Collaudi del telaio

Allora, una cosa è da dire, per collaudarlo non ho voluto investire troppe energie. Quello che ho fatto è stato di avvitare al volo una sedia e unire i cavi dei motori alla batteria con una resistenza, ma ad ogni modo posso definire ambo le prove un successo!

Carrozzeria

Ciò detto è arrivato il momento della carrozzeria per il locomotore Fenix. L’idea, come al solito, è stata abbastanza semplice. Ho realizzato un telaio saldato in tubo quadro 20x20x1.5mm dove ho avvitato i pannelli mediante inserti filettati M4. I montanti sono stati verniciati a polvere prima di inserire i rivetti e presentare i pannelli. Nelle foto seguenti potete osservare la costruzione del controtelaio e le lamiere fissate provvisoriamente prima di doverle rimuovere per essere verniciate.

Ringraziamenti

Per le rotaie che vedete in questo post, e per le quali realizzerò un post dedicato, ringrazio gli amici che mi hanno dato una mano a tagliare il pavimento!

Alessandro Carrera; Alfredo Papini; Vanessa Cammerieri.

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A rivederci al prossimo post!

L'articolo Locomotore Fenix – prime prove e inizio carrozzeria proviene da Alessio Spachtholz.

Pezzi non ancora saldati

Nella galleria qui sotto ci sono le foto delle travi del locomotore Fenix appena fresate. La realizzazione è stata un po’ complessa, in quanto i tubi quadri (100x100x3mm) sono lunghi 1400mm, mentre la fresa del mio fornitore permette 1300mm di corsa. La realizzazione si è quindi composta di due fasi. Prima di tutto è stata fresata metà di ogni faccia. A quel punto è stato ruotato il piano di lavoro – la battuta contro quale venivano allineati i pezzi e le morse – ed eseguito il resto delle lavorazioni. Sono poi stati sistemati con una lima i bordi taglienti e i raggi degli spigoli concavi dove vengono posti i porta-cuscinetti. Dopodichè ho inserito gli inserti filettati, svasando prima i fori dal lato esterno di circa 1mm.

Saldatura del frame principale

Detto ciò ho saldato il frame del telaio. Il tutto si compone delle travi, due testate e di un fazzoletto centrale, dello spessore di 10mm. Per le saldature delle testate mi sono ritrovato di fronte al problema di non renderle visibili dall’esterno. Ho quindi deciso di porre un cordone all’interno del telaio, e porre quello esterno sulla faccia interiore del tubo quadro.

Assemblaggio di assi, freni e trasmissione

Ed ecco che arriva il momento di montare tutto e vedere se le cose combaciano. Le catene non le ho ancora comprate, e le corone dentate dei motori non le ho ancora ritirate dal fornitore, ma il resto fitta tutto alla perfezione. I mozzi non sono ancora nella posizione definitiva, quindi non sono allineate correttamente.

Test di frenata

Ho provato a prendere velocità sul piano in discesa del garage – sono 6m di rotaia – e frenare con i 2bar nominali che userà il locomotore Fenix con il convoglio accoppiato. Devo ammettere che non mi aspettavo frenasse così bene. Con il mio peso sopra sembra quasi che tenda a pattinare. Certo la prova andrebbe fatta a velocità più sostenuta, ma per ora posso ritenermi completamente soddisfatto! Qui sotto c’è il video della prova, che ho caricato su YouTube. Ho caricato altre info anche su Facebook e Instagram.

L'articolo Locomotore Fenix – montaggio provvisorio del telaio proviene da Alessio Spachtholz.

Storia del progetto e sue origini

Il tutto iniziò nel lontano giugno 2021, quando stavo ancora approcciando per le prime volte quest’hobby fantastico che è il model engineering. All’epoca, ovviamente, non ero capace di progettare da me un rotabile, e nemmeno di realizzarlo. Infatti, come ho scoperto in seguito, trovare un tornitore, un fresatore, un taglio laser ecc. non è affatto facile quando si tratta di pochi pezzi e si ha un budget ristretto. Mi fu quindi suggerito da alcuni hobbisti di recarmi da un signore che mi avrebbe realizzato un telaio a prezzo contenuto, in modo tale da poter poi procedere con quello che mi interessava davvero: l’elettronica. Il progetto iniziò, io pagai un anticipo e dopo più di un anno mi venne consegnato un telaio completamente diverso dalle specifiche, ma comunque apparentemente usabile.

