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:
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
Werbung
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:
| Schienenhöhe | Schienenkopfbreite | |||
| Bezeichnung | Original | 5 Zoll | Original | 5 Zoll |
| UIC 54 | 159 | 14.1 | 70 | 6.2 |
| UIC 60 | 172 | 15.2 | 72 | 6.4 |
| gewählt | 20 | 6 | ||
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.
| Schwellenbreite | Schwellenlänge | Schwellenabstand | ||||
| Bezeichnung | Original | 5 Zoll | Original | 5 Zoll |
Original | 5 Zoll |
| Betonschwelle B 70 | 300 | 26.6 | 2600 | 230 | 600 | 53.1 |
| Holzschwelle | 260 | 23.0 | 2400 – 2700 | 212 – 239 | ||
| gewählt | 20 | 210 | 166.67 | |||
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:
| Radius (Gleismitte) in m |
Länge Innenschiene in mm |
Anzahl Gleise für vollständigen Kreis |
Winkel in ° |
Geschwindigkeit * in km/h |
| 2.483 | 1900.3 | 8 | 45 | 4 |
| 3.756 | 1933.5 | 12 | 30 | 5 |
| 5.029 | 1950.1 | 16 | 22.5 | 5.5 |
| 7.576 | 1966.8 | 24 | 15 | 7 |
| 10.122 | 1975.1 | 32 | 11.25 | 8 |
| 15.215 | 1983.4 | 48 | 7.5 | 10 |
| 20.308 | 1987.5 | 64 | 5.625 | 11 |
| 25.401 | 1990.0 | 80 | 4.5 | 13 |
* Für die Berechnung der maximal zulässigen Geschwindigkeit gelten folgende Annahmen:
- Die Gleise sind in Kurven nicht überhöht.
- Die freie Seitenbeschleunigung aq 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.
Werbung
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 Winkelschleifero 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-Schutzlacko. Dieser Lack kann auch direkt auf Rost aufgetragen werden, ist kratzfest und zudem sehr witterungsbeständig.
Werbung
Seite erstellt im Herbst 2013. Zuletzt geändert am 07.12.2022.