Automatisch rangeren

  

Met behulp van de GCA145 en de GCA146 module is het mogelijk een draaischijf of schuifbrug te bedienen. Een schuifbrug biedt de mogelijkheid om op een veel kleiner oppervlak dan met wissels een rangeer emplacement te maken. De wissels zijn niet nodig. 

Binnen Rocrail wordt de schuifbrug aangeduid met “Fiddle Yard” (FY). Vanaf nu wordt de term FY gebruikt.

Via de Rocrail website zijn verscheidene ontwerpen voor een FY te vinden. Die leveren ruimschoots inspiratie voor de bouw ervan. Het ontwerp van een FY heeft een aantal aspecten: de dragende constructie, de aandrijving, het bewegende blad met daarop de rails, de stroom toevoer en het uitlezen van sensoren.

Voor de tafel is stabiliteit belangrijk. Niet bij elk stootje tegen de tafel mag een voertuig ontsporen. Daarnaast kan gewicht een rol spelen bij transportabele FY's.

Voor de aandrijving is belangrijk dat de positionering van het bewegende brugdeel ten opzichte van de vaste toevoer/afvoer rail zeer nauwkeurig kan gebeuren. Het aantal omwentelingen van de stappen motor om het brugdeel een millimeter te bewegen moet vrij hoog zijn.

Om het blad met de sporen ook na verloop van tijd nog precies en betrouwbaar te laten bewegen, is een stabiele en soepel lopende constructie nodig. 

Voor de stroom toevoer en het uitlezen van de sensoren moet een eenvoudige betrouwbare methode worden gevonden.

Het belangrijkste bij het zoeken van een invulling voor deze aspecten is Keep It Simple, Stupid (KISS). Kortom houd het zo eenvoudig mogelijk.

In Lutjeland zijn we terecht gekomen bij de tweede versie van de FY. Bij de eerste versie werden lade geleide rails gebruikt om het blad te laten bewegen. De constructie hiermee is niet nauwkeurig en stabiel genoeg geworden. De oplossing is gevonden door geleide rails met schuifblokjes toe te passen zoals die ook gebruikt worden voor het maken van een printbed voor 3d printers (google: SBR16). 

slider

Voor de aandrijving is gekozen voor wormwiel overbrenging zoals de maker van de GCA145/146 heeft toegepast. Dit leidt tot een zeer nauwkeurig positionering van het blad t.o.v. de vaste sporen. aandrijving.

wormwiel

aandrijvinga

aandrijvingb

Met een flexibele montage van de flenslagers kan de riem gespannen worden.

spanner

Vaste montage van de flenslagers aan de andere kant.

vast

Een groot deel van de vaste kant waarover het toevoer spoor loopt, is verwijderd om frictie tussen het bewegende blad en de aansluiting met het vaste spoor te vermijden.

blad vast

De beweging van het blad moet op tijd worden gestopt. Hiervoor worden hall sensoren gebruikt.

positiesensor

Hoog flexibele kabel met veel enkelvoudige koper draadjes is gebruikt om rijstroom en voeding spanning toe te voeren aan het bewegende blad. Bij de slechts geringe mate en snelheid van bewegen van het blad zou dit ook na verloop van tijd geen probleem moeten opleveren. (en anders: nieuw kabeltje).

voeding

De dragende constructie is gemaakt met 12mm multiplex met versterkte hoeken en versterking in de lengte en breedte. In de test fase en voor demonstratie doeleinden wordt het geheel op eenvoudig schraagjes gezet. Bij de opname in Lutjeland worden poten gebruikt gelijk aan die voor de rest van Lutjeland.

aanblik

Verder is het natuurlijk de bedoeling dat een wagon die de FY oprolt, niet over de rand in het niets verdwijnt. Om dit te voorkomen is er een flexibele buffer gemonteerd. Elk spoor eindigt bij een beweeglijk strookje plastic. Wanneer een wagon hiertegen rolt, wordt die verend opgevangen.

flexibele buffer

Wanneer de wagons op hun spoor van bestemming zijn, moeten ze weer worden opgehaald. Om ervoor te zorgen dat de loc de wagons niet te ver door duwt, moet de kop van de trein worden gedetecteerd. Gebleken is dat een InfraRood poortje hiervoor niet geschikt is. De IR straal waaiert te zeer uit. Een oplossing is gevonden in het gebruik van een laser diode. Deze laser diode wordt ingeschakeld vlak voordat hij zijn werk moet doen en daarna weer uitgeschakeld. 

