Výroba rámů kolejiště

Na článku se zatím pracuje...

Jak napovídá sám název, v tomto článku se budeme věnovat stavbě rámů kolejiště. Nejprve popíšeme požadavky na rámy, trochu se zastavíme u tuhosti rámů a zmíníme, kdy je nutné dělit kolejiště do více rámů. Potom probereme samotnou stavbu rámů ze dřeva. Zmíníme také stavbu rámů z kovu. Pokud budete dělat kolejiště z více rámů, přečtětě si také samostatný článek "Spojení rámů kolejiště...".

Požadavky na rámy kolejiště
Každé modelové kolejiště potřebuje tuhý rám, který se neprohýbá a nekroutí. Je to trochu protimluv, protože žádný rám nemůže být zcela tuhý, ale měli bychom se k tomuto ideálu co nejvíce přiblížit. Požadavky na rámy kolejiště jsou celkem jednoduché: V první řadě musí být rám tuhý. V tomto textu si vysvětlíme, co to přesně znamená. Dále musí být rám vyroben z kvalitního materiálu, který nebude náchylný k plesnivění, tedy například ze suchého dřeva. Tím vznikají požadavky i na suchou místnost, kde bude kolejiště umístěno a také na ošetření hotového rámu vhodným nátěrem, který zabrání nejen plísni, ale také většímu vsakování vody při lepení krajiny disperzními lepidly ředěnými vodou.

Tuhost rámu a jak ji zajistit
Předně si musíme uvědomit, co se stane, pokud rám nebude dostatečně tuhý. Při průhybu nebo zkrutu rámu se nám mohou zdeformovat nebo i zničit koleje, mohou popraskat sádrové skály nebo zdivo, může se vydrobit štěrkový posyp kolejí a pod. Jistě nechceme takové škody riskovat. Rám by měl být tak tuhý, že průhyb při zatížení třeba 30 kg uprostřed rámu délky 2 metry nebude větší než asi 2 až 5 mm. Co to je zkrut? Tím se myslí deformace rámu do tvaru vrtule. Odolnost proti zkrutu poznáme tak, že když rám položíme na rovnou plochu a budeme zvedat jen jeden jeho roh, měl by se současně zvednout i ten druhý nejbližší roh. To samozřejmě není nikdy ideálně splněno, takže opět pro rám délky 2 metry a šířky 1 metr bychom neměli zvednout jeden roh o více než 5 mm. Uvedené číselné údaje jsou pouze orientační.
Když jsem kdysi stavěl domácí kolejiště o rozměrech 2,5 x 1,2 metru a zkoušel jsem tuhost jeho rámu proti zkrutu, zděsil jsem se. Jeden roh jsem zvednul o více než 5 centimetrů. Rám byl vyroben z latí 50 x 20 mm, na nich byla přilepena překližka 5 mm. Tuhost rámu se ale rapidně zvýšila po dolepení dvou úhlopříčných výztuh (z rohu do rohu rámu). A po dolepení bočnic kolejiště pro tunel (byť jen na zadní polovině kolejiště) byla již vyhovující. Tím chci říci, že pro omezení deformací v krutu je ideální krabicový nosník. Dále je potřeba si uvědomit, že průhyb rámů při zatížení tělěsem je úměrný samozřejmě tíze zatěžujícího tělěsa, ale také třetí mocnině délky rámu. Průhyb můžeme částečně omezit tloušťkou materiálu, ale především výškou rámu, případně zkrácením délky rámu a rozdělením kolejiště do několika spojených rámů (což však není vždy ideální řešení).

Ideální velikost rámů kolejiště
Pro větší modelová kolejiště děláme rámy většinou o rozměrech 1 až 2 metry dlouhé, a půl metru až 1 metr široké. Důvody jsou jednak tuhost rámu (viz výše), dále průchody dveřmi při stěhování a převozu kolejiště, ale také přístupnost k hotovému kolejišti pro údržbu. Kdo někdy čistil od prachu a špíny koleje vzdálené 80 centimetrů od kraje kolejiště, ví velmi dobře o čem mluvím. V případě, že máte kolejiště přístupné z obou stran, můžete si dovolit udělat rámy široké 120 až 160 cm. Dosáhnout na koleje vzdílené od kraje 1 metr a pracovat na nich delší dobu, je již velmi náročné, především na vaši fyzickou kondici.

Jak jsem zmínil, je velikost rámů kolejiště omezena transportovatelností kolejiště. Tedy jednak dostat se s ním do budovy a z budovy ven, ale také do auta, kterým ho budeme převážet. Proto se jako ideální jeví rozměry rámu 60 x 120 cm, které se vejdou do většiny osobních aut. Kdo chce stavět okruh na jednom rámu, tak samozřejmě může dělat větší rámy, ale bude mu to dělat potíže při údržbě kolejiště (především při čištění kolejí) a při přepravě. Najdou se takoví, kteří řeknou, že v životě nebudou kolejiště někam vozit, takže rám může být ode zdi k zdi. No, je to jejich názor, ale moje zkušenost je taková, že se s kolejištěm musí tu a tam pohnout, protože místnost se musí občas vymalovat, musí se udržovat instalace, musí se udržovat okna nebo je dokonce vyměnit, atd., nehledě na přístupnost k samotnému kolejišti při jeho stavbě a údržbě. Můžete samozřejmě udělat rámy dlouhé třeba 3 a půl metru a široké 1,2 metru, jako kdysi já ve svém prvním kroužku železničních modelářů, který jsem kdysi vedl, ale nebylo to zcela ideální. A to jsme měli vlastní pracovnu ve škole, kde byl přístup ke kolejišti ze všech stran.

Konstrukce rámů kolejiště
Některá menší (zejména domácí) kolejiště jsou kompaktní, tj. na jednom rámu. Tam může u malých modelových velikostí (jako je N a Z) dokonce stačit deska pěnového polystyrenu na kterém je kolejiště postaveno, ale již pro velikost TT (a pro velikost H0 to platí naprosto jednoznačně) musíte postavit kolejiště na rám, většinou dřevěný. Jak má takový rám vypadat?
V dalším textu budeme popisovat konstrukci rámů ze dřeva. Nejsnažší je postavit rám tak, že na podélné a příčné nosníky přilepíme překližku, tloušťky 8 až 10 mm. Jen na opravdu malé rámy (dejme tomu do rozměru 50 x 100 cm) je vhodná překližka 6 nebo 5 mm. Tenkou překližku musíme navíc vyztužit odspodu latěmi. Čím tenší prekližka, tím víc latí. Já stavím například pětimetrovou stanici ze čtyřech dílů (rámů) o rozměrech 120 x 70 cm. Tam mi stačí jen jedno nebo dvě příčná žebra na vyztužení překližky 8 mm tlusté.

Jako nosníky by byla ideální prkna 100 x 20 mm, případně i 80 x 20 mm. Musela by být ovšem dostatečně proschlá a rovná. Protože však nikdo nezaručí, že prkna budou dostatečně vyschlá a že se nebudou dalším vysycháním postupně kroutit a bortit, já používám laťovku, ze které nařežu (nebo si nechám nařezat) nosníky potřebných rozměrů, 80 x 18 mm až 120 x 18 mm. Maximální délku desky 250 cm nevyužiji, proto dělám i s ohledem na pozdější transportovatelnost maximální délku rámů 120 případně 130 cm. Jen jeden díl jsem udělal 2 metry dlouhý. Nosníky lepím v rozích Epoxydem 1200 a na ně přkližku 8 až 10 mm, ve spojích je kolíkuji a šroubují pomocí vrutů 5x50 mm. Je možné lepit i disperzním lepidlem (například Dispercolem nebo Duvilaxem BD20). Překližku lepím na vrch rámu a šroubuji ji vruty 4 x 40 mm. Pro pojištění kolmosti všech dílů překližku v několika místech kolíkuji k rámu. Používám bukové kolíky 8x35 mm (neboli týble od německého slova Dübel), které se dají běžně koupit.

Stavba rámů kolejiště
Naše kolejiště patří do kategorie větších kolejišť. Jeho celkové délka je cca 45 metrů. Proto muselo být postavené z cca 35 jednotlivých rámů, které lze snadno a rychle spojit tak, aby na sebe koleje přesně pasovaly a mohl fungovat provoz. Ale i pro domácí kolejiště musíme obvykle udělat dřevěný rám nebo i několik rámů. Jak se to dělá?

Nejprve je nutné mít projekt kolejiště, ale o tom tento článek není. My se zde zabýváme již samotnou stavbou kolejiště podle projektu. Podle plánu je nutné nařezat z překližky a z laťovky díly potřebné velikosti, konce nosníků z laťovky kolmo a přesně na rozměr zabrousit na kolmé brusce. Dále všechny tyto díly spasovat k sobě (na sucho bez lepení), skolíkovat, sešroubovat potom opět rozebrat a nakonec slepit a sešroubovat. Přitom je potřeba kontrolovat přesnost (rozměry a kolmost).

Ale tím výroba rámů zdaleka nekončí. Pro spojování rámů si musíme vyrobit přesná kovová pouzdra (nalisovat s přesahem trubičku do plocháče) a čepy se závity na koncích. Pro každý díl kolejiště jde většinou o čtyři pouzdra. Pro plánovaných 17 dílů přístavby kolejiště tedy musíme vyrobit nejméně 68 pouzder a čepů, raději více. Jejich výroba je popsána v dalším samostatném článku.

