Bau der Gleise – Geraden & Kurven (5 Zoll)

Auf dieser Seite finden Sie ausführliche Beschreibungen und Bilder, wie ich meine Gleise gebaut habe. Hier wird jedoch nur der Bau von ein­fachen Geraden und Bögen (=Kurven) erklärt. Für den Weichen­bau gibt es eine eigene Seite:

• Bau der Weichen

Bis jetzt sind rund 125 m Gleislänge entstanden, wobei der Mindest­radius auf meiner Anlage nur 2.5 m (!) beträgt. Bei der Ver­wendung von solch engen Bögen ist einiges zu beachten, siehe Trassierung meiner Bahn.

Alle Gleise ein­schließlich der Weichen sind ein kompletter Eigen­bau, da

• Gleise und vor allem Weichen fertig gekauft relativ teuer sind.
• es keine passenden Weichen für meinen Bedarf (Abzweig­radius von 3.8 m bzw. teil­weise auch nur 2.5 m) gibt, somit müsste ich die meisten Weichen ohnehin selber anfertigen.

Inhaltsverzeichnis

• Einführung in den Gleisbau
  • Wahl des Schienen- und Schwellen­profils
  • Schwellen­profil & Schwellen­abstand
  • Gleis­verbindung
  • Gleisschablone zum effizienten Fertigen der Gleisjoche
  • Verwendete Gleisradien für Kurven
• Vorgangsweise beim Bau einer Kurve mit einem Radius von 25.401 m
  • Vorbereitung – Zuschnitt der 13 Schwellen und der beiden Schienen
  • Festschweißen der Außen­schiene auf den Schwellen
  • Gleisrechen
  • Festschweißen der Innen­schiene auf den Schwellen
  • Vergleich zweier Kurven mit unter­schied­lichen Radien
  • Endfertigung der Kurve – Schienen­laschen, Schienen­kopf­abrundung, Lackierung

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Einführung in den Gleisbau

Sowohl für Schienen als auch für Schwellen ver­wende ich einen warmge­walzten Flach­stahl 20 x 6 aus S355. Die Gleis­ver­binder werden eben­falls aus dem­selben Stahl­profil herge­stellt. Diese Bau­weise hat den großen Vorteil, dass kaum Ver­schnitt­material an­fällt – sie ist also sehr kosten­günstig -, außerdem braucht man sich keine Gedanken darüber zu machen, wieviel Schienen- bzw. Schwellen­profil man genau be­nötigt. Warum ich gerade diesen Flachstahl ver­wende, erfahren Sie in den folgenden Ab­schnitten auf dieser Seite.

Wahl des Schienen­profils

Die bis vor kurzem am häufigsten ver­wendete Schiene beim Vorbild war die Schiene UIC 54. Diese Schiene hat eine Schienen­kopf­breite von 70 mm und eine Höhe von 159 mm. Umge­rechnet im Maßstab 1:11.3 würde sich ein Recht­eck­querschnitt von unge­fähr 6 x 14 mm ergeben, wie die folgende Tabelle zeigt:

 

Alle Maße in mm

Aufgrund der relativ großen Biege­belastung auf meinen Rampen­strecken habe ich mich ent­schieden, einen warmge­walzten Flach­stahl 20 x 6 zu benützen. Warmge­walzter Stahl ist um einiges günstiger als ge­zogener, blanker Stahl. Ein weiterer Vor­teil ist, dass die schmale Seite her­stellungs­bedingt leicht gewölbt ausge­führt ist und somit die Räder immer in Schienen­mitte laufen. 

Ich habe den Werk­stoff S355 (bis­herige Bezeichnung St52) ge­wählt, da die Hertzsche Pressung im Radauf­stands­punkt der Loko­motive mit einer zu­lässigen Gesamt­masse von 320 kg für den weicheren Bau­stahl S235 (= St37) etwas zu hoch wäre. Aller­dings ver­wenden fast alle Anlagen diesen Werk­stoff und es dürfte damit keine Probleme geben.

