Alle Teile, um die Greiferkonstruktion zu testen, sind jetzt vorhanden. Parallel geht es an verschiedenen Stellen weiter: die Gleistrassen im ersten Modul sind verlegt, die drei parallelen Gleise im sichtbaren Bereich sind geklebt. Da diese Gleise nicht eingeschottert werden, sondern oberflächen-bündig in die Asphaltdecke eingelassen sind, habe ich die Gleise 3,5 mm tiefer montiert und die Flächen zwischen den Gleisen mit Sperrholzstreifen geschlossen. Die Flächen zwischen den Schienen der einzelnen Gleise sind noch nicht geschlossen; hier muss ich noch testen, wie schmal der Schlitz für die Spurkränze werden darf, ohne die Betriebssicherheit zu gefährden.
Beim Verlegen dieser Gleise ist auch das erste Weichenpaar samt Unterflurantrieben (Hoffmann) montiert, die Stromzuführung an die einzelnen Gleisstränge wurden gelötet.
Nebenbei: als Gleismaterial verwende ich einfaches und preiswertes italienisches GT-Flexgleis. Da der größte Teil der Gleise in Asphalt und Beton eingelassen ist (s.o.), sieht man sowieso nichts außer der Lauffläche.
Als Weichen verwende ich Minitrix-15-Grad-Weichen mit polarisierten Herzstücken, die allerdings umgerüstet werden auf Hoffmann-Unterflurantriebe; die Umschaltung der Polarisierung geschieht über die Hoffmann-Antriebe.
19.3.2007: Greiferkonstruktion mit Drehfunktion
Für die Konstruktion des Drehmechanismus mittels Memory-Draht ist das Hauptproblem, wie man ausreichend Drahtlänge erzielt, die genügt, um eine 90-Grad-Drehung zu bewirken. Mit zweifacher Umlenkung könnte es klappen.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nicht in jedem Schnitt alle Details eingezeichnet.
Gegenüber der ersten Konstruktion gibt es eine weitere Änderung: Die Rückholfeder arbeitet auf Druck und ist über einer Isolierhülse um den Draht platziert. So wir der Platz zwischen Container und Hebel-Drehachse für den Drehmechanismus gewonnen.
Der untere Teil des Greifkopfes "hängt" drehbar an einer kugelgelagerten Achse am oberen Teil.
14.3.2007: Alternative für Konstruktion des Greifers
In der Zwischenzeit habe ich noch ein wenig recherchiert und bin auf "Memorydraht" gestoßen: Memory-Draht hat die Eigenschaft, dass er sich bei Stromfluss bei relativ moderaten Temperaturen (90 Grad) in ca. 0,1 Sekunden um ca. 3 Prozent verkürzt. Nach Abschalten des Stroms geht er in ca. 1 Sekunde wieder auf die alte Länge zurück. Diese Kontraktion reicht -- wie die Skizze zeigt -- aus, um bei einer Hebelübersetzung von 1:2 die notwendige Spreizung der Greifklauen von 1mm vorzunehmen.
Ich habe mir mal einen Meter zum Testen bestellt; der ist sicherlich auch an anderen Stellen nützlich (Torantriebe usw.) Wenn die Konstruktion mit Memorydraht klappt, wäre das natürlich die eleganteste und kompakteste Lösung (siehe Skizze).
Bei dieser konstruktiven Lösung könnte man sogar über eine Drehfunktion des Greifkopfes nachdenken. Bei den Magnet- und Servokonstruktionen hätte ich aus Platzgründen darauf verzichtet.
10.3.2007: Konstruktion des Greifers entworfen, Teile bestellt
Ich habe mir inzwischen einen Servo (aus dem Flug-Modellbau) bestellt, der mit 19,6 x 17,5 x 8,0 mm sehr schön kompakt ist und gut in die Greiferkonstruktion zu integrieren ist. Kleinere Neodym-Magneten 3 x 3 x 1 mm habe ich bereits hier liegen (5 x 2 mm große Neodym-Rundmagneten sind mit ihrer Bärenkraft jenseits von gut und böse). Wenn der Servo da ist, muss man austüfteln, wie stark die Magnetkraft sein darf / sein muss, damit ein Container sicher gehalten wird und andererseits der Servo noch in der Lage ist, den Magneten wegzuschwenken. Der Magnet hat im zugreifenden Zustand keinen direkten Contakt zum Container, sondern "schwebt" einen Millimeter drüber. Der Container soll durch die Magnetkraft in die konisch geschliffenen Führungen des Greifers "gesaugt" werden.
