Schienenreinigungswagen/Gleisreinigungswagen
Von früher weiß ich, dass die Schienen meiner Anlage prinzipiell sehr gut dazu geeignet sind, Staub und sonstige Unsäglichkeiten und nicht zuletzt das damals als Grasersatz verwendete Streumaterial zu sammeln und nur unter Protest wieder herzugeben.
Der traditionelle Ansatz mit dem Staubsauger hat gerne auch mal außer dem Staub Material neben den Gleisen abgeräumt, also blieb der Dreck sicherheitshalber meist längere Zeit wo er war.
Jetzt habe ich mir in den Kopf gesetzt, einen Gleisreinigungswagen für meine Bahn zu besorgen oder zu bauen. Wohl gemerkt, es geht um einen Saugwagen, der lose Teile und Staub einsammelt, nicht um polieren oder schleifen der eigentlichen Stromschienen.
In Spurweite TT sind die käuflichen Angebote für Sauger schnell aufgezählt: LUX bietet einen Gleisreinigungswagen an, ebenso Tomix, wobei Letzerer ein umgebautes Spur N Fahrzeug ist.
Beiden gemein ist ein ziemlich hoher Preis, was mich dazu bewogen hat, mir selbst so ein Teil auszudenken.
Als Startpunkt habe ich einen alten, als Teil eines Convolut in der Bucht ersteigerten Personenzugwagen mit Doppelachsfahrgestellen und Glühlampenbeleuchtung ausgesucht, der ohnehin so ramponiert aussieht, dass er den Weg auf die Anlage sicher nicht gefunden hätte :)
Die Breite des Wagens beträgt 25 mm, die Länge 160 mm ohne Puffer und Kupplungen, das Fahrgestell ist allerdings nur etwas über 21 mm breit.
Die kleinsten infrage kommenden Lüfter sind 25 x 25 mm groß, werden also seitlich überstehen. Das sollte aber kein Problem sein, denn die Wagen der in meinem Fuhrpark vorhandenen “Ferkeltaxe” sind mit 28 mm deutlich breiter und passen dennoch überall durch. Übertreiben darf ich es dennoch nicht, denn in Kurven ist die Ausladung des 160 mm langen Personenwagens größer als der nur 105 mm lange VT95.
Als Lüfter habe ich mir die guten Sunon Lüfter “MC25101V2” mit Magnetlagern ausgesucht, die zum gegebenen Zeitpunkt bei Pollin supergünstig angeboten wurden.
Soweit vorgedacht habe ich das CAD Programm meiner Wahl angeworfen und Entwürfe angefertigt, wobei ich mich deutlich vom TurboSauger der schweizer Firma Rail4You.ch habe inspirieren lassen, der leider nur im Maßstab H0 angeboten wird.
Die erste Version hat, wie das Vorbild, über die gesamte Luftführung einen konstanten Durchmesser von 23 mm:
Da die vier in Reihe verbauten Minilüfter höchstwahrscheinlich nicht genug Durchsatz erzeugen können, wurde der Einsaugtrakt bei Version V2 verengt um die Luftgeschwindigkeit zu erhöhen:
Dass die Reihenschaltung von Impellerturbinen eine höhere Sogwirkung erreichen kann, scheint mit dem TurboSauger ja bewiesen. Ob der gleiche Effekt auch mit vergleichsweise langsam laufenden Lüftern auftritt, ist fraglich. Daher habe ich in einer dritten Version die vier Lüfter parallelisiert und erhoffe mir damit einen höheren Luftdurchsatz im Ansaugtrakt:
Bei Version V4 habe ich die Gehäuseteile von vormals 26 mm Breite und Höhe auf jeweils 28 mm vergrößert. So ist der Abstand zwischen den Lüftern jeder Seite von nur 5 mm auf jetzt 7 mm gewachsen.
Damit der Ansaugrüssel in Kurven möglichst wenig seitlich über das Gleis hinaus ausgelenkt wird, wurde der Abstand zwischen Rüssel und Wagenchassis minimiert. Die Lüfter sind jetzt eingehaust:
Die Drehzahl der Lüfter wird über einen eigenen DCC Decoder einstellbar sein, der Decoder findet seinen Platz in der vordersten Abdeckung, im Bild links.
Eine Betrachtung der verschiedenen Luftführungen:
Bei Version 2 wird zwar durch den engeren Querschnitt der eigentlichen Ansaugöffnung
die Eintrittsgeschwindigkeit der Luft erhöht, aber noch im aufsteigenden Teil des Rohrs öffnet sich der Querschnitt auf 23 mm. Meine Befürchtung ist, dass sich eingesaugter
Staub an dieser Stelle in einem Wirbel sammelt und beim Abschalten der Lüfter einfach wieder nach unten raus fällt. Daher ist der Querschnitt des Ansaugteils bei Version V3
konstant gehalten, bis erst nach dem Übergang in die Horizontale die Erweiterung stattfindet.
