Spřáhlo Scharfenberg

Schematický náčrtek spřáhla Scharfenberg ICE 3 Spřáhlo jednotky LINT Spřáhlo Scharfenberg na úzkokolejné parní lokomotivě 99 1590 na Preßnitztalbahn v Jöhstadtu Samočinné spřáhlo Scharfenberg (krátce Schaku) patří do skupiny centrálních spřáhel. Umožňuje rychlé, jednoduché a především spolehlivé spojení a rozpojení vozidel. Spřáhlo sestrojil Karl Scharfenberg ve vagónce L. Steinfurt AG v Královci a v letech 1904 a 1907 na něj obdržel patenty (říšský patent 149727, přihlášen 6. května 1903 a říšský patent 188845, přihlášen 5. dubna 1906). Dnes je spřáhlo Scharfenberg rozšířené po celém světě u mnoha druhů vozidel - od tramvají až po vysokorychlostní jednotky - a u mnoha železničních společností. V roce 2002 byl typ 10 přijat jako standard pro vysokorychlostní jednotky a dnes je součástí technických specifikací pro interoperabilitu (TSI).

Vývoj

Roku 1873 vypsal Německý železniční svaz (Verein Deutscher Eisenbahnverwaltungen - VDEV) soutěž na lepší spřáhlo: „Kvůli velkému ohrožení zdraví a života železničních úředníků a dělníků, kteří přicházejí do styku se stávajícím způsobem spřahování, vypisuje VDEV soutěž s 1. cenou 3000 tolarů a 2. +more cenou 2000 tolarů za vynález zařízení, které umožní spřahování železničních vozů, které nevyžaduje vstupování pracovníků provádějících spřahování mezi vozy. “.

V této soutěži se však neobjevilo žádné uspokojivé řešení, které by odpovídalo požadavkům VDEV. To přišlo teprve roku 1903, když Karl Scharfenberg přihlásil 6. +more května patent na „Centrální spřáhlo s táhlem a otočným hákem jako spojovacími články“. V té době se již patenty na samočinné spřáhlo počítaly na stovky.

Spřáhlo scharfenberg bylo poprvé použito na soukromé místní dráze Memel - Plicken (nyní Klaipėda a Plikiai, Litva), kde se dobře osvědčilo. O něco později projevily zájem Pruské státní dráhy a spřáhlo nasadily zkušebně na velkoprostorové nákladní vozy.

V roce 1921 byla vagónkou Steinfurt z Královce a firmou Busch z Budyšína založena firma Scharfenberg-Kupplung AG se sídlem v Berlíně. Bylo dojednáno, že těžká spřáhla pro vlaky budou produkována v Královci a ostatní, například pro nákladní automobily, v Budyšíně. +more Ve spolupráci s elektrotechnickými firmami, mj. Siemens a Brown Boveri, bylo vyvinuto spřáhlo s elektrickým a vzduchovým propojením. Do té doby se vzduchová potrubí a propojovací kabely spojovaly ručně.

Také berlínské příměstské dráhy (předchůdkyně berlínského S-Bahnu) nebyly spokojeny s dosud používaným spřáhlem Willison (později rozšířeným v Sovětském Svazu jako typ SA-3) a rozhodly se jej nahradit spřáhlem Scharfenberg. V roce 1928 zavedl toto spřáhlo i berlínský U-Bahn a o něco později i metro v Buenos Aires. +more Prvními vlaky Deutschen Reichsbahn vybavenými spřáhly Schaku byly roku 1935 rychlé motorové jednotky typu Hamburg a parní rychlovlak Henschel-Wegmann.

Po válce přesídlila firma Scharfenberg AG do Salzgitteru. Po několika změnách majitelů v 90. +more letech se roku 1998 stala součástí koncernu Voith a nyní (2009) vystupuje pod jménem Voith Turbo Scharfenberg GmbH & Co. KG.

Počet spřáhel v provozu stále stoupá. Zatímco v roce 1935 to bylo v Evropě 20.000 spřáhel, v roce 2004 již přes 250.000.

Ačkoliv princip spřahování zůstává stejný, existují různé varianty lišící se zejména velikostí v závislosti na jejich použití. Zatímco typ 10 se stal roku 2002 standardem pro vysokorychlostní vlaky a vše směřuje ke standardizaci i pro standardní vlaky, vozidla podzemních drah a tramvaje používají menší a lehčí varianty spřáhel. +more Různé varianty nejsou vzájemně spojovatelné.

