Narážecí ústrojí

Nárazníky slouží:

Umístění nárazníků

Pokud je vůz opatřen nárazníky, musejí být na konci vozidla namontovány dva identické nárazníky, a to stlačitelného typu. Výška střední osy narážecího ústrojí se musí za všech podmínek zatížení pohybovat
rozměry nárazníků
obr. 1: BERNSKÝ PROSTOR
v rozmezí od 940 mm do 1 065 mm nad temenem kolejnice.1
U vozů s přechodovými můstky (osobní vozy) je nejnižší povolená poloha středů nárazníků na temenem kolejnice 980 mm. Jmenovitá standardní rozteč nárazníků musí být 1 750 mm souměrně k ose nákladního (plaí i pro osobní) vozu.1

Bernský prostor

Konstrukce vozidla vystrojeného nárazníky a šroubovkou musí zachovat u každé čelní stěny mezi každým nárazníkem a šroubovkou volný prostor pro posunovače zvaný „bernský prostor“ (obr. 1). Hloubka bernského prostoru (300 mm) je měřena od svislé roviny dotýkající se čel talířů zcela stlačených nárazníků. V bernském prostour zasahujícím až do výšky 2000 mm od temene kolejnice nesmí být s výjimkou brzdových hadic žádné díly vozu.
rozměry nárazníků
obr. 2: umístění nárazníků

Nákladní vozy

Standartní maximální zdvih (stlačení) nárazníků je 105 mm, u nákladních vozů, které vyžadují větší ochranu před podélnými rázy (cisterny, vozy pro křehké nebo citlivé zboží), mohou být použity velkokapacitní nárazníky se zdvihem 130 mm nebo dokonce 150 mm. Délka nestlačeného nárazníku se standartním zdvihem je 620 mm, s větším zdvihem 665 mm.

Osobní vozy

U osobních vozů jsou používány nárazníky standartní délky 650 mm s maximálním pracovním zdvihem 110 mm.

Přijatá energie (kapacita nárazníků)

Důležitým parametrem při hodnocení nárazníků je jejich schopnost přijmout dynamickou energii.
tab. 1: kategorie nárazníků
Kategorie nárazníkuPřijatá energie
nejméně (kJ)
A30
B50
D70
Část přijaté energie zůstane akumulována ve vypružení nárazníku a po uvolnění síly působící na nárazník bude vypružením zase vrácena. Část přijaté energie je v nárazníku zmařena (absorbována), přeměměna v jiný druh energie. (většinou tepelné). Podle množství dynamické energie (při nárazové zkoušce), kterou je nárazník při svém plném zdvihu schopen pojmout, jsou nárazníky se standartním zdvihem 105 mm rozděleny do tří kategorií viz tabulka 1.

U osobních vozů musí být minimální akumulovaná energie nárazníku 10 kJ, z toho musí nárazník absorbovat nejméně 60% přijaté energie.

Konstrukce nárazníků

Nárazník klasické konstrukce se skládá z následujících částí (obr. 3):

Základní deska 1 je tvořena plochou ocelí s normovanými rozměry, která slouží k upevnění nárazníku k čelníku vozidla.

Koš nárazníku 2 je trubka připevněná pomocí příruby nebo přivařená k základní desce. Velikost průměru koše je omezená velikostí základní desky.

Pouzdro nárazníku (říká se mu též trubka nárazníku) 3 je připevněné pomocí šroubů, nýtů nebo svarů k podložce talíře nárazníku 4.
části nárazníků
obr. 3: části nárazníku

Existují dvě varianty vzájemného uspořádání koše a pouzdra nárazníku. U nárazníků s menší kapacitou je většinou koš většího průměru a pouzdro je při stlačování nárazníku teleskopicky zasouváno do koše (obr. 3). U nárazníků s větší kapacitou vyžaduje masivnější pružina více prostoru v koši, jehož průměr je omezen velikostí základní desky. Při použití většího pouzdra nemusí být uvnitř koše počítáno s prostorem pro zasouvání pouzdra, tento může být celý použit pro umístění pružiny. V tomto případě je koš zasouván do dutiny v pouzdru (obr. 6).
rozměry nárazníků
obr. 4: talíř nárazníku

Talíř nárazníku 5 musí být svými rozměry uzpůsoben tak, aby i v nejnepříznivějším úseku tratě (protisměrné oblouky) byl v kontaktu s talířem nárazníku sousedního vozidla libovolné konstrukce při respektování rozměrových požadavků daných konstrukcí vlastního vozidla. Rozměry talíře nárazníku jsou omezeny vnějším obrysem vozidla (obr. 4 úsečka A-B), vodorovnou úsečkou B-C vzdálenou 250 mm od vodorovné ody nárazníku, bernským prostorem (úsečka C-D, vzdálenost v=600 pro nákladní, v=540 pro osobní vozy) a u vozidel s přechodovými můstky zkosením (úsečka E-F).

