Frage? Drehgestelle - Konstruktion und Optimierung - Input gesucht

[Tomek]

Moin zusammen,

nun bin ich nach langer Zeit mit Zweiachsern bei der Konstruktion von Drehgestellen. Am Ende geht es um TTm und H0m.

Ich denke, ihr habt mehr Erfahrungen beim Betrieb von Wagen mit Drehgestellen, vielleicht auch Favoriten und Meinungen zu bestimmten Umsetzungen.

Der Zukauf von bestimmten Herstellerteilen und lange Einkaufslisten sind nicht das Ziel. Meine Kramkiste enthält N-Drehgestelle mit unterschiedlichen Zapfendurchmessern. Gleichzeitig soll der Eigenbau nicht an zu vielen Geräten hängen.

Hier mal mein aktueller Stand, eingefärbt zu besseren Orientierung:


Die Kugeln und der Verbinder in der Mitte bilden eine Einheit - am Ende werden die Kugeln nicht so weit hinaus stehen. Notwendig sind sie, aus meiner Sicht, um das Gestell nach vorn und hinten kippen zu können. Gleichzeitig soll ein seitliches Kippen begrenzt werden, da die Masse des Wagenkastens oberhalb liegt.

Der orangebraune Zapfen ist aktuell ein Zylinder. Ich neige dazu, diesen eher fassförmig zu gestalten, eventuell auch einen dünnen Ring darum zusetzen, der die Reibung zwischen Zapfen und dem grünen Verbinder reduziert.

Die blaue Scheibe ist im Moment gedruckt, wenn man über Beleuchtung nachdenkt, wäre auch Metall denkbar.

Falls ihr Lieblingsdrehgestelle habt - gern auch mit Bild - mal schauen wie mich das weiter bringt.

Vielen Dank!
Tomek

 

[ka-1111]

Ich kenne das von vielen Herstellern mit den „Kugeln“ als Dreipunktlagerung. Dazu müssen aber bei dem anderen Drehgestell die „Kugeln“ um 90 Grad verdreht werden. Ich weiß nicht, ob dir das hilft, oder ob du es schon wusstest.🤷🏻‍♂️
Grüße Bernd
Kann dir bei Bedarf ein Foto per Unterhaltung schicken, es ist aus einer Bauanleitung eines Kleinserienherstellers, welches ich hier nicht öffentlich machen möchte, da mir bestimmt die Rechte dazu fehlen.

 

[Tomek]

Kugeln in Längsrichtung? Ist mir noch nicht aufgefallen - aber so viel verschiedene Beispiele habe ich auch nicht liegen.

Über das Foto @ka-1111 würde ich mich freuen.

Ich überlege, dass eine gefederte Stromabnahme auch seitliches Kippeln auffangen kann.

 

[ka-1111]

Hallo @Tomek , anbei die Bilder vom Original. Da sieht man auch die Gegenseite am Wagen. Der hat eine Scheibe und die Drehgestelle die halbrunden Köpfe. Sind einfache Niete. Das Bild aus der Bauanleitung bekommst du via Unterhaltung.
Ich hoffe, es hilft dir bei deiner Konstruktion.
Grüße Bernd

Edit: wenn du noch mehr Fotos brauchst, melde dich.

 

[B-TT 44]

Eine perfekte Dreipunktlagerung erhältst du wenn ein Drehgestell seitlich abgestüzt wird, das andere nur am Drehzapfen und
damit frei beweglich nach allen Seiten. So wie zB. bei den Reko- Wagen von Tillig.
Gruß Ralf.

 

[Grischan]

Ich kenne es nur wie bei Ka-1111 beschrieben. Ein DGS ohne Abstützung (der Zapfen hält es nur in der Mitte) funktioniert nicht gut. Ein DGS muß nicken können und das andere Kippeln. So liegt der Wagenkasten immer sauber auf drei Punkten und wackelt nicht rum.

 

[B-TT 44]

Nun dann schau dir mal die Drehgestellwagen von Tillig an, die funktionieren alle nach diesem Prinzip. Welchen Sinn
macht es auch das andere Drehgestell in Längsrichtung fest zu legen? Bei längeren Wagen könnte das zu Problemen
an Neigungswechseln führen. Der Wagen liegt an drei Punkten sauber auf, wenn er auf einer Seite auf die beiden seitlichen
Abstützungen, auf der anderen Seite auf dem Drehzapfen aufliegt, da wackelt nichts.

 

[WolfgangTT]

Hatte das nicht schon Zeuke und BTTB bei den Reisezugwagen gut gelöst?

Grüße Wolfgang

 

[B-TT 44]

Auch bei den Güterwagen, genauso würde ich Tomek die Ausführung empfehlen, habe schon etliche Fahrzeuge nach diesem
Prinzip gebaut. Vorteil- beide Drehgestelle sind gleich.
Gruß Ralf, der schon einige Wagen von Tomek gebaut hat.

 

[FB.]

Hallo miteinander
schaut euch doch mal die Drehgestelle aus den CZ Bausätzen an

fb.

