Eigenbau Bucyrus Erie 22-B M 1:14 vollständig 3D gedruckt

AlexanderB schrieb:

Vielen Dank Wolfgang. Vielleicht noch einen Hinweis zu diesen kleinen Motoren. Die gibt es in sehr vielen verschiedenen Untersetzungen. ........

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Und für die Baggerbauer denke ich nicht uninteressant, die gibt es auch als 6 Volt / 60 RPM wasserdichte Version.
Und es gibt sie auch mit Encoder.

AlexanderB schrieb:

Hier kann man den kleineren Bruder, also den 15-B fahren sehen:

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...und der ist sogar noch ziemlich flott unterwegs. Hoch interessant ist auch die Bauart des Tiefladers mit dem Schwanenhals als Rampe.

Kürzlich ist mir siedend heiß eingefallen, dass ich in dem derzeitigen Setup mit Sicherheit Probleme mit den Motorkabeln bekommen werde. Im schlimmsten Fall kommen die Kabel zwischen die Zahnräder bei Drehen des Oberwagens.

Also musste eine Lösung her. Die sieht so aus:



Es gibt nun ein 6mm Rohr, durch das die Micro JST Stecker, die ich an die Motoren anbaue durchpassen (habe ich probiert).

Damit kann nichts passieren. Ich habe innen außerdem ein paar größere Fasen bei den Übergängen angebracht, um ohne Stützen drucken zu können. Merke: 45° Überhänge können problemlos ohne Stützen gedruckt werden. So werden nun wenige Stützen außen benötigt. Das durchaus komplexe Teil ist mir ganz gut gelungen (in aller Bescheidenheit ).

Grüße
Alexander

Nachdem ich unter der Woche etliche Teile Gedruckte habe (ca. 40h): beide Seitenrahmen mit Zubehör, beide Querträger, die Motoraufnahme mit Innen-Zahnkranz, konnte ich mich gestern und heute daran machen, alles zusammenzubauen.

Hier einige vielleicht interessante Details:

Die seitlichen Rahmenteile, auf denen die Ketten laufen mussten mit sehr viel Stützmaterial gedruckt werden. Jedes Teil ca. 11h Druckzeit. Das Entfernen der Stützen hat fast eine Stunde pro Seite in Anspruch genommen, da man sehr vorsichtig sein musste.







Hier noch ein Bild vom Druck der Motoraufnahme und Drehaufnahme.



Die Querträger werden mit 3mm Messing Stiften (ragen je 15mm in die Kunststoff Teile) in die Seitenteile gesteckt und einfach nur mit Sekundenkleber verklebt. Das war 100% winklig und extrem genau. Offen gestanden besser, als erwartet. Übrigens: alle Bohrungen werden mit einem Bohrer noch einmal aufgebohrt. Das geben dennoch sehr gute Presspassungen. Da wackelt nichts und alles ist präzise, wie man sich das wünscht.





Hier mal die Teile einfach nur zusammengesteckt, um etwas zu sehen:



Dann ging es daran, die Stütz- und Laufrollen, Turas und Leitrad anzubauen. Dafür mussten für beide Seiten vierzehn 3mm Achsen, vier 1,5mm Achsen (obere Rollen) und zwei Wellen für den Turas / Antrieb hergestellt werden. Jede der Achsen / Wellen mussten in der Tischbohrmaschine mit 400er Nassschleifpapier ein paar Hundertstel heruntergeschliffen werden damit die (billigen) Kugellager überhaupt passen. Ganz schöne Arbeit für unsichtbare Teile.



Das Anbauen der Achsaufnahme für Turas und Leitrad ist nur dann möglich, wenn man mit einer gehörigen Portion Geduld ausgestattet ist. Alles ist sehr klein. Die Achsaufnahmen für die Leiträder werden je einer M2 Schraube befestigt. Zunächst wird eine Schraube eingeschraubt (sitzt ca. 5mm tief im PLA) und dann wird der Kopf abgekniffen. Das wird dann durch den Rahmen geführt und eine M2 Mutter darauf balanciert.





Den Abstand reguliert man, indem man die Achshalter löst und eine 30mm M3 Madenschraube mit einer Mutter gegenkontert. Als alles Montiert war habe ich das noch mal im zusammengebauten Zustand machen dürfen. Das erfordert VIEL Geduld!





Dann wurden die Motoren eingebaut und alles zusammengebaut. Die Antriebskette / Rollenkette musste um je ein Kettenglied verlängert werden. Die Motoren mit anmontiertem Antriebs-Kettenrad konnten problemlos montiert werden, indem die Kette auf beiden Seiten aufgelegt wurde.





