Metallbaukasten
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Im Jahr 2024 konnte ich ein solches Fahrerhaus sowie Kotflügel und Stoßstange erwerben mit dem Ziel, ein eigenes LKW-Modell damit zu bauen - die Frage war nur: welches? Einerseits sollte es ein Vorbild mit langem Fahrerhaus (Kabinenart Fernverkehr) sein und ein solches Fahrerhaus ist in erster Linie Fahrzeugen für den Fernverkehr und vereinzelt auch Spezialfahrzeugen vorbehalten. Andererseits sollte es aber kein Modell sein, welches ich schon in ähnlicher Form gebaut hatte - also 3-Achser als Solo-Fahrzeug (MAN F90 - Sandkastenkipper und TATRA 148 - Sandkastenkipper), Sattelschlepper (Duell-Truck und (Tieflader) sowie Gliederzug (LP 333).
Wie bei allen anderen Fahrzeugen war auch für dieses Modell ein ferngesteuerter Betrieb vorgesehen, wobei neben der Fahr- und Lenkfunktion noch eine Kippmechanik zum Aufrichten der Kippmulde wünschenswert erschien. Kippmechaniken unter Verwendung eines Flaschenzugs hatte ich bereits mehrfach gebaut und eine ähnliche Konstruktion auch für dieses Modell als sinnvoll erachtet. Abgesehen von speziellen Schrauben sowie einigen passend zugeschnittenen Gewindestiften und Wellen besteht das Modell überwiegend aus Märklin-, Metallus- und Meccano-Material sowie aus wenigen Mekanik-Teilen. Erstmals wurden auch Montagewinkel von Bral eingesetzt, die sich durch eine hohe Stabilität auszeichnen. Von Bral sind außerdem Montagewinkel verfügbar, welche kein anderes System bietet. Dies sind z. B. gleichschenklige Winkel mit einer Länge von jeweils 2 Loch oder ungleichschenklige Winkel mit 1 Loch / 3 Loch Länge - sehr hilfreiche Teile zur Vereinfachung mancher Konstruktionen. Die Konstruktion Das Grundgerüst bildet ein Leiterrahmen mit den Abmessungen 5 Loch x 37 Loch (entsprechend einer Länge von ca. 47 cm). Er enthält alle Befestigungen und Aufnahmen der anzubauenden Teile, die sich während der Konstruktion als sinnvoll erwiesen haben. Auch einzelne Komponenten für die vorgesehene Flaschenzug-Kippmechanik wurden bereits montiert. Neben den funktionstechnisch erforderlichen Befestigungen wurden vorn und hinten Stützen angebracht, um die gefederten Achsen bei Lagerung und Transport des Modells zu entlasten. Die hintere Stütze ist abnehmbar und die vordere Stütze ist fest montiert, weil sie unter dem montierten Fahrerhaus praktisch unsichtbar ist.
Erkennbar sind u. a. 4 Miniatur-Gummidämpfer, auf denen am fertigen Modell das Fahrerhaus und die Kippmulde aufliegen werden. Die 5 feststehenden Rollen für den später anzubringenden Flaschenzug sind Druckerrollen mit integrierten Kugellagern. Ob es bei diesen 6 mm breiten Rollen bleiben wird oder am fertigen Modell schmalere Rollen zum Einsatz kommen, stand in dieser Konstruktionsphase noch nicht fest. Relativ aufwändig war die Konstruktion der beiden angetriebenen Hinterachsen. Üblicherweise sind bei solchen Fahrzeugen beide Achsen einzeln aufgehängt und durch Kardangelenke mit Längenausgleich verbunden. Bei größeren Modellen ist das meist kein Problem, aber bei einem 1:16-Modell erschien es mir nicht machbar.
Werden außerdem die Achsen auf beiden Seiten durch einen Waagebalken verbunden und die komplette Antriebseinheit in Längsrichtung pendelnd am Leiterrahmen des Modells befestigt, dann ergibt sich durch die orthogonal angeordneten Pendelrichtungen für jedes Rad eine vertikale Bewegungsfreiheit von mindestens +/- 10 mm, ohne dass ein anderes Rad in der Luft hängt. Durch die Waagebalken erübrigt sich zudem eine Federung der Hinterachsen und das Fahrzeug bekommt Stabilität gegen seitliches Kippen. Insgesamt wird das Verhalten zweier einzeln aufgehängte Antriebsachsen mit dieser Methode recht gut nachgebildet.
Die aus 7-Loch-Flachbändern bestehenden Waagebalken wurden ebenfalls beidseitig mit Miniatur-Gummidämpfern versehen, um den Druck auf die Achsen etwas abzufedern. Die Untersetzung der Antriebseinheit beträgt 19Z auf 57Z, 25Z auf 19Z und nochmal 19Z auf 57Z = 6,84:1. Deutlich einfacher war die Konstruktion der Vorderachsen. Diese sind ganz ähnlich aufgebaut, wie beim LP 333, allerdings ist das MAN-Fahrerhaus etwas breiter und das erfordert wiederum eine größere Spurweite. Dies führte letztendlich zu einer Breite bzw. Länge der Vorderachsen von unpraktischen 8 Loch. Mit Hilfe je zweier Bogenbänder werden die Vorderachsen an den 5 Loch breiten Leiterrahmen angepasst.
Die langen Schrauben dienen der provisorischen Befestigung und werden am fertigen Modell durch Schaftschrauben mit Druckfedern ersetzt.
Relativ zeitraubend war die Konstruktion einer zweckmäßigen Kippmechanik. Da ich mit einer herkömmlichen Gewinde-Kippspindel keinerlei Erfahrung habe, sollte es wieder eine Flaschenzug-Kippmechanik sein, die sich beim MAN-Sandkastenkipper und im Unimog bewährt hatte und bei diesen Modellen größtenteils zwischen den Längsträgern des Leiterrahmens untergebracht werden konnte.
Um die Funktion der Kippmechanik nicht vollständig dem Zufall zu überlassen, wurde am Motor mit Hilfe einer kleinen Küchenwaage zunächst eine einfache Drehmomentmessung durchgeführt. Diese ergab im zu erwartenden Arbeitspunkt des Motors einen Wert von ca. 1,4 Nmm bzw. 1,4 mNm - ein für diese Motorgröße kein ungewöhnlicher Wert. Im nächsten Schritt wurde die Geometrie der Kippmechanik untersucht. Die Kippmulde war zu diesem Zeitpunkt bereits fertiggestellt und deren Masse beträgt ca. 1,4 kg entsprechend einer Gewichtskraft von ca. 14 N. Mit der montierten Kippmulde und besagter Küchenwaage wurde eine Kraft von 8 N gemessen, die zu Beginn des Hebevorgangs auf das Ende des Kipphebels drückt. Die Vermessung und Berechnung der Geometrie ergab, dass zu Beginn des Hebevorgangs am Kipphebel mit einer Kraft von 40 N (entsprechend etwa 4 kg Masse) gezogen werden muss, um die Kippmulde aufzurichten - also mit dem 5-fachen der am Hebelende wirkenden Gewichtskraft. Das erschien relativ viel, aber mittels einer Federwaage wurde dieser Wert bestätigt. Durch den vorgesehenen 10-fach-Flaschenzug wird die Zugkraft von 40 N theoretisch auf 4 N reduziert - auch dieser Wert wurde mit der Federwaage gemessen. Im letzten Schritt ging es an die Ermittlung des erforderlichen Drehmoments. Als "Spindel" dient eine 4mm-Welle, welche das Zugseil mit einem Drehmoment von etwa M = 4 N · 2 mm = 8 Nmm aufwickeln muss (Seilstärke wurde nicht berücksichtigt). Vor der Spindel befindet sich eine 3:1-Untersetzung, die das Drehmoment theoretisch auf etwa 2,7 Nmm reduziert - immer noch zu viel für den Miniaturmotor. Eine weitere Stirnrad-Untersetzung konnte nicht untergebracht werden, wohl aber ein 20:1-Schneckentrieb bestehend aus Messing-Schnecke in Verbindung mit einem Delrin-Zahnrad. Der Wirkungsgrad eines Schneckentriebs ist zwar erschreckend niedrig, aber mit dieser zusätzlichen Untersetzung sollte der Miniaturmotor den Kippvorgang in angemessener Zeit bewältigen können. Wie bereits anfangs erwähnt, enthält der Themenkasten Lastkraftwagen ein Fahrerhaus, welches aus 5 einzelnen Blechen besteht, sowie eine Kotflügel-Einheit für die Vorderräder und eine Stoßstange aus schwarz gefärbtem Kunststoff. Beim Zusammenbau des Modells werden gemäß der Anleitung alle 3 Teile fest mit dem Rahmen verschraubt und zu diesem Zweck sind die genannten Teile mit den erforderlichen Bohrungen versehen. Die Innenausstattung des Fahrerhauses besteht aus 2 Sitzen und einem Lenkrad, diese Teile konnten jedoch nicht erworben werden und fehlen an diesem Modell. Ansonsten ist es leer und bietet einen freien Blick auf Rahmen, Räder und Boden. Zunächst wurde das Fahrerhaus materialschonend unter Verwendung von Kunststoff-Unterlegscheiben und selbstsichernden Muttern zusammengeschraubt. Anschließend wurde es mit Kotflügel und Stoßstange zu einer Einheit montiert, welche sich am fertigen Modell aus Gründen der besseren Zugänglichkeit und Zerlegbarkeit hochklappen lässt. Um den freien Blick auf Rahmen, Räder und Boden zu versperren, wurde die Fahrerhaus-Einheit mit einem Bodenblech versehen. Als Interieur wurden neben einer angedeuteten Armaturentafel mit Lenkrad 2 Sitze sowie ein Handbremshebel zwischen den Sitzen montiert. Das Fahrerhaus bietet zwar ausreichend Volumen zur Aufnahme der Fernsteuer-Komponenten, das Ziel war jedoch, diese Komponenten möglichst unsichtbar einzubauen. Der Bereich der angedeuteten Schlafkabine hinter den Sitzen wurde deshalb mit einem Blech abgetrennt, um am fertigen Modell zumindest den Akku dahinter verstecken zu können.
Relativ unspektakulär war die Konstruktion der Kippmulde. Entsprechend dem Original hat auch das Modell an der Kippmulde befestigte Schmutzfänger für die Räder der ersten Hinterachse, die beim Kippen angehoben werden. Eine Heckklappe, die sich beim Kippen öffnet, ist ebenfalls vorhanden. Hier könnte man mit einem weiteren Kanal ein Miniservo steuern, welches die Heckklappe verriegelt und beim Kippen freigibt. Diese zusätzliche Funktion war zu diesem Zeitpunkt aber noch nicht relevant. Auf der Unterseite befinden sich zwei breite Flachbänder, auf denen die Rollen des Kipphebels gleichmäßig abrollen können. Ansonsten bedarf die Kippmulde keiner weiteren Erläuterung.
Nach Fertigstellung der einzelnen Komponenten wurden Leiterrahmen, Achsen, Antrieb und Kippmechanik zu einem Fahrgestell zusammengefügt und die Fernsteuerung eingebaut. Wie bereits erwähnt, sollten die Fernsteuer-Komponenten möglichst unsichtbar sein und dazu waren sie aufgrund der engen Platzverhältnisse im ganzen Modell zu verteilen.
Der Akku-Pack aus 7 Zellen der Größe AA wird - geschützt durch eine passende Pappschachtel - im hinteren Bereich des Fahrerhauses untergebracht. Damit er nicht herausfallen kann, wurde am Fahrerhaus ein Bügel angebracht, der den Akku mehr oder weniger in Position hält.
Auch die Kippmechanik funktioniert letztendlich besser, als erwartet. Neben dem 10-fach-Flaschenzug enthält der Antrieb eine 60:1-Untersetzung und damit wird der Kippvorgang in etwa 15 Sekunden bewältigt. Der maximal erreichbare Kippwinkel beträgt ca. 45°.
Nach Komplettierung des Modells wurde mittels einer Federwaage die auf den Vorderachsen lastende Gewichtskraft ermittelt und 8 gleiche Druckfedern mit einer Federrate zwischen 0,4 und 0,5 N/mm hergestellt. Mittels einer entsprechenden Vorspannung der Federn wurde das Modell anschließend auf eine waagerechte Position nivelliert. Die Abmessungen des Modells betragen L / B / H = 52 cm / 16 cm / 21 cm und mit Akku bringt es eine Masse von ca. 5,3 kg auf die Waage.
Abschließend an dieser Stelle noch ein Video des MAN F90 8x4 (3:40min / 62MB) |
