V20 WR200 B14 der DR und DB, Kleinlok, Wehrmachtslok, Rangierlok

V20 Wehrmachtstype WR 200 B14 gebaut von BMAG, Deutz, Gemeinder


Eine V20 als Rangierlokomotive auf einer kleinen Anlage ist immer eine gute Wahl.
Jeder Modellbahner kennt diese Lokomotive. Historischen Hintergrund und genaue technische Details kann ich mir ersparen. Das Internet ist voll davon, außerdem können und wissen das andere besser als ich.

		Prinzip - Bild einer V20

Ausschlaggebend zum Bau dieser kleinen Diesel-Rangierlok, einst von der Wehrmacht für deren Zwecke und Anforderungen geplant und von der Industrie dann natürlich auch gebaut, ist deren Schlichtheit. Ein wichtiger Grund für mich war außerdem, dass diese Lok der Testfall für den ersten Stangenkuppler sein soll. Die WR 200 B14 ist klein, man kann schnell fertig sein, um dann mit den gewonnenen Erkenntnissen mehr Planungssicherheit für andere Projekte zu gewinnen.
Das Ziel sollen natürlich Dampflokomotiven sein, neben meiner ausgesprochenen Liebe zu den frühen Elektroloks, als man noch in die Vorrats-Kiste der Dampfloks griff.

Bei der V20 soll die hinterste Achse beim Führerhaus angetrieben werden. Die Blindwelle und die vordere Achse sollen dann mittels der Kuppelstangen kraftschlüssig werden. Wenn das die kleinen Kerle, die mir beim Bauen ständig im Wege stehen mitbekommen, dass ich kein Einheitsgetriebe einsetzen werde, dann verstehen sie die Welt nicht mehr.

Es gibt ein Fertiggetriebe, das von der Untersetzung hinreichen passt und zum Einsatz kommen soll.

		Seitdem wir den Breuer haben, schleppst du immer mehr an. Was gibt das? Das sind die Rahmen für eine V20.

		In der realen Welt sieht das dann eher so aus: Dieser Haufen eines V20 Antriebteiles wurde für einen Bekannten gefräst.

		Die Wangen setzen sich aus mehreren Platten zusammen. Sie sind 2mm dick. Alle haben für genauen Sitz eine Zentrierbohrung. Die innen liegenden Wangen haben eine größere Rahmen-Öffnung, damit man am Modell bei der Rahmendurchsicht nur die äußerste Platte mit geringer Plattenstärke wahr nimmt.

		Man kann das am vorderen Rahmen erkennen, man sieht nur den. Die zwei Platten erhöhen das Eigengewicht beträchtlich. Bei der originalen V60 gab es auch 2 Varianten, eine schwerere Ausführung mit dickeren Rahmenblechen für ein höheres Reibungsgewicht. In diesem Fall gibt das außerdem mehr Stabilität. Was auf dem Foto nicht ersichtlich ist: die inneren Rahmen haben wie bei einer klassischen Tischlerverbindung Nuten, wo lagegenau die Federn der Distanzstege hineinpassen.

		Das haben wir aber nicht gebaut. Hast du das gemacht, Chef? Ja, weil ihr immer denkt, meine Arbeit besteht nur darin, wenn die Presse hier ist, mich in die erste Reihe zu drängeln. Chef, das würden wir nie denken!

		Zur leichteren Verständlichkeit des Fotos: Alle Teile liegen so, als ob die fertige Lok auf dem Dach liegen würde und man in die Schlitze die vormontierten Radsätze einlegt. Beim hinteren Teil mit den doppelten Rahmen sind mittlerweile die Verbindungsstege eingeklebt. Das vordere Teil passt genau zwischen die Rahmen des hinteren Teiles und hat die entsprechenden Zentrierbohrungen. Dieses Teil hindert die Achsen daran nach unten zu fallen. Wie bei vielen Originalen mit Gleitlagern ergeben sich so zwei Lagerschalen für die Achsen, aber die Ebenen sind versetzt. Das ist nebst anderem meine sehr eigenwillige Bauart. Wie an anderer Stelle schon geäußert, habe ich alt hergebrachte Bau- und Denkweisen über Bord geworfen und gehe eigene, neue Wege. Wenn man mutig ist, die Möglichkeiten der CNC-gesteuerten Fräse und die Materialeigenschaften des Kunststoffes sich zueigen macht, gewohnte Konzepte verwirft, dann kann es ein kleiner Schritt sein. Meinem Vater, klassischer Maschinenbauingenieur, würden wohl anfangs noch die Haare zu Berge stehen.

		Fass doch mal mit an, damit wir die beiden Teile probeweise in einander schieben können.

		Immer stehst du nur teilnahmslos herum, als ob dich das Ganze nichts anginge! Lassen wir die beiden ihren kleinen Modellkrieg allein ausfechten. Den gelben Wagen wird wohl jeder kennen. Weihnachten 2006 war das wohl das eBay Schnäppchen schlechthin. Ich ging aus Langeweile in ein Internetkaffee, bot 10€ und ging wieder. Drei Wochen später erst erinnerte ich mich daran und wurde mit Recht gehörig angemeckert. Er gehörte für 1,50€ mir. Das war bestimmt schmerzlich für den Verkäufer. Aber: no risk, no fun. Ich kenne das mit dem einen Euro. Habe ich auch schon erlebt. Das sind nachher meist die, die sich dann beschweren, wenn das Päckchen nicht am nächsten Tag schon vor der Tür steht und sind diejenigen, die dann auch garantiert etwas zu Meckern haben. Was nichts kostet, kann auch nichts taugen.

		Viel mehr an gekauften Wagen wird es aber nicht geben für mich. Nicht dass der eine oder andere Hersteller keine gute Wahl wäre, das ganz gewiss, der Selbstbau ist es, der mich reizt und treibt. Hier sind äußerer und innerer Rahmen zu Kontrollzwecken erstmals in einander gesteckt. Hinten links erkennt man die kreisrunde Öffnung für die Achse, rechts vorn kann man mit etwas gutem Willen ein kleines Längsloch erkennen, für die geplante Achsbeweglichkeit, wie beim Breuer demonstriert.

Bis hierhin war schon viel Zeichen- und Konstruktionsarbeit zu leisten. Dann kommt eine ebenso diffizile Arbeit: Die Konstruktion des Radsternes und das Erstellen der zugehörigen Fräsdatei. Hier sei kurz für die, die noch nie mit einer CNC-Fräse gearbeitet haben, die Vorgehensweise beschrieben. (CNC-Comuter Numeric Controlled,-- was sehr frei übersetzt heißt, dass der Computer laufend die Bahnkoordinaten an die Fräse übermittelt, wo der Fräser entlang fahren soll)

		Beispiel:
		Das Konstruieren eines CAD-Radsternes.

		Wie macht man das? So sieht die Konstruktions-Datei aus, die man in einem beliebigen CAD-Programm erstellt, hier mit einem Linux-System geschehen. Die verschiedenen Farben sind das wichtigste Kennzeichen, denn die Fräsen-Steuerungssoftware ordnet dann jeder Farbe ein bestimmtes Werkzeug (Fräser) zu. Außerdem ordnet man dann jedem Werkzeug (Farbe) eine zu bestimmende Frästiefe zu. Blau bis Speichenmitte, Schwarz fräst bis unten durch.

		Schritt 1, Ausfräsen der Häutchen-Ebene

		Dann bestimmt man über die Fräsen-Steuerungssoftware die Reihenfolge, in der gefräst werden soll. Hier im Beispiel soll das Werkzeug mit der Farbe blau zuerst fräsen. Der Fräser, dem blau zugeordnet wurde, taucht etwa bis zur Hälfte in das Werkstück ein und fährt sukzessive die konzentrischen Bahnen ab, die ungefähr einen Abstand von 1/3 des Fräserdurchmessers haben. "Taschen" werden gefräst, danach ist die Ebene der "Häutchen" geräumt.

		Schritt 2, Ausfräsen der Speichen

		Abbildungen mit Rahmen sind hinterlegt, hier mit einem Video. Als nächsten Schritt lässt man die Fräse das Werkzeug mit der zugeordneten Farbe schwarz abarbeiten. Die Frästiefe ist 1/10mm bis unter dem Werkstück, das heißt, dass die Felder zwischen den Speichen ausgestochen werden und danach heraus fallen.

		Schritt 3, Ausfräsen des gesamten Rades

		Zuletzt lässt man den Fräser die Farbe rot abarbeiten, der Radstern wird herausgefräst.

		Radstern zur Probe gefräst:

		Stimmen die Durchmesser? Der Fräser hatte keine genaue Angaben. "Ermessen" mit 0,94mm, aber wer misst misst Mist. Einen Fräser kann man nicht so einfach mit der Schieblehre messen. Dafür hat er nur 2€ gekostet. Wenn er nicht durchhält oder irgend ein kleines Malheur passiert, sprich Fräser-Bruch, dann war die investierte Arbeit vergebens. Der Durchmesser 0,94 dürfte außerdem recht exotisch sein. Wie wirken die Häutchen an den Speichen? Diesen Part eventuell 2x fräsen? Mal eben zeichnen, ab in die Fräse, heraus kommt ein fertiger Radstern, das ist die halbe Wahrheit. Die Schritte bis zur fertigen Lok sind viele, viele kleine Hürden.

		Chef, der Radstern wäre fertig, aber... Was denn für ein "Aber"?

		No comment.

		Hat der Chef noch was gesagt? Nee. Hat er doch selbst veranstaltet. Nur, ich solle das schnell wegräumen, bevor das jemand sieht!

		Jetzt baut der Alte auch schon in Sachen Waschmaschinen!

		Nicht so voreilig, junger Mann!

		Die Serienproduktion der Radsterne hat begonnen. Noch gibt es nur eine Silikon-Form. Jeden Abend wird ein kleines Schnaps-Pinnchen mit Harz und Härter befüllt, etwas rote und weiße Farbpigmente werden zusätzlich mit eingerührt, dann die Form damit gefüllt. Am nächsten Tag wird ausgeformt. Manchmal altere ich gleich bei der Harzmischung mit einem Tropfen verschmutzt eingefärbtem Harz ohne diesen Tropfen zu verrühren. Dann wie einst der jedes Jahr wiederholte kleine Fernsehsketch am 31.12.19xx: Same procedure as every day! Rechts vorne: Gusskrüppel. Das heißt im Klartext, die Fertigstellung verschiebt sich um mindestens einen Tag nach hinten, wenn ich kein Tempo-Dreirad bauen möchte.

		Erstes Probeeinsetzen der Radsterne in die zur 90 Grad Justiereinrichtung gebauten Radlehren.

		Vogelperspektive.

		Der Chef hat gesagt, erst die V20. Wie hat der Alte eigentlich die neuen Radreifen hergestellt?



		Leute, etwas mehr Respekt bitte! So wird das gemacht. Das Besorgen des Fräsers war nicht so ganz einfach. Dann kam aber der Zufall zu Hilfe, zum Ausgleich für die vielen kleinen abgebrochenen... Dieser Fräser mit seiner konischen Form und der Rundung am Ende ist fast ideal für den Übergang der Lauffläche zum Spurkranz. Da das Vermessen schwierig ist, und der Durchmesser von der Frästiefe abhängig ist, wurde herangetastet... Versuch Nr.3 ist dann der hier vorgestellte Radreifen.

		Das könnte tatsächlich etwas werden.

		Diese Kegelräder waren eine Bestellung die 2 Jahre zurück liegt. Nachbestellen geht nicht mehr, alle weg. Nun kommen sie erstmals zum Einsatz. Sie sind sehr robust und ausgesprochen gut durchgeformt. Die Radsterne sind in Klebeposition. Das Kegelrad wurde vorher mit 5-Minuten-Epoxykleber verklebt.

		Das Foto erklärt, wie die Radsterne auf 90Grad Versatz gezwungen werden.

		Fertig vormontierter Antriebs-Radsatz ohne Radreifen.

		Hier sieht man deutlich das Prinzip meiner unorthodoxen Bauart. Die Präzision der Fräse macht so etwas möglich. Allerdings muss man auch den Mut haben, so etwas einfach einmal zu erproben und auszutesten. Im Vorfeld hatten schon etliche Versuche stattgefunden. Anders ausgedrückt: Man könnte auch leicht ein paar Tage Arbeit in den Sand setzen! Wer meint, die Kunststofflager halten nicht, der irrt.

		Passt, sitzt, hat wenig Luft und wackelt nicht. Auf gar keinen Fall darf eines der Teile auch nur ein kleines bisschen schwergängig sein und reiben. Messingbuchse und Stahlachse würden sich nach kurzer Zeit unter Abrieb des Messings freilaufen, und dann wäre es gut. Kunststoff wird heiß, dehnt sich schnell aus, wird weich, nichts wird sich einlaufen! Es hört nicht auf zu reiben! Mit dem notwendigen Lagerspiel und mit äquivalenten Materialeigenschaften wie beim metallischen Vorbild, weichere Lagerschale als die härtere Achse, lassen sich auch mit Kunststoffen langlebige Modelle bauen.

		Die ersten Kuppelstangen sind zur Probe gefräst. Prinzipiell sollen noch Nuten in den Längsträgern sein, die Lagerflächen sollen gegenüber den Längsträgern auch etwas erhaben werden. Je Kuppelstange benötigte die Fräse ca. 1 Minute. Aber ca. 1 Stunde dafür zeichnen und dann die Fräsdatei noch erstellen, die Fräse und das Material einrichten, das ist gegen zurechnen. Mich interessiert hier als Vorab-Test, ob die Abmessungen am Modell gefällig aussehen, ob die Kuppelstangen aus Kunststoff mit den hier angewendeten Maßen die notwendige Festigkeit, bzw. Steifigkeit gegen Knicken im Schubfalle haben wird, oder ob ich doch erstmals der Fräse Futter aus Messing oder Alu vorwerfen muss.

		Ganz ohne die klassischen Hilfsmittel des Maschinenbaues bzw. des Metallbaues geht es trotz moderner Fräse nicht. Hier werden die Bohrungen mit einer Reibahle durch feinfühliges Drehen auf ein gewolltes Maß gebracht.

		Große Freude bei meinem Helfer und auch bei mir. Alles passt auf Anhieb, läuft leicht, präzise und leise. Keinerlei Hakeln. Das ist allerdings weniger mein Verdienst als das der Fräse und ihrer Wiederholungsgenauigkeit. Schade, dass das mein Vater nicht mehr erleben konnte, wie sich der Modellbau in den letzten 20 Jahren revolutioniert hat und welche Möglichkeiten sich nun beim Hobby bieten mit industrieller Genauigkeit zu fertigen. Alles sieht danach aus, dass die Dimensionen der Kuppelstangen genügen und die Festigkeit hinreichend ist. Bevor ich dazu endgültig Stellung beziehe, müssen Radreifen auf die Sterne und das Konstrukt viele harte und lange Testfahrten absolvieren. Leicht werde ich es meiner eigenwilligen Konstruktion nicht machen. Schließlich will ich eventuell noch einige Loks nach diesem oder ähnlichem Prinzip bauen.

		Dreiteilige Positiv-Gussform zum Gießen eines Silikon-Ringes. Der Silikon-Ring soll den Körperschall des Motors incl. Getriebe dämpfen und nicht auf den Rahmen als Resonanzkörper übertragen.

		Hier wird die Funktionsweise ersichtlich. Vor dem Motor liegt der hellgrau eingefärbte Silikon-Ring. Die rechten beiden Teile sind die zerlegbare Form zum Gießen des Ringes.

		Motor eingebettet im Silikon-Ring, der wiederum durch seine beiden Nuten-Ringe in die Motor-Trägerplatte eingebettet ist. Der Motor ist vertikal innerhalb seines Ringes verschiebbar. Außerdem kann man ihn innerhalb der Silikonform drehen.

		So sieht die Unterseite bei den Kegelrädern aus. Durch die Höhenverschieblichkeit und die zusätzliche Möglichkeit des Verdrehens kann man wegen der exzentrisch abgeordneten Getriebewelle die Kegelräder exakt zueinander positionieren. Die Form für den Silikonring musste mehrteilig trennbar ausgeführt werden, damit man zuerst den Kern in der Mitte herausdrücken kann, um dann den Ring unbeschadet herausschälen zu können. Gesehen? Die Radreifen sind schon montiert, aber vorher wurden sie noch etwas auf einer Mini-Drehbank überarbeitet.


Das ist meine Mini-Drehbank. Der Name stand zu meiner Jugendzeit für eine kleine feine Drehbank mit dem Flair -Made in Germany- .		Auf einer Messe in Dortmund 2007 für 400€ gekauft. Der Name ist geblieben, aber nur der Name... Die Messe-Vorführung war exzellent gemacht!! Das war kein glücklicher Tag in meinem Eisenbahn-Leben! Dann für weitere 300 nachgerüstet, umgebaut und verstärkt, anderer Motor, anderer Antrieb. Seitdem bringe ich kleine Plastikteile auf ihre gewünschte Form. Hätte ich das Geld versoffen, glaube ich nicht, dass ich selbst mit Kater am nächsten Tag die Kiste gekauft hätte. Aber ich habe sie. Für das Geld hätte man auch eine kleine erwachsene Drehbank kaufen können, und dann noch Geld für die Kneipe übrig gehabt. Das Gestell der Drehbank, umzubauen bis zum Schuhlöffel, besteht aus quadratischen Alu-Messestandprofilen. Es gibt auch solche Fräsen, am besten man macht einen großen Bogen um solche. Es bleibt bestimmt nicht dabei, dass Sie nur Balsaholz bearbeiten.

Sie sehen das Video nicht? Heben Sie mal ihre Tastatur hoch. Hören können Sie nichts. Die Lok ist flüsterleise.		Erster Test am analogen Labor-Netzteil, nicht gepulst und kein DCC-Dekoder, purer Gleichstrom. Der Film spricht für sich. ICH BEZIEHE STELLUNG: Die nächste Lok kann nach ähnlichem Prinzip gebaut werden!

		Da der Motor nach der Untersetzung von 1:50 eine nicht unerhebliche Kraft entwickelt, muss das Drehmoment gegen Verdrehen, das bei einem Kegelradantrieb entsteht, abgefangen werden. Deshalb die hier angeklebten "Hosenträger". Die Einschnürung an der Taille auf Motorbreite dient dazu Freiraum zu belassen. Hier wird vermutlich irgendwo und irgendwann das Gestänge, das von einem Stellservo kommen wird entlanggeführt werden. Es ist vorgesehen, das Gefährt mit einer fernbedienbaren Kupplung auszurüsten. Die dunklen Stellen an den Rahmen-Streben: Obwohl Plastik-Kleber Polystyrol hervorragend durch anlösen miteinander verklebt, wollte ich absolut auf Nummer Sicher gehen und habe mit ein paar beherzten Stichen mit dem heißen Lötkolben zusätzlich ein paar Schweißpunkte gesetzt. Nicht mehr unbedingt schön anzusehen, aber absolut sicher.

		Die obere Motor-Trägerplatte ist nun eingeklebt. Unten sieht man eine Kleber-Wulst, die den Getriebemotor nach der Feinjustage auf der gefundenen Position für seidenweichen Lauf provisorisch auf Position hält.

		Wichtig ist, dass der Motor nirgends die Motor-Trägerplatte direkt berührt, wenn man maximale Dämpfung der Antriebsgeräusche wünscht.

		Jeder von uns hatte bestimmt in frühester Kindheit Knetmasse in der Hand und der Fantasie freien Lauf gelassen. Die damals gewonnenen Erfahrungen und Fertigkeiten mit der Materie Knetmasse setzen wir nun ein, um dem, was gleich kommt, keinen freien Lauf zu lassen. Die Knetmasse soll den Ringspalt nach unten dicht verschließen, den Ring aber freilassen.

		Danach vergießt man den nach unten abgedichteten Zwischenraum mit einer elastischen Masse, hier Silikon, zu Fotozwecken etwas grau eingefärbt. Wenn man kein Silikon zur Hand hat, dann führt auch eine Kleberwulst eines Kontaktklebers zu ähnlichem Ergebnis. Jetzt braucht das Fahrgestell wieder 2-3 Stunden Ruhe. Belohnt wird man danach durch leisen Lauf.

		Ist euch auch schon schon aufgefallen, dass uns der Alte, äh, der Chef natürlich, nicht mehr zu Wort kommen lässt? Logisch. Das Seminar hat bei dir offensichtlich nicht gefruchtet!

Damit ist der Antriebsteil der V20 abgeschlossen.