Napájené spřáhlo “udělej si sám”

Zdravím všechny tétéčkáře! Hledal jsem možnosti převodu proudu mezi spřaženými loko (kde jedna je maketa bez motoru) a mezi soupravou pěti Btax vozů. Hledal jsem, jestli je možné el. TT spřáhlo někde koupit, ale našel jsem pouze nějakého malovýrobce v Rakousku – byl zde o tom článek. Tak jsem se rozhodl, že něco zkusím vytvořit sám.

V případě loko mi šlo o to, abych mohl do makety přes spřáhlo vést z poháněné loko signál kolejí a následně do makety instalovat vagónový dekodér pro ovládání osvětlení (koncové červené, žluté, hlavní světlomet a osvětlení kabiny). Půjde o dvojici loko 742 “Kocour”, které budou spřaženy k sobě pro obousměrný provoz vlečkové soupravy cca 14-ti výsypných vagónů. Na koncích trati se obě loko přesunou na opačný konec vlaku a pojede se zpět.

V případě Btax vozů jsem potřeboval zamezit problikávání osvětlení. Každý vůz má sběr proudu řešen přes mosazná ložiska nápravy (foto dále), takže z každé koleje každý vagon sbírá proud na jedné kontaktní ploše (na jednom kole). I přes použití kondenzátoru nejvyšší možné kapacity do každého vagonu s přihlednutím k max. požadavku na velikost kondenzátoru (chtěl jsem kvůli zachování věrnosti interiéru kondenzátor i s diodovým můstkem nacpat na WC, aby nepřesahoval do interiéru – což se povedlo), při tomto řešení sběru proudu docházelo k problikávání osvětlení. Při spřažení dvou vzájemně elektricky propojených vozů to bylo už lepší, ale 100% stability svitu za jízdy jsem dosáhl až při elektrickém propojení tří vozů. Souprava pěti elektricky propojených Btax vozů je z elektrického hlediska v podstatě jeden vagon, který sbírá proud z každé kolejnice na pěti místech. V tomto zapojení soupravy Btaxů plánuji, jakmile přezbrojím na digitál, do cca dvou vozů dát vagonový dekodér, takže osvětlení těchto několika vozů bude možné ovládat samostatně včetně koncového osvětlení instalovaném v posledním voze. Vagóny nejsou elektricky propojeny s loko, svítí tedy i bez připojené loko.

Další možností tohoto zapojení by bylo ovládat osvětlení všech pěti vozů najednou z loko dekodéru, potom bych pouze odpojil vodiče přívodu proudu od mosazných ložisek náprav. Zatím mám funkční verzi spřáhla v dvoupinovém provedení, ale miniaturní velikost konektoru by umožnila i 4 piny. Spřáhlo mám ve dvou provedeních – jednu verzi pro spřažení vagónů a druhou pro spřažení dvou loko. Rád bych také od kolegů modelářů získal náměty k případnému zlepšení konstrukce spřáhla.

Verze pro vagony:

Aretační schopnost konektoru daná přítlakem kontakních pinů konektoru je naprosto dostačující – ani při jízdě do oblouků ve stoupání nedochází k rozpojování soupravy či samovolnému povysunování konektoru. Každý Btax má skoro 40 gramů – kvůli velkému rozvoru náprav a spolehlivosti projíždění oblouků s menším poloměrem jsem dal větší zátěž. Konektor je poněkud větší (vypadá to trochu humpolácky) než u verze spřáhla pro loko, kterou popisuji dále v článku. V době, kdy jsem vyráběl spřáhlo pro Btaxy, jsem ještě nevěděl o dokonce menším konektoru, který je vidět dále v popisu elektrického spřáhla pro spřažení dvou loko. Ale už se mi Btax spřáhla nechce předělávat na menší verzi konektoru.

Jde původně o vícepinový konektor z PC. Žiletkovou pilkou jsem původní konektor rozřezal na kusy svojí šířkou odpovídající jedné dvojici pinů. Vzniklý konektor s přiletovanými vodiči je přilepen k normalizovanému nástavci pro kinematiku Peho. Do nástavce jsou vyvrtány dva šikmé otvory pro vodiče – otvory musí jít mimo otvor sloužící pro nasazení trnu kinematiky. Jsou použity vodiče s malým průřezem, které jsou k dostání např. přes web “honzíkovy vláčky” či na pražské burze.

Samice konektoru.

Samec konektoru.

Při vhodném naohýbání vodiče pěkně imitují propojovací hadice mezi vagony.

Sběr proudu přes mosazné ložisko osy nápravy. K ložiskovému pouzdru je přiletován (“přibodován”) vodič. Toto řešení sběru proudu se mi pro vagony zdá nejlepší, protože zde není pružný kontakt, který trpí přechodovými odpory v důsledku snižování přítlaku, znečištění či oxidace. Kromě toho, pokud se na vagonu použije sběr proudu třecím kontaktem z kola nápravy, třením pružného kontaktního jazýčku může docházet k blokaci otáčení kola.

 

Boční pohled na elektrické spřáhlo.

 

Pohled zespodu.

Celá souprava na zkušebním oválu. Jde o řazení používané na Posázavském pacifiku ve špičkách – loko 714 “Lego” a pět Btaxů. Pro testování používám staré kolejivo BTTB, které není přišroubované k podkladu, s protisměrnými oblouky nejmenšího možného poloměru (tuším 298 mm). Pokud souprava bude bez vykolejování či jiných funkčních problémů fungovat na tomto kolejišti, bude fungovat kdekoliv.

Verze pro loko:

Zadáním bylo umožnit krátké spojení obou loko “nárazník na nárazník” a zachování pluhu bez nutnosti vytvoření otvoru pro spřáhlo.

Spřáhlo musí mít dostatečný výkyv do stran aniž by docházelo ke kolizi s nárazníky.

Základem spřáhla je miniaturní dvoupinový konektor.

Konektor jsem vyrobil vyříznutím části vícepinového konektoru pomocí žiletkové pilky. Zde je vidět samec konektoru. Původně jde o konektor používaný např. v autorádiu k propojení jednotlivých plošných obvodů.

Obě části původního konektoru, pro ilustraci reálné velikosti konektoru vyfoceno s TT kovovým kolem nápravy.

Vodiče z konektoru jsou “bodově” připájeny na izolovaný plochý vodič, který kopíruje profil plochého plechu tvořícího nosnou část spřáhla. Plochý vodič je použit kvůli zajištění maximální světlosti pod spřáhlem na jeho nejvzdálenějším místě od osy trnu kinematiky, kde může docházet k vychylování nahoru a dolů při podélných nerovnostech na trati. Tloušťka plochého vodiče je cca 0,2 – 0,3 mm.

Ve finále jsem zjistil, že dostatečná světlost by byla asi zaručena i při použití normálního vodiče kruhového průřezu, ale s plochým vodičem se lépe pracuje, jestliže chcete kopírovat profil nějakého dílu.

Světlost od kolejí i od nejvyššího možného bodu kolejí (zde část staré výhybky BTTB) je dostatečná. Plochý vodič je veden na spodní části nosné části spřáhla, aby nehrozilo riziko poškození izolace plochého vodiče náhodným kontaktem s ostrou spodní hranou pluhu.

Použitý plochý vodič. Používá se např. v autorádiu či DVD mechanikách pro pružné spojení pohyblivé čtecí hlavy apod. Řezal jsem skalpelem v místě šipek – je nutné řezat směrem “ven” od budoucí dvoužilového vodiče, aby plochý vodič měl izolaci i z boku a nedocházelo ke zkratu s mosazným plechem nosné části spřáhla.

 

Zjistil jsem, že tyto ploché vodiče se dají vzhledem k jejich minimální tloušťce s úspěchem použít i pro rozvod proudu k osvětlení loko – stejným plochým vodičem mám u loko 714 Lego řešen rozvod proudu do koncových svítilen umístěných na čelech (červená / žlutá). Plochý vodič mám přilepen na osazení karoserie, tj. na plochu které přiléhá k pojezdu. Plochý vodič je ukončen před koncovými čely karoserie a následně je proud do každé koncové svítilny veden čtyřmi lakovanými drátky (použitými z vinutí relé apod.)

Na konec plochého vodiče jsem “bodově” připájel standardní vodiče kruhového průřezu s malým průměrem.

Vedení vodičů (červený / černý) s podvozkem nasazeným do karoserie loko. Volné délka vodičů umožňuje volný chod kinematiky.

Na nosnou část spřáhla (mosazný plech tloušťky používané u leptových stavebnic) je přilepena část hlavice Peho s otvorem pro nasazení na trn kinematiky.

Červený a černý vodič jsou zespodu nosné části spřáhla protaženy mosaznou trubičkou o vnitřním průměru 1mm a zalepeny.

Vnitřní průměr trubičky má v horní části trubičky (kde vycházejí vodiče) zkosení, aby při vychylování spřáhla do stran nedocházelo k lomovému namáhání vodičů v tomto místě. Druhá (rozpracovaná) část spřáhla (samec), pohled z boku.

… a pohled směrem v ose spřáhla.

Zapojení obou částí konektorů do sebe.

Pohled zhora.

V tomto článku vyfocená loko je maketa bez motoru. U druhé loko 742 s instalovaným pohonem pak elektrické spřáhlo zřejmě upevním k původní kinematice podvozku V100, podobně jako je vidět na této fotce upevnění standardního spřáhla.

Pro ilustraci – takto mám u 714 Lego řešeno spřáhlo, původní kinematika podvozku V100 zůstala zachována.