Sprzęg

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Sprzęg – najogólniej – urządzenie łączące, pośredniczące, dopasowujące czy też spinające. Zwykle nazwą tą określa się urządzenie łączące pojazdy szynowe. Sprzęg łączący pojazdy drogowe najczęściej określa się mianem „dyszla”, natomiast nie powiodło się zastąpienie „sprzęgiem” angielskiego słowa „interface” („interfejs”), oznaczającego rodzaj połączenia elektrycznego.

Istotnym parametrem umieszczania sprzęgu w pojazdach kolejowych jest oś sprzęgania, co wymaga odpowiedniego umieszczenia komory sprzęgowej w ostojnicy. Na potrzeby ruchu międzynarodowego musiała być ona znormalizowana (ok. 1040 mm). Sprzęgi samoczynne były umieszczane na wysokości mniejszej. Obecnie standard 1040 mm obowiązuje także nowe i modernizowane pojazdy ze sprzęgami samoczynnymi, co jest związane z planowanym zastosowaniem europejskiego sprzęgu samoczynnego UIC do wszystkich pojazdów. Także zespoły trakcyjne ze sprzęgami automatycznymi przekraczają obecnie granice.

Sprzęg trąbkowy
Sprzeg orczykowy
Samoczynny sprzęg Scharfenberga w elektrycznym zespole trakcyjnym EN94. Brak sprzęgu elektrycznego.
Samoczynny sprzęg Janneya
Sprzęg Scharfenberga w zmodernizowanych EN57
"Klawiatura" nad sprzęgiem w EZT
Zasada działania sprzęgu Scharfenberga
Sprzęg BSI
Sprzęg APTA
Commons in image icon.svg

Podział sprzęgów[edytuj | edytuj kod]

  • sprzęg elektryczny
    • sprzęg sterowania ukrotnionego – składa się zazwyczaj z gniazd w pojazdach łączonych kablami lub jest zabudowany w sprzęg samoczynny
    • sprzęg ogrzewania elektrycznego – właściwie jest to specjalnej konstrukcji jednoprzewodowy wysokonapięciowy kabel i wtyk wraz ze współpracującym gniazdem, przez które przepływa prąd (najczęściej o napięciu sieci trakcyjnej) do zasilania grzejników wagonowych
  • sprzęg mechaniczny
    • sprzęg niesamoczynny – zazwyczaj przenosi jedynie siły rozciągające, więc występuje razem ze zderzakami przenoszącymi siły ściskające i poprawiającymi spokojność biegu
      • sprzęg śrubowy – najbardziej rozpowszechniony na normalnotorowych kolejach europejskich
      • typu link and pin – dominujący w Stanach Zjednoczonych przed wprowadzeniem sprzęgów samoczynnych, składał się z głowic z otworem zabudowanych na pojazdach, pełniących rolę zderzaków, i łącznika mocowanego za pomocą trzpieni przetykanych przez otwory w głowicach; łącznik przenosił siły ściskające i rozciągające; ze względu na bardzo dużą liczbę wypadków podczas łączenia pojazdów za pomocą sprzęgu tego typu, jego stosowanie zostało zabronione pod koniec XIX w.
      • sprzęg „trąbkowy” – konstrukcja pośrednia między link and pin a sprzęgiem Alberta (i teoretycznie łącząca się z nimi), wykorzystywana historycznie do łączenia wagonów tramwajowych – dwie głowice o kształcie przypominającym trąbkę łączone były za pomocą niewielkiego łącznika i trzpieni
      • sprzęg orczykowy – składa się z centralnie umieszczonego pojedynczego zderzaka, u podstawy którego zamontowana jest wahliwie nieco wygięta belka wyposażona na jednym końcu w hak, a na drugim w ucho ze śrubą ściągającą, łączącymi się z analogicznymi elementami w sprzęgu współpracującym; stosowany na kolejach wąskotorowych
      • sprzęg łańcuchowy – podobny do sprzęgu śrubowego, jednak zamiast śruby jest kilkuogniwowy fragment łańcucha; stosowany na kolejach wąskotorowych o większej szerokości toru
      • sprzęg Alberta – typowy tramwajowy, przenosi siły ściskające i rozciągające; zamocowana na „dyszlu” niewielka głowica jest łączona sztywno z identyczną w drugim pojeździe za pomocą dwóch trzpieni, które zabezpieczone są przed wysunięciem wygiętym metalowym elementem (ta czynność, a także naprowadzanie głowic na siebie nie są wykonywane automatycznie, więc nie jest to sprzęg automatyczny); obecnie „dyszel” w nieużywanym sprzęgu na czołach pojazdu najczęściej jest składany (łamany) i chowany w pojeździe dla zwiększenia bezpieczeństwa innych użytkowników jezdni
    • sprzęg samoczynny
      • sprzęg niesztywny – głowice takiego sprzęgu po połączeniu mają możliwość względnego ruchu; wadą tego rozwiązania jest szybsze zużywanie się powierzchni głowic, hałaśliwość oraz brak lub utrudniona możliwość łączenia przewodów hamulcowych, elektrycznych itp., zaletą jest prostota, wytrzymałość i duża tolerancja na ustawienie głowic na różnych wysokościach nad torem przy sprzęganiu
        • sprzęg Janneya, obecnie AAR – używany na kolejach amerykańskich, japońskich, jedna z odmian sprzęgu tightlock coupling (titelok)
        • sprzęg Willisona – odmianą tego jest sprzęg używany na kolejach na terytorium byłego Związku Radzieckiegosprzęg SA-3
      • sprzęg sztywny – głowice takiego sprzęgu połączone są sztywno, bez możliwości wzajemnych przemieszczeń; wadą takiego rozwiązania jest skomplikowany układ centrowania i podtrzymania głowicy, zaletą – spokojna praca sprzęgu, łatwość wykonania współpracującego sprzęgu elektryczno-pneumatycznego
        • sprzęg Scharfenberga – z powodu stosunkowo niewielkiej wytrzymałości (do 1000 Mg) stosowany najczęściej do łączenia lekkich pojazdów pasażerskich (autobusów szynowych, zespołów trakcyjnych, wagonów metra lub tramwajów, różnych kolei miejskich itp. Głowica sprzęgu ma kształt płaskiej płyty z wystającym elementem zbliżonym do naciętego stożka (rzadziej - do piramidy) zawierającym zaczep (ucho) i analogicznym otworem na przyjęcie sprzęgu dołączanego. Taki kształt ma na celu wzajemne naprowadzenie głowic. Przy łączeniu po dociśnięciu głowic zaczepy obu sprzęgów powodują zahaczenie i zaryglowanie mechanizmu zamka. Do odryglowania i odczepienia używane jest sprężone powietrze. W głowice sprzęgu zabudowane jest łącze sprężonego powietrza; łącza elektryczne mogą mieć różną konstrukcje – np. w polskich EN57 stosowana jest listwa łączeniowa nad sprzęgiem, niemieckie wykonania to dwie krótkie listwy po bokach sprzęgu.
        • BSI – zastosowanie zbliżone do sprzęgu Scharfenberga; używany do łączenia lekkich jednostek pasażerskich (np. duńskie Y) i tramwajów (np. w Bielefeld, Niemcy)[1]
        • APTA, jedna z odmian sprzęgu tightlock coupling (titelok), typ H – używany w przez niektórych przewoźników w USA w taborze pasażerskim; może być wyposażony w automatyczne łączenie przewodów hamulcowych lub elektrycznych; przejściowo był też używany na Wyspach Brytyjskich
        • Wedgelock
        • Unicoupler – przejściowa konstrukcja europejskiego sprzęgu uniwersalnego; nie wyszła nigdy ze stadium prób
        • Eurocoupler, UIC – planowany do wprowadzenia na kolejach europejskich sprzęg samoczynny, mający zapewniać także samoczynne łączenie przewodu hamulcowego i przewodów elektrycznych (w przyszłości m.in. do hamulca elektropneumatycznego). Eurocoupler ma możliwość łączenia się bezpośrednio ze sprzęgiem SA-3 (po odpowiednim przygotowaniu sprzęgu, które jednak nie trwa długo) — w takiej sytuacji przewody elektryczne i hamulcowy wychodzące z wagonu ze sprzęgiem SA-3 muszą być ręcznie podłączone do odpowiednich złącz w Eurocouplerze. Większość nowoczesnych lokomotyw i wagonów jest już przystosowana do jego zabudowy. Pierwotnie Eurocoupler nie miał możliwości łączenia się ze sprzęgiem śrubowym, co spowodowało, że planowane wprowadzenie sprzęgów samoczynnych w Europie ciągle nie jest realizowane. Przyczyną był ogrom problemów przy ewentualnej równoczesnej wymianie sprzęgów we wszystkich zarządach kolejowych Europy, a szczególnie związane z tym koszty (konieczność wymiany w krótkim czasie milionów sprzęgów ze śrubowych na samoczynne). Dawniej było planowane całkowite wstrzymanie ruchu kolejowego w Europie na dwa dni, aby wymienić sprzęgi w wagonach na kluczowych w pociągach pozycjach, a dla zredukowania kosztów firma „Knorr-Bremse” opracowała wersję uproszczoną Eurocouplera bez możliwości łączenia obwodów hamulca i elektrycznych, która jest tańsza (planowano przy masowej wymianie sprzęgów stosować prowizorycznie tę wersję, a pełną wersję w nowych wagonach; równocześnie przy planowych naprawach wagonów z wersją tańszą miano ją zastępować pełną). Obecnie jednak istnieje możliwość rozwiązania tego problemu, ponieważ nieco przekonstruowano Eurocouplery zabudowując w nich hak pozwalający na łączenie ze sprzęgiem śrubowym (Eurocoupler de facto stał się sprzęgiem hybrydowym) — należy w tej sytuacji ręcznie połączyć ten hak ze sprzęgiem śrubowym, a przewody elektryczne i hamulcowy wychodzące z wagonu ze sprzęgiem śrubowym muszą też być ręcznie podłączone do odpowiednich złącz w Eurocouplerze. Dlatego też obecnie planowane jest stopniowe wymienianie sprzęgów śrubowych na tę wersję Eurocouplera (w nowo budowanych wagonach i lokomotywach, oraz podczas planowych napraw już użytkowanych wagonów i lokomotyw) — jedynym utrudnieniem będzie to, że wagony i lokomotywy z zabudowanym Eurocouplerem muszą nadal mieć zderzaki, aby móc łączyć się z pojazdami ze sprzęgiem śrubowym (przy łączeniu się za pomocą Eurocouplerów są one zbyteczne, ponieważ sprzęg samoczynny pełni ich funkcję). W przyszłości po całkowitym wycofaniu sprzęgów śrubowych zderzaki i haki mają zostać zdemontowane. Jedyna sytuacja sporna dotyczy ruchu międzynarodowego — czy do takiego ruchu mają być dopuszczone wyłącznie wagony i lokomotywy wyposażone w Eurocouplery (a te ze sprzęgami śrubowymi tylko w ruchu w poszczególnych krajach), czy także pojazdy ze sprzęgami śrubowymi.
        • Z-AK – opracowany w roku 1994 przez firmę „Knorr Bremse” samoczynny sprzęg cięgłowy (wymaga bocznych zderzaków) dostosowany do sprzęgania z tradycyjnym hakiem cięgłowym; łączy automatycznie przewód hamulcowy i przewody elektryczne; nie łączy się z SA-3; charakterystyczne jest wyposażenie w automatyczne urządzenie nastawiające położenie pracy sprzęgu „krótkie / długie”[2]

Sprzęgi samoczynne zazwyczaj przenoszą obciążenia rozciągające i ściskające, więc nie wymagają zderzaków, jednak przy sprzęgach niesztywnych czasami pozostawia się zderzaki w wagonach pasażerskich dla poprawienia spokojności biegu i zapobieżeniu szarpnięciom.

Do łączenia pojazdów wyposażonych w różne rodzaje sprzęgów stosuje się:

  • pojazd pośredni – najczęściej wagon wyposażony na końcach w sprzęgi różnych typów;
  • sprzęg pośredni – urządzenie montowane między pojazdami umożliwiające połączenie z dwoma typami sprzęgów; z reguły połączenie takie nie ma pełnej wytrzymałości nawet słabszego sprzęgu i stosowane jest awaryjnie;
  • sprzęg hybrydowy – rozwiązanie stosowane rzadko; obecnie najnowsza wersja sprzęgu Eurocoupler jest takim sprzęgiem, ponieważ został w nim zabudowany hak pozwalający na łączenie ze sprzęgiem śrubowym.
Zobacz hasło sprzęg w Wikisłowniku

Przypisy

  1. BSI Couplings - 156 Super-Sprinter (ang.). [dostęp 2010-06-08].
  2. Benedykt Czekała. Sprzęg też automatyczny… ale uniwersalny i tańszy. „Nowe Sygnały”. 52/53, 1995.