Eine kurze Überprüfung der Luftquerschnitte hinter dem Filter ergibt, dass bei Version V3 und V4 mit 7 mm Abstand zwischen den jeweils gegenüber liegenden Lüftern nur noch 175 mm² für die durchströmende Luft zur Verfügung stehen, gegenüber 196 mm² bei den Versionen mit hintereinander angeordneten Lüftern. Hier ergibt sich der zur Verfügung stehende Querschnitt durch den Innendurchmesser des Lüftergehäuses abzüglich der Fläche des in der Mitte sitzenden Motors sowie der drei Streben mit den Abmessungen 1,5 x 4 mm.
Das Oval der Ansaugöffnung hat eine Fläche von 209 mm².
Den Drecksammelbehälter aus Acryl und die Lüfter trennt ein zwischen zwei Gittern eingelegter Ausschnitt eines Ausblasfilters eines handelsüblichen Bodenstaubsaugers.
Die Konstruktion...
... und die Realisierung.
Zusammengesetzt präsentiert sich das so:
Soweit gediehen habe ich mich zu einem Test der Saugleistung durchgerungen und musste leider feststellen, dass in keiner der Konfigurationen der Lüfteranordnung - seriell oder parallel - mit den Lüftern des Typs MC25101V2 ein nennenswerter Ansaugeffekt erzeugt wird.
Zum Glück werden diese Lüfter in mehreren Leistungsklassen angeboten. Der Typ MC25101V1 dreht bei gleicher Spannung 40 % schneller, 14000 statt 10000 Upm. Die höhere Drehzahl geht einher mit einer höheren Stromaufnahme und deutlicher Zunahme des erzeugten Lärms, 26 dB(A) gegenüber 16 dB(A).
Die stärkeren Lüfter erkennt man an dem roten MagLev Band
Der Gleissauger mit den stärkeren Lüftern:
Ein Test muss zeigen, ob die höhere Drehzahl in ausreichend Saugleistung umgesetzt wird.
Bei den Versuchen mit in Reihe aufgebauten Lüftern ist mir aufgefallen, dass sich der Luftstrom stärker “anfühlt”, wenn ein Lüfter alleine, ohne Gitter oder andere Lüfter davor oder dahinter, arbeitet. Im nächsten Ansatz werde ich also die Lüfter wieder in Serie anordnen und jeweils einen Abstandshalter zwischen die Lüfter setzen, so dass sich die Lüfter nicht (so sehr) gegenseitig beeinflussen.
Das sähe dann in etwa so aus:
Alle Teile können dann wieder mit 26 mm Kantenlänge erstellt werden, wie das beim ursprünglichen Entwurf der Fall war.
Die Gesamtkonstruktion ist mit dem nach oben ausblasenden Abschluss vorne aber mit ca. 172 mm schon ziemlich lang, und passt nicht mehr auf das unveränderte Chassis. Die vordere Kupplung schaut nicht mehr unter dem Auspuff hervor, das Drehgestell muss etwas nach vorne verlagert werden, damit der Wagen an die Lok angekuppelt werden kann.
Alternativ kann natürlich das Plexiglasrohr passend verkürzt werden.
Der Aufbau des Originals hat ebenfalls einen Überhang von 5 mm vorn und hinten. In der dargestellten Variante misst der komplette Wagen 165 mm in der Länge. Die 5 mm mehr gegenüber dem Original ergeben sich durch das ca. 10 mm überstehende Ansaugrohr.
Ich habe mich nochmal etwas schlauer gelesen und glaube jetzt zu wissen, dass eine Hintereinanderschaltung von Lüftern keine Erhöhung des Luftstroms ergibt. Folglich muss ich an der Parallelschaltung weiter arbeiten.
Da der Ansaugquerschnitt nicht wie bei V4 verkleinert werden soll, bietet sich als Alternative die Montage der Lüfter an der Oberseite an. So angeordnet passen nur drei Lüfter nebeneinander.
Bei dieser Konstruktion ist der Kasten um die Lüfter monolithisch ausgeführt und kann in einem Stück 3D gedruckt werden. Die Lüfter liegen innen auf zwei Leisten an den Seitenwänden.
Um bei dieser am meisten Erfolg versprechenden Variante kein Jota Saugwirkung zu verschwenden, gibt es noch die Variante mit erneut gekürztem Plexiglasrohr um den vierten Lüfter einbauen zu können.
Das Lüftergehäuse ist wieder um 5 mm nach vorn gerutscht, dieser Überstand ist ok.
Tests zur Saugleistung stehen noch aus...
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