Weichenlaternen in Spur N

Moin Frank,

dazu ein mehrfaches „Ja“, wobei die einzelnen Themen und Fragen miteinander verwoben sind.

Einschottern: Man kann es auf den beiden Fotos erahnen, dass der Antrieb auf seiner Oberseite Formstücke trägt, die in die Schwellen eingreifen und die Position der Weiche fixieren. Es wäre natürlich wünschenswert, wenn diese Oberflächen gleich eine Schotterstruktur hätten. Dann könnte man die Oberfläche gleich farblich gestalten und muss dann nicht mehr an der montierten Weiche mit Klebstoff herumkleistern.

Mein CAD-Programm hat sogar eine Möglichkeit, wenn auch mühsam eine unregelmäßige Oberfläche herzustellen, aber bisher bin ich zu doof, daraus einen druckbaren 3D-Körper zu machen. Wenn ich das mal hinbekommen sollte, würde ich dann auch gleich den Bereich zwischen Weiche und Weichensignal „einschottern“.

Neben dem Signal läuft übrigens schon die Abdeckung für den Drahtzug, die in den Kästen für den Hebel und die Umlenkrolle endet. Auf die beiden Kästen müsste noch Riffelblech.

Der Weichenantrieb ist zwar gut an der Weiche positioniert, aber noch nicht befestigt. Aber es gibt eine Stelle an der Weiche, an der sich eine Schraube anbringen ließe. Da muss ich mal wieder bei Knupfer stöbern gehen. Allerdings werde ich dann das betreffende Gehäuseteil des Antriebs etwas dicker machen müssen, damit das Gewinde passt.

Idealerweise muss dann nur diese Schraube gelöst werden, um den Antrieb abzubauen. Damit wäre der Antrieb recht leicht auszutauschen. Um zu vermeiden, dass dann eine Lötorgie mit den Schaltern losgeht, wäre es wahrscheinlich sinnvoll, die sechs Kabel der Schalter in einer Buchse zusammen zu führen.

Das schwarze Farbmuster für die Weichenlaternen folgt wahrscheinlich heute noch, sofern der 3D-Drucker mit dem für mich völlig neuen, durchsichtigen Harz nicht im Stich lässt. Hier muss noch Versuch kluch machen, ob der Lichtleiter überhaupt funktioniert, und ob er es ggfs auch mit teilweise  schwarzer Lackierung tut. Oder was ich da überhaupt für einen Aufwand treiben muss.

Was ich noch erstellen muss, ist eine eierlegende Wollmilchsau als Montageschablone, mit der der Ausschnitt in der Anlagenplatte und die Lage der Bohrung für die Schraube der Weichenfestigung angezeichnet werden kann. Idealerweise wird die auch durchsichtig - sobald ich das Drucken mit dem durchsichtigen Harz im Griff habe.

Und dann steht eigentlich dem Bau einer Musterweiche nichts mehr im Wege.

Und einer ausgiebigen Erprobung hinsichtlich Verschleiß auch nicht. Ich bin hier zur Zeit verhalten optimistisch: Wenn das gedruckte Harz verschleißt, wird die Oberfläche weiß und es bildet sich ein feiner, weißer Belag aus Schleifstaub. Das habe ich bisher nur an etwas eng geratenen Lagerstellen gefunden, aber nicht in den beiden Verzahnungen. Offensichtlich macht der Drucker das Profil gut genug, dass sich hier die Oberflächen aufeinander abwälzen. Gerade dreimal auf Holz geklopft … aua!

Dennoch bleibt festzuhalten, dass die Gleiteigenschaften der Harzoberflächen einigermaßen lausig sind. Ohne Schmierung ist da wohl wenig zu machen. Ich denke da an ein mit PTFE versetztes Öl, das einen Teflon-Film auf den Oberflächen bildet. Damit müssten sich dann Reibung und Verschleiß gleichermaßen reduzieren lassen.

Aber natürlich bin ich immernoch gespannt wie ein Flitzebogen, ob das alles wirklich so funktioniert.

So ... der Druck der durchsichtigen Weichenlaternen hat geklappt. Richtig schön sind sie ja geworden ...