Dann war alles zusammengebaut. Ich bin mittlerweile 20-30 Minuten damit herumgefahren. Läuft super. Auch einen aus meiner Sicht ordentlichen "Berg" nahm das Teil problemlos.



Ich würde sagen ein voller Erfolg. Ich habe ein paar Videoaufnahmen mit dem Smartphone gemacht, die ich heute vielleicht noch zusammenschneide. Die Fahreigenschaften sind Klasse. Bein Fahren klappert, ruckelt und wackelt es. Wie ich echt!

Grüße
Alexander

Hier noch ein kleines Video

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Grüße
Alexander

AlexanderB schrieb:

Ich würde sagen ein voller Erfolg.

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eindeutig ja, die Ketten laufen perfekt

Die Mühe hat sich bezahlt gemacht.
Sehr schön

Hallo Alexander,

Ja, die laufen absolut perfekt!

Viele Grüße,

Matthias

PS: Das Gefummel mit der Montage der Kettenlaufwerke kenne ich von meinem Bucyrus.

Da kann ich mich den anderen nur anschließen.

Allen vielen Dank für die netten Worte.

Ich habe gestern noch etwas damit experimentiert und die Ketten mal straffer mal lockerer gestellt (so wie man es auf vielen Bildern alter Bucyrus 15-B bis 22-B sieht.

Z.B. hier: www.trucks-cranes.nl/english/cranes/rustonbucyrus/rustonrb22b.html

Die oberen Kettenglieder schleifen zwischen den Rollen schon auf dem oberen Rahmen.

Wenn ich die Kettenglieder zu locker lasse, kommen die "Zähne" des Turas auf die Mitnehmer der Kette in der kurven-inneren Kette, wenn diese nur mit 50% Geschwindigkeit fährt. Ich habe das genau beobachtet und möglicherweise habe ich die Mitnehmer am Kettenglied zu lang geplant.

Sind die Ketten einigermaßen gespannt, passiert das nicht. Die Lösung wäre, die Kettenglieder noch einmal zu drucken, diesmal mit kürzeren Mitnehmern.

Ideen dazu? Eigentlich keine große Sache. Tritt auch nur auf, wenn ich Kurven fahre, die Kettenspannung gering ist und die innere Kette langsam läuft.

Vielen Dank!

Grüße Alexander

Hallo Alexander,

eigentlich sollten die Ketten auch beim Original in Maßen gespannt sein, das wurde aber sehr oft wohl nie wirklich gemacht. Liegt halt auch am Maschinisten, wie sorgfältig er mit seiner Maschine umgeht.

Ich würde die Länge der Mitnehmer lassen und die Kette leicht nachspannen.

Danke Wolfgang, Dein Rat ist immer Gold Wert

Ja, das habe ich gemacht und jetzt funktioniert das auch. In dem Video des 15-B, das ich neulich gepostet habe, konnte man sehen, dass der Fahrer letztlich die Möglichkeit des Freilaufens der inneren Kette nicht umgsetzt hat. Er hat immer wieder die innere Kette blockiert.

Aber mir mehr Kettenspannung funktioniert es ja.

Danke!

Grüße
Alexander

Eine weitere Hürde war für mich die Lagerung des Oberwagens mit den konischen Rollen. Ich habe immer wieder Bilder, Zeichnungen und auch das kleine 1:50 Modell studiert, um eine Idee davon zu bekommen, wie ich das um alles in der Welt einigermaßen originalgetreu umsetzen kann.

Ich habe nun an einigen Abenden ein wenig mit Fusion gespielt und die Ideen kamen und es machte langsam aber sicher "Klick" im Kopf bis ich ein klares Bild vor Augen hatte.

Beim Lesen der Original Dokumentation (Englisch) wurde mir zunächst klar, dass ich die Bahn für die konischen Rollen falsch gezeichnet hatte. Ich habe mich an den groben Zeichnungen orientiert und einen groben Winkel der konischen Bahn von 9° angenommen. Auf einmal wurde mir klar, dass die konische Rolle eine konstante Drehgeschwindigkeit auf der Bahn haben muss. Bei 9° dreht innen etwas schneller, als außen (oder umgekehrt). Vermutlich vernachlässigbar, aber warum nicht richtig machen:



Der Winkel ist nicht willkürlich, sondern ergibt sich aus dem Schnittpunkt der Verlängerung mit dem Drehpunkt. Also: 7,4°. Ich drucke nun das Oberteil mit der Bahn neu, damit der Winkel stimmt.

