|
|
 |
|||
| A
Merrick, Hanna, and Company acél építésű
ülőhelyes személykocsija Ismeretlen fényképész képe [1]-ből |
Ez az 1921-ben
épült kocsi tipikus példánya a nehéz
(heavyweight), ülőhelyes kocsiknak A gyártó, a Standard Steel Car Company felvétele [1]-ből |
| 2. rész: A fém
építésű kocsik korszaka |
| A fém építésű
személykocsik korszaka négy fő részre
osztható: a
kísérlet, a bevezetés, az elfogadás
és gyártás,
és végül az áramvonalasítás. A kísérletezés időszakában, 1845-től 1902-ig a feltalálók-tervezők a vasutak és a vasúti kocsi gyárak kis érdeklődése és támogatása mellett dolgoztak, az egyéni fejlesztők pedig nem tudták rávenni a gyárakat, hogy acél kocsikat építsenek. 1902-től 1910-ig már az ipar támogatta a fém felhasználását a kocsikhoz, és beindult a gyártás. Az első fém építésű kocsik a fa kocsik másolatai voltak. 1930-ig nehéz (heavyweight) kocsikat gyártottak, azután kezdtek figyelmet fordítani a súlycsökkentésre. Éppígy a kocsik légellenállására is, azokat áramvonalasították, és ez napjainkban is tart. 1955-től a vasúti utasok számának csökkenése (kivéve az elővárosi forgalomban) csökkentette az új vasúti kocsik piacát, így a fejlesztést is. |
Minden jelentős vasúti baleset
után a
média ütközés- és tűzálló
vasúti kocsikat követelt, és ennek a fém
építés jobban megfelelt. Emellett az is
segítette a fém építésű kocsik
terjedését, hogy míg a fa
építésűeket gerendából,
deszkából és lécből
elkészíteni képzett és gyakorlott
ácsokat kívánt, a fém kocsik
előregyártott elemek összeszerelésével,
betanított munkával is
elkészíthetők voltak. Az első fém építésű személykocsik Nagy-Britanniában készültek, a nagy újító, a Great Western Railway 1845-ben tízet épített. A következő évtizedben fém alvázas kocsikat építettek Nagy-Britanniában és Németországban is (ami akkor még nem is volt Németország). Amerikában először 1846-ban, a new yorki H. L. B. Lewis javasolt fém építést vasúti kocsi számára, de elképzeléséből nem lett sem terv, sem futó példány. |
A
kísérletezés korszaka |
A fém építésű vasúti kocsik nagy propagátora volt Bernard Joachim La Mothe francia fizikus, aki 1853 körül telepedett le New Yorkban. Kilenc szabadalma volt, és sok személy- és teherkocsit épített fémből. 1854-ben No. 10721 számon kapott szabadalmat egy megépített kocsira. A szegecselt szerkezetben a padló, az ülések és egyebek fából készültek, így a kocsi nem kapta meg a tűzálló minősítést. La Mothe szabadalmazott acél kocsija, ahogyan 1855-ben az American Railroad Journal-ben megjelent [1]-ből La Mothe nem ért el sikert az acél személykocsijaival, és mérsékelt sikert ért et a fém építésű teherkocsijaival. |
Egy ismert személyiség is bekapcsolódott fém építésű vasúti kocsi tervezésbe, John A. Roebling, a drótkötelek és kábelhidak tervezője és építője, többek között a híres Brooklyn hídé is. Rácsos kocsioldala szokatlan kialakítás (az ablakokat is a rács nyílásaihoz igazította), de a duplafalú és szigetelt kocsiszekrény modern megoldás. A
rajzokat Roebling jegyzeteiből John H. White, Jr. szerkesztette
[1]-ből |
 |
A fémlemez gyártó Edward Y. Robbins az ohiói Cincinnatiból másik termékei az ezekből készült kályhák voltak. Ez adhatta számára az ötletet hengeres vasúti kocsi készítéséhez. Először vasúti kocsik biztonságos fűtésére készített terveket, később a kályhák hengeres formáját az egész kocsira alkalmazta. A tervét sem a vasutak, sem a kocsigyártók nem fogadták el. Robbins cső szerkezetű fém vasúti személykocsijának rajza 1868-ból Engineering, 1870. április 22, [1]-ből |
