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Anlagenplanung und –bau Steigungen,
Rampen, Wendeln |
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Stand: 10.02.2025 14:10 |
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Kontakt: Mail |
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Märklin
hat das Thema hier
schon gut erklärt. Das Folgende ist meine persönliche Meinung und keineswegs maßgeblich.
Andere Meinungen gelten selbstverständlich in gleichem Maße. Steigungen und Gefälle auf der
Anlage Gerade Rampe oder Wendel? Rampen
lassen sich am Anlagenrand oft ohne größere Probleme unterbringen, während
eine Wendel erheblichen Platz beanspruchen kann. Gerade
Rampen lassen sich aus einem Trassenbrett aus 5mm oder dickerem
Pappelsperrholz und einer Anzahl massiver Holzpfeiler recht einfach
herstellen. Ich
habe meine Rampen bisher so gebaut: aus 16mm MDF-Platten schnitt ich
keilförmige Streifen mit der richtigen Steigung, aus 6mm dicken
Schrankrückwänden die Trassenbretter. Wenn die Unterkante des MDF-Brettes
waagerecht ist, stimmt die Rampe. Stabil ist sie auch. Wendeln Als Material für die Wendeln wird allgemein 5mm
Pappelsperrholz genannt. Konstruktionsvorbilder sind unter dem Stichwort
Gleiswendel massenhaft im Netz zu finden. Zu den Gleisradien der Wendeln sind die Meinungen und
Erfahrungen verschieden. Es gibt einige, die funktionierende Wendeln mit R1
und R2 gebaut haben. Der
kleinere Radius muss für die Abfahrt, der größere für die Auffahrt geplant
werden, denn der Weg auf dem kleineren Radius ist kürzer und daher steiler.
Das wird aus dem folgenden Beispiel deutlich: |
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Beispiel: Wir
planen eine Wendel für den Betrieb mit Dampf- und Dieselloks, daher genügen
75 mm Durchfahrtshöhe, also zwischen Oberkante Schiene (OKS) und Unterkante
Trassenbrett. Mit Oberleitung ist 85 mm das Mindeste. Wir
planen, die 5 mm dicken Trassenbretter nur an der Kante zu fassen, so dass
über dem Gleis die maximale Höhe erhalten bleibt. |
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Eine
Schalldämmung ist ratsam bei unsichtbaren Gleisen und auf diesen
freischwebenden, schwingungsfähigen Trassenbrettern. Wir nehmen 3 mm
Trittschalldämmung an. In
der Summe der Höhen haben wir also |
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M-Gleis |
K-Gleis |
C-Gleis |
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Gleishöhe |
11,0
mm |
5,2
mm |
10,3
mm |
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Trittschalldämmung |
3,0
mm |
3,0
mm |
3,0
mm |
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Trassenbrett |
5,0
mm |
5,0
mm |
5,0
mm |
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Lichte
Höhe für Dampf/Diesel |
75,0
mm |
75,0
mm |
75,0
mm |
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Höhe
einer Wendelumdrehung |
94,0 mm |
88,2 mm |
93,3 mm |
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Lichte
Höhe für E-Lok |
85,0
mm |
85,0
mm |
85,0
mm |
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Höhe
einer Wendelumdrehung |
104,0 mm |
98,2 mm |
103,3 mm |
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Die
Steigung wird in Prozent angegeben, also Die
Gleichung dafür lautet: Gemessen
am Mittelleiter ist der Umfang einer Wendelumdrehung (U) gleich dem
Kreisdurchmesser (D) multipliziert mit 3,142 (π). U
= D x π D
= 2 x Radius (R) des Kreisbogens laut Katalog Die
Steigung in Prozent ist dann die Höhe einer Wendelumdrehung geteilt durch den
Umfang der Wendelumdrehung. Steigung
in % = Höhe x 100 / Umfang Die
Steigung des aufwärtsführenden Gleises sollte unter 3 % bleiben, abhängig von
der Zugkraft der Lok und des Zuggewichtes (des Rollwiderstandes). |
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M-Gleis |
Radius |
Durchmesser |
Umfang |
Lok-Art |
Höhe |
Prozent |
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Industriegleis |
28,60
cm |
57,20
cm |
180
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
9,40
cm 10,40
cm |
5,23 % 5,79 % |
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R1 |
36,00
cm |
72,00
cm |
226
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
9,40
cm 10,40
cm |
4,16 % 4,60 % |
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R2 |
43,74
cm |
87,48
cm |
275
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
9,40
cm 10,40
cm |
3,42 % 3,78 % |
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Modellgleis
3800 |
53,50
cm |
107,00
cm |
336
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
9,40
cm 10,40
cm |
2,80
% 3,10 % |
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Modellgleis
3900 |
58,50
cm |
117,00
cm |
368
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
9,40
cm 10,40
cm |
2,56
% 2,83
% |
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K-Gleis |
Radius |
Durchmesser |
Umfang |
Lok-Art |
Höhe |
Prozent |
||||||||||||
Industriegleis |
29,54
cm |
59,08
cm |
186
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
8,82
cm 9,82
cm |
4,75 % 5,29 % |
||||||||||||
Normalkreis
I |
36,00
cm |
72,00
cm |
226
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
8,82
cm 9,82
cm |
3,90 % 4,34 % |
||||||||||||
Normalkreis
II |
42,46
cm |
84,92
cm |
267
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
8,82
cm 9,82
cm |
3,31 % 3,68 % |
||||||||||||
Großkreis
I |
55,39
cm |
110,78
cm |
348
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
8,82
cm 9,82
cm |
2,53
% 2,82
% |
||||||||||||
Großkreis
II |
61,85
cm |
123,70
cm |
389
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
8,82
cm 9,82
cm |
2,27
% 2,53
% |
||||||||||||
C-Gleis |
Radius |
Durchmesser |
Umfang |
Lok-Art |
Höhe |
Prozent |
||||||||||||
R1 |
36,00
cm |
72,00
cm |
226
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
9,33
cm 10,33
cm |
4,12 % 4,57 % |
||||||||||||
R2 |
43,75
cm |
87,50
cm |
275
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
9,33
cm 10,33
cm |
3,39 % 3,76 % |
||||||||||||
R3 |
51,50
cm |
103,00
cm |
324
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
9,33
cm 10,33
cm |
2,88
% 3,19 % |
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R4 |
57,93
cm |
115,86
cm |
364
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
9,33
cm 10,33
cm |
2,56
% 2,84
% |
||||||||||||
R5 |
64,36
cm |
128,72
cm |
404
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
9,33
cm 10,33
cm |
2,31
% 2,55
% |
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R9 |
111,46
cm |
222,92
cm |
700
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
9,33
cm 10,33
cm |
1,33
% 1,48
% |
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Je größer
der Radius umso geringer die Steigung. Ein
Trick zur Verlängerung des Weges pro Umlauf ist das Einfügen von geraden
Gleisen, also die Wendel als Oval zu gestalten statt als Kreis. Ein
weiterer Trick zur Vergrößerung der Radien beim M-Gleis ist das Einfügen von
geraden Ausgleichsstücken zwischen den gebogenen Stücken. Um
Höhe zu sparen und damit die Steigung etwas zu reduzieren, kann man das
K-Gleis in das Trassenbrett versenken. Die Dicke des Trassenbrettes spielt
dann (hier) keine Rolle mehr. Das
Gleis in einer Trittschallbettung auf Karosserieblech geklebt und das Blech
an Trassenstreifen befestigt. Die effektive Höhe von Unterkante Blech bis
Oberkante Schiene reduziert sich so auf etwa 8,7 mm. Damit wird die
Wendelhöhe für Dampf/Dieselloks 8,37 cm, für E-Loks 9,37 cm. Damit
ergeben sich folgende Steigungen: |
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K-Gleis |
Radius |
Durchmesser |
Umfang |
Lok-Art |
Höhe |
Prozent |
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Industriegleis |
29,54
cm |
59,08
cm |
186
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
8,37
cm 9,37
cm |
4, 50 % 5,03 % |
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Normalkreis
I |
36,00
cm |
72,00
cm |
226
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
8,37
cm 9,37
cm |
3,70 % 4,15 % |
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Normalkreis
II |
42,46
cm |
84,92
cm |
267
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
8,37
cm 9,37
cm |
3,14 % 3,51 % |
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Großkreis
I |
55,39
cm |
110,78
cm |
348
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
8,37
cm 9,37
cm |
2,41
% 2,69
% |
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Großkreis
II |
61,85
cm |
123,70
cm |
389
cm |
Dampf/Diesel E-Lok |
8,37
cm 9,37
cm |
2,15
% 2,41
% |
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Bisher
nie erwähnt: Um
das zu verstehen, betrachten wir zunächst einen 90°-Bogen auf einer
waagerechten Fläche. Beide
Enden des Bogens liegen waagerecht. Nun
kippen wir die Platte, der Anschaulichkeit wegen um 15°. Das
linke Ende des Gleises liegt quer zur Gleisrichtung waagerecht, in
Gleisrichtung steigend um 15°. Das
rechte Ende des Gleises ist quer zur Gleisrichtung um 15° gekippt, in
Gleisrichtung ist es waagerecht. Es
ist also notwendig, das Gleis und das Trassenbrett(!) zu verwinden, zu
verdrehen! (SCARM
zeigt diese Verwindung tatsächlich…) Je
steiler die Strecke ist, umso stärker muss die Verwindung sein. Die
Außenschiene muss nach unten gezwungen werden. Ein
steifes Gleis mit Bettung wehrt sich dagegen. Es kann schwierig sein, es auf
dem Trassenbrett zu halten. Schrauben will man nicht wegen der Schallbrücken.
Ein elastischer Kleber kann sich mit der Zeit lösen. Das Trittschallmaterial
ist für solche Zugspannungen nicht gemacht. Ein
Kunststoffgleis kann man vielleicht mit Wärme in eine dauerhafte Verwindung
bringen. Bei Metallgleis ist das wohl leichter. Mit Flexgleis dürfte es am
einfachsten gehen. Auch hier ist das K-Gleis die richtige Wahl. Ebenso
wehrt sich ein dickes Trassenbrett gegen die Verwindung. Hier ist also eine
reduzierte Dicke angesagt. Eventuell – wenn man es beherrscht – könnte man
die Trassenbretter mit Feuchtigkeit, Dampf dauerhaft formen. Jedenfalls muss
die Befestigung, die Einspannung der Trassenbretter sehr stabil sein. Das
wirkt sich auf die Konstruktion der Trassenbretter aus. Alle
handelsüblichen Wendel-Bausätze sind als bogenförmige Stücke aus der Platte
geschnitten. Das produziert viel Abfall, ist daher teuer. Aber nur, wenn das
Trassenbrett an jeder Stelle den gleichen Querschnitt hat, lässt sich eine
gleichmäßige Verwindung erzielen. Wichtig
dabei ist, dass das Material keine bevorzugte Faserrichtung hat, also sich in
jeder Richtung in gleicher Weise biegen lässt. Daher ist Kunststoff
vorteilhaft. Der
sparsame Selbstbauer könnte auf die Idee kommen, seine Trassenbretter auf
diese materialsparende Weise zu schneiden: Hier
ist der Querschnitt der Trassenbretter ungleichmäßig, die Verwindung daher
auch. Keine gute Idee. |
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Warum die Rampenenden "ausrunden"?
Die
Zunahme (und später auch die Abnahme) der Steigung muss so gering bleiben,
dass über jedem Knick die satte Auflage der Räder erhalten bleibt. Ich
habe einen Versuch gemacht mit verschiedenen Dampfloks: Drei
gerade M-Gleisstücke 5106. Das
erste waagerecht, das zweite am Ende auf ein paar mm angehoben, das dritte
wieder waagerecht. Bei
4 mm hoch schleudert die BR38 beim unteren Übergang von Rampe zu waagerecht.
Das Vorläufer-Drehgestell hebt die Lok an und die Kuppelräder verlieren die
Haftung. Bei
3 mm bleibt die Haftung. Es
war die BR38 am empfindlichsten. Fazit: Der
Übergang von waagerecht = 1/∞ = 0% zu Rampe 3/180 = 1,7% ist die Grenze
für den Knick im Übergang von Gleisstück zu Gleisstück. Abwärts,
wenn der Zug nachschiebt, dürfte das gehen. Aufwärts
würde ich 2 mm Zunahme der Neigung von Gleisstück zu Gleisstück empfehlen. Also
sieht der Beginn einer 3,3-prozentigen Steigung so aus (siehe Zeichnung
unten): 1.
waagerecht 0% 2.
Neigung 1,1% = 2mm auf 180mm, also Steigung von 0 auf 2mm 3.
Neigung 2,2% = 4mm auf 180mm, also Steigung von 2 auf 6mm 4.
Neigung 3,3% = 6mm auf 180mm, also Steigung von 6 auf 12mm Lok
und Wagen auf der Steigung Die
Lok zieht mehr, o
wenn die Haftreifen
weich und griffig sind, also vorhanden und nicht allzu alt. (Haftreifen
Märklin-Nr. 7151, 7152, 7153, 7154) o
wenn sie schwer ist.
Alte Ganz-Metall-Lok sind im Vorteil. o
wenn bei Dampfloks alle
Kuppelachsen über Zahnräder angetrieben sind. Definition:
Kuppelachsen und Kuppelstangen Bei
meinen Dampfloks hat fast immer die letzte angetriebene Achse
2 Haftreifen. Ausnahmen: nur
1 Haftreifen: BR 75 und "Percy", 2
Haftreifen auf der ersten(!) Kuppelachse: BR 38, 2
Haftreifen auf der mittleren Achse: "Thomas" 4
Haftreifen, auf der 3. und 5. Kuppelachse: BR 50 und 52. Dieselloks
und E-Loks mit Drehgestellen haben 4 Haftreifen auf den angetriebenen Achsen,
auch die 6achsigen. Die kleinen Loks haben 2 Haftreifen auf der hintersten
Achse. Ein
Wagen leistet mehr Widerstand, o
wenn er schwer ist. o
wenn die Achslager
verschmutzt sind und schlecht geschmiert. o
wenn die Räder
verschmutzt sind. o
in Kurven. o
wenn er einen Schleifer
hat. |
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