Princip funkce

Spojení spřáhel je naprosto pevné, bez vzájemných pohybů ve svislém směru, což přispívá ke klidnému chodu vlakové soupravy. Spřáhla přenášejí tažné i tlačné síly. +more Uložení spřáhel umožňuje nejen výkyv do stran, ale i ve svislém směru pro vyrovnání nestejné výšky spřáhel a svislých pohybů vozidel během jízdy. Nespojené spřáhlo je pružnými prvky drženo v ose vozidla. V podélném směru je spřáhlo odpružené, u novějších variant zpravidla s tlumičem. Toto odpružení pohlcuje energii vozidel při spojování.

Při spojování vozidel mohou být spřáhla vzájemně přesazena - uvádí se až 370 mm vodorovně a 140 mm svisle. Rychlost spojování není stanovena jednotně, obecně se uvádí rychlost pomalé chůze - do 2 km/h, v praxi se najíždí raději pomaleji. +more Ke hrubému srovnání spřáhel slouží naváděcí tyče ve spodní části. K jemnému navedení kuželová část kolem táhla, která se zasune do otvoru druhého spřáhla. Čelo kuželové části přitom stlačí nárazník (název součásti uvnitř spřáhla) a dojde k odjištění táhla srdcovky. Čep na konci spojovacího táhla je v tomto okamžiku ve vybrání otočné části - srdcovky a pružina otočí srdcovku se zaklesnutým táhlem do spojené polohy.

Rozpojování se děje pneumaticky, elektricky nebo ručně. Srdcovka se přetočí do rozpojené polohy, zajistí a vozidla mohou od sebe odjet.

Celé spřáhlo váží kolem jedné tuny. Maximální podélné síly, které spřáhlo bez poškození přenese, jsou kolem 1500 kN, nejvíce jsou spřáhla zatížená při spojování vozidel, při jízdě vlaku jsou síly, zvláště u ucelených jednotek, kde se Schaku používají nejvíce, mnohem nižší.

Spřáhlo je nutné v provozu chránit především před sněhem a námrazou. K tomu sloužily dříve ochranné návleky nebo přenosné kryty, dnes bývají spřáhla chráněna pohyblivými kryty na čele vozidla a novější spřáhla mají elektrické vyhřívání.

Stavba a funkce

Spřáhlo Scharfenberg je modularní koncepce, takže je možné jej přizpůsobit konkrétním podmínkám použití. Skládá se ze dvou základních částí - spojovací hlavy a uložení.

Hlava spřáhla

Hlavou spřáhla se označuje přední část spřáhla, která zprostředkovává mechanické, případně pneumatické a elektrické propojení vozidel. Na schématu je znázorněna modře.

Hlava obsahuje zpravidla tyto části: spojovací mechanismus, vzduchové propojení, svorkovnice a rozpojovací zařízení.

Hlava se spojovacím mechanismem

Spojovací mechanismus spojuje vozidla mechanicky. Tvar hlavy a naváděcí tyče slouží k přesnému ustavení spřáhel během najíždění připojovaného vozidla. +more Je možné i spojování v oblouku. V případě velkého vzájemného přesazení spřáhel je třeba najít vhodnější místo pro spojování anebo spřáhlo ručně natočit. Obě hlavy vzájemně lícují, takže vůle ve spojení jsou zanedbatelné.

Spojovací mechanismy rozeznáváme jednopolohové a dvoupolohové.

Svorkovnice

Moderní svorkovnice se zasouvacími kolíčky Svorkovnice propojuje řídící a komunikační obvody (řízení, dveře, ovládání kompresoru, telefon, vlakový rozhlas, nově i datové komunikace a p. +more). U starších konstrukcí je umístěna nad spojovací hlavou a uložena prostřednictvím postranních ramen na čepech ve spodní části po stranách čelní desky. Její pohyb je mechanicky svázán se spojovacím mechanismem. U novějších konstrukcí je umístěna nad čelní deskou nebo po jejích stranách a pohybuje se po přímých vedeních poháněná pneumaticky.

V původním provedením na sebe doléhaly kontaktní kolíčky čelní plochou, novější provedení mají kontakty zasouvací v různých velikostech dle proudu. Používá se i optické propojení.

Uložení spřáhla

Uložení spřáhla tvoří jeho zadní část. Skládá se z pohlcovače nárazů (orig. Stoßsicherung), tažného a narážecího ústrojí a středícího zařízení.

Pohlcovač nárazů

Pohlcovač nárazů chrání vozidlo a cestující před účinky nárazu do rychlosti až 20 km/h. provedení může být destruktivní a nedestruktivní.

Tažné a narážecí zařízení

Tažné a narážecí zařízení přenáší a tažné a tlačné síly vznikající při provozu a při spojování a zabraňuje rázům v soupravě. K těmto zařízením patří elastomerové klouby, prstencové pružiny a pryžové duté pružiny

Středící zařízení

Středící zařízení drží rozpojené spřáhlo v ose vozidla. Existují tři druhy středících zařízení - mechanické, pneumatické a elektrické. +more Mechanické je provedeno pomocí pružin a je se spřáhlem trvale spojeno. Elektrické a pneumatické je v činnosti pouze u rozpojených spřáhel.