 |
 |
A
fejlődés nem állt meg. Minden új terv fejlesztett
valamit, miközben kiküszöbölte az előző
tervek hibáit. A detroiti C. B. Hutchens 1890-es szabadalma U. S. Patent Office képe [1]-ből A míves rajz több, ma is használt szerkezeti megoldást tartalmaz. Kár, hogy a rajz alapján még kísérleti kocsi sem épült. Az acél kocsi bevezetése és elfogadása A XX. század első éveiben az acél a vasúti személykocsik elfogadott anyagává vált. A vasutak az amatőr feltalálók és fejlesztők munkáit figyelmen kívül hagyták és a kocsik szerkesztését saját profi mérnök csapatukra bízták. Azok pedig a korábbi, fa építésű kocsikat vették alapul, és azt tervezték át acél oldalfalúvá és alvázúvá. A fém építés előnye a tehervagonoknál nyilvánvaló volt, az acél kocsi nagyobb súlyt szállíthatott. De a fém építésű személykocsi nem vitt több utast, bár nehezebb volt és drágább. Nagy előnye volt viszont a biztonságossága. Nagy vasúti ütközéseknél nem történt meg, ami a fa kocsiknál gyakran, a "teleszkópozás" (egymásba csúszás), és bennük az utasok tömeges halála. A fém építésű személykocsik jobban védték az utasokat. |
A XX. század legelején a vasútépítők a terveikben azonos eséllyel vették figyelembe a fa és a fém építésű kocsikat, bár gyakran fém alvázú és fa felépítményű kocsikat terveztek. 1901-ben New York első földalatti vasútja, az Interborough Rapid Transit (IRT) az építése folyt. George Gibbs-et bízták meg a gördülőállomány megtervezésével (lásd: Világvasutai: A Long Island Rail Road 3. rész, A XX. században indul a fellendülés) A járművek tervezésének idején Párizsban tragikus földalatti vasúti baleset történt. Az égő kocsikhoz a tűzoltók nem fértek hozzá, és a csapdába esett utasokat a sűrű füst is sújtotta. Az IRT vezetése úgy döntött, hogy az acél alvázas, fa építésű kocsik nem elég biztonságosak, és a teljes fém építés mellett döntöttek. Gibbs szakértelme és a mögötte álló Pennsylvania vasút óriási tőkeereje jó fém építésű járműveket eredményezett. A tervektől a kész kocsiig 14 hónap sem telt el. Próbafutásra küldték a Second Avenue Elevatedre (a Második sugárúti magasvasútra), és ennek sikere meggyőzte az IRT vezetőségét az acél építésű járművek előnyeiről. A kocsiba nagyon kevés fa alkatrészt építettek, a padlója pedig Monolith cement-nek hívott kompozit anyag volt. |
 Munkások betont terítenek és simítanak a vasúti kocsi préselt acél padlójára egy 1916-os gyártási képen Felvétel [1]-ből |
| Az IRT acél kocsijának
sikere arra sarkallta a Pennsylvania vasutat, hogy acél építésű
kocsit fejlesszen
felszíni, nagyvasúti célra is. Amerika nyugati
felén a Southern Pacific (SP) rendelt nagyobb
mennyiségben acél járműveket. A vasút a 60 láb hosszú kocsikat
saját járműgyárában, a Sacramento
Shops-ban gyárttatta 1905 végén, és 1906
nyarára készültek el. |
A kocsik fém
építése újdonság volt a
járműgyár számára, a fő alkatrészek
a raktárban meglévő elemekből, acél
gerendákból, lapokból készültek. A
kocsit a kazánműhelyben készítették, a
kocsiműhely, ahol korábban a fa építésű
járműveket gyártották, a berendezést,
ablakokat, egyéb kiegészítőket
készítette és szerelte be. |
A vasúttársaságok
réme volt a "teleszkópos" ütközés, mikor
két
személykocsi egymásba csúszott, ez mindkét
