Die folgenden Ausführungen stützen sich auf die unter:
    Module-Segmente-Diorama"
gemachten Darlegungen zu einer privaten Modul-Anlage.

Zurzeit existieren 3 funktionsfähige Module, die getreu der angestellten Überlegungen, beliebig zusammengesteckt werden können. Die beim Test aufgetretenen Fehler oder Ungereimtheiten wurden ausgebessert und überarbeitet.

Ein Halb-Modul
    Kinderland1
befindet sich in Bearbeitung. Das Modul hat 12 Adressen; es wird eine Leiterplatte zum Aufbau der Schaltstellen erarbeitet.

Ein Sondermodul "Rampe" , welches den Übergang zur Tepichbahn realisiert, existiert ebenfalls.

Das Konzept hat sich bisher als richtig erwiesen.
Insbesondere die Einbeziehung der Steuerung der zusammengebauten Anlage ist mit diesem Konzept sehr variabel und einfach genial!

In diesem Teil wird vorrangig auf die Geometrie und die mechanische Gestaltung der Module Bezug genommen.
Die Elektrik ist als Konzept unter:
    Elektronische Steuerung der Module
und
    Elektronische Steuerung der Module - kleine Variante
nachzulesen.
Die Geometrie und die Elektrik werden komplett jeweils in den drei Modulen beschrieben:
    Viertel-Modul Brücke;
    (es gibt keine Schaltstellen auf dem Modul)
    Viertel-Modul mit Bahnübergang und Beleuchtung;
    (zwei Schaltstellen)
    Halb-Modul mit eigenem Bahnbetrieb;
    (14 Schaltstellen; Fahrregler)

Auf notwendige Änderungen vom Konzept wird hingewiesen und Lösungen angeboten.

Zu:

• Maße:
  • Grundmodul
  • Halbmodul
  • Viertelmodul
  • Frontflächen

Zusammenfassung der getroffenen Festlegungen

• Übergänge zwischen den Modulen:
  Grundsätzlich erfolgen alle Schienenübergänge von Modul zum Modul senkrecht (90°) zum Modulrand und befinden sich immer an einer definierten Stelle.
  Andere Übergänge verletzen das Baukastenprinzip und sind unzulässig!
• Schienenmaterial:
  Spur H0; Piko A-Gleis
  Für gebogene Gleise stehen folgende Radien zur Verfügung: 360mm, 422mm, 484mm und 546mm mit jeweils einem Bogen von 30° und 908mm mit einem Bogen von 15°.
  Gerade Gleise spielen bei der Festlegung der Geometrie keine Rolle!

  (Bilder aus Piko-Prospekt)

  Verwendete Bogen Geraden

• Schienen-Geometrie auf den Modulen:
  Grundmodul: Als Grundmodul wird ein quadratischer Aufbau bezeichnet, der einen Viertel-Kreis zulässt. Als Erweiterung des Grundmoduls wird der Viertelkreis mit einer Abzweigung vorgesehen.
  Bei einem Halb- bzw. Viertel-Modul wird jeweils eine Seitenlänge auf die Hälfte bzw. Viertel reduziert.

• Zusammenfügen der Module:
  Module können in beliebiger Reihenfolge und Lage (auch gedreht) aneinander gefügt werden.

Zusammenfügen der Module zu Anlagen

Zielstellung ist, aus Modulen beliebige Anlagen zusammen zufügen.
Der Vorteil dadurch ist, dass der Aufbau der Anlage bei jedem Aufbau anders sein kann. Das Ganze hat jedoch im Gegensatz zu einer auf dem Teppich aus Schienen aufgebauten Anlage, schon Landschaft und die Verdrahtung aller Schaltelemente ist ebenfalls bereits vorhanden.
Ein weiterer Vorteil ist, dass das Wegstellen der Anlage nur eine Fläche von etwa 70cm x 70cm bedarf (alle übereinander, aber mit speziellen Halteeinrichtungen).
Nachteilig ist, dass bei der Erstellung der Module ein relativ hoher Aufwand zur Genauigkeit und für die elektrische Versorgung betrieben werden muss!
Der Aufbau der Anlage erfolgt wie das Zusammenfügen von Bausteinen z.B. beim LEGO-Baustein-System.
Nachteilig ist natürlich, dass die Landschaftsgestaltung sich immer auf ein Modul beziehen muss, also eingeschränkt ist. Einen Tunnel z.B. zu bauen, ist ausgeschlossen, denn der Berg ist auf diesem kurzen Ende nicht erklärbar. Ausnahmen wären, wenn man die Module als Segmente erklärt, die immer in gleicher Weise zusammengesetz werden, oder man benutzt den Tunnel als Übergang zu einem Schattenbahnhof.
Das ganze System wird sich nur einer Modellbahn nähern, es bleibt sicher eine Spielbahn!

