Spirála

  1. Úvod
  2. Parametry
  3. Stavba
  4. Elektroinstalace
  5. Výkresy
  6. Kryt
  7. Závěr

Úvod

    Na stavbu se chystám už dlouho. Co napřed, co potom? Začít stavbou skrytého nádraží má několik výhod. Je to bez krajiny, bez štěrkování, bez návěstidel, bez trolejí. Určité nedostatky nevadí. Skvělá příležitost naučit se některé stavební postupy. Lepení kolejí, stavba a instalace výhybek a přestavníků, serv. Zatím nemám k dispozici dostatek místa, takže počítám, že skryťák dočasně umístím nad kolejiště. Pak budu mít možnost ověřit činnost některých prvků, jako jsou serva, provoz ve zpětných smyčkách atd. Ke skrytému nádraží, umístěnému nad zkušebním kolejištěm, je však třeba vystoupat. Tobogán bude stavba číslo jedna.

    Stoupací (taky klesací ) spirála neboli tobogán. Používá se ke spojení různých úrovní kolejiště, a to v případě, že je rozdíl úrovní větší a není k dispozici tělocvična.     Nebudu polemizovat nad rozdíly, výhodami, nedostatky a pod. Jak je mým zvykem, uvedu jen vlastní poznatky. Na webu jsem toho na toto téma moc nenašel, tak se to snad někomu bude hodit.

Na začátek článku

Parametry

  1. Hlavní rozměry
  2. Konstrukce
  3. Materiál
    1. základní
    2. koleje
  4. Stoupání
  5. Poloměry

ad 1    Hlavní rozměry [mm]

 
Průměr 860
Výška 510 (až 630 1) )
Převýšení kolejí 480 (600)
Rozteč os kolejí 43
Tloušťka překližky 6
Šíře kolejového pásu 157
Světlá výška nad kolejnicí 67 (87) 2)
Závitové tyče M6
Váha 13 kg

1) maximum
2) loko s volně vztyčeným sběračem potřebuje 61 mm

ad 2    Konstrukce

    Existují i hotové výrobky. Spirála Helix fy Noch je příkladem. Jistě dobré, poněkud dražší. V našich podmínkách je základ asi překližka a závitové tyče.

ad 3a    Základní materiál

    Uvažoval jsem i o sololaku (náhrada nebo jen nové jméno sololitu), je levnější a lehčí. Možná to příště (na nějakou jednodušší spirálu) zkusím. Nakonec jsem zvolil (s ohledem na možnou hlučnost) přece jen raději překližku, břízu (je lehká a bez smoly), kvalita nejhorší (kazy tady nevadí), tloušťka 6 mm (ve skutečnosti je to 5,5 mm a zřejmě by stačila i 4 mm). Překližkové desky lze koupit v rozměrech 250 x 125 cm (nevím, zda i jiné), takže na 1 desku vyšla 3 mezikruží. Nic moc. Levnější variantou by bylo použití půlkruhů, což by se na desku dalo rozmístit lépe, s menším odpadem. Spojovacích míst by však bylo dvakrát tolik a do toho se mi nechtělo.

     Nosné prvky jsou běžné závitové tyče (v každém železářství) o průměru M6. Tady záleží na průměru, umístění a počtu. Prvotní je, zda spirála bude připevněna na další nosnou desku (třeba na kolejiště) nebo zda bude samonosná. Závisí na tom způsob spojení v místě řezu mezikruží. Při upevnění na desku (nahoře nebo dole) totiž nepotřebujeme žádné další spojovací třmeny v místě navázání jednoho mezikruží na druhé. Já zvolil samonosnou konstrukci, která tvar drží právě díky spojovacím třmenům. Nemusíme si pak lámat hlavu, jak a k čemu to celé přiděláme. Tyče M6 jsou dostatečně pevné a po začátku stavby se ukázalo, že plně postačují pouze na obvodu. Prostě v této kombinaci to bylo zcela vyhovující a další varianty můžete vyzkoušet. Nabízí se ten sololak, více či méně tyčí menšího nebo většího průměru atd.