kocsiban sok utashalált és sérülést
okozott, emiatt nagy sajtóvisszhangot kapott.  A peronos kocsikat ilyen öntött és szegecselt vég darabbal védték a teleszkópos ütközés hatásától Car Builder's Cyclopedia, 1928, [1]-ből |
 Néhány évvel az után, hogy a Southern vasút megvette az első fém építésű kocsiját, a továbbiakat ilyen fém alvázzal rendelte a wilmingtoni Jackson and Sharp Car Company-től, öntött acél végdarabbal Felvétel [1]-ből |
| Aztán
1909-ben a fent említett
Jackson and Sharp Car Company ilyen
kocsialvázat szállított a New York Central
vasútnak Felvétel [1]-ből Ez az alváz hasonlóan erős, és sokkal könnyebb lett. Úgy számítottak, hogy baleset esetén megvédi még a fa építésű kocsit is az összenyomódástól. |
 |
 A járműgyár reklámszövegéből: az acél alváz . megvédi a tőkebefektetést (a fa kocsi költségét), meghosszabbítja a kocsi élettartamát, és a fa építésű kocsit az acél építésűvel azonos szolgálatra teszi alkalmassá. |
A lassan csak acél kocsik készítésére áttérő járműgyárak megoldást kínáltak az ezerszámra futó fa építésű kocsik biztonságosabbá tételére. A fa főkeret lecserélése erre az acél alvázra sok évvel meghosszabbította egy kocsi élettartamát Rajz [1]-ből |
 Amerikában a fishbelly (halhas) alváz forma volt a leggyakoribb a személykocsik heavyweight (nagy súlyú) korszakában, 1910 és '30 között Rajz [1]-ből |
|||
A jelentős mennyiségű
személykocsit gyártó és
használó vasút, a Pennsylvania 1913 előtt nem
használta a fenti, fishbelly
alváz formát, hanem a lenti rajz szerinti alvázat
alkalmazta. Rajz a Railway Age, 1907. június 7-ei számából, [1]-ből |
|||
A
lightweight (könnyű) személykocsik korszaka A Chesapeake and Ohio No. 756-os ülőhelyes kocsiját a Standard Steel Car Company gyártotta 1929-ben [1]-ből |
 A húszas évek ülőhelyes kocsijának a belseje egyszerű volt, szükségtelen díszítések nélkül Pullman Neg. 31384 [1]-ből |
| A
gazdasági válság súlyosan érintette
az amerikai vasutakat és az azokat kiszolgáló
cégeket. Az utasszám, különösen a
luxusvonatoké óriásit zuhant. Akinek luxus
utazásra volt pénze, az inkább a közutat vagy
a repülést választotta. A vasúti utazásra, de az egész gazdaságra is vérpezsdítő hatása volt az áramvonalas motorvonatoknak a megjelenése, mint a Zephyrnek is. A vasúti járművek tervezésébe és reklámozásába új szavak kerültek be, mint az aerodinamika és az áramvonalasság. Az 1930-as évek elején és közepén sorra jelentek meg az áramvonalas vonatok, és utasszám növelő tényezők lettek. A vonatok stílusa olyan szempont lett, mint a menetidejük vagy a kényelmük. A Railway Age vasúti magazin azt írta: Sok év óta először a 'minden jegy elkelt' visszakerült a jegypénztárosok szótárába. Az új vonatok legalább 20%-kal növelték az utasszámot, és olyan kiemelt expresszek, mint a Broadway Limited utasszáma egyenesen 37%-kal nőtt. |
Az áramvonalas motorvonatokat
tudományos módszerekkel tervezték, az elejük
és a végük formáját úgy,
hogy minél kevésbé okozzanak
légörvénylést, nagy sebességnél
is, de ez
nagyrészt "parasztvakítás" volt, a vonat
működési paramétereiben nem
okozott jelentős javulást. Sokkal jelentősebb volt az új
anyagokkal és
új gyártási módszerekkel elért
jármű könnyítés, a lightweight (kis
súlyú) kocsik gyártása. Ezért ezt a
korszakot a szakirodalom nem is streamlined,
áramvonalas, hanem lightweight,
kis
súlyú vasúti járművek
