Resiina-keskustelu

Telivaunuihin tarkkuutta
Lähikytkinmekanismi syövyttämällä

Lähikytkinmekanismin kehittely ei ole vaikeaa. NEM-standardi sisältää tarvittavat mitat ja tietokoneohjelma pitää huolen kinematiikasta. Herkän ja tarkan mekanismin tuottaminen piensarjatuotannon keinoilla ei ole kuitenkaan helppo juttu.

Lähikytkinmekanismin sovittaminen suomalaiseen henkilöliikenteen vaunuun on yllättävän hankalaa. Valmiita jälkiasennettavia kaupallisia mekanismeja on tarjolla muutamia, mutta ne on yleensä tarkoitettu lyhyisiin ja keskipitkiin kaksiakselisiin vaunuihin.

Teollisesti valmistetuissa telivaunuissa taas lähikytkinmekanismi integroidaan yleensä suoraan vaunun alustaan — telikeskiön ympärille ruiskupuristusteknologian ehdoilla.

Suomalaisten vanhempien henkilöliikenteen vaunujen ongelma on kapeat eteiset. Vaunun kapea alusta rajoittaa valmiiden mekanismien käyttöä. Mekanismien leveä rakenne ei mahdu kapeaan eteiseen.

Piensarjavalmistajat käyttävät vaunusarjojen valmistuksessa hartsivalutekniikkaa ja metallilevyjen syövyttämistä. Niihin perustuvia lähikytkinmekanismeja on jonkin verran saatavilla. Hartsista valmistetut mekanismit ovat kuitenkin hauraita ja ne liikkuvat tahmeasti — syövyttämällä valmistetut ovat jäykkiä.

Reunaehdot suomalaiseen vaunuun sovitettavalla suomalaisella lähikytkinmekanismilla eivät ole kovin hyvät. Muiden valmistajien sudenkuoppien ylitse on kuitenkin suhteellisen helppo loikkia, kun jalassa on suomalaisen suutarin valmistamat buutsit — siro 46.

Mahdollisimman vähän kosketuspintaa
Lähikytkinmekanismi aiheuttaa kitkaa, kun se liikkuu vaunun lattiaa vasten. Liiallinen kitka on yleisin syy, miksi syövyttämällä valmistettu mekanismi toimii jähmeästi. Siksi asensin mekanismin ja vaunun lattian väliin kolme pientä prikkaa, jotka juotetaan kiinni mekanismin rungon yläpintaan. Mekanismi ottaa kiinni vaunun pohjaan vain kolmesta pisteestä — kitkapinta-alaa on vähän.

Kosketuspinta-alan pienentämisellä on merkittävä vaikutus. En maalaisi mekanismia enkä vaunun pohjaa, koska maalauskin lisää kitkaa. Itse mekanismin voi tummuttaa kemiallisesti. Saattaa olla, että prikkojen pinnat kannattaa öljytä kevyesti kelloöljyllä, joka kestää lähes ikuisesti.

Toinen juttu: sorvattu johtotappi
Mekanismin varteen juotettu tappi ohjaa mekanismia vaunun pohjaan syövytetyssä urassa. Ura määrittelee sen, miten mekanismin varsi liikkuu, kun vaunu kulkee kaarteessa. Uran muoto määritellään tietokoneohjelman avulla kääntämällä mekanismia piirustuslaudalla.

Johtotappi on sorvaamalla valmistettu messinkiniitti, jonka toisessa päässä on laippa. Niitti juotetaan laipastaan kiinni mekanismin varteen. Laipan avulla niitti asettuu suoraan. Sorvatun niitin pinnat ovat sileitä: niitti liikkuu herkästi vaunun pohjaan syövytetyssä urassa.

Muutamat valmistajat käyttävät johtotappina M1-ruuvia, joka kuitenkin aiheuttaa takertelua syövyttämällä valmistetun uran reunaa vasten.

