VM-93-radan moduulistandardit

Moduuliradan määritelmä

Moduuliradalla tarkoitetaan vaihtokelpoisista, maisemoiduista elementeistä — moduuleista — koostuvaa rataa. Moduulien liittämisen varmistamiseksi on joukko mittoja ja menetelmiä jouduttu standardoimaan. Standardoinnilla ei kuitenkaan ole pyritty liiaksi kahlitsemaan mielikuvitusta. Ahdasmielisesti standardoiduista moduuleista tulee monotonisia ja niistä koottavasta radasta taatusti tylsä.

On muistettava että standardointi on myös kehityksen jarru numero yksi!

Siksi standardit on pidetty yleisluontoisina, jotta esimerkiksi elektronisten ajolaitteiden kehittyessä ei juututa jonkin valmistajan tuotteisiin.

Idean tavoitteet

• rata on oltava helposti laajennettavissa joka suuntaan
  
• moduulien on oltava keveitä ja helposti liikuteltavia
  
• moduulit yhdenmukaisia kooltaan yhteneväisen ilmeen luomiseksi
  
• käytännölliset kaarresäteet jotta kalustolle ei aseteta liiallisia rajoituksia
  
• ympyräajomahdollisuus ja mahdollisuus haararatojen luontiin
  
• luonnonmukainen liikennöinti mahdollista
  
• nopeasti koottavissa
  
• ei sidottu yhden valmistajan tuotteisiin
  
• moduuli helposti rakennettavissa ilman erityistaitoja tai -työkaluja

Moduuliradan geometria

Jotta junat ylipäänsä pääsevät moduulista toiseen on sovittava tärkein mitta:

• radan korkeus 1,0 m mitattuna kiskon yläpinnasta

Metri on monien mielestä liian matala: radasta ei saa luonnollista vaikutelmaa muuten kuin tuolilla istuen. Toisaalta yleisötilaisuuksissa on tavoitteena ollut myös nuorison innostaminen harrastuksen pariin — pienoisrautatieharrastuksesta on hyvää vauhtia tulossa vanhojen miesten harrastus.

Jotta moduuleista saadaan vaihtokelpoisia, ja jotta esimerkiksi ympyräajomahdollisuus saadaan toteutumaan on sovittava muitakin mittoja:

• moduulien pituudet 0,3 m:n monikertoja
  
• moduulin leveys 0,3 m
  
• kulmapalat (kaarrepalat) sovittava 0,3 m:n ruutujakoon

Näin varmistetaan moduulien vaihtokelpoisuus!

Tämän lisäksi on vielä varmistettava moduuleista koostuvan rautatien liikennöitävyys:

• minimi kaarresäde 0,45 m
  
• minimi sivuutusraidepituus liikennepaikoilla 1,5 m

Liitospinta

Jollei ympyräajomahdollisuutta tarvitsisi ottaa huomioon, on kaikkein tärkein määriteltävä asia raiteiden liittäminen liitospinnassa (moduulien välisessä saumassa). Jos kiskot eivät tapaa toisiaan, ei radalla voi liikennöidä. Tästä syystä tärkein mitta on kiskon yläpinnan korkeus — 1 metri lattiasta!

Radan osat tulee liittää myös mekaanisesti toisiinsa. Jotta rata olisi helposti rakennettavissa on kohdistus oltava joustava jotta se sallii riittävästi heittoa valmistustarkkuuksissa (toleransseissa).

Toisaalta tulee liitossauman olla kohtuullisen helposti häivytettävissä. Tämä onnistuu jos maiseman pinnanmuoto ja -laatu on ennalta sovittu.

Kiinnitys

Runkojen kokoonpanossa syntyvien virheiden vuoksi ei runkoja voida kohdistaa mekaanisesti. Tästä syystä kiinnityspulttien reiät tehdään 10 mm poralla ja itse kiinnittäminen M6 X 50 pulteilla, korialuslevyillä ja siipimuttereilla. Tämä antaa noin +/- 2 mm pelivaran kohdistukseen. Reikiä porataan päätyyn kaikkiaan 4 kappaletta kaksi allekkain, ylemmät 50 mm kiskon yläpinnasta ja alemmat 125 mm kiskon yläpinnasta (7,5 cm edellisten alapuolelle). Kaksi rei'istä tulee raiteen keskilinjalle ja toiset kaksi kymmenen senttiä edellisten taakse (10 cm etu- ja 10 cm takareunasta).

Mikäli runko on matala, porataan vain ylemmät reiät.

Mikäli runko on kapea, porataan vain raiteen kohdalla olevat reiät. Yllä oleva kuva esittää väliaikaiseksi moduuliksi tarkoitettua "siltapalaa" jonka runkona voi olla esimerkiksi lauta tai huonekaluputki ja päissä kulmaraudat kiinnitystä varten. (Raiteen sivuille tulee asentaa putoamissuojat.)

Raiteiden liittäminen

Jotta saumakohdassa voidaan sallia heittoja asennetaan kiskot moduulien välisen sauman yli vasta moduulirunkojen mekaanisen kiinnittämisen jälkeen.

Kiskot tulevat moduuleissa 10 cm päähän etureunasta ja noin 2,5 cm:n päähän saumasta, pölkyt tuodaan (madallettuina) saumaan asti. Kun sauma on silmämääräisesti kohdistettu, kiristetään rungot toisiinsa. Ideaalitapauksessa kiskot ovat nyt 5 cm:n päässä toisistaan. Tähän väliin pujotetaan 5 cm:n mittaiset kiskonkappaleet (liitoskiskot). Liitoskiskoihin on kuhunkin pujotettu ennen asentamista kaksi kiskoliitintä. Liitoskisko asennetaan sauman yli liittimien varaan vetämällä liittimet jatkosten yli esimerkiksi ruuvimeisselin kärjellä.

Liitoskiskot

Valmistusepätarkkuuksista johtuen on kiskonpäiden väli tuskin tasan 5 cm. Siksi väli joudutaan mittaamaan ja liitoskisko valitaan mittaustuloksen perusteella. Erimittaisten kiskonpalasten erottamiseksi on kiskojen alapintaan maalattu väritäplä joka vastaa pituuden vähitenmerkitsevän numeron vastusvärikoodia:

0 = musta
1 = ruskea
2 = punainen
3 = oranssi
4 = keltainen
5 = vihreä
6 = sininen
7 = lila
8 = harmaa
9 = valkoinen

Esimerkiksi 47 mm liitoskisko on merkitty lilalla pisteellä — kuten 57 mm liitoskiskokin, mutta nämä erottaa silmällä helposti toisistaan.

Vaikka raide mutkittelisikin moduulin sisällä tulee sauman läheisyyteen jättää noin 10 cm:n osuus suoraa raidetta (ei koske asemia).

Maiseman muoto

Jotta moduulin teko olisi yksinkertaista, ei moduulisauman muodosta haluttu tehdä kuviosahauksen mestarinäytettä. Ratapenger tulee saumaan kuitenkin asentaa, jottei moduulisauma suorastaan kehoita jättämään moduulia tasaiseksi.

Penkereenä on käytetty 11 mm lastulevyä, joten suora osuus maisemasta on noin 15 mm kiskon pinnan alapuolella. Pengerlevyn leveys ennen sorastusta on noin 4 cm. Sorastus tekee penkereestä melko leveän.

Maiseman värityksen tulee vastata Dylon-vaateväriä numero 34, "Olive Green".

Moduulin rakenne

Radan rungon tarkoituksena on olla jäykkänä perustuksena kiskotukselle ja maisemalle. Jos runkorakenne on hutera ei moduulista tule kestävää eikä pitkäikäistä. Rungon voi vaikka pistehitsata alumiinista jos haluaa, tärkeintä on, että se on mitoiltaan standardin mukainen.

Jo rakennetut moduulit ovat valtaosaltaan 30 cm leveitä, Jokunen moduuli (suurin asema) on tehty 60 cm leveäksi. Moduulit ovat olleet 30, 90 ja 120 cm mittaisia. Asema-alueet ovat 240 cm pitkiä ja ne on tehty lohkorakenteisina (kaksi 120 palaa joiden välinen sauma ei noudata standardeja). Moduulin leveys on siis vapaa, mutta liitospinta on aina 30 cm levyinen.

