Segmentbau

Module und Segmente selber zu bauen, erfordert einiges an handwerklichem Geschick, planerischem Können und vor allem Zeit und Geduld. Natürlich sind das alles Eigenschaften, die ein Modellbahner ohnehin besitzen sollte aber nervenaufreibend und sehr aufwändig ist das Ganze dennoch.  Sicher spart man sich den einen oder anderen Euro, doch ist die Ersparnis bei Leibe nicht exorbitant.  In Anbetracht des zu betreibenden Aufwandes kann ich eigentlich jedem nur raten, genau zu überlegen, ob er mit fertigen Bausätzen oder Anfertigungen nicht besser bedient ist.

Segmentgruppe Heberndorf

Bild1:  Skizze der Segmente

Die Skizze zeigt die Anordnung aller Segmente nebst deren Maße. Die grünen und gelben Elemente sind 130mm hoch, auf dieser Höhe liegt die Oberkante des Planum, es folgen also noch 8mm Oberbau bis SO. Die roten und blauen Elemente sind 200mm hoch, aus ihnen schneide ich Geländekonturen bzw. die Gleisstrassen, womit diese Elemente dem Geländeprofil folgen. Die braunen Streifen sind Aussteifungsbretter von 100mm Höhe.


Bild 1a:  so ist es geworden :-)


Bild2:  Skizze des Trassenprofils

Die Oberfläche des Planums liegt an den Enden bei 130mm, der tiefste Punkt der Trasse bei 116mm. Somit habe ich die Trasse oberhalb 100mm angeordnet. Zum einen dachte ich mir, es schadet nicht, wenn ich 10cm Höhe ausschließlich für die Konstruktion der Segmente zur Verfügung habe. Viel entscheidender aber war das Trassenprofil mit seinem Gefälle. Die Aussteifungsbretter sollen auch die Trasse und bedarfsweise Hochbauten tragen. Ich sah aber keinen Weg, diese Bretter schon im Vorab vernünftig zu dimensionieren, da jedes Brett (dank Gefälle) eine andere Höhe hat. So habe ich zunächst Bretter von 100mm vorgesehen, die ausschließlich der Aussteifung dienen. Auf diese Bretter werden dann Passstücke aufgesetzt, welche während des Trassenbaus angefertigt und eingepasst werden.

Nicht zuletzt spielten auch Unsicherheiten bei der Planung eine Rolle. Ich sehe mich weder gewillt, noch in der Lage, trotz Wintrack und sonstiger Computerhilfen,  alles millimetergenau im Voraus zu planen und jede Eventualität voraus zu sehen. Trotz bester 3D-Ansichten ist es meiner Meinung nach ein deutlicher Unterschied, ob man seine Anlage im Computer oder in der Realität betrachtet, wo einem wiederum völlig neue Ideen kommen können. Der Spielraum, den ich mir durch die gewählten Höhen verschafft habe erlaubt mir also, während der Bauzeit in gewissen Grenzen flexibel zu reagieren.

Das Segment


Bild 3:  großes Segment (schematisch)

Bild 3 zeigt schematisch ein großes Segment. Ein kleines Segment hat nur ein Aussteifungsbrett und ist 50cm kürzer. Die Übergangsbretter sind auf die Segmentwände aufgesetzt. Die kleinen, grau dargestellten Elemente (hintere linke Ecke) sind 66mm lange Stücke aus Buchenholzleiste, die den Beinen der Segmente als Führung dienen. Während die untere Aussteifungsecke eine Aussparung zum Durchstecken des Beines aufweist, bildet die obere Aussteifungsecke einen Anschlag für das Bein. In der rechten hinteren Ecke ist pinkfarben die Klemmplatte zu erkennen, die das Bein nach der Höheneinstellung einklemmt. Das wird mittels Stellbolzen realisiert.

Beinhalterung

Bei der Montage des ersten Segmentes musste ich feststellen, das zwei der vier Klemmplatten nicht exakt sassen, so das sich das Bein (Quadratleiste 28 x 28mm) erst garnicht oder nur mit Gewalt einführen ließ. Offensichtlich habe ich an dieser Stelle zu knapp geplant. Außerdem stellte es sich beim ersten Segment als schwierig heraus, die Klemmplatten 100% winklig zu montieren. Bei den folgenden Segmenten gelang mir das deutlich besser, dennoch habe ich mich dafür entschieden, zum Einklemmen der Beine Stellbolzen zu verwenden. Der Vorteil ist, man muss nicht unter dem Segment hantieren und sollte beim Aufbau wirklich mal was klemmen, kann man die Klemmplatte etwas wegdrücken.


