Magnetická spojka
Vydáno: 15.3.2015Koncem loňského října jsme na tomto webu publikovali příspěvek Jana Plutnara „Magnetické vodivé spřáhlo vyrobené na koleně“ – ZDE. Podle zájmu čtenářů o článek lze usuzovat, že nápad zaujal, byť se ještě nikdo nepochlubil, že by si spřáhla vyrobil také. V dalším příspěvku o digitalizaci modelu elektrické jednotky BR 430 – ZDE – autor použil pro zlepšení napájení soupravy přenos napájení přes jednodušší dvoupólovou magnetickou spojku. A tím mne velmi inspiroval.
Při řešení soupravy na čištění kolejí, kterou bude tvořit upravená lokomotiva Fleischmann 7968 a čisticí vůz TOMIX 6421, jsem narazil na problém s přenosem napájení mezi taženým vozem TOMIX a trakčním vozidlem. Provozní zkoušky realizované Karlem Brejšou ukázaly, že lokomotiva občas kolabuje na výhybkách. Příčinou je asi skutečnost, že relativně malá a lehká dvounápravová lokomotiva, mající mezi nápravami dva čistící kotoučky dosedající na pravou a levou kolejnici, přitlačované ke kolejnicím pružinkami, se na nerovnosti jednoduše nazvedne a tím se přeruší sběr napájení. Tím dojde k resetování dekodéru, resp. k přerušení provozu. Karel daný problém vyřešil vyvedením napájení z připojeného vozu TOMIX rovnou do dekodéru v lokomotivě přes sběrací kontakty v lokomotivě. Samotné propojení vyřešil dostupným konektorem, který je volně umístěn mezi vozy na střeše. Pro někoho možná nevzhledné, leč pro daný účel naprosto spolehlivé.
Obr. 1 – Čisticí souprava K. Brejši tvořená upravenou lokomotivou Fleischmann 7968 a čisticím vozem TOMIX 6421 (oba vozy jsou vybavené dekodéry); propojení přes konektor na střeše zajišťuje dokonalé napájení lokomotivy
Usoudil jsem, že totéž může vyřešit magnetická spojka, která přenese napájení z taženého vagonu do trakčního vozidla. V tomto krátkém příspěvku nebudu popisovat celkové úpravy na lokomotivě ani na taženém vagonu s vysavačem. To bude součástí budoucího příspěvku. Zde rozvedu jen pracovní postup, jak vyrobit magnetickou spojku.
Jak vyrobit magnetickou spojku
Na obr. 2 a 3, převzatých z cit. článku Honzy Plutnara – ZDE – jsou patrné obě půlky magnetické spojky. Na levém vozu je první půlka spojky pevně instalovaná v čelní stěně vozu, u druhého vozu (vedle vpravo) je druhá půlka spojky připájena na konci vodičů, které jsou přes volnou smyčku vyvedeny z útrob vozu. Samotné vozy jsou propojené jednoduchým spřáhlem – viz „obr. 7“ tamtéž.
Obr. 2, 3 – Magnetická spojka použítá J. Plutnarem při úpravě soupravy BR430 Lima
.
Materiál pro magnetické spřáhlo
Na zhotovení magnetické spojky je zapotřebí:
– precizní lišta,
– neodymové magnety prům. 2 mm délky 2 mm (ale i jiné délky),
– tenké vodiče průřezu 0,04 mm2 (NMRA) nebo tenký lakovaný drát,
– pájka Pb/Bi s tavnou teplotou max. 140 – 160° C, nebo Woodův kov.
Pracovní postup
Dvě precizní lišty nasadíme na sebe (obr. 4). Toto uspořádání je velmi účelné pro další kroky, především pro převrtání otvorů v plastu lišty, aby do nich šly vložit magnety. Bude tím dosažena nezbytná souosost otvorů.
Obr. 4 – Použité precizní lišty nasazené na sebe
Před tím ale vytlačíme (vylisujeme) z plastu lišty dva vedle sebe umístněné kovové piny. Jde to dobře kleštěmi tlakem proti zalisování pinů, nebo i hrotem pájky, ale ohřev může způsobit deformaci plastu.
Obr. 5 – Vylisovávání pinů z lišty
Ve spojených lištách převrtáme otvory po vylisovaných pinech postupně aspoň dvěma vrtáky s průměrem cca 1,5 mm a 2,0 mm. Důležité přitom je vhodně upevnit lišty mezi čelisti svěráku, aby se při vrtání nemohl plast bočně bortit, což ve většině případů vede k roztržení komůrky pro piny. Zejm. vrtání s vrtákem prům. 2,0 mm je nutné provádět velmi opatrně. Je třeba vědět, že boční stěna komůrky pro převrtání bude silná jen několik desetin milimetru! Aby se komůrka neroztrhla při lisování magnetu, je vhodné opatrným protahováním vrtáku tam a zpět docílit, že otvor bude mít nepatrnou vůli.
Obr. 6 – Provrtané otvory ve spojených lištách
Následně se obě části provrtané lišty odříznou žiletkovou pilkou. Opět je třeba dbát velké pečlivosti při řezání, protože špatně vedený řez zničí dílo.
Obr. 7 – Odřezání spojek z lišty
Vzniknou dvě poloviny budoucí spojky. Oba díly je nutné dokonale opracovat a očistit. Pokud jde o opracování (s ohledem na budoucí lisování magnetů) bude vhodné vstup do otvoru opracovat kuželovým výstružníkem, aby došlo ke zkosení hran v úhlu 45°.
Obr. 8 – Hotové spojky
Pájení vodičů k magnetům. Neodymové magnety se nesmí při pájení extrémně zahřát, neboť by ztratily svoje vlastnosti. Proto je potřeba použít pájku s velmi nízkou teplotou tavení. Takovým vhodným materiálem je tzv. Woodův kov (cca 80°C), anebo pájka ve složení olovo – bizmut – např. viz obr. 9.
Obr. 9 – Pro informaci štítek použité pájky
Jeden magnet upevníme do svěráku tak, aby maličko vyčuhoval nad čelisti a na něj položíme druhý magnet. Tím bude zajištěna správná polarizace. Na pájenou plošku naneseme pájecí kapalinu na nikl (dodává ELCHEMCo), na hrot páječky naneseme maličké množství pájky a tuto přeneseme na pájenou plošku magnetu. Odizolovaný konec vodiče opatříme pájecím kovem a zastřihneme ho na délku cca 1 – 1,5 mm. S další kapičkou pájky přichytneme kratičkým pájením vodič k magnetu.
Obr. 10 – Detail pájení; šipka ukazuje, že kvůli přenosu tepla je pájený magnet jen na svůj protějšek nasazen (přidržuje jej magnetismus)
Ze svěráku uvolníme „spodní“ magnet a aniž bychom rušili jejich spojení sestavu otočíme a připájíme vodič stejné barvy na druhý magnet. Tím máme zaručenu jejich jednoznačnou polaritu. Tím vzniknou dva páry magnetů s připájenými vodiči. Oba dokonale očistíme od zbytku pájecí kapaliny.
Obr. 11 – Dva páry magnetů připravené k zalisování do spojky
Montáž magnetické spojky. Do jedné části spojky (plastu) zasuneme jeden z magnetů a nejlépe pod lupou jej vysuneme o jednu až dvě desetiny milimetru nad čelní plochu plastu. (Magnet by se měl v otvoru posunovat, ale rozhodně by tam neměl viklat.) V této poloze jej zalepíme kapičkou vteřinového lepidla nalitého ze zadní strany (od vodiče).
Po zaschnutí vložíme druhý magnet s připájeným vodičem, na skleněné nebo kovové podložce zarovnáme jeho čelo, aby vystupovalo naprosto stejně jako čelo prvního magentu, a také ho zalepíme.
Stejně postupujeme s instalací a zalepením třetího magnetu (v druhé polovině spojky). Čtvrtý magnet pak srovnáme nejlépe tak, že obě poloviny spojky přiložíme k sobě – a srovnaný magnet zalepíme.
Obr. 12, 13 – Spojená magnetická spojka
Nakonec obě části spojky zalepíme (zaizolujeme) ze strany vodičů černým silikonovým tmelem, příp. dvousložkovým epoxidem.
Úvahy
Lze použít magnety delší, např. 3 mm. Tím je vyplněn celý otvor plastu lišty (podle typu má výšku 3, resp. 2,7 mm).
Pokud je použit magnet délky 2 mm, lze výšku plastu lišty uříznutím zkrátit na tuto výšku.
Možná by šel použít i magnet délky 1 mm, ale to by asi byla moc velká „piplačka“.
Vodiče, které budou tvořit smyčku vedoucí do jednoho z vagonů, by měly být velmi flexibilní. Honza Plutnar upozorňuje na fakt, že mu tato konstrukce zapříčiňovala vykolejování lehkých vagonů. Proto použil jen jeden izolovaný vodič a druhý nahradil lakovaným drátkem, který obtočil okolo licny.
Foto hlav
Autor děkuje za cenné rady a doporučení Janu Plutnarovi.
.
Rubrika: Elektronika, TECHNIKA, ZPRÁVY
15.3.2015 at 20:02
Ty to nebudeš asi chtít slyšet, ale to co jsi vymyslel se jmenuje POGO magnetický konektor:
http://www.alibaba.com/product-detail/High-Quality-pogo-pin-charger-magnetic_1219071600.html
https://www.google.com/search?q=pogo+magnetic&rls=com.microsoft:cs:IE-SearchBox&hl=cs&tbm=isch&ei=O9YFVYSjMcKsU7L3g-gD&start=20&sa=N
Ale tvoje provedení je krásné.
15.3.2015 at 20:07
Bezva, nakup vzorky, vyzkoušíme je a porovnáme.
15.3.2015 at 20:23
Dovolil bych si s Jindrou nesouhlasit… 😉
To, na co odkazuje, jsou jen hroty pro magnetické konektory, které ale samy magnetické nejsou, je potřeba k nim na konektoru ty magnety ještě přidat (viz ten druhý odkaz), navíc samotné magnety v těch konektorech ani žádný signál nevedou, slouží jen k bezpečnému uchycení, typicky napájecího, konektoru. Ty pogopiny samotné jsou jen mosaz a ocelová pružina… Mám je tu na stole před sebou taky, v Magsafe konektoru u laptopu.
Honza
16.3.2015 at 11:00
Jindro, kup i mně.
16.3.2015 at 19:14
Já je kupovat nebudu. Honza si dělal legraci, je tam minimální počet asi 1000 odebraných kusů.