Folgende Grundelemente an Modulen sind vorgesehen:

(von links: GM-Grundmodul; GMAzl-Grundmodul mit Abzweig links; GMAzr-rechts; HMAzr-Halbmodul mit Abzweigung rechts; HM1-Halbmodul Var1,5; VM-Viertelmodul; HMAzl-Halbmodul mit Abzweigung links wird es auch geben;)

Aus diesen Elementen lassen sich beispielsweise folgende Anlagen aufbauen:

Ein einfacher Kreis aus den Grundmodulen. Wenn die Landschaftsgestaltung der einzelnen Module auf diese Situation zugeschnitten ist, wirkt es wie eine komplette Anlage. Man kann also keine Berge über ein Modul hinaus gestalten.

Der Kreis wurde durch Viertel- und Halbmodul erweitert. Zusätzlich werden Grundmodule mit Abzweigungen eingesetzt, da kann man schon etwas fahren. Bei dem Viertelmodul ist der scheinbare Übergang. In ein weiteres Modul möglich, z.B. eine Brücke.

Und nun die obere Anlage zu einer größeren erweitert:

Die Anlage hat eine Größe von 1,88m x 2,50m.
Unter dem Punkt Maßhaltigkeit ist eine weitere Anlage gezeigt, die Grundmodule in anderer Art aneinander fügt, dann sind Sonderformen von Modulen erforderlich.
Das untere Viertel- und Halbmodul dürfen keine Sonderformen sein, z.B. eine Brücke auf dem Viertel-Modul: die Straße unter der Brücke würde abrupt am Halb-Modul enden, die Landschaft muss ausschließlich nur auf den Modulen komplett gestaltet werden.

Geometrie Grundmodul

Bei der Festlegung der Geometrie des Grundmoduls auf den Bogen R4 (546mm Radius und 30° Bogen) wird bereits die Erweiterung mit einem Abzweig berücksichtigt. Alle kleineren Bogen lassen auf Grund der Weiche mit einem Bogen-Radius von 908mm keine Lösung entsprechend dem gewählten Konzept zu.
Mit dem Radius von 546mm und einem festgelegten Abstand zum Rand ergibt sich die Seitenlänge des Grundmoduls.

Abstand zum Rand: 78mm
Modul-Seitenlänge: 546mm + 78mm = 624mm

Ganz allgemein gilt:

    ( GleisBogen + x ) / 4 = 2 * x

    mit GleisBogen: der Radius des zu verwendenden Gleises;
    x: Abstand zum Rand

Damit das Gleis auf dem kleinsten Modul, dem Viertel-Modul, in der Mitte zu liegen kommt, muss die Breite des Moduls das Doppelte vom Abstand betragen, also 2 * x. Andererseits gilt aber auch, dass die Seitenlänge eines Viertelmoduls ¼ des Grundmoduls beträgt,
also Radius Bogen plus Abstand geteilt durch 4.
Die obere Formel beschreibt den Sachverhalt. Löst man diese Gleichung nach x auf, erhält man für jede Gleisbogen-Größe den Abstand zum Rand.

    x = Bogen / 7

Für den verwendeten Bogen von 546mm gilt also:

    x = 546mm / 7 = 78mm

Dieser Wert wurde oben bereits verwendet.

Aus dieser Anordnung wird für alle weiteren Module die Geometrie abgeleitet.

Geometrie Viertelmodul

Entsprechend der getroffenen Festlegung, wird eine Seite des Grundmoduls auf ¼ reduziert.     Seiten-Länge: 624mm / 4 = 156mm Die Breite des Moduls beträgt somit 156mm. Der Abstand zum Rand soll nach Festlegung 78mm betragen, für die andere Seite bleiben somit:     156mm - 78mm = 78mm Die Schienen liegen also genau in der Mitte auf dem Modul, das Modul kann also auch um 180° gedreht eingebaut werden! Auf diesem Prinzip wurden die Module Brücke, Bahnübergang und Rampe gestaltet.