Pokračování vývoje: Modulární hlava one4

Spřáhlo Scharfenberg bylo průběžně vyvíjeno a vylepšováno, aby přeneslo větší síly a zjednodušila se jeho údržba. Hlava one4 se na rozdíl od předchozích typů spřáhel, skládá ze dvou částí - čelní deska je odnímatelná. +more To umožňuje mnohem lepší přístupnost vnitřku spřáhla. V případě poškození čelní plochy spřáhla je možné vyměnit jen tuto odšroubovatelnou čelní desku.

Varianty SchaKu

Podle požadavků, zejména na zatížení, je možné volit z následujících typů spřáhel:.

Typ 10

Typ 10 je zdaleka nejrozšířenějším typem na "velké" železnici. Je schopen přenést podélné síly velikosti 1. +more000 kN v tahu, resp. 2. 000 kN v tlaku. Roku 2002 byl vybrán jako standard pro vysokorychlostní vlaky a začleněn do TSI.

Typ 35

Typ 35 se hodí pro elektrická vozidla bez pneumatického propojení. Snese síly do 850 kN v tahu, resp. +more 1. 300 kN v tlaku, což jej předurčuje k použití u vozidel městských a podzemních drah, které jsou provozovány odděleně od železnice.

Typ 330

Typ 330 má mnohostranné použití - především u metra a lehkých kolejových drah. V případě nedostatku místa je možné umístit svorkovnici i pod spojovací hlavu. +more Dodává se i jako skládací pro tramvaje - pokud není použité, je složené pod krytem. V případě potřeby se smočinně vysune do pracovní polohy. Přenosové síly jsou stejné, jako u předchozího typu.

Typ 430

Typ 430 je zvláště lehké provedení pro tramvaje a People-Movery. Také toto spřáhlo se dodává ve skládacím provedení. +more Podélné síly jsou omezeny na 300 kN.

Typ 140

Typ 140 je určen pro nákladní vozy a průmyslové dráhy. Vyznačuje se vysokou odolností - snese zatížení v tahu až 1. +more500 kN a v tlaku až 2. 500 kN. Jeho využití je v oblasti drsných podmínek při přepravě uhlí, železné rudy, tekuté strusky a železa.

Další typy spřáhel dodávané firmou Scharfenberg

Krátká nebo pevná spřáhla

Tato spřáhla slouží k trvalému spojení vozidel v provozu. Spřáhla mají čelo v podobě trubky s přírubou, v jednom z nich je zasazen naváděcí trn. +more Po namáčknutí se přes příruby přetáhne dvojdílný šroubovací opasek s vybráním, do kterého příruby zapadnou. Po utažení šroubových spojů po stranách opasku jsou spřáhla spojena. Součástí spřáhel bývá i pneumatické propojení a svorkovnice, spřáhla mohou nést i součásti mezivozového přechodu.

Typ 55

Typ 55 je speciální spřáhlo pro samočinné spojení s tažným hákem železničního vozidla. Používá se u dvoucestných vozidel Unimog.

Spřáhla typu Scharfenberg výrobce Dellner

Švédská firma Dellner se zabývá výrobou samočinných spřáhel od roku 1941. O tom, jak přišla firma Dellner k patentovým právům existují různé dohady. +more Mohlo to být přesunutím výroby za 2. světové války nebo později opomenutím vedoucích firmy Scharfenberg prodloužit patentovou ochranu. I firma Dellner pracovala na zdokonalení spřáhel. Jako první zavedla roku 1985 plynokapalinové patrony a roku 1993 zasouvací spřáhlo, jaké je použito např. na pendolínech ČD ř. 680.

Pevná spřáhla Dellner mají poněkud odlišné provedení. Trubkové těleso spřáhla je zakončeno deskou s trnem a otvorem, které se do sebe vzájemně zasunou. +more Spřáhlo má po jedné straně šroub s okem a na druhé přírubu pro matici. Šrouby drží spřáhla ve spojeném stavu.

Pomocná spřáhla, čili adaptéry

Pro spojení vozidla se samočinným spřáhlem a vozidla s nárazníky a šroubovkou slouží pomocné spřáhlo, jinak též adaptér. Jde o maximálně vylehčenou spojovací hlavu s uchycením na hák šroubovky, popřípadě na jiný typ samočinného spřáhla (např. +more SA-3 u jednotek LG ř. 575).