Levyrakenne

Lastulevystä tehty kennorakenteinen avorunko on melko kevyt, elämätön ja edullinen. Lauta- ja vanerirakenteet vetelevät helposti kosteuden vaihdellessa.

Runko koostuu kylkikappaleista (punaiset) ja välikappaleista (vihreät).

Rungon alareuna on noin 15 cm kiskon yläpinnan alapuolella jolloin alemman reikärivin alle jää 25 mm runkoa (ei standardoitu!).

Jos koko moduuli tehdään levystä, voi osat ostaa määrämittaan sahattuina ja näin säästää omaa työtä. Päädyt ja välikappaleet voi leikkauttaa valmiiksi oikeaan kokoonsa, kylkikappaleet kannattaa sahauttaa niin, että etu- ja takakappale ovat "päällekkäin" ja sahata itse vapaalla kädellä levyt irti toisistaan. Näin saadaan maan pinnamuoto elävämmäksi moduulin pitkille sivuille.

Alla esimerkkejä levyjen mitoista ( L = moduulin pituus, esim 300, 600, 900 tai 1200 mm)

Kiinnitysreiät

Rungon pitkille sivuille porataan 8 mm reikiä jalkojen, taustalevyjen yms. kiinnittämiseksi.

Reikiä porataan kaksi allekkain, ylemmät 50 mm kiskon yläpinnasta ja alemmat 125 mm kiskon yläpinnasta (7,5 cm edellisten alapuolelle). Reikiä porataan pitkille sivuille 15 cm päädystä 30 cm jaolla. Näin saumakohdan yli mentäessä on reikiä tässäkin kohdassa noin 30 cm jaolla!

Jalat

Jalat kiinnitetään radan kylkien sisäpuolelle, pitkille sivuille tehtyihin reikiin M6 X 50 mm pulteilla ja siipimuttereilla. Pultit kannattaa pujottaa sisäpuolelta, jotta taustakulissien ja verhojen asentaminen sujuu kätevästi. Korialuslevyjä ei pidä unohtaa!

Radan pystytykseen ja purkuun menevän ajan lyhentämiseksi on moduulit yleensä kyketty lattialla kahden moduulin pareiksi ja pari on varustettu jaloin. Näin ei moduulissa tarvita kuin yksi jalkapari.

Jalkoja edelleenkehitettäessä on jalkapari korvattu yhdellä jalalla joka kiinnitetään rungon välikappaleen keskelle. Yläpäässä oleva poikkipiena tulee moduulirungon välikappaleen alle ja se pitää jalan pystyssä. jalan yläpäässä on sahattu lovi yhdelle kiinnityspultille. Jalkaan on kiinnitetty poikkipena myös alapäähän. Jalkoja tulee kiinnitettäväksi jälleen puolet edellisestä ja nämä jalat pystyvät suorassa yhdellä pultilla (jälleen on kiinnitettävien pulttien määrä puolittunut).

Tausta

Taustan tarkoituksena on estää pienoisrautatiehen kuulumattomien esineiden ja yksityiskohtien näkymistä radan välittömässä läheisyydessä, toisaalta sitoa rataa maisemallisesti yhdeksi kokonaisuudeksi ja ehkä luoda vaikutelma syvemmästä radasta.

Taustalevyjen kiinnitys

Taustat kiinnitetään radan kylkiin tehtyjen reikien avulla esimerkiksi jalkojen pulteilla. Jos ratarunkojen saumat ja taustojen saumat saadaan limitettyä, ei katsoja ehkä huomaa jatkoksia yhtä helposti, eikä miellä rataa moduuliradaksi. Taustan yläreunan korkeus on 30 cm kiskon yläpinnasta.

Taustan väritys

Taustan väritys tulee olla yhtenäinen. Värisävyä ei ole vielä valittu. Taustaan on tarkoitus maalata erilaisia puurajoja eri vihreän ja harmaan sekoituksina, jotta rataan saadaan syvyysvaikutelmaa. Puurajat tulevat standardoiduille kohdille taustan jatkoskohdissa yhtenäisen vaikutelman säilyttämiseksi.

Kiskotus

Kiskotukseen saa käyttää saumakohdassa vain code 100 kiskoa (kiskoprofiilin korkeus 100 /1000 tuumaa (2,5 mm)). Muualla tulee kiskotuksen noudattaa NEM-normeja. Vuoden 2002 alussa on kuitenkin siirrytty käyttämään uusissa moduuleissa code 83 -kiskoa.

