegenüber einer Konstruktion mit Weichen besteht im Fehlen beweglicher Teile. Es werden lediglich Radlenker und Herzstücke benötigt. Betrieblich handelt es sich bei der Gleisverschlingung um eine eingleisige Strecke. Der "Turnout" nebst den erforderlichen Deckungssignalen sowie einem kleinen Stellwerksgebäude wird außerhalb der Brückenkonstruktion stattfinden. Das ist wird ein separates MOC und war nicht mehr Bestandteil des Wettbewerbsmodells. Zumal dort leider Druckteile verboten waren.


Statische Betrachtungen
Mittels eines Tools zur Berechnung von 2D-Fachwerken der Jade-Hochschule Wilhelmshaven-Oldenburg-Elsfleth wurde das (vereinfachte ebene) Fachwerk analysiert. Bei einer - im praktischen Fahrbetrieb nicht im Ansatz erreichten - Belastung von 10N je 8 Noppen zzgl. des Eigengewichts von 412g je Segment (Länge 16 Noppen) ergab sich eine maximale Druckraft von 218 N in einem Stab sowie eine maximale Zugkraft von 221 N. Unter Berücksichtigung der tatsächlichen Minimal-Querschnitte soll sich eine maximale Verschiebung ("Durchbiegung") von 3,1 Millimeter ergeben. Von einer angedachten Verlängerung um zwei auf 10 Elemente wurde abgesehen, da die errechnete maximale Durchbiegung (12,4mm) dann massiv anwachsen würde.
8E_Stabkraefte_170N+E.png
Nachdem die letzten wichtigen Teile geliefert wurden, wurde das Tragwerk komplettiert. Der erste Versuch war leider ziemlich ernüchternd. Auch wenn keine Bruchgefahr bestanden hat: das Gebilde war in mehrere Richtungen ziemlich "laberig". Die Durchbiegung bei Beladung mit zwölf Sprudelflaschen (je 1070g) hat fast 24mm betragen. Nach und nach wurden Streben zwischen Fahrbahnplatte und dem oberen Tragwerk eingefügt, die Aussteiffung der Lagerpunkte am Untergurt erfolgte mittels des 3x5-Triangle-Liftarms und die Fahrbahnplatte wurde mit einer weitere Lage Platten sowie einem darunter liegenden Längsträger versehen. So konnte die tatsächliche Durchbiegung von unter Last auf 12mm reduziert werden. Im realen Fahrbetrieb wird eine Belastung entsprechend vier Flaschen allenfalls durch einen ziemlich schweren Zug erfolgen. In diesem Fall beträgt die Durchbiegung vertretbare 4mm.

Nach weiteren statischen Betrachtungen habe ich die eigentlich angedachte Ausführung in der Länge von 1,28 m entsprechend eines Dezi-Rouven abgesehen. Trotz der vergleichweise geringen Längenänderung hätte sich die Durchbiegung vervielfacht.

Zur Belastbarkeit der Liftarme gibt es eine interessante Dokumentation der Versuche von Tristan Lostroh an der University of Southern Queensland (AU). Diese ergaben eine Zugfestigkeit der Liftarme deutlich oberhalb von 1.000 Newton, auch bei Pin-Verbindungen. Die bleibende Verformung setzt dabei jedoch deutlich früher ein, wurde jedoch nicht spezifiziert. Da sich bei den weniger belasteten schrägen Fachwerkträgern zwei Liftarme, bei den höher belasteten Ober- und Untergurten mindestens vier Liftarme in einer Ebene befinden, sollte sich die Brückenkonstruktion hier sehr weit außerhalb des kritischen Bereichs befinden. Versagen wird wohl im Schadensfall eines der vier als Brückenlager eingesetzten 1x2 Angeld Ball Joint (50923). Diese messen an ihrer schwächsten Stelle etwa 28 mm². Vier davon müssen das gesamte Gewicht von Brücke und Last tragen.

Mit Kenntnis der Materialeigenschaften, den überschlägigen Berechnungen sowie der durchgeführten Lastprobe habe ich keine Bedenken, die Verantwortung für kostbare MOCs anderer Baumeister zu tragen, die über diese Brücke fahren werden. Alle Verbindungen sollten allerdings vor der ersten Fahrt auf festen Sitz geprüft werden. Angesichts der vielen Überlegungen, Recherchen und Versuchen habe ich großen Respekt vor den Teilnehmer:innen von LEGO Masters, die für eine solche Aufgabe allenfalls zehn Stunden Zeit haben dürften.


Die Ausgestaltung
Zur Dekoration wurde eine kleine Gleisbaustelle eingerichtet. Damals trugen die Männer von der Bahn,
selbst beim Bau der InterCity Linie Nr. 4, noch leuchtendes signalschwarz und kein sich kaum von bunten Hintergründen abhebendes tristes Orange am Leib. Auf der Brücke werden im Rahmen der "Durcharbeitung" mit Schraubmaschinen die Schwellenschrauben nachgezogen. Durch den Trupp wird im Bedarfsfall auch defektes Kleineisen ausgewechselt. Die Baustelle ist durch Sicherungsposten und eine signalisierte Langsamfahrstelle abgesichert. Das Modell des Schwerkleinwagen Klv 51 war bereits vorhanden. Dieser lädt auf der Baustelle mittels seines Atlas-Krans gerade eine neue Gitterbox mit Kleineisen an. Der Rest wurde neu gebaut.





Als Kind des kalten Krieges sind neben den Widerlagern natürlich Sprengkammern angeordnet, um durch Sprengung der Brücke den Vormarsch feindlicher Truppen wenigstens etwas zu verzögern. Auf den Fotos sind deren weiße "Fensterscheiben" zu erahnen.

Fürs nächste Mal
Was ich besser machen würde wenn es erlaubt wäre: Liftarme ähnlich den Liftarm, Modified Perpendicular Holes Thick 1 x 15 (71710), aber mit trapezförmigem Querschnitt mit Winkeln von 70°/110°-Winkel sowie Triagle-Liftarme mit zusätzlicher Winkelleiste konstruieren und drucken, damit die Kugelgelenke durch eine kraftschlüssige Verbindung ersetzt werden können. Das dürfte der Stabilität erheblich zu Gute kommen. Zudem könnte das Tragwerk bei Verwendung solcher Elemente wohl erheblich abgespreckt werden.

 
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