Bild 4:  Aufbau der Beinhalterung und notwendige Komponenten

Um die erwünschte Wirkung des Stellens in beide Richtungen zu erreichen ist in die Klemmplatte von der Innenseite des Segmentes her eine Einschlagmutter einzutreiben und mittels kleiner Gewindeschrauben zu fixieren. Diese nehmen den Druck auf, wenn die Klemmplatte weggedrückt wird.
Als Gegenstück dienen der Bolzen selbst, die Führungsplatte und die Haltemutter. Die Führungsplatte wird auf den Bolzen aufgesteckt, dann die Haltemutter bis an die Führungsplatte geschraubt. Die Platte sollte sich gerade so, aber problemlos, drehen lassen. Danach werden die Haltemutter nebst Bolzen durchgebohrt und mit einer Niete verbunden. Schraubt man das Konstrukt nun in die bereits montierte Klemmplattenmutter und dreht das Ganze fest, wird die Klemmplatte angezogen. Dreht man alles wieder lose, kehrt die Klemmplatte in ihre Grundstellung zurück und ab diesem Punkt, dreht sich der Bolzen heraus, der Abstand zwischen Bolzenkopf und Klemmplatte wird größer. Ist aber die Führungsplatte, wie es ja auch soll, mit dem Segmentrahmen verschraubt, kann der Bolzen nicht mehr hrausdrehen, denn er wird durch die Haltemutter fixiert. Der sich bildende größere Abstand wirkt nun nach hinten und drückt die Klemmplatte vom Bein weg.

Vom Segment auf FKTT

Da ich mit meinen Segmentmaßen von der Modulnorm abweiche, mir aber die Möglichkeit der Teilnahme an Modultreffen oder einfach nur der Anbindung an die FKTT-Modulnorm erhalten will, habe ich die äußeren Segmentübergänge so ausgeführt, dass diese mit FKTT-Modulen kombiniert werden können.


Bild 5:  Skizze der Positionierung des FKTT-Modulübergangs

Die in Bild 5 rötlich gefüllte Fläche bildet den FKTT-Modulübergang. Das Kopfstück entspricht dem Flach- profil FKTT-flach-1gleisig. Durch diese Positionierung würden FKTT-Module vorne/oben angeschlossen, meine Segmente stehen dann hinten 10cm über und unten 3cm.

Grundieren

Der gelieferte Zuschnitt muss natürlich entsprechend vorbereitet werden. Eine erste Maßnahme war das zweimalige Grundieren des Zuschnittes mit einem lösemittelfreien Tiefengrund aus dem Baumarkt.


Bild 6:  Grundierung des Zuschnittes

Der erste Durchgang erfolgte farblos (helles Brett), für den zweiten Anstrich habe ich den Tiefengrund mit ein wenig Flüssigbeize versetzt, so dass durch die Farbe gut zu sehen war, wo noch kein Tiefengrund aufgetragen ist. Der Zweck dieser Maßnahme ist der Schutz des Holzes gegen eine übermäßige Aufnahme von Feuchtigkeit und somit der Vorbeugung gegen Verziehen des Holzes. Über Sinn oder Unsinn der Grundierung ist man im Netz geteilter Meinung. Ich hielt es für eine gute Sache und konnte bis zum gegenwärtigen  Zeitpunkt keine Nachteile feststellen. Klebeverbindungen (sowohl mit Weißleim als auch Montagekleber) auf grundiertem Holz halten bombenfest und die Feuchtigkeitsaufnahme ist gegenüber unbehandeltem Holz deutlich geringer. Letzteres hat sich bestätigt, als ich die Übergangsbretter der Segmente mit einer dunklen Flüssigbeize (die Bretter werden nicht lackiert) behandelt habe.

Bohrplan

Ein weiterer Schritt der Vorbereitung ist das Bohren des Zuschnittes, eine zeit -u. zuweilen auch nerven- raubende Angelegenheit, sowohl in der Planung als auch in der Durchführung. Zunächst habe ich mir mit dem 'Hobbyconstructor plus' detaillierte Bohrpläne erstellt. Hier ein Beispiel:


Bild 7:  technische Zeichnung für Übergang Segment auf FKTT

Auf die Uhr habe ich nicht geschaut aber ich denke minimum 3 Stunden habe ich an diesem Plan gesessen. Es ist ja am Ende nicht nur das Zeichnen alleine, sondern es sollte auch alles Hand und Fuss haben. Man muss sich darüber klar werden, wie das Konstrukt aussehen soll, was dazu notwendig ist, welche Teile man braucht und wie man das alles in Einklang bringt. Da derzeit bereits einige Segmente zusammen gebaut sind, kann ich sagen, dass der Aufwand gerechtfertigt ist. Zum einen sieht alles ordentlich aus, man weiss, wie es werden soll, wo was hingehört und man läuft z.B. nicht Gefahr, das eine Schraube in eine andere dreht, weil man sich die Bohrstellen vllt. erst beim Zusammenbau aussucht. Selbst die Schraubengrößen stehen durch die Planung im Vorfeld fest und ich hatte auch schon erste Ideen zu den Arbeitsabläufen bei der Montage im Kopf.