Vaihteet

Vaihteiden tulee olla sähköistetyllä risteyksellä varustettuja. Peco Electrofrog on hyvä vaihtoehto.

Minimikaarresäteet

Minimikaarresäteeksi on valittu 450 mm. Tämä on varsin pieni säde. Tavoitteena on mahdollistaa 60 cm kulmapalat.

Kulmapaloista tulee vääjäämättä hankalan kokoisia tai mallisia. Ruudukkoon perutuva standardi kun edellyttää kulman olevan 90 astetta. Tasasivuisiin kolmioihin perustuvan ruudukon käyttö olisi helpotus, kulmapalan kun tarvitsisi olla vain 60 asteen kokoinen. Toisaalta kulmapala voi olla kaksiosainen ja se voi hyvinkin sisältää vaihteen jonka avulla rata voi haarautua (katso sähköistys).

Sähköistys

Johdinten värikoodaus

Vikojen paikallistaminen ja kytkentöjen muuttaminen on helpompaa, kun radan kaapeloinnissa on käytetty yhtenäistä johdinten värikoodausta. Värit kannattaa valita johdinten saatavuuden mukaan. Tapiolassa värikoodi on seuraava:

Musta	Maa
Ruskea	Ajovirta
Sininen	Vaihteenkääntö (ohjattu maa)
Keltainen	Kondensaattoripurkausjärjestelmä (vaihteen kääntövirta)
Punainen	Apukäyttö (tasavirta)
Valkoinen	Data (ohjattu maa)

Ajovirran syöttö

Radassa käytetään vaihteiden ohjaamaa ajovirransyöttöä. Sähkökäyttöisiin vaihteisiin on asennettu kertaajareleet, joiden avulla vaihteen takajatkoksesta lähtevät ajovirtaan kytketyt kiskot saavat syöttönsä. Näin ei radassa tarvita juuri lainkaan katkokytkimiä. Käsivaihteissa käytetään radan alle asennettuja mikrokytkimiä releiden sijaan.

Kullakin liikennepaikalla (asemalla) on oma ajolaite, ja junat ajetaan asemalle tällä ajolaitteella. Ajolaite kytkeytyy asemien väliselle ratalinjalle ja viereisen aseman järjestelmään junan lähetyskytkinten ohjaamana.

Ajolaitteet

Radassa käytetään omatekoisia kädessä pidettäviä (walk-around-) ajolaitteitta. Ajolaitteiden teholähteenä toimivat akkulaturit.

Ajolaitteet ovat elektronisella ylivirtasuojalla ja RC-piirillä toteutetulla vauhtipyöräsimulaattorilla varustettuja darlington-virtavahvistimia.

Vaihdemoottorit

Vaihteita käännetään kondensaattoripurkauslaitteella (Capasitor Discharge Unit CDU). Vaihde saa käännettäessä vain "annoksen" sähköä eikä näin turmellu, vaikka sormi unohtuisi vaihteenkääntöpainikkeelle pidemäksikin ajaksi.

Releet

Vaihteen kanssa samanaikaisesti kääntyy vaihteen kertaajarele. Releessä on pitopiiri, jotta sitä voidaan ohjata kytkemällä se rinnan vaihdemoottorin kanssa. Releen avulla vaihteen takajatkoksesta lähtevät ajovirtaan kytketyt kiskot saavat syöttönsä. Samoin vaihdetaan myös vaihteen risteyksen napaisuus. Opastinvirtapiirejä varten saadaan releestä vielä datalähtö joka maadoittuu vaihteen ollessa poikkeavalle raiteelle asetettuna.

Opastinten kytkennät

Radassa on lähtö ja tulo-opastimina kaksilamppuisia omatekoisia opastimia. Opastimia hallitaan junan lähetyskytkimien ja vaihteen kertaajareleiden data-lähtöjen ohjaamien opastindekoodereiden avulla. C-MOS-tekniikalla toteutetut opastindekooderit sijaitsevat radan alla.

Tulo-opastimien kiinnitys ajateltiin ratkaista moduulien sovituskappaleisiin kiinnietyn opastimen avulla.