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Die Entstehung des Dragonride-Modells

Im Rahmen meiner Maturaarbeit habe ich ein Modell der neuen LFP, auch "Dragon Ride" genannt, gebaut. Ziel war es, eine Luftseilbahn mit funktionierendem Pendelbetrieb (Fahrt auf Knopfdruck) in einer realitätsnahmen Landschaft zu verwirklichen. Um einen sichern Betrieb zu gewährleisten, setzte ich auf Seilbahnkomponenten aus dem Fachhandel. Meine Bahn basiert auf der Titlis-Bahn der Firma Brawa im Massstab 1:87 (H0). Daraus konnte ich die Stütze und die Antriebs- und Spannvorrichtungen sowie die passenden Seile (Vorbildgerechet pro Fahrbahn je ein Zugseil und zwei Tragseile) entnehmen. Die Rotair-Kabinen wurden natürlich ersetzt, das Gehänge jedoch übernommen, auch wenn es vorbildgerecht länger sein sollte (Das Gehänge der LFP ist 9m hoch).

Grundgerüst
Als erstes zimmerte ich ein Grundgerüst aus Holz zusammen. Ich legte die Länge des Modells auf zwei Meter fest, die Breite auf einen halben Meter. Durch die Länge ergab sich ein Massstab für die Landschaft von 1:800. Um das Relief des Berges zu erfassen, verwendete ich das GIS der Kantone Ob- und Nidwalden. Dort habe ich die Abstände zwischen den Höhenkurven gemessen und zwar einmal auf der Bahnachse und einmal auf einer Geraden parallel zur Bahn im Abstand, der umgerecht dem Abstand im Modell von der Bahnachse zur Seitenbegrenzung entspricht. Die Daten trug ich in eine Excel Tabelle ein und nun konnte ich mit der Diagramm-Funktion drei Längsschnitte erstellen: Einmal durch die Bahnachse und zwei Mal der Längsschnitt der einer der beiden Seitenwänden entspricht.
Excel-Diagramm Das Grundgerüst
Längsschnitte der LFP Das Grundgerüst aus Holz im Bau

Kabinen
Zur Umsetzung der Kabinen habe ich mich für einen 3D-Druck entschieden. Um ein dreidimensionales Objekt drucken zu können, muss es zuerst einmal am PC mittels CAD (Computer-aided design = rechnergestütztes Konstruieren) konstruiert werden. Da die Firma CWA, welche die Kabine entwickelt hat, keine 3D-Dateien herausrückt, musste ich anhand von PDF-Plänen, die ich von den PILATUS-BAHNEN AG zur Verfügung gestellt bekommen habe, arbeiten.
Gedruckt wurden die beiden Kabinen im FabLab Luzern an der Hochschule für Technik in Horw. Da im Schmelzdruckverfahren keine Überhänge gedruckt werden können (bzw. nur mit Stützmaterial), druckte ich die beiden Kabinen in zwei Hälften und auf der Seite liegend. Gedauert hat der Druckvorgang pro Kabine etwa vier Stunden.
Programmansicht der konstruierten 3D Kabine Der 3D-Drucker
Ansicht der konstruierten Kabine im Programm "Cura" Druck mit dem "Ultimaker"

Der Druck der Kabinen war jedoch erst der Anfang: Nachdem die beiden Hälften zusammengeleimt waren, bemalte ich alle Stellen, die nicht rot sein sollten. Danach bastelte ich aus Karton und Folie die Türrahmen. Nun waren die grossen Fensterfronten an der Reihe. Vorher musste die Kabine allerdings noch mit Passagieren und den Panoramasitzen bestückt werden! Zum Schluss wurden die Gehänge (aus dem Titlis-Bahn Set) an den Kabinen befestigt.
Die Kabine nach dem Druck Die bemalte Kabine Kabine mit Figuren und Fenster

Stationen
Zur Umsetzung der Stationen bekam ich ebenfalls Baupläne von den PILATUS-BAHNEN AG. Hauptsächlich verwendete ich für die Stationen Sperrholz, Fenster wurden mit Folien realisiert. Und natürlich wurden auch die beiden Stationen bevölkert!
Foto der Talstation Foto der Bergstation
Die Talstation und... ...die Bergstation im Modell