Spojovací třmeny. Pokud je celá konstrukce přidělaná (nahoře nebo dole) na základní desku, nejsou třmeny nutné, ale to jsem nezkoušel.

    Použití vnitřních tyčí má však ještě jednu výhodu. Mezikruží lze pak totiž snadno nastavit s náklonem, převýšením na vnější straně (dle NEM114), což simuluje eliminaci odstředivých sil v reálu  V modelové železnici se to moc nepoužívá, někdy pak hrozí spíše převrácení vagonů na vnitřní stranu. U spirály je to ovšem trochu jiné. Vždy je totiž nutno počítat s náhodným rozpřažením, odpojením vagonu(-ů). Následuje samovolný sjezd a výsledek závisí na kvalitě dvojkolí, způsobu jeho uložení v ložiskách, váze vagonu a poloměru oblouku. Jinými slovy, čím vagon jede lépe a čím je menší poloměr oblouku, tím větší rychlosti dosáhne na tobogánu, odpojí-li se od lokomotivy. Zkoušel jsem to. Všechna dvojkolí mám kovová (ta jezdí rozhodně lépe, než plastová), něco jezdí hůře, něco výborně. Pouštěl jsem tedy vagony samovolně po spirále. Ty lehčí, s horším uložením dvojkolí, ani nesjely dolů. Ovšem těžší vagony, s kvalitně uloženými dvojkolími, vyletěly z kolejí po projetí asi dvou pater. Spirála bez převýšení. Zatím. Praxe ukáže. Otvory pro vnitřní tyče jsou připravené, pokud bude třeba, instalace by asi moc problematická nebyla.

ad 3b    Koleje

    První příležitost vyzkoušet samostatná pražcová pole a kolejnicové pruty. Pražcová pole (podloží) lze koupit rovná i oblouková. Ta rovná jdou nařezat (na jedné straně), a tak získat oblouková. Většinou jsem použil ta oblouková, ale asi na dva průměry se mi nedostávalo, tak jsem vyzkoušel i úpravu těch rovných. Bez problémů se na jedné straně přeštípnou pražce a je hotové flexi podloží. Samozřejmě použitelné i pro jiné aplikace. Kolejnice se pro snazší nasouvání na konci lehce vezmou pilníkem (na patce) a předem jsem je upravoval (protažením v ruce, lépe v hadru) do přibližně požadovaného poloměru. Tuto metodu (zvlášť podloží a kolejnice) považuji při stavbě kolejí za nejlepší. Je to nejlevnější a docílí se mnohem menšího počtu spojek. Všechny spoje letuji. Pokud by někde u delších úseků vadila teplotní roztažnost, vždycky se dá kolejnice napilovat a vytvořit dilatační mezera. Ještě bych poznamenal, že podloží i kolejnice jsem měl z několika různých dodávek. Někde šly pruty do podloží zcela lehce, někde dost ztuha. Obojí má své výhody. Horší instalace, lepší držení polohy atd.

    Pro snazší nasouvání lze kolejnici namazat, jde to pak nasouvat mnohem lépe (pak jsou ale potíže se zalepením, pokud je to zapotřebí např. při nevodivém předělu), stačí i voda či sliny, neboť vyschnou a případné přilepení je pak možné. Kolejnice se vždy předem vytvarují do požadovaného tvaru, poloměru, aspoň přibližně. Rovněž podloží, je-li to oblouk, se nejprve po jedné straně naštípá, a pak teprve se nasunuje stejně vytvarovaná kolejnice. Jedna, pak druhá.

    Rozteč kolejnic je třeba rozhodně kontrolovat. Tahem na jednu a tlakem na druhou stranu se lze v oblouku dostat i za požadovanou toleranci rozteče kolejnic. Takže pozor, kontrolovat!!! Ale jediný problém, se kterým jsem se setkal, bylo zúžení rozteče v místě letování. Tady pomůže podložka z kovu nebo nějakého termosetu (zlatý bakelit), vložená při letování mezi kolejnice.