Dále je potřeba přesně svrtat otvory pro pouzdra do rámů kolejiště a do nich přesně usadit a vlepit pouzdra (epoxydem). Přesnost musí být taková, aby nově položené koleje výškově (i stranově) seděly, viz dále geometrie koleje. U spojení dvou nových dílů kolejiště zajišťujeme výškovou i směrovou přesnost spojení až při stavbě tratí a pokládce kolejí. Z hlediska kolejí musí být odchylka na spoji dvou dílů kolejiště menší než asi 0,15 až 0,20 mm. Toho se dá dosáhnout s přesností v pouzdrech cca 0,05 až 0,1 mm. Rozdíl je rezerva na deformace dřevěných rámů. Samozřejmě osazujeme koleje tak, že odchylka není při montáži měřitelná.

Ochranný nátěr rámů
Před stavbou krajiny i před pokládkou kolejí přímo na desku kolejiště je vhodné udělat ještě jednu věc a totiž nátěr rámu proti vsakování vody. Koleje lepíme totiž disperzními lepidly, stejně jako pěnový polystyren při stavbě krajiny. A voda z disperzního lepidla se vsákne do dřevěného rámu a mohla by způsobit jeho zkroucení. A to jistě nechceme. Proto se snažíme omezit vsakování vody vhodným nátěrem. Konkrétní typ nátěru záměrně neuvádím, protože je vhodné si na kousku materálu rámu vyzkoušet, zda na něj půjde lepit vaším lepidlem. Obecně platí, že můžete použít nějaký mírně mastný průhledný lak například na podlahy, nebo něco podobného. Píšu jen "mírně mastný", a to proto, aby šlo na něj po zaschnutí případně lehkém přebroušení lepit disperzním lepidlem.

Kovové rámy kolejišť
Ještě zpět ke konstrukci rámů. Jak jsme řekli, u nejmenších kolejišť může být rámem jen deska pěnového polystyrenu (nejépe styroduru). Doporučuji tloušťku nejméně 60 mm. Měkký (kuličkový) polystyren není vhodný.

Na větší kolejiště je již potřeba používat rámy, které mají více nebo méně složitou konstrukci, viz výše v textu dřevěné rámy. Velikost rámů se může pohybovat od 50x100 cm až třeba do 150 x 250 cm. Výše jsme popsal kritéria pro návrh vhodné velikosti rámů. Zatím jsme však vynechali kovové konstrukce rámů. Ty jsou samozřejmě možné. V zásadě je nejvhodnější použít svařované konstrukce z jeklů. Jednak budete muset svářet, což většina s nás nemůže, nebo si svařování někde zajistit. Dnes je možné svařovat i hliník! Ale při každé změně budete muset opět svařovat. A stejně to ale skončí dřevěnou nebo dřevotřískovou deskou na tom jeklovém rámu. A na tu desku se staví krajina. Před dřevotřískou varuji, protože je o dost těžší než laťovka nebo překližka stejných rozměrů. Takže když se nad tím zamyslíme, tak kovové rámy jsou vhodné jen pro omezený okruh lidí kteří umějí svařovat a mají potřebné vybavení.

Nohy kolejiště
Rámy kolejiště stojí buď na nějakých skříňkách nebo jiném nábytku, nebo mají vlastní nohy. Nohy mohou být dřevěné, nebo ocelové, případně hliníkové. Dřevěné nohy nepouužívám, protože jsou rozměrově větší (rozuměj širší) než kovové a váhově vyjdou víceméně nastjno. Nohy z ocelových jeklů 20 x 20 mm na kolejišti máme, ale když si spočtu tu práci s jejich umytím od oleje a natíráním a také cenu ředidel a nátěrových hmot, tak mi jednoznačně jako výhodnější vycházejí nohy z hliníkového jeklu 20 x 20 mm. Ty fungují dobře až do výšek kolejiště 130 cm nad podlahou, čili délka nohy cca 125 cm. Vyšší nohy by byly jistě také mpožné, ale nemáme je vyzkoušené.
Připevnění jeklových noh k rámům kolejiště je dvěma dírami do podélného nosníku rámu. Vzdálenost děr by měla být co největší, aby se co nejméně viklaly. My máme tuto vzdálenost 60 mm, ale kdybych je dělal podruhé volil bych ji ještě větší. Na druhou stranu u našeho kolejiště to viklání noh tolik nevadí, protože sestává z mnoha dílů, které se vzájemně drží. Pokud budete mít kolejiště na jednom rámu a budet ho chtít postavit jen na 4 jeklové nohy, budete muset konstrukčně toto viklání vyřešit lépe než my.