 

[MartinG]

Hallo Tomek,

ich will mal eine andere Konstruktion vorschlagen, sie ist näher am Vorbild.

Die Drehgestelle werden mit minimalem Seitenspiel an der Bodenplatte befestigt. Der Höhenausgleich zur Gleislage erfolgt durch Dreipunkt-Lagerung im Drehgestell. Auch bei der Fahrt durch Herzstücke von Weichen mit größeren Abständen, wie in kleineren Maßstäben nicht unüblich, fallen die Wagen nicht mit dem seitlich nicht beweglichen Drehgestell in diese Lücke. Das typische kippeln auf der Weiche bleibt aus.
Bei amerikanischen Modellen ist dies schon längst üblich. Auch deutsche Firmen haben in den 50iger Jahren schon so gebaut, z.B. Herr, MEB, Schicht oder selbst PICO-Express.

Als Beispiel mal ein Schmalspurwagen der L. Herr KG. Er hat praktisch kein Seitenspiel und Längsspiel zwischen Drehgestell und Wagenkasten. Er kippelt daher nicht, hat trotzdem sehr gute Fahreigenschaften.


Problem ist die praktische Umsetzung bei kleineren Nenngrößen, mit 3D-Druck sollte dies aber lösbar sein.

Gruß
Martin

 

[Tomek]

Zunächst erst mal vielen Dank an alle!

Für mich erst mal mitgenommen: Dreipunktlagerung, ja klar, leuchtet ein. Zum Vermeiden von Verwechslungen sollten die "Kugeln" vorzugsweise am Boden sein, auch wenn in diesem Fall die Drehgestelle nicht identisch werden.

Über die Variante eines "eingeclippten" Kugelgelenks habe ich nachgedacht. Bei Passungen im 3D-Druck habe ich aber etwas Bauchschmerzen, das könnte leicht über die Drucker variieren und so ganz glatt sind meine Oberflächen eher nicht.

@MartinG so ganz habe ich das mit der Seitenbewegung vielleicht noch nicht verstanden. Vom Foto würde ich schließen, dass das innere Gestell (durch das Gelenk zwischen den Achsen) auf beiden Seiten unabhängig jeweils nach vorn und hinten nicken kann.

Spoiler: Falls sich jemand schon mal spoilern möchte - aktuell geht es um einen Personenwagen - hier der aktueller Zwischenstand

Die Speichenräder sind nur "Füllmaterial", damit er auf irgendwas drauf steht.

Schauen wir mal, wie es weiter geht.
Viele Grüße, Tomek

 

[jf-]

Hallo Tomek,

Clip-Verbindungen im 3D-Druck sind überhaupt kein Problem. Nur der Weg dorthin kann etwas länger sein, da es regelmäßig mehrerer Versuche bedarf, bis es sauber funktioniert.

Gruß Jens

 

[MartinG]

Hallo Tomek,

Du hast es völlig richtig erfasst. Jede Drehgestellblende dreht sich um ihren Drehpunkt. Bewegt sich die eine Seite nach oben, geht die Achse auf dieser Seite auch oben und auf der gegenüberliegenden Seite nach unten. Auf der anderen Drehgestellseite ist es spiegelbildlich. Die Achsen verschränken sich zueinander. So ist fast immer die Auflage der Radscheiben gewährleistet.

Gruß
Martin

 

[Tomek]

Hallo zusammen,

dem aktuellen Versuchsträger habe ich jetzt diese Variante verpasst, die Kipppunkte am Wagenboden einmal in Längsrichtung und einmal quer.



Die reale M2.5-Schraube hat allerdings einen flacheren Kopf und der passt auch nicht durch das Zylinderloch im Drehgestell. Den Kragen habe ich erst im folgenden Anlauf ergänzt. Eventuell könnte man die Zapfen/Kugeln/Hubbel durch Nägel ähnliches ersetzen, da ich da den höchsten Verschleiß bei intensivem Betrieb annehme.

Auf die Variante mit den in sich kippenden Drehgestellblenden habe ich erst mal verzichtet.

Ein perfekter 10cm-Radius könnte bei etwas Optimierung der Kupplung und Stufen gehen. Ist aber mit der an den Drehgestellen starren Kupplung knapp. Einen 20cm-Radius mit einer Weiche als Gegenschlenker durchfährt der Wagen ordentlich und mit Neigung in die Kurve.

Den Gedanken, die Stufen mit dem Drehgestell zu verbinden, habe ich verworfen. Es sind nicht nur paar Millimeter, die die Stufen dann ausschwenken würden, sondern eine halbe Wagenbreite. Das gefällt mir weniger.

Viele Grüße, Tomek

 

[MacG]

Meiner Meinung nach fehlt da etwas Luft zwischen Schraubenkopf und Drehgestell. So gibt es keinen Freiraum, in dem das Drehgestell kippen kann.

 

[Per]

einmal in Längsrichtung und einmal quer.