Geometrie Halbmodul

Eine Seitenlänge des Grundmoduls wird halbiert. Der eine Abstand vom Gleis zum Rand des Moduls soll wie bisher 78mm betragen, das Gleis kann folglich nicht in der Mitte liegen. Die nun so vorhandene größere Fläche kann unterschiedlich genutzt werden (siehe folgende Varianten). Das Gleis in die Mitte legen ist nicht möglich, da dadurch das Baukastenprinzip verletzt wird. Das Modul kann nicht ohne weiteres gedreht werden, hängt von der zu gestaltenden Anlage ab!

Die erste Variante könnte sein, die Fläche als Geländegestaltung zu nutzen, z.B. könnte hier ein See oder ein kleiner Berg entstehen. Auch die Gestaltung eines kleinen Dorfes (Siedlung) ist möglich.

Ins Baukastenprinzip passt, wenn ein weiteres Gleis auf die rechte Seite des Moduls gelegt wird. Das ganze ist dann aber keine zweigleisige Anordnung, denn die Gleise müssen 156mm auseinander sein, das sind eher zwei eingleisige Gleisanordnungen. Bei zweigleisiger Anordnung haben die Gleise einen Abstand von 62mm Es gilt, der Versatz durch einen Bogen R9 (oder Weiche) und 15° kann mittels des Cosinus berechnet werden:     908mm - 908mm * cos 15° = 908mm - 877mm = 31mm Mit dem dargestellten Doppelbogen erhält man somit einen Versatz von     2 * 31mm = 62mm.

Eine interessante Variante ist das Überführen des Gleises von der einen zur anderen Modulhälfte. Zum einen ergeben sich aus der Anordnung interessante Geländegestaltungsvarianten, zum anderen kann die Lage des Gleises gewechselt werden. Der Übergang geht natürlich auch in entgegen gesetzter Richtung. Sicher geht der Übergang nur mit dem Zerteilen von Bogengleisen, oder man benutzt das Flexible A-Gleis der Firma. (noch nicht realisiert)

Eine etwas schwierige Anordnung ist die Gestaltung einer Abzweigung auf dem Modul. Die Schwierigkeit liegt im Einbau der Bogen-Gleis-Stücke, es passt nicht so richtig. Es werden enge Bögen gebraucht oder man verwendet auch hier das Flexible A-Gleis der Firma. Kann diese Variante des Moduls realisiert werden, macht auch die Variante 2 das Halbmoduls wieder Sinn, es können aber auch andere Module folgen. Besonderen Wert muss man auf die Genauigkeit des Abstandes der Gleise legen, es können beide Gleise immer nur gemeinsam durch das Zusammenbauen zum nächsten Modul angepasst werden. Das in Arbeit befindliche Modul Kinderland wurde nach diesem Konzept aufgebaut. Da die Gleise schon verlegt sind, konnte festgestellt werden, dass die Anordnung auch mit normalen Gleisbogenstücken realisierbar ist!

Bereits realisiert wurde eine Bahnbetriebsvariante auf einem Halbmodul (Modul Kieswerk). Vom durchgehenden Gleis zweigen weitere Gleise ab, die nicht vom Modul wieder herunterführen, es wird kein Anschluss von Gleisen auf dem nächsten Modul erwartet, damit wird das Baukastenprinzip eingehalten. Man kann so einen kleinen Betriebsanschluss gestalten.

Grundmodul mit Abzweigung

Etwas schwierig gestalten sich die Bögen auf diesem Modul, sollte aber machbar sein, ansonsten hilft wieder das Flexible Gleis.

Maßhaltigkeit

Die angegebenen Maße der Module sind Außenmaße und sind so genau wie möglich einzuhalten. Kleinere oder größere Werte der Kantenlängen führen zu Problemen beim Zusammenbau einer größeren Anlage, wie z.B. im folgenden Bild:

Das Beispiel zeigt weiterhin, dass Spezialmodule erforderlich sein können, so sind in dieser Anordnung weiter verkürzte Viertel-Module erforderlich. Die Verkürzung erfolgt auf ¼ und ¾ der Gesamtlänge. Diese Spezialmodule könnten auch als Brücken gestaltet werden.
Das Beispiel zeigt weiterhin, dass Verlängerung eines Moduls auf das ganzzahlige n-Fache einer Seitenlänge möglich ist, so lassen sich Bahnhöfe realisieren.

Tauscht man M3 mit einer Abzweigung aus, kann man mittels Sonder-Modul SM2 eine Verbindung zum darüber liegenden Gleis schaffen, aber Vorsicht, jetzt entsteht eine Wendeschleife, da braucht man zum Betrieb extra elektrische Lösungen!

