Projekt Garrax in 1:3,6

[steli72]

Hallo,
nach ersten Erfahrungen mit einem B-Kuppler von Maxitrak habe ich mich zu einem Totalumbau der Maschine entschlossen. Im Gegensatz zu hochdetaillierten Meisterwerken des Faches wie die HG 4/4 von Hans oder die Shay von Gerd soll es bei meiner Lok eher um ein robustes Funktionsmodell gehen.
Ziel ist es, das Antriebskonzept zu testen und meine handwerklichen Fähigkeiten auszubauen. Daher hat die Lok auch kein konkretes Vorbild, sondern ist lediglich in seinen Maßen an die englischen 18“-Feldbahnen angelehnt. Bei 127 mm Spurweite ergibt sich ein Maßstab von 1:3,6.
Vielleicht ergibt sich ja gerade für jüngere Mitstreiter mit weniger Erfahrung ein Ideen- und Gedankenaustausch.

Aus den Betriebserfahrungen mit der Maxitrak-Lok sollte der Entwurf folgende Forderungen erfüllen:
• Erhöhte Zugkraft bei Nutzung des Körpergewichtes als Reibungsgewicht
• Herabsetzung der Geschwindigkeit
• Gute Zugänglichkeit zu Rost und Aschkasten
• Zerlegung der Lok in Baugruppen beim Transport
• Nutzung von Kessel und Zylinder der Maxitrak

Als Fan von Gelenklokomotiven fand ich die Anregung für den Umbau hier:
http://www.beyergarrattlocos.co.uk/Proposals.html

Beyer Peacock plante für die Rimutaka-Rampe in Neuseeland den Bau einer Garrat/Climax-Lok, um die alten Fell-Maschinen abzulösen. Dieses Konzept setzte ich auf meine Verhältnisse um. Heraus kam dieser Entwurf:

Entwurfsskizze (steli72)


Es handelt sich um eine Kombination von Garratt- und Climax-Lok (= Garrax). Der Hauptrahmen trägt dabei Kessel, Führerstand und die 2 Zylinder, die eine ebenfalls im Hauptrahmen gelagerte Blindwelle antreiben. Über Kegelräder und Gelenkwellen wird das Drehmoment auf die 4 Radsätze der Drehgestelle übertragen, wobei im Drehgestell noch eine Getriebestufe 1: 1,5 vorgesehen ist.
Aufgrund des geringen Achsstandes und der Kegelradgetriebe an den Radsätzen sehe ich keine Federung vor.
Nach der Konstruktion der Einzelteile ging es an die Bestellung der Halbzeuge und Getriebeteile. Ich begann mit den Drehgestellen. Die Rahmen werden geschweißt und bestehen aus Flachstahl 80 x 6 mm. Die Radsätze stammen von Knupfer, die Getriebeteile von Mädler.

Fahrwerksteile (steli72)



Stellprobe Drehgestell (steli72)

[giovanni]

Steffen,

ich werde den Bau natürlich höchst interessiert verfolgen. Jede Baugrösse erfordert handwerkl. Geschick und Können. Der Anfang scheint mir gelungen und sauber ausgeführt. Wer weiss, vielleicht lerne ich auch noch das eine oder andere. Ich wünsche jedenfalls nur Erfolg.

Hans

[volkerS]

Hallo Steffen,
ein sehr interesantes Projekt. Wie schnell soll den die Lok später fahren?
Verwendest du Tagentialkegelräder für das Getriebe Blindwelle-Antriebswelle und wie planst du den Längenausgleich zwischen Antriebswelle und Drehgestellen? Hat das gezeigte Kardangelenk einen Längenausgleich?
Die Auflagepunkte deiner Brücke erscheinen mir kritisch. Direkt über oder sogar hinter der inneren Achse? Bei der erforderlichen Luft des Drehzapfens kommt es leicht zu einer Entlastung der ersten Achse. Abhängig von der Position des Drehzapfens ist die Lastverteilung der Brücke auf das Drehgestell. Nach deiner Zeichnung liegt die Brückenlast zu fast 100% auf der inneren Achse. Der Drehpunkt sollte etwa bei 1/3 zu 2/3 zwischen den Achsen des Drehgestells liegen. Dann verteilt sich die Achslast 1 : 2 auf die Achsen.
Werde dein Projekt mit Spannung weiterverfolgen.
Volker

[steli72]

Hallo Volker, hallo Hans,

dankeschön. Die Geschwindigkeit soll zwischen der eines Direktantriebes und der der bekannten amerikanischen Getriebeloks Shay / Climax / Heisler liegen, eben etwas untersetzt, aber noch so hoch, dass es nicht zu langsam wird. Ich werde mit den Ritzeln der Stirnradpaarung im Drehgestell ggf. experimentieren. Der Längenausgleich liegt in der Gelenkwelle.

