úsTTecké háky a šroubovky

V usTTi.cz a v poslední době ve spolupráci s Vagonkou UsTTi nL s.r.o. již léta vyvíjíme pro velikost TT možnost spřahování modelů železničních vozů prostřednictvím imitace háku a šroubovky. Popudem k tomu nám byly modely krátkých uhláků Ústecko-Teplické a Buštěhradské dráhy s rozvorem 2,5 m, u kterých dosazená spřáhla Tillig s kinematikou Peho působí opravdu mohutně, až téměř dominantně.

31.7.2018 - návrh na všeobecně použitelný model háku a šroubovky v TT
16.9.2018 - první testování háku a šroubovky a poznatky z něj

diskuzním fórum - http://diskuze.modely.biz/viewtopic.php?f=4&t=11503
fotogalerie - https://eu.zonerama.com/ustti/Album/4513185

Ve dnech 25. až 28.9. se v Povrlech uskutečnilo první modulové setkání pořádane naším klubem usTTi.cz ve spolupráci se sekcí TT provoz ZABABOV, na kterém jsem měl možnost v klidu a bez jakéhokoliv omezení, při respektování sešitového jízdního řádu, vyzkoušet toto spojení při jízdách manipulačního vlaku, a to nejen při staničních posunech, ale i při sunutí z vedlejší tratě. Postupně jsem během tří dnů navyšoval počet vozů manipulačního vlaku až na 29, což odpovídalo plnému obsazení staniční koleje na Hoře Svatého Šebestiána od námezníku po námezník. Na vozech přitom byly aplikovány všechny varianty spojení, které jsme dosud vytvořili.

  • Ocelový pevný hák s ocelovou dlouhou imitací šroubovky, která zasahovala cca milimetrem pod temeno kolejnice.
  • Leptaný mosazný výsuvný hák s mosaznou imitací šroubovky, maximálně možně úzkou a kratší dle skutečných železničních předpisů platných pro minimální výšku volně svěšené šroubovky nad temenem kolejnice.
  • Nejnovější širší imitaci šroubovky z alpaky, neboť jsem si chtěl vyzkoušet poprvé vlastnosti tohoto materiálu. Ta byla širší než mosazná šroubovka, ale užší než šroubovka ocelová, a byla aplikovaná na výsuvný ocelový hák.

Alpakový hák jsme rovněž zhotovili, ale měl velké předsazení před čelník a při sunutí neumožňoval přenos síly prostřednictvím nárazníků. Cílem těchto zkušebních jízd bylo najít optimální „fyziku“ tohoto spojení. První zkušební jízdy prováděné již dříve odhalily, že přenos síly při sunutí je možný prostřednictvím ocelové, tedy odolné proti ohybu, šroubovky, ale nevýhodou bylo, že při vzniku rázu, tedy při najetí na připojované vozy, rychlejším rozjezdu lokomotivy bez nastavené rozjezdové křivky a podobně sunutá souprava zpíďalkovala. Snad je tento výraz nejen výstižný, ale i srozumitelný. Bylo tedy třeba zajistit, aby při pevných náraznících modelů bylo umožněno projíždění oblouků i dlouhých vozů a aby se síla přenášela při sunutí vozů přes nárazníky. Proto je hák na nové modely uchycen tak, aby byl nepatrně výsuvný a aby vznikla při tažení soupravy mezi nárazníky přiměřená mezera, dostačující pro průjezd dlouhých vozů obloukem. Ukazuje se, že u krátkých uhláků může být mezera necelý milimetr, u Vozů jako je např. Rybák je třeba mezery cca 2 mm. To platí pro zababovskou normu pro minimální poloměry traťových modulů, tedy 700 mm na vedlejší trati a pro stanice výhybky EW 2 Tillig a kompatibilní. Na tyto parametry je spřažení konstruované. Pokud by vůz vykolejil, je chyba ve špatném nastavení posuvu háku a musí dojít k opravě. U skrytých nádraží se musí udělat kompromis a při změně směru jízdy je nutné objet soupravu lokomotivou. Vysouvací hák je podle mého názoru v TT lepším řešením než odpružený nárazník, a to z důvodu silových a váhových poměrů. U H0 je tento poměr příznivější a ve velikosti 0 bych už jiné spojení ani neuvažoval než přes věrný model háku a šroubovky a odpružené nárazníky. Je totiž problém udělat v TT těžký model oplenového vozu se šířkou podlahy 18 mm a rozvorem 22,5 mm. Máme ho zkonstruovaný ze tří vrstev mosazi, ale nejsem si jistý, že by i tak provoz s odpruženými nárazníky dal.

Co ukázal provoz?

Vysouvací hák v podstatě umožnil bezproblémové sunutí i dlouhé soupravy po cca desetimetrové lokálkové trati s poloměry oblouků 700 mm. Souprava vykolejila až v místě zaústění do stanice, kde byl poloměr oblouku viditelně menší než 700 mm, a vykolejily právě ty krátké oplenové vozy. S úzkou mosaznou šroubovkou se mi manipulovalo nejlépe a provozně se také osvědčila. Nevýhodou je, že kloub při průjezdu obloukem je v tomto případě jen jeden, a to v místě posazení na hák sousedního vozu. Ve „svém“ háku nedochází k žádnému pootočení, takže by mohlo při větším počtu vozů nebo při těžších vozech celoleptaných docházet k vykolejování následkem větší pákové síly mezi hákem a zavěšenou šroubovkou. Šroubovka z alpaky tedy byla ve třetině, kterou je zavěšena trvale na „svůj“ hák, rozšířená, nicméně přiměřeně, takže umožňuje mírné natočení, takže se při průjezdu obloukem dvou spřažených vozů vytvoří klouby dva a průběh sil vlastně odpovídá skutečnosti. Při „reálných“ poloměrech, tedy při poloměru skutečné trati zmenšenému do TT je shoda s realitou úplná. Bohužel, s touto šroubovkou byl značný problém. Neodhadli jsme množství materiálu, který se při výrobě odleptá, a šroubovka byla ve středové části příliš tenká a snadno se ohýbala. Navíc její rozšíření v horní části vedlo k tomu, že má volný pohyb nejen nahoru a dolů, ale může v háku opsat kruh 360 stupňů do stran, při kterém se snadno vzpříčí, zasekne. A vhledem k tomu, že byla lehce ohebná, toto vzpříčení nešlo odstranit vždy pinzetou. Takže cca v 1/3 případů se vzpříčila a dost často tím pokus o spřažení skončil a bylo nutné vzít vůz do ruky a šroubovku narovnat a dát ji do správné polohy. No a když se následně vzpříčila znova, tak už to bylo dosti znervózňující.

Všechna tato řešení byla dosud postavena na tom, že hák je uzavřený. Tedy je v něm vyleptaná dírapro šroubovku, která se do ní navleče. Proto musí být šroubovka otevřená. Je tedy na jednom místě přerušená, tato část směřuje mírně do strany. Navleče se na hák, volná pacička se přihne do správné polohy a zalepí, profík by to zaletoval. U ocelové šroubovky toto není nutné, protože ocel je dostatečně pevná na to, aby ocelová šroubovka zůstala otevřená trvale. Ale i toto má nevýhodu v tom, že dost často vypadne. Nikoliv na trati, ale v krabičkách. Stačí vůz překulit přes střechu a je velká pravděpodobnost, že šroubovka vypadne.

Všechny tyto poznatky vedly k tomu, že šroubovka musí být uzavřená a její konstrukce v místě trvalého zavěšení za „vlastní“ hák musí mít takový tvar, aby bylo zabráněno natáčení do stran v míře větší, než je potřeba při projíždění v obloucích s vytvořením dvou kloubů. Toto není možné při uzavřeném háku a otevřené šroubovce, protože jakékoliv zarážky na šroubovce vymyslíte, tak je musíte provléct otvorem v háku, a tudíž nezabráníte vzpříčení, to znamená že stejnou cestou se šroubovka nevydá ven. Pokud otevřete hák a uzavřete šroubovku, tak díra v háku potřebná pro trvalé uchycení šroubovky může být jen nepatrně větší než tloušťka materiálu, ze kterého je šroubovka vyrobena. Na jejím konci se udělají dva výstupky, třeba cca 0,5 mm dlouhé, a pohyb do stran bude minimální. Jediné, co zbývá odladit, je tvar napojení zaváděcí drážky v trnu háku pro zasunutí šroubovky a jejího napojení na otvor, ve kterém bude šroubovka trvale napojena. Vymyšlené je to tak, že se nejprve zasune šroubovka zaváděcí drážkou v trnu háku na hák a až pak se hák přes čelník zasune do vozu a upevní. Čelník tak hák uzavře a šroubovka bude mít povolen pohyb jenom nahoru a dolů, do stran minimálně. Odladit budeme muset chování takto spojeného háku se šroubovkou v případě, že chceme, aby se hák vysouval. Hrozí, že při změně směru jízdy vlaku z tahu při vysunutém háku na sunutí, kdy je třeba hák zatlačit, nevyskočí šroubovka z otvoru pro ni do kousek čouhající zaváděcí drážky. To zjistíme. No a pokud ano a bude to nějak vadit, tak uděláme v háku jenom zaváděcí drážku, hák bude pevný a posouvat se v něm bude šroubovka. Potřebná vzdálenost nárazníků při tažení soupravy, která je závislá na délce vozu, se pak nastaví předsunutím háku před čelník. Zatím máme nakreslené první řešení, na příštím kreslení uděláme druhou variantu háku pouze se zaváděcí drážkou a otestujeme obě řešení zároveň. Každopádně od posledních dvou variant očekávám, že jedna z nich bude definitivní a na příštím setkání už budeme moct sestavit manipulační vlak k otestování v provozu s různými strojvedoucími při zajištění posunu ve stanicích jejich obsluhou. Dále se ukázalo, že jednoznačně nejvhodnějším materiálem je ocelový plech 0,2 mm případně 0,3 mm. Nyní vyzkoušíme poslední variantu přes vzorky z mosazi a po odladění si necháme udělat konečnou verzi z oceli.

Jakmile odladíme poslední variantu, tak ji rád pošlu komukoliv ke kritickému posouzení a případně finálnímu vyladění společnými silami.

K tomuto spojení vozidel jsme zkonstruovali i jednoduché udělátko, které umožní rychlé spojení dvou vozů zezhora i z boku, podle toho, kde je na manipulaci více místa. To bylo rovněž na setkání odzkoušeno. Pokud se spojení s jeho pomocí nepovedlo, tak to bylo právě kvůli tomu, že šroubovky měly volnost pohybu do stran a vzpříčily se. Po zamezení pohybu šroubovek do stran bude spřahování snadné.

Samozřejmě že první, co nás napadlo, když jsme dostali z výroby ocelové háky a šroubovky, bylo spřahování magnetem. No, hádejte, co se stalo? Při prvním spřažení se hák i šroubovka zmagnetizovaly stejně a při druhém pokusu o nahození šroubovky hák tuto šroubovku silně odpuzoval 😊😊😊