Bau der Weichen (Spurweite 5 Zoll)

Auf dieser Seite finden Sie eine ausführliche Beschreibung und viele Bilder vom Bau meiner Weichen. Alle Weichen sind ein kompletter Eigen­bau. Das hat folgende Gründe:

  • Weichen sind fertig gekauft ziemlich teuer.
  • Es gibt keine ent­sprechenden Weichen für meinen Bedarf (Abzweig­radius von nur 2.5 m bzw. 3.8 m), daher müsste ich die meisten Weichen sowieso selber anfertigen.

 

Empfehlenswert ist, den Abschnitt "Wahl des Schienen- und Schwellen­profils" auf der Seite "Bau der Gleise" zu besuchen, da hier einiges steht, das auch für den Bau von Weichen gilt.

Inhaltsverzeichnis

Einführung in den Bau der Weichen

Insgesamt habe ich bis jetzt sieben Weichen herge­stellt. Es gibt eine Weiche mit Radius 10 m, eine Außen­bogen­weiche mit Radius 3.8 m bzw. 2.5 m, zwei Weichen mit Radius 6 m und drei Weichen mit Radius 3.8 m. Drei Weichen werden mechanisch gestellt, die übrigen sind als Rück­fall­weichen ausgeführt.

 

Es handelt sich dabei durchwegs um Weichen mit soge­nannten Feder­schienen­zungen, das heißt, sie besitzen keine Zungen­gelenke. Dadurch gestaltet sich der Weichen­bau relativ einfach, zudem können so auch leicht Rück­fall­weichen herge­stellt werden: Die beiden Zungen­schienen werden so gebogen, dass sie die gewünschte Grund­stellung bewirken.

Gartenbahnnormen für den Weichenbau

Beim Weichenbau ist unbedingt die Garten­bahn­norm NEM 110G zu beachten. Für den Herz­stück­bereich mit den entsprechenden Bemaßungen ist zudem NEM 124 bzw. für den Bau von Kreuzungen NEM 127 zu empfehlen. Auf meiner Web­seite werden diese Gartenbahn-Normen als Download angeboten.

 

Die folgende Tabelle gibt die minimalen und maximalen Werte laut Garten­bahn­norm an, zusätzlich sieht man die von mir empfohlenen Werte, abhängig vom Abzweig­radius:

 

Werte Minimal Maximal Radius 10 m Radius 6 m Radius 3.8 m Radius 2.5 m
G 127 mm 130 mm 127 mm 128 mm 129 mm 130 mm
C 122 mm 123 mm 122 mm 122 mm 123 mm 123 mm
F 6 mm 7 mm 6 mm 6 mm 7 mm 7 mm
S 115 mm 116 mm 116 mm 116 mm 116 mm 116 mm
D 4 mm 8 mm 5 mm 6 mm 6 mm 7 mm

Dabei bedeuten:

  • G: Spurweite, Spurerweiterung abhängig von Abzweigradius
  • C: Leitweite = Abstand zwischen den Führungs­kanten an Rad­lenker und Herz­stück; C = S + F
  • F: Abstand Herzstückspitze - Flügel­schiene
  • S: Abstand Radlenker - Flügel­schiene
  • D: Abstand Radlenker - Außenschiene; nicht in Norm enthalten, ergibt sich wie folgt: D = G - C

 

Man beachte die Spurer­weiterung bei Abzweig­radien unter 6 m!

Beschreibung der prinzipiellen Vorgangsweise

Für den Bau der Weichen habe ich keine Schablone erstellt, da es nahezu jede Weiche nur einmal auf meiner Anlage gibt. Leider habe ich im Arbeits­eifer keine Fotos gemacht.

 

So in etwa habe ich meine Weichen angefertigt:

  • Zeichnen jeder Weiche mit einem CAD-Programm (Catia - stand mir an der Uni kosten­los zur Verfügung).
  • Zuschnitt der Schienen und Schwellen, wobei die Längen der Zeichnung ent­nommen werden.
  • Anfertigung des Herz­stückes.
  • Auflegen der Schwellen und Schienen auf eine ebene Fläche. Bei gewöhnlichen Weichen ist eine Außen­schiene gerade. An diese Schiene klemmt man mittels Zwinge ein stabiles Stahl­profil fest, sodass sich die Schiene nicht ver­biegen kann.
  • Festschweißen der beiden äußeren Schienen und des Herz­stücks an die drei End­schwellen, da deren Lage genau bekannt ist. Somit ist die grund­legende Form der Weiche eigentlich fest­gelegt.
  • Anschweißen der restlichen Schwellen, Abstände und Winkel laut Zeichnung.
  • Herstellung der Weichen­zungen. Das ist meiner Meinung nach der schwierigste Teil. Man muss die Zungen öfters provisorisch ein­bauen, um unter anderem zu schauen, ob sie auch gut an den Außen­schienen anliegen.
  • Festschweißen der Innen­schienen, dabei ist stets auf die Ein­haltung der Spur­weite zu achten. Zudem dürfen die Schienen im beweglichen Teil natürlich nicht ange­schweißt werden!
  • Herstellen und montieren der Rad­lenker.

Radlenker bzw. Flügelschienen und Herzstück

Bau der Radlenker bzw. Flügelschienen

Die Abknickung der Radlenker bzw. der Flügel­schienen habe ich auf folgende Weise bewirkt, wie diese Drauf­sicht eines Rad­lenkers zeigt:

 

Radlenker einer Weiche für die Gartenbahn 5 Zoll
Draufsicht eines Radlenkers

 

An den gewünschten Stellen wird ein Schnitt mit einer Breite von ca. 3 mm gesetzt. Somit lässt sich das Material mit einem Hammer leicht in die gewollte Form biegen. Anschließend wird der verbleibende Spalt verschweißt.

 

Zu beachten ist, dass sich durch das Schweißen ein etwas größerer Winkel ergibt und dass der Winkel für abzweigende Gleise umso kleiner zu wählen ist, je kleiner der Radius ist.

Bau des Herzstückes

Die Herstellung des Herzstücks der Weiche zeigen die nächsten beiden Bilder.

Draufsicht und Schnittansicht des Herzstücks
Draufsicht und Schnittansicht des Herzstücks

 

Links sieht man eine Draufsicht des Herz­stückes, rechts eine Schnitt­ansicht. Die beiden Schienen können auf zwei Arten mit­einander verbunden werden:

  • Variante A: Grüne Linie - die Schienen werden auf Gehrung geschnitten.
  • Variante B: Rote Linie.

 

Ich habe alle Herzstücke nach Variante A gebaut, heute würde ich Variante B umsetzen, da sich hier das Schweißen einfacher gestaltet.

Schnitt A-A zeigt die beiden im 45° Winkel abge­fasten Schienen. Diese Fasen werden für das Zusammen­schweißen benötigt.

Bilder des Herzstückbereiches von fertigen Weichen

In der folgenden Abbildung sieht man den Herzstückbereich einer Außen­bogen­weiche mit Radius 2.5 m (links) bzw. Radius 3.8 m (rechts). Gut zu erkennen sind das Herz­stück mit den beiden Flügel­schienen in Bild­mitte und außen die zwei Rad­lenker.

 

Herzstück mit Flügelschienen einer Weiche für meine Gartenbahn 5 Zoll
Herzstückbereich einer Außenbogenweiche, Abzweigradius 2.5 m (links) bzw. 3.8 m (rechts)
Herzstück mit Flügelschienen einer Weiche für meine Gartenbahn 5 Zoll
Herzstückbereich einer Weiche mit Abzweigradius 10 m

Bau der Weichenzungen

Die beiden äußeren Schienen habe ich - im Gegen­satz zum Vorbild - nicht bearbeitet. Die Zungen selbst sollten 5 bis 10 cm lang (abhängig vom Abzweig­radius) an den Backen­schienen anliegen, dazu muss diese Seite ent­sprechend mit dem Winkel­schleifer abgeschrägt werden. Die Weichen­zunge sollte ungefähr folgende Form haben:

 

Weichenzunge für meine Gartenbahn 5 Zoll
Weichenzunge mit den einzelnen Querschnitten

 

In der Mitte der Abbildung ist eine Seiten­ansicht zu sehen, darunter eine Drauf­sicht. Ganz oben sind die einzelnen Quer­schnitte darge­stellt. Die gewählte Spur­weite muss natürlich über den gesamten Zungen­bereich inner­halb der zulässigen Toleranzen bleiben!

Bilder von ausgeführten Weichenzungen

Zungen einer Weiche für meine Gartenbahn 5 Zoll
Hier sieht man die Zungen einer Weiche mit Radius 10 m.
Zungen einer Rückfallweiche für meine Gartenbahn 5 Zoll
Dieses Bild zeigt die Zungen einer Rückfallweiche mit Abzweigradius 3.8 m.
Hier sieht man ebenfalls die Zungen einer Rückfallweiche, gleicher Abzweigradius wie in voriger Abbildung.
Hier sieht man ebenfalls die Zungen einer Rückfallweiche, gleicher Abzweigradius wie in voriger Abbildung.

Bau der Stellvorrichtung

Für den Bau der Stell­vor­richtung konnte meist das Schienen­profil (Flachstahl 20x6 aus S355) ver­wendet werden.

Kreise in den Abbildungen bezeichnen stets Drehgelenke.

 

Gesamtansicht der Stellvorrichtung einer Weiche mit Abzweigradius 3.8 m
Gesamtansicht der Stellvorrichtung einer Weiche mit Abzweigradius 3.8 m
Stellvorrichtung im Zungenbereich der Weiche
Stellvorrichtung im Zungenbereich der Weiche

 

Die benötigten Bauteile sind:

I Weichenzungenverbinder
II Zwischenstück 1, mittlerweile umgebaut, siehe dazu von einer Seite auffahrbare Weiche
III     Umlenkhebel, besteht aus zwei im rechten Winkel zusammengeschweißten Profilen
IV        Zwischenstück 2, besteht aus zwei im rechten Winkel zusammengeschweißten Profilen

V

 

Stellstange - Der Stellhebel wurde nach vorne verlagert, um beim Stellen der Weiche nicht von der Lok absteigen zu müssen.

 

In A befindet sich ein Dreh­punkt, der fest mit der Weiche ver­bunden ist. Mit Hilfe des Umlenk­hebels (III) wird die Richtung und Stärke der Stell­kraft verändert.

Die beiden Weichen­zungen sind über eine Stange (I) mit zwei Dreh­gelenken (B und C) verbunden.

 

 

Stellhebel mit Gewichten
Stellhebel mit Gewichten


Legende:

V Stellstange, vgl. auch vorige Abbildung
VI Stellhebel
VII Achse
VIII      Stellgewichte, bestehen aus je zwei 0.5 kg schweren Hantelscheiben.
IX Anschlag für die zwei Endlagen
D Lagerung für die Achse (VII)

Von einer Seite auffahrbare Weiche

In den folgenden beiden Abbildungen ist das Zwischen­stück 1 (Bauteil­nummer II) durch eine passende Konstruktion ersetzt worden. Damit kann die Weiche vom abzweigenden Strang kommend auch aufge­fahren werden, sie funktioniert in dieser Stellung wie eine einfache Rück­fall­weiche.

 

 

Legende:

I  Führungszylinder (Durchmesser 12 mm)
II  Hülse, kann auf dem Führungszylinder entlanggleiten.
III  Endanschlag für die Hülse

 

Die folgenden beiden Bilder zeigen die zwei möglichen Weichen­stellungen:

Gartenbahnweiche in Grundstellung, Weiche auch auffahrbar vom abzweigenden Strang
Grundstellung, Weiche auch auffahrbar vom abzweigenden Strang (Rückfallweiche)
Gartenbahnweiche in  abzweigender Stellung, in dieser Position nicht auffahrbar
Abzweigende Stellung, in dieser Position nicht auffahrbar

Bau der Drehgelenke

Die folgende Abbildung zeigt den typischen Aufbau eines Dreh­gelenks:

 

Schematischer Aufbau eines Drehgelenks
Schematischer Aufbau eines Drehgelenks


Legende:

1     Verzinkte Zylinderkopfschraube mit Innensechskant (M6)
2 Scheibe für M6-Schraube
3 Stahlrohr: Innendurchmesser 6 mm, Außendurchmesser 8 mm, Höhe ca. 7 mm
4 Flachstahl 20x6 (Schienenprofil)
5 Flachstahl 20x6 (Schienenprofil) mit einem M6-Gewinde

Bemerkungen:

  • In den unteren Flach­stahl schneidet man ein M6-Gewinde, in das anschließend die Zylinder­kopf­schraube einge­schraubt wird.
  • Das obere Teil bekommt ein Durch­gangs­loch mit einem Durch­messer von 8 mm.
  • Das Stahl­rohr sollte wenn möglich plan­gedreht werden.

Bilder von den fertigen Weichen

Es folgen nun ein paar Bilder von den fertigen Weichen.

 

 

Zwei Weichen mit Abzweigradius 3.8 m, die rechte Weiche ist als Rückfallweiche ausgeführt. Die Betätigung der anderen Weiche erfolgt per Stellhebel.
Zwei Weichen mit Abzweigradius 3.8 m, die rechte Weiche ist als Rückfallweiche ausgeführt. Die Betätigung der anderen Weiche erfolgt per Stellhebel.
Weiche mit Abzweigradius 3.8 m
Weiche mit Abzweigradius 3.8 m
Dies ist wieder eine Weiche mit Abzweigradius 3.8 m. Sie wurde als Rückfallweiche ausgeführt.
Dies ist wieder eine Weiche mit Abzweigradius 3.8 m. Sie wurde als Rückfallweiche ausgeführt.
Weiche mit Stellhebel für meine Gartenbahn 5 Zoll (127 mm) in Mörbisch
Weiche mit Stellhebel, Abzweigradius 10 m
Weichenzungen meiner Gartenbahn 5 Zoll (127 mm)
Hier ist eine Detailansicht der Weichenzungen mitsamt der Stelleinrichtung von derselben Weiche zu sehen.

Seite erstellt im Herbst 2013. Zuletzt geändert am 29.10.2019.