Anlagenbau
was es zu berücksichtigen gibt (beschränkt auf H0, 1:87)

  Hier werden in lockerer Reihenfolge Tipps gegeben , was bei einem Anlagen-(Roh)-Bau zu beachten ist:

- Steigungen
- Trassen
-  und Einiges mehr ........

Dies sollen keine Anleitungen sein, die den Bau einer Anlage von Beginn bis Ende beschreibet!
Vielmehr werden - wie gesagt - in lockerer Reihenfolge einige Punkte beleuchtet werden, welche bei einem Anlagenbau hilfreich zu wissen sind, nämlich:
"was es zu berücksichtigen gilt".

Abb.0

Das große Vorbild und die Modellbahnanlage

Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten eine Modellbahnanlage zu planen: eine Fantasieanlage oder den Nachbau des großen Vorbilds.
Nachfolgend möchte ich einige Anmerkungen zur Problematik "Nachbau des großen Vorbilds" geben. Niemals wird ein Platzbedarf verfügbar sein, um maßstabsgerecht das Vorbild in 1:87 nachbilden zu können. Dazu betrachten wir zunächst einmal lediglich Steigungsbereiche. Beim großen Vorbild ist bei Hauptbahnen eine maximale Steigung von 1:40 = 25 ‰ = 2,5 % zulässig (Strecken mit größeren Steigungen werden als Steilstrecken bezeichnet)! Versuchen wir nun einmal eine maximale Steigung von 2,5% des Vorbilds im Maßstab 1:87 für unsere Modellbahnanlage nachzubilden. Dazu ist etwas Mathematik erforderlich:

Abb.1		   beim großen Vorbild:
es soll ein Höhenunterschied von 1 m realisiert werden, also h=1m.
Maximale Steigung bei Hauptbahnen 1:40*100% = 2,5 %.
Damit ergibt sich eine Streckenlänge von

Abb.2
Auf der Modellbahn:
rechnen wir das auf den H0 Maßstab 1:87 um, erhalten wir für den Höhenunterschied von h = 1 m = 100 cm => h´= 100/87 cm = 1,15 cm, was kaum ins Auge fällt! Und eine Streckenlänge  von s`= 40/87 m = 0,46 m. Um eine Tunneldurchfahrt zu ermöglichen, bedarf es in H0 Durchfahrtshöhe von ca. 9cm. Bei besagter Steigung, also 1,15cm pro 0,46m, ergibt sich: 9cm/1,15cm=7,8 => also 7,8*0,46m=3,6m! Eine beachtliche Länge, um lediglich eine unscheinbare Steigung von nur 1,15 cm pro 1/2 Meter zu realisieren!
Es ist also nicht wirklich sinnvoll die Wirklichkeit im Maßstab 1:87 nachbilden zu wollen: kaum erkennbarer Steigungsverlauf und viel Platzbedarf (insbesondere für kleinere Anlagen).
Es ist also sinvoll mit größeren Steigungen zu arbeiten!
Betrachten wir dazu einmal die Durchfahrtshöhe von Tunnel im H0-Maßstabe 1:87:  für eine Tunneleinfahrt wird nominell eine Durchfahrtshöhe von 9 cm benötigt; also h = 9 cm. Eine Steigung von p% = 4% ist vertretbar. Somit sich eine Streckenlänge s´ der Abb.3.		  
Abb.3
Das ist immer noch eine ordentliche Länge, weshalb dafür gerne Gleiswendeln gebaut werden (müssen), um mit dem verfügbaren Anlagenplatz zurecht zu kommen. Aber auch Gleiswendeln benötigen deutlich ausreichenden Platz, sodass sich dies zumeist nur rechnet, wenn größere Höhenunterschiede (mehr als nur 1 Tunnelhöhe von 9 cm) zu überwinden sind. Für unser Beispiel, Höhenunterschied von nur 1 Tunnelhöhe von 9 cm, bieten sich noch andere Möglichkeiten an; siehe weiter unten.

Anmerkung zum Programm WinTrack:
im 2D-Plan können Gleise mit Steigungen versehen werden (ausschlaggebend für eine 3D-Ansicht). Dabei berücksichtigt das Programm jedoch nicht die sich durch die Steigung ergebene größere Streckenlänge s, sondern belässt die Draufsicht-Streckenlänge a! Dabei entsteht natürlich ein Fehler in der Streckenlänge im Steigungsbereich. Nachfolgend wollen wir einmal nachrechnen wie groß dieser Fehler für unser obiges Tunnelbeispiel ist. Also h=9cm und p%=4%:

Abb.4 
Bei einer Streckenlänge von 2,25 m mit einer Steigung von 4% kann also die in WinTrack angegebene Streckenlänge (im 2D-Plan!) für einen realen Anlagenbau (Länge des Trassenbrettes!) mit ausreichender Genauigkeit  herangezogen werden - auch die Schienenlänge des Verbrauchsmaterials beispielsweise von. Flexgleisen - dazu ist der Fehler von hier 1,8 mm auf einer Streckenlänge von 2250 mm aufteilbar.
Anmerkung: in der Abb.4 geht es um eine Fehlerberechnung (s zu a); hier wurde s=225 gesetzt und a berechnet.

Gleiswendeln vermeiden; wie?

Mit Hilfe obiger Berechnung bestimmen wir die Gleislänge für einen Höhenunterschied von 9 cm und einer Steigung von 4% (beispielsweise).
Daran anschließend folgt eine Kehre (keine Gleiswendel!). Wir erhalten also zum Beispiel folgendes Gleisbild:

Abb.5
Möchten wir den selben Gleisverlauf noch einmal, jedoch gespiegelt, so geht das mir Wintrack sehr leicht mit den Funktionen "Gleisabschnitt markieren" und "Spiegeln, von links nach rechts". Es ist sinnvoll das Gespiegelte in eine andere Ebene (gemeint ist Zeichenebene!) zu verschieben. Danach werden Höhen und Steigungen eingetragen, sowie Tunnelstrecken eingerichtet. Damit erhalten wir folgendes Gleisbild:

Abb.6
Die 3D-Ansicht:

Abb.7
Selbstverständlich können die Kehren auch Doppelgleisig ausgeführt werden.
Was wir damit gewonnen haben:
* einfache Kehren, keine aufwendig zu bauende Gleiswendeln.
* Kehren in Tunnelbereiche "versteckt", damit nicht sichtbare platzsparende enge Kurvenradien verwendbar.
* realistischer Zugverkehr: Züge welche in einen Tunnel fahren, kehren auch aus diesen Tunnel zurück!
* Die Kehre links (grün) kann in beliebig weiten Bereichen nicht als Tunnelstrecke, sondern als Paradestrecke fungieren.
Im vorderen, hier nicht dargestellten Bereich, könnte sich ein Bahnhof befinden, mit 2-Gleisiger Ein- und Ausfahrt. Auf diese Weise habe ich auch meine Anlagenplanung ausgeführt; vergleiche Abb.0 oben.

Etwas muss noch manuell angepasst werden: Knickstellen an Steigungen müssen vermieden werden! Wintrack berücksichtigt dies bei automatischen Steigungsberechnungen leider nicht; vergleiche Abb.6. In diesen Bereichen muss manuell korrigiert werden:

Abb.8
Sanfte Übergänge an den Stellen, wo sich Steigungen ändern!
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Weitere Informationen zur schrittweisen Gleisentwicklung finden Sie unter http://www.hjb-electronics.de/,
dort unter "Gleispläne => Gleisplanentwicklung", sowie weitere Informationen und Beispielgleispläne zum Download.
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Spanten - Wintrack dxf-Export - CNC-Fräsen

Beim Anlagenrohbau sorgen Spanten für eine solide Grundkonstruktion. Das Programm Wintrack bietet hierzu auch die Möglichkeit Spanten zu planen. Zum exakten Nachbau dieser Spanten können diese von Wintrack entweder ausgedruckt werden (1:1 Papierausdruck), um als Vorlage auf ein Spantenbrett gebracht mit der Stichsäge ausgeschnitten zu werden, oder eleganter maschinell mittels CNC-Fräse hergestellt werden. Dazu verfügt Wintrack für Spanten eine Exportmöglichkeit im dxf-Format. Da Wintrack beim Spantenexport Tunnelausschnitte nicht vollständig darstellt, sondern lediglich das Trassenbrett an der Position des Tunneldurchbruchs, ist hier eine kleine manuelle Ergänzung erforderlich, damit eine CNC-Fräse ohne Nacharbeiten die Spanten fertigen kann. Dies soll im Folgenden näher beschrieben werden. Dazu gehen wir von unserem Beispiel der Abb. 6 aus und fügen dort eine Spante ein:

Abb.9

Abb.10		   Durch Anklicken einer gewünschten Spante wird diese rot hervorgehoben und unterhalb der 3D-Ansicht in 2D zur Anzeige gebracht.

Wurden im 2D-Plan Gleise mit individuellen Farben gekennzeichnet (in unserem Beispiel die Kehren in Grün und Blau), so kennzeichnet Wintrack Tunneldurchbrüche in der Spante entsprechend mit diesen Farben, was erheblich zur Verdeutlichung beiträgt.

In Wintrack wählen wir
"Spante als DFX Speichern..."

Die so gespeicherte dxf-Datei kann zur Weiterverarbeitung in anderen Program- men verwendet werden.

Abb.11		   Die Abbildung 11 zeigt die im Programm Corel-Draw importierte dxf-Spantendatei.
Hier werden die kleinen Dreiecke (Kennzeichnung Trassenmitte bei Tunnel-Ausschnitten) entfernt, da sie nicht zu fräsen sind.
In Corel werden mittels Rechteck mit entsprechender Höhe (H0 z.B. 9cm) über die Tunneltrassen gezeichnet. Anschließend wird die Datei in Formaten, welche für eine CNC-Bearbeitung geeignet sind, exportiert.
Geeignete Formate für eine CNC-Fräse:
- dxf       (Drawing Interchange Format; von Autodesk - AutoCAD - spezifiziertes Datenformat)
- PLT     (vektorbasierte Plotter-Datei, von Autodesk - AutoCAD - spezifiziertes Datenformat)
- HPGL (printer control language, von HP entwickelt für Plotter)
um nur einige zu nennen. Welches Format für die Software der zur Anwendung kommende CNC-Fräse zu wählen ist, ist zuvor zu ermitteln (eigene CNC-Fräse, oder beim Produzenten anfragen).

Abb.12
Da wohl kaum jemand (wie auch ich) über eine so großformatige CNC-Fräse verfügt, wird wohl nur ein Auftrag in Frage kommen.		   Die Abbildung 12 zeigt ein Programm (GALAAD) zum CNC-Fräsen.

GALLAD verfügt über viele Import-und Exportformate (Tabelle siehe unten).

In GALAAD kann auch ohne Umwege von Corel-Draw die von Wintrack exportierte dxf-Datei eingelesen werden, Störendes gelöscht werden (Dreiecke) und auch maßstäblich 1:1 die Tunneldurchbrüche zum Fräsen eingezeichnet werden.

Anschließend kann direkt aus dem Programm eine CNC angesteuert werden, oder es erfolgt der Export für die zur Anwendung kommenden Fräsdatei für den Produzenten (im Auftrag).
Tabelle Import-/Export-Formate von GALAAD:

Abb.13
Fazit:
Damit ist die Möglichkeit gegeben, entweder mittels kleinen Nachbearbeitungen sich eine Plott-Datei zu generieren, welche dann im Maßstab 1:1 von einem Plotter (A0+, oder A0 Rollenpapier) ausgeben werden kann (als Schablone für manuellen Stichsägenausschnitt), oder zur Ausgabe einer CNC-Fräsdatei zur maschinellen Spantenfräsung.
Natürlich kann auch über Wintracks exportierte dxf-Datei eine PDF-Datei zum ausdrucken generiert werden, welche dann 1:1 auf Papierformate A4 oder A3 druckbar ist. Allerdings müssen dann die vielen Seiten passgenau zusammengeklebt werden, wobei die Genauigkeit für eine Schablone sehr kritisch ist!
Mögen diese Informationen für Ihre Spantenherstellung ein wenig hilfreich sein!
Anmerkung:
Ebenso wie bei Spanten kann auch ein 2D-Plan, oder Teile davon, als dxf-Datei exportiert werden. Damit ist es dann, gleichermaßen wie oben bei Spanten beschrieben, möglich Schablonen für Trassenbretter zu erstellen, oder die zu fräsen.
Hinweis:
Informationen zu Durchfahrtshöhen und Anlagenrahmen / Trassen, sowie Spanten in WinTrack
siehe unter "WinTrack => Planen mit WinTrack" auf diesen Seiten.

 

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