Stolz bin ich auf meine Konstruktion mit deren Hilfe der Greifer auf 40-Fuß-Breite ausgefahren werden kann (das allerdings geschieht dann in "Handarbeit): die äußeren Flanken des Greifers werden jeweils mit einem 2-mm-Messingrohr und einem 1,5-mm-Messingstab durch entsprechende Bohrungen der inneren Greiferflanken geführt. Durch die gespiegelte Anordnung dient jeweils der gegenüberliegende Auszug dem anderen als Führung. Ein Stopp-Anschlag am Ende des Messingröhrchens beendet den Auszug bei 40-Fuß-Breite.
8.3.2007: Kranfundament in Modulrahmen eingepasst; "Probefahrt" okay
Das erste Modul nimmt langsam Formen an. Der Kran ist in den Modulrahmen eingepasst und fährt. Die seitlichen Führungsschienen sind mit PVC beschichtet, so dass die Messinghaltebleche, die die Krankonstruktion mit dem Rollschlitten verbinden, ohne allzu viel Reibung seitlich geführt werden. Die Bleche sind 1 mm stark, die Schlitze in der Platte sollen später nicht breiter als 1,5 mm sein, damit sie optisch noch als "Schienen" durchgehen.
Der Modulrahmen ist aus wasserfest verleimtem 15-mm-Kiefersperrholz angefertigt. Das Kranfundament hat einen eigenen selbsttragenden Rahmen aus 10-mm-Multiplex-Sperrholz und ist mit dem Modulrahmen nur verschraubt, so dass auch nach Fertigstellung der Anlage das gesamt Kranfundament nach Abnehmen des Krans nach unten aus dem Modul herausgenommen werden kann (Reparaturen, Umbauten ...).
2.3.2007: Statische Konstruktion des Krans steht, Beginn der Detailarbeiten
Der Kran steht nun auf "eigenen Füßen". Es gibt immer noch eine Menge an Details, die ergänzt werden müssen, aber das ganze fängt langsam an wie ein Kran auszusehen.
Als nächstes steht an, die Krankonstruktion mit dem Roll-Schlitten auf das Fundament aufzusetzen und die Kranfahrt zu testen. Dann kann auch das Kranfundament in den Modulrahmen eingesetzt werden und die Modulplatten mit den Schlitzen (= anstelle von Schienen) können eingepasst werden. Alles was dann folgt, führt jeweils zu schneller sichtbaren Erfolgen, als die teilweise sehr mühsame und zeitraubende Krankonstruktion. Aber der Kran ist nun einmal das wichtigste Herzstück des gesamten Containerterminals.
Die Zurüstteile (wie Stege, Treppen, Kranführerstand), die größtenteils aus geätzten Neusilberblechen bestehen, entstehen in enger Kooperation mit dem Hamburger Kleinserienhersteller N-Detail. Inzwischen ist auch das Geheimnis gelüftet: auf der N-Detail-Seite kann man jetzt auch schon einen ersten Prototypen des in Kooperation konstruierten Reachstackers bewundern.