Anders als gedacht, waren die Stationen doch einigermassen herausfordernd. Das Problem: Im Vorbild verbreitert sich die Fahrbahn über die Stütze (vgl. Das Vorbild). Da ich aber das Brawa-Modell der Titlis-Bahn verwendete, verfügt mein Modell über zwei parallele Fahrbahnen. Es wäre im Rahmen der Maturaarbeit auch nicht möglich gewesen, eine vorbildgerechte Verbreiterung der Fahrbahn über die Stütze zu realisieren. Dafür waren der Zeitaufwand und die Unsicherheitsfaktoren zu gross. Vielleicht fragen Sie sich nun, wo denn jetzt das Problem liegt. Das Problem ist vor allem ein optisches: Dem Betrachter fällt auf, dass die Stationen der LFP relativ zur Breite recht hoch sind. Bei meinem Modell war aber die Breite der Stationen vorgegeben, nämlich so, dass die Kabinen hineinpassen. Hätte ich nun den Rest, also vor allem die Höhe, einfach massstabgetreu umgerechnet, wären Höhe und Breite ungefähr gleich gross gewesen. Der Unterschied zum Vorbild fiele sofort auf.
Nun gut, ich achtete also auf das Verhältnis und plante die Station ein wenig höher. Dies führte jedoch zum nächsten Problem. Wie bereits beschrieben verwendete ich für die Kabinen das Gehänge der Titlis-Bahn. Und dieses ist zu kurz, was keine grosse Rolle spielt, da es dem Seilbahn-Laien kaum auffällt. Was aber auffällt ist, dass die Station scheinbar viel zu hoch sind! Vorbildgetreu umgesetzt sind sie schon zu hoch für die Kabinen mit kürzerem Gehänge, aber gibt man zur Höhe noch etwa dazu, fällt es auf!
Glücklicherweise spielte mir da aber eine weitere Unstimmigkeit zwischen Modell und Vorbild in die Hände. Und zwar hängt das Seil im Vorbild natürlich stark durch, es sind immerhin mehr als 700m von der Talstation zur Stütze. Im Modell sieht das erfahrungsgemäss etwas anders aus. Das Seil ist gespannter und was das für einen Effekt hat, zeigt die Abbildung. Konkret: Es fällt es gar nicht auf, das die Stationen zu hoch sind.
Auch bei der Bergstationen musste ich die massstabgetreuen Längen aus denselben Gründen ein wenig verändern. Für mich hat sich in diesem Beispiel gezeigt, wie schon die kleinste Änderung im Modell grosse auswirkungen haben kann, aber auch, worauf es in erster Linie im Modellbau ankommt: Viel wichtiger als die absolut massstabgetreue Umrechnung, ist das Visuelle Ergebnis. Der Betrachter geht nicht nachmessen, sondern beurteilt alleine mit seinen Augen, wie nahe das Modell dem Original kommt. Deshalb ist manchmal ein Verhältnis zwischen den Längen wichtiger als die eigentliche Grösse.

Landschaft
Bild der Entstehung der Landschaft Bild der Entstehung der Landschaft Bild der Entstehung der Landschaft

Um die Landschaft zu "bauen", füllte ich als erstes das Grunderüst mit Styropor auf. Mit Säge, Feile oder mit dem Japanmesser konnte ich die Landschaft bereits vorformen, in dem ich den Styropor bearbeitete, bevor dann die eigentliche Oberfläche des Berges, der Gips, darauf kam. Ich hatte vorher noch nie mit Gips geabeitet, schon gar nicht um einen Felsen zu formen, doch mit der Zeit bekommt man ein "Gefühl" dafür, wie man einen einigermassen realitätsnahen Berg gestalten kann. Wobei ich in diesem Bereich am wenigsten Vorbildnah gearbeitet habe. Wichtig war für mich vor allem, das Relief abzubilden und weniger die genauen Felsformen und -farben.
Nicht fehlen durften natürlich die Rodelbahn, mitsamt Skilift und die Klimsenkapelle und das Kreuz auf dem Klimsen.
Foto der Rodelbahn Foto der Rodelbahn
Die Rodelbahn mit Imbisshäuschen und... ...einem Rodler

Schiebeperron
Foto des vertikal angebrachten Motors des Perrons in der Bergstation
Schiebeperron Berg
Wie bereits angesprochen, verfügt die LFP über zwei Schiebeperron. Die Herausforderung, diese im Modell nachzubauen, habe ich mutig angenommen! Aus den gleichen Gründen, wie die Stationen "zu breit" sind, sind auch die beiden Schiebeplattformen breiter als im Vorbild. Die beiden Schiebeperron werden durch zwei Gleichstrommotoren, welche mit 3,5V betrieben werden, angetrieben. Dabei ist der Motor der Talstation horizontal angeordnet, der Motor der Bergstation ist aus Platzgründen vertikal eingebaut.

Elektrische Steuerung
Nun hört sich der Bau des Schiebeperrons nicht nach einer grossen Herausforderung an. Die Herausforderung war aber danach, das Ganze zu steuern. Die Brawa-Bahn verfügt über eine Platine, welche die Bahn steuert. Alles was diese Steuerung regelt, ist aber der Richtungswechsel. Das heisst, sobald die Bahn am Strom hängt, fährt sie rauf und runter, mit drei Sekunden abstand dazwischen. Ich wollte aber, dass man einen Knopf drücken kann und die Bahn dann genau eine Fahrt ausführt.
Dafür setzte ich auf eine SPS-Steuerung. Diese lässt sich am PC grafisch programmieren. Einfach erklärt gibt es Ein- und Ausgänge: Hereinkommende Signale (z.B. Knopfdruck, Endschalter) werden vom Programm verarbeitet und führen dazu, dass Ausgänge (z.B. Motor) aktiviert werden. Natürlich handelt es sich bei den Signalen immer um elektrischen Strom. Dieser steht aber unter einer "Steuerungsspannung". Um zum Beispiel einen Motor zum Laufen zu bringen, wird mittels Relais der entsprechnde Stromkreis, der unter der benötigten Spannung steht, geschlossen wird.
In einigen langen Nächten probierte ich zusammen mit Helfern die verdrahtete und programmierte Steuerung aus. Selbstverständlich funktionierte am Anfang gar nichts! Aber nach und nach entwickelte sich eine funktionierende und betriebssichere Steurung. Die genauen Probleme und Entwicklungsschritte möchte ich dem Leser an dieser Stelle ersparen. Ich erläutere aber kurz das Prinzip der endgültigen Steuerungsversion:
Nehmen wir zuerst an, dass sich die Kabinen in den Stationen befinden. Als Erstes steckt man den Stecker ein und betätigt den Hauptschalter. Nun können die Betrachter auf den Startknopf, der auf sich bei der Talstation befindet, drücken. Als erstes prüft nun das Programm, ob einer der beiden Endschalter in der Bergstation aktiv ist. Ist dies der Fall, bedeutet das, die Kabinen befinden sich in den Station. Dabei kommt es nicht darauf an, welche Kabine sich in der Bergstation befindet. Die Brawa-Paltine wird nun einfach unter Strom gestellt. Diese startet mit 3 Sekunden Verzögerung die Bahn. Die beiden Schiebeperron sind so programmiert, dass sie sich, 10 Sekunden nachdem die Stromversorgung für die Brawa-Bahn begonnen wurde, in die neue Position begeben. dazu sind je zwei Endschalter angebracht. Sobald einer der beidne Endschalter in der Bergstation wieder aktiviert wird, unterbricht das Programm die Stromversorgung für die Brawa-Bahn.
Funktioniert also alles Bestens. Die Bahn hat eine Fahrt gemacht, für eine weitere muss ich wieder auf den Knopf drücken. Was ist aber, wenn ich mitten in der Fahrt den Stecker ziehe und anschliessend wieder einstecke? Für diesen Fall prüft das Programm nach betätigen des Startknopfes, ob sich die Kabinen in den Stationen befinden. Wenn dies nicht der Fall ist gibt es einen Befehl an die Schiebeperon, sich in die richtige Position zu begeben. Die Brawa-Bahn fährt nämlich immer zuerst mit der rechten Kabine (vom Tal ausgesehen) nach oben, auch wenn diese sich zuvor auf der Talfahrt befunden hat (Das weiss die Brawa-Paltine nicht). Nun weiss das Programm: Befindet sich keine der Kabinen in den Stationen, zuerst die Perron in die Positionen unten rechts und oben links bringen. Auch diesen Fall meistert also das System!
Falls einmal die Notwendigkeit eines Nothalts auf der Strecke auftritt, habe ich die Möglichkeit, die Bahn anzuhalten, in dem ich 2 Sekunden lang auf den Startknopf drücke. Im Weiteren ist eine Sicherung eingebaut die einen Betrieb verhindert, wenn zwei gegensätzliche Endschalter gleichzeitig aktiv sind, also beispielsweise die beiden Endschalter des Schiebeperron Tal. Die Sicherung kommt daher, dass während der Programmierphase ein Endschalter eingedrück war und dauerhaft angegeben hat. Dann sucht man den Fehler im Programm, dabei liegt er eben ganz woanders...

So ist also das Modell der neuen Luftseilbahn Pilatus-Kulm entstanden. Ich schätze, dass ich mindestens 250 Stunden, verteilt auf ein halbes Jahr, daran gearbeitet habe. Dabei wurde ich von zahlreichen Helfern aus meinem Familien- und Bekanntenkreis unterstützt.

Weitere Informationen
Detailliert beschrieben habe ich das gesamte Projekt in der Dokumentation meiner Maturaarbeit:
Modell der neuen Luftseilbahn Fräkmüntegg-Pilatus Kulm

©2018: Severin Wallimann

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