KŽM

Přestavníky výhybek z paměťového drátu

Paměťový drát je vyroben ze speciálniho materiálu zvaného také NiToNol (slitina Niklu a Titanu, NOL = jméno laboratoře vzniku), který je za studena mechanicky upraven (tažení, deformace). Po zahřátí materiálu nad mezní teplotu dojde buď k vratnému nebo nevratnému návratu do původního stavu. V 80 letech se materiál používal pro různé specilality, např. jako jednorázové samorozevírací čepy solárních panelů družic (po vynesení na oběžnou dráhu se ohnuté čepy zahřály a narovnáním rozevřely panely), dnes je možné jej získat i v provedení tenkého drátku použitelném i v železničním modelářství. Lze zakoupit u firmy ing. Petr Litomyský, který dodává drátek síly 0.12mm.

Tento drátek vykazuje vratnou deformaci, po zahřátí nad 35°C (např. proudem cca 200mA) dojde ke zkrácení délky cca o 2%, po uvolnění proudu se drát vrátí do původní délky, časová konstanta je cca 2 sec. Nominální síla drátku při zkracovaní je cca 2N, při překročení namáhaní dojde k nevratnému prodloužení (zatím prakticky neověřeno). Ohmický odpor je okolo7ohm/10cm délky.

Po experimentálním ověření na vzorcích, jsme zkusili tento paměťový drátek použít na přestavníky výhybek modelu stanice Dobříš, TT. Protože zkrácení 2% není veliké (nutno odečíst délkové ztráty cca 0.3-0.5mm, vůle ve spojích) je nutné použít buď větší délku vodiče nebo realizovat pákový převod. Protože větší délka vodiče je nejenom záležitost ceny ale hlavně složitější montáže, nakonec byl realizovan převod pomocí držáku a pružinového drátu 1.5mm- viz obr 1. Očko drátku je lepidlem uchyceno v půlce délky pružiny, takže pružina kromě funkce vratné síly realizuje i páku 1.5:1. Držák má oválné otvory, takže dovoluje posun pro přesné nastavení klidové polohy a přítlaku síly na jazky výhybky. Síla páky je dostatečná pro přestavení 12° i 15° výhybek TT s pružnými jazyky, ovšem jazky musí přestavovat hladce, bez tření a v klidu se vrace pružností do základní polohy.

obr. 1 nákres provedení mechanismu

Paměťový drát nelze pájet, cín nemá přilnavost, takže je nutné spoje nýtovat. Používáme Ms trubičky dl 3-4mm, na které připájíme přivodní lanko a Cu drát 1mm, který ohneme do háčku (obr. 2a ), haček je nutný. Paměťový drátek provlečeme 3-4x trubičkou a lehce stiskem rozlisujeme (aby nedošlo k nacvaknuti drátku!!). Odhad citu je duležitý, jinak vodič po X stovkách cyklů praskne právě v lisovaném spoji. Druhý konec vodiče o délce 15cm zachytíme vrutem mezi 2 podložky + přívodní vodič. Jako ochranu vodiče používáme el.instalační lišty. Celá konstrukce vychazí z návrhu podkladu kolejiště, který je tvořen překližkou 5mm, s možností libovolného upevnění potřebných instrumentů.


obr. pohled na držák pružiny a očko paměťového drátu	obr.2 pohled z boku, vlevo konec ochrané lišty (bílá), vzadu relé a předřadný resistor 47ohm

K ovládaní používáme relé s 2xpřepínacími kontakty. První pár kontaktů přepíná polaritu napájení srdcovky (přes ochranný odpor 5ohm), 2. pár spíná přes předřadný odpor 47ohm napětí 12V, (tj. proud cca 200mA) do paměťového drátku.

Funkce přestavníků je uspokojivá, modelovost funkce výborná, náklady na zhotovení jsou okolo 50korun. Nicméně toto řešení je vhodné hlavně pro individuální stavbu kolejiště, ponevadž každý přestavník vyžaduje extra nastavení, jsou i rozdíly mezi šaržemi dodávek drátku (fluktuace jmenovitých proudů). Alfou-omegou spolehlivosti je lisování spojů. Dobře lisovaný spoj neudolal ani 72h test s 60tis cyklů, přelisovaný praskne do 5 tis. cyklů, nedolisovaný vodič zase postupně proklouzne. Drátek se nesmí nikde ohýbat, jinak po čase praskne, proto je závěs tvořen háčkem, nikoliv smyčkou drátku.

Elektromagnetické přestavníky lze naproti tomu vyrábět hromadně s poměrně stabilními parametry, takže jsou pro tovární výrobu vhodnější a méně komplikované než paměťový drátek.