8.2.2007: Laufkatze montiert, Probelauf durchgeführt
Die Laufkatze des Krans wurde probehalber in Betrieb genommen und läuft! Die Vibrationen durch die Gewindestange halten sich in Grenzen, ganz leise ist der Antrieb allerdings nicht. Die Drehzahl des Getriebemotors passt 100-prozentig, die Geschwindigkeit ist bei 12 Volt optimal! Man wird aber wohl auf eine Geschwindigkeitsregelung für den Laufkatzenantrieb verzichten können und vermutlich auch auf Endabschaltung, da die Steuerung ohnehin nur über Taster geschieht. Einige kleine Änderungen sind noch notwendig: so kommen sich z.B. im momentanen Zustand hinteres Kugellager und Laufkatzenträger ins Gehege, so dass die Laufkatze noch nicht weit genug auf dem Ausleger bis über den Kanal hinausfahren kann. Aber für den Moment bin ich schon ganz zufrieden. Und so sieht die Laufkatze zurzeit aus:
Die "Gardinenstange" für die Kabelführung ist hier auch noch nicht montiert.
5.2.2007: Teile für Laufkatze gefräst
Die Einzelteile für die Laufkatze des Krans aus Messing sind vorbereitet und warten auf die Montage; das 3-stufige Getriebe für den Kranantrieb ist probehalber montiert (siehe Foto) und läuft problemlos. In das rechte Zahnrad greift die Schnecke des Antriebsmotors (6 x 10 mm). Auf der Gewindestange werden die beiden Seiltrommeln für die Hubvorrichtung montiert. Die beiden großen Kugellager sind für die Lagerung der Seilwinde, auf den vier kleinen Kugellagern bewegt sich die gesamte Laufkatze. Da ich keinen Maßstab mitfotografiert habe: die vorne liegenden Seitenteile der Laufkatze sind 50 mm breit, die großen Kugellager habe 6 mm Außendurchmesser, die kleinen 4 mm.
2.2.2007: "Gardinenstange" für Kabelführung; Prototyp gefräst
Wie gestern berichtet , habe ich mir für die Stromübertragung vom Längsträger zur Laufkatze eine Lösung ausgedacht, die dem Original entspricht; dafür habe ich nun die Grundlagen erarbeitet und einen Prototypen für die "Gardinenstange" und den Mitnehmer gefräst:
1.2.2007: Konstruktion der Containerbrücke schreitet voran
Die Containerbrücke ist in wesentlichen Teilen der statischen Konstruktion ein entscheidendes Stück vorwärts gekommen:
Große Abbildung der Konstruktion: hier
Die Gewindestange aus Edelstahl hat M3, der 12-V-Getriebemotor (ein Flachläufer mit vorgesetztem Getriebe von Lemo-Solar; siehe Links) hat 1000 Umdrehungen im Leerlauf. Die Verbindungsmuffe zwischen der 2-mm-Motorwelle und der Gewindestange ist aus einer 6mm-Alustange gefräst.
Im weiteren geht es jetzt um die Fertigstellung des Antriebes und die Montage der Laufkatze. Für die Übertragung der Stromimpulse zur Laufkatze ging ich bisher von 4 Schleifkontakten aus; inzwischen tendiere ich aber dazu – wie beim Original – mit Kabeln zu übertragen: dieser Übertragungsweg ist sicherer und entspricht ja auch dem Original, wie hier zu sehen:
Dazu werde ich ein Vierkantrohr 4mm als Führung nehmen, in das unten ein 1-mm-Schlitz gefräst wird; darin hängen die ebenfalls gefrästen Führungselemente, die die "Affenschaukeln" tragen.
15.1.2007: Teile beschafft, Konstruktion der Laufkatze, Ausstattungsdetails
Die Konstruktion der Laufkatze wurde präzisiert, Leerlaufzeiten während der Beschaffung von Einzelteilen (Profile, Zahnräder, Getriebemotor) wurden genutzt für die Konstruktion diverser Ausstattungsdetails: für Reachstacker, Container, Paletten und Rottenfahrzeug KLV 51 wurden die Konstruktionszeichnungen gemacht. Die für die technische Umsetzung benötigten Ätzbleche werden in enger Kooperation mit dem Hamburger Kleinserien-Hersteller N-Detail realisiert. Prototypen von Reachstacker, Container und Paletten sind bereits geätzt und montiert.
Laufkatzenkonstruktion:
21.12.2006: Basis des Hauptträgers gelötet, Konstruktion der Laufkatze
Die Basis des 675 mm langen Haupträgers der Containerbrücke ist gelötet (Doppel-T-Profile aus Messing 5x5x0,5 mm mit einer Gitterkonstruktion aus 1,5 mm Messingrohr). Die Konstruktion der Laufkatze hat begonnen.
