Wisselaandrijving met geheugendraad
Geïnspireerd door het artikel van Huib Maaskant in de Railhobby van Oktober 2004 (pagina's 58 tot en met 63), ben ik ook eens gaan experimenteren met geheugendraad. Een grote hoeveelheid detail informatie is te vinden op de site van Jacques le Plat - Pro Rail International. Bij hem heb ik dan ook via Internet een proefpakket geheugendraad aangeschaft.
Na een weekje wachten is het pakketje in goede orde gearriveerd. Keurig verpakt, bevat het pakketje een geheugendraad van 1.20 m lengte, een stukje van 60 cm dunne teflon buis (0.7 mm in diameter), een tiental veertjes, 10 bevestigingsoogjes en 10 krimpkoppelingen. Het geheel voorzien van een uitgebreide handleiding met alle benodigde toelichting die je maar kunt bedenken. Prima kwaliteit tot zover.
In de tussentijd alvast begonnen met de voorbereiding van mijn eerste experiment op dit gebied. In de loop der tijden heb ik een paar oude Minitrix 30 graden wissels (14963) met vaste aandrijving overgehouden waarvan de wisselaandrijving was doorgebrand. Gelukkig waren deze in de rommelbak en niet in de prullenbak beland. Als eerste heb ik van deze wissels de aandrijving in zijn geheel verwijderd en het ballastbed zoveel mogelijk aangepast naar een normale situatie.
Het lipje dat de wisseltongen beweegt/aanstuurt is het enige onderdeel dat overblijft van de oude aandrijving. In een later stadium kan je nog verder gaan door ook dit lipje weg te halen en de overbrenging midden tussen de wisseltongen aan te brengen. Maar nu nog even niet. Het gaatje in het lipje wordt opgeruimd naar 0.9 mm, precies de dikte van een paperclip. Een paperclip wordt voor dit experiment opgeofferd (voor de zuinigen onder ons uit een paperclip zijn twee koppelingen te vervaardigen) en in de vorm gebogen zoals te zien op foto 2. De lange kant gaat door het lipje en aan de andere zijde worden respectievelijk de geheugendraad en een veertje vastgemaakt.
De geheugendraad wordt in een groef van 6 mm breed en ongeveer 5 mm diep aangebracht. Deze groef wordt met behulp van een bovenfrees gemaakt. Op de laatste foto de eerste stap naar montage. De koppeling is hier al door de wissel heen gestoken en in de groef geplaatst.
De inkrimping van het geheugendraad is 3.5% De wisseltongen bewegen over ongeveer 2.3 mm, dus dat betekent dat ik een vrije of beweegbare draadlengte nodig heb van 66 mm. Aan de ene zijde wordt de draad in een lus gevouwen en gezamenlijk met een gestripte aansluitdraad in een knelkoppeling gestoken. Het andere uiteinde wordt om een spijker gewikkeld waar de tweede aansluiting op gemaakt wordt. De bijgeleverde veer wordt tot 18 mm voorgespannen wat overeenkomt met een kracht van ongeveer 2.0 N. Tenslotte wordt dan de afstand afgemeten waar de tweede spijker moet komen en wordt het geheel gefixeerd. Op bijgaande foto een detailopname van de constructie.
Als vervolgens de beide aansluitingen gemaakt zijn, is het tijd om proef te draaien. In dit geval heb ik gebruik gemaakt van een 1.5 V penlite batterij. Dat werkt bij deze draadlengte meer dan uitstekend. U moet me voorlopig geloven (totdat ik een korte video heb geschoten) dat in de nevenstaande foto de bekrachtigde situatie getoond wordt. Dit werkt werkelijk fantastisch: geluidloos, langzaam en dus uiterst realistisch. Het omzetten gaat zonder enig lawaai en duurt ongeveer 3 seconden. Wat een oplossing !!
Al knutselend en bouwend toch nog eens goed gekeken naar de verbinding van de wisseltongen. Het moet niet al te moeilijk zijn om tussen de twee tongen een 0.9 mm doorsnede gaatje te boren, zodat de aandrijving in zijn geheel keurig onder de wissel is weg te werken. Dat zal de volgende stap gaan worden.
