Urządzenia pociągowo - zderzne > Sprzęgi samoczynne typu Scharfenberga

Sprzęgi typu Scharfenberga realizują jednocześnie połączenie mechaniczne, elektryczne i pneumatyczne pojazdów kolejowych. Wykorzystywane są najczęściej do łączenia w trakcję ukrotnioną jednostek trakcyjnych pasażerskich (EZT i SZT).
Przy zastosowaniu tego rodzaju sprzęgów nie stosuje się urządzeń zderzakowych, gdyż taki sprzęg pełni funkcje pociągową, spinającą i zderzakową w jednym.
Na poniższym zdjęciu widać sprzęg samoczynny oraz tak zwane absorbery energii zderzeniowej, które pochłaniają energię zderzeniową w ramach konstrukcji bezpieczeństwa biernego pojazdów (strefa kontrolowanego zgniotu). Tarcze absorberów sprzęgniętych pojazdów nie stykają się ze sobą, gdyż nie pełnią roli zderzakowej z punktu widzenia wzajemnej współpracy sprzęgniętych pojazdów kolejowych.

 
Sprzęg samoczynny i absorbery (opis na pow.)

Poniższa fotografia przedstawia pojazd ze sprzęgiem samoczynnym, gdzie wspomniane wyżej absorbery energii zderzeniowej schowane są za elementami z tworzywa.

 
SZT ze sprzęgiem samoczynnym

Zaletą sprzęgów typu Scharfenberga jest ich samoczynność. Umożliwiają one sprzęganie jednostek bez konieczności użycia żadnych dodatkowych narzędzi, urządzeń, ani tym bardziej personelu.
Każdy sprzęg mechaniczny omawianego typu składa się z wypustu stożkowego i gniazda dokładnie odpowiadającemu kształtem takiemu wypustowi.
Dojeżdżając z prędkością nie przekraczającą 5km/h jednostką do drugiej jednostki następuje zetknięcie sprzęgów. Zaczep (łacznik) jednego sprzęgu wchodzi w gniazdo drugiego (sercówkę), a zaczep drugiego wchodzi w sercówkę pierwszego. Zaczepy samoczynnie zakleszczają się w sercówkach poprzez sprężynowy mechanizm zaczepowy.

Na płycie czołowej głowicy zabudowane są złącza pneumatyczne przewodu głównego (PG - hamulcowego), przewodu zasilajacego (PZ) oraz złącza sygnałow pneumatycznych do rozłączania.

Nad głowicą sprzęgu lub po jej bokach znajduje się sprzeg elektryczny, czyli tak zwana klawiatura, która zapewnia elektryczne połączenie między jednostkami. Poza sygnałami analogowymi  przez sprzęg elektryczny mogą być transferowane również sygnały magistral cyfrowych takie jak np. CAN, ETHERNET itp.

 
Głowica sprzęgu samoczynnego (opis na powiększeniu)

   
 Głowica sprzęgu z otwartymi sprzęgami elektrycznymi bocznymi (opis na powiększeniu)

 
Głowica sprzęgu z otwartym sprzęgiem elektrycznym górnym (opis na powiększeniu) 

   
Przykładowy sprzęg elektryczny boczny (zamknięty / otwarty)

    
Siłownik sprzęgu elektrycznego (opis na powiększeniu)

 
Dwie jednostki sprzęgnięte ze sobą

 
Instalacja pneumatyczna w głowicy sprzęgu (widok od spodu)

 
Zamocowanie sprzęgu do czołownicy nadwozia

Podczas dojeżdzania w celu sprzęgnięcia głowice sprzęgów naprowadzane są przez drążki naprowadzające (w postaci wygiętych skośnie profili wystających przed płytę czołową) w celu wzajemnego wycentrowania głowic. Przed samym zetknięciem płyt czołowych głowic centrowanie realizuję otwór i wypust znajdujace się w płycie czołowej.

 
Sprzęgi podczas sprzęgania - widać drążki naprowadzające tuż przed zetknięciem

Omawiany typ sprzęgów może być wyposażony w elementy grzejne w celu zapewnienia prawidłowgo funkcjonowania mechanizmów przy niskich temperaturach.

Rozłączanie sprzęgów zasadniczo realizuje się przez użycie odpowiedniego manipulatora w kabinie. Rozłączenie jest też możliwe przez użycie specjalnej rękojeści rozprzęgającej zamontowanej na sprzęgu. Przy normalnym rozłączaniu po użyciu manipulatora w kabinie, następuje uruchomienie siłownika pneumatycznego w głowicy sprzęgu, który powoduje rozłączenie mechanizmu zaczepowego, przez odpowiednie zadzaiłanie zbijaka. Zaczep wypustu stożkowego zostaje "uwolniony" z sercówki wpustu stożkowego.

    Przycisk do rozłączania sprzęgów w podnóżku

    Łącznik rozłączania sprżegów na pulpicie

 
Przykładowa rękojeść do ręcznego rozłączania (rozłączenie przez pociągnięcie za uchwyt połączony linką z mechanizmem zaczepowym)

Przykładowa rękojeść do ręcznego rozłączania (rozłączenie przez nasadzenie dźwigni rękojeści na trzpień mechanizmu zaczepowego i jej obrócenie)


W przypadku konieczności sprzęgnięcia pojazdu wyposażonego w sprzęg typu Scharfenberga z pojazdem, który posiada klasyczny sprzęg śrubowy stosuje się specjalne adaptery sprzęgu (sprzęgi ratunkowe) zwane też półsprzegami, które z jednej strony posiadają zespół sprzęgu automatycznego, a z drugiej strony zakończone są w sposób umożliwiający założenie na hak cięgłowy.
Poniższa fotografia przedstawia półsprzęg, realizujący połączenie mechaniczne pojazdów kolejowych ze sprzęgiem samoczynnym i klasycznym sprzęgiem śrubowym. W przypadku konieczności realizacji połączeń pneumatycznych używa się w takim przypadku klasycznych sprzęgów powietrznych.

   
Adapter sprzęgu (sprzęg ratunkowy)

Adaptery mogą być też wyposażone w elementy instalacji pneumatycznej, dzięki czemu realizują poza połączeniem mechanicznym również połączenia pneumatyczne wykorzystując w tym celu złącza sprzęgu samoczynnego. Wyprowadzenia instalacji pneumatycznej półsprzęgu łączy się natomiast odpowiednio przystosowanymi wężami pneumatycznymi z końcówkami węży pojazdu kolejowego ze sprzęgiem śrubowym.

   
Adapter sprzęgu z instalacją pneumatyczną


Adapter zamontowany na haku cięgłowym sprzęgu UIC lokomotywy

Sprzęgi samoczynne służą zasadniczo do łączenia pojazdów kolejowch ze sobą. Występują jednak też rozwiązania, w których sprzęgi samoczynne zastosowane są na łaczeniach międzyczłonowych. Poniżej przykład zespołu trakcyjnego typu GTW z członem napędowym wpiętym pomiędzy człony pasażerskie. W tym układzie, do połączenia członu napędowego z członami pasażerskimi zastoswano właśnie sprzęgi automatyczne.

 
Zespól trakcyjny GTW i człon napędowy (1) oraz sprzęgi samoczynne na łączeniu (2)