In Längsrichtung müssen sich beide bewegen können, sonst kommst du den Berg nicht hoch und runter. Selbst kleine Stufen machen Probleme.

 

[chap]

da hat der @Per völlig recht, in Längsrichtung darf keine Kippsperre vorhanden sein.
Das mag zwar bei TTm/e Wagen, wo der Drehzapfenabstand nur ein paar cm beträgt, nicht wirklich auffallen und wird in den Steigungen wahrscheinlich noch durch das Spiel der Achslager ausgeglichen, aber spätestens bei einem 20cm langen 4achser der Normalspur hebelt es dann die Drehgestelle aus den Gleisen.

 

[Tomek]

Vielen Dank für die Gedanken.

Meiner Meinung nach fehlt da etwas Luft zwischen Schraubenkopf und Drehgestell. So gibt es keinen Freiraum, in dem das Drehgestell kippen kann.

der Schraubenkopf sitzt auf dem Drehgestellzapfen und nicht auf dem Drehgestell, das Drehgestell hat da noch ein paar Zehntel Spiel. Im aktuellen Druck (v16) habe ich die Unterstützungszapfen noch o,15 mm verlängert, darum kommt der Wagenkasten höher, damit die Chance reduziert wird, dass sich Teile verhaken, auch wenn das auf dem Gleis noch nicht passiert ist. Das Spiel sollte trotzdem noch reichen.

In Längsrichtung müssen sich beide bewegen können, sonst kommst du den Berg nicht hoch und runter. Selbst kleine Stufen machen Probleme.

In der Richtung stand mein ursprünglicher Gedanke die "Kugeln" (Unterstützungszapfen) quer zu Fahrtrichtung zu setzen, so dass das die Drehung um die Drehgestellzapfen seitlich stabilisiert wird, das sollte ideal für eine Berg- und Talbahn sein.

Ich denke zwar, dass es durch das Spiel des Drehgestell möglich ist, dass nur noch eine der beiden Kugel im längsseitigen Kugelpaar (Unterstützungszapfen) unter Last steht, aber vielleicht sollte man bei diesem Drehgestell mit der Längsanordnung der Unterstützungszapfen überhaupt auf diese verzichten. Eine Dreipunktlagerung habe wir ja bereits durch den Drehgestellzapfen.

Mein Problem - die Unterstützungszapfen bestimmen aktuell die Höhe und reduzieren die Reibung im Drehgestell. Der eigentliche Drehgestellzapfen ist aktuell nur in Längs- und Querrichtung belastet, nicht vertikal mit dem Gewicht. Irgendwie sieht es da nach einem Denkfehler bei mir aus. Ich brauche Wechsellager ...

[...] Das mag zwar bei TTm/e Wagen, wo der Drehzapfenabstand nur ein paar cm beträgt, nicht wirklich auffallen [...]

Ja. Die Drehgestellwagen sind für mich persönlich eigentlich sowieso viel zu groß. Aber da es noch andere Wagen mit Drehgestellen in der Wunschliste gibt, soll an dem das Prinzip am Ende stimmig sein und nicht bei jedem Wagenentwurf neu überlegt werden. Daher quäle ich mich hier gerade durch.

Ich muss eine Teststrecke mit Steigungen bauen ....

 

[dampfbahner]

...Eine Dreipunktlagerung habe wir ja bereits durch den Drehgestellzapfen.

Mein Problem - die Unterstützungszapfen bestimmen aktuell die Höhe und reduzieren die Reibung im Drehgestell. Der eigentliche Drehgestellzapfen ist aktuell nur in Längs- und Querrichtung belastet, nicht vertikal mit dem Gewicht...

So soll es auch sein. Der Drehzapfen dient nur zur Führung des Drehgestells - die Last des Wagenkastens trägt die Dreipunktlagerung. Hier sollten die Auflagerungen in Querrichtung einen möglichst großen Abstand haben, damit der Wagenkasten sicher steht. Wichtig ist auch, daß das Drehgestell beim Verdrehen immer Kontakt mit den Querauflagepunkten haben kann.
Wie schon geschrieben wurde, brauchen die Drehgestelle Abstand zum Wagenboden, um die Längs- und Querbewegungen ausführen zu können.

 

[Tomek]

Zwei Schritt vor und drei zurück: Ich bin zurück zu den Zäpfchen auf dem Drehgestell. Hauptargument dafür ist, dass Drehgestelle bei Verschleiß einfacher zu tauschen sind. Gleichzeitig kann so die Möglichkeit offen gehalten werden, ob man nur Querzapfen oder auch Längszapfen fahren will.
Um das Drehgestell in engen Kurven nicht unnötigen Querkräften an der Kupplung auszusetzen, ist die Kupplungsklaue nun getrennt und weitestgehend in Querrichtung beweglich.



Geschoben mit der Kastenlok, die hat die originalen kurzen gefederten N-Kupplungen, lief der Wagen erfreulich gut auch um die 10-cm-Radien, ohne die Kupplung und das Drehgestell nach außen zu drücken.