Ontkoppelrails
Moed gekregen door het bovenstaande, ben ik ook eens aan de slag gegaan met twee oude ontkoppelrails. Inmiddels was ik bij Modelbaan Churwalden voor nieuwe ontkoppelrails overgestapt op de spoelen van Herkat. Voornaamste reden hiervoor was de afwezigheid van die lelijke spoel langs de baan. Uiteindelijk is de ervaring met deze ontkoppelrails zelfs beter (ze zijn namelijk symmetrisch) dan de traditionele Minitrix ontkoppelaars.
In een eerste poging heb ik de spoel maar eens weggehaald. Daarna heb ik de ontkoppelstang over 180 graden omgebogen zodat hij midden onder de rails uitkomt. Via een klein metaal plaatje wordt deze straks verbonden met de veer en de geheugendraad. De eerste pogingen zijn bemoedigend te noemen.
Op bovenstaande foto links de oorspronkelijke ontkoppelrails en rechts na verwijdering van de spoel en ombuigen van de ontkoppelstang (niet zichtbaar). De oplettende lezers zullen zien dat het hier eigenlijk gaat om twee verschillende ontkoppelrails: één in oorspronkelijke toestand en de ander al gemodificeerd.
Door het lezen van het Miba speciaal nummer 59 over rangeren, op het idee gekomen om eens een andere ontkoppelaar te gaan proberen. Al enige tijd was ik namelijk ontevreden over de Minitrix ontkoppelrailsen. Voornamelijk omdat de ontkoppelaar niet symmetrisch is. Er is een duidelijke goede en slechte kant van benaderen. Daarenboven vind ik ook die grote zwarte kast naast de rails geen gezicht, zekere nu de meeste wisselaandrijvingen onzichtbaar zijn weggewerkt.
Dus maar eens overgegaan tot de aanschaf van een Herkat ontkoppelaar. Het grote voordeel van de Herkat ontkoppelaars is dat deze ook moeiteloos in een al bestaande en vastgelegde baan zijn in te bouwen. Bij het pakket bevinden zich alle benodigde onderdelen (inclusief de minuscule schroeven) en een heldere gebruiksaanwijzing met veel plaatjes in drie talen.
Midden tussen de rails en midden tussen twee bielzen wordt een gat geboord van 3 mm doorsnede door en door. Vervolgens wordt de bovenzijde opgeruimd tot 5 mm doorsnede tot op de onderplaat en de onderzijde wordt opgeruimd tot 6 mm doorsnede tot een diepte van 4 mm. Daarna wordt de ontkoppelaar er door geschoven en gepast. Dan wordt de spoel goed uitgelijnd en geplaatst met de twee minuscule schroeven. Vervolgens is door middel van de opschroefbare magneet en de moer de ontkoppelhoogte goed instelbaar.
Na het aansolderen van de draden en het aansluiten op Ontkoppel63, kan er getest worden. Het vergt enige oefening, maar dan is er van beide zijden inderdaad goed te ontkoppelen. Het verdient aanbeveling om een duidelijk markeringsteken aan te brengen naast de rails ter hoogte van het midden van de ontkoppelaar. Als dan het midden van de koppeling ter hoogte van dit markeringsteken is, is dat het moment om de spoel te bekrachtigen. Dan loopt alles feilloos. Hiermee is nu een goed geolied rangeerbedrijf mogelijk geworden. Dit was echt een noodzakelijke toevoeging op mijn oorspronkelijke baanplan.