Poi il tempo passò, ed io fui costretto a rifare una quantità di pezzi che non è nemmeno elencabile. Ad un certo punto, e si parla di questo mese, mi sono accorto che non rimaneva più nulla del progetto originale, tranne due travi e quattro lamiere storte e piene di buchi. Ecco quindi cosa ho deciso, rifaccio tutto da capo. Devo dire che mi dispiace davvero molto, ma in questo modo potrò anche renderlo trasportabile in automobile – ora è alto quasi 1m. Qui sotto ho deciso di mettere delle foto di confronto dei pezzi originali e rifatti.

La lezione qual’è?

Prima cosa che non è possibile che qualcuno ci offra la luna al prezzo di un sasso. Ma se vogliamo ne possiamo ricavare un’altra meno scontata: non bisogna mai legarsi tanto a qualcosa, al punto da mettervi le proprie energie alla cieca. Se quello che stiamo facendo non va bene, dobbiamo fare un passo indietro, prendere un foglio bianco e ricominciare. È difficile, io per primo lo so, ma è la cosa migliore. Per questo ringrazio tutte le persone che mi hanno dato la forza di ricominciare, a partire dalla mia famiglia, per arrivare ai fornitori che mi hanno fatto vedere come le cose devono essere veramente fatte. In particolar modo il centro di lavoro CNC BETO di Lecco.

Cosa voglio fare

Una cosa ho però voluto fosse costante: il locomotore Fenix deve essere un mezzo da cantiere – stilizzato ovviamente – e con i colori della Valsecchi Armamento Ferroviario, ovvero il giallo segnale ed il blu oltremare. A questo punto ho iniziato a guardare in rete un po’ di foto di locomotori da armamento e, con lo spirito del sano spionaggio industriale, ho pensato di imitare un po’ la Matisa, che con i frontali piegati mi permette di dare robustezza con spessori ridotti. Qui sotto metto una foto di una Matisa e una bozza di ciò che voglio fare.

Cos’ho progettato del locomotore Fenix fino ad ora

Quello che fino ad ora ho progettato del locomotore Fenix in realtà è solo il telaio. Il tutto è composto da due tubi quadri 100x100x3mm con delle aperture che permettono ai porta-cuscinetti di scorrere sospesi da delle molle. Questi sono uniti dalle testate e da un fazzoletto centrale. Gli assi, la trasmissione e i motori non sono altro che quelli che già avevo ridisegnato per essere montati sul vecchio progetto ormai accantonato. Anche i respingenti ed i ganci sono gli stessi, ed ho già pubblicato i progetti sul mio Gitea. Ho in questi giorni fornito le tavole a chi di dovere, appena riceverò i pezzi verranno saldati e verniciati e monterò la motorizzazione. Solo la base del telaio è saldata, tutto il resto è imbullonato. Fatto ciò pubblicherò un post con i progressi e procederò con il design della carrozzeria e degli impianti. Il frame in qubo quadro sottile sul retro del telaio è un quadro elettrico estraibile – mediante guide per cassetti – dove alloggiare i reostati ed i contattori. In questo modo si potrà fare manutenzione anche ai raduni, senza dover smontare le fiancate.

L'articolo Locomotore Fenix – primi passi proviene da Alessio Spachtholz.

Materiali utilizzati

Devo ammettere che queste rotaie sono davvero semplici. Per le rotaie ho utilizzato un tubo quadro 20x20x1,5mm preso al Tecnomat – ex Bricoman – in modo tale da contenere i costi, senza rinunciare alla robustezza meccanica. Per le traversine ho deciso di utilizzare del legno, ho scelto dei paletti di abete, che ho tagliato a misura. Essendo progettate per l’uso in garage, le traversine in legno sono perfette per non rovinare il pavimento. Inoltre, non è nemmeno necessario un trattamento con impregnante in autoclave, dato che non subiranno gli agenti atmosferici. Per montare le rotaie alle traversine ho usato un piatto in ferro 40x4mm, che ho saldato ai binari e avvitato con viti per legno a testa svasata nelle traversine. Ovviamente per produzione su larga scala converrebbe il taglio laser, ma ho realizzato solo 6m di binari, quindi ho fatto a mano. Le rotaie sono montate tra loro con dei pezzi in stampa 3D e viti M4.

