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Wagen: Fahrwerks–Modellbau

Achslager für Eigenbau–Waggons

Auf dieser Seite beschreiben wir, wie Sie sich vollständige Achslager–Konstruktionen für Waggon–Modelle in Nenngröße II(m) bauen können. Die Hinweise sind teils auch für eine kleinere Modelleisenbahn bis Baugröße H0 (1:87) verwendbar.

Achslager–Nachbildungen gibt es auch als Messing– oder Weissmetall–Gussteile zu kaufen. Das Problem ist aber oft, dass die für Ihr Vorbild richtige Ausführung nicht verfügbar ist. Entweder sind die Federpakete zu lang oder zu kurz, die Federblätter haben die falsche Anzahl, das Achslagerblech hat die falsche Form oder das Achslager–Gehäuse ist anders als beim Original.

Nehmen wir der Einfachheit halber an, dass die Achse selbst durch ein Einachs–Drehgestell gehalten wird. Dann genügt nämlich eine Verblendung aus Polystyrol.

Wenn das nicht der Fall ist, müssen Sie die Achslagerbleche entsprechend stabil bauen (beispielsweise aus Messing) und eine geeignete Achslagerung vorsehen, wahlweise als einfache Bohrung, als Kugellager oder Bundbuchse.

Die bei Fremde Seite Conrad unter der Nummer 23 70 27 lieferbaren Bundbuchsen aus Sinterbronze sind mit 4,5 mm ziemlich tief. Geeigneter erscheinen Radial–Kugellager mit Bundflansch, die nur noch 3 mm breit sind (21 52 28). Technisch gesehen genügt jedoch ein 0,8 mm–Blech - wenn das Lager mit Druck–festem Fett (Fließfett) abgeschmiert wird.

Im Maßstab 1:22,5 ist der Eigenbau von Achslagern für Modellbahn–Wagen nicht ganz so schwer. Also Mut - hier wird erklärt, wie das geht.

Abschnitte dieser Seite:

 

Bestandteile der Achslager–Konstruktion

Zunächst sei ein einfacher, zweiachsiger Wagen betrachtet, wie er auf dem Foto als Modell abgebildet ist. Seine Achslager–Konstruktion besteht aus folgenden Hauptbestandteilen (siehe die Zeichnung).

  1. Dem Achslagerblech, das senkrecht stehend an den äußeren Rahmenlängsträgern befestigt wird (bei älteren Wagen durch Niete, bei neueren durch Schweißen).
  2. Den Gleitbahnen für das Achslagergehäuse, das sich auf dem Achslagerblech geführt nach oben und unten bewegen kann.
  3. Den Schakenböcken rechts und links des parallel zum Rahmenlängsträger liegenden Federbunds.
  4. Die an diesen Böcken drehbar gelagerten Schakenbleche oder kurz Schaken dienen dazu, Längenausdehnungen beim Ein– und Ausfedern auszugleichen. Sie werden auch „Federlaschen” genannt und verbinden das oberste Federblatt (über ein Lagerauge an dessen Enden) mit dem starren Fahrwerk.
  5. Dem Federpaket, das aus senkrecht übereinander liegenden Blattfedern besteht, die in der Mitte durch einen Bund zusammen gehalten werden. Die Enden dieser Federn sind meist an den Enden und Außenkanten angeschrägt, meist haben sie eine eingegossene Nut, um die zueinander parallele Ausrichtung über die gesamte Länge zu gewährleisten.
  6. Dem Verschlussblech unterhalb des Achslager–Gehäuses am Achslagerblech. Es hat oft die Form eines Winkelprofils und ist stets geschraubt, nie genietet.
  7. Dem eigentlichen Achslagergehäuse. Das ist der Käfig für das Achslager. Fast alle Achslager–Gehause haben ein oder zwei Öffnungen mit Klappen, über die leicht Schmierstoffe für die Lagerung nachgefüllt werden können. Bei den Achslagergehäusen gibt es eine Vielzahl von Varianten, jedoch einige typische Bauweisen.
 

Achslagerbleche, Schakenböcke und Schaken

Die hier beschriebenen Verfahren sind beim Bau mit Link zum Glossar Polystyrol und Link zum Glossar Messing anwendbar. Beim Kunststoff werden die Teile verklebt, beim Metall bevorzugt verlötet.

Anzeichnung von vier neben einander liegenden Achslager–Blechen.
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Zunächst werden die Achslagerbleche aus Platten–Rohmaterial angefertigt. Der Abstand von der Rahmenlängsträger–Oberkante zur Achsmitte ist dabei das wichtigste Maß. Sie berechnen es mit dieser Formel:
E = (Rahmenoberkante bis Schienen–Oberkante) ½ Laufkreis–Durchmesser des Rades. Die Skizze zeigt, wie Sie die Teile am besten anzeichnen.

Ob Sie durchbrochene („Fachwerk”–) Bleche oder durchgehende nachbilden, ist egal. Wenn Sie die erste Variante wählen, versäubern Sie die Durchbrüche, bevor Sie die einzelnen Teile absägen. Lassen Sie im Bereich des Achslager–Gehäuses den Mittelbereich des Durchbruchs stehen, das erhöht die Stabilität. Bringen Sie eine kleine Hilfsbohrung am Punkt der Achsmitte an. Eine Material–Stärke von 1 mm ist bei Maßstab 1:22,5 passend.

Achtung! Wenn Sie ein Fahrwerk mit eingeschriebener Grundplatte bauen, muss das obere Rechteck der Bleche um deren Dicke weniger hoch sein (siehe Pfeil in der vierten Skizze dieses Abschnitts).

Anzeichnung von acht neben einander liegenden Schakenböcken.
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Die Schakenböcke verursachen mehr Arbeit. Immerhin müssen davon schon acht Stück angefertigt werden. Die Skizze erläutert wieder die optimale Anzeichnung. Diesmal ist das wichtigste Maß der Abstand der Bohrungen für den später unteren Schakenbolzen zur Oberkante der Böcke (vergleiche dazu das Foto am Anfang der Seite).

Die Böcke werden am Besten aus 3 mm starken Platten gebaut. Das passt gut zu den noch anzufertigenden Federn, die auch 3 mm tief werden sollen. Die schmalen Schenkel der Rahmenlängsträger müssen hierfür etwas breiter sein (3,5 bis 4 mm). Achten Sie darauf, das Sägeblatt genau senkrecht zu halten (in beiden Ebenen).

Tipp: Zeichnen Sie vier rechte und vier linke Böcke an. Wenn die Form hinten nicht so gut glückt, ist es nicht so schlimm. Da ist es sowieso kaum zu sehen.

Anzeichnung von 16 neben einander stehenden Schaken.
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Die Schaken selbst werden auch Federlaschen genannt. Davon werden nun schon 16 Stück mit 32 Bohrungen (à 1 mm) benötigt. Zeichnen Sie die Teile wie in der Skizze auf 0,5 mm starkem Material auf. Das hat den Vorteil, dass die Bohrungen auf parallelen, waagerechten Linien liegen. Ein Bohrungs–Abstand von 4 mm passt meist.

Sägen Sie dann zunächst nur um jede Schake herum und verfeilen Sie diesen Teil, bevor Sie das Werkstück abtrennen.

Es ist nicht jedermanns Sache, so dünnes Material aus Polystyrol mit einer hauchfeinen Säge (Zahnung etwa 6/0) zu bearbeiten. Es geht auch mit einem Cutter (Bastelmesser). Schneiden Sie dazu erst die Längsrichtung und dann die Schmalseite, so dass sich ein Rechteck ergibt. Dann stanzen Sie vorsichtig kleine Schrägen an den Ecken ab und feilen diese rund. Das Ergebnis kann ebenfalls überzeugen.

 

Die Federpakete

Die hier beschriebene Bauweise gilt nur für die Nachbildung in Polystyrol. Tipps zum Thema „Kunststoff kleben” gibt's im Modellbau–Bereich.

  1. Auf einem Holzbrettchen wird mittig ein Abstandshalter befestigt. Der muss so hoch sein wie der Höhenunterschied zwischen Federnende und der Mitte des Blattfeder–Pakets, wenn der Bund später von der Seite betrachtet wird.

  2. Schneiden Sie sich von einem Polystyrol–Profil 3 × 0,5 mm vier Streifen ab, die beidseitig etwas länger sein müssen als die später benötigte Länge des ganzen Pakets.

  3. Diese Streifen werden mit etwas Abstand zueinander im rechten Winkel mittig auf den Abstandshalter gelegt und an den Überständen rechts und links mit Klebeband auf der Unterlage fixiert. Dabei muss der Abstand zwischen den Klebebändern etwas größer sein als der äußere Abstand von einem oberen Schakenbolzen zum anderen.

  4. Ziehen Sie nun einen langen Streifen des Profils mit Spannung über ein Rundmaterial Es wird sich. dadurch leicht wölben. Achten Sie darauf, dass die Krümmung ein klein wenig enger ist als die der aufgeklebten Streifen.

  5. Die nächsten vier Blätter (eines je Paket) müssen so lang sein wie der besagte äußere Abstand der Schakenbolzen. Sie werden von dem vorkrümmten Profil rechtwinklig abgelängt und mittig auf die aufgespannte, erste Federlage geklebt. Dabei hilft ein Gewicht, die Teile in der Mitte zusammen zu halten. Stimmt die Krümmung genau, ist das Gewicht entbehrlich. Anmerkung: Beim Vorbild reichen (fast) immer zwei Blätter unter den Schakenbolzen, das obere hat Ösen (Augen) dafür, das untere liegt nur an.

  6. Längen Sie nun die folgenden, kürzeren Blätter passend ab. Dabei können Bleistift–Anzeichnungen auf der Grundplatte helfen. Diese Blätter werden an den Enden beidseitig angeschrägt und dann aufgeklebt. Wichtig: die kürzeren Blätter dürfen nicht mehr enger gekrümmt sein als das vorherige Blatt, da sie sich sonst nicht mehr gut andrücken lassen.

Lassen Sie die Federpakete nun zunächst gut trocknen.

 

Der Federbund

Wenn die Federpakete getrocknet sind, muss der Bund angefertigt werden. Das ist die Spange, die die einzelnen Blätter in der Mitte des Federbunds zusammen hält. Hier folgt zunächst eine Beschreibung für Imitationen aus Kunststoff.

Schauen Sie sich die Pakete zunächst einmal an. Entscheiden Sie dann, welche die „Schokoladenseite” ist. Diese soll später nach außen zeigen.

Dann wird in der Mitte - und wiederum mittig - rundum die gewünschte Bundbreite angezeichnet. 3 bis 3,5 mm passen ganz gut.

Zeichnung: Schnitt durch den Federbund in Fahrtrichtung gesehen.
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Schneiden Sie sich nun ein paar Stückchen Polystyrol zurecht, die so lang sein müssen, dass sie länger sind als der Bund hoch ist. Beginnen Sie an der Rückseite, wo das erste Streifchen aufgeklebt werden muss. Warten Sie, bis die Klebestelle gut getrocknet ist.

Tipp: Sie werden insgesamt vier Mal warten müssen. Beginnen Sie in dieser Zeit mit anderen Arbeiten, beispielsweise der Anbringung der Achslagerbleche und Schakenböcke am Fahrwerk.

Wenn die Rückseiten getrocknet sind, werden die Überstände abgeschnitten und die Reste genau rechtwinklig verfeilt. Nun verfahren Sie genau so erst mit dem oberen und dann mit dem unteren Teil. Zu guter Letzt kommt die Vorderseite dran.

Dieses Verfahren ist wichtig, weil so von vorne keine Trennlinien zu sehen sind, die sich nie so ganz kaschieren lassen.

Federpakete aus Messing oder Phosphorbronze–Blechstreifen müssen ein wenig anders gebaut werden. Hier fertigen Sie die Blätter an und bohren genau in der Mitte ein Führungsloch. Dann setzen Sie die Blätter zusammen. Dabei sorgt ein Stift in den Bohrungen für die mittige Ausrichtung.

Löten Sie die Blätter nur in der Mitte mit ganz, ganz wenig Lot zusammen. Die Streifen müssen dabei genau ausgerichtet werden. Dabei helfen hölzerne Wäscheklammern mit stumpf abgesägten Spitzen.

Nach dem Verfeilen der Stift–Überstände kann nun der Federbund aus Messingstreifen aufgeklebt oder - vorsichtig - aufgelötet werden.

 

Montage, Teil 1

Der erste Teil der Montage sollte während der Trocknungszeit der anderen Teile beginnen. Los geht es mit den Achslager–Blechen.

Diese werden - genau ausgerichtet - hinter die Rahmen–Längsträger geklebt oder (bei Messing) gelötet. Letzteres geht vernünftig nur mit der Flamme.

Wenn die Klebestelle getrocknet oder die Lötstelle erkaltet ist, werden von außen die Löcher für die Imitationen der Befestigungs–Niete gebohrt. Lesen Sie hierzu auch die Tipps zur Nachbildung von Nieten.

Schnittzeichnung: Rahmenlängsträger, Achslagerblech und Winkel dazwischen in Fahrtrichtung gesehen.
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Dummer Weise sind die innen liegenden Enden der Nietstifte nicht mehr mit dem Hohlfräser erreichbar, und die außen liegenden Teile können innerhalb des Rahmenlängsträger–Profils nur unter erheblichen Verrenkungen abgeschnitten und verfeilt werden. Also wird die später außen liegende Seite schon auf Halbkugel–Form gebracht und von innen her eingeschoben, um dann verlötet oder verklebt zu werden. Die inneren Überstände gilt es danach mit einem Schräg– oder Vornschneider abzutrennen. Lassen Sie dabei ein Stückchen stehen, vielleicht guckt ja doch einmal jemand unter den Wagen.

Am hohlen Winkel zwischen Rahmenlängsträger–Unterkante und Achslagerblech befindet sich meist noch ein Winkelprofil, das an beiden Teilen mit Nieten befestigt wurde. Diese Nieten zu „setzen” kann ziemlich pfriemelig werden. Dass sich die Mühe lohnt, beweist das Foto der Achslager–Konstruktion an dem Link zum Glossar Freelance–Klappdeckelwagen.

Im nächsten Schritt werden die Schakenböcke mittig unter den Rahmen–Längsträgern angebracht.

Deren Position in Längsrichtung wird durch die Federlänge bestimmt. Diese wird offiziell von Mitte zu Mitte der oberen Schakenbolzen gemessen. Die Schaken stehen meist etwas steiler als im 45°–Winkel nach oben, aber das könnte in etwa ein Anhaltspunkt sein.

Berechnung der Lage der Schakenböcke

Angenommen, die Federlaschen stünden im 45°–Winkel und die Feder wäre im Original 1 m lang, so ergibt sich bei einem Abstand der Schakenbohrungen von 4 mm im Modell folgende Berechnung gemäß dem Satz des Pythagoras.

Bei einem 45°–Winkel in einem rechtwinkligen Dreieck hat die Diagonale (die Hypothenuse c) eine Länge vom 1,41–fachen der gleichlangen Schenkel a und b. Deren Länge beträgt im Umkehrschluss 70,7 % der Diagonale. Bei 4 mm sind das 2,8 mm. Die Bohrungen der Schakenböcke müssen also 1 m ÷ 22,5 (44,4 mm) + 2 × 2,8 mm = 50 mm voneinander entfernt sein (beziehungsweise jeweils 25 mm von der Mitte des Achslager–Blechs und damit der Achsmitte).

Sind die Schakenböcke angebracht, müssen sie noch mit den Nietimitationen versehen werden. An dem kurzen, zur Mitte hin weisenden waagerechten Stück ist meist nur ein Niet, an dem langen, äußeren Stück sind meist zwei, zuweilen sogar drei. Diese Niete können auch jeweils paarweise doppelt vorhanden sein.

Die Anbringung der Schaken

Gehen Sie dazu wie folgt vor. Zunächst wird ein Stift mit hinreichend Überstand in die Bohrungen der Schakenböcke eingeklebt oder –gelötet. Wenn Sie Kunststoff–Teile verwenden und daher kleben, müssen Sie die Schaken sofort anschließend aufkleben und ausrichten, damit sie dicht anliegen.

Die Ausrichtung erfolgt mit einem zweiten Stück Rundmaterial, dass durch beide Bohrungen der offenen Enden der Federlaschen gesteckt wird. Dieser Stift muss - mittels Abstandshaltern - so gesichert werden, dass er genau waagerecht und genau rechtwinklig zum Rahmenlängsträger ausgerichtet ist.

Nach der Trocknung oder dem Erkalten der Lötstellen werden die Stiftüberstände abgeschnitten, die Reste verfeilt und mit einem Hohlfräser in Form gebracht.

 

Die Achslagergehäuse

Achslagergehäuse sind die Halterung und Hülle für das eigentliche Lager, in dem der Achsstummel eines Radsatzes läuft. Es gibt sie in geschlossenen (siehe Vorbild–Foto oben und Skizze) und in senkrecht oder waagerecht teilbaren Ausführungen. Manche haben nur einen Einfülltrichter für Schmierstoffe, manche zwei (für die obere und untere Lagerschale).

Bei den in der waagerechten Ebene teilbaren Gehäuse gibt es solche, deren Hälften mit einem Spannbügel und einer mittigen Schraube unten zusammen gehalten werden, und solche, bei denen rechts und links je eine Spannschraube angebracht ist.

Wie Sie bei der Nachbildung im Modell verfahren, hängt vom gewählten Vorbild und davon ab, ob Kunststoff– oder Metall verwendet wird. Bei Metall können selbst bei Modellen in H0 schon bewegliche Gehäuse erstellt werden. Die einfachste Bauform ist diejenige, wie sie auf dem Vorbildfoto am Anfang dieser Seite gezeigt wird.

Beim Kunststoff beginnt der Bau mit einer dünnen Grundplatte, die etwas breiter sein muss als die Öffnung im Achslagerblech. Das wird die vordere Imitation der Gleitbahnen. Bohren Sie dort, wo die Achsmitte liegt, ein kleines Führungsloch. Nicht alle diese Platten waren wie in der Skizze hier angeschrägt. Darauf werden dann die eigentlichen Gehäuse–Nachbildungen geklebt.

Tipp: Es gar nicht einfach, so dicke Rohlinge in Polystyrol zu finden, wie sie hier gebraucht werden. Schleifen Sie sich mehrere Stücke 3 mm–Material auf einer glatten Unterlage fein an und verkleben Sie diese Platten mit Universal–Verdünnung. Nach einigen Stunden kann dann „aus dem Vollen” gearbeitet werden.

Deckel, Versteifungswinkel und Einfüllstutzen für Schmierstoffe können dann einzeln gebaut und angeklebt werden. Imitationen seitlicher Spannschrauben fertigen Sie aus einem Stückchen Rohr, in das sie ein dünneres Stück Rundmaterial einkleben. An den Rohrenden werden Sechskante aufgefeilt. Das Ganze wird dann rechts und links in eine Nut geklebt, die sie mit einer runden Echappement–Feile (kleine Nadelfeile von 140 mm Länge) anfertigen.

Sehr wichtig ist die Platte, an der sich die Feder auf dem Lagergehäuse abstützt - damit kann die endgültige Höhe vor der Montage nachjustiert werden.

Tipp: Die Flansche (Bünde) bei senkrecht geteilten Achslagerschalen bilden Sie am Besten nach, indem Sie auf eine 1 mm–Platte den oberen und unteren Klotz aufkleben. Nach der Trocknung wird der Überstand auf das gewünschte Maß gesägt und gefeilt. Geübte Bastler können dann mit einem feinen Sägeblatt den Spalt zwischen den „Hälften” nachbilden. Das Ergebnis ist auf den Großbildern des Arbeitswagens zu sehen.

 

Montage, Teil 2

Während die ersten Klebestellen der Achslagergehäuse trocknen, können Sie sich der weiteren Montage widmen. Zur Erinnerung: Die Achslagerbleche, Schakenböcke und Schaken sind schon angebracht. Im nächsten Schritt folgen die Federpakete.

Diese Aufgabe ist etwas knifflig, weil die Pakete zunächst nur an den später oberen Schakenbolzen angeklebt werden. Drehen Sie das Fahrgestell auf den Kopf, wenn es nicht schon so vor Ihnen liegt. Kleben sie zunächst die vorher zur Justierung verwendeten Stückchen Rundmaterial in die noch offenen Bohrungen der Schakenpaare. Nun wird der Federbund so abgelängt, dass die längsten zwei Blätter dem Abstand von Bolzen zu Bolzen außen entsprechen.

Dann kleben Sie das Paket schön mittig und senkrecht stehend auf die Bolzenteile zwischen den Schaken. Mit „senkrecht” ist das so eine Sache. Die Pakete werden nämlich die Neigung haben, sich wenig zum Achslagerblech hin und von ihm weg zu kippen. Mit kleinen Streifchen als Abstandshalter zum Achslagerblech und etwas Klebefilm lässt sich diese Gefahr jedoch bannen. Achten Sie unbedingt darauf, dass der Federbund genau mittig in der Öffnung des Achslagerblechs ruht. Prüfen Sie sicherheitshalber auch noch einmal die Höhenlage des Bunds.

Ganz „angefressene” Bastler können nun um den außen offenen, inneren Teil des Schakenbolzens ein Stückchen Rohr 2×1 mm aufkleben, das der Länge nach aufgesägt wurde. Das dient zur Nachbildung der Federöse, die es am gebauten Paket nicht gibt.

Den krönenden Abschluss der Mühe bildet dann die Anbringung der versäuberten Achslagergehäuse–Imitationen.

Wenn Sie - wie oben vorgeschlagen - im Bereich des Achslagers eine Brücke mit einer Führungsbohrung im Durchbruch des Achslagerblechs haben stehen lassen, sind Sie nun fein 'raus. Eine solche Bohrung hat ja auch die Gehäuse–Nachbildung. Damit können beide Teile beim Verkleben einfach über einen Stift zentriert werden. Sie müssen nach nur noch auf eine exakt senkrechte Stellung der Gehäuse achten.

Den letzten Schritt zur individuellen Achslagerkonstruktion bildet dann die Anfertigung und Anbringung der unteren Verschlussbleche zwischen den offenen Blechenden. Diese sind beim Original verschraubt und nicht vernietet. Daher machen sich in Sechskantform gefeilte Stifte besser als Rundmaterial. Bei funktionalen Konstruktionen mit echten Achslagern sollten diese Bleche zu Wartungszwecken lösbar angebracht sein (und wirklich aus Blech bestehen!).

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