Spojení kolejnic letováním. Kovová kostička zajistí rozteč kolejnic po sletování. Přiložený drát slouží ke zpevnění spoje, následně se odštípne.

ad 4    Stoupání

    Někde jsem vyčetl, že maximální stoupání by mělo být 5 cm na metr, to už je však spíš za hranou. Osobně bych se snažil nepřekročit 4% (4 cm/m). A také delší, povlovné, nelomené nástupy stoupání. Při nedodržení těchto zásad se mohou objevit problémy s projížděním, rozpřahováním, prokluzováním atd. Samozřejmě, že nejlépe to jede v rovině, bez oblouku, bez výhybek. To ale není reálné. Některé mašiny a vagony projedou skoro vše, některé mají potíže při sebemenší nerovnosti. Obvykle se to ukáže až v praxi, až když je pozdě. Nezapomínejme na to!!!

    Ač se to může zdát někomu divné, záleží procento stoupání na poloměru oblouku. Je to ovšem prostá geometrie asi z osmé třídy. Menší poloměr má menší obvod, tedy kratší délku a tím je stoupání větší. Jeden okruh poloměru R310 (obvod je o = 2pr = 2 * p * 310 = 1948) má délku 1948 mm, tedy necelé 2 m, 10 cm na jeden okruh by tedy bylo mírně přes 5cm/m. Nakonec jsem ještě ubral a stoupání nastavil na 8 cm na jeden okruh. Nejproblémovější Rosnička to vyjede v pohodě a dokonce jde připřáhnout jeden, dva vagony. A samozřejmě, na větším poloměru, kde je stoupání menší, to je zase o jeden dva vagony více. Celkový počet závitů spirály je 6 (vždy 3 jdou nařezat z jedné překližkové desky), takže výškový rozdíl je dohromady 48 cm. V případě potřeby by šlo ještě pár cm klidně přidat (zase by se točilo matkami...a nezapomenout na toleranci délky protažených vodičů) nebo upravit tobogán přesně na míru.

    V následující tabulce je uvedeno stoupání pro tři základní poloměry (TT) a pro převýšení 66 a 80 mm. Převýšení a délka jsou vždy pro 1 okruh. Jak je vidět 3)4), Wintrack si to počítá trochu jinak, rozdíl je ale nepatrný.

Poloměr [mm] Převýšení [mm] Délka [mm] Stoupání [%] 1) Wintrack [%] 2)
310 66 1947,79 3,39 3,40
353 66 2217,96 2,98 2,98
396 66 2488,14 2,65 2,67
         
310 80 1947,79 4,11 4,12
353 80 2217,96 3,61 3,61
396 80 2488,14 3,22 3,26
1) Stoupání vypočtené (převýšení / délka * 100%).
2) Stoupání uvedené Wintrackem.

ad 5    Poloměry

    Čím větší, tím lepší. Jenže místa se většinou nedostává. Někdy stačí jeden poloměr kolejí, jindy více. Já potřebuji dva, zvolil jsem tedy R353 a R396. Vlastně jen pro ověření jsem přidal i R310 (přidání překližky na vnitřní straně je bez nákladů), abych zjistil, zda je tento poloměr použitelný. S výsledkem jsem spokojen, podle mne jde použít R310 v pohodě. Ale jak jsem říkal, při stejném sklonu Rosnička vytáhne na R396 třeba 3 vagony, na R310 s bídou jeden.

Na začátek článku

Stavba

    Mezikruží, v jednom místě přeříznutá, dodal truhlář. Trochu jsem si dělal hlavu z té mezery. Aby nebyla moc široká. Řezat lupénkovou pilkou? Pootočit každý další kruh o tu mezeru? Nesmysl. Pár milimetrů mezery vůbec nevadí.