Dann habe ich mich an die Konstruktion der Rollenlagerung gemacht. Ich habe identifizieren können, dass vorn jeweils zwei Rollen in einem Gussgehäuse gelagert werden, das selbst drehbar gelagert ist. Sicher damit sich nichts verspannen kann. Die Drehung dieses Teils ist sicher nur ein Bruchteil eines Grads. Hier kann man die Konstruktion ganz schön erkennen:



In der Mitte ist eine M3x20mm Madenschraube. Durch das Gehäuseteil, das die beiden Rollen aufnimmt wird ein 4mmx3mm Alurohr gesteckt, damit das Gewinde das Plastik nicht anfrisst über die Zeit.

In das Gehäuseteil ist schon ein M4 Gewinde modelliert. Das Teil wird wegen der komplexen Geometrie mit dem Resin Drucker gedruckt.

In die Konische Rolle werden zwei 3x6x2,5 Kugellager gedrückt. Diese lagern auf einem M4 Gewindestift der durch das Gehäuse geschraubt wird. Damit kann ich die konische Rolle sehr fein justieren. Auch ist das ganze leicht montierbar.

Erst wollte ich eine M4x25mm Madenschraube am Ende auf 3mm runterdrehen. Aber das Plastikteil wird es vielleicht auch tun. Zur Verstärkung wird ein 1,5mm Stahldraht eingepresst. Das sollte die Belastung aushalten. Vorteil: man braucht keine Drehmaschine. Mal sehen. Vielleicht mache ich das noch mit der M4x25mm Madenschraube.

Die konische Rolle habe ich mit meinem FDM Drucker mit 0,25mm Düse gedruckt, genau wie den Gewindestift. Schichthöhe: 0,07mm. Das M4 Gewinde ist schön rausgekommen. Eine Mutter ließ sich problemlos aufschrauben.

Sicher. Das ganze ist vielleicht etwas übertrieben. Zwei Kugellager pro Rolle und der ganze Aufwand. Aber: wir werden sehen.

Der Drehrahmen, der aktuell nur ein Rechteck ist, ist noch nicht auskonstruiert. Vielleicht mache ich eine komplette Platte. Mal sehen. Auch sind die beiden hinteren Rollen noch nicht eingeplant. Das ist aber viel leichter als vorn und da weitgehend unsichtbar muss ich auch weniger Details einplanen. Hier ein paar Bilder, die einen Eindruck verschaffen.







Als nächstes will ich eine Test-Platte drucken, nur um zu sehen, wie leichtgängig die Drehung werden wird.

Grüße
Alexander

Hallo Alexander,

deine Konstruktion sieht super aus. An meinem Unterwagen aus Metall habe ich der Einfachheit halber den Einstich mit parallelen Flanken und zylindrischen Rollen ausgeführt. Durch das notwendige Spiel wird das mit der Lastverteilung sowieso schwierig. Bei dir könnte das aber funktionieren, da ja dein Bagger um einiges leichter wird als meiner.

Viele Grüße,

Matthias

Vielen Dank Matthias. Super aussehen und super funktionieren sind manchmal zwei paar Schuhe.

Ich habe nun alle Teile gedruckt und zusammengebaut:





Gut ist: der M4 Gewindestift mit 2mm Innensechskant funktioniert gedruckt, wenn ein 1,5mm Stahldraht verwendet wird.

Als ich die beiden Hälften der Rollbahn noch nicht montiert hatte drehte sich das Teil perfekt auf der unteren Bahn-Hälfte, so dass ich ganz begeistert war. Nachdem ich die obere Hälfte montiert hatte, war es vorbei mit der leichten Drehung. Alles verspannt sich und klemmt. Mit ein wenig Fett auf der Bahn ging es dann besser. Aber die Rollen schleifen mehr als das sie rollen. Mit den gedruckten Gewindestiften konnte ich das gut justieren.

Mit einem kg Gewicht auf der Platte geht es (erwartungsgemäß) etwas besser. Sind die Rollen zu weit weg, ergibt sich ein ziemliches radiales Spiel. Die Rollen dürfen aber nur entweder oben oder unten aufliegen. Gleichzeitig muss klemmen.

Ich drucke jetzt noch einmal einen Satz neue Rollen, die einen kleineren Durchmesser haben (12,6mm statt 13mm). Mal sehen ob das hilft. Falls das nicht hilft werde ich ein Axial-Kugellager aus 4mm Rollen bauen, auf dem die Drehplattform ruht und die Rollen werden in erster Linie gegen das Kippen helfen.