Der Rahmen der Laufkatze wird aus 1,5 mm Messingprofilen gelötet. Die Profile sind insgesamt nicht ganz maßstabsgetreu, sondern leicht überdimensioniert; der Hauptgrund dafür: auf den Doppel-T-Trägern der Hauptträgerbasis müssen zum einen die nach oben führenden Verstrebungen verlötet werden, zum anderen muss daneben genug Platz bleiben, um eine Lauffläche für die Kugellager der Laufkatze zu haben.
16.12.2006: Beginn der Lötarbeiten + Layout für die Schalttafel
Es geht in kleinen Schritten weiter: Die Lötarbeiten an dem Haupträger der Containerbrücke haben begonnen. Nebenbei habe ich das Layout für die Schalttafel (ca. 400 x 100 mm) gemacht:
Größere Abbildung von der Schalttafel: hier
In Verbindung mit dem Grundriss der Anlage erklärt sich das meiste vermutlich von selbst; es sind jeweils die 6-mm-Bohrungen angerissen für die Aufnahme der Schalter. Die Steuerung der Kranfunktionen geschieht über Umpol-Taster, zusätzlich ist die Geschwindigkeit über Potentiometer regelbar (die Schaltung für diese Fahrregler habe ich von den Elektronik-Seiten von "Vilem" Scharenberg: www.ferromel.de) – Heben/Senken geschieht mit einer konstanten Geschwindigkeit, das Lösen der Last über einen Momenttaster.
Bei den Container-Trucks werden die (mechanischen) Weichen über Kippschalter gesteuert, die Stoppstellen sind durch Dauermagneten immer auf "Stopp" und werden durch die (grünen) Momenttaster deaktiviert. Die Fahrstrecke ist – wie in Realität auf dem Container-Terminal – eine Einbahn-Streckenführung.
Bei der Hafenbahn sind alle Weichen eingezeichnet; die abgesenkte Ringstrecke wird nur in eine Richtung befahren, da die Steigung im rechten Bereich deutlich steiler als links ausfallen muss. Die drei Loks werden digital DCC gesteuert; dafür wird es eine einfache Zentrale geben – vermutlich von PIKO mit dem IR-Bedienteil, das der Uhlenbrock IRIS entspricht. Bis auf die Loksteuerung sind alle Funktionen in dieser Schalttafel vereint.
Das Schalttafellayout wird mit einem Farblaserdrucker ausgedruckt, in Folie eingeschweißt, rückseitig mit Teppichklebeband beschichtet und anschließend auf eine 2-mm-Hartpapierplatte aufgezogen. Beim Bohren empfiehlt es sich, erst die Bohrungen vorzukörnen und dann die Folie mit einem Cutter zu ritzen, da sie sonst bei Bohren unkontrolliert einreißen kann. Die Rändelschrauben der Schalter überdecken eventuelle Ungenauigkeiten beim Vorschneiden.
Der Anfang ist gemacht: der Rahmen aus 10mm-Multiplex-Sperrholz (Innenmaße ca. 1200 x 320 x 100 mm) ist gebaut, Führungsschienen für den Schlitten (auf dem dann der Kran aufgebaut wird) sind montiert, die Elemente für den Antrieb sind montiert und getestet: Getriebemotor mit Seilrollen, Kraftübertragung durch Angelschnur.
November 2006: Planungsphase
Zurzeit werden Grundlagen erarbeitet: als Kernstück der Anlage ist der Containerladekran zu planen; für die vier Elemente des Antriebs (Bewegung der gesamten Ladebrücke, Bewegung der Laufkatze, Heben/Senken von Containern, Greifen/Loslassen von Container) sind die Überlegungen schon relativ weit fortgeschritten.
Als Beispiel folgt hier eine Planungsskizze des Antriebs der gesamten Ladebrücke, die über Seilzüge unterhalb der Anlage erfolgen soll:
