Die Technik der MD65 PX-17

Auf dieser Seite möchte ich Ihnen einen kleinen Einblick in die technischen Besonderheiten dieses Funktionsmodells geben und dabei auf folgende Punkte näher eingehen:                           1.Grundkonzeption                                                                         2.Gewicht/Gewichtsverteilung                                                          3.Antriebskonzept                                                                          4.Laufwerke                                                                                  5.Kettenspanner                                                                           6.Kette                                                                                          7.Hydraulik                                                                                    8.Soundkonzept                                                                            9.Demontierbarkeit/Wartungsfreundlichkeit                                  10.Arbeitsgerät                                                                            11.Aufbauten                                                                              12.Technische Daten           

1.Grundkonzeption

Am Anfang der Konzeption eines vorbildähnlichen Funktionsmodells steht zunächst die Suche nach einem geeigneten Original sowohl hinsichtlich der optischen Erscheinung als auch in Bezug auf die Gewichtsklasse und den Funktionsumfang. Meine Wahl fiel schließlich auf die ca. 24 Tonnen schwere  D65 PX-17 Inpat da ihre Form m. E. noch der einer klassischen Raupe entspricht. In der Version mit dem 6-Wege Inpat-Schild sind zudem durch die Kombination von Hub- Schwenk- und Tiltbewegungen komplexe Bedien- bzw. Spielaufgaben vorgegeben. Dieser Funktionsumfang kann noch durch eine Anhängekupplung und einen Heckaufreisser erweitert werden. Damit das Modell später nicht alleine auf den Parcours spielen muss habe ich den populären Maßstab 1:14 gewählt.  Wie der Name schon sagt wird eine “Schubraupe” ihre Arbeit im Wesentlichen durch Schieben verrichten. Besonderer Augenmerk gebührt also dem gesamten Antriebsstrang, den Laufwerken, Ketten und dem Traktionsaufbau. Selbstverständlich steht die Schubleistung in direktem Zusammenhang mit dem Modellgewicht. Nicht weniger von Bedeutung ist aber auch die Verzahnung der Kette mit dem Untergrund durch entsprechende Kettensteggestaltung und Laufwerkskonstruktion.  

2.Gewicht/Gewichtsverteilung

Wie schon erwähnt hat das Gesamtgewicht einen erheblichen Einfluss auf die Schubleistung des Modells. Deshalb habe ich von Beginn an alle Komponenten so massiv wie möglich konstruiert. Der Hauptrahmen besteht aus 3mm starkem Edelstahlblech. Unterboden, Schubrahmen, Turasdeckel und Beschlagteile sind wie die Kettenglieder aus hochfestem Messing bzw. Neusilber gegossen. Leitrad, Laufrollen, Stützrollen, alle Wellen und Zahnräder bestehen aus gehärtetem Stahl. Die Laufwerke selbst sind aus je drei 3mm Edelstahlblechen und einem 18mm starken Alufrästeil zusammengesetzt. Die MD65 PX-17 erreicht so ohne jegliche “Aufballastierung” ca.12000g Gesamtmasse. Schubraupen arbeiten oft an sehr steilen Böschungen. Der Schwerpunkt sollte also so weit wie möglich nach unten gezogen werden. Die Gewichtsorgie endet deswegen bei der MD65 PX-17 etwa auf Höhe des Kabinenbodens.          Ab diesem Niveau finden nur noch leichtere Materialien Verwendung. Die MD65 PX-17 kippt seitlich erst ab einem Böschungswinkel größer 60°. Das sind fast 130% Steigung!