... aber so richtig glücklich bin ich damit noch nicht. Diesen Fitzelkram anmalen ist schon fummelig genug. Hinzu kommt, dass man auf dem durchsichtigen Zeug gar nicht so richtig erkennt, was man schon gestrichen hat und was nicht. Und:



Auf dem Bild sieht es aus, als hätte ich das Signalbild großzügig mit gestrichen, aber dem ist nicht so. Man sieht aber durch das Signalbild hindurch auf die anderen schwarzen Flächen des Würfels. Das ist der Effekt, der auch das Anmalen so nervig macht.



Das ist auch der Effekt, der den Richtungspfeil etwas unvollständig aussehen lässt. Und die Lackierung würde, könnte ich sie mit der Airbrush machen, auch besser werden. Immerhin freue ich mich, wenigstens noch meine einigermaßen ruhige Hand zu haben ...

Hinsichtlich Beleuchtung war das erstmal nichts. Ich habe da mal eine Photonenpumpe unter den Antrieb gehalten - das Licht war so grell, dass es durch das graue Gehäuse durchstrahlt. Am Signalbild kommt so wenig, besser gesagt überhaupt nichts an, dass ich's schon fast wieder ulkig ist. Das hat allerdings auch nichts mit der Lackierung zu tun. Bei den unlackierten Teilen sieht man, dass der lange Vierkant unten noch schön leuchtet, und sobald der Signalkasten anfängt, ist es zappenduster. Wenn schon scheitern, dann richtig.

Jetzt bin ich natürlich am Grübeln, wie ich das jetzt gebacken kriege. Vielleicht aus schwarz bedrucktem Papier? Und dann einfach den Vierkant nach oben durchführen, dass er als Funzel wirkt? Naja, mal schauen. So kann ich das natürlich nicht auf mir sitzen lassen, grummel.

Viele, trotzdem noch gut gelaunte Grüße!

Hallo Wolfgang,
nur mal so als Idee:
mache die Pfeilsymbole auf der Laterne ein "muggeseggele" erhabener als sie jetzt sind. Dann alles schwarz anmalen und die Farbe auf den Symbolen mit Schleifpapier entfernen. "Kostet" vermutlich auch etwas Höhe der Pfeilsymbole, deshalb diese ein ganz klein wenig erhabener gestalten.

Hallo Heimo,

danke für den Tipp!

Die Signalzeichen sind beteits um 0,2 mm erhaben, damit der Pinsel beim Lackieren ein bisschen Führung bekommt. Interessanterweise sind diese Oberflächen völlig glatt geworden. Und hier scheint auch die Flinte im Korn zu liegen oder so:

Glatte Flächen reflektieren das Licht, mattierte, aufgerauhte streuen es. Also ist es wohl kein Fehler, die Signalflävhen ein bisschen anzurauen. Das würde dann auch den Durchblick durch‘s Signal hindurch beseitigen.

Wird morgen gleich mal ausprobiert.

Versuch macht mal wieder kluch …

Einfach mal das Signalbild mit einer kleinen (aber immernoch zu groben) Diamantfeile aufgerauht, und schon wird es besser. Insbesondere schimmert die Lackierung von der anderen Seite nicht mehr durch.

Und, auf‘s Licht gesetzt, leuchten die Flächen auch schon ein wenig. Was auch notwendig ist, weil das Signalbild alleine zu kontrastarm ist, als dass man da viel erkennen würde.

Aber es scheint schon mal ein Schritt in die richtige Richtung zu sein. Es bleibt also weiterhin spannend …

Das Konzept für die Weichenlaternen steht schon mal. Im Kern ein Lichtleiter, der oben nur glatte Flächen hat, die sich gut aufrauen lassen. Über diese wird dann ein hohles Kistchen gesetzt, das dann die Signalbilder trägt. Und dazu gibts gleich wieder ein neues Blättchen am Baum der diesbezüglichen Erkenntnis:

Eine Wanddicke von 0,2 mm für die Kistchen ist mit dem Resindrucker nicht sinnvoll zu machen. Sie sehen zwar toll aus, sind aber ähnlich robust wie ein Rauchring. Also, nochmal korrigieren und neu drucken. Grummel.