Auf dieser Anlage sind nun schon einige Bewegungen möglich. Die Anlage hat nun aber schon eine Größe von 3,12m x 2,34m (H x B). Das nun rechts durchgehende Gleis lässt sich sehr gut zur Erweiterungen der Anlage nutzen.

Höhe der Module

Die Höhe der Module wird auf 80mm festgelegt. Die Höhe lässt eine gute Verbindung der Module untereinander zu und gestattet den bequemen Einbau der notwendigen Elektronik. Weiterhin lässt die Höhe den Einbau von quasi "hängenden Schluchten" zu (die Vertiefungen gehen nur bis zur Grundfläche der Module). Allerdings kann es dann mit dem Raum für die Elektronik schon eng werden.

Festlegung zu den Seitenflächen der Module:

• Seitenflächen der Module an denen ein Gleis das Modul verlässt, werden als Frontflächen bezeichnet.
• alle anderen Seitenflächen heißen Seitenflächen

Nach dieser Festlegung hat ein Grundmodul mit Abzweig 3 Front- und eine Seitenfläche.

Gestaltung der Frontflächen

Die Frontfläche eines Viertelmoduls hat folgendes Aussehen:

In der Frontfläche befindet sich mittig unter dem Schienenübergang ein Ausschnitt zum Durchstecken der Modulverbindungskabel. Als mechanische Verbindung der Module werden M4 Schrauben benutzt. In Blickrichtung auf die Frontfläche wird links ein M4-Bolzen von innen in das Loch gesteckt und von außen mit einer Mutter festgeschraubt. Die Mutter muss versenkt werden, damit die Module plan verschraubt werden können. Rechts vom Ausschnitt befindet sich ein 5mm Loch. Werden alle Frontflächen der Module so aufbereitet, dann können die Module leicht zusammengesteckt werden. Von innen werden sie dann mit einer M4-Flügelschraube arretiert.
Der 1mm Unterschied zwischen Bolzen und Loch dient zur besseren Anpassung der Module. Hinter dem Loch und dem Bolzen sollten Bleche zur längeren Haltbarkeit geschraubt werden. Die Größe ist beliebig, die Befestigung der Bleche durch weitere Schrauben sollte nicht die Funktion der Flügelmutter behindern.

Als Gleisbett auf dem Modul wird Kork aus Schallisolationsgründen verwendet. Ich benutze dazu Bodenfliesen mit 4mm Dicke aus dem Baumarkt. Dazu schneidet man von den Fliesen 43mm breite Streifen ab und schrägt die Seiten mit der Raspel entsprechend an. Oder man versucht gleich einen schrägen Schnitt beim Abschneiden der Streifen.
Die erhoffte Schalldämmung ist jedoch gering, die Kästen stellen doch sehr schöne Resonanzkörper dar. Aber auf dem Brückenmodul hört man doch einen Unterschied der Geräusche auf der Brücke und dem Rest (auf der Brücke ist kein Kork).

Frontfläche eines Halbmoduls

Die Gestaltung hängt natürlich von der Benutzungsvariante des Moduls ab. Gibt es nur ein durchgehendes Gleis (Variante 1, 3 und 5), dann gilt die oben dargestellte Anordnung. Das größere Loch rechts ermöglicht das Aufschrauben der Flügelmutter. Noch weiter rechts sollte auch ein 5mm Loch gebohrt werden, denn so könnte auch noch ein Viertelmodul ohne Gleisverbindung gesteckt werden.
Verlassen das Modul zwei Gleise (Variante 2 und 4) so hat die Frontfläche folgendes Aussehen:

Die Frontfläche des Viertelmoduls muss zweimal vorhanden sein. Es müssen zwei Ausschnitte vorgesehen werden, da auch zwei Verbindungskabel das Modul verlassen.
Den rechten Ausschnitt muss man etwas größer gestalten, denn es muss irgendwie die Verschraubung vom linken Modul realisiert werden. Vielleich muss das Loch noch größer ausgeschnitten werden.

Frontfläche eines Grundmoduls

Hier gelten natürlich gleiche Aussagen wie beim Halbmodul, es sind so viele Ausschnitte notwendig, wie Gleise das Modul verlassen. Das Bild zeigt die Anordnung für ein einfaches Grundmodul.

Seitenflächen

Seitenflächen sollten ebenfalls wie schon bei der Frontfläche eines Halbmoduls einen hilfreichen Ausschnitt zum Zusammenschrauben der Module haben. Der muss natürlich immer auf der Seite sein wo in der Frontfläche ein Loch ist.