3.Antriebskonzept

Im Gegensatz zu  einer Laderaupe verrichtet eine Schubraupe ihre Arbeit zu praktisch 100% mit ihrem Antriebsstrang. Die Transmission zwischen Motor und Turas wird also ständig in Betrieb sein und dabei z.T hohe Belastungen aushalten müssen. Das Augenmerk liegt hier auf einer hohen Betriebssicherheit durch massive Dimensionierung zum einen und auf der Geräuschminimierung zum anderen. In der MD65 PX-17 kommen zwei 5-polige, hochwindige, mit Rückschlußring versehene und damit drehmomentstarke Bürstengleichstrommotore mit angeflanschtem Planetengetriebe zum Einsatz.                         Ich habe mich hier ganz bewusst für konventionelle Bürstenmotore entschieden, da auf jeden Fall der Servonaut M220 Kettenregler verwendet werden sollte. Den geringen Leistungsbedarf einer 1:14 Schubraupe im Bereich kleiner zweistelliger Wattzahlen können diese Motoren locker decken. Viel wichtiger erscheint mir in diesem Zusammenhang die excellente Regelbarkeit und das vorzügliche Anlaufverhalten dieser Motoren im Vergleich zu den heute üblichen sensorlos kommutierten Brushlesssystemen. Die Planetengetriebe sind im Vergleich zu sonst oft eingesetzten Stirnradgetrieben erheblich leiser und können prinzipbedingt höhere Drehmomente übertragen, da sie die notwendige Zahnflankenpressung auf jeweils drei Zahnpaarungen verteilen. Nach den Planetengetrieben wird die Antriebsleistung über die spiralverzahnten Kegelradgetriebe umgelenkt und an das 10mm breite, schrägverzahnte Turasvorgelege weitergegeben. Da in jeder dieser drei Getriebestufen weiter untersetzt wird liegt das maximale Moment erst an der Turaswelle an. Die Gesamtuntersetzung beträgt nur 1:35 was zu einem sehr angenehmen, leicht elastischen (nicht statischen) Fahrverhalten führt. Die Kraft reicht locker aus um die Ketten auf jedem Untergrund durchdrehen zu lassen. Findet jedoch eine massive Verklemmung im Bereich des Laufwerkes statt (etwa großer Stein) kann der Antrieb blockieren ohne eine Beschädigung zu verursachen. Spiral- und Schrägverzahnung haben sich geräuschtechnisch voll ausgezahlt. Selbst bei abgeschaltetem Soundmodul hört man vom Antrieb absolut nichts, da er komplett von den klappernden und quietschenden Ketten übertönt wird. Alle Wellen des Antriebsstranges sind mit dauergeschmierten, gummigedichteten Kugellagern ausgestattet.

4.Laufwerke

Die PX-Version bedeutet bei der original  D65 die massivste für die Inpatausführung erhältliche Laufwerksvariante. Das Laufwerk ist im Vergleich zu der WX- und EX-Version um eine Laufrolle verlängert und trägt die 760mm breiten Moorbodenplatten. Gerade bei einem so langen Laufwerk ist eine ungestörte Pendelmöglichkeit Voraussetzung für einen guten Bodenkontakt der Kette. Aus diesem Grunde ist bei der MD65 PX-17 die Verbindung zwischen Laufwerk und Pendel mittels einer 8mm großen Edelstahlkugel gelöst, die im Gegensatz zu einem Bolzen auch mehrachsige Bewegungen zulässt. Die Laufwerke setzen sich aus drei 3mm Stahlblechen und einem 18mm starken Alufrästeil zusammen und werden von einer abnehmbaren L-förmigen Blende verkleidet. Sie nehmen die gleitgelagerten Laufrollen, Stützrollen und die Leitrolle mit dem Kettenspanner auf.    

5.Kettenspanner

Der Kettenspanner ist hinsichtlich Performance und Fahrbild   gleich mehrfach von großer Bedeutung. Er sollte so ausgelegt sein, dass er die Kette nicht permanent unter Zug setzt. Bei der MD65 PX-17 wird die Feder des Spanners mit einer Schraube auf 8Kg vorgespannt.  Mit dieser Schraube kann auch das Durchhängen der Kette exakt auf  das Wunschmaß eingestellt werden. Durch die hohe Vorspannung wirkt das Leitrad im normalen Betrieb wie fixiert. Nur wenn größere Steine in das Laufwerk  geraten und dabei die Kettenspannung 8kg übersteigt, löst das System aus und das Leitrad kann um 7mm nachgeben.
Das System hat viele Vorteile:
-Die Kette läuft im Normalfall wortwörtlich "sehr entspannt" (Sandkörner und kleine Steinchen werden so überhaupt nicht wahrgenommen)
-Die entspannte Kette kann sich sehr gut dem Gelände anpassen und baut so mehr Grip auf
-Die entspannte Kette läuft viel leichter und spart so Antriebsleistung
-Die entspannte Kette verschleisst viel weniger
-Die entspannte und damit durchhängende Kette ergibt ein perfekt vorbildgetreues Fahrbild
-Die entspannte und damit durchhängende Kette bewirkt, dass jedes  einzelne Kettenglied beim überlaufen der beiden Stützrollen eine  schnelle Drehbewegung ausführt und sich dabei recht gut selbst reinigt (natürlich in Abhängigkeit von der Bindigkeit des Bodens).

6.Kette

Die Kette ist dem Vorbild entsprechend als Einsteg- Einzelgliederkette ausgeführt und wird im Wachs- ausschmelzverfahren aus einer hochfesten Messing- bzw. Neusilberlegierung gegossen. Die Kettenglieder werden mit 3mm starken gehärteten  Stahlbolzen verbunden, auf die 5mm dicke Sahlhülsen aufgesteckt sind. Zur Erhöhung der Standfestigkeit und Reduzierung des Verschleißes sind die Verbinder an den Bolzenbohrungen vorn nach außen und hinten nach innen aufgepilzt. Die hohe Festigkeit des Materials ermöglicht im Vergleich zur Kunststoff- oder Zinkdruckgußkette erheblich geringere Wandstärken. Dadurch ergibt sich eine sehr vorbildnahe filigrane Optik und zugleich bessere Traktion der Kette. Die nur 1,2mm dicken Kettenstege können bei den 12 KG Modellgewicht leicht in den Boden eindringen. Durch die großen seitlichen Öffnungen in den Verbindern kann eingedrungenes Material leicht entweichen. Das hohe Gewicht der Kette (2x800g) sorgt im Zusammenhang mit dem zuvor beschriebenen Kettenspannersystem für stetigen Bodenkontakt der Kettenglieder und damit für sehr gute Traktion.

7.Hydraulik

Als Hydraulik kommt eine Pumpen- Motor- DBV- Tankeinheit sowie ein Ventilblock der Fa. Scaleart zum Einsatz. Diese Kombination wird von einem mit nur zwei Schrauben im Modell befestigten Halteblech aufgenommen und fügt sich wie auf den Bildern zu sehen sehr gut in das Raupenchassis ein. Die gesamte Einheit kann binnen Minuten zur Kontrolle oder Wartung entnommen werden. Selbstverständlich ist die Pumpe samt Motor und Tank zur Körperschallentkopplung mittels Silentlagern befestigt. Der Öltank ist vertikal ausgerichtet. Dadurch kann die Raupe auch in extremen Schräglagen betrieben werden. Die Pumpe wird von einem Faulhabermotor angetrieben. In diesem speziellen Anwendungsfall bedeutet dies erhebliche Vorteile. Der Bürstenmotor, zumal hier als Glockenankermotor läuft bei Bedarf blitzartig mit vollem Drehmoment an und braucht so nicht wie bei Brushlesssystemen üblich ständig mit niedriger Drehzahl durchzulaufen. Eine Verzögerung bei der Betätigung der Hydraulik ist nicht feststellbar. Bei der Schubraupe wird die Hydraulik im Schildbereich nur für Positionierungsaufgaben eingesetzt und wird daher oft für einige Sekunden gar nicht benötigt. Wenn der Motor dann steht ergibt sich eine erhebliche Stromersparnis. Die Superscalezylinder mit Hartverrohrung werden von der Fa. GB- Modellbau Gregor Beck in Österreich hergestellt. Sie sind trotz ihrer extremen Filigranität wartungsfähig. Die Zylinder können problemlos über optisch sehr ansprechende 2mm Schläuche versorgt werden.

8.Soundkonzept

Zu einem guten Funktionsmodell gehört auch ein perfekter Sound. Erst der originale Klang einer Baumaschine und damit zugleich die Abwesenheit einer modellspezifischen Geräuschkulisse macht den Umgang mit einem solchen Modell zum authentischen Erlebnis. Dazu gehört einerseits das zuvor schon beschriebene Bemühen unliebsame modelleigene Geräusche wie z.B. jaulende Stirnradgetriebe weitgehend zu vermeiden und andererseits dafür Sorge zu tragen, dass die in Modellen regelmäßig eingesetzten relativ kleinen Lautsprecher ihre Arbeit unter möglichst optimalen Bedingungen verrichten können. Eine geeignete Einhausung der Lautsprecherrückseite (BOX) ist also zwingend erforderlich. Dies ist Aufgrund der beengten Platzverhältnisse in Funktionsmodellen oft nicht einfach. Aus diesem Grund wurde bei der MD65 PX-17 in der Motorhaube schon eine Speakerbox integriert in die der 50mm Lautsprecher der Fa. Beier nur noch eingeschraubt werden muss. Das Beier Soundmodul USM-RC2 ist weitgehend frei programmierbar und eignet sich daher gut für Baumaschinen. Für die MD65 PX-17 konnte ich so aus dem original Raupensound eine entsprechende Datei zusammenstellen.

9.Demontierbarkeit/Wartungsfreundlichkeit

Komplexe und leistungsfähige Funktionsmodelle können auch bei sorgfältigster Konstruktion und Wartung einen technischen Schaden erleiden. Dies ist dann nicht dramatisch, wenn die beschädigte Komponente einfach erreicht und ersetzt werden kann. Bei der MD65 PX-17 kann der gesamte Hydraulikblock zusammen mit dem Halteblech nach Lösen von nur zwei Schrauben entnommen werden. Auch der 8mm starke Motorspant, der die Antriebsgetriebemotoren trägt ist nur mit 4 gut zugänglichen Schrauben befestigt. Die über den Motoren angeordneten Elektronikkomponenten (Fahrregler und Soundmodul) werden an zwei Stahleinlegeböden befestigt und können so bei Bedarf mit einem Handgriff aus dem Chassis herausgehoben werden. Aufbauten und Motorhaube können binnen Sekunden von dem Modell getrennt werden und machen so die Chassiswanne über die gesamte Länge ungestört zugänglich. Der Aufbau kann bei Bedarf in 4Teile zerlegt werden. So kann das  Aussendach vom Aufbau getrennt werden um an die Beleuchtungsverkabelung zu gelangen. Selbstverständlich sind alle Kabelkanäle und Steckerdurchführungen vorhanden. Für Arbeiten an der Innenkabine lässt sich wiederum der gesamte “Glasaufbau” von der Basis trennen. Die Akkuschachtabdeckung ist magnetgesichert und mit nur einem Griff zu öffnen.

10.Arbeitsgerät

Der Schubrahmen besteht aus insgesamt 6 hochfesten Messinggussteilen die auf einer Vorrichtung durch Hartlöten verbunden wurden. Alle notwendigen Anschlagpunkte sind in den Gussteilen integriert. Der Rahmen ist hohl gefertigt, sodaß Verschlauchungen und Verkabelungen unsichtbar geführt werden können. Das Schubschild entsteht aus Messingblech der Stärke 0,8 mm. Die Einzelteile werden mit z.T. extrem filigranen Gravuren geätzt, danach gekantet, gebogen und schließlich zusammengelötet. Alle Beschlagteile entstehen wiederum im Messingguß.

11.Aufbauten

Die Aufbauten bestehen aus Gewichts- und Herstellungs-gründen aus unterschiedlichen Kunststoffen. Die großen Aufbauelemente und die Kabineninnenverkleidung werden als Lasersinterbauteile (SLS) erstellt. Dieses Material ist sehr stabil, elastisch schlagzäh, wärme- und chemikalienunempfindlich und lässt sich hervorragend kleben. Es weist eine offenporige Oberfläche auf und muss daher mit einem Spritzspachtel beschichtet werden. Um den notwendigen Schleifgang zu erleichtern sind diese Bauteile so gestaltet, dass sie keine erhabenen Strukturen aufweisen. Alle hoch strukturierten Bauteile wie Dach, Tür- Fensterrahmen und Kleinteile sind als oberflächenfertige PUR-Gussteile ausgeführt, die direkt lackiert werden können. Der Scheibensatz wird aus leicht getöntem, oberflächengehärtetem Präzisionsacrylglas gefräst.

12.Technische Daten

Maßstab 1:14Gewicht ca. 11800g ohne Blei und Zubehör

Länge ü.A. ca. 430mm

Breite Laufwerk ca. 230mm

Breite Schild ü.A. ca. 310mm

Stromversorgung Lipo 3s ca. 4000 mAh

Motore ca. 2x 20W alternativ 2x 46W Hydraulik 46W ca. 16bar