Zelfbouw-bovenleiding

Eind 2019 is bij de ModelSpoorClub Veenendaal een begin gemaakt met het aanbrengen van bovenleiding op de N-baan van de vereniging.
Hieronder vind je de foto’s van Wim v/d Werken (een van onze zelfbouwspecialisten) alsmede details en de vorderingen:

In 2014 is door een aantal leden van Modelspoorwegclub Veenendaal e.o. begonnen met de bouw van een N-baan (schaal 1:160). Het thema van deze baan is Duits, met sporen gelegen aan de Moezel. Inmiddels is deze al zover klaar dat aan één zijde begonnen kan worden met het bouwen van de bovenleiding en dit wordt vanzelfsprekend dan ook Duitse bovenleiding. In tegenstelling tot de Nederlandse bovenleiding, die een dubbele rijdraad heeft, is de Duitse bovenleiding met een enkele rijdraad uitgevoerd. Voor deze bovenleiding wordt gebruik gemaakt van onderdelen/masten van het merk Viessmann. Alles wat aan bedrading tussen de tegenovergestelde masten komt wordt door leden zelf opgebouwd. Ook de bedrading  in de lengterichting van de rails, de rijdraden en hang- en voedingsdraden, worden zelf opgebouwd en wel zodanig dat de rijdraad (de draad waartegen de pantograaf steunt) aan één stuk tussen 2 afspanmasten wordt afgespannen. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van het dunste metaaldraad welke er in de handel is te verkrijgen. De rijdraad en hangdraden worden gemaakt van 0,2 mm dik verenstaal (van een rol), de voeding-draad wordt gemaakt van 0,3 mm verenstaal in lengten/staven van 1 meter. De draden tussen de masten worden ook opgebouwd van 0,3 mm verenstaal. Het voordeel van het gebruik van verenstaal is dat het materiaal zijn vorm terugpakt als er onverhoopt met de hand tegen gestoten word.

Ook is het beter te solderen met gebruikmaking van soldeerwater (wel direct goed schoonmaken met wasbenzine).De afstand van de masten onderling is op de rechte stukken verschillend maar ligt rond de 35 cm. In bochten is het korter en is afhankelijk van de boogstraal, zodanig dat de rijdraad binnen de 3 mm blijft, gezien vanuit het hart van de pantograaf. De rijdraad beweegt dus binnen 6 mm zigzaggend boven de pantograaf. Er zijn stukken rijdraad bij met een lengte van 4- tot 4,5 meter. De rijdraad wordt strak/gespannen gehouden door een spiraalveer uit een balpoint. Voorafgaand aan de bouw van de bovenleiding is er een proefstuk gemaakt over een lengte van 1,2 meter met 4 masten en met 1 afspaninrichting. De hoogte van de rijdraad, gemeten vanaf bovenkant spoorstaven, is 39 mm. Tests met een rijdende e-loc en 1 pantograaf omhoog wezen uit dat de rijdraad nauwelijks omhoog gedrukt werd. Na het plaatsen van de rail zijn er al voorbereidingen getroffen voor het plaatsen van de masten. Het belangrijkste voor de plaats van de masten is bij bochten en wissels. Hier zal je dan ook de meeste afspaninrichtingen vinden. Vooral de rijdraad bepaald waar de mast in een bocht moet komen te staan. Aan te raden is om de rijdraden op de rails uit te zetten met garen en met spelden (zie de foto, de spelden hebben een rode knop) om zo de plaats van de mast te bepalen.
Tot de volgende post

De plaats waar een speld gezet wordt is dan de plaats waar een mast komt te staan. Bij een enkel spoor zal dit een enkele mast zijn, bij meerdere sporen zal dit dan een portaalmast zijn die wel 3, 4 of meer sporen overspant. De plaats van de speld geeft ook aan waar de “uithouder” aan de rijdraad gesoldeerd zit. Uithouders zitten altijd “trekkend” aan de rijdraad vast, dit betekent dat de uithouder aan de rijdraad “trekt”. Viessmann heeft een grote collectie in bovenleidingmasten, masten met een enkele- (art.nr.4310) en dubbele uithouder (art.nr.4313, b.v. bij afspaninrichtingen) maar ook enkele masten met twee- (art.nr. 4360) of drie uithouders (art.nr.4361) die twee of drie sporen kunnen voorzien van rijdraden. De rijdraad wordt overigens niet rechtstreeks aan de uithouder gesoldeerd. Viessmann levert dit element niet standaard met de masten, deze moet dus zelf gemaakt worden. Dit elementje, waaraan de rijdraad wordt gesoldeerd, wordt gemaakt van 0,45mm Ø nikkel zilver draad (Art.nr.NSRO45 van Albion Alloys) en over de uithouder geschoven. Aan het ene uiteinde wordt dan 1,5 mm platgeslagen op een bankschroef (in dit platgeslagen deel wordt dan een gaatje geboord van 0,5mm), en aan het andere uiteinde wordt dan de rijdraad gesoldeerd. Foto’s hiervan zijn te vinden in de fotogalerij van deze website. Mogelijk dat ook de uithouder vervangen moet worden door een langer exemplaar om de rijdraad trekkend aan de mast te bevestigen.
Tot de volgende post

Op maandagavond 3 februari 2020 is er voor het eerst met een E-loc proefgereden met de pantograaf omhoog. De week ervoor is een gedeelte van de N-baan voorzien van de rijdraad van 0,2 mm dik verenstaal. Deze is aangebracht op het Paradespoor bij station Zandbergen. De rijdraad heeft een lengte, uit één stuk, van ongeveer 4,20 meter en is afgespannen tussen een mast en een afspaninrichting. De masten staan ongeveer 350 mm uit elkaar, wat op zich al een uitzonderlijk grote afstand is voor op een N-baan, daar een standaard lengte van een fabrieksstuk-rijdraad ongeveer 222 mm is (hier staan de masten dus 220 mm uit elkaar). Ook de dikte van de fabrieksrijdraad is eens zo dik als het verenstaal dat gebruikt wordt voor onze bovenleiding. De rijdraad is strak gespannen en wordt strak gehouden door een veer (ballpointveer). Zie de foto’s in de galerij.
Wat is er eerst vooraf gegaan aan het plaatsen van een rijdraad: Eerst wordt de afstand gemeten van mast tot afspaninrichting plus ongeveer 100 mm. De kale, enkele rijdraad wordt daarna aangebracht tussen mast en afspaninrichting om aan te kunnen geven waar een uithouder komt te zitten. Belangrijk is dit om de afstand van de hangdraden, links en rechts van de uithouder gelijk te houden. De plaats waar de uithouder aan de draad komt kan men aangeven met een smal strookje schilders-tape. Hierna kan de rijdraad weer los gehaald worden om de hangdraden aan de rijdraad te solderen.

Allereerst worden een groot aantal hangdraadjes gemaakt om aan de rijdraad te solderen. Knip hiervoor stukjes verenstaaldraad (0,2 mm) van 20 mm lengte af en buig aan één zijde haaks een “weerhaakje” van1 mm (zie foto). Dit “weerhaakje” wordt dan bovenop de rijdraad gesoldeerd. Als ondergrond voor het solderen van de hangdraden wordt gebruik gemaakt van een plaatje hardboard en dan wel de gladde zijde boven. Zet een stuk van ongeveer 1 meter rijdraad vast met schilders-tape en soldeer de hangdraadjes aan de rijdraad. Het beste kun je een soldeerpunt van 0,5 mm gebruiken. De afstand van de hangdraden onderling is ongeveer 25 mm. Op de aangegeven stukken waar de uithouder wordt gesoldeerd zou je ook nog de “Y” draad kunnen solderen. Heb je alle hangdraden, en eventueel ook de “Y” draden, gesoldeerd dan kun de rijdraad aan de mast en afspaninrichting bevestigen.

Eén spoor op het Paradetraject is nu geheel van bovenleiding voorzien. Voor het eerst rijdt een E-loc met 3 personenrijtuigen over dit spoor. De pantograaf drukt de rijdraad nauwelijks omhoog. De rijdraad is dan ook bijzonder strak gespannen door een afspaninrichting. Rest nu nog de afwerking van de bovenleiding: de draden worden nog in de verf gezet zodat de rijdraad wat duidelijker zichtbaarder is. Een filmpje is te zien op YouTube onder de volgende link: https://www.youtube.com/watch?v=WPUc5Etwnys
De afspaninrichting bestaat uit een doorlopende geleiding voor de pantograaf, echter bestaat deze uit 3 delen. Links en rechts  gebogen buis jesvan 1,5 mm met een binnendiameter van 1 mm welke onder het portaal is gesoldeerd. Tussen deze 2 gebogen messing buisjes is een massieve messing staaf van 1,5 mm gesoldeerd. De lassen van deze massieve messing staaf  zó solderen dat de verbinding geen obstakel vormt voor de pantograaf. De rijdraad wordt door het messing buisje gestoken en afgespannen.

Tips voor solderen: verenstaal heeft een glad oppervlak. Maak het eerst goed schoon met wasbenzine of schoonmaakthinner. Maak daarna verenstaal ruw door het tussen fijn schuurpapier door te halen (stukje gevouwen wat tussen duim en wijsvinger zit). Het voordeel is dat verf en soldeertin beter hecht. Voor het solderen breng je zeer weinig soldeervloeistof aan op het te solderen oppervlak ( S39 of FLUOX S90). Gebruik voor het aanbrengen van soldeervloeistof een stukje draad van 0,3 mm. Alles wat dikker is om aan te brengen is te veel soldeervloeistof. Met het aanbrengen van zo min mogelijk soldeervloeistof en zo min mogelijk soldeertin aan de punt van je soldeerbout krijg je de mooiste soldeerverbindingen. Daarna de soldering goed schoonmaken met wasbenzine of schoonmaakthinner om oxidatie te voorkomen. Gebruik voor het verven een voor metaal geschikte verf (Metal, kleur 53 van Humbrol wordt door ons gebruikt).

Om alles goed af te kunnen stellen is er een wagonnetje geprepareerd. In de laadbak van een lage-bakwagon is een stukje styreen geplaatst met daarop, haaks, een stukje styreen gelijmd van 5 mm breed (de breedte van de totale uitslag van de zigzag lopende rijdraad), dit is dan de hoogte van de rijdraad (39 mm, gemeten vanaf bovenzijde spoorstaaf). De zijkanten van dit stukje styreen zijn dus het uiterste puntje van de uithouder waaraan de rijdraad bevestigd wordt. Het middelste stukje styreen is haaks er bovenop gelijmd, dit geeft de lengte van de uithouder weer. Hierop kan een “krukje” geplaatst worden voor de afstelling van de voedingsdraad, de rijdraad zit dus geklemd onder het “krukje”. De voedingsdraad hangt dan in een gleuf op het “krukje” en is het laagste punt van de voedingsdraad (als de wagon in het midden tussen de masten is geplaatst). Door eerst de hangdraden links en rechts van het “krukje” vast te solderen aan de voedingsdraad, kan daarna de voedingsdraad aan de bovenste uithouder van de masten vast gesoldeerd worden (dit is meestal het midden van de railbreedte). Hierna kunnen de overige hangdraadjes aan de voedingsdraad worden vast gesoldeerd. Tot slot kunnen de hangdraadjes, van alles wat boven de voedingsdraad uitsteekt, worden afgeknipt met een zijkniptang.

In Post 7 is het maken van de uithouder besproken voor een enkele mast. Met dezelfde aangepaste knijptang worden ook de uithouders gemaakt voor grotere portaalmasten (welke meerdere sporen overspant) met dwarsdraadconstructies. In deze Torenmasten (art.nr. 4317, 106 mm hoog) zitten gaatjes voor de bovenste- en onderste dwarsdraad. Deze 2 draden worden gebruikt om de uithouders met hun isolatoren te bevestigen. Deze gaatjes zitten 13 mm uit elkaar. In de top van deze masten zitten ook 2 gaatjes maar deze zitten direct naast elkaar. Hierin worden de hangdraden bevestigd welke dubbel uitgevoerd worden. Deze hangdraden maken een verbinding met de bovenste dwarsdraad waaraan de isolator vast zit. De gehele dwarsdraadconstructie wordt gemaakt van 0,3 mm rond verenstaal. De uithouder, met isolator wordt gemaakt van 0,5 mm rond messing draad. Dit draad is gemakkelijk met de knijptang plat te maken om hierin een gaatje van 0,5 mm te boren. Dit gaatje is voor de bovenste dwarsdraad. De draadverbinding/uithouder bestaat uit 3 delen: het deel wat de bovenste en onderste dwarsdraad verbindt met de isolator en de uithouder zelf. Om de juiste afstand tussen het eerste en derde gaatje te krijgen moet er een elementje aan de knijptang worden toegevoegd. Hiervoor is een stukje verenstaal nodig van 0,3 mm, welke aan 2 zijden is omgebogen (zie de foto van deze post).Het haakje vastlijmen met secondelijm.