Gleiswendel
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Eine Gleiswendel f ist eine beliebte Methode, größere Höhenunterschiede auf der Modellbahnanlage ohne langestreckte Rampen zu überwinden. Die Strecke wird in einer Spirale geführt, die vorzugsweise im Untergrund (überbaut mit Gebirgen) versteckt wird. Einige Erbauer stellen ihre Gleiswendel auch zur Schau, so etwa zu sehen bei der Schwarzwald-Modellbahn in Hausach (http:////www.schwarzwald-modell-bahn.de/smb/baufortschritt/gleiswendel_1.php), wo zwei Wendel hinter Glas die Züge bis auf ein Niveau oberhalb der Eingangstür steigen lassen. Außendurchmesser 180 cm, Gesamthöhe 210 cm. Der Gleisverlauf kann einspurig oder zweispurig (im Gegenverkehr) geführt sein.
(Anm.: Alle im Artikel angegebenen Maße beziehen sich auf die Spurweite H0.)
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Bauweise
Prinzipiell muss das Trassenbrett in Form eines Kreisringes ausgesägt und in der gewünschten Höhe jeweils fixiert montiert werden. Ist mehr als eine Wendelung vorgesehen, ist bei der benötigten Durchfahrtshöhe zu berücksichtigen, dass die Verbindung zweier Trassenbretter ebenfalls Raum beansprucht. Die Kreisform ist natürlich nicht zwingend; auch ovale Konstruktionen sind denkbar, im Hinblick auf möglichst flache Steigungen sogar wünschenswert, wenn der Platz es erlaubt. Zu bedenken ist bei der Planung noch der zusätzliche Platzbedarf für die Ausrundungen am Anfang/Ende der Steigung, um pannensicher die Wendel befahren zu können. Eine praktikable Methode ist der Aufbau mit Gewindestangen.
Beispiel: Die Gewindestangen-Methode
Im Mittelpunkt der Wendel wird eine Gewindestange (M8 ist empfehlenswert) vertikal montiert. An der Peripherie des Wendel-Kreises stehen ebenfalls Gewindestangen. (Bei größeren Radien stehen Stangen paarweise innen und außen am Rande des Trassenbrettes) Passend gelochte Querträger (Holzleisten oder Winkelprofile) verbinden nun immer die Zentrums-Stange mit einer Peripheriestange und bilden so die Auflage für das Trassenbrett. Jeder Querträger ruht an beiden Enden auf einer Mutter, die auf der Gewindestange auf- und abwärts gedreht werden kann. Diese Technik bietet eine präzise Fein-Einstell-Möglichkeit für eine sehr gleichmäßige Steigung in der Wendel. Industriell gefertigte Systeme weisen z. B. auch eine Art Klammer-Paar auf, das an den tragenden Stangen verstellbar montiert wird und das Trassenbrett hält. Der Vorteil der Klammer-Technik liegt klar in der gewonnenen lichten Höhe innerhalb der Wendel, da der Querträger entfällt.
Fehler in der Wendel
Aus geometrisch-mathematischen Gründen bergen Gleiswendel mit Modellbahnschienen verschiedene Fehler in sich.
Der erste Fehler: Der Kreis ist zu kurz
Betrachten wir zunächst einen einfachen Kreis, Halbmesser 360 mm (Radius 1). Dieser entspricht ( x 2; x Pi) einer Strecke von 2.261,98 mm. Lassen wir diese Strecke steigen, auf angenommene 120 mm über das 0-Niveau, so entspricht die Entfernung (jetzt über Grund gemessen) nur noch 2.258,76.
Es fehlen ganze 3,18mm.
(Denken wir uns die Schiene als Hypothenuse eines Dreieckes, der Höhenunterschied von 120 mm ist eine Kathete, so ergibt sich aus Pythagoras' Satz obiges Maß. Anm.: Dieser Fehler tritt bei allen Steigungen auf, ist jedoch immer vernachlässigbar, wenn wie Strecke im Untergrund NICHT wieder an anderer Stelle an die oberirdische Streckenführung angeschlossen werden soll.)
Dabei ist es gleichgültig, ob das Pythagoreische Dreieck gerade gestreckt oder als Wendel ausgeführt ist. Die gängigen Gleisplanprogramme und erst recht die handgefertigte Zeichnung gehen über diesen Fehler hinweg und projizieren das Bild, als wenn das Gleis in einer Ebene läge. Es fehlen also am vollen Kreis 3,18 mm oder etwa 1/2 Bogengrad, bei nur einer Wendelung. Mit jeder Etage wird der Fehler um nochmals 3,18 mm größer. Um die fehlenden halben Grade zurück zu erlangen, verwindet man das Gleis, sofern kein passendes Ausgleichsstück eingesetzt wird.
Mit zunehmendem Radius wird der Winkel-Fehler kleiner, da ja das Verhältnis von Strecke zu Höhe dabei auch kleiner wird. (Wir bleiben bei 120mm Höhendifferenz)
- Radius 2 (437,5 mm) : noch 1/3 Grad pro Runde, 2,6 mm
- Radius 3 (515,0 mm) : 1/4 Grad, 2,2 mm
- Radius 4 (579,3 mm) : 1/5 Grad, 2,0 mm
- Radius 5 (643,6 mm) : knapp 1/6 Grad, 1,8mm
- Radius 9 (1114,6 mm): läppisches 1/20 Grad, 1,0 mm.
Der Winkelfehler wird kleiner, ebenso der Maßfehler. (Anm.: Bezeichnung und Maß der Radien entspricht dem Märklin C-Gleis-Sortiment.) Diese Betrachtung setzt voraus, dass die Gleise in exakt der Position zu liegen kommen sollen, die eine senkrechte Projektion des Gleisplanes auf der 0-Ebene vorgäbe. Tatsächlich ist jedoch zu erwarten, dass sich der vorgezeichnete Radius verkleinert. Siehe dazu unten: "Die Trasse verwindet sich"
Der zweite Fehler: Die Schienen sind unterschiedlich lang
Die Enden der beiden Schienen eines Gleises, die unten nebeneinander anfingen, sind am oberen Ende der Wendel nicht mehr nebeneinander. Oben aufgezeigter Fehler bezog sich auf den mittleren Radius jeden Gleisbogens. Berechnet man nun die zurückgelegte Strecke der inneren Schiene im Vergleich zur äußeren Schiene (indem man vom mittleren Radius mal die halbe H0-Spurweite entweder abzieht oder addiert), so ergibt sich, als Distanz über dem Anlagengrund gemessen, eine Differenz von 0,14 mm im Radius 1 nach der ersten Wendelung. Die innere Schiene kommt also 1/7 mm zu lang daher. Auch dieser Fehler wird mit größerem Radius kleiner, bis er bei R9 auf nur noch 0,015 mm, also in den Bereich des Vernachlässigbaren, verkleinert ist. Vermutlich sind die "Fertigungstoleranzen" der Hersteller ausreichend groß, um diesen Fehler nicht zum Problem werden zu lassen.
Der dritte Fehler: Die Trasse verwindet sich
Nochmals von dem einfachen Trassenbrett in Form eines Kreisringes ausgehend ergibt sich zunächst eine innere Spannung, da das Brett ja aus seiner ursprünglich zweidimensionalen Lage in die Spiralform "gezwungen" wird. Diese Spannung ist bei der Verbindung mehrerer Trassenbretter (Ein- und Ausfahrt aus der Wendel, Stöße zwischen den Etagen) unbedingt zu berücksichtigen und nicht zu unterschätzen! Dazu kommt noch ein mechanischer Effekt: Stellen wir uns einen offenen Drahtring vor, den wir in die Spiralform zwingen. Je weiter wir die Enden auseinander ziehen, desto kleiner wird der Radius! (Im Extremfall, bei maximaler Streckung wäre der Kreisradius = 0.) Dieser Effekt ist zu bedenken. Eine Gleismitten-Markierung, die bereits auf dem Flach liegenden Trassen-Ring aufgebracht wurde, wäre nach der Verzerrung nicht mehr exakt, wenn beim Einbau die beiden Enden (des Kreisringes) genau senkrecht übereinander montiert würden.
Sofern die Trasse nicht aus einem absolut homogenen Material gesägt wurde, ergeben sich innerhalb des Brettes bereits unregelmäßige Verformungen , die eine exakt gleichmäßige Steigung der Wendel praktisch unmöglich machen. Diesen Verformungen folgt das aufmontierte Gleis, im Extremfall bis zur Unbefahrbarkeit. Bei Errichten einer Wendel sind daher ausgiebige Probefahrten mit allen denkbaren Fahrzeug-Kombinationen dringend angeraten.
Zusammenfassung
Die beschriebenen Fehler treten in jeder Gleiswendel und bei jedem Gleissystem zwangsläufig auf. Die Verwendung von Flexgleis kann die Fehler 1 und 2 kompensieren. Jedoch birgt das Flexgleis seine eigenen Widerspenstigkeiten, die ein absolut exaktes Verlegen erschweren.
Weblinks
- Schwarzwald-Modellbahn Hausach (http://www.schwarzwald-modell-bahn.de/frameset.php)
Signatur
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Dieser Artikel stammt von HahNullMuehr. Nachträgliche Änderungen und Ergänzungen sind in der Liste der Autoren (versionen) nachvollziebar. Eventuelle Erfahrungen im Nachbau und Fragen zum Tipp gibt es auf der zugehörigen Diskussionsseite. (erstellt: 21:41h, 25. Mai 2010 CEST) |