Trotz des scharfkantigen Stahl­profils gibt es keine großen Ver­schleiß­erscheinungen an den Rädern der Fahr­zeuge. Aller­dings muss erwähnt werden, dass ich die Schienen­innen­kanten in Kurven mit be­sonders engen Radien ab­runde.

Viele Anlagen ver­wenden eine Recht­eck­hohl­profil-Schiene mit den Maßen 20 x 10. Ich habe mich vor allem aus Kosten­gründen da­gegen ent­schieden. Zudem er­scheint mir die Schienen­breite von 10 mm für eine 5 Zoll Bahn viel zu groß. Auch ein mögliches Durch­rosten ist auf­grund der doch recht geringen Wand­stärke zu berück­sichtigen.

Schwellen­profil & Schwellen­abstand

Der Einfach­heit halber ver­wende ich für die Schwellen das­selbe Profil wie für die Schienen. (Vor allem unbe­handelte) Holz­schwellen sind nicht zu empfehlen, da sie ziemlich schnell ver­wittern und daher in der Regel keine lange Lebens­dauer er­reichen. Zudem müssen die Schrauben, die der Befestigung der Schienen auf den Schwellen dienen, regel­mäßig nach­gezogen werden. Stahl­gleise bedürfen dagegen keiner Wartung, halten sehr lange und sind auch nicht viel teurer.

Der Schwellen­abstand beträgt auf meiner Anlage ein­heit­lich 166.67 mm (6 Schwellen pro Meter) und die Schwellen­länge ungefähr 210 mm. Das genügt den tech­nischen An­forderungen voll­auf. Falls aus optischen Gründen ge­wünscht, kann man wesent­lich mehr und auch längere Schwellen ver­wenden. Vor­bild­gerecht wären sogar 18 Schwellen pro Meter, also genau drei­mal so viele (siehe Tabelle), wobei doppelt so viele Schwellen optisch sehr gut aus­sehen.

 

Alle Maße in mm

Gleis­ver­bindung

Die Gleise werden mit Ver­bindungs­laschen aus dem Schienen- bzw. Schwellen­profil und zwei M6 Schrauben mit­ein­ander ver­schraubt. Die damit er­zielte Pressung zwischen Lasche und Schwelle reicht bei Weitem aus, um die Gleise sicher zu ver­binden (kraft­schlüssige Ver­bindung). Zudem besteht durch die Schrauben in den Bohr­löchern (fast) eine form­schlüssige Ver­bindung, je nach Größe der Durch­gangs­löcher.

Anfangs wollte ich die Gleis­verbindung wie bei der echten Bahn ausführen, aller­dings war mir das dann doch zu auf­wändig. Deshalb habe ich meine jetzigen Gleis­verbinder zunächst test­weise probiert und bin damit heute noch vollends zu­frieden. Auch öfters de­montieren und wieder mit­einander ver­binden funktionierte stets pro­blemlos.
 

Gleisschablone für den Bau der Gleisjoche

Mein Standardgleis hat eine Länge von 2 Metern, das mit einer Gleis­schablone herge­stellt werden kann. Diese Schablone besteht aus zwei seitlichen Winkel­profilen mit den Abmessungen 20 x 20 x 3, die mit Flachprofilen 20 x 5 mitein­ander ver­bunden werden. Somit liegen die Schienen immer auf den 6 mm hohen Schwellen auf. Der innere Abstand zwischen den beiden Winkel­profilen beträgt 127 mm.

Des Weiteren werden noch seitliche Anschläge für die Schienen und ein Endan­schlag für die Schwellen benötigt, wobei die Schienen jeweils 0.5 bis 1 mm über die End­schwellen vor­stehen sollten. So können die Schienen immer lücken­los anein­ander geschraubt werden.

Die Gleisschablone verein­facht den Gleis­bau enorm und sorgt dafür, dass

• die Schienen einen rechten Winkel zu den Schwellen bilden.
• der Abstand zwischen den einzelnen Schwellen konstant ist.
• der Abstand zwischen den beiden Schienen (= Spur­weite) 127 mm beträgt.

Die Schablone dient vor allem dem Bau von geraden Gleisen, es können damit bedingt auch Kurven ange­fertigt werden (siehe “Bau einer Kurve” weiter unten).
 

Gleisradien

Bei meinen Gleisbögen ist, unab­hängig vom Radius, die äußere Schiene immer 2000 mm lang. Die innere Schiene ist stets kürzer. Somit kann man für alle Kurven dieselbe Gleis­schablone ver­wenden. Der gewünschte Kurven­radius bestimmt also die Länge der Innen­schiene.

Der Bogen­radius wurde so gewählt, dass die resultierende Anzahl der Schienen, die einen voll­ständigen Kreis bilden, eine möglichst oft durch 2 zu teilende Zahl ist. Prinzipiell kann man aber Kurven mit jedem beliebigen Radius bauen. Falls Sie andere wie die hier ange­führten Radien ver­wenden möchten, ist mein Rechner zur Be­stimmung der Strecken­längen­differenzen in Kurven ideal (am Ende dieser Seite gibt es auch ein Beispiel, was man in den Rechner eingeben muss).

In der folgenden Tabelle sind die von mir gebrauchten Radien mit der dazuge­hörenden Innen­schienen­länge zu sehen:

 

* Für die Berechnung der maximal zulässigen Geschwindigkeit gelten folgende Annahmen:

• Die Gleise sind in Kurven nicht überhöht.
• Die freie Seitenbeschleunigung a_q beträgt in etwa 0.5 m/s².

Bei der Verwendung von engen Radien kann man eine Spurer­weiterung von bis zu 3 mm vorsehen.

Insbesondere in engen Kurven ist aus Ver­schleiß­gründen eine Abrundung der Schieneninnennkanten zu em­pfehlen. Der Radius sollte ungefähr 1 mm be­tragen. Es ist jedoch un­bedingt zu be­achten, dass die Schienen­kopfab­rundung kleiner als der Radius des Rades zwischen Lauf­fläche und Spur­kranz sein muss – 1.5 mm nach Garten­bahn­norm -, da es sonst leicht zu einem Auf­klettern des Rades kommen kann und somit zu einem Ent­gleisen des Fahr­zeuges.

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Vorgangsweise: genaue Beschreibung des Kurvenbaus

Vorbereitung

Zunächst wird der Radius des Gleisbogens ausge­wählt: 25.401 m. Die Außen­schiene ist immer 2000 mm lang, laut voriger Tabelle beträgt die Länge der Innen­schiene für den gewünschten Radius 1990 mm.

Nun werden die 13 Schwellen (Länge ungefähr 210 mm) und die beiden Schienen mit dem Winkel­schleifer^o oder mit einer Band­säge zuge­schnitten. Anschließend entfernt man den vor­handenen Grat mit einem Schleifstein bzw. mit einer Feile.
 

Die äußere Schiene und die 13 Schwellen werden in die Gleis­schablone gelegt und mit Zwingen fixiert:
 

Festschweißen der Außenschiene auf den Schwellen

Nun wird die äußere Schiene auf allen Schwellen ange­schweißt, die innere Schiene ist jedoch nur an einer der beiden End­schwellen zu befestigen.
 

Je nach gewünschtem Kurvenradius ist eine Spurer­weiterung vorzusehen, die für die Spur 5 bis zu 3 mm betragen darf – siehe auch die Rad- und Gleis­normen auf meiner Down­load­seite. Das er­reicht man, wenn man zwischen Gleis­schablone und Schiene ein dement­sprechend dickes Metall­stück klemmt. Damit ergibt sich eine maximale Spur­weite von bis zu 130 mm. Eine Spurer­weiterung ermöglicht auch Wagen mit größerem Achs­stand, durch enge Kurven zu fahren.

In der folgenden Detail­ansicht ist gut zu sehen, dass nur die End­schwelle auf beiden Schienen ange­schweißt ist. Falls eine Gerade gebaut wird, werden alle Schwellen auch auf der Innen­schiene befestigt – das Gleis ist dann fertig.
 

Gleisrechen

Das entstehende Gebilde (“Gleis­rechen” oder auch “Gleis­kamm”) wird aus der Gleis­schablone genommen:
 

Das nicht ange­schweißte Schienenende und die dazuge­hörende Schwelle werden in einen Winkel­spanner gelegt. Es ist deutlich sichtbar, dass die Innen­schiene etwas kürzer als die äußere Schiene ist. Die Differenz beträgt für eine Kurve mit einem Radius von 25.401 m laut Tabelle genau 10 mm.
 

Festschweißen der Innenschiene auf den Schwellen

Beide Schienenenden müssen gleich weit über die letzte Schwelle vor­stehen, die gewählte Spur­weite (bei Bedarf mit Spurer­weiterung) ist einzu­halten. Wenn alles passt, werden die Schrauben fest angezogen.
 

Nun werden Klötze mit der Breite der Spur­weite zwischen die beiden Schienen geklemmt. Da die Schienen unter­schiedlich lang sind, entsteht eine Kurven­form. Anschließend erfolgt das Fest­schweißen der Innen­schiene auf den Schwellen.

Der Bau von Kurven ist viel einfacher als man denkt, man braucht dazu nicht einmal eine eigene Schablone!

Vergleich zweier Bögen mit unterschiedlichen Radien

In den folgenden zwei Bildern ist derselbe Gleis­rechen zu sehen; deutlich zu erkennen: Die Länge der Innen­schiene bestimmt den Kurven­radius!
 

Das linke Bild zeigt die fertige Kurve mit einem Radius von 25.401 m. Zum Ver­gleich dazu sieht man in der rechten Abbildung eine Kurve mit einem engeren Radius von unge­fähr 3.8 m. Da es sich hier um denselben Gleis­rechen wie für die fertige Kurve in der linken Abbildung handelt, steht die Innen­schiene unge­fähr 6 cm über die Schwelle vor. Obwohl nur eine Zwinge in Schienen­mitte montiert ist, ergibt sich schon eine perfekte Kurven­form.
 

Endfertigung des Gleisbogens

Nach dem Festschweißen der beiden Schienen auf die Schwellen müssen noch ein paar Kleinig­keiten erledigt werden. Zunächst schneidet man in jede End­schwelle ein Gewinde M6, anschließend wird auf jede End­schwelle eine Verbindungs­lasche ange­schweißt.

Zum Schneiden der Gewinde und zum Befestigen der Laschen würde ich die Ver­wendung einer Schablone empfehlen. So kann der pro­blem­lose Zusammen­bau von be­liebigen Schienen­stücken garan­tiert werden. Auch muss man auf­passen, dass die Schienen und Laschen wirklich eben auf der End­schwelle aufliegen, ansonsten kommt es beim Schienen­stoß zu Stufen in der Schienen­oberfläche.
 

Nun ist die Kurve fast fertig. Bei engen Kurven mit Radien unter 7.5 m ist es aus Verschleiß­gründen empfehlens­wert, die beiden Schienen­innenkanten etwas abzu­runden (Radius ungefähr 1 mm). Die Schienen­kopfab­rundung muss jedoch kleiner sein als der Radius des Rades zwischen Lauf­fläche und Spur­kranz (1.5 mm nach Garten­bahn­norm).

Wenn man will, kann man die Gleise noch lackieren. Ich verwende den Hammerite Metall-Schutz­lack^o. Dieser Lack kann auch direkt auf Rost aufge­tragen werden, ist kratz­fest und zudem sehr witterungs­beständig.

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Seite erstellt im Herbst 2013. Zuletzt geändert am 07.12.2022.