Helene wurde ursprünglich 1919 von Henschel & Sohn an die Jüterbog-Luckenwalder-Kreiskleinbahn als Nr 8 und dem Namen TECHOW geliefert. 1934 wurde die Lok nach Bad Lauterberg verkauft wo sie auch den Namen Helene erhielt. Bis zum Herbst 1969 war sie dort auf der nur 6,3km langen Werkbahn zwischen Bad Lauterberg, der Grube "Hoher Trost" und der Grube "Wolkenhügel" eingesetzt. Die Lok wickelte neben der Barytabfuhr auch den nicht öffentlichen Personenverkehr für die Werksangehörigen ab. Nach dem Steckenabbau Ende 1969 verbleib die Lok bei der Grube "Hoher Trost" stehen. Mitglieder der DGEG brachten sie 1970 zur Jagsttalbahn. Dort wurde eine Druckluftbremse eingebaut und die Kupplungen den Normalien der Jagsttalbahn angepasst. Nach der Abnahme und Betriebszulassung konnte mit der Lok Helene am 25. Juli 1971 Dampfzüge bis zur Einstellung des Fahrbetriebes 1986 gezogen werden.
Die Umsetzung ins Modell erfolgte erstmalig durch die Firma M&F als Gehäuse Bausatz auf einem Arnold N Fahrwerk. Den Bausatz für ein solches Modell konnte Klaus auf ebay ersteigern.
An der Lok mußte vieles angepasst und geändert werden um dem Fahrwerk der frühen 70er die Laufkultur heutiger Modelle einzuhauchen.
Änderungen an der Getriebeuntersetzung, ein Faulhabermotor, DCC Dekoder mit Pufferelko und neuen Rädern waren nur ein Teil des Umbaues.
Neue Laternen, in die später noch SMD LED eingebautwerden, sorgen für Licht.
Zurüstteile von Weinert verfeinern den Kessel der Lok.
Eine perfekte Lackierung und die neu geätzten Schilder der Lok heben den Eindruck der Lok deutlich.
Beim Einsatz vor dem Schülerzug glänzte die Lok mit ihren hervorragenden Laufeingenschaften.
Die Umsetzung ins Modell erfolgte erstmalig durch die Firma M&F als Gehäuse Bausatz auf einem Arnold N Fahrwerk das heute nur noch gebraucht oder aus Sammlungen zu erwerden ist.
Eine Neuauflage dieser Lok erfolgte durch die Firma Panier. Dennoch wollte ich versuchen mit der Lok Helene mal eine eigene Modell Lokomotive auf die Beine, äääh Räder, zu stellen.
Das Führerhaus, Fahrwerk und Steuerung sollen dabei in Ätztechnik aus Neusilberblech erstellt werden.
Teile wie Kessel, Teile der Kupplung und einige Details sollen aus Weißmetall gegossen werden. Andere Details wie Lampen, Luftpumpe, Kesselamaturen und andere sollen aus den Sortimenten von Weinert, Panier oder anderen Zurüstteillieferanten passend zusammengestellt werden.
Die Räder sind ein kleines Problem. Von GI sind Räder mit passendem Durchmesser zu bekommen, allein das Ausgleichsgewicht und Speichenzahl ist etwas kleiner als bei der Helene, ein tragbarer Kompromiss, denn Räder im Eigenbau sind zwar technisch machbar, aber irre aufwändig.
Das Fahrwerk soll heutigen Ansprüchen an ein Lokmodell genügen. So wird das Fahrwerk der Helene als Dreipunktfahrwerk ausgelegt. Hierbei sind einige Hürden zu nehmen. Zum einen muß ein wenig Spiel zwischen den Zahnrädern herrechen um ein ein Ausweichen der Achse nach oben und unter ohne zu klemmen zu ermöglichen. Auch muß ein Ausgleichshebel die Bewegung der ersten und zweiten Achse ausgleichen. Eine gefederte Achse ist nicht vorgesehen. Die Variante 1 zeigt einen Ausgleichshebel der über den Achsen angelenkt ist und so eine Pendelstütze zwischen dem Achslager und dem Hebel nötig macht. Diese Konstruktion kommt ohne gleitende Elemente aus, lediglich leichte Drehbewegungen in den Lagern der Pendelachse.
Die Konstruktion von vorne betrachten zeigt das die Pendelstützen sehr schmal sein müssen um zwischen den Fahrwekswangen und den Zahnrädern Platz zu finden. Das wird den Zusammenbau nicht gerade vereinfachen. Dennoch ist dies technisch die sauberste Lösung.
Bei der Variante 2 werdn keine Pendelstützen benötigt, dafür reiben die Auflagen des Ausgleichshebels während der Fahrt auf den Achslagern. Da die Bewegungen in der Höhe jedoch relativ klein sind ist der Weg den die Auflagen auf den Achslagern beschreben sehr gering. Diese Lösung ist nicht schön, kommt aber mit weniger Teilen aus.
Die Konstruktion von vorn zeigt das der Platz für diese Lösung vorhanden ist und weniger benötigt als die Version mit den Pendelstützen. Das Getriebe ist für m=0,3 Zahnräder von Weinert ausgelegt und soll eine Gesamtuntersetzung von ca. 1:40 haben.
Mit der Konstruktion der Lok Helene als Ätzkonstruktion hatte ich bereits begonnen. Aber die Zeit bleibt nicht stehen und so entsteht dieses Modell noch einmal als 3D Volumenmodell. Hierbei sollen einige Teile selber mittels eines DLP Druckers hergestellt werden, im wesentlichen das Gehäuse, aber auch mittels eines Dienstleisters in Metall gedruckt und dann gegossen werden, hier im wesentlichen die Räder und das Fahrwerk.
Die Konstruktion der Lok erfolgt in einer Vielzahl von Einzelteilen, die dann in einer Baugruppe vereinigt werden. Hier der derzeitige Stand des Langkessels.
Bei dieser Art der Konstruktion stehen die dabei erstellten Einzelteile auch anderen Konstruktionen zu Verfügung. Leider erfordert dies zu Anfang einen erhöhten Zeichenaufwand, da jedes Einzelteil separat gezeichnet werden muß.
Mittweile sind weitere Teile des Lokgehäuses konstruiert, noch ohne viele Details, aber es recht bereits um daraus ein Lokgehäuse zusammen zu stellen.
Leitungen, Nieten und vieles andere fehlt in diesem Stadium noch.
Die parallelen Linien an den Ecken des Führerhauses verraten das hier nur einzelne Teile zusammengeschoben wurden. Diese sind noch nicht zu einem Teil verbunden.
Innen hohl, viele Hinterschneidungen, außer im 3D Druck lassen sich solche komplexen Formen gar nicht herstellen. Der Kessel und die Feuerbüchse sind hier noch massiv, das wollte ich für den Druck eigentlich noch ändern.
Von oben sieht das Gehäuse schon recht passabel aus.
Im Slicer wird das Gehäuse in allen drei Achsen gedreht, so brauchen nur die Hälfte aller Überstände abgestützt werden.
Auf der anderen Seite kann man nun die Überstände und die dafür nötigen Abstützungen erkennen.
Auch die Rauchkammertür und deren Gelenk benötigen Unterstützung.
Der Druck dauerte etwa 4 Stunden, hier ist das Gehäuse bereits gereinigt und nachgehärtet im UV Licht. Die Stützstruktur hingegen muß noch entfernt werden.
Die Stützstruktur ist nun entfernt, deren Rückstände verschliffen.
Mit Grundierung sieht das geich viel besser aus. Der sehr dünnwandige Schlot lies sich einwandfrei drucken.
Auch die 0,5mm Löcher für Leitungen und Gestänge im Führerstand sind vorhanden. Die Wandstärke des Gehäuses könnte dünner sein.
Am Kessel und Fahrerhaus sind hingegen noch Stufen vom Druck zu erkennen, daran arbeite ich derzeit noch.
Weils es schneller geht erstelle ich den Getriebeplan in 2D. Basis sind die Überlegungen von 2007 und das Getriebe der HF210. Ursprünglich waren für den Antrieb der Helene die Weinert Zahnräder mit einer Untersetzung von 1:35 vorgesehen.
Der neue Plan ist nun die Zahnräder der Roco HF110C zu verwenden, die habe ich ja noch von der HF210 rumliegen Die Untersetzung ergibt sich so zu 1:46. Der Motor ist noch nicht endgültig, entweder ein Faulhaber 1016, davon habe ich noch ein paar, oder ein Maxon 1022, der mehr Leistung hat. Vermutlich wird es der Faulhaber, so schwer wird die Lok nicht.
Das Getriebe befindet sich hierbei in der Feuerbüchse, so kann ich einen komplett freien Durchblick zwischen Kessel und Rahmen realisieren. Dadurch werde ich allerdings Kessel und Gehäuse teilbar ausführen müssen, was schlecht für die Leitungen ist. Mal sehen, geht vielleicht auch anders.
Die Achsen mit Antriebszahnrad für die Radsätze verwende ich von Roco, die Achsen von der HF110C, die dann aber noch gekürzt werden müssen.
Die Zahnräder habe ich nun alle bemaßt, um sie anschließend in 3D als Abziehmodell mit entsprechendem Aufmaß konstruieren zu können.
Zusammen mit einem Abziehmodell eines 1016 mit 4mm Schnecke habe ich dann einmal das Getriebe zusammengestellt.
Orange: die angetriebenen Achsen, grün: die gleich großen Zwischenzahlräder, blau: Stufenrad z20 auf z12, hellgrün: Zwischenrad z14, lila: Das Schneckenrad z22 mit Stufenrad z12 und gelb: der 1016 mit Schnecke.
Die Gesamtuntersetzung ergibt sich zu 1:45, wie bei der HF110C. Die etwas größeren Räder machen sie allerdings etwas schneller, der langsam drehende Fauli wiederum etwas langsamer.
Aus den verschiedenen Perspektiven kann man schön das Zusammenwirken der Zahnräder erkennen.
Wobei das konstruieren so ganz ohne Gehäuse drumrum für mich neu und noch etwas ungewohnt ist.
Das bereits gedruckte Lokgehäuse ist massiv, hier passen Motor und Zahnräder erwartungsgemäß super rein.
Die Drahtstruktur ist etwas verwirrend, schwarz das Lokgehäuse, grün das Getriebe.
Von unten sieht man das nicht überall Material für die Zahnräder und Lager ist.
Aber da kommt ja auch noch der Rahmen drum, dann sieht das schon wieder anders aus.
Die Idee ist nun den zuletzt gezeichneten Rahmen mit der Feuerbüchse vom Kessel zu verbinden. Dann habe ich alle Teile, die Motor und Getriebe halten, zusammen. Der Langkessel mit Rauchkammer wird dann ein von der Feuerbüchse getrenntes Bauteil das am besten innen hohl ist. 13mm Außendurchmesser, 10mm Motordurchmesser ergibt eine Wandstärke von 1,5mm. Nicht unmöglich zu gießen, aber der lange Kern, der im Guß das Loch sicherstellt, ist instabil.
Hier sehe ich mehrere Möglichkeiten:
Letzteres habe ich mir schon einmal angesehen...
...damit rückt das Schneckenrad in den sichtbaren Bereich hinter den Wasserkasten. Hier in der Version mit 3 Punkt Lagerung und mittiger Wippe, gelagert auf der Zwischenwelle.
Diese Lösung hat lediglich den Charme das der Kessel massiv und damit schwerer wird, aber ich denke das gleiche ich mit dem massiven Rahmen aus, der ist bei M&F aus Kunststoff (Minitrix). Hier in der Version mit 3 Punkt Lagerung, mittiger Wippe mit separatem Lager und Stangen.
Im Moment finde ich die Lösung mit dem Messingrohr schick, die Rauchkammer mit Schlot kann man massiv gießen und vorne einstecken, Dome aufsetzen und das MS-Rohr mit dem Führerhaus verkleben, oder dort einstecken. Einstecken ist doof wegen der Leitungen die vom Kessel in das Fahrerhaus ragen und der Leitungen zu dem Dekoder (Lampen). Aber zum Lackieren und Montage einfacher. Hier in der Version ohne 3 Punkt Lagerung.
Tja, ich denke da werde ich noch ein wenig Hirnschmalz investieren müssen. Zahnräder und Motor habe ich, vielleicht kann ich da schon relativ schnell etwas lauffähiges auf die Gleise bringen.
Getriebe, najaa, das gibt in diesem Zustand noch nicht viel her, aber zum Konstruieren ist das schön, man kann sehen wie die Zahnräder ineinander greifen, wo noch Luft ist, wo Material fehlt und wo Wellen im Weg sind. Die Welle des z14 Zwischenzahnrades zum Beispiel ragt in die Verzahnung des Schneckenrades. Hier werde ich die Welle bei der Montage ausschleifen, und die Welle einkleben müssen. Dies wiederum bedingt ein geteiltes Getriebegehäuse, das wollte ich eigentlich nicht.
So kann man das aber schon im Vorfeld sehen und nicht erst beim Bau…
Der Umlauf liegt zwischen Rahmen und Gehäuse. Der Rahmen zeichnet sich auf der Oberseite des Umlaufes ab.
Von unten schließt der Umlauf das Führerhaus ab. Die blaue Achse die da seitlich raus ragt gehört einer Zwischenwelle. Diese wird noch gekürzt, wie die Wellen der Zwischenzahnräder der Antriebsachsen. Dann gucken sie nicht seitlich raus und müssen nicht fixiert werden.
Auch die Radien des Umlaufes passen gut zu den des Wasserkastens.
Das Führerhaus hat nun einen Boden. Hier ist es interessant zu wissen das Motor mit Schwungmasse und Getriebe bereits integriert ist. Das Führerhaus ist somit komplett leer. Platz für Ausgestaltung oder Dekoder, Lautsprecher und Pufferelko.
Innenausgestaltung würde sich wegen der großen, seitlichen Fenster lohnen, evtl kein Sound und Pufferelko?
Wenn man einen kleinen Dekoder nur für Motor und Licht in einen Wasserkasten, den Pufferelko in den anderen Wasserkasten bekommt, wäre das Führerhaus wirklich frei. Die Überlegung ist schon mal da.
Die Räder werden passend gegossen, hier ist auch erst die Rohform als 3D Zeichung fertig.
