Сцепка Шарфенберга
Сцепка Шарфенберга (сокр. Schaku) - автоматическое сцепное устройство жёсткого типа, применяемое на железнодорожном и легкорельсовом транспорте Европы, России, стран СНГ для сцепления между собой единиц подвижного состава. Она позволяет быстро, легко и, прежде всего, безопасно прицепить и отцепить вагоны. Сцепка была разработана Карлом Шарфенбергом на вагонном заводе L. Steinfurt AG в Кенигсберге, получившим патенты в 1904 и 1907 годах (патент Райха 149727 [1], запатентованный с 6 мая 1903 года и патент Райха 188845 [2], запатентованный с 5 апреля 1906 года). ).
Сцепка названа по имени её изобретателя — Карла Шарфенберга. В немецком языке данный вид сцепных устройств обозначается Scharfenbergkupplung или кратко Schaku, в России у неё также есть своё краткое неофициальное название — «Шарф».
Применение
Сегодня сцепка Шарфенберга используется во всех видах пассажирских поездов по всему миру, от трамваев до высокоскоростных поездов. В 2002 году Сцепка Шарфенберга типа 10 была объявлена стандартом для высокоскоростных поездов и теперь является частью Спецификации взаимодействия (TSI).
В России сцепка данного вида получила применение на метровагонах, некоторых типах трамвайных вагонов (например, Татра Т6В5), а также на высокоскоростных электропоездах «Сапсан» и пригородных Ласточка.
Принцип действия
Зацепление в сцепке Шарфенберга проходит в три этапа:
- вагоны сближаются, серьга автосцепки попадает в воронку и отверстие на ответной части, где упирается в диск замка;
- вагоны продолжают сближаться, серьга, упираясь в диск замка противоположной сцепки, поворачивает диск на своей стороне. По окончании сближения серьга попадает в прорезь на диске;
- под действием пружины диск возвращается в исходное положение, при этом серьга остаётся зафиксированной в прорези.
Сработавшая сцепка не расцепляется, потому что силы, действующие на каждый из дисков с двух сторон, от двух серег, равны. За счёт формы передней поверхности сцепки удаётся избежать перемещения сработавшей сцепки как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости относительно противоположной, что позволяет размещать на ней электрические разъёмы и фланцы трубопроводов. При этом разные вагоны, оснащённые одинаковой сцепкой, могут быть несовместимы из-за разной электрической схемы и конструкции разъёмов.
Варианты
Типа 10
Автоматические сцепки типа 10 для ширококолейных железных дорог и высокоскоростных поездов отличаются высокой прочностью и большой зоной захвата как по горизонтали, так и по вертикали. В 2002 году этот тип был принят в качестве стандарта для высокоскоростных поездов и на данный момент включен в Технические спецификации эксплуатационной совместимости (TSI). Данный тип сцепки применяется практически на всех государственных железных дорогах и на многих высокоскоростных поездах, например в Германии (ICE), Франции (TGV), Испании (поезда AVE) и Китае (серия CRH).
Технические характеристики устройств типа 10:
- Прочность: на сжатие: 1500 кН (до 2000 кН)
на растяжение: 1000 кН
- соответствует нормам МСЖД для моторвагонных поездов ширококолейной железной дороги.
- Блокировка в двух положениях
Типа 35
Сцепка для метро и электропоездов местного сообщения – тип 35. В основном, применяются в метро и предназначены для полностью электрифицированных поездов. Такие системы, в частности, используются в Шанхае, Сингапуре, а также на городских железных дорогах в Солт-Лейк-Сити и Эдмонтоне.
Технические характеристики устройств типа 35:
- Прочность: на сжатие 1300 кН; на растяжение: 850 кН
- С захватным приспособлением для увеличения области захвата.
- Блокировка в двух положениях
Многоцелевые системы для городских и монорельсовых железных дорог – тип 330 Сцепки типа 330 предназначены, в первую очередь, для метро и легкорельсовых железных дорог. Они отличаются малыми размерами, обеспечивая при этом высокую прочность, а также электросоединительные муфты под головкой сцепки. Даже без использования захватного приспособления эти устройства имеют большую область захвата. В выдвижном или складном исполнении их можно легко устанавливать под передними крышками. Для сверхкомпактного трамвая Avanto, который используется в Париже, были даже разработаны сцепки с возможностью двойного складывания.
- Прочность: на сжатие - 800 кН на растяжение - 600 кН
- конструкция обеспечивает большую область захвата даже без захватного приспособления
Типа 55 и 140
Для использования в промышленных условиях сцепки должны обладать особой надежностью и износостойкостью. Этим требованиям в наибольшей степени соответствуют сцепки типа 55 и 140. Эти типы сцепок, прежде всего, чрезвычайно важны для обеспечения безопасности при маневровых работах и автоматизированном формировании поездов.
Сцепки типа 55 — для маневровых работ и совместимости со сцепками Unimog Эти маневровые сцепки, разработанные в соответствии с рекомендациями UIC для тяговых крюков, обеспечивают безопасность и рационализацию при проведении маневровых работ. Все работы в данном случае могут выполняться без привлечения персонала. Устройства типа 55 могут автоматически сцепляться с тяговыми крюками. Данные устройства предназначены для эксплуатации в сложных условиях, они обладают надежной конструкцией, удобны в техническом обслуживании и не требуют трудоемких процедур при его проведении, а также отличаются высокой износостойкостью.
Сцепки типа 140 - для грузовых вагонов и промышленных железных дорог. Сцепки данного типа способны выдерживать чрезвычайно высокие нагрузки при работе в самых сложных условиях. Типичными областями их применения являются вагоны для перевозки угля и руды, а также сталелитейные и литейные производства. Чтобы обеспечить возможность эксплуатации в самых неблагоприятных условиях, была разработана чрезвычайно надежная головка, которая обладает очень высокой прочностью: на сжатие - до 2500 кН, на растяжение - до 1500 кН).
Типа 430 и 530
Легкие сцепки для легкорельсового транспорта – тип 430 и 530 Благодаря своим малым габаритам и малому весу сцепки типа 430 и 530 предназначены для низкорамных трамваев, монорельсовых дорог и пассажирского маршрутного транспорта. В складном исполнении их также можно устанавливать под передними крышками. Устройства типа 430 устанавливаются на трамваи в Берлине и Куала-Лумпуре (KL Rapid), а также используются на монорельсовых дорогах в Сан-Паулу и финансовом районе King Abdullah. Сцепки типа 530 разрабатывались специально для восточной части Германии, так как они должны быть совместимы с широко распространенными здесь сцепками TGL.
Свойства сцепок типа 430/530:
- Прочность: на сжатие - 300 кН, на растяжение - 300 кН
- малые размеры, небольшой вес
- компактная конструкция без захватного приспособления
Применение: Монорельсовая дорога в Сан-Паулу, Бразилия (сцепка типа 430 и устройство защиты от выжимания с системой поглощения энергии), трамвай в Халле, Германия (сцепка типа 530).