Klimlussen

(start werken: oktober 2001)

Over de constructie van een klimspiraal werd een artikel gepubliceerd in Modelspoormagazine nr 59.
Onderaan staat een beknopte versie van het artikel ...

In totaal zijn er drie klimspiralen op de baan:

Een eerste lus bevindt zich onder het rangeergedeelte van het station "Duvelle", meer bepaald onder de rangeerheuvel en linkeringang van het station. Hij geeft rechtstreeks aansluiting aan de ondergrondse keerdriehoek en maakt een hoogteverschil van 22cm. Op de foto hieronder links is hij achteraan deels te zien. (voltooid: november 2001)

De tweede (zie de foto rechtsboven) is een stuk groter: vier niveaus zorgen voor een hoogteverschil van 28cm. Deze klimspiraal bevindt zich in het middengedeelte, onder de "burcht" en verbindt de linkeringang van het station "Boulroie" met de grote spoorbrug. (voltooid: december 2001).

De derde klimspiraal tenslotte bevindt zich onder het stadsgedeelte, uiterst rechts op de baan. Hij verbindt het grote schaduwstation met het bovendeel van het station "Boulroie". Hij maakt een hoogteverschil van maar liefst 36cm via 4 ruime klimlussen en is daarmee de grootste:

De constructie van een klimspiraal

Dit onderwerp werd - uitgebreider - gepubliceerd in Modelspoormagazine 59.

Bij de echte spoorwegen komt het nauwelijks voor, bij modelspoorbanen wordt het vaak gebruikt om op een beperkte ruimte hoogteverschillen te overwinnen naar een hogergelegen traject of een ondergronds schaduwstation: de klimspiraal. Zowel bij het ontwerpen als het bouwen ervan zitten er echter wat addertjes onder het gras.

Een van de belangrijkste factoren bij het ontwerp is de maximale hellingsgraad die een trein aankan. Dit stijgingspercentage hangt af van de lengte van de trein, de trekkracht van de loc en van de aanwezigheid van bogen in de helling. Algemeen wordt aangenomen dat op een recht spoor – of een ruime boog – een loc een lange trein een helling van maximaal 2,5% op kan trekken. Bij scherpere bogen wordt dit verminderd tot twee centimeter per meter.
In een klimspiraal hebben we een minimaal hoogteverschil nodig tussen opeenvolgende lagen. Dit hoogteverschil wordt bepaald door het profiel van het rollend materieel, de hoogte van de rails zelf en de dikte van de onderbouw van de rails.
Voor H0 bedraagt het minimale hoogteverschil 79mm. Omdat we toch een beetje extra ruimte wensen tussen de lagen nemen we een hoogteverschil van 10cm per laag. Rekening houdend met het maximale stijgingspercentage van 2,5% hebben we 10 gedeeld door 2,5 = minimaal 4 meter nodig. Bouwen we een ronde spiraal hebben we aldus 4/pi = 1,3 meter als minimale diameter in H0 nodig om een lange trein vlot te kunnen laten klimmen.
De meeste klimspiralen bevatten meerdere rails, typisch een opklimmend en een afdalend spoor. Plaats het klimmende spoor aan de buitenkant van de spiraal. Op die manier wordt de omlooplengte net iets groter, en het stijgingspercentage net iets lager. Het klinkt pietluttig, maar het omwisselen van een klimmend binnenspoor naar een klimmend buitenspoor zorgt voor een verschil in omloopafstand van ruim 31cm in H0.Het kan het verschil maken.
Men moet zich ook ergens bevinden om de sporen te kunnen bereiken. De binnenzijde van de spiraal is de voor de hand liggende plaats, en daar moet dus ruimte voorzien worden. Dit wil zeggen dat de houten onderbouw van de spiraal open moet zijn, zodat men er – mits even te bukken - langs onderen in kan gaan. De steunconstructie voor de verschillende lagen van de spiraal kan best uitsluitend aan de buitenzijde aangebracht worden. Deze steunen mogen uiteraard het treinverkeer niet hinderen.
In onze klimspiraal voorzien we een bovenleiding. De functie van de bovenleiding in onze klimspiraal is het beschermen van de pantografen. Deze bovenleiding hoeft dus niet “mooi” te zijn, en bestaat daarom slechts uit verschillende stukken strakgespannen koperdraad.

De materiaalkeuze voor de onderbouw van de rails is een discussie die al vaak gevoerd is, en ongetwijfeld nog niet ten einde is. Het is een zoeken naar en niet te hoog eigen gewicht, stevigheid maar ook flexibiliteit, en vlot te verwerken materiaal. Mijn keuze staat hier beschreven.
Nog even dit: Het verdere verhaal is grotendeels geïllustreerd met virtuele foto’s. Deze spiraal was immers voor het schrijven van dit artikel al gebouwd, waardoor foto’s van tijdens de opbouw ervan niet meer haalbaar waren.

We starten met het voorbereiden van de onderbouw. Een open-raam bouwmethode is aan te raden. Een stevig, perfect horizontaal kader van 130 op 130 cm wordt voorzien van diagonale latten in de hoeken. Op deze onderbouw plaatsen we op verschillende plaatsen 10cm brede steunlatjes op de juiste hoogte.
De boog van de klimspiraal bestaat uit vele stukken triplex die allemaal dezelfde vorm hebben. Hiervoor tekenen we een op een stuk karton een boogdeel met een breedte van 10cm. Met behulp van deze mal kunnen we uit een plaat triplex heel wat boogdelen zagen, en dit zonder teveel houtverspilling.

Het bovenste boogdeel wordt voorzien van 8 verzonken gaten, verdeeld over de twee helften en nabij de hoeken. Telkens 4 schroeven per verbinding zijn voldoende voor een stevige constructie. De boogdelen worden immers ook op elkaar verlijmd met gewone witte houtlijm. Men kan verschillende boogdelen ineens monteren om ze dan later als geheel op de steunlatjes te plaatsen of de verdere opbouw stap voor stap ter plaatse opbouwen.
We wachten nu even met de verdere houtconstructie. De onderste laag is nu immers nog vlot bereikbaar voor het aanleggen van de rails. We tekenen op 2,5cm van de randen hartlijnen uit voor de beide rails, en kleven hierop een kurklaag aan. 4 à 5 mm. Om het geluidswerende effect van de kurklaag niet teniet te doen, worden de rails niet vastgenageld of geschroefd, maar met een elastische lijm vastgekleefd. Je kunt overigens de rails best nu al van elektrische aansluitingen voorzien.

Voor de ondersteuning van de hoger gelegen spiraaldelen maken we gebruik van draadstangen. Die worden aangebracht doorheen langs de buitenzijde van de houtlaag aangebrachte oogvijsjes. De beste plaats hiervoor is ter hoogte van de steunlatjes. We monteren de draadstangstukken alvast met twee moertjes en rondellen in de oogvijsjes, en plaatsen halverwege ook al een moertje ter ondersteuning van de hogere oogvijs. Met die moertjes kunnen we de hoogte van de bovenliggende delen later precies afregelen.
De tweede houtlaag kan nu gemonteerd worden. Deze zal zowat driekwart van een cirkel innemen, zodat we ongehinderd de kurk en rails er op kunnen plaatsen. Het is het handigst om die vooraf te monteren en alvast van oogvijsjes te voorzien alvorens hem in zijn geheel aan te brengen op de al gemaakte constructie.

Om de bovenleiding op de juiste plaats aan te brengen – uitgelijnd tegenover de onderliggende rails - boren we gaatjes van 2mm langs de buitenzijde van de hartlijn, telkens twee achter elkaar. Een onderlinge tussenafstand van ongeveer 20cm tussen deze gatenparen is een mooi compromis. Een stuk koperdraad van ongeveer 25cm lang wordt tussen tang en bankschroef goed rechtgetrokken. Door steeds het verste geboorde gat te gebruiken laat je de draden een weinig overlappen. De draadeinden kunnen met een drupje secondenlijm vastgezet worden.
Aan het begin van de klimspiraal is er geen houtlaag om de bovenleidingdraad aan op te hangen. Met een stuk hoekig gebogen draadstang maken we daarom een portiek. De koperdraden kunnen er rond geplooid worden. Met oogvijsjes en moeren kun je deze portiek, net zoals de klimspiraaldelen, mooi op de juiste hoogte brengen. Het is de bedoeling een geleidelijk dalende rijdraad te creëren, die begint vanaf de maximale hoogte dat een pantograaf kan uitgestrekt zijn. Een hoogteverschil van 3cm over 30cm rijdraad is hiervoor een aanvaardbare dalingshoek.

Na het aanbrengen van de bovenleiding kunnen we deze laag zoals eerder beschreven van kurk en rails voorzien. Onze klimspiraal begint vorm te krijgen. Een detailopname toont de constructie met de draadstangen en van de aangebrachte bovenleiding.
Op deze wijze bouwen we verder tot de bovenste houtlaag geplaatst kan worden. Deze wordt vooraf apart gemonteerd en kan in zijn geheel de klimspiraal vervolledigen. Na het ophangen van de bovenleiding – bemerk de omgebogen stukjes koperdraad langs de hartlijn van het spoor – is ook de laatste laag klaar voor het aanbrengen van de kurklaag en rails.

Ten slotte tonen we nog een – virtuele - detailopname van onze klimspiraal. Deze bestaat uit drie lagen en laat ons toe om 30cm hoogteverschil te overbruggen. Niets houdt U tegen om een nog hogere te bouwen. Een sporenplan bestaande uit twee of meer volledig in model uitgebouwde verdiepingen is bij plaatsgebrek in de breedte immers ook een optie…