korszakának hívja. Áramvonalasnak tekintették a lekerekített sarkokat és levegővezető csatornákat a kocsik felszínén, de a vasúti kocsik lényegében négyszögletes dobozok maradtak. Igazán áramvonalasak a vonat végi kilátókocsik, az observation car-ok kerek formái voltak, azok is inkább látványosak, mint funkcionálisak. |
| Mindezek
mellett elvárás lett a vasúti
járművek áramvonalas tervezése. 1930-ban a
University of Michiganen F. W. Pawlowski professzor
szélcsatornában vizsgálta a Brill
járműgyár nagysebességű városközi
kocsijának a formáját. Egy évvel
később Dr. Oscar Tietjen a Westinghouse laboratóriumban
kimérte, hogy az áramvonalasítás 75 mph
(120 km/h) sebességnél harmadával csökkenti a
vonóerő szükségletet. Az áramvonalasítás hasznát persze elsősorban a gyakorlat mutatta. Rövid vonatoknál jól mérhető előnyei voltak elért sebességben és üzemanyag fogyasztásban, csakhogy az amerikai vonatok hosszúak voltak, nagy felületekkel, amiken légörvények keletkeztek, és rontották az áramvonalasítás hatását. A vasúti kocsikat mégis látványosan áramvonalasra tervezték, az oldalukba simuló ablakokkal és ajtókkal, teljes szélességű peronnal és a forgóváz áramvonalas borításával. Ezek csökkentették a levegő örvénylését, de beruházási és karbantartási költségük volt, és még a javító személyzet is utálta. Az egyetlen, széles körben alkalmazott áramvonalasítás a két végén nem keskenyedő, hanem teljes szélességű peron volt, a többi áramvonalas elemet pedig elhagyták, 1937-re mind eltűnt az új építésű kocsikról. |
Lightweight
(kis súlyú) kocsi tervezés Az áramvonalasság meghatározta a modern személyvagon formáját, de a gazdaságos üzemre a kocsi súlyának volt valóságos hatása. Az acél építésű kocsik határozottan nehezebbek lettek, mint a fából készültek, az ülőhelyes kocsik súlya 65-ről 80 tonnára, a háló- és étkezőkocsiké 85-ről 90-re nőtt. Az 1910-1930-as időszakban a személyszállító vonatok súlya 1000-1200 tonna volt, beszéltek a súlycsökkentésről, de nem sok történt. Számottevően a bejáróvonatok kocsijainak súlyát csökkentették, íves tetővel, könnyebb alvázzal, a méretük kis mértékű csökkentésével és az alumínium alkalmazásával egy-egy kocsit 6 tonnával tettek könnyebbé. A járműgyárak úgy könnyítettek a kocsikon, hogy - csökkentették a méretüket, - "csuklóssá" (articulated) tették a vonatokat, ahol például két kocsi vége alatt egy forgóváz volt, - kevesebb segédberendezést használtak, - új szerkezet terveket készítettek, - új gyártási módszereket alkalmaztak, - új anyagokat használtak, - a forgóvázak súlyát kevesebb tengely beépítésével csökkentették A járműgyárak leginkább az utolsó négy pontot használták. |
| A
vasúti kocsi előnye más közlekedési
eszközökkel szemben a tágassága és a
kényelme. A modern berendezések, mint
például a villamos világítás
és a légkondicionáló, súlyosak
voltak, és bár a
könnyebb alvázzal, kocsiszekrénnyel és a
három helyett kéttengelyes forgóvázzal sok súlyt megtakarítottak, a távolsági vonat teljesen felszerelt, lightweight
kocsija nehezebb lett, mint a korábbi, a heavyweight. |
Minden nehézség
ellenére mindegyik nagy
járműgyár kínált lightweight
kocsit is, a vasutak vették is, és bár
1946-ra 6.500 lightweight kocsi rótta Amerika
vágányait, ez
a teljes
állománynak mindössze
15%-a volt. |
Az
alumínium, mint vasúti kocsi építő anyag A Pullman ultrakönnyű alumínium és ülőhelyes kocsija 1933-ból [1]-ből |