    Styrodur (z OBI, zase s jiným názvem) 3 mm jsem nalepil disperzí (Herkules). Zbytek se odřízne snadno skalpelem. Mimochodem, styrodur chci dávat všude. Jako podklad pod koleje. Na "ostrém" kolejišti ve dvou vrstvách. Kvůli odhlučnění i s ohledem na imitaci náspu. Jednu vrstvu všude, druhou jako násep pod koleje. Jsou-li koleje jen položeny, třeba i na sololaku, je hluk minimální. Jakmile se přilepí, je to horší. Jak to bude u dvou vrstev, nevím, ale asi to taky nebude žádná sláva. Kdo chce jezdit hodně tiše, měl by zkusit něco měkčího. Třeba gumu. Takové samolepící pásky jsou možná lepší. Ale pokud přes to zaštěrkujeme a zalijeme lepidlem, zase to ztvrdne a hluk je zpět. Na tohle téma je toho na webu poměrně dost a názory se různí. Každý si musí najít svoji metodu, která mu vyhovuje.

    Otvory pro závitové tyče byly svrtány u všech 6ti mezikruží najednou. Kvůli přesnosti. Myslím, že zbytečně. Tyče v pohodě povolí. Spojovací třmeny jsou opět ze železářství, ani nevím, na co to původně je určeno. K dispozici bylo více typů, jen se zvětšily otvory.

    Na styrodur, přilepený na mezikruží, se naznačí (vystřižené šablony jsou velmi výhodné) středy pod koleje. A můžeme instalovat mezikruží. Vždy jedno, přilepit koleje (Herkules) a zatížit. Po zaschnutí další kus kolejí, sletovat atd. Jak jsem už uvedl, vnitřní tyče jsem nakonec vynechal. Kromě těch ve spoji, kde jsou spojovací třmeny, vně i uvnitř. Vnitřní tyče, které jsou vidět na násl. obrázku, jsou tam jen dočasně, aby se při zatížení překližka tak neprohýbala pod závažími. Mimochodem, závaží... Pěkné, že? Trochu jsem měl potíže sehnat něco vhodného. Doma pak člověk hledá staré žehličky a bůhvíco ještě. Kouknul jsem se také na internet, kolik stojí třeba běžné půlkilové závaží. Nestačil jsem se divit. Tak mi došla trpělivost, navštívil jsem místního dodavatele hutního materiálu a nechal si ze zbytku tyčoviny 55 x 55 mm nařezat 15 kusů, cca 4 cm široké (aby se vešly mezi sousedící koleje). Váha necelé kilo (mohly být trochu lehčí), celková cena 200 Kč.

    Po přilepení zůstávaly na kolejnicích špinavé skvrny. Nevím od čeho (od závaží, po výparech lepidla...?), vyčistit šly gumou na koleje. Po lepení na ostrém layoutu budu muset tomuto zamezit. Z boků kolejnic by to šlo vyčistit asi jen velmi obtížně. Pokud se nepatinuje, asi by to vypadalo divně. Probádám to při lepení kolejí skryťáku.

    Následně jsem na téma "skvrn" objevil nějaké polemiky jiných kolegů. Nejrozšířenější názor je, že to způsobují výpary disperzního lepidla, v hůře odvětraných místech, tedy pod závažím. Souhlasím. Možná, že by mohl pomoci malý ventilátor. Zkoušel jsem taky chemoprén, ale v tom případě nelze na podloží použít styrodur, neboť chemoprén ho silně leptá.

Lepí se poslední, šesté patro. Stále mě fascinuje, jak bílé disperzní lepidlo po zaschnutí zcela zprůhlední.

    Ještě pár poznámek ke spojování kolejí, viz obrázek výše. Letoval jsem. Páječka pistolová, běžná trubičková pájka s tavidlem. Pájecí kapalina na nerez. Výrobce ELCHEMCo. Bez problémů. Kupodivu to s ní šlo perfektně, na rozdíl od kapaliny na nikl. Přesto, že materiál kolejí by měl být niklovaná mosaz. Teprve na konci jsem měl k dispozici pájku s větším obsahem stříbra a bez tavidla. Ještě lepší. Aspoň není nutno oškrabávat zbylou kalafunu. Přes spojované místo jsem přiložil holý, měděný, pocínovaný drát (to je nutnost, pro zpevnění spoje!!!) a po přiletování odštípl. Spojované místo jsem podkládal železnou kostkou o hraně 12 mm. Tak jsem docílil, že kolejnice v místě spojení držely správnou rozteč. Někdy cín zateče, kam nemá. Horní a vnitřní část kolejnice musí být rovná. Shora pomůže pilník, na vnitřek jehlový nebo frézka.