Overweg
Uiteindelijk heb ik nog een toepassing gevonden voor het geheugendraad. Ik heb lang na lopen denken hoe ik de overweg van Bergün aan zou willen sturen. Na wat rondspeuren op Internet via Google en andere hulpmiddelen, kwam ik toch weer uit bij de website van Huib Maaskant. Hij heeft voor zijn Project De Lage Zij gebruik gemaakt van geheugendraad om de overwegbomen aan te sturen. Dit voorbeeld heb ik gevolgd. Het mechanische gedeelte heb ik als eerste gemaakt. Op een stuk gaatjes pertinax van ongeveer 15 bij 4 cm heb ik eerst twee soldeerpennen aangebracht. Tussen deze twee pennen wordt via een veer het geheugendraad van ongeveer 10 cm ingespannen. Aan het begin en het eind van de draad wordt een lus gemaakt en deze lus wordt samen met de aansluitdraad ingeklemd. De veer wordt ook verbonden met een haaks gebogen messing buisje van 1 mm doorsnede. In dit buisje wordt een oog gesoldeerd van 0.5 mm diameter messing draad. Aan de andere zijde wordt een stuk verenstaal van 0.5 mm doorsnede en een lengte van ongeveer 4 cm ingeklemd. Het een en ander is te zien op de onderstaande foto.
Om het principe te laten zien heb ik eerst maar een proefopstelling gemaakt, voor ik me in allerlei bochten ga wringen om de besturing ook daadwerkelijk in te gaan bouwen. De proefopstelling is te zien op bijgaande foto.
Via het messing buisje en het verenstaal wordt de inkorting van het geheugendraad nu omgezet naar een op en neer gaande beweging van het verenstaal. Daarmee worden de overwegbomen dan uiteindelijk aangedreven. Om te zien of het echt werkt, maak ik in eerste instantie gebruik van een AA batterij van 1.5V. Dit is voldoende om het geheugendraad uit te laten zetten.
Uiteindelijk heb ik ook deze poging opgegeven, want ik kreeg de aansluiting van de geheugendraden niet goed. Een veel te grote contactweerstand waardoor de elektronica niet in staat was de draad op te warmen. Als ik het contact probleem kan verhelpen waag ik wel een nieuwe poging. Nu heb ik mijn heil echter gezocht bij Viessmann. Die hebben sinds kort onder het nummer 5900 een tweetal spoorbomen voor spoor N. Deze heb ik gelijk maar uitgebreid met een geluidsmodule en de Andreaskruizen komen daar natuurlijk ook nog bij. Dat uitbreiden had nog wel wat voeten in aarde. Ik kreeg de geluidsmodule niet werkend. De kneep zit hem uiteindelijk daarin dat niet alleen de voeding aangesloten dient te worden, maar de synchroon ingang moet ook aangesproken worden voordat het geluid hoorbaar is. Tegelijkertijd heb ik ook voor de overweg van Preda een geluidsmodule aangeschaft. Daarvoor heb ik bijgaand schema ontworpen. Dit werkt inmiddels naar tevredenheid. Aan de rechterkant staat het schema zoals dat ontworpen is voor de aansturing van de Viessmann overweg (5900) voor Bergün.
Ringleiding
Een veel gehoorde klacht bij modelbouwers is de hoeveelheid en wirwar van draden (en bij mij is het al niet veel beter). Ook ik lijd hieronder.. Om dit probleem enigszins te reduceren, heb ik vijf ringleidingen van koperdraad getrokken onder de tafel. Ik gebruik hiervoor 2.5 mm2 installatiekabel. Ik gebruik hiervoor tot nu toe 4 kleuren: blauw (2x), bruin, geel/groen en zwart voor respectievelijk de verlichtingsvoeding (12V~ en 18V~), voor de elektromagnetische artikelen (15V=) en voor de straatverlichting (15V~).
Bekabeling
De rest van het kabelwerk probeer ik met zogenaamde tie-wraps in bedwang te houden. De kabels van ieder elektromagnetisch artikel en de gezamenlijke kabels van ieder blok zijn door middel van een sleutellabel geïdentificeerd. Ik moet hier eigenlijk nog veel meer discipline in laten zien. Misschien moet ik het geheel nog wel eens rigoureus aanpakken en met een nettere en makkelijker te onderhouden oplossing komen.
Bezetmelders
Voor de mensen die een Viessmann 5233 (terugmelddecoder met railbezetmelder) te duur vinden, is het zeer goed mogelijk om een gewone S88 decoder te combineren met een simpele elektronische schakeling. Deze schakeling heeft beschreven gestaan in Railhobby van januari 2003 (Digitaal beginnen, deel 2).