Minimální pracovní plocha nárazníků (obr. 4 vybarvená plocha) je stanovena výpočtem podle vyhlášky UIC 527-1. Minimáln šířka pracovní plochy x je určena výpočtem, kde jsou brány v úvahy délkové parametry vozidla. Talíře nárazníků musí být kulovitě vypouklé. Poloměr zaoblení vypouklého talíře musí být nově vyrobených nákladních vozů 2750 mm, u starších nákladních vozů a u osobních vozů 1500 mm. V provozu docháchzí k velkému tření mezi talíři nárazníků sousedních vozidel vlaku, kdy může být zhoršena i bezpečnost proti vykolejení, proto je při výrobě talířů nárazníků sledována jejich drsnost a tvrdost a pracovní plocha talířů nárazníků je v provozu v pravidelných intervalech mazána.

Vypružení nárazníků

kuželová pásová pružina
obr. 5: kuželová pásová pružina

Pružící prvek musí být do tělěsa nárazníku instalován s předepsaným předpětím a jeho vratná síla při stlačení o určitý zdvih nárazníků (25 mm, 60 mm, plný zdvih) statickou silou (pomalý nárůst síly) musí být v předepsaných mezích.

Nejstarším doposud používaným pružícím prvkem narážecího ústrojí je kuželová pásová (volutní) pružina (obr. 5) , která díky těsnému vinutí pásové pružinové oceli dobře absorbuje energii. Kuželová pásová pružina je pružinou progresívní, u níž tuhost zvyšuje v závislosti na její deformaci, což je u použití v narážecím ústrojí výhoda, protože při jízdě v obloucích (při malém zdvihu) nesmí přílišná tuhost nárazníků zvyšovat nebezpečí vykolejení.

Prstencová pružina (obr. 3 detail A) při stejném zdvihu přijme až dvojnásobné množství energie než pružina kuželová pásová. Prstencová pružina je složena ze soustavy vnitřních 8 a vnějších 7 ocelových prstenců, které se vzájemně stýkají svými kuželovými plochami. Při stlačování osovou silou jsou vzájemným působení prstenců zmenšovány průměry vnitřních a zvětšovány průměry vnějších prstenců a na stykových plochách dochází ke značnému tření.
nárazník s pryžovým vypružením
obr. 6: vypružení termoplastovými kroužky
Charakteristiku prstencové pružiny lze upravit pomocí několika rozříznutých prstenců 6, které se až do vyčerpání vůle v jejich rozříznutí deformují podstatně snadněji než prstence nerozříznuté.

Zvýšit kapacitu nárazníků (dynamické zatěžováni - rázy) při nutnosti dodržet jejich maximální vratnou sílu při stlačení statickou silou není možné při použití kovových pružících prvků. Jedním z řešení je doplnit stávající nárazníky s kovovými pružícími prvky hydraulickými tlumiči. Lepších výsledků však je dosahováno s nekovovými pružícími prvky, zejména s pryžokovovými a elastomerovými pružícími prvky. Nárazníky s nekovovými pružícími prvky mají velikost kapacity závislou na rychlosti nárazu, kdy při prudším najetí vozu vzroste podstatně tuhost a tím i kapacita nárazníků.

Přídavné deformační (crash) prvky

Dojde-li při manipulaci s vozidly k příliš prudkému najetí, při kterém je vyčerpána kapacita nárazníků při plném zdvihu, musí přebytečnou energii akumulovat skříň vozidla s rizikem poškození vlastní skříně nebo nákladu.
crash nárazníkcrash nárazník
obr. 7: crash nárazníkobr. 8: crash nárazník
Poškození skříně vozu při příliš prudkém najetí vozidel je možné zabránit instalováním snadno vyměnitelných deformačních prvků a to buď přímo do tělesa nárazníku, nebo mezi nárazník a čelník vozu. Při instalovaném deformačním prvku rozeznáváme při stlačení nárazníku deformaci elastickou, která se děje pouze do vyčerpání zdvihu nárazníku. Při plastické deformaci dochází ke zničení deformačního prvku, která musí být indikována například obdobně jako na obrázcích 7 nebo 8.


1) subsystém technické specifikaci pro interoperabilitu Kolejová vozidla – nákladní vozy

vagony. cz / vagóny / spřahování / narážecí ústrojí