    Možná, že šlo zkombinovat napojování kolejnic s izolovanými úseky pro detekci obsazení. Nedělal jsem to. Nejprve vše spojil, pak žiletkovou pilkou (dvojitou) přeřezal a přiletoval potřebné vývody. Přerušení kolejnice je následně zalito vteřinovým gelovým lepidlem. Případné přebytky odřezány. To je taková jistota proti nežádoucímu spojení (třeba zapadlou šponou). Vodiče jsou protaženy dolů, zbylými otvory po vnitřních tyčích.

Na začátek článku

Elektroinstalace

    Všechna potřebná připojení jsou přivedena přes konektor cannon 25 pinů. Tyto konektory, označované asi správně D-SUB, jsou známé především z výpočetní techniky. Jsou velmi kvalitní a na jeden pin snesou proud 1 A. Dělají se v mnoha provedeních. Tahle pětadvacítka je ale zcela běžná, snadno sehnatelná a levná. Vodiče, zatížené větším proudem (stejně to nebývá trvale), je možno připojit na více pinů najednou (JK a UV). Všechna podobná propojení jsou udělána stejně (nepotřebné vodiče se prostě vynechají) a směrem od centrály, příp. traf je použita vždy samice (female, -) a pak samec (male, +). Propojovací kabel jde použít jeden (delší, všechny piny propojené, na různé zkušební akce) nebo se následně udělá "na míru".

 

JK  1)

digi   + - DC 12Vss
  PQ programovací   AB 16Vstř
  CDE zesilovač   UV  1) 16Vstř
  RS ohlas      

    1)   U větších částí kolejiště (nechci psát modulů), se JK a UV nepřivádí konektorem. Trafo se zesilovačem (boosterem) je "přímo na místě". JK a UV je tedy "z místního zdroje".

    Pochopitelně lze každý stoupací úsek (v každém z poloměrů) definovat celý, jako jeden blok pro TC. Má to ovšem tu nevýhodu, že, než vlak projede, blok bude obsazen. Další vlak by musel čekat. Nejlepší by bylo, přidělit na každý okruh jeden blok. Délka bloku cca 2 m by byla tak akorát. To by ovšem dělalo na spirálu 18 bloků. To je asi příliš zbytečná investice. Zvolil jsem kompromis. Stoupání, vždy každý poloměr, je rozděleno na 3 části, poloměr R310 dokonce jen na dvě. Vlak tedy v jednom poloměru projede ve spirále třemi (dvěma) bloky. Uvidíme, jak se to bude chovat v praxi. Na detektory obsazení byly použity 2 kusy výrobků Marathon DO4, včetně dekodéru zpětného hlášení M16RS téhož výrobce.

Uspořádání bloků v TC.
 
Kompletní schéma zapojení najdete i v souboru PDF (tam lze nastavit lepší rozlišení), příp.v sekci Ke stažení.

    Na předchozím schématu je detailní zapojení dvou detektorů obsazení DO4 (8 úseků), včetně dekodéru zpětného hlášení M16RS od fy Marathon Model. Tyto komponenty použiji i na mnoha dalších místech, proto jsou další detaily a fígle popsány v samostatném článku DO4 a M16RS - detekce obsazení.

Na začátek článku

Výkresy

    Souhrn náčrtků, návrhů, výkresů je v souboru PDF. Základem je řez na následujícím obrázku. Pro různé varianty jedno- nebo dvojkolejné lze už snadno upravit.

Na začátek článku

Kryt

    Považuji za nutnost, zajistit vozidla proti pádu. Vně i do středu spirály. Jakkoliv. Vždy je nutno počítat s tím, že dojde k havárii a mašina pád přežije skoro vždy pošramocená, až zničená. Při tom je do spirály také nutno sáhnout rukou (havárie, čistění), takže to musí být vhodně udělané.