Die Lage der Drehpunkte für den Brückerahmen ist ja eigentlich so zu wählen, dass der Gewichtsanteil des Brückenrahmens ausgeglichen wird von den Aufbauten und den Eigenmassen des Drehgestelles, wobei bei den echten Garratts ja auch noch die Zylinder als Gegengewicht zum Brückenrahmen wirken.
Aber: Der Lokführer soll bei mir auf dem hinteren Drehgestell sitzen, damit ist das Körpergewicht maßgebend. Bei dieser Sitzposition wird sehr wahrscheinlich die 4. Achse diejenige mit der höchsten Achslast sein. Beim vorderen Drehgestell soll das Gewicht des Wassertanks plus Inhalt einen Ausgleich herstellen. Somit erscheint mir lediglich wichtig, den Drehzapfen ausreichend weit zwischen den beiden Radsätzen zu positionieren. Ein Musterbeispiel des Achslastausgleiches wird dieses Fahrzeug ohnehin nicht...
Dass ähnliche Konstruktionen jedoch ganz gut funktionieren, habe ich bei verschiedenen B'-B'-Garratts auf 7 1/4-Zoll gesehen.
Daher glaube ich: Versuch macht kluch!

[Henner (Henry)]

Steffen,
eine hoechst interessante Konstruktion. Das Vorbild ist eigentlich eine Mischung aus 3 Loktypen: Garrat fuer den Grundaufbau, Climax fuer die Zylinderanordnung/Uebergang auf die mittlere Welle und Heisler mit einer Achse angetrieben ueber Kegelraeder, die andere ueber Stangen.
Wie willst Du die Uebertragung Kurbelwelle/mittlere Welle loesen, da die beiden sich ja nicht ohne weiteres kreuzen koennen? Hypoidverzahnung?
Regards

[steli72]

Hallo Henry,

im Drehgestell befinden sich 2 Längswellen. Die erste dient als Drehmomenteneingang von der Gelenkwelle her und liegt über den Achsmitten der Radsätze. Die zweite kuppelt beiden Achsen eines Drehgestelles über Kegelräder. Zwischen beiden Wellen befindet sich eine Stirnradpaarung. Somit kann ich normale Standardkegelräder nutzen, und es entfallen die Kuppelstangen, die Heisler verwendet hat. Hier ein Bild vom aktuellen Stand:

DSC_0021_1_ (steli72)


Im Bereich der Blindwelle habe ich ebenfalls normale Kegelräder vorgesehen, d.h. die Längswelle im Brückenrahmen wird nicht durchgehend sein.
Im Übrigen ist es nicht einfach, bei einer Schweißkonstruktion eine vierfach gelagerte Welle zum klemmfreien Lauf zu bewegen. Die Verzugserscheinungen habe ich doch unterschätzt. Andererseits reizte mich die zu erwartende Gewichtsersparnis. Beim Bau des Brückenrahmens werde ich wohl nochmals darüber nachdenken.

[volkerS]

Hallo Steffen,
wie willst du das Kegelrad auf der Achswelle montieren? Eine Radscheibe abziehen? Wenn ja, dann wirst du etwa 5t Presskraft benötigen. (Ein Modellbaukollege aus GB hat vor Jahren an einem Radsatz von Knupfer eine Radscheibe zwecks Montage einer Bremsscheibe abgezógen und dafür obig genannte Kraft benötigt, Knupfer schrumpft die Radscheiben warm auf.) Eine Alternative ist das Längsteilen des Kegelrades und verschrauben.
Volker

[steli72]

Hallo Volker,

die Radscheiben und Radsatzwellen haben Kegelsitze, sodass ich die Radscheiben immer wieder demontieren kann, was für dieses Projekt wegen der Zahnräder wichtig ist. Den festen Sitz erreiche ich durch eine Mutter, die auf das Wellenende geschraubt wird und so die Pressung der Radscheibe auf der Welle herstellt - eine intelligente Lösung von Knupfer ohne Kleben, Aufschrumpfen etc. , die mir sehr sinnvoll erscheint. Der Praxistest kommt allerdings erst noch:

Radsätze (steli72)

[Ralph]

Hallo Steffen

Wenn ich das richtig sehe hast du blank gezogenen Flachstahl verwendet der eh nicht für Schweißverbindungen optimal ist .
Vielleicht solltest du dir die nächsten Teile aus Stahl-Blech lasern lassen mit Nut und Zapfen und weniger lange Schweißnähte setzen .
90 grad Kehlnähte ziehen immer wie Sau .

Gruß Ralph

aus dem R.AW Nörvenich

[steli72]

Hallo Ralph,

mit dem Flachstahl liegst Du richtig. Dein Vorschlag erscheint mir sinnvoll, hast Du mit der Variante Erfahrungen? Ansonsten wäre ich wieder in Richtung klassische Schraubverbindung tendiert...