Der restliche Antrieb geht jetzt seiner konstruktiven Fertigstellung entgegen: Die Verschraubung der Gehäuseteile und die Befestigung der Weiche sind jetzt fertig. Schön, dass es recht gut möglich ist, Gewinde ins Resin zu schneiden.

Wunderbar, wenn sich das Gehäuse verschrauben lässt, kann ich auch endlich mal testen, ob sich die Weiche überhaupt mit diesem Höllenmaschinchen stellen lässt. Ist zwar blöde, dass das noch nicht abgesichert ist, aber das war vorher einfach noch nicht möglich.

Das die Schraubenlänge unter der Weiche unter zu bringen, musste ich das oberste Gehäuse noch etwas dicker machen. Das war aus zwei Gründen durchaus willkommen - damit konnte ich die Nut in der Kurvenscheibe für den Weichentrieb noch tiefer machen, so dass der Nutstein weniger Kippspiel bekommt, und die Lötösen der Mikroschalter sind jetzt im Einbau unter dem Trassenbrett leichter erreichbar.

Und fertig geworden ist auch eine Schablone, mit der sich die Lage der zur Befestigung erforderlichen Bohrung an der Weiche und der Ausschnitt in der Anlagenplatte festlegen lässt, sowie ein „Steckschlüssel“, mit dem man den Antrieb von Hand, also ohne Servo, antreiben kann.

Die Weichenlaterne ist jetzt links von der Weiche angeordnet. Leider ist es nicht möglich, den Antrieb um 180 Grad zu drehen, weil die Passstücke für die Schwellen der Weiche nicht rotationssymmetrisch sind. Da hilft nur eines: Vom obersten Gehäuseteil muss es noch eine gespiegelte Ausführung geben, damit man die Laterne auch rechts anbringen kann.

Also - die Liste wird so langsam überschaubar.

Die Konstruktionsfortschritte lesen sich gut, Wolfgang!
Auf die erste in der Praxis schaltbare Weiche samt endgültiger Ausführung der Signallaterne bin ich sehr gespannt!

Guten Erfolg wünscht
Michael

Hallo zusammen,

wieder ein kleines Stückchen weiter gekommen.

Zunächst hat erstmal der Druck der Signallaternen mit 0,3 mm Wandstärke hingehauen.



Ich denke, das ist allemal akkurater als mein Gepinsel von Hand. Die Lichtleiter sind noch nicht die Passenden, sondern von Hand hingefeilt. Die passenden Teile sind zwar schon fertig im Rechner, müssen aber noch gedruckt werden. Und auch schon mal der erste, freihändige Versuch, ein wenig Licht in die Sache zu bringen. Wenn der Lichtstrahl besser trifft, wird's auch heller. Ist halt ein erster Versuch, das im Bild zu bannen.

Ansonsten war der Drucker heute wieder mal mit grauen Teilen beschäftigt, nämlich dem sechsten Prototypen des Antriebs in der aktuellsten Ausführung. Damit gab es natürlich gleich eine Testmontage, festgehalten für die Nachwelt:







Die erste Lage des Gehäuses mit den zugehörigen Bauteilen. Vor und nach der Montage. Man muss darauf achten, dass die Zahnräder richtig zusammengesetzt sind, damit sie beide ihre Endlage erreichen. Für den Weiterbau muss aber wieder alles in Mittelstellung stehen.





Die beiden Gehäuseteile sind schon zusammengeschraubt. Hier sieht man auch den tieferen Grund, warum ich die Signallaternen noch nicht im Einbau testen kann: Ich habe zur Zeit nur rote LED.



Der Grund, warum die Verzahnung im ersten Teil zur Weitermontage in die Mittelstellung gebracht werden müssen ist, dass nur so das große Hohlrad passt, ohne einen Schalter zu betätigen. Eigentlich muss ich diesen Satz hundertmal schreiben, aber die restlichen 99 Mal erspare ich euch.



Dann muss man nur noch das Ritzel so ausrichten, dass es ins obere Gehäuseteil passt und dann kann zugeschraubt werden. Soll das Ritzel am Servo angeschraubt werden, muss natürlich dies zuerst erfolgen und dann alles zusammen gefummelt werden. Im Moment ist aber nur ein Handantrieb dran:



Und an dem werde ich jetzt den ganzen Abend den Antrieb hin- und herdrehen und mal schauen, wie lange er das aushält. Weil dabei die Anschlussfahnen der LED stören, habe ich das Gehäuse nochmal aufgemacht und die LED rausgenommen. Dabei entstand das Bild mit der bestückten zweiten Gehäuselage. Man sieht auch schon ein paar Schleifspuren im Gehäuse. Ich bin mal gespannt, wie sich das entwickelt. Wäre blöde, wenn sich da Verschleißpartikel in die Schalter setzen. Ansonsten muss ich mir doch nochmal den Toleranzaufbau anschauen. Und vielleicht doch einen Schmierstoff verwenden. Mal grübeln.

Ansonsten läuft der Antrieb schön leicht, hat aber noch ein paar kleine hakelige Stellen. Aber gut, für den ersten Anlauf bin ich schon mal zufrieden.

Für mich ist das eine absolut perfekte Konstruktion, Wolfgang! Serienreif! Ich gratuliere!

Beste Grüße
Michael

Danke, Michael!

Aber leider musste jetzt doch der Korken in der Sektflasche bleiben, da der Antrieb für die Weiche fürchterlich klemmt. Ich bin da nochmal in mich gegangen und habe mir den Aufbau nochmal näher angeschaut:



Wenn der Kulissenstein angetrieben wird (linkes Bild), entsteht ein Moment, durch das er sich in seiner Nut schräg stellt (rechtes Bild), bis er sich an den Nuträndern abstützt. Dabei entstehen Klemmkräfte, die entsprechend der - ungünstigen - Hebelverhältnisse höher sind als die Antriebskraft. Und die erzeugen der Bewegung entgegen gesetzte Reibkräfte, die vom Reibwert abhängen. Es müsste erst einmal die höhere Haftreibung überwunden werden, damit das Ding ins Rutschen kommt. Der dafür zuständige Reibwert ist materialspezifisch und, das lässt sich einfach prüfen, sehr hoch. Zwei geschliffene Resinoberflächen sind schwer in Bewegung zu bringen, wenn sie leicht aufeinander gedrückt werden. Das heißt, in diesem Antrieb bewegt sich nichts, egal wie kräftig man antreibt. Das wird so nichts.

Mist. Das hätte ich mir auch vorher anschauen können.

Lösungsmöglichkeiten wären theoretisch, diesen Kulissenstein größer zu machen, die Kontaktgeometrie in der Nut zu optimieren oder das Ganze zu schmieren. Dagegen spricht kein Platz, kaum Möglichkeiten, hier gezielt im hunderstel-Bereich zu hantieren, und keine Ahnung, welche Schmierstoffe auf Dauer mit dem Harz verträglich sind. Also: Wieder ans Reißbrett! Grummel.

Ansätze gibt es - immerhin hat dieses Antrieb als Vormuster ja einwandfrei funktioniert - und ein Plan B ist mir auch schon vorher durch den Kopf gegeistert.

Aber - ich halte einfach mal fest - dieser Resindrucker macht optisch sehr ansprechende Teile, aber für Feinmechaniken ist der Filamentdrucker besser. Leider lassen sich die Bauteile dieses Antriebs nicht ohne weiteres in Filament umsetzen. Aber womöglich gibt‘s da jetzt eine gemischte Bauweise. Also, es bleibt spannend.

Hallo zusammen,

den Widrigkeiten zum Trotz geht es hier natürlich weiter - mit einigen sehr gravierenden technischen Änderungen. Hier jetzt der erste zarte Neubeginn:





Das sieht jetzt erstmal genau so aus wie die ersten Anfänge weiter oben im Thread, ist aber ganz neu.

Die Weichenstellung mittels Kurvenscheibe bleibt, aber die Kurvenscheibe geht jetzt um 180° und damit werden weitere Übersetzungen und Getriebestufen überflüssig. Dafür können dann die Einzelteile hinreichend groß und solide gebaut werden. Dieser Antrieb dreht sich vollkommen leicht, und man spürt keinerlei Unterschied, ob man den Nutstein herausnimmt oder drinnen lässt. Die Bauteile aus PLA gleiten aufeinander als wären sie eingeseift, ganz anders als die Resinteile. Und der Nutstein ist jetzt so groß, dass er sich breit abstützen und damit auch nicht mehr verkanten kann.

Die Grundplatte ist 2 mm dick - genau, wie die Gleisbettung. Sie wird von der Fläche her noch kleiner werden und wird direkt unter der Weiche befestigt. Für die Kurvenscheibe muss dann noch eine flache Aussparung mit Durchmesser 24 mm in die Anlagenplatte gefräst werden - mit einem Forstnerbohrer kein Problem.

Die Drehachse der Scheibe erhält einen Vierkant, und damit wird dann der Servo von unten angekuppelt. Idealerweise so, dass die Dicke der Anlagenplatte variabel sein kann. Der Servo sitzt unter der Platte auf seiner eigenen Grundplatte, und hier muss nur die Drehachse mit dem Antrieb übereinstimmen. Das Kuppelstück am Servo trägt auch die Schaltnocken für die Mikroschalter und die Grundplatte erhält Aufnahmen, in die die Schalter - ähnlich wie bei der Vorgängerlösung - einfach eingesetzt werden können.

Und die Weichenlaterne? Dazu habe ich erstmal nur ein paar Striche:



Die Bewegung wird also einfach von der Stellschwelle der Weiche abgenommen - die macht nämlich einen definierten Weg. Die dafür erforderliche Stellstange wird dafür mit einem Ende in der Nachbildung des Antriebskastens für die Weiche gelagert. Für das Signal selbst werden die vorhandenen Teile übernommen. Es muss nur noch eine unten auf der Platte anzuordnende Beleuchtung konstruiert werden, aber das sollte zu schaffen sein. Im Gegensatz zur ersten Version ist diese Anordnung auch vorbildgetreu. Da steht nämlich der Antriebskasten in der Höhe des Stellgestänges der Weiche und die Laterne ein Stückchen abseits. Bei meinem ersten Anlauf war es umgekehrt.

Das Ganze ist jetzt also nicht mehr integriert, sondern modular aufgebaut. Die "großen" Bauteile, an denen auch Reibung entsteht, lassen sich mit dem Filamentdrucker herstellen, das Weichensignal und das Kuppelstück vom Servo mit dem Resindrucker.

Es hat bei der ersten Ausführung des Wollmilchsau-Antriebs mal richtig Spaß gemacht, so viele Funktionen in ein kleines Gehäuse zu integrieren, und ich denke, das Ergebnis kann sich auch sehen lassen. Aber etwas overengineered war es schon - auch Hinblick auf das, was sich tatsächlich sicher bauen lässt. Da hat der modulare Aufbau eigentlich nur Vorteile.

Also - so kann's weiter gehen!

Hallo zusammen,

bei diesem Antrieb ist es jetzt seit längerem recht still geworden. Es wird da leider auch nicht mehr viel weiter gehen. Schade eigentlich, denn das Konzept hat mir sehr gut gefallen und hat nach einer weiteren Überarbeitung auch wunderbar funktioniert. Es ging allerdings von einem Drehwinkel des Servos von 180 Grad aus. Tatsächlich macht der Servo aber eben nur 90 Grad.

Ich hab‘s jetzt mal versucht, diesen Antrieb darauf anzupassen. Geht nicht - einerseits wird die Exzenternut sehr steil und sieht nach hohen Betätigungskräften und viel Reibung aus. Also - mit dieser Antriebsform scheine ich kein Glück zu haben. Schade.

Die separate, von der Steschwelle angetriebene Weichenlaterne wird natürlich weiter verfolgt. Im Moment bin ich allerdings im Gleisbaufieber. Wenn sich das gelegt hat, geht‘s auch hier wieder writer.