Az alumíniumot az iparban könnyű fémnek hívták. Az elővárosi vasúti forgalom számára az 1920-as évek közepétől építettek belőle kocsikat, az autóipar meg még korábban is használta. Az alumínium előnyei mellett annak jelentős hátrányai is voltak. Az egyszerű alumínium lemez túl gyönge volt. A hőkezelt ötvözet már erősebb, de a Cor-Ten acélfajta még erősebb, és a rozsdamentes acél verte mindet. Egy súlyegység alumínium ára tízszerese volt a Cor-Ten acélénak, ráadásul az alumíniummal nehezebb volt dolgozni. |
| Magában
az alumínium lap nem időjárásálló,
festeni kellett. A hideg lemez megmunkálás közben
könnyen repedt. A szegecselés működött, mint
összeerősítési módszer, csak ahhoz rengeteg
lyukat kellett fúrni. Izzó szegecs alkalmazása nem
jöhetett szóba, mert a
vasútépítésben
használt alumíniumnak nagy volt a
hőtágulása. Az ötvözött alumínium
szegecset hidegen nehéz volt alakítani, az
ötvözetlen alu szegecs túl gyönge volt, az
acél szegecs pedig mikroelemet képzett az
alumíniummal és rozsdásodott. Bár az alumínium alkalmazása fő darabként a vasútépítésben nem volt sikeres, jól használható volt másodlagos anyagként, kiegészítők anyagaként és belső dekorációként. A rozsdamentes acél Több mérőszámban lekörözte az alumíniumot és sok tulajdonságában túlszárnyalta. Nagyon erős volt, nem rozsdásodott és festés nélkül is szép felszíni képet mutatott. 1912-ben Krupp mutatta be a 18% krómot, 8% nikkelt és alacsony széntartalmú acélt tartalmazó fémet. Eleinte evőeszközöket és díszeket készítettek belőle. |
Amerikában Edward G. Budd,
korábban autó karosszéria formázó,
megvizsgálta a rozsdamentes acélt, és úgy
találta, hogy használatával sokat
könnyíthetne a vasúti kocsikon. Az anyag nem volt
merev, könnyen lehetett préselni, húzni és
hengerelni. A rozsdamentes acél kilencszer volt erősebb, mint a
szénacél, és háromszor erősebb a
Cor-Tennél. Még a nagyon hideg sem változtatta meg
az erősségét és a rugalmasságát. A hagyományos hegesztés gyöngítette az anyagot, de Earl J. W. Ragsdale ezredes, Budd vezető mérnöke feltalálta a ponthegesztést, amikor két lemezt gyorsan nagyon magas hőfokra hevítenek, a lemezek összehegednek, utána lehűtik őket. A hegesztendő elemeket egy ponton 1/60-tól 10/60-ad másodpercre több mint 2500 °C- ra izzítják, majd gyorsan lehűtik. Két 3 mm vastag lemezt kb. 6 mm átmérőjű felülettel hegesztenek össze. A rozsdamentes acél és a ponthegesztés szabad kezet adott a tervezőknek. Andrew Carnegie, acélgyártó nagyiparos szerette mondani: "Az úttörőség nem fizet". A Budd gyár működése bebizonyította, hogy mégis. A rozsdamentes acél testű, ponthegesztett Burlington Zephyr országra szóló siker lett. |
| A
Cor-Ten acél Az alumínium és a rozsdamentes acél a lightweight korszak sztárjai voltak, a Cor-Ten acél pedig az igásló. A United States Steel fejlesztette ki, és 1934-re vált kereskedelmi termékké. Szénacélból, rézből, krómból, szilíciumból és foszforból áll, erős, olcsó és rozsdaálló anyag lett. Könnyű dolgozni vele, és hagyományos módon hegeszthető. A U. S. Steel elsősorban tehervagonokhoz javasolta, de gyorsan alkalmazták személykocsikhoz is. Ma díszítőként, de szerkezeti acélként is alkalmazzák. |
Az olcsó és erős anyag
elterjedt a vasúti kocsik
gyártásában, a lightweight kocsik 2/3-a, kb.
6.500,
Cor-Ten acélból épült. Az első Cor-Ten
acél kocsik között volt az az 50,
mely 1934-35-ben a New Haven vasút számára
épült. Ennek a főleg bejáró
vonatokat járató vