Die Gleissperre in 1:87


Gleissperre aus dem 3D Drucker

Das Vorbild in Widdern

Die verschließbare Gleissperre aus dem 3D Drucker

Die in allen Bahnhöfen der Jagsttalbahn an zu treffenden Gleissperren haben wir ja schon zum Teil mit selbst gebauten Gleissperren versehen. Nun ist die Herstellung dieser recht kleinen Bauteile nicht jedermanns Sache, zumal diese aus kleinen U-, Rohr-, Draht- und Winkelprofilen ausgeschnitten, befeilt und verlötet werden müssen.

Die Gleissperre soll, wie auch die Weichen, in der Grundstellung abgeschlossen werden können. Hierfür soll der von den Weichen her bekannte Stellhebel verwendet werden. Die Einzelteile für den Weichenantrieb können wir mittlerweile im 3D Druck in Kunststoff herstellen, dies Verfahren wollen wir auch für die Einzelteile der Gleissperre anwenden.

Die Konstruktion der Gleissperre im Modell

Das Antriebsprinzip habe ich von der Ätzkonstruktion der Gleissperren übernommen. Diese sollte die Herstellung der Gleisspree vereinfachen, aber um den Preis einer komplizierte Montage der Einzeile. Beide Vorteile soll die 3D gedruckten Bauteile der Gleissperre vereinen, keine komplizierte Herstellung der Teile, einfache Montage mit Antrieb durch einen Seilzug wie in der Skizze für die Ätzkonstruktion dargestellt.

Zeichnung Seilzug (rot)

Für die Gleissperre werden nur vier Bauteile benötigt:

3D Einzelteile

Bei dieser Konstruktion stammen nur zwei Bauteile aus dem 3D-Drucker, die schwenkbare Gleisauflage (blau) und die Lagerung als "Schwellenansatzstück" (braun). Die beiden anderen Bauteile, ein 0,8mm Messingdrant (pink) und das 2mm Messingrohr (grün) müssen auch bei dieser Variante noch einzel und individuell hergestellt werden.

3D Einzelteile

Das 2mm Messingrohr (grün) wird individuell in der Länge der Einbausituation angepasst. Das Rohr muß also nur am Ende gerade angeschitten und entgratet werden. Weitere Bearbeitung des Rohres ist nicht erforderlich.

montierte Einzelteile

Der 0,8mm Messingdraht (pinkt wird auf 6mm Länge angeschnitten. Es sollte zur besseren Montage an den Enden entgratet werden. Mehr ist auch hier nicht erforderlich. Diesen Zapfen hätte man auch an die schwenkbare Gleisauflage konstruktiv anbringen können. Aber hier tritt durch das Zugseil vermehrt Reibung auf, da dürfte der Messingdraht auf lange Sicht viel stabiler sein.

montierte Einzelteile

Das 2mm Messingrohr (grün) hat einen Anschlag in der Lagerung (braun). Bis hierhin werden die beiden Teile zusammengesteckt und mit Sekundenkleber verklebt. Das Loch in der Lagerung entspricht dem Innendurchmesser des Messingrohrs, so das hier keine weitere Bearbeitung nötig ist.

montierte Einzelteile

Die Herstellung der Gleissperre im 3D-Druck

Von diesen kleinen Bauteilen passen einige auf die Bauplatte des DLP Druckers Anycubic Photon. Für einen ersten Test habe ich erstmal "nur" 24 Sätze auf der Bauplattform positioniert. Hier mit möchte ich die Funktion der Bauteile und deren Passgenauigkeit testen.

Einzelteile im Slicer

Hier sieht man die recht großen Abstand uwischen diesen kleinen Bauteilen. Trotz ihrer Größe sind sie mit recht vielen Ankern (Supports) mit der Bauplatte verbunden. Auch kann man erkennen das es von der "Gleisauflage mit Winkel-Profil" eine rechte und eine linke Variante gibt.

Einzelteile im Slicer

Für die kleinen Bauteile benötigt der Drucker 1 Stunde und 18 Minuten.

Einzelteile im Slicer

Nach dem Druck, Reingung und Nachhärten unter UV-Licht. Trotz der vielen Supports haben sich ein paar Teile beim Druck und anschließender Reinigung von der Bauplatte gelößt und sind verschwunden.

Einzelteile aus dem Drucker

Eine Grundierung aus der Spraydose nimmt den Bauteilen die Transparenz.

Einzelteile grundiert

Neben den Gleissperren an den Gleisen sind diese auch an den Rollbockgruben zu finden. Hierfür habe ich einen eigenen Halter konstruiert, der seitlich an die Gruben angeklebt wird (im roten Kreis).

GS Halter für Rollbockgrube

Die Halter für die Gleissperren an den Gleisen (im roten Kreis). Die Grundfläche dieser Bauteile beträgt 3x3mm.

GS Halter

Die Hebel für die Gleissperren gibt es in 2 Ausführungen, hier die rechte (im roten Kreis).

rechter Hebel

Hier ist der linke Hebel im Bild zu sehen (im roten Kreis).

linker Hebel

Die Montage der Gleissperren

Was trotz der 3D Druckbauteile bleibt ist deren fummelige Montage. Als ersten wird von einem 2mm Messingrohr aus dem Baumarkt ein Stück in benötigter Länge abgeschnitten. Meine Grundplatten in den Modulen sind 30mm dick, also trenne ich ~35mm lange Rohrstücke ab. An einem Ende wird der Halter für die Gleissperre montiert. Dieser wird von den Supportstützen und der Grundplatte abgetrennt und die Bruchflächen entgratet. Ich habe diese Supports bewußt nicht in den später sichtbaren Bereich des Halters gelegt, so das man es mit dem Entgraten nicht allzu genau nehmen muß.

Rohr & Halter

Mit Sekundenkleber wird der Halter auf das Messingröhrchen geklebt und anschließend mit Füller verstärkt. Hier sehe ich schon eine erste Verbesserung: Das Loch für das Rohr kann ~0,1mm kleiner sein, die Verbindung weißt recht viel Spiel auf.

Rohr & Halter

Da ich keinen passenden einen 0,8mm Messingdraht fand, habe ich einen entsprechenden Federstahl als Drehwelle verwendet. Dieser läßt sich genauso gut verkleben wie Messing, nur zum Bearbeiten ist er viel schwieriger. Statt ihn wie Messing einfach mit dem Seitenschneider abzuknipsen muß ich den Dremel mit Trennscheibe bemühen. Auch der Hebel wird, wie zuvor der Halter, von der Bauplatte abgetrennt und entgratet.

Hebel & Draht

Auf den Stahldraht aufgefädelt und, wie der Halter, mit Sekundenkleber geklebt und mit Füller verstärkt. Auch hier läßt sich etwas verbessern: Das Loch für den Draht kann ebenfalls 0,1mm kleiner sein.

Hebel & Draht

Vom Kleben und Abtrennen des Hebels habe ich kein Bild gemacht, das ging einfach zu schnell. Zum Einfädeln der geflochtenen 0,12mm Dyneema Angelleine habe ich mit aus 0,2mm Federstahldraht eine Einfädelhilfe gebogen, anders habe ich die dünne Angelleine nicht durch die kleine Öffnung im Hebel bekommen.

Hebel & Draht

Die geflochtene 0,12mm Dyneema Angelleine habe ich aus einem Laden für Angelzubehör. Sie ist wasserfest, dehnt sich unter Last kaum, ist verdreharm geflochten und gleitet leicht aneinander. Nachteilig ist das sich die Leine kaum verkleben läßt, hier muss man sich der guten alten Knoten erinnern. Die hohe Bruchlast von 5,4kg, also 54N, werden wir bei diesen Anwendung vermutlich nicht voll ausschöpfen.

Dyneema Angelleine

Die 0,12mm Dyneema Angelleine muß einmal um den Stahldraht geschlungen sein, sonst funktioniert das nicht !

Hebel & Dyneema

Wirklich groß sind die Teile nicht, hier liegt der Hebel auf einer 1 Cent Münze.

1 Cent Münze

Angelleine durch das Rohr gezogen....

Hebel & Halter

....geht, hier geschlossen....

Hebel geschlossen

...hier offen.

Hebel offen

Wie ich es auch anstelle, ich schaffe es nicht die Stahlwelle näher am Hebel abzuschleifen. Auch hier kann ich etwas ändern: Den Halterquerschnitt einfach von 3x3mm auf 4x4mm vergrößern, dann liegt auch die Welle breiter auf und der Halter wird stabiler.

Hebel & Halter

Aber die Öffnungswinkel sind in beide Richtungen Waagerecht, d.h. 180° Winkel, das passt schon mal sehr schön.

Hebel & Halter

Als nächstes werde ich die Gleissperre einmal probehalber an einem Testgleis montieren.

Aber die Öffnungswinkel sind in beide Richtungen Waagerecht, d.h. 180° Winkel, das passt schon mal sehr schön.

An den Hebel der Antriebswelle wird nun der Stellhebel angeschlossen, das erfolgt wie schon bei den Weichen mit 2mm Schubstangen. Der Antrieb ist steckbar ausgeführt um Platz für den Transport der Module zu schaffen.

Der Stellhebel

Außen am Modul sind dann die Stellhebel angebaut. Später werden die Weichen in Grundstellung oben weiß und die Gleissperre gelb markiert.

Fertige Gleissperre geschlossen

Gelb angestrichen und eingeschottert sieht man der kleinen Gleissperre den Antrieb nicht an und funktionieren tut sie auch.

Gleissperre beim öffnen

Hier sieht man die Gleissperre während des Umlagens halb offen. Die Gleissperre kann nicht in dieser Stellung gelassen werden, sie fällt immer in eine der Endlagen "geschlossen" oder "offen" zurück.

Gleissperre offen

Die geöffnete Gleissperre.