Future implementazioni

Sto anche pensando di realizzare i cavalletti per i binari tronchi – li ho già disegnati, ma devo ancora provare a realizzarli – e le traversine in cemento. Pubblicherò foto e progetti appena li avrò provati. Quello che vorrei ottenere è, anche per quelle da esterni, l’isolamento elettrico tra le due rotaie e tra una sezione e l’altra, in modo tale da poter individuare la presenza dei treni come si fa con quelli a scartamento ordinario: inserendo una tensione tra le due rotaie e rilevando il corto circuito creato dagli assi del treno.

Link ai file del progetto delle rotaie 7 1/4 e degli accessori

Come al solito inserisco il link ai file del progetto, dxf, stl, oggetti 3D e tavole PDF. Trovate tutto nel repo qui sotto. I disegni sono realizzati con Autodesk Inventor 2024.

Link al repository con tutti i file del progetto

Galleria

L'articolo Rotaie componibili scartamento 7 1/4″ proviene da Alessio Spachtholz.

Semplicità spesso è affidabilità

Ora, l’accoppiatore in sé non è nulla di incredibile, si compone di una piastra parallela alla testata del rotabile, la quale è saldata ad altre tre ortogonali. In quelle orizzontali è posto un foro che consente di inserire un bullone M10 in verticale. Così facendo, per connettere i due rotabili, è possibile porre qualunque cosa provvista anch’essa di un foro di almeno 10mm. Quindi basterà avere una barra piatta forata, una catena, una barra filettata con uniball o forcella e così via. Sarà inoltre possibile usare un perno snodo sferico avvitato in testa alla barra M10 per usare gli accoppiatori a clip. Il tutto ha poi quell’aspetto da cantiere o miniera, proprio in stile con il locomotore al quale sto lavorando e per il quale li ho progettati.

Montaggio di un accoppiatore

Costruire uno di questi ganci è molto semplice, basta prendere i pezzi tagliati a laser in lamiera di ferro spessa 6mm ed inserire i tre elementi orizzontali nelle fessure di quello verticale. Risulta molto comodo per fare ciò aiutarsi con un martello, dando dei leggeri colpetti. Una volta inseriti i tre elementi non serve far altro che saldare le scanalature poste nella faccia posteriore. Per farlo si può usare una qualunque saldatrice a elettrodo, TIG, a filo o in ogni caso che riporti del materiale. Sarà poi necessario, nel caso la saldatura abbia sbordato dalla superficie, dare una passata veloce con una mola, una lima o con un disco abrasivo per smerigliatrice angolare. Non resta altro che dare una mano di vernice ed il gioco è fatto!

Galleria

Link ai file del progetto degli accoppiatori meccanici

Come al solito inserisco il link ai file del progetto, dxf, stl, oggetti 3D e tavole PDF. Trovate tutto nel repo qui sotto. I disegni sono realizzati con Autodesk Inventor 2024.

Link al repository con tutti i file del progetto

L'articolo Accoppiatori meccanici per modelli 7 1/4″ proviene da Alessio Spachtholz.

Cosa mi serviva e come l’ho creato

Un piano di riscontro non è altro che una lastra perfettamente liscia, senza avvallamenti o colmi. Ho quindi optato per un semplice tavolone di marmo, come quello dei pavimenti o delle lapidi. Ovviamente già di per se poteva bastare, ma ho deciso di disegnare dei piedini regolabili per poterlo mettere perfettamente in bolla. I piedini si compongono di un antivibrante maschio con l’altro lato in gomma, un pedino appunto. All’estremità filettata si avvita un cilindro stampato in 3D con all’interno un dado esagonale M8 fatto scorrere al centro dal lato. In questo modo, ruotando il pezzo in stampa 3D si riesce a regolarne l’altezza, mediante il passo della vite. Servono quindi quattro piedini ed una lastra abbastanza pesante da essere perfettamente stabile grazie alla sola forza di gravità. Un amico – Walter B. – ha procurato per me due tavole di marmo da 300x600mm e spesse 15mm. Non è servito altro che impilarle tra loro e porre sotto ad esse i quattro supporti, che avevo già regolato grossolanamente a due a due con una livella a bolla.

Galleria

Progetti

Modelli per stampa 3D

Assemblaggio

L'articolo Piano di riscontro per misure meccaniche proviene da Alessio Spachtholz.

Funzionamento

Riporto di seguito la descrizione stampata nell’ultima pagina del documento tecnico allegato:

Il respingente è progettato per assorbire, mediante la compressione della
molla, gli urti subiti. Nel caso in cui la forza d’impatto sia eccessivamente
elevata, il blocco antivibrante scorre all’interno del carter fino ad appoggiare
la sua faccia sulle rondelle in neoprene. Esse sono infatti studiate per
impedire una compressione eccessiva della molla, che porterebbe ad una sua
deformazione ed allo snervamento con conseguente perdita di elasticità.
La vite di fissaggio al telaio deve essere sufficientemente corta da
pre-comprimere la molla. Per uno spessore del telaio di 10mm è consigliabile
una vite di lunghezza 70mm con una rondella piana di spessore 2mm tra la
testa ed il telaio. Importate considerare che la vite, a causa della
compressione della molla, scorrerà all’interno del rotabile e necessita quindi
di spazio libero dietro di sè.
Le rondelle in neoprene devono avere uno spessore complessivo di
indicativamente 25mm. Nel disegno sono realizzate con uno spessore di 8mm
a partire dai fogli usati per il montaggio di costruzioni prefabbricate. In
questo caso risulta semplice il taglio del diametro esterno con un semplice
taglierino a mano. Il foro interno può essere realizzato con una punta di
trapano ed una guida in legno, con una fresa a tazza o con un tubo metallico
di spessore ridotto ed un martello.
La molla è del tipo per stampi a norma ISO10243 per carico leggero,
codificata dal colore verde.

Galleria

Il pezzo stampato in 3D verrà poi verniciato di nero o di rosso.

Link ai file del progetto dei respingenti

Come al solito inserisco il link ai file del progetto, dxf, stl, oggetti 3D e tavole PDF. Trovate tutto nel repo qui sotto. I disegni sono realizzati con Autodesk Inventor 2024.

Link al repository con tutti i file del progetto

L'articolo Respingenti per modelli 7 1/4″ proviene da Alessio Spachtholz.

Perchè mai costruire un tachigrafo in scala? Beh, il motivo è semplice, mi piacciono sia l’elettronica che il modellismo! Come già accennato nel post delle lanterne di coda in scala 1:4, quello che secondo me rende l’hobby del model engineering davvero bello, è la possibilità di imitare il più possibile la realtà, a differenza del modellismo in scale maggiormente ridotte. Altro motivo che mi spinge al replicare anche dell’oggettistica, quasi più che i rotabili, è la possibilità di goderne sempre. Infatti, se non si è proprietari di un circuito è davvero difficile divertirsi più di una manciata di volte l’anno – nel mio caso probabilmente anche solo due o tre – con il proprio convoglio. Da qui un’esigenza di progetti che possano essere apprezzati tutto l’anno.

Il circuito

Il circuito del tachigrafo, che in realtà non registra, quindi in sonstanza è un tachimetro, si basa su una nuova serie di microcontrollori di Microchip: gli AVR DB. È stata l’occasione di provarli per la prima volta ed implementare le librerie delle periferiche interne. Ho infatti scelto l’AVR32DB32. L’altra novità che ho affrontato è stato il motore passo-passo. Sembra incredibile che non avessi mai usato uno stepper, ma in effetti non mi è mai capitato di sperimentare con robotica o simili. Il vero problema però è che serviva un motorino estremamente piccolo. Cercando un po’ in rete sono per fortuna riuscito a reperire un autoricambio usato per i tachimetri ed i contagiri. Da lì sono passato al progetto del PCB., ruscendo a disegnare lo stampato della dimensione più piccola che ponesse l’asse del motore al centro, ma a questo punto si è reso necessario un forno per la saldatura, dato che microcontrollore ed adattatore USB erano in formato VQFN.