In het kader van meer zelfbouwen, heb ik besloten de bezetmelders die door Huib Maaskant zijn ontwikkeld te gaan bouwen. Niet alleen een goedkopere oplossing, maar daarnaast ook nog de voldoening van zelfbouw. Ik heb via de besteloptie op de website van Projekt Waldberg de printplaten besteld op 6 december. Op 9 december had ik de printen al via de post in huis. Wat een service en dat voor een hobbyist. Fantastisch. De printen komen keurig met de uitgeprinte handleiding. In de tussentijd had ik de onderdelen al bij Conrad besteld en ook die onderdelen zijn binnen 5 werkdagen in huis.
In 2015 is uiteindelijk het aantal bezetmelders uitgebreid tot 144. Deze zijn niet allemaal in gebruik, maar daarmee hebben we wat reserve om nog aanpassingen aan de baan te kunnen maken. Hier en daar heb ik inderdaad al bezetmeldpunten tussengevoegd om de aansturing van bijvoorbeeld de overweg te verbeteren. De 144 bezetmelders, 4 kaarten van Huib Maaskant (2 keer BMD16-SD en 2 keer BMD16N-SD) en 5 paren Viessmann 5233 zijn allemaal verbonden door middel van netwerkkabels en de door Huib Maaskant ontwikkelde s88-N adapter. De Viessmann bezetmelders zijn per twee via de bijgeleverde bandkabel van 15 cm verbonden. Zo heb ik 9 sets van 16 melders die onderling met netwerkkabels zijn verbonden. De niet gedetecteerde baanvakken zijn op een aantal plaatsen via het diode-netwerkje aangesloten. Met deze opstelling heb ik nooit meer last van spookmeldingen of onrustige bezetmelders.
Weerstandslak
Nu de locomotieven meer probleemloos rijden, dankzij de ATF, kan ik me op andere onvolkomenheden in de modelbaan richten. Dan loop je dus aan tegen het feit dat de treinen niet in hun geheel gedetecteerd worden. De eerste oplossing hiervoor is het aanbrengen van weerstandslak over de koppeling tussen het geïsoleerde wiel en de as. Ik doe dat met weerstandslak van Uhlenbrock. Als alles goed gaat is de waarde van de weerstand na het aanbrengen van twee lagen lak zodanig dat de wagen een bezetmelding genereert, wanneer hij op de baan geplaatst wordt. Ik heb geprobeerd de weerstand ook te meten, maar dat is me tot nu toe niet gelukt. Een laag weerstandslak is duidelijk niet voldoende, maar met twee lagen - mits goed opgebracht - werkt het. Op bijgaande foto is de laklaag nog net te zien.
Sluitlicht
Een andere methode om ook de staart van de trein gedetecteerd te krijgen is het installeren van binnenverlichting of een sluitlicht. In gedekte goederenwagens is dat geen enkel probleem. In het inwendige is voldoende plek voor de elektronica om het sluitlicht aan te sturen. De gebruikte schakeling staat in bijgaand schema schematisch weergegeven. Redelijk simpel. Een standaard bruggelijkrichter (ik gebruik hier de ronde cellen), een elco van 100 µF en een weerstand van 4K7 ohm samen met een rode LED. Dat is alles wat er nodig is.
De onderdelen zijn zonder print plaat aan elkaar gesoldeerd om zo min mogelijk ruimte in beslag te nemen. In de achterwand van het rijtuig is met de Dremel een gaatje van 1.9 mm diameter geboord, precies voldoende voor de 2 mm LED. Ook is door de bodem (en de ballastplaat) een gat van 2.5 mm geboord om de draden naar de sleepcontacten door te voeren. De hele schakeling is precies pas gemaakt voor het binnenwerk en na het plaatsen van de LED en het doorvoeren van de draden kan de wagen weer in elkaar gezet worden. Een sleper uit een Digirail pakket voor spoor N is gehalveerd en iedere helft is verend tegen een van de assen). Uiteindelijk blijkt in het gebruik dat de weerstand nog iets groter kan, 6K8 of misschien nog wel 8K2. De lichtopbrengst is momenteel nog iets te hoog en de weerstand zal in de toekomst vergroot worden. De keuze is proefondervindelijk gevallen op een weerstand van 8K2. Het uiteindelijke plaatje wordt voltooid door om de LED een kastje te plaatsen als van een gevarenlicht: styreen op maat gemaakt en geel geschilderd.