Příklady použití spřáhel Scharfenberg

Tramvaje

U tramvají se začalo používat spřáhlo Scharfenberg zpočátku nepříliš často. Teprve se zavedením velkoprostorových a kloubových vozů jeho obliba prudce vzrostla. +more V NDR vzniklo lehkou úpravou spřáhla Scharfenberg jednotné tramvajové spřáhlo. Na pohled zcela identické spřáhlo není v důsledku zesílení kuželové části s původním spřáhlem spojovatelné.

Metro

Pražské metro stejně jako ostatní evropská metra s vozy sovětského původu používá spřáhla odvozená z typu Scharfenberg.

Železnice

Spřáhla Scharfenberg se používají obvykle u elektrických a motorových jednotek, u souprav S-Bahnu a u vysokorychlostních vlaků. U ČSD/ČD používaly a používají spřáhla Scharfenberg nejprve motorové jednotky německého původu, které se k ČSD dostaly po druhé světové válce - např. +more motorové jednotky typu Hamburg nebo Köln. Další vozidla, u kterých byla použita spřáhla Schaku, byly motorové jednotky maďarského původu ř. M 298. 0 a elektrické jednotky řad EM 475. 0, 1 a 2. Poté nastal u ČSD odklon od používání samočinných spřáhel. Dalšími vozidly se samočinnými spřáhly se staly ř. 680 pendolino a příměstské jednotky ř. 471. V obou případech byla zvolena spřáhla Dellner, u pendolina v menším provedení a v zasouvací verzi. Pouze asi tři jednotky od čísla 471. 038 mají zkušebně instalována spřáhla firmy Scharfenberg.

Úzkokolejné dráhy

Adaptér pro trychtýřové spřáhlo Spřáhlo Scharfenberg bylo od 30. +more let postupně zaváděno na saských úzkorozchodných drahách o rozchodu 750 mm s cílem nahradit dosud používané trychtýřové spřáhlo. Pro zachování možnosti libovolného spojování vozidel byly použity adaptéry. Spřáhla na úzkokolejkách nemají vzduchové ani elektrické propojení.

Odkazy

Reference

Literatura

Kurt Beier, Peter Falk, Herbert Lindinger, Klaus Potschies, Helmut Sauer: S-Bahn Berlin - Der neue Triebzug ET 480, Hestra-Verlag, Darmstadt, 1990 * Michael Braun: Karl Scharfenberg, ein Pionier auf dem Gebiet der Eisenbahnkupplung, Eisenbahningenieur, 05/2003, S. 106f. +more * Erich und Reiner Preuß: Lexikon Erfinder und Erfindungen Eisenbahn, Berlin, 1986 * K. Sieper: Die „Schaku“ wird 100, Haltestelle, Vereinszeitschrift der Bergischen Museumsbahnen e. V. Wuppertal, 03. 2003 * Patentschrift, Patentnummer 149 727, Berlin, 13. Januar 1905 * Peter Falow: Hamburger Blätter - Für alle Freunde der Eisenbahn, 04/2004 * Ralf Roman Rossberg: Geschichte der Eisenbahn, Künzelsau, 1977 * Scharfenbergkupplung GmbH, Salzgitter-Watenstedt: 50 Jahre Scharfenbergkupplung, herausgegeben aus Anlass des 50jährigen Bestehens der Scharfenbergkupplung GmbH, Salzgitter-Watenstedt, November 1971 * Tristan Micke, Wolfgang Dath: Sicher schnell und kurz verbunden, Verkehrsgeschichtliche Blätter, 03-04/2003 * Voith Turbo: Scharfenberg Frontsysteme, Infoheft * Voith Turbo: Scharfenberg Kupplung one4 - Spitzenklasse in der Wartung, Infoheft * Voith Turbo: Scharfenberg-Systeme, Infoheft.

CD

Scharfenberg GmbH und Co. KG: Schaku Interaktiv, CD, 2000

Externí odkazy

[url=http://www. voithturbo. +morecom/scharfenberg-kupplungen. htm]Voith Turbo: Scharfenberg Kupplung. (11. Februar 2007) Online im Internet[/url] * [url=http://v3. espacenet. com/origdoc. IDX=DE149727&QPN=DE149727]Patentschrift DE149727 vom 18. März 1904 Mittelpufferkupplung mit Öse und drehbarem Haken als Kupplungsglieder[/url] * [url=http://v3. espacenet. com/origdoc. IDX=DE188845&QPN=DE188845]Patentschrift DE188845 vom 6. August 1907 Eisenbahn-Mittelpufferkupplung mit doppelt angeordneter Öse und drehbarem Haken[/url] * [url=https://web. archive. org/web/20090526025644/http://www. era-contact. com/produkte/elektrokupplungen]Elektrokupplungen[/url].

Kategorie:Spřáhlo