La saldatura

Ed ecco un’altra novità: saldatura per rifusione! Così ho ordinato il forno e delle schede di prova e dopo averne saldate tre mi sono lanciato sullo stampato dei tachigrafi, partendo con il farne uno. Devo ammettere che posare così tanti componenti piccoli e molto vicini fra loro non è stato semplice, ma sicuramente molto più piacevole che passare ore al microscopio a tentare di non fare corti fra i pin. Fatto ciò ho solo dovuto saldare il led ed i connettori sul retro e si poteva passare al firmware.

Firmware

Altro scoglio: non avevo una libreria che fosse una per questo microcontrollore, ma ovviamente questo non mi ha fermato. Sono addirittura arrivato ad installare Gitea sul mio server per gestire la stesura del codice assieme ad un amico. Il principio di funzionamento è molto semplice: un timer incrementa ad intervalli periodici generati da un altro timer usato come prescaler. Un contatto collegato fra un pin del tachigrafo e massa si chiude un certo numero di volte a giro di ruota, ed ogni volta che lo fa il timer riparte e salva il valore raggiunto. Sapendo quindi in che punto del conteggio esso è ripartito, si può facilmente ricavare la velocità. In più, se non viene mai fermato e si raggiunge un overflow è logico desumere che la locomotiva sia ferma – o in moto talmente lento che non sarebbe possibile leggere il valore a display. Un’altra routine si occupa quindi della comunicazione tachimetro-PC tramite USB con un terminale per il cambio di impostazioni (come le posizioni di zero e fondo scala, diametro della ruota ecc).

Tagli laser e stampe 3D

Non resta altro che un case che sia identico ad un vero tachigrafo, vero? Quindi ho progettato una serie di pezzi a taglio laser e stampa 3D che lo imitassero perfettamente. Il bello però è stata la possibilità di provarli prima con la mia stampante 3D, per passare solo dopo al taglio laser vero e proprio.

Verniciatura

Fatto ciò bisognava dare una mano di colore al case. Da questo è nato un dubbio: di che colore era il tachigrafo originale? Marrone. Già, onestamente non è che mi facesse impazzire come colore, anche perchè sulla mia locomotiva, la R302.019, sarò costretto a vederlo dall’esterno della cabina, che è nera. Quindi ho deciso di fare così: per montarlo sulla locomotiva lo vernicio di nero, ma per quello che conservo in una vetrinetta uso il colore originale.

Ma non era mica meccanico sto tachigrafo?

Risposta breve, sì. Ma ovviamente non essendo un orologiaio non era possibile realizzare un meccanismo del genere. Il problema è che tutti gli ingranaggi erano a vista, come potete vedere:

E quindi mi è venuta un’idea, stampare questa foto – dopo aver rimosso la lancetta – ed incollarla sul quadrante del mio tachigrafo!

Link ai file del progetto del tachigrafo

Come al solito inserisco il link ai file del progetto, dxf, stl, oggetti 3D e tavole PDF. Trovate tutto nel repo qui sotto. I disegni sono realizzati con Autodesk Inventor 2024. Incluso anche il PCB realizzato con KiCad.

Link al repository con tutti i file del progetto

Risultato finale

L'articolo Tachigrafo FS in scala proviene da Alessio Spachtholz.

Qualche settimana fa ho deciso di voler fare un po’ di esperienza con il CAD in modellazione 3D, ed ho quindi pensato di cimentarmi nella progettazione di un vagone cisterna a tre assi. L’idea di tale tipo di rotabile deriva dal fatto che amo particolarmente gli assi dispari (possiedo una R302, cosa ci si può immaginare??), infatti avevo già provato ad assemblare un tre assi alla buona, il mio carro pianale Steelscrap che però non ha funzionato come previsto. Dato che per assi dispari serve disegnare con calma ho pensato di esercitarmi con quelli. Il punto è che evidentemente pochi tipi di carro usano tre assi, ed essendo una tramoggia troppo difficile per iniziare, perché non una cisterna?

Prima bozza!