Binnenverlichting
Om de rijtuigen van een enigszins stabiele binnenverlichting te voorzien is de een schakeling ontworpen met behulp van Light Emitting Diodes (LED). De diodes zijn er in verschillende maten, maar veelal voldoen de standaard afmetingen (5 mm). De condensator is toegevoegd om spanningswisselingen gedurende korte momenten op te kunnen vangen en zo minder flikkeringen te hebben. Als de zaak ingebouwd is worden er foto's van de bouw bij dit stukje tekst gevoegd.
Autoverlichting
Na het aanbrengen van de binnenverlichting in de twee groene personenwagens, had ik twee strips met ieder 3 leds over. In eerste instantie had ik die al in de prullenbak gegooid, maar 's avonds in bed schoot me te binnen dat ik hier mogelijk auto verlichting van zou kunnen maken. Dus de volgende ochtend als eerste deze twee strips weer opgediept en begonnen met het lossolderen van de leds. Dat ging redelijk, uiteindelijk heb ik 5 werkende leds geoogst op deze manier. Als tweede stap heb ik gelakt koperdraad aan de individuele leds gesoldeerd, onder en met behulp van een verlichte loep. Zonder een dergelijk hulpmiddel gaat dit echt niet. De leds zijn ongeveer 1 bij twee millimeter. Dus deze worden op z'n kop op dubbelzijdig plakband geplakt en dan gaat het solderen redelijk succesvol. Nadat een tweetal leds van draden was voorzien eerst maar eens een van de grotere (het is nog steeds schaal N) vrachtwagens op de operatietafel gelegd. De twee leds heb ik op de frontbumper weten te lijmen met behulp van bisonkit. De draden worden straks via de onderkant van de vrachtwagen onzichtbaar weggewerkt. De voeding wordt op de zelfde wijze verzorgd als hierboven beschreven voor de sluitlichten. En daarmee hebben we dan een alleszins redelijk resultaat, zoals uit bijgaande foto mag blijken.
Feestverlichting
Om het marktterrein verder aan te kleden en een meer uitnodigende sfeer, heb ik besloten feestverlichting aan te leggen. Ik heb hierbij gebruik gemaakt van de set met vervangende lampjes voor het reuzenrad van Faller (242314). Deze lampjes zijn extreem klein (3 x 1 mm) en branden op een spanning van 2.6 of 2.8 volt (verschil tussen catalogus en verpakking). Ik heb besloten om 10 van deze lampjes in serie te schakelen en dan op de 15 volts verlichtingstransformator aan te sluiten. Daarbij branden de lampjes dan niet al te fel.
Wat de spanningswaarde ook is, met 15 Volt zit ik in ieder geval aan de veilige kant en zullen de lampjes ook nog wat levensduur hebben. De aansluitdraadjes van deze lampjes zijn ongeveer 20 mm lang. De draadjes van twee naast gelegen lampjes worden voorzichtig in elkaar getwist, vervolgens heel dun gesoldeerd. Na het afkoelen wordt de getwiste draad mat zwart geschilderd.
De uiteinden van deze sliert van vijf worden haaks omgebogen en in een messing buisje van 45 mm lengte met een diameter van 1.5 mm gesoldeerd. Aan de onderzijde van dit buisje wordt de aansluitdraad gesoldeerd. Eventueel is het ook in twee series van vijf te splitsen. Twee series van vijf hebben een gemeenschappelijke middelste paal. Op deze manier heb je met weinig inspanning twee aardige lichtkettingen. De messingbuisjes worden uiteindelijk nog wit geverfd.