Sprzęg - Polski Serwis Naukowy

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.

Kolej wąskotorowa - kolej o prześwicie mniejszym niż określany w danym kraju jako normalny, czyli w większości krajów europejskich 1435 mm. Kolej wąskotorowa cechuje się mniejszą zdolnością przewozową od kolei normalnotorowej, jednak można na niej stosować większe pochylenia i łuki o mniejszym promieniu, dzięki czemu jest nawet kilkakrotnie tańsza w budowie. Koleje wąskotorowe, początkowo niemal wyłącznie konne, rozpowszechniły się w przemyśle wydobywczym, hutnictwie, leśnictwie. Od połowy XIX wieku zaznacza się zróżnicowanie funkcji kolei wąskotorowych w zależności od prześwitu, następuje także częściowa unifikacja standardów k.w. Od połowy XIX wieku na k.w. stosuje się powszechnie trakcję parową, od końca XIX wieku wprowadza się na niektóre k. w. trakcję elektryczną, od połowy XX wieku także spalinową. Najstarsza nieprzerwanie funkcjonująca kolej wąskotorowa na świecie istnieje w Polsce - są to Górnośląskie Koleje Wąskotorowe.

EN94 (typ 101N i 101Na) – niskoperonowy elektryczny zespół trakcyjny użytkowany przez Warszawską Kolej Dojazdową. Pojazdy te wyparły poprzednio eksploatowane wagony silnikowe i doczepne EN80 produkcji angielskiej. Prototyp wybudowano w 1968 roku w zakładach Pafawag we Wrocławiu. Od jednostek produkowanych później różnił się m.in. kolorem (cały czerwony), większymi oknami (trójdzielne) i krótszą kabiną maszynisty. Produkcję seryjną rozpoczęto w 1972 roku. Jednostka składa się z dwóch wagonów silnikowych oznaczonych jako a i b, z których tylko jeden ma zabudowany pantograf oraz posiada sprężarkę. Silniki znajdują się na skrajnych wózkach wagonów, a środkowy wózek wspólny jest toczny. Jednostka jest przystosowana do pokonywania ciasnych łuków oraz ma zabudowany sprzęg Scharfenberga.

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.

Europa – część świata (określana zwykle tradycyjnym, acz nieścisłym mianem kontynentu), leżąca na półkuli północnej, na pograniczu półkuli wschodniej i zachodniej, stanowiąca wraz z Azją kontynent Eurazję.

Wagon - pojazd szynowy służący do przewozu osób, ładunków lub urządzeń w kolejowym transporcie lądowym. Wagon porusza się po torze lub linie (kolej linowa).

Sprzęg śrubowy

Sprzęg trąbkowy

Sprzeg orczykowy

Samoczynny sprzęg Scharfenberga w elektrycznym zespole trakcyjnym EN94. Brak sprzęgu elektrycznego.

Samoczynny sprzęg Janneya

Sprzęg Scharfenberga w zmodernizowanych EN-57

"Klawiatura" nad sprzęgiem w EZT

Zasada działania sprzęgu Scharfenberga

Sprzęg BSI

Sprzęg APTA

Wikimedia Commons ma galerię ilustracji związaną z tematem:
Sprzęg

Podział sprzęgów

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 ilość 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 Radzieckiego – sprzęg 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 (szynobusów, 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)

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”

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.

Zespół trakcyjny - pociąg złożony z dwu lub więcej członów, które mogą być wagonami, gdzie część osi jest napędzana. Człony są połączone za pomocą sprzęgów stałych, rozłączalnych w czasie obsługiwania technicznego (człon jest wtedy samodzielnym wagonem zespołowym) lub wózków wspólnych. Przystosowany jest do przewozu pasażerów (teoretycznie też do towarów). Zespół trakcyjny zazwyczaj zdolny jest do zmiany kierunku jazdy bez zmiany czoła dzięki wyposażeniu w kabiny sterownicze na obu końcach.

EN57 (typ 5B+6B+5B, 5Bk+6Bk+5Bk, 5BT+6BT+5BT, 5Bm+6Bm+5Bm, 5Bu+6Bu+5Bu i 5Bg+6Bg+5Bg) – trójwagonowy elektryczny zespół trakcyjny przystosowany do niskich peronów, wyprodukowany w zakładach Pafawag we Wrocławiu w latach 1961-1993 w ilości 1429 sztuk. Obecnie uważa się, że jest to najdłużej produkowany pojazd szynowy na świecie.[potrzebne źródło] Protoplastą tego pojazdu była wysokoperonowa jednostka EW55.

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

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