Zugklappe
Bei meinem Hafen am Landwehrkanal möchte ich gerne direkt am Wasser rangieren können, aber auch ohne Gleiswendel oder starke Steigung auf kleinstem Raum mit dem Zug auf die Betriebsebene kommen, die 5cm höher liegt.
Hierzu habe ich mit folgendes ausgedacht, das ich mal im Heft Anlagen-Planung im Artikel "Anderthalb Etagen im Regal" gesehen habe: Eine Klappe; oder eher ein Parallelogramm, das mithilfe eines Servos einen ca. 40 cm langen Stumpfgleisabschnitt von der Hafenebene aus hochklappen kann. Das ganze soll natürlich in einem nicht einzusehenden Bereich stattfinden. Damit ist aber auch die Gefahr gegeben, dass der Bediener nicht sieht und ggf. nicht darauf achtet, wo die Klappe derzeit steht und dann den Zug abstürzen lässt. Dem könnte optisch mit entsprechenden Signalen und/oder mechanisch mit einer Barriere Einhalt geboten werden. Ein Arduino zur Servosteuerung muss sowieso ran; da kann man den Rest gleich mit dranhängen.
Hier mal eine Abbildung, wie sowas aussehen könnte (Anbindungen sollen unten und oben jeweils links sein):
Dabei ist zu bedenken, dass die Klappe beim Hochschwenken natürlich einen Viertelkreis beschreibt: erst fast senkrecht nach oben, dann im Bogen und oben fast waagerecht. Ebenfalls kommt es -bedingt durch den Bogen- zu einem Versatz in x-Richtung, der in seiner länge genau der Höhendiffernz entspricht (wenn wir von einer 90° Bewegung ausgehen). Für uns ergeben sich dadurch folgen de Vor- oder Nachteile:
Beim Herunterklappen fährt die Schiene fast senkrecht ins untere Gleisniveau ein. Man kann hier auf beiden Seiten problemlos Schienen anschließen, d.h. man könnte nicht nur unren einfahren sondern auch in gleicher Richtung hindurchfahren.
In der oberen Position geht das nicht so einfach, denn hier fährt die Klappe fast waagerecht nach links gegen die Ausfahrt. Das würde bei einem Gleis rechts oben gehörig knirschen (Wenn man dort eine Ausfahrt nach rechts haben möchte, müsste man ein weiteres Schienenstück oben rechts hereinklappen nachdem die Klappe oben angekommen ist). Aber es gibt auch einen Vorteil: man muss oben nur auf korrekte Höhe des Gleises achten, den Abstand zwischen Klappe und Schiene kann man mit dem Servo beliebig klein einstellen, ohne, dass sich an der Höhe nennenswert etwas ändert.
Apropos Servo
Das Servo muss natürlich ausreichend dimensioniert sein. in obigem Beispiel habe ich als Höhendifferenz mal 50mm angenommen. Das macht ergibt eine Klappenlänge (der bewegliche Teil) von eben genau diesen 50mm. Als Hebellänge an der klappe habe ich 20mm vorgesehen. Soll ein kurzer Zug von Lok plus 2-4 Waggons auf 40cm Gleis untergebracht werden, dann ergibt das ca. 40g für die Konstruktion mit Schiene und etwa 160g für den Zug. Also in der Summe 200g (oder als Kraft ausgedrückt 2N). Diese muss das Servo durch Drehung hoch befördern. Das entspricht einem Drehmoment von 2N*5cm = 10Ncm oder 0.1Nm.
basierend auf diesen Überlegungen kann man z.B. mal bei rc-network in die Tabelle schauen und sich nach passenden Servos umschauen.
Selbst die Mini-Servos sind dort mit 10Ncm angegeben. Aber das ist das maximale Drehmoment bei der maximalen Spannung und wir wollen ja gerne noch etwas Reserve haben; also wären 20Ncm schon wünschenswert.
Aber es gibt noch einen Trick: Die Servos drehen üblicherweise 180° weit, wir brauchen aber nur 90°. Daher kann man den Hebelarm des Servos etwa halb so lang machen, wie den Hebelarm der Klappe und erreicht so etwa doppeltes Drehmoment.
Eine Alternative wäre, das Servo gerade beim initialen Hochfahren mittels eienr Feder zu unterstützen oder an die klappe vorne einen Hebel zu montieren, der dann nach unten ausschwenkt und dort ein passend dimensioniertes Gegengewicht anzubringen, welches zur Entlastung des Servs beitragen kann; also etwa halbe Last
Für TT und H0 könnten auch noch größere Servos oder Segelverstellservos das nötige Drehmoment aufbringen; danach geht es nur noch per Segelwinde oder ganz anders per Seilzug oder Getriebemotor.
Einbaulage = -8mm?
Derzeit liegt die Trasse oben auf der zusammengefalteten Klappe auf. Da diese 8mm hoch konstruiert ist, muss die Klappe auf Niveau -8mm eingebaut werden.
Kein umlösbares Problem, aber besser wäre es, wenn man sie direkt auf die Platte bauen könnte, ohne groß auf Niveau-Unterschiede Rücksicht nehmen zu müssen.
Also mal überlegen:
Wenn an den Anschlussstellen und auf der Klappe die von mir favorisierten Kato-Schienen mit 7.3mm Höhe verlegt werden, dann muss die Klappe auf -8mm. Wenn ich aber auf der Klappe bettungsloses 3.6mm hohes Material von Peco verlege, dann spart das 3.7mm ein; wäre also Einbauniveau -4.3mm. Das entspricht etwa einer dünnen Pappelsperrholzplatte von 4mm. Und die Differenz von 0.3mm könnte ich noch aus der Klappe herauskonstruieren. Damit sind wir aber immer noch nicht beim Nullniveau.
Was wäre denn nötig?
Wenn man von dem Beispiel mit Kato auf Peco-Gleis ausgeht, dann haben wir 3.7mm Platz für "Zeugs dazwischen". Gehen wir davon aus, dass man auch noch an kleinen Stellen auf die Schwellen im Peco-Gleis verzichten kann, würde es noch etwas mehr, falls das wirklich nötig wäre.
Was ist derzeit alles im Weg?
Wir haben die durchgehende Achse (3mm) und das Lager drumherum. Dann Befestigungslaschen für das untere Lager und da obere Lager. Letzteres ist gleichzeitig auch noch stabilisierende Unterlage für das Gleis auf der Klappe und daher unten auch noch etwas verstärkt. Außerdem braucht die Klappe noch eine Verbindung zwischen beiden Schenkeln.
Was kann man ändern?
Führt man die Achse nicht quer durch die Klappe sondern teilt sie in zwei getrennte Stückchen, die man außen ansetzt, so ist sie samt Lagern komplett aus dem Weg. Problematisch ist nur die etwas geringere Stabilität gegen Veränderung der Lage unter Last ("Wackeln" zweier Achsstummel im Vergleich zu einer durchgehenden Achse). Sollte aber machbar sein, wenn die Lager samt Flanschen z.B. außen angebracht und genügend breit sind. Das vergrößert dann allerdings die über-alles Breite. Man könnte aber bei gleicher vergrößerter Breite die Klappe breiter machen und zwei breite Lager innen hinsetzen, zwischen denen genug Platz ist, um die 16mm Schiene hindurch laufen zu lassen. Das hätte auch noch den Vorteil, dass das Wackeln wegen Spiels nach rechts und links in der oberen Position vermindert würde. Dann könnte man das obere Lager ebenfalls außen mit zwei kurzen Achsen anschlagen und die Lasche tieferlegen. dann wäre die Bauhöhe maximal die Laschendicke. Und wenn die kleiner als 3.7mm ist, würde alles passen.
Also ran an Version 2...
Voilá. Ein Bild sagt mehr als tausend Worte:
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