Ziemlich enttäuschend. Mal sehen, ob die kleineren Rollen einen Unterschied machen. Vermutlich eher nicht. Aber sie kosten fast nichts (3h Druckzeit und fast kein Material).

Ich vermute, dass ich das Prinzip dieser Lagerung vielleicht nicht wirklich verstanden habe.

Grüße
Alexander

Hallo Alexander,

ich bin mir sicher, dass du das schon richtig gemacht hast. Bei mir sieht es ja ähnlich aus. Allerdings habe ich die Kugellager in den Kippbrücken. Vermutlich wird das bei dir mit mehr Spiel funktionieren. Einer meiner Mottos im Modellbau: Was wackelt läuft! Man sollte es aber trotzdem nicht damit übertreiben.

Viele Grüße,

Matthias

Kurzes Update. Gerade sind die sechs neuen Rollen mit 12,6mm Durchmesser fertig geworden. Nun läuft es relativ gut. Es ist eine Angelegenheit von 1/4 Umdrehung an den Stellschrauben, die zwischen gut laufen und nicht so gut entscheiden. Die Justierung muss also relativ genau durchgeführt werden. Das klappt nun. Wirklich wackeln tut es jedoch nicht.

Habe es auch mir 1,3kg Gewichten belastet. Auch das funktioniert. Auch wenn die Gewichte asymmetrisch verteilt sind (Gewicht mehr hinten oder weiter vorn. Auch das funktioniert.


Morgen werde ich eine Platte mit Antrieb konstruieren und drucken.

Grüße
Alexander

Auf diesem Video kann man übrigens das axiale Spiel deutlich erkennen. Der Oberwagen kippt deutlich sichtbar, wenn die Last wechselt, während der Unterwagen fest steht:

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Grüße
Alexander

AlexanderB schrieb:

Auf diesem Video kann man übrigens das axiale Spiel deutlich erkennen. Der Oberwagen kippt deutlich sichtbar, wenn die Last wechselt, während der Unterwagen fest steht:

Zum Vergrößern anklicken....

Ja, kann man gut erkennen. Keine Ahnung, warum die so eine Konstruktion gewählt haben. Es gab noch einen weiteren amerikanischen Hersteller mit dieser Bauart, ich meine NCK

Heute habe ich noch die Motorhalterung und das Ritzel konstruiert und gedruckt und erst einmal grob befestigt. Der Mororhalter ist mit einem Langloch versehen und so kann ich das Zahnspiel genau einstellen. Im ernst: von Genau kann hier keine Rede sein. Aber: Es funktioniert.
Ich habe 1,1 kg - 1,4 kg draufgelegt und es hat funktioniert. Ich erwarte, dass der Aufbau ca. 1kg wiegen wird. Das passt also.

Habe ein kleines Video gemacht, dass man was sehen kann. Zum Einsatz kommt ein N20 mit 30RPM. Das ist relativ gut. Ist bereit in der Fernsteuerung auf 60% reduziert. Ein 20RPM Motor wäre besser. Ich habe an Hand von Videos des Originals gesehen, dass er ca. 40s für eine Umdrehung braucht (10s für 90°). Das haut einigermaßen hin.

Hier das Video.

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Ich habe es nun strammer, als ich dachte. Der kleine Motor schafft das aber gut. Justieren hat fast 1h gedauert, bis es einigermaßen passte.

Grüße
Alexander

Leider habe ich nicht so viel geschafft. Aber die Dreh-Plattform und das Drehgelenk des Auslegers nehmen langsam Form an.

Hier einige Details:

Das Gelenk für den Ausleger besteht aus vier Teilen, da ich die "Nasen" mit den Bohrungen für die Ausleger liegend drucken will. Das gibt die größte Stabilität. Nach der aktuellen Erfahrung sind solche Teile mit dem FDM Drucker stabiler als mit Resin.

Die Teile werden mit zwei 3mm MS Stäben verbunden. Damit fluchtet alles so wie es soll und es ergibt mehr als die nötige Stabilität. Das Ganze wird mit zwei M3 Senkkopfschrauben mit der Drehplattform verschraubt. In diesem Fall werde ich eine Vierkantmutter einlegen.