Modul-Aufbau (Beispiel Viertel-Modul)

Der Aufbau eines Moduls entspricht im Wesentlichen dem eines Kastens. Wichtig ist nun die Materialstärke bei den Maßen mit zu berücksichtigen.

Die Außenmaße müssen auf jeden Fall eingehalten werden. Sinnvoll ist es, die Seitenflächen auf 624mm zu belassen und die Frontfläche dazwischen einzupassen. Verwendet man 8mm dickes Sperrholz, hat die Frontfläche nur eine Breite von 140mm. Der wesentliche Vorteil dieser Zusammenbauvariante ist, dass die Modulverbindung größere Kräfte aufnehmen kann, als wenn die ganze Frontfläche auf die verkürzten Seitenflächen aufgebracht wird. Man verleimt die Teile und kann zusätzlich durch die Seitenflächen Stifte (oder sogar kleine Schrauben) in die Frontfläche einbringen, das hält.
Die Oberfläche des Moduls wird von oben auf den offenen Kasten geleimt, diese ist natürlich auch noch von der Dicke zu berücksichtigen. Bei 8mm Dicke der Platte müssen dann die Front- und Seiten-Flächen nur 72mm hoch sein.
In dem Modul sollte man zwei weitere Versteifungsflächen in der Form der Frontfläche einbauen, diese brauchen nicht 8mm dick sein.

Beispiele

Hier sind die Verstärkungsbleche zu sehen, es sind irgendwelche Blech-Reste die genutzt wurden.

Viertel-Modul (Standard)

Das ist das Basismodell eines Viertelmoduls, ohne jegliche Sonderformen. Sehr gut erkennbar sind die inneren Versteifungen (wahrscheinlich bei 8mm Sperrholzdicke nicht notwendig). Falsch ist das Anbringen der Frontflächen, die wurden aufgeklebt. Das ganze hat jedoch bisher auch gut gehalten. Die Verstärkungsbleche fehlen hier noch. (Der Ausschnitt als Hilfe beim Zusammenschrauben der Module fehlt noch)

Weitere Informationen:
    Viertel-Modul mit Bahnübergang und Beleuchtung; zwei Schaltstellen

Viertel-Modul (Sonderform Brücke ("hängende Schlucht"))

Hier ein weiteres Viertelmodul, jedoch mit Sonderform. Lediglich die Frontflächen entsprechen den Festlegungen, die Frontfläche wurde zwischen den Seitenflächen geklebt (wie beschrieben). Das Modul gestaltet eine Brücke in Form einer "hängenden Schlucht", die Seitenflächen sind in der Mitte stark reduziert! Die Stabilität des Moduls wird nun durch das unter der Brücke unten eingefügte Brett und ein zweites oben unter der Brücke vorhandenes Brettchen (nicht sichtbar) realisiert. Die eigentliche Brücke ist ein Plastikteil, sie hat keine stabilisierende Wirkung. Die bisherigen Erfahrungen zeigen, dass es keine Probleme mit der Stabilität gibt.
(Der Ausschnitt als Hilfe beim Zusammenschrauben der Module fehlt noch)

Weitere Informationen:
    Viertel-Modul Brücke; es gibt keine Schaltstellen auf dem Modul

Halb-Modul (Var 5; Industrieanschluss)

Das Beispiel Halbmodul realisiert die Variante 5, einen Industrie-Anschluss.

Hier wurde die Höhe des Moduls genutzt, um eine Kiesgrube abzusenken. Wieder sind zwei Versteifungen aus dünnerem Material angebracht worden. Die rechte Versteifung war auch notwendig, da sie auch das "Höhenprofil" der Grube trägt. Bei der linken Versteifung stellte sich beim Einbau der Elektrik heraus, dass weitere Ausschnitte notwendig wurden, die dann nachträglich eingebracht werden mussten (das war nicht so gut).

Das Bild zeigt den Einbau der Elektronik und es fehlt noch eine Schaltung und ein Trafo.
Die Menge an Elektronik wurde notwendig, da die Steuerung des Werkanschlusses sowohl autonom als auch von zentraler Stelle aus erfolgen sollte, also eine eigene Fahrspannung, Bedien- und Anzeigeelemente gibt es auf dem Modul.
(Der Ausschnitt als Hilfe beim Zusammenschrauben der Module fehlt noch)

Weitere Informationen beim Modul Kiesgrube:
    Halb-Modul mit eigenem Bahnbetrieb; 14 Schaltstellen; Fahrregler