sestavení a zapojení
digitální kolejové smyčky

Obsah oddílu byl sestaven dne 16. 3. 2008.

Po řídicí centrále s ovladači velmi důležitý prvek

Modul kolejové smyčky umožňuje velmi komfortním způsobem provozovat na digitálním kolejišti vratnou smyčku nebo trojúhelník. Provádí automatické přepínání polarity napájení tak, aby nedošlo ke zkratu, a to bez zastavení jedoucího vlaku.
Modul kolejové smyčky použijeme všude tak, kde dochází ke styku kolejí s opačnou polaritou. Koleje obecně nemusí mít přímo tvar smyčky nebo trojúhelníku.
Základní podmínkou pro úspěšné zapojení a funkci je vytvoření oboustranně izolovaného kolejového přepínacího úseku. Délka tohoto úseku musí být větší, než nejdelší používaný vlak. To neplatí jen tehdy, pokud používáme vagony výhradně s plastovými koly.
Podmínka minimální délky se v některých případech těžko dodržuje. Je důležité zvážit kolejovou konstrukci a popřípadě průběh trati přizpůsobit potřebám přepínacího modulu.
Moduly smyčky pracují na dvou principech.

Princip zkratového impulzu

Moduly smyčky dodávané pod značkou LGB a jednoduché moduly Dietz DKS-UNI jsou konstruovány tak, že k přepnutí polarity ve smyčce dojde na základě krátkodobého zkratu, který vyvolá dotyk kol lokomotivy kolejí izolovaného (přepínaného) kolejového úseku. Elektronika smyčku přepne na správnou polaritu, čímž zkrat okamžitě pomine. Při výjezdu ze smyčky se děj opakuje, smyčka je přepnuta na polaritu souhlasnou s mateřskou kolejí na výjezdu ze smyčky.
Modul Dietz naví umožňuje přepínat polaritu smyčky i vnějšími spínacími kontakty (kolejové kontakty spínané podvozkovým magnetem nebo tlačítka). Spínání pomocí lokomotivních magnetů umožňuje odbourat zkrat a jiskření jako negativní průvodní jev.

Modul kolejové smyčky LGB pracující na zkratovém principu. Vidíme řadu svorek (zleva) pro připojení mateřské koleje a pro napájení přepínacího úseku smyčky.

Schema zapojení zkratové smyčky.

Dietz moduly mají zvlášť desku elektroniky a krycí krabičku.

Jak je již výše uvedeno, úsek přepínané koleje musí být tak dlouhý, jako nejdelší předpokládaný vlak. To proto, že smyčka reaguje na jakýkoli »spotřebič«, tedy i na vagon s osvětlením, který může být třeba na konci vlaku nebo na pomaleji jedoucí kovové kolo (které překlenuje izolační mezeru kolejnic). Pokud by došlo k situaci, kdy izolační body na obou stranách přepínacího úseku překlenují dvě vozidla, dojde k trvalému zkratu, který vypne centrálu.
Nevýhoda jednoduchého zkratového systému spočívá v tom, že na zkratový impuls reagují všechny moduly smyčky, které jsou na daném napájecím okruhu. Pro použití více modulů musíme proto rozdělit napájení kolejiště pomocí galvanicky oddělených tzv. zesilovačů (boosterů). Nebo organizačně zajistit, aby smyčkami neprojížděl v jednom okamžiku více, jak jeden vlak. A to v praxi většinou nelze uhlídat. Při průjezdu izolačního styku smyčky dochází při zkratovém impulzu k jiskření, které opaluje jednak koleje a také kola modelů. Kola ztrácí ochranné antikorozní vrstvy (chrom, nikl), stávají se drsnějšími, což má negativní dopad na elektrické vlastnosti kol i na opotřebení kolejnic. Tento jev je svými dopady významný zejména u menších kolejišť, kde vlaky přepínají smyčku relativně často.

Princip indikační koleje

Modul smyčky DiMAX 810K a moduly Dietz DKS-WL umožňují použít tzv. indikační koleje, což je mnohem vyspělejší systém, který nepracuje se zkratovými impulsy. Na jednom napájecím okruhu tak může být více smyček. Konstrukce kolejových obvodů je však komplikovanější, protože je nutno v kolejích vytvořit dva izolační body bezprostředně vedle sebe. Tento krátký úsek indikační koleje má pak za úkol po najetí prvních kol přestavit napájení smyčky bez vzniku zkratu.
Balení smyčky Massoth obsahuje klasický plastový výlisek s elektronikou v modré barvě se šroubovací svorkovnicí, sadu šroubovacích izolačních spojek Massoth s letovacími očky a čtyři kousky kolejových profilů pro vytvoření indikačních kolejí. Balení modulu Dietz neobsahuje ani izolační spojky, ani kousky kolejových profilů. Návod je v německém a anglickém jazyce (massoth), respektive jen v německém (Dietz). Návody vždy obsahují srozumitelná obrazová zapojovací schemata. Je nutno dodržet správné zapojení kabelů zejména u indikačních kolejí, Jinak smyčka nebude fungovat.
Kabely napájecí (přívod z mateřské koleje a vývod na přepínací úsek) mají být ze silnějších vodičů (vedou napájecí proud do modelů), vodiče k indikačním kolejím mohou být tenké.

Balení modulu smyčky Massoth.

Obsah balení smyčky Massoth.

Modul smyčky Massoth.

Příklad ochrany modulů před povětrnostními vlivy.

Moduly na svém místě - ještě namontovat dveře a je to.

Při sestavování izolovaných kolejí na obou stranách smyčky je nutno použít nějaké konstrukční výztuhy na pražcová pole a koleje kotvit k pražcům, protože rozkouskovaná kolej nemá potřebnou příčnou, ani podélnou pevnost.
V případě, že stavitel kolejiště nepředpokládá užití více smyček a nevadí mu opalování kolejí a kol, může oba moduly použít i ve zkratovém režimu.

Konstrukce izolačních styků kolejnic

Pro vytvoření izolačního styku potřebujeme izolační spojky nebo hotovou přerušovací kolej. K dispozici jsou produkty od několika výrobců. Dále si všimneme kolejí a spojek LGB, spojek Thiel a Massoth.

LGB 10152

LGB 14152

LGB 11152

LGB 14115

Nejjednodušší je využití přerušovací koleje LGB Art. 10152 nebo 11152 (mosaz) a 14115 nebo 14152 (niklované koleje). Výhodou hotových kolejí je jejich pevnost, sympaticky konstruovaná svorkovnice s krytím proti nečistotám a vodě. Nevýhodou je nemožnost konstrukce signalizační koleje a v případě oblouku jen geometrie R1.
Izolační spojky LGB jsou 20 mm dlouhé, jsou jednoduché násuvné a mají žlutooranžovou barvu. Dodávány jsou v balení po 4 ks. Nemají žádné zajištění upevnění na kolejnici, spojení kolejových polí je proto nutno nějak fixovat proti rozpojení.
Spojky Thiel jsou tmavě hnědé v barvě pražců (jsou proto v kolejišti poměrně nenápadné). Délka je oproti LGB poloviční. Zajištění proti rozpojení musí být provedeno též.

Plastová násuvná izolační spojka Thiel.

Spojení kolejnic spojkou Thiel.

Spojení kolejnic izolační spojkou LGB.

Spojky Massoth jsou provedeny jako šroubovací. Princip konstrukce je stejný, jako u mosazných nebo niklovaných spojek. K upevňovacím šroubkům lze připojit napájecí kablíky s pájecími očky. To je hlavní výhoda spojek Massoth. Přestože jsou tyto spojky šroubky upevněny ke kolejnicím, dochází k uvolnění spojení v případě velkého namáhání na tah (např. v zimě). Hlava mosazného šroubu se totiž od paty odkloní, v případě velmi nízkých teplot se může i odlomit.

Kolejová izolační spojka Massoth s pájecím očkem přívodu.

Při konstrukci izolovaného styku s indikační kolejí je situace z hlediska geometrické stability vlivem rozkouskování kolejového profilu ještě horší.
Je nezbytně nutné pražcové pole v podélném směru zafixovat podkladovou deskou. K této desce je nutné pražce přišroubovat v úseku zhruba 15 cm před a za stykem. Tím zajistíme přímost kolejových profilů. Potom je ještě třeba zajistit dostatečnou pevnost spojení v tahu. V případě povolení šroubů ve spojkách dojde k vytažení kolejí z pražcového pole a k vytvoření mezery mezi kolejnicemi. Na firemním kolejišti došlo k vytvoření mezery 8 mm. To je mezera již téměř nesjízdná.

Připravená plechová spojka pro fixaci kolejnice.

Zahnutý jazyk zastrčit do štěrbiny pražce.

Nasunutí kolejového profilu.

Upevnění kolejnice šroubem izolační spojky.

Prolisování plechové spojky k patě kolejového profilu.

Zafixovaná plechová spojka - kolejnice se nemůže v podélném směru pohybovat.

Fixace profilů do pražcového pole byla dodatečně provedena pomocí násuvných plechových spojek Thiel. Zahnutý jazyk spojky byl po nasunutí na kolejový profil zastrčen do štěrbiny v přažci a spojka byla následným prolisováním štípacími kleštěmi z boku zafixována na kolejovém profilu.

Uspořádání kolejí smyčky

Při plánování kolejiště se někteří modeláři dostávají do situace, kdy vytváří svým způsobem spletenec kolejí, kde dochází k obracení vlaku s více možnostmi. Rozluštit situaci a správně určit umístění přepínací koleje nemusí být jednoduché. Ma mysli musíme mít především délku vlaků, které chceme na kolejišti provozovat. Také ovšem musíme vzít do úvahy zabránění současnému vjezdu dvou vlaků do přepínacího úseku.
Jestliže přepínací úsek vychází příliš krátký, musíme »přibrat« k tomuto úseku i další části trati, která jinak logicky náleží k napájecí centrále. Typickým příkladem jsou vratné trojúhelníky, na jejichž vratnou přepínací kolej by se vešla jen jedna malá lokomotiva. Zahrneme-li do přepínacího úseku obě odbočné koleje hned za výhybkou, délková kapacita trojúhelníku se podstatně prodlouží. Podobně si můžeme pomoci při zřizování úhlopříčné spojky klasického oválu.
Příklady vidíme na následujícím obrázku.

Na obrázku jsou schemata uspořádání kolejové smyčky a trojúhelníku různých tvarů. Modrou barvou je vyznačena mateřská kolej napájená centrálou, červenou pak přepínací kolej napájená modulem smyčky. Principy jsou samozřejmě stejné jak pro zkratovou smyčku, tak i pro smyčku se signálními kolejemi.

Provozní praxe

Moduly smyčky jsou poměrně spolehlivá zařízení, která při provozu ani nevnímáme. Jako všechna elektronická zařízení bychom i tyto moduly měli chránit před vodou. Desky se spoji jsou chráněny nástřikem keramikou nebo ochrannými vosky, ale vody nateklá do ochranných krabiček může napáchat škodu, zejména při zmrznutí. Základní ochranou je umístění do nějaké modelové stavby.
Při překlenutí obou izolačních styků vlakem musíme před novým spuštěním centrály odstanit vlaky z obou konců smyčky. Jinak zkrat neodstraníme. I před zahájením provozu na kolejišti musíme dbát na to, abychom vlaky nesestavovali na izolačním styku. Centrála pak vykazujeme zkrat, který budeme těžko hledat.
Moduly digitální smyčky jsou jinak velmi komfortní zařízení, které umožňuje bez problémů obracet vlaky a výrazně tím zpříjemnit a zjednodušit provoz na zahradním kolejišti.

Smyčková automatika u točny

Maximální komfort obsluhy

Točna je velmi zajímavý technický prvek na každém kolejišti. O zahradním to platí násobně. Je to zároveň poměrně složité zařízení, u kterého zajistit funkční spolehlivost není jednoduché. Na trhu je několik výrobků, z nichž bohužel žádný nevykazuje schopnost dokonale sloužit i ve venkovním prostředí. Až na jeden.

Lotus Lokstation – solidní konstrukce

Točny a přesuvny, které nabízí rakouská firma Lotus Lokstation, jsou modelově jednodušší, ale provozně spolehlivé. Jsou konstruovány tak, aby skutečně odolaly povětrnostním podmínkám a běžným přírodním nečistotám.
Točny jsou vyráběny v různých průměrech. Vždy jde o zakázkovou výrobu. Točny na principu otočného mostu jsou relativně hluboké. Standardně jsou vybavené dekodérem, budka strojníka má osvětlení a vjezd na most kryje návěstidlo.

Zapojení do kolejiště není úplně »zadarmo«

Točna je konstruována tak, aby bylo možné mostem točit třeba nekonečně dlouho. Pohonná jednotka – motor s převodovkou – je součástí mostu. Napájení je z hlavní koleje pomocí dvoužilového kabelu a kartáčových prstencových kontaktů ve středu otáčení mostu točny. Mezi vjezdovou kolej a kolej mostu točny je však třeba vložit přepínací kolej s možnou změnou polarity. Jinak bychom po otočení modelu o 180° při výjezdu vyvolali zkrat. Součástí konstrukce točny jsou krátké přípojné koleje. Ty můžeme s výhodou využít jako spínací koleje (senzory polarity) pro smyčkovou automatiku, která pak zajistí dokonalý komfort pohybu vozidel na točně a přípojných nebo odstavných kolejích.

Koleje na mostě točny jsou trvale připojeny na polaritu hlavní traťové koleje. Odstavné koleje točny a příjezdová kolej (mezi tratí a točnou) jsou pak zapojeny jako přepínatelné koleje smyčky. Mezi oběma typy kolejí musí být vždy signalizační, nebo-li spínací krátké koleje.
Vše vysvětluje schema zapojení.

Točna má vlastní dekodér. Využívají se z něj výstup na motor a funkční výstupy F0 a F1, které spínají osvětlení a návěst. Po zapnutí návěsti zakazující vjezd na točnu, dojde přes relé k vypnutí napájení kolejí. Teno obvod je jištěn tavnou pojistkou, aby při velkých (zkratových proudech) nedošlo ke spečení kontaktů malého relé. Tato funkce je ovšem trošku problematická, protože k vypínání koleje při otáčení točnynení v digitálním provozu moc důvod. Například i proto, že zvukové modely se vypnou. Relé lze ovšem jednoduše obejít.
Dekodér točny má vlastní adresu (jako kterákoli jiná lokomotiva). Ovládání motoru a tím i chodu točny je velmi citlivé, přesnost zastavení u konkrétní výjezdové koleje je pohodové, i když přenost záleží na dokonalosti očí...
Tlačítkem T9 ovládáme osvětlení budky, tlačítkem T1 pak funkční výstup F1 a osvětlení návěsti zakazující vjezd na točnu.

Představená točna je na kolejišti pana Marka

Půdní kolejiště pana Marka je velmi členité na členitém půdorysu. Točna Lotus Lokstation nahradila plastovou točnu Pola. Ta se ukázala jako neschopná praktického provozu nejen venku, ale na půdním kolejišti vlastně i pod střechou. Plasty jsou totiž příliš nepevný materiál pro těžké modely zahradní železnice. Velké tolerance výlisků a opotřebení pohyblivých dílů provozem vytvářejí sice na pohled hezký model, ale velmi nespolehlivý ve funkci.