Da die Drehplattform bis auf wenige Millimeter an die Grenzen meines Druckers geht, und weil die Druckzeit mit fast 17h über meinen Komfort-Bereich geht, habe ich das hintere Teil abgetrennt. Es wird mit langen 4mm Stahlstangen verbunden. Die sollen auch einen Verzug der Plattform in Längsrichtung minimieren. Ob das nötigt is? Vermutlich nicht. Aber schaden kann es nicht und extra Gewicht ist auch gut.



Auch die beiden Trittbretter habe ich schon vorbereitet. Sie werden mit je drei 8x2mm Leisten beklebt und 2mm Stahlstiften in die Seite gesteckt.



Hier der aktuelle Stand.






Grüße
Alexander

Hallo Alexander,

deine CAD-Kostruktionen sehen astrein aus.

Viele Grüße,

Matthias

Vielen Dank Matthias

Ich bin ein klein wenig weiter gekommen. Als Basis für meine Winden habe ich die Winden des Fuchs Baggers verwendet. Da die ohnehin in einer Fusion 360 Komponente gezeichnet waren, konnte ich die gesamte Komponente mit Copy+Paste in das Bucyrus Projekt übernehmen und ein wenig anpassen. Hauptproblem war die Montage. Die Winde musste mehr oder weniger komplett zerlegt werden, um den Rahmen zu entfernen.

Das habe ich jetzt wartungsfreundlicher gestaltet:



Am Ende, wo sich die Spule befindet, kommen zwei 2mm Stifte, die in ein Gegenstück auf der Grundplatte geschoben werden. Am Motor-Ende werden zwei M2 Schrauben eingesetzt. So kann ich die Winde später zur Seite rausziehen, wenn ich etwas tauschen muss.

Unter der Plattform werden die kleinen Regler für die Fahr-Motore und den Drehantrieb befestigt, so dass alles gut gesichert ist.



Hier ein paar Übersichtsbilder.









Die Winden habe ich nach Original Skizzen grob positioniert:




Als nächstes mache ich mich an den Aufbau. Ich muss mir auch noch Gedanken machen, wo ich den A-Rahmen (engl. A-Frame, vermutlich ist A-Rahmen nicht der richtige Begriff) befestige. Im Original ist das wohl auch eine Winde. Wird aber im Bagger-Betrieb nur einmal eingestellt. Vielleicht mache ich das einfach im Aufbau fest. Hat ja in meinem Modell nicht viel zu halten.

Grüße
Alexander

Da ich selbst nicht so genau wusste, wie ich das angehe, möchte ich hier zeigen, wie ich den Aufbau in Fusion 360 konstruiert habe. Geholfen haben mein 1:50 Modell und Zeichnungen, die ich im Internet gefunden oder gekauft habe. Ich habe gesehen, dass der Aufbau von Wolfgang etwas anders aussiegt: er fällt vorn steiler ab. Auf den Bildern und Zeichnungen habe ich alle möglichen Varianten gesehen. Ich habe mich für die "knuddeligere" Variante entschieden, vor allem, weil sie meinem 1:50 Modell entspricht und ich halbwegs genaue Zeichnungen hatte.

Hier also meine Konstruktionsschritte der groben Struktur. Wenn die vollständig ist, wird sie in verschiedenen Teilen geteilt, damit das alles vernünftig aus dem 3D Drucker kommt. Es fehlen auch noch Fenster, Klappen und Türen. Das kommt noch. Auch die Verbindung mit der Bodenplatte.

Also als erstes habe ich die Bodenplatte kopiert und dann einen Block mit der maximalen Höhe hochgezogen. Praktisch ein Quader mit der Rundung hinten.





Dann habe ich die Dach-Form nachgezeichnet (an Hand von vorhandenen Zeichnungen)







Dann die heruntergezogene "Karosserie" auf der rechten Seite:





Nachdem die äußere Form praktisch als Vollmaterial Block fertig war, habe ich es ausgehöhlt. Das ist in Fusion 360 nur ein Befehl: Unterseite Markieren und dann die Dicke der Wandstärke festlegen:



Das innere Fenster der Fahrerkabine habe ich in die Außenansicht gezeichnet (ich spare mit "Sketches", wenn möglich und sinnvoll).



Und schließlich die Aussparung für die Seile:




In Fusion 360 gibt es "Canvases", hier kann man also JPG Dateien in verschiedene Ebenen legen. Das kann man hier sehen:



Ich hoffe, dass das hilfreich ist.

Grüße
Alexander

Schöne Anleitung Alexander!

Ich zeichne mit FreeCad, aber vom Prinzip mache ich nichts anderes.