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Gleisanlage für Spielzeugeisenbahnen Die Erfindung betrifft eine Gleisanlage
für Spielzeugeisenbahnen, die aus geraden Einheitsgleisen, Bogenstücken und Wekhen
verschiedener Art besteht, die beliebig zusammengefügt werden können.
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Bisher ist man hinsichtlich der Abmessungen der einzelnen Teile meist
so vorgegangen, daß die Längen der geradlinig verlaufenden Weichenbahnen und der
geraden Einheitsgleisstücke unabhängig von dem jeweiligen Krümmungshalbmesser und
dem angewendeten Bogenwinkel ohne Einhaltung einer Gesetzmäßigkeit mehr oder weniger
willkürlich gewählt wurden. Bei einigen bekannten Ausführungen entspricht z. B.
die Länge der geraden Weichenhalmen ungefähr der Länge der geraden Einheitsgleisstücke,
bei anderen wieder ist das gerade Einheitsgleisstück kürzer als die gerade Weichenbahn
und umgekehrt.
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Hieraus ergeben sich verschiedene Nach= teile.
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Zunächst lassen sich mit einer derartigen Ausbildung der Einzelteile
verwickelte und den Spieltrieb besonders befriedigende Gleisfiguren mit Weichen
und Kreuzungen, wie sie die Nachbildung der üblichen Rangierbahnhofsanlagen erfordern
würde, entweder überhaupt nicht oder nur durch starke Zwängungen bzw. durch Vornahme
nachträglicher Abänderungen an den gekauften Schienenteilen herstellen. Dabei treten
meist entweder Gleislücken oder überstehende Gleisenden auf, die auch den stetigen
Umlauf der Anlage stören.
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Um die Fahrbahnen einer verwickelten Gleisanlage zu schließen, benutzt
man bei einer bekanntgewordenen Ausbildung der Einzelteile sogenannte Ausgleichgleisstücke.
Diese besitzen verschiedene Längenabmessungen, und zwar Bruchteile der Länge des
zur Verwendung kommenden geraden Normalgleises, ,also z. B. i/2-, i/4- und i/1o-Gleisstücke,
und Bruchteile der Bogenstücke, z. B.%- oder il"- Bogen.
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Die Gestaltungsmöglichkeiten -einer solchen verwickelten Schienenanlage
hängen demnach bisher sehr wesentlich von der Anzahl und Länge der jeweils vorhandenen
Ausgleichgl.eisstücke ab.
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Der notwendigerweise zu beschaffende erhebliche Vorrat an derartigen
AusgleichgleisstÜcken verteuert die Anschaffungskosten einer vollständigen Gleisanlage,
insbesondere, wenn berücksichtigt wird, daß sämtliche vorhandenen Ausgleichstücke
an sich selten gebraucht werden. Vor allem aber wirkt sich die Notwendigkeit einer
Vielzahl von verschiedenen Längen von Ausgleichstücken sehr nachteilig bei der Herstellung
aus. Einzelteile verschiedener Länge können meist nicht in den gleichen Arbeitsgängen
und mit den
gleichen Maschinen wie die gefertigt werden, sondern
man benötigt Hilfseinrichtungen, die in den seltensten Fällen voll ausgenutzt-werden.
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Die große Anzahl verschiedener Ausgleichstücke hat in der Praxis ferner
noch den Nachteil, daß eine gewisse Abneigung gegen die Anschaffung einer durch
sie bedingten Vielzahl von Einzelteilen besteht. Diese Abneigung hat ihren Grund
darin, daß beim Bau von Gleisanlagen je nach Art der zu erstellenden Anlage alle
vorhandenen Baumuster der Ausgleichstücke nicht nur in der Einzahl, sondern in der
Mehrzahl vorhanden sein müssen, da andernfalls die Möglichkeit wechselnder Gleisbilder
nach wie vor zu beschränkt wäre. Die Ausgleichstücke können jedoch meist nicht oder
kaum billiger hergestellt und verkauft werden als die normalen Einheitsgleisstücke.
Aus diesem Grunde ziehen es die Abnehmer dann aber vor, sich eine größere Anzahl
normaler Gleisstücke anzuschaffen, ohne übersehen zu können, daß sie dadurch an
allereinfachste Gleisfiguren gebunden sind.
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Um eine größere Mannigfaltigkeit in der Gestaltung von Gleisbildern
zu erzielen, ist bereits vorgeschlagen worden, die Länge gewisser Einzelteile nach
einer bestimmten Regel zu bestimmen. Hierdurch wird bei einem bekannten Vorschlag-
in erster Linie die Herstellung solcher geometrischer Figuren bezweckt, die man
mit den früher und auch heute noch üblichen Abmessungen und Ausbildungen der einzelnen
Teile überhaupt nicht oder nur in gewissen Grenzen verlegen konnte. Bei dem bekannten
Gleissystem ist ein ganz bestimmter Bogenwinkel für die Bogenstücke vorgeschrieben,
nämlich ein solcher von 45°; jedes Bogenstück beträgt also immer ein Achtel eines
Kreises, dessen Radius beliebig gewählt werden kann. Dieser -Bogenwinkel von 45°
ist nicht sehr geeignet für Gleisanlagen, mit deren Einzelteilen annähernd der Wirklichkeit
entsprechende Bahnhofs- und Rangieranlagen *zusammengestellt werden sollen, da die
Gleisabstände bei diesem Bogenwinkel viel zu weit werden.
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Gerade in dieser Richtung geht aber der Spieldrang des Kindes. Sofern
nicht ausnahmsweise beim Kind mathematische Sonderinteressen vorherrschen, will
es Gleisanlagen bauen, die sich an möglichst verwickelte praktische Formen anlehnen,
wie sie in der Wirklichkeit auftreten, d. h. es will beispielsweise Rangieranlagen
und Fernbahnhöfe nachbauen. Diesen natürlichen Wünschen des Kindes kommen weder
die Gleisanlage nach. dem bekannten Vorschlag noch die übrigen bekannten Gleissysteme
entgegen.
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Die Erfindung schafft hier Abhilfe und ermöglicht in einfacher Weise,
geschlossene Gleisfiguren, wie sie in der Praxis tatsächlich, z. B. bei Rangieranlagen,
in größeren Fernbahnhöfen usw., vorliegen, nachzubauen.
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Das Neue besteht darin, daß, ausgehend von in Abhängigkeit vom Bogenwinkel
a und Krümmungshalbmesser r frei wählbaren Bogenstücken b, deren Sehnenlänge und
die geraden Weichenschenkel w in die Beziehung
gebracht sind und daß außerdem zwischen den geraden Weichenschenkeln tv und den
Einheitsgleisen n die Beziehung gilt
Werden die einzelnen Teile der Gleisanlage mit den sich aus den erwähnten Beziehungen
ergebenden Längen hergestellt, so ist es überflüssig, auch noch besondere untereinander
verschiedene Ausgleichstücke in größerer Zahl für den Bau verwickelter Gleisbilder
zu verwenden. Die Ausbildung der einzelnen Teile nach der Erfindung hat zur Folge,
daß auch die verwickeltsten Gleisbilder mit einer auf ein Mindestmaß zurückgeführten
Anzahl von untereinander verschiedenen Bauteilen hergestellt werden können.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung, insbesondere der durch sie :erzielten
Vorteile, @ergeben sich aus der Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsformen. Die Fig. i, 2, 3, 3 a und 8 geben in Draufsicht schematisch Gleisbilder
wieder, wie sie mit den bisher bekannten Einzelteilen zustande kommen.
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Fig. q. erläutert die Längenbestimmungen der für die Erfindung wesentlichen
Teile.
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Die Fig. 5 bis 7 und 9 bis z2 zeigen eine Reihe verschiedener Gleisbilder
durch Zusammenfügung der erfindungsgemäß ausgebildeten Einzelteile.
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In den Fig. r, a, 3 und 3 a sind schematisch die Fahrstraßen einiger
Gleisbilder dargestellt, deren Herstellung besonders erwünscht ist, und zwar unter
Benutzung von einzelnen Gleisstücken in der bisher bekannten Ausbildung.
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Allen in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen liegt
der gleiche Krümmungshalbmesser und der gleiche Bogenwinkel von 30° zugrunde.
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Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, daß jedes Gleisbild einen oberen
und einen unteren Linienzug aufweist, die durch zwei Weichen ineinander einmünden
und die am Scheitel einen gewissen Abstand voneinander haben.
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Genauer ausgedrückt, ist die Anordnung hier so, daß diese Linienbilder
gleichsam Grundfiguren darstellen, weil bei ihnen alle Merkmale Ausdruck finden,
die hinsichtlich
der Abzweigung und Einmündung von Nebengleisen
aus und in ein. Hauptgleis vorkommen.
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In Fig. i sind die beiden Enden eines durch Zusammenfügung von zwei
Normalgleisbogen gebildeten Doppelbogens und die gekrümmten Weichenstränge zweier
Weichen so verbunden, daß sich diese beiderseits $-förmig an den Doppelbogen anschließen.
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Die Figur zeigt, daß zur Bildung des unteren Linienzuges vier Gleisstücke
mit dem Einheitsmaße; sogenannte 1/i Gleisstücke, nötig sind und daß ferner noch
als Ausgleichstück ein halbes Einheitsgleisstück eingeschaltet werden muß. Dabei
ist der günstigste Fall der bisher bekannten Ausbildungen herausgegriffen, bei welchem
die Länge des geradlinig verlaufenden Weichenschenkels der Länge des geraden Einheitsgleisstückes
gleich ist.
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In Fig. 2 ist ein Gleisbild dargestellt, das sich ebenfalls bei Verwendung
der einzelnen Gleisstücke in der bekannten Ausbildung ergibt, bei dem jedoch. die
Weichen mit den geradlinig verlaufenden Weichenschenkeln an den Doppelbogen angeschlossen
sind.
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Die Gleisstrecke, die zur Schließung des unteren. Gleiszuges erforderlich
ist, entspricht hier nicht mehr genau der Länge von i3/4 Einheitsgleisstücken, sondern
sie ist nur 1,732mal so groß wie ein Einheitsgleisstück.
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Bei der bisher bekanntgewordenen Ausbildung der Einzelteile ist man
nicht in der Lage, aus den zur Verfügung stehenden Teilen eine Gleisstrecke mit
diesem Längenmaß zu gewinnen; es stehen nämlich allgemein nur Ausgleichstücke von
1/2, 1/¢ und 1/1o Länge der Einheitsgleisstücke zur Verfügung. Man kann also nur
so vorgehen, daß ein Einheitsgleisstück sowie 1/2 und 1/4-Schiene aneinandergefügt
werden. Die so gewonnene Strecke ist i,75mal so groß wie die Einheitsgleisstücke.
Das Übermaß beträgt in Millimeter umgerechnet: 4,5. Man kann also dieses Gleisbild
nur durch eine Verzwängung der Einzelteile erhalten.
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In Fig. 3 ist einmal die linke und einmal die rechte Seite der Fig.
i und 2 miteinander kombiniert. Es sind also beiderseits zwei gleichartige Abzweigweichen
mit dem Doppelbogen verbunden, und zwar ist an die eine Seite des Doppelbogens der
gekrümmte Weichenschenkel, an die andere Seite der gerade Weichenschenkel angeschlossen.
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,Man erkennt aus der Figur ohne weiteres, daß zwei untere Gleiszüge
entstehen, die vom Scheitel des Doppelbogens verschiedenen Abstand besitzen. Bei
dieser Anordnung kann demnach ein richtiger Schluß auf diese Weise überhaupt nicht
herbeigeführt werden. Fig. 3 a zeigt, -wie man bei der bekannten Ausbildung der
Einzelteile vorgehen muß, um ein geschlossenes Gleisbild überhaupt zustande zu bringen.
Es. ist -in-diesem Fall notwendig, zwischen den Doppelbogen und den geradlinig verlaufenden
Weichenschenkel ein Zwischenstück einzuschalten, dessen Länge o,2o6 vom Einheitsgleisstück
beträgt. Erst nach Einschaltung dieses Zwischenstückes, für das in der Praxis nur
zwei zusammengefügte 1/"- Gleisstücke zür Verfügung stehen, läßt sich der untere
Gleiszug schließen und erst dann der erforderliche Gleisabstand zwischen den zu
verwendenden Teilen des unteren Gleiszuges erreichen. Auch dieser selbst kann aber
nur dadurch. geschlossen werden, daß man- eine ganze Einheitsschiene, ferner zwei
Zwischenstücke von der Länge eines 1/4 und eines %o-Gleises verwendet. Unter Berücksichtigung
des, zu Fig. 2 Ausgeführten kann aber auch hier eine genaue Passung nicht erreicht
werden, sondern für das Schließen des Gleisbildes muß eine gewisse Zwängung vorgenommen
werden.
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Es wird nunmehr gezeigt werden, wie die einzelnen Teile nach der Erfindung
auszubilden sind, um die bisher behandelten Schwierigkeiten zu beheben.
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Bei der Erfindung werden der Bogenwinkel a und der" Krümmungshalbmesser
r beliebig angenommen. Durch Festlegung geeigneter Werte ergeben sich dann.
die Längen sowohl für das normale Bogenstück b als auch für den gekrümmten Weichenschenkel
iv'. In bekannter Weise stimmt dabei immer die Länge des gekrümmten Weichenschenkels
w' mit der Länge des normalen Bogenstückes b überein.
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Die genauen Abmessungen werden dadurch ermittelt, daß man, wie der
linke Teil der Fig. q. zeigt, den jeweils gewünschten Bogenwinkel a aufträgt und:
mit dem gewünschten Krümmungshalbmesser r einen Kreisbogen beschreibt, durch dessen
Schnittpunkte mit den Schenkeln des Bogenwinkels a das Bogenstück b festgelegt wird.
Dieses stellt dann die Mittellinie des Einheitsbogens dar.
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Die Fahrstraße wird dadurch gewonnen, daß man zu beiden Seiten der
so ermittelten Gleismittellinie je eine halbe Spurweite aufträgt, für die vornehmlich
bekannte Vorbilder verwendet werden.
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Die Länge des geraden Weichenstranges w wird dadurch gewonnen, daß
im Schnittpunkt n% des Bogens b mit dem einen Schenkel des Bogenwinkels a
eine Tangente errichtet wird. Man zieht dann die Winkelhalbierende h des Bogenwinkels.
Diese schneidet die Tangente im Punkt m. Die Strecke in, in' entspricht der
halben Länge des geraden . Weichenstranges w.
Für sämtliche Weichenarten
und Kreuzungen mit dem Kreuzungswinkel a liegen die Weichenenden, gleichgültig,
ob sie geradlinig oder gekrümmt verlaufen, auf einem Kreis, dessen Halbmesser der
Strecke m, m' entspricht und der seinen Mittelpunkt in m hat.
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Die Länge des geradlinig verl?,u.fenden Weichenstranges wird wie folgt
ermittelt: Es wird wiederum, wie der rechte Teil der Fig. q. erkennen läßt, der
Bogenwinkel a aufgetragen. Auf dem einen Schenkel trägt man zweimal die bereits
ermittelte Strecke w auf. Man errichtet dann auf dem zweiten Schenkel eine Senkrechte,
die durch den', wie oben erwähnt, festgelegten Endpunkt des anderen Schenkels des
Winkels hindurchgeht. Diese . Senkrechte schneidet auf dem zweiten Schenkel eine
Strecke ab, die das genaue Maß für die Länge dies geraden Einheitsgleisstückes abgibt.
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Mit anderen Worten, aus dem eindeutig bestimmten rechtwinkligen Dreieck,
das in dem rechten Teil der Fig. ¢ wiedergegeben ist, leiten sich weitere wesentliche
Werte ab. Die Hypotenuse besitzt die Länge von 2w, die mit Bezug auf den Winkel
a anliegende Kathete entspricht der Länge des geraden Einheitsgleisstückes st, die
Gegenkathete 2 d hat die Länge des doppelten Gleisabstandes d.
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Die für die Erfindung wesentliche Zuordnung der einzelnen Teile läßt
sich auch wie folgt definieren: Für die Länge des geraden Einheitsgleisstückes n
gilt die Beziehung
# cos a. Für die Länge des geradlinig verlaufenden Weichenstranges w gilt die Beziehung
Unter Umständen kann bei Zugrundelegung besonders großer Krümmungshalbmesser auch
so vorgegangen werden, daß die Einheitsgleisstücke ya, um ein größeres Längenmaß
und eine etwa dadurch bedingte Unhandlichkeit zu vermeiden, durchgängig in gleiche
Teile der erfindungsgemäß ermittelten Normalgleislänge unterteilt sind.
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Da alle Gleisgrößen von der Wahl des Krümmungshalbmessers r und des
Bogenwinkels a abhängen, so ergeben sich besonders günstige Verhältnisse, wenn man
den Bogenwinkel nicht beliebig wählt, sondern Winkelgrößen von z. B. 30, 45 oder
6o° zugrunde legt.
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Bei einem Bogenwinkel von 3o° entspricht dann das Maß des geraden
Weichenschenkels dem doppelten Gleisabstand 2 d.
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In den Fig. 5 bis 12 ist gezeigt, wie sich zunächst die gleichen Grundfiguren
i, 2, 3, 3 a bei Benutzung der besonderen Gesetzmäßigkeit in der Wahl der Längenabmessungen
mit einer erheblich geringeren Zahl von Einzelteilen ohne Zwängung herstellen lassen.
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In den Fig. 5, 6, 7 sind die Gleisabstände in allen Fällen gleich.
Das ist eine Folge der erfindungsgemäßen Länge des geradlinig verlaufenden Weichenstranges
w und des geraden Einheitsstückes n.
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Es ist ersichtlich, daß die Herstellung der Fig. 5, 6, 7 ohne weiteres
gelingt durch Zusammenfügung von zwei gekrümmten Bogenstücken b, ferner unter Verwendung
von zwei Weichen mit den gekrümmten Weichensträngen w' und den geradlinig verlaufenden
Weichensträngen w und schließlich unter Verwendung eines einzigen Einheitsgleisstückes
n. Diese in der Zahl gegenüber den Fig. i bis 3 erheblich geringeren Teile lassen
sich ohne jegliche Zwängung zu den in den Figuren wiedergegebenen Gleisbildern zusammenfügen.
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Die Fig. 8 und 9 geben nochmals eine Gegenüberstellung zwischen einem
etwas verwickelteren Gleisbild, das hergestellt ist durch Verwendung der Einzelteile
in der bisher bekannten Ausbildung und mit einer Anordnung, wie sie durch die Erfindung
ermöglicht wird. Man sieht ohne weiteres, welche Vereinfachung die Erfindung nach
verschiedener Richtung erreicht.
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In Fig. io sind unter Verwendung der erfindungsgemäß ausgebildeten
Einzelteile drei Parallelgleise aus der Verzweigung einer symmetrischen Doppelweiche
(Dreiwegweiche) hergeleitet.
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Auf der linken Hälfte der Figur soll eine Gleisverbindung vom ersten
auf das dritte Gleis hergestellt werden. Wie ersichtlich, kann dies ohne weiteres
dadurch geschehen, daß man zwischen den Einheitsbogen und die gekrümmte Weichenfahrbahn
des untersten Gleiszuges den geraden Schenkel einer Weiche einbaut, deren Abzweigung
jedoch nicht benutzt wird.
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Legt man Wert auf ein nach dieser Richtung vollkommenes äußerliches
Gleisbild, so kann man auch ohne weiteres wie folgt vorgehen: Es werden einige gerade
Gleisstücke, die genau so lang sind wie der gerade Schenkel w der Weichen, hergestellt.
In. diesem Falle handelt es sich jedoch hinsichtlich der Längenabmessungen und der
Ausbildung im Gegensatz zu den bekannten Vorschlägen um Normalteile.
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Der rechte Teil der Fig. io ist im Aufbau ähnlich. Es tritt aber hier
noch eine weitere Eigenschaft von w hervor. Es lassen sich nämlich zwei 114-Kreise,
die im doppelten Gleisabstand übereinanderliegend ihre Ausgangslage haben, durch
eine einfache Weiche schlüssig zusammenfügen, weil ja im 30°-
System
w die Länge des doppelten Gleisabstandes hat.
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In Fig. i i ist gezeigt, wie an irgendeiner Stelle eines Gleisbildes
nach Fig.7 eine Weiche in einen geraden Strang eingebaut werden kann, derart, daß
der abzweigende Ast dieser einzufügenden Weiche nicht mehr in die Figur eingreift
und etwa dadurch schon wieder--= einen Ausgleich herbeiführt. Bei Fig. ii ist vielmehr
dieser gerade Strang durch die gerade Bahn w der eingefügten Weiche verlängert worden.
Alle dazu parallel und vorher geschlossenen übrigen Stränge weisen demnach nach
der Erfindung eine Lücke- von der Länge w auf. Der Umlaufausgleich kann also durch
Einfügung von den vorerwähnten geraden Gleisstücken der Länge w wieder hergestellt
werden. Diese Gleisstücke sind also nichts anderes als selbständige Weichenbestandteile.
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Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, in einigen Sonderfällen zum
Aufbau von außerhalb des üblichen Rahmens liegenden Gleisbildern noch ein weiteres
Weichenergänzungsstück zur Verfügung zu haben. Die Länge dieses Weichenergänzungsstückes
z ist jedoch genau festgelegt, und zwar ergibt sie sich aus der Beziehung:
z = ia - w. Daraus folgt, daß das Gleisstück z zusammen mit
jeder Weiche oder mit dem schon erwähnten selbständigen Weichenbestandteil w zusammen
an Stelle eines geraden Normalgleisstückes ia treten kann.
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Eine Notwendigkeit, solche Weichenergänzungsstücke z in jedem Fall
zu verwenden, liegt nicht vor, essoll nur gezeigt werden, daß man es durch Beigabe
eines weiteren Einzelteiles in der Hand hat, auch den höchsten Ansprüchen, die ab,
und zu gestellt werden, Rechnung zu tragen.
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Fig. 1a stellt ein Ausführungsbeispiel für die Verwendung des Weichenergänzungsstückes
z dar. Es wird dabei ausgegangen von einem Gleisbild nach Fig.7. Die Gesamtlänge
dieser Figur soll erhalten bleiben und trotzdem eine Abzweigung in den unteren Gleiszug
eingebaut werden.
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Zu diesem Zweck nimmt man aus Fig. 7 das Einheitsgleisstück n heraus
und fügt an dessen Stelle, wie Fig. 1a erkennen läßt, neben den geraden Weichenschenkel
w das Weichenergänzungsstück z ein.