    První mě napadla síť proti hmyzu. Dokonce jsem ji už začal instalovat. Ale když už tam "něco" bude, co takhle i zamezit vnikání prachu? Nějaký igelit? Něco se doma našlo, ale stejně jsem se rozjel omrknout to do Z-marketu (zemědělské potřeby) a OBI. Fólie v několika provedeních jsou k mání a rozhodně je to levnější, než ta síť na mouchy. Ale jak to přidělám na spirálu?

    Suchý zip se mi zdál nejvhodnější. Protože fólie je zřejmě z polyethylenu (PE), jsou potíže s lepením. Lepidlo na PE je sice k mání, ale cena je dost vysoká. "Patrony" do tavné pistole jsou z PE. Vyzkoušíme... a ejhle, to bude ono. Kousek horké taveniny vytlačit na igelit a do toho přitisknout kousek suchého zipu. Drží to slušně, při zkoušce pevnosti se trhala i fólie. Je to asi taková kombinace lepení a tepelného svaření.

    Nakonec jsem stejně udělal tu síť. Igelit by ze všech stran stejně prachotěsnost nezabezpečil (jen snížil), nalepení suchých zipů by se občasným sundáváním asi poškozovalo a hlavně se mi to s igelitem nelíbilo. Síť proti hmyzu vypadá podstatně lépe, zipy na ní tavnou pistolí drží velmi dobře a také se to pohodlně instalovalo. Vždy jsem síť přetáhl přes nalepené obě strany suchého zipu a zvenčí pomazal tavnou pistolí. Kousky zipu jsou na tobogánu (na překližce) nalepené chemoprénem.

    Síť je i na spodku spirály, aby zachytila vozidla, spadlá dovnitř. Pokud by spodek byl blízko země nebo na nějaké základní desce, byl by dole nutný ještě nějaký "tlumící polštář". Vhodných materiálů např. z obalové techniky je dost.

    Nejvyšší okruh sítí chráněn není, bylo třeba instalovat zábradlí. Materiál PVC, polystyrén nebo podobný. Přiděláno malými vruty. Mimochodem, často vidím na diskuzích a v Knihách dotazy na zdroj plastových desek. Reklamní agentury jsou opravdu tím pravým. V té nejbližší jsem se podíval na jejich dodavatele a výrobky a je toho mraky. Nejvíce se mi líbily ceny, neboť třeba deska z polystyrénu, tloušťky 1 mm, velikost 1 x 1,5 m stojí kolem 200 Kč. A odřezky zdarma.

Na začátek článku

Závěr

Další obrázky jsou ve fotogalerii.

    Jak to tak bývá, udělal jsem pár chyb. Jako obvykle, na konci se ukáže, co šlo udělat lépe.

  1. Vzhledem k celkové pevnosti konstrukce bych asi příště použil sololak. Při více závitech je to pevné dost. Překližka je asi lepší při menším počtu závitů.
  2. Mně osobně větší hlučnost nijak nevadí, ale tady by asi přece jen něco měkčího tlumilo lépe. Jestli to bude vadit, asi koleje utrhnu a podlepím, myslím, že by to mohlo jít.
  3. Rozhodně bylo také mnohem lepší připojit potřebné vodiče ke kolejím vždy, když byl určitý modul nahoře. Pěkně přístupný. Přeřezat koleje pilkou problém nebyl, ale letovat k nim vodiče, to by šlo shora mnohem snadněji.
  4. Problematika náklonu mezikruží (a tím převýšení kolejí v oblouku) by si asi zasloužila více "bádání", možná se k tomu ještě následně vrátím.

    Spirála téměř přesně splnila očekávání. Výsledek a především stavba sama. Naučil jsem se pár věcí, které se rozhodně budou hodit. Takže jsem spokojen. A co vy?

Na začátek článku
Menu

LokoPin  

12.10.2010  
  23.08.2014 Stoupání, doplněna tabulka
     
  16.02.2016 poslední editace