Così ho aperto Autodesk Inventor e mi sono messo a posizionare paccottiglia nell’assieme per un giorno, il risultato devo dire che è molto peggio di ciò che pensavo…

Facciamo sul serio adesso…

E quindi cosa ho fatto? Ho eliminato tutto! Poi ho ridisegnato il telaio, e mi sono ritrovato presto con molle a balestra fra le ruote – in tutti i sensi – e cuscinetti in blocchetto custom. E poi il telaio è cambiato un milione di volte, per arrivare a capire che non avevo la minima idea di che cisterna mettere… Finta? Inox? Ferro? Così ho piazzato una bombola di compressore commerciale da cento litri. E quindi era il momento di rifare il telaio perché la bombola possedeva il magico potere di volare . Poi ho abbozzato dei freni, che non penso frenino un gran che… Non male per fare esperienza CAD, ma la lezione che ho imparato? Bello disegnare, ma al prossimo giro conviene fare sul serio e sapere cosa voglio, almeno mi ritrovo un disegno che voglio anche veder sfrecciare su rotaia, non solamente nella mia testa!

L'articolo Carro cisterna tre assi proviene da Alessio Spachtholz.

Tender 7″ 1/4 di Alessio Spachtholz

Restauro integrale

Sono felice di annunciare a tutti che adesso anche io ho una bellissima macchina a vapore! Ho acquistato questa macchina per potermi fare le ossa nella meccanica, per magari poi un giorno progettarne una mia. Il punto è che il tender di cui era fornita la R302 aveva qualche cosa da sistemare: in questo post potete vedere come l’ho rimesso a nuovo!!

L’idea

L’idea che sta dietro al restauro che ho svolto è di aumentare la funzionalità del tender, migliorandone al contempo l’estetica. Potete vedere in questa foto com’era prima di metterci mano.

Migliorie varie

Per ottimizzare la situazione acqua ho inizialmente procurato una pompa elettrica, che non sarà certamente modellistica, ma in questo caso, avendo solo un iniettore ed una pompa a mano direi che è decisamente molto utile per non ritrovarsi nella . Dopodichè ho cambiato la raccorderia che era arrugginita ed ho spostato i rubinetti all’interno della sagoma del rotabile.

Un tender per la R302 travestito da vagone?

Quello che mancava era di rendere molto più carino il tender nel suo complesso, quindi grazie anche a dei suggerimenti dell’ing. Mattia Ragazzoni ho comprato del legno per rivestire il carro, camuffandolo da vagone merci! L’idea era quindi di farlo rassomigliare ad un altro carro già sistemato da me che era venuto molto bene. Questa operazione è stata eseguita per nascondere il fatto che è un tender, in quanto le R302 erano a tutti gli effetti delle locotender non provviste di tender, come si può notare dalle foto storiche, di cui due qua sotto.

Inoltre il rivestimento in legno evita il surriscaldamento dell’acqua: prima era una semplice cassa di inox verniciata di nero, sotto il sole mancano solo una gallina, delle verdure e dei tortellini per fare un buon pranzo… Un aumento di temperatura così pronunciato potrebbe portare l’iniettore a smettere di innescare correttamente. Ho quindi montato la perlina sui lati del carro, avendo cura di lasciare il lato con le righine (che sembrano assicelle) all’esterno. Per il fissaggio sulla cassa in inox ho utilizzato del silicone Wurth per lamiera. Ho lasciato per un giorno fermo il tutto ad asciugare con dei pesi a lato e delle mollette da bucato (per la gioia di mia mamma…). Fatto ciò ho predisposto dei poggiapiedi rimovibili per non avere come prima le ginocchia in gola mentre guido, senza però rischiare di rompermi gli stinchi quando è in deposito.

La verniciatura

A quel punto sono passato alla fase di verniciatura: una mano di cementina base acqua e due di smalto dello stesso tipo tinta RAL3009 rosso ossido, passate tutte a pennello. In questo modo sembra davvero un vagone merci siculo a scartamento ridotto, ovviamente con dovuta approssimazione.

Risultato finale

Ed ecco che con soli due giorni di lavoro posso dire che il tender della R302 ora mi soddisfa, si potrà certamente fare di meglio, ma devo dire che ne vado molto fiero!

Qui si può anche vedere come sia ben organizzato in modo tale da avere uno scomparto per acqua, uno per il carbone – ce ne ho messi tipo 10kg!! – ed uno per riporre attrezzi vari, oliatore e pezzetti di legna. L’ultimo scomparto è stato realizzato chiudendo il pianalino col le sponde in legno, e in esso sono situati anche la pompa a mano, il rubinetto dell’iniettore – o comunque il prolungamento della sua leva – ed il freno a mano.

L'articolo Tender R302 FS proviene da Alessio Spachtholz.