Anzeichnen

Die nächste Fummelei ist das Übertragen der Maße auf den Zuschnitt. Vor diesem Arbeitsschritt habe ich alle Bretter auf der Zeichnungsseite mittels 120er Schleifleinen und Schwingschleifer ein wenig angeschliffen, da das Holz eine etwas rauhe Oberfläche hatte. Zum Bauen, z.B. verkleben von Bettungsmatten o. Schwellen- bändern ist das sicher vorteilhaft, zum anzeichnen war mir eine glattere Oberfläche lieber.

Bild 8:  Übertragung der Maße auf den Zuschnitt

Während ich das allererste Brett noch mit Hilfslinien 'vollgekritzelt' habe, bin ich schnell dazu übergegangen, die Maße per Anschlagwinkel mit Maßeinteilung zu übertragen. Im Bild wurden die Bohrpunkte für die Beinhalterungen und die Aussteifungsecken angezeichnet. Zunächst habe ich den Winkel am kurzen Ende des Brettes (rote Kante) angelegt und die nötigen Abstände angezeichnet (rote Darstellung). Danach wurde der Winkel am langen Brettende angelegt und an den zuvor angezeichneten Maßen ausgerichtet (blaue Darstellung). An dieser Ausrichtung wurden die Quermaße angezeichnet. Die Markierungsstriche wurden links und rechts des Bohrpunktes um je 5mm verlängert, so das ein Kreuz ensteht, welches für die Ausrichtung und Sichtkontrolle beim Bohren hilfreich ist. Abschließend wurden zunächst alle Bohrpunkte mit einer Stechahle mit langer, dünner Spitze vorgestochen, danach habe ich jedem Bohrpunkt noch einen Hieb mit einem großen Körner gegeben. Es hat sich gezeigt, dass sich hierdurch der Bohrer besser ansetzen ließ.

Bohren

Last, but not least.... das Bohren. Dafür habe ich mir einen Bohrständer angeschafft, in den ich meine Handbohrmaschine einspannte. Gebohrt wurde durchweg mit einem 3mm Spiralbohrer. Während ich bei den Teilen für das erste Segment noch die Arbeitsschritte wechselte, um diverse Techniken etc. zu testen, wurde das Gros des Zuschnittes in durchgängigen Arbeitsschritten bearbeitet. Dazu gehörten:

• Anzeichen und Vorstechen aller Bohrlöcher
  

• Bohren für Schraubverbindungen (3mm)
  

• Ansenken der Bohrlöcher (3mm) und leichtes Ansenken auf der Rückseite zwecks Entgratung
  

• Bohren der Modul -bzw. Segmentverschraubungen (8mm bzw. 10mm)
  

• Aussägen der Kabeldurchführungen mit Lochsäge(44mm)
  

Alle Bohrungen, mit den die Segmentübergänge miteinander verbunden werden, wurden im 'Doppelpack' gebohrt, d.h. je zwei Übergangsbretter wurden deckungsgleich miteinander verschraubt und gemeinsam durchbohrt. Durch genaue Kennzeichnung ist sicher gestellt, das die Bretterpaaare je Segmentübergang gemeinsam verwendet werden.


Bild 9:  Arbeitsplatz zum Bohren

Der Bohrständer nebst Maschine sind am Arbeitstisch fest montiert. Für ein möglichst präzises und leichtes Arbeiten ist eine ebene Auflage vorteilhaft. Diese habe ich mir aus einer alten Möbeltür geschnitten, mit zwei kurzen Dachlatten unterfüttert und unter der Bohrmaschine / über dem Bohrständerfuss fest montiert. So hatten alle Bretter ein ausreichend gut Auflage. Zum Ansenken der Bohrungen wurde ein Aufstecksenker (links unten im Bild) verwendet, zum Einsatz kommen ausschließlich Senkkopfschrauben.