Kolmas juttu: poikittaistuki pitää paikoillaan
Massatuotantomalleissa lähikytkinmekanismin perusongelma on kytkinvarren roikkuminen. Jos mekanismin kytkinvarsi pääsee roikkumaan jopa millimetrin, ei varren päässä oleva NEM-tuppelo ole enää standardin edellyttämällä korkeudella — kytkimet asettuvat väärälle korkeudella eivätkä ne toimi, eli kytke toisiinsa.

NEM362-standardi määrittelee kytkinvarren päässä olevan NEM-tuppelon korkeuden suhteellisen tarkasti. Toleranssi on +/- 0,2 mm. Tästä on syytä pitää kiinni.

Kehittämäni mekanismin kytkinvarren korkeudesta pitää huolen poikittainen tuki, joka asennetaan paikoilleen kahdella M1,4-ruuvilla. Mutterit on juotettu vaunun lattian sisäpuolelle.

Poikittaistuen asema on kriittinen. Se ei saa puristaa kytkinvartta, mutta se ei saa päästää kytkinvartta roikkumaan. Poikittaistuki asentuu kuitenkin helposti tuen päihin syöyvytettyjen stoppareiden avulla sopivalle korkeudelle.

Olen käyttänyt samaa ideaa, kun olen korjannut massatuotantovaunujen lerpattavia kytkinvarsia. Joskus riittää messinkilanka, jonka päät on taivutettu 90 asteen kulmaan. Taivutetut päät sovitetaan vaunun pohjaan porattuihin reikiin liimalla.

Perehtymistä tarvitaan — kierrejousen mitoitus
Kehittämäni mekanismi on herkkä. Se toimii, kuten sen pitääkin toimia. Käytin jousena Rocon lähikytkinmekanismista riivittyä kierrejousta. Jousi on kuitenkin liian lyhyt. Herkkyyttä saa lisää, kunhan teetän hieman pidemmän jousen.

Jousia voi teettää maailmalla, mutta nyt on vielä perehdyttävä siihen, miten mitoitan jousen. Se on minulle uutta.

Kehityskohteita
Mekanismin voi integroida helposti Ei-tyyppisen vaunun pohjaan. Yritän vielä kehittää jälkiasennettavan mallin, jonka voi koota erillisenä pakettina työpöydällä ja asentaa esim. avosiltaisen vaunun alustaan. Avosiltaisuus tuo haasteen, koska mekanismin johtotappi ei voi tunkea sillan läpi eikä siltaan voi syövyttää tapille johtouraa.


(https://imagizer.imageshack.com/v2/xq70/924/b8iokg.jpg)
Näin lähikytkinmekanismi integroituu Ei-vaunun pohjaan. Rocon mekanismista lainattu jousi on kuitenkin liian lyhyt. Vaunua varten on teetettävä pidempi jousi.

(https://imagizer.imageshack.com/v2/xq70/922/uawczo.jpg)
Poikittaistuki on tärkeä osa. Se pitää mekanismin ryhdikkäästi oikealla korkeudella.

(https://imagizer.imageshack.com/v2/xq70/923/4touqt.jpg)
Itse mekanismi on yksinkertainen.

(https://imagizer.imageshack.com/v2/xq70/922/LEy5Mi.jpg)
Mekanismin liikettä ohjaava johtotappi näkyyn mekanismin päässä.

(https://imagizer.imageshack.com/v2/xq70/924/Q5w1oP.jpg)
Mekanismin sakaroiden päissä on prikat, jotka pienentävät kosketuspintaa.

(https://imagizer.imageshack.com/v2/xq70/923/AfnKdC.jpg)
Johtotapin ympärillä on kolmas prikka.

(https://imagizer.imageshack.com/v2/xq70/922/0W3ZdL.jpg)
Johtotappi kulkee vaunun pohjaan syövytetyssä urassa. Uran muoto on helppo määritellä tietokoneohjelman avulla.

(https://imagizer.imageshack.com/v2/xq70/924/QVzh94.jpg)
Näin mekaismi kääntyy. Kahdelta sivulta avoimet taskut pitävät mekanismin kärjet paikoillaan.

(https://imagizer.imageshack.com/v2/xq70/922/B168A3.jpg)
Tämä mekanismi ei lerpata.