Een rood licht laser diode

laser

Een "Light Dependent Resistor" (LDR) als detector voor de laser straal

laserontvanger

De FY is rijkelijk van sensoren voorzien. 

onderzijde

Ook de GCA145 wordt via Eltraco bediend.

GCA145

 

Daarmee is de FY gereed.

 

Wat gaan we doen met de FY?

In Nederland is er een groot goederen rangeer complex, de “Kijfhoek”. Hier wordt gerangeerd met het “heuvelen” principe. Hierbij duwt een loc de trein achterwaarts een heuvel op. Wanneer de wagons over de top zijn gekomen, wordt een enkele of meerdere wagons tezamen losgekoppeld. Door de zwaartekracht rollen die de heuvel af. Computer gestuurd worden wissels bediend om de wagon(s) naar het bestemming spoor te laten rollen. Op het bestemming spoor wordt de wagon(s) afgeremd. Deze methode van rangeren spaart heel veel tijd t.o.v. het rangeren met een loc.

Zou het niet geweldig zijn dit na te bouwen in Lutjeland?

In het kort komt het principe op het volgende neer. Om een wagon naar een bepaald spoor te laten gaan, moet het systeem de identiteit van die wagon kennen. Daarnaast moet er een methode zijn om een identiteit aan een bestemming spoor te koppelen. Er moet een helling zijn waarlangs de wagon naar beneden rolt. De loc laat de wagons langzaam de helling af zakken. De identiteit wordt bepaald. De loc stopt. De wagon wordt ontkoppeld. De wagon rolt de FY op. De loc laat de volgende wagon pas komen wanneer de eerste op zijn bestemming is aangekomen. Wanneer de gehele trein uiteen is gehaald en op de FY staat, haalt de loc alle wagons op en start het geheel opnieuw.

De identiteit van een wagon bepalen kan met behulp van de “RFID” techniek. Deze techniek kennen we van toegangs controle systemen of van de anti diefstal stickers. Bij de uitvoering die voor ons doel geschikt is voor schaal n, zit er een klein glazen buisje met een chip erin (RFID tag) onder elke wagon en de loc. Verder is er een leesapparaat nodig. Een ronde antenne met een middellijn van 15 millimeter is midden onder het spoor onder tegen de bielzen aangebracht. Het leesapparaatje is gekoppeld aan een decoder. 

In deze decoder is een tabel opgeslagen van elk RFID identiteits nummer met daaraan gekoppeld het bestemming spoor. 

De loc besturen doen we met Rocrail. 

Met een servo motor is een ontkoppelaar gemaakt. Die wordt bediend met een enkele wisseldecoder. Een wagon moet op het juiste moment worden ontkoppeld. Om dit moment te bepalen, wordt een Infra Rood poortje gebruikt. Die is verbonden met dezelfde decoder.

Om te detecteren wanneer een wagon zijn bestemming bereikt heeft, wordt een klein railsegment voorzien van een stroomsensor. Dit segment bevindt zich juist voor de bewegende brug aan het eind van de helling.

Om te voorkomen dat een wagon over het eind van een spoor op de bewegende brug rolt, is er aan het eind van de brug een “verende buffer”.

Elk spoor is voorzien van stroomsensoren. Er zijn meerdere sensor decoders ingebouwd.

Om de trein te laten stoppen wanneer de loc de trein weer ophaalt, is een laser diode gebruikt. De laserstraal schijnt laag over alle sporen. Aan de overkant is er een licht gevoelige cel die waarneemt wanneer de laserstraal wordt onderbroken.

Naast de RFID tags zijn de wagons voorzien van assen die de rijstroom via een weerstandje geleiden. Hierdoor worden de wagons door een stroomdetector opgemerkt. Hiermee is het mogelijk een noodstop af te dwingen.