Zelfbouw HSM stoomloc Argus-Vesta serie

[janw]

Zoals in Mathyn's draadje https://forum.beneluxspoor.net/index.php?topic=111354.0 over tijdperk 1 rijtuigen al genoemd, zal ik in dit nieuwe draadje iets laten zien van mijn zelfbouwproject van de eerste HSM-stoomlocs voor normaalspoor, de serie Argus-Vesta uit 1866. De bouw is inmiddels een flink eind gevorderd, maar ik zal hier bij het begin beginnen en in foto's en commentaar de bouw laten zien.

Er is op dit forum al eens een topic geopend met informatievraag over deze locs, met een plaatje:


De huidige toestand van mijn project is zo, met dien verstande dat de loc al rijdt en hier alleen gedemonteerd is omdat ik het onderstel binnenkort wil gaan spuiten (de dom wordt nog vervangen door een betere). Dus met de onderdelen losjes in elkaar gezet:




Centraal in het project staat een geïntegreerde motor+aandrijving-combinatie beschikbaar op de website van een zekere grote aanbieder uit het verre Oosten. Deze vondst bracht mijn project in een stroomversnelling, en met wat proberen blijkt hier inderdaad relatief gemakkelijk een goed lopende loc mee te maken.

[Tomasso]

Gaaf project Jan

Verstuurd vanaf mijn SM-S928B met Tapatalk

[orientexpress]

Mooi project Jan. Het betere zelfbouw werk.

[orientexpress]

Jan,

Heb je een nieuwe as gemaakt voor die gearbox? Of anders gezegd hoe heb je de wielen erop gekregen en wat voor wielen zijn het?

Verder ook een vraag hoe heb je de messing platen op maat gekregen? Allemaal zaagwerk of heb je ook andere gereedschappen gebruikt?

Met vriendelijke groet,

Adriaan

[janw]

Dank voor de reacties en de vraag -- komt aan de orde. Ik ga eerst even verder met mn verhaal zoals ik het wilde vertellen.

Het gaat hier over één specifiek loctype, maar deze bouwwijze is geschikt voor alle oude 1B-locjes van de Nederlandse maatschappijen. Naast deze ben ik ook een Staatsspoor 1B (NS 700) aan het voorbereiden, waar hetzelfde 'motorblokje' in past. Ik beschrijf het dus hier in de hoop dat het wat zelfbouw inspireert. We hoeven niet alleen maar afhankelijk te zijn van RTR of voorbereide bouwkits.

Naast de Staatsspoor-driemaster uit een MK Modelbouwstudios-bouwset die ik al heb rijden met z'n goederentreintje, wilde ik ook een oude HSM-trein. Twee rijtuigjes daarvoor waren ook al aanwezig. Ik koos het eerste type normaalspoorlocs van de HSM uit 1866, de in Engeland gebouwde serie Argus t/m Vesta (no's 1-15 en 26-30). De even oude Borsig- locs van de Provincie-serie hadden ook gekund, maar aangezien MK al een latere Borsig-loc heeft aangekondigd leken deze Engelse locs me dan voor de variatie uiteindelijk aantrekkelijker.
   Enig puzzelen met een naar schaal 1:87 gecopieerde tekening uit het boek van Karskens, Stoomlocomotieven van de HIJSM, en maatschetjes van motortjes en beschikbare tandwielkastjes liet zien dat het plan uitvoerbaar was, al zou de trekkracht waarschijnlijk bij gebrek aan gewicht beperkt blijven. Het idee leidde een tijd lang een slapend leven in een doosje met alvast verzamelde onderdelen, zoals een kandidaat-motor, twee kruiskoppen eigenlijk bedoeld voor schaal TT, een geschikte schoorsteen die zich in mijn rommelbak bleek op te houden en de tekening. De vondst van de motor-tandwielcombinaties bracht de zaak in een stroomversnelling. Het gaat om het artikel met de omschrijving daar:
“Mini 050/ N30/ N20 Full Metal Gearbox Worm Gear Motor DC 3V-12V 4RPM-762RPM Slow Speed T-shaped Dual Shaft D-shaft”



Eerst nu even fast forward naar het moment dat ik al een werkend onderstel had, om het verhaal over de ervaringen met deze motortjes af te maken. De breedte van de tandwielkast is 10mm, ideaal voor een H0-stoomloc. De N20 en N30 motortjes hebben ook die breedte, de 050 is wat breder (12 mm), en daarmee niet toe te passen in deze oude generatie stoomlocs maar vermoedelijk wel in wat latere, grotere locs zoals 5500, 3700, 3900, 6000 enz.
Ik heb eerst de kleinste variant (N20 met 381 rpm) in het model gebouwd. Een goed aantal omwentelingen ligt rond 200/min, maar dat was vorig jaar in combinatie met die motor niet beschikbaar (nu wel, zie ik zojuist). De resultaten waren bemoedigend, maar niet echt overtuigend: net te weinig power voor bogen en hellingen, ook niet na toevoeging van een slipband. De N30 motor (10 mm langer) bleek echter, bij nader inzien, ook nog in deze loc in te passen, en bovendien beschikbaar met een tandwielkastje van 200 rpm. Dus de wielen overgezet, en toen was het wel raak: zo hebben we voldoende power voor een realistisch bedrijf voor zo'n loc (dwz 4-8 twee-assers, op de schaarse oude foto's zie je zelden langere treinen). De as heeft een D-vorm maar dat is geen bezwaar. Ik heb de as zoals geleverd simpelweg met een slijpschijfje in de Dremel op de juiste breedte gebracht, en daarna de wielen gemonteerd. Op die wielen kom ik nog terug.

Dan verder bij het begin van het model. De voorbereiding is documentatie verzamelen over het origineel, over de te volgen bouwwijze, en onderdelen verzamelen.
Documentatie komt van de te verwachten plekken: de spoorliteratuur, HUA, fotoverzamelingen in beeldbanken en de NVBS. De tekening in Karskens, Stoomlocomotieven van de HIJSM was mijn belangrijkste leiddraad (tot ik het tekeningenpakketje in het HUA erbij vond).

De bouwwijze is de 'gewone' bouwwijze van een gecompenseed loconderstel zoals beschreven in de (wat oudere, meest Engelse) modelbouwboeken en ooit ook stap-voor-stap uitgelegd in de handleiding voor een universeel locomotiefonderstel van MK Modelbouwstudios -- helaas is die kit is niet meer verkrijgbaar; hij zou projecten als deze nog iets makkelijker maken (hint, hint...)
Een stapeltje op de kopieermachine, naar 1:87 verschaalde tekeningen uit Karskens wordt gebruikt om de onderdelen te maken: uitknippen, op messing lijmen en uitzagen. De juiste schaalmaten zijn zo vanzelf gegarandeerd. De aandrijving zit op de achterste drijfas, en de eerste drijfas wordt samen met de loopas onder een compensatieboompje geplaatst. Daarnaast wordt het 'loaded tender'-principe toegepast, dus de tender rust met een lip op een lip achterop de loc, zodat het gewicht van de tender de adhesie van de loc verhoogt. Het resultaat is gewoon goed, zeker met de pulsbreedteregelaar, waar deze motortjes zeer goed op reageren.
Voor de stroomafname heb ik Pogo-pins in de loc toegepast, en ouderwetse fosforbrons-stripjes in de tender.

We beginnen dus met een tekening, en markeren daarop de omtrek van het frame plus een soldeerlip voor en achter (die later wordt omgezet). Hierop tekenen we ook vast alle te boren gaten aan. Dit zijn 5 soorten gaten. Een uitgeknipte kartonnen omtrek van het motorblokje is handig hulpje om de beschikbare plaatsen te bepalen, of anders het blokje zelf.  Het gaat om de volgende gaten:

- 1. in de frameplaten zitten een aantal openingen. Deze moeten met de figuurzaag uitgezaagd worden, dus teken in elke te zagen opening 1 boorgaatje.
-  2. Dwarsverbindingen gaan we maken van 2mm rond messing, dus de plaatsen hiervan markeren we). Deze moeten we zelf kiezen, bv. op 2 of 3  plaatsen. Houd rekening met de positie van de aandrijfunit, en zorg dat er enige manoevreerruimte is om deze straks tussen de platen te plaatsen zonder last te krijgen van een dwarsverbinding
- 3. Gaten voor de assen: deze moeten uiteindelijk overeenkomen met resp. de as van de aandrijfunit (3mm) en de door uw gekozen drijf- en loopassen, of hun lagerbusjes. In eerste instantie boren we ze op 1 of 1,5 mm.
- 4. een 1mm gat voor de as van de compensatie-boom, ca. 2-3 mm boven het midden van de lijn tussen loopas en voorste drijfas.
- 5. 2mm-gaten voor de Pogo-pins+isolatie: deze komen ter plekke van de wielbanden; kies een locatie die geen conflicten oplevert met andere onderdelen zoals de aandrijfunit en de compensatie-boom. In mijn exemplaar draait de compensatie-boom tussen twee pogo-pins door, maar als uw pins langer zijn kan dat misschien niet. De loopas heb ik niet voorzien van pins want deze draait dan niet meer lekker mee. Met vier drijfassen plus twee of vier tenderassen met stroomafname blijkt de loc goed te lopen.
Als dit allemaal klaar is, onderstel enigszins ruim uit de tekening knippen. Twee stroken messing, elk groot genoeg voor 1 frameplaat, op elkaar solderen, en hierop de tekening lijmen. Dan de gaten boren, dan alles uitzagen (ruim) en met de metaalvijl strak en op maat vijlen. Het boren moet met een boorkolom gebeuren, want de asgaten moeten echt zuiver haaks zijn.


Twee stroken messing, elk groot genoeg voor 1 frameplaat, op elkaar solderen


Tekening erop lijmen (het beste met van die heldere knutsellijm, geen pva want het vocht daarin vervormt de tekening. Plakstift kan evt. ook


Boren, zagen, vijlen. Zorg dat de twee frameplaten echt gelijk worden en de kopse kanten van het materiaal netjes haaks. Het beste is iets te ruim uitzagen, en dan strak vijlen.

[Huup]

Sjonge, wat mooi. Ik volg dit graag!

[Ivo tB]

Boren, zagen, vijlen. Zorg dat de twee frameplaten echt gelijk worden en de kopse kanten van het materiaal netjes haaks. Het beste is iets te ruim uitzagen, en dan strak vijlen.

Dag Jan, grote waardering voor het scratch bouwen wat je zo doet. Suggestie voor het gelijk krijgen van de twee frameplaten: heb je een bovenfrees met kruistafel zoals bijvoorbeeld de MF 70 van Proxxon (veel eenvoudiger en goedkoper ken ik niet)? En klem dan 2 platen op elkaar en frees ze in een keer allebei gelijk. Mits goed strak op elkaar geklemd gaat dat 2 dezelfde frameplaten opleveren.

Je hebt het over solderen: je kunt natuurlijk 2 platen op elkaar solderen, met het risico van vervorming als je ze weer lossoldeert. Daarbij heb je met de freestafel gewoon haakse kanten met een rechte vingerfrees.

[Gert Arkema]

Leuk project!

[MathynK]

Leuk dat je er wat over schrijft, Jan. Gaaf project! Ik ga het met veel plezier volgen.

Groet, Mathyn

[vpeters1984]

Je hebt mijn interesse gevangen! Ben heel benieuwd naar de compensatie en de framebouw!

[janw]

Iedereen dank voor de interesse.
@Ivo -- zeker kun je dit professioneler doen met een freesbank. Maar wat ik wil laten zien is eigenlijk juist het tegendeel van jouw punt, namelijk dat dit ook lukt met relatief simpel gereedschap, al ontkom je niet aan het verwerven van wat soldeervaardigheden en minimaal een bankschroef, soldeerbout, soldeerbrandertje en een goede figuurzaag. Maar dat is allemaal toch van een eenvoudiger categorie dan een freesbank. De boorkolom is ook noodzakelijk, maar die heb je maar een paar keer nodig dus daarvoor kun je nog een bevriende buurman/oudoom/fietsenmaker die zo'n ding heeft lief aankijken. De mijne vond ik trouwens ooit bij een kringloopwinkel. De overstap naar professioneler gereedschap zoals freesbanken en weerstandssoldeerstations kun je dan uitstellen tot je wat basiservaring hebt en zeker weet dat het iets voor je is, of overslaan. Dit is al mijn derde goed lopende stoomloc-frame dat ik bouw met alleen de bovengenoemde basisuitrusting en de bouwwijze dit ik hier laat zien. Wat ik wil zeggen is: schrik niet terug voor beginnen met zelfbouw, je kunt meer dan je misschien denkt. Ook met het basisgereedschap dat we allemaal wel hebben.



Dat gezegd hebbende, verder met de beschrijving. We hadden twee frameplaten gezaagd en geboord.




De volgende stap is het boren van de koppelstangen. Hiervoor nemen we twee messing 0,5 mm strookjes van ruim voldoende lengte en hoogte, en solderen deze weer op elkaar. Dit geheel solderen we nu op de frameplaten over de asgaten. Vanaf de andere kant kan nu onder de boorkolom met dezelfde diameter (1 of 1,5 mm) opnieuw door de asgaten geboord worden, zodanig dat we straks koppelstangen krijgen waarvan de gatafstand zuiver gelijk is aan de afstand tussen de asgaten in het frame. Dit is een absolute voorwaarde voor een goed lopende loc, en meten is hier niet nauwkeurig genoeg: de gaten moeten samen geboord worden. Uiteraard moet hierbij de te doorboren sandwich, met het smallere koppelstangen-deel onder, indien nodig goed ondersteund worden zodat deze tijdens het boren echt vlak onder de boorkolom blijft liggen.








Een alternatief is het boren van de asgaten bij de hierboven genoemde stap even over te slaan, en deze alleen te markeren door met een centerpunt of spijker kleine putjes op de beide plekken te slaan. Na het verwijderen van de tekening worden dan horizontale en verticale lijnen door de putjes in het messing gekrast, zodanig dat na het opsolderen van de plaatjes voor de koppelstangen, hun positie kan worden teruggevonden, en het geheel vervolgens in één keer samen met 1,5 kan worden doorgeboord. Nu kan de gehele messing sandwich, met de smalle plaatjes boven, makkelijker stabiel onder de boorkolom worden gelegd. Ik heb zelf de eerder genoemde methode gevolgd en heel precies door de reeds geboorde gaten in het frame geboord, met goed resultaat.

 Na het boren kunnen de plaatjes voor de koppelstangen worden losgesoldeerd en verder in de juiste vorm gezaagd en gevijld. NB: de gaten in de koppelstangen zijn bedoeld voor de krukpennen plus hun bus(je), en dus kleiner dan de asgaten; na het gezamelijk boren met 1 of 1,5 mm moeten alleen de asgaten in het frame worden vergroot. Doe dit in stapjes van steeds hooguit 1 mm groter. De asgaten worden uiteindelijk sleuven richting de onderkant, en het materiaal 'onder' het asgat komt ons straks nog van pas, dus niet wegzagen. Sowieso uitkijken dat de sleuf niet breder wordt dan het asgat, dus aan de veilige kant zagen en later bijvijlen. De uiteindelijke diameter bepaalt u met de assen die u gaat gebruiken. In het geval van dit model 3,0mm voor de achterste loopas (de asdiameter van het aandrijfblokje), en 3,5 mm voor de voorste (nl. 3,2 van de Engelse Alan Gibson-assen plus hun lagerbusje -- over de keuze van wielen kom ik nog te spreken).
    Controleer opnieuw of alles aan de frameplaten naar wens is. Zo ja, dan kunnen ze van elkaar worden losgesoldeerd en weer vlakgevijld. De soldeerlippen voor en achter worden haaks omgezet in een bankschroef. Controleer met de tekening of de lengte (minus voor- en achterplaat) klopt en of de platen nog steeds even lang zijn.



Zaag nu de voor- en achterplaat uit 1mm messing, en voorzie ze van de nodige gaten voor buffers, imitatie-schroefkoppeling, loc-tender verbinding en een gat voor een stroomsnoertje. Voor- en achterplaat aan één zijde dun vertinnen, alsmede de omgezette lippen aan de uiteindes van het frame.

Nu gaan we het frame samen solderen. Neem een perfect vlakke plaat (bv. de onderzijde van een glazen snijplank) en een of meer stukjes hout of MDF van 10 mm. Plaats de frameplaten op de plaat, met het hout ertussen, en steek staafjes rond messing in de gaten voor de dwarsverbindingen (staafjes van gelijke diameter als de gaten). Ze hoeven niet uit te steken, u moet dit straks toch vlak vijlen. In of tussen het hout moet hiervoor dus plaats zijn, en u moet het hout straks ook weer weg kunnen halen als de dwarsverbindingen vast zitten. Steek lange rechte staven in de asgaten (ook weer gelijke diameter als de gaten -- boortjes zijn hiervoor heel geschikt), en bevestig de bufferbalk en achterplaat provisorisch bv. met krokodillenklemmen.





Controleer nu heel zorgvuldig of alles haaks, vlak, recht en evenwijdig staat: de langere staven in de asgaten zijn hierbij een gids. Zit alles goed, soldeer dan de dwarsverbindingen vast. Het frame heeft nu enige samenhang, Plaats de bufferbalk en achterplaat in hun correcte posities, controleer alles opnieuw en soldeer ook deze vast.

[Pauldg]

Schitterend Jan! En je hebt gelijk; hele generaties Britten hebben op die manier hun chassis voor locomotieven gemaakt.Met netjes en geduldig werken kan je magisch mooie dingen maken, ook met eenvoudig basisgereedschap

[Rob Ellerman]

Oerend gaaf dit 

[Pauldg]

Dit zou voor een NS450 ook prima kunnen. Klopt gelijk alles