Segmentübergänge

Vor der endgültigen Montage gilt es noch, den Segmentübergängen das entsprechende Profil zu verpassen.


Bild 10:  Maßzeichnung Profil Segmentübergang

Die obige Abbildung zeigt die Bemaßung für einen Segmentübergang. Die gelbe Fläche stellt das verbleibende Profil dar. Der untere Teil der Zeichnung gibt die Draufsicht wieder, die Winkel der Gleisgeometrie wurden hier bereits berücksichtigt.


Bild 11:  Zuschnitt Segmentübergang

Ein Freund hat mir vor einiger Zeit ein Teilesystem überlassen, mit dem man, unter Zuhilfenahme einer handelsüblichen Stichsäge, verschiedene Sägesituationen (z.B. Stichsäge, Laubsäge) schaffen kann. Im Bild ist unterhalb der grauen Sägetischplatte die Stichsägemontiert, deren Blatt durch eine Führung oberhalb des Werkstückes gehalten wird. Auf diese Weise wurden die Profile der Segmentübergänge zurecht gesägt. Die Führungen für die Trassenbretter wurden hier aber noch nicht ausgespart.

Das allererste Paar von Segmentübergängen habe ich noch versucht, frei Hand im Doppelpack zu sägen. Davon kann ich nur abraten. Diese Schnitte werden mit Sicherheit nicht winklig. Die Skizze, links unten im obigen Bild veranschaulicht das (80,8° sind fiktiv). Ursache für solche Fehler ist der Umstand, dass sich das Stichsägeblatt gerne seitlich wegdrückt. Mit dem Sägetisch werden die Schnitte nahezu exakt rechtwinklig. Allerdings werden die beiden Segmentübergänge auf diese Weise nicht exakt deckungsgleich. Daher habe ich diese nach dem Zuschnitt wieder miteinander verbolzt und mittels fräsen und schleifen angeglichen.


Bild 12:  Fräsen der Trassenführung

Das man eine Proxxon-Fräse auch mißbräuchlich verwenden kann, zeigt Bild 12. Hier wird der Ausschnitt für das Trassenbrett ausgefräst. Das war das einzige, mir zur Verfügung stehende Mittel, die Auflage für das Trassenbrett völlig plan hinzubekommen. Gestunken hat es allerdings wie Lagerfeuer in der Bude, wobei ein Lagerfeuer angenehmer riecht.

Eine Hürde, die es noch zu nehmen gilt ist, der Trassenführung auch noch die nötige Neigung entsprechend dem Gleisgefälle zu verpassen. Dieser undankbaren Aufgabe werde ich mich widmen, wenn die Trasse verlegt wird.

Segmente montieren

Zuerst ein paar Worte zum Arbeitsumfeld.


Bild 13:  Arbeitsfläche

Wichtig erschien mir eine ebene, gut zugängliche und ausreichend große Arbeitsfläche. Daher habe ich mir diese aus 19mm dicken OSB-Platten gebaut. Das ich dazu mein Schlafzimmer in eine Werkstatt umgewandelt und die eine Hälfte des Ehebettes mit der Arbeitsfläche überbaut habe, sei nur am Rande erwähnt. Wesentlich wichtiger sei die Erwähnung, dass sich der Begriff  'ebene Arbeitsfläche' dank der Schwerkraft schnell relativieren kann. Ich habe die Arbeitsfläche auf hochkant stehende OSB-Platten montiert und fertig. Beim dritten Segment ist mir aufgefallen, dass die Aussteifungsbretter unten 1mm überstehen. Ursache: die Arbeitsplatte hat sich geringfügig nach unten gebogen. Kein wirkliches Drama aber vermeidbar, wenn man die Arbeitsplatte mit ein oder 2 Dachlattenstücken vorher aussteift.

Das Längsmaß der Hilfsplatte  entspricht dem Innenmaß der Segmente, das kurze Ende sollte dem Abstand zwischen Segmentübergang und dem nächsten Aussteifungsbrett entsprechen. In der Praxis gab es aber eine Abweichung, so dass ich das Brett nur zur Montage der Segmentrahmenecken und zur Vormontage der Aussteifungsbretter zu Hilfe nahm. Fixiert wurde die Hilfsplatte mit zwei Schrauben an der Arbeitsplatte.

Im kleinen Bild sieht man die benutzen Werkzeuge, allerdings fehlt die Flasche Weißleim. Werkzeugtechnisch sei vor allem der Akkuschrauber erwähnt, der unbedingt über eine Drehmomenteinstellung verfügen sollte, weil man sonst ruckzuck die eine oder andere Schraube abgedreht hat., vor allem wenn man in härteres Holz, wie z.B. Buche, schraubt. Man sollte sich an das benötigte Drehmoment heran tasten und lieber erstmal ein geringeres Drehmoment einstellen; wenn das nicht reicht, das Drehmoment schrittweise erhöhen. Aber auch wenn man meint, das richtige Drehmoment gefunden zu haben, ist Vorsicht geboten. Ich musste die Erfahrung machen, dass das Sperrholz in wenigen Zentimetern Abstand eine ganze andere Härte aufweisen kann. Drehte ich die eine Schraube bündig rein, versank die nächste (3cm daneben) fast 3mm.

Bild 14:  Übersicht der Teile für ein großes Segment (1 Meter)

Die Montage beginnt mit dem Verbinden der Ecken der Segmentübergänge -und wände.


Bild 15:  Verbinden der Segmentecken

Die Segmentübergänge werden auf die Segmentwände aufgesetzt, vorgebohrt, verleimt und verschraubt. Im ersten Teilbild wurde die hintere Segmentwand mittels Latte und Schraubzwinge gegen die Hilfsplatte gedrückt und fixiert. Setzt man nun das Segmentübergangsbrett davor, schließen beide bündig ab, so das in dieser Stellung die Löcher vorgebohrt werden können. Nach meiner Erfahrung kann und sollte man so tief vorbohren, wie die Schraube lang ist. Wählt man eine wesentlich geringere Bohrtiefe läuft man immer noch Gefahr, dass das Holz reisst. Den Bohrdurchmesser sollte man 1 bis 1,5mm geringer wählen als die jeweiligen Schrauben dick sind. Im Netz, z.B. hier, findet man dazu auch Tabellen.

Bild 16:  Vormontage der Aussteifungsbretter

Die Aussteifungsbretter bekommen jeweils vier Aussteifungsecken. Da mir der Platz zu beengt schien, habe ich die Aussteifungsbretter vormontiert. Ein Hilfsklotz aus 3 Lagen OSB-Platte und 1mm Hartfaser sorgt dafür, dass sich die aufgelegte Ecke mittig in Höhe der Bohrlöcher im Aussteifungsbrett befindet. Ein davor geschraubtes Brett und die Montage des Hilfskonstrukts an der Arbeitsplatte erlauben ein bündiges Ausrichten von Aussteifungsbrett -und ecke. Nun wurde vorgebohrt, verleimt und verschraubt.


Bild 17:  Endmontage der Aussteifungsbretter

Die für die Endmontage relevanten Maße habe ich angezeichnet und an diesen Stellen rechtwinklig geschnittene OSB-Plättchen als Ausrichtungshilfen mittels Schraubzwingen fixiert.  Die Aussteifungsbretter wurden ausgerichtet und von außen vorgebohrt und verschraubt. Auf Leim habe ich an dieser Stelle, ausnahmsweise, verzichtet, da sich dieser, beim einpassen, größtenteils an den Segmentwänden abgeschmiert hätte. Die fehlenden Ecken wurden mit dem Hilfsklotz auf Höhe gebracht, vorgebohrt und verschraubt, allerdings wieder mit Leim. Da alle Ecken auf gleicher Höhe liegen, konnte ich diese Ecken innen nur verschrauben, indem ich durch den langen Schenkel der Ecken vorbohrte und eine 50mm Schraube eindrehte. Dieser legte ich eine Scheibe vor, damit sie das Holz nicht aufspaltet.

Bild 18:  Montage der Segmentecken inklusive Beinhalterung

Die Segmentecken bestehen aus zwei Aussteifungsecken, zwei Buchenholzstücken zur Beinhalterung -und führung und einer Klemmplatte, die das Bein einklemmt. Die untere Ecke enthält eine Aussparung für das Bein und wird mittels Hilfsholz auf Höhe gebracht.. Als nächstes wurde das Eckholz montiert, danach das Gegenstück, welches mittels einem Passstück positioniert wird. Letztlich folgt die obere Ecke, die auch den Anschlag für das Bein bildet. Alle Teile wurden vorgebohrt, geleimt und verschraubt. Auf die gleiche Weise, nur ohne Leim, wird zuletzt die Klemmplatte befestigt.

Das ist es gewesen. Die vollständige Montage eines großen Segmentes nahm in etwa 3 Stunden in Anspruch, die kleinen Segmenten dauern vllt. eine halbe Stunde weniger. Die Endergebnisse sehen so aus:


Bild 19:  fertig montiertes großes Segment

Bild 20:  fertig montiertes kleines Segment