Da ich mich für die Spessartbahn interessiere, die früher von Gelnhausen nach Bieber fuhr und bereits ein Wagenmodell dieser Bahn konstruiert habe, soll nun eine Lok dieser Bahn entstehen. 

Es gibt verschiedene Modelle zur Auswahl: Zwei B'B Hagans Gelenklokomotiven, drei Henschel C-Kuppler und der Jung C-Kuppler "Spessart.I". 

Ich habe mich für die Jung Maschine entschieden, weil dieser Typ auch auf der Rhein-Sieg-Eisenbahn (RSE) / Bröltalbahn (BTE) verkehrte und somit wesentlich populärer ist, als die inzwischen längst vergessene bereits 1951 eingestellte Spessartbahn. Auf der RSE/BTE verkehrten immerhin 9 Lokomotiven dieses Typs (Nr. 5 bis 13) von denen eine später noch als 99 4611 an die Trusebahn in Thüringen abgegeben wurde. 

Damit ist diese Lok sehr vielseitig einsetzbar und dank einiger Umbauten auch ziemlich vielfältig im Erscheinungsbild.

Die Konstruktion erfolgt im Maßstab 1:87, in der Spurweite H0e (9mm). 

Die Rhein-Sieg Eisenbahn: Pionier der deutschen Schmalspurbahnen Gebundene Ausgabe – 8. Dezember 2017

Enthält Abbildungen und bemaßte Skizzen dieser Lokomotiven.

Die Bröltalbahn - Rhein-Sieg Eisenbahn Gebundene Ausgabe – 1. Januar 1988

von Adolf Becker (Autor)

Enthält Abbildungen dieser Lokomotiven

Raddurchmesser im Original = 710 mm (gemessen wird immer die Lauffläche)

Raddurchmesser in 1:87 = 8,16 mm

RP25-Radsätzen gemessen (Beispiel von Lenni - können unterschiedlich ausfallen!): Außen 11,7mm innen 7,3.

Quelle(n) - eventuell: 

RP25 Radsätze von Weinert mit 8 mm Raddurchmesser

• H0m mit 8 Speichen, 18,5 mm Spitzenweite (müssen umgespurt werden!) = Schmalspurfahrzeuge H0m: 8-mm H0m-8-Speichenradsatz mit 18,5 mm Spitzenweite (weinert-modellbau.de)
• H0e Scheibenräder, 15,5 mm Spitzenweite = Schmalspurfahrzeuge H0e: 8-mm H0e-Scheibenradsatz mit 15,5 mm Spitzenweite (weinert-modellbau.de)

Achsdurchmesser = 1,5 mm (? - hierzu keine Angabe bei Weinert!)

Radsatz-Innenabstand = ?

Breite der Radscheibe = ?

Der Raddurchmesser passt fast. Da die Räder etwas kleines sind, könnte man ein Modell mit bereits etwas abgefahrenen Radreifen annehmen.

Hier die Angaben zu Radsätzen nach den NEM 310 (Normen Europäischer Modellbahnen) für Radsätze "Empfehlung RP 25 wurden soweit wie möglich berücksichtigt": Microsoft Word - nem310_d_mb.docx (morop.eu)

Nach diesen Normen ist:

• Radsatz-Innenabstand: 7,4 - 7,6 mm (Beispiel oben: 7,3 mm)
• Breite der Radscheibe: 2,0 - 2,2 mm (Beispiel oben: 2,2 mm)
• Radsatz Außenabstand: 11,4 - 12 mm (Beispiel oben: 11,7 mm)

Zur Konstruktion des Modells nehmen wir folgende konkrete Maße an:

• Radsatz-Innenabstand: 7,5 mm
• Breite der Radscheibe: 2,0 mm
• Radsatz-Außenabstand: 11,5 mm
• Achsdurchmesser: 1,5 mm
• Achslänge - variabel: die Achse mit Spitzenlagern wird getauscht gegen eine passende (vernickelte?) Stahl-/Messingachse (Quelle(n)?)

(Falls diese nicht zu beschaffen sind, bzw. die Weinert Radsätze zu stark davon abweichen eventuell auf Drehbank abdrehen lassen?)

Herausforderung: Innenabstand möglichst breit wegen Motor-Getriebeblock, außen möglichst schmal wegen Außenrahmen-Nachbildung. 

Im Gegensatz zum Original soll das Modell einen Innenrahmen/Getriebe bekommen - das ist das im Modellbau in diesem Maßstab übliche Verfahren. Der Außenrahmen wird nur als "Dummy" ausgeführt und über das Triebwerk geschoben. Der Getriebeblock muss daher schmäler als das Radsatzinnenmaß sein. 

Breite des Getriebeblocks = 7 mm < Radsatzinnenmaß 7,3 - 7,6 mm (siehe oben).

Mit folgender Formel kann das Getriebe berechnet werden:

Ü = (n x D x M)/(V x 5308)

mit:

n = Motordrehzahl (U/min)

V = Geschwindigkeit Vorbild (km/h)

D = Rad Durchmesser (mm)

M = Maßstab (87)

Beispiel:

n = 10.000 U/min

V = 31 km/h

D = 8 mm

=> Ü = 42,3

Das Getriebe (siehe unten) besteht aus 3 Stufen:

1. Schnecke + Zahnrad 20 Zähne = 20
2. Zahnrad 10 Zähne + Zahnrad 18 Zähne = 18/10 = 1,8
3. Zahnrad 12 Zähne + Zahnrad 14 Zähne = 14/12 = 1,167

Damit ist die Gesamtübersetzung (Stufe 1 x Stufe 2 x Stufe 3)  = 42

Das heißt bei einer Motordrehzahl von 10.000 U/min fährt die Lok ca. 30 Modell - km/h. Der Motor (siehe unten) hat eine maximale Drehzahl von 14.000 U/min (aber er soll bei den normalen Modellgeschwindigkeiten ja auch nicht mit der Höchstdrehzahl jaulen). 

Motor:

Tramfabriek 1020 Motors (tramfabriek.nl)

Bis zu 14.000 U/min.

Weitere Überlegungen:

Der Motor sollte noch eine Axiallagerung erhalten, da es beim Lauf ein axiales Moment gibt, das ihn bei Links und Rechtslauf in unterschiedliche Richtung in seine Lager drückt. Das führt zu ungleichmäßigem und schlechtem Laufverhalten vor allem in einer Dreh- (Fahrtrichtung) eines Modells. 

Axiallager in dieser Größe, beidseitig wirkend sind nicht erhältlich oder sie nähmen zu viel Platz ein. Die Idee (Lenni) war deshalb die Motorachse beidseitig mit verstellbaren Nadeln in axialer Richtung zu fixieren. Ein Verfahren, dass bei kleinen Motoren erfolgreich angewendet wird.

Möglichst alle Achsen sollten kugelgelagert sein.

Die Zahnräder sollten möglichst aus Metall (Messing) sein. Modul 0,4 - wie bei vielen N und H0e Modellen üblich (für 0,3 wäre noch größere Präzission beim Bau nötig).

Schnecke und Schneckenrad dürfen nicht beide aus Messing sein, da es sonst zum Fressen neigt (Fehler, den viele Hersteller machen, z.B. Bemo). Schneckenrad sollte möglichst schräg verzahnt sein, passend zu Schnecke (nicht leicht zu bekommen, meist werden gerade verzahnte Zahnräder verwendet: viele Hersteller bieten Schnecken an aber nicht die dazu passenden Schneckenräder).

Abstandstoleranz der Teilkreisabstände der Zahnräder:

Zu den Teilkreisabständen soll 0,07 mm Toleranz zugeschlagen werden.

Bezugsquellen für ein richtiges Schneckengetriebe, Modul 0,4:

Präzissions-Schneckengetriebe mit schrägverzahntem Schneckenrad aus Messing und Schnecke aus Stahl! 

Feinmechanik Höhn - Schneckengetriebe Modul 0,4 direkt vom Hersteller (mechanik-hoehn.de)

Bezugsquelle für Miniaturkugellager:

Größe: Achsdurchmesser x Lagerdurchmesser x Lagerbreite in mm

• 1 x 3 x 1: hochwertige Kugellager von Knupfer Modell-und Feinwerktechnik
• 1,5 x 4 x 1,2: hochwertige Kugellager von Knupfer Modell-und Feinwerktechnik

Bezugsquelle für Zahnräder, Modul 0,4:

Preiswerte Zahnräder in allen erdenklichen Dimensionen und Materialien:

Material, Bohrung und Breite sind frei wählbar!!!

Alle Zahnräder für den obigen Entwurf wären erhältlich

• 10 Zähne: kkpmo - Zahnrad / Trieb M0.4 / 10 Zähne
• 18 Zähne: kkpmo - Zahnrad / Trieb M0.4 / 18 Zähne
• 12 Zähne: kkpmo - Zahnrad / Trieb M0.4 / 12 Zähne
• 14 Zähne: kkpmo - Zahnrad / Trieb M0.4 / 14 Zähne

Die Achsen werden durch die Kuppelstangen angetrieben und nicht über Zahnräder. Um eine gleichmäßige Auflage der 6 Räder und eine bessere Stromaufnahme zu gewährleisten gibt es unterschiedliche Ideen:

• Federung (sehr aufwändig)
• Langloch für Mittelachse + Wippe für vordere Achse
• Pendelachsfahrwerk für die nicht angetriebenen Achsen

Die Überlegungen für ein Pendelachsfahrwerk - welches noch mit dem Getriebe (oben) zu kombinieren wären sehen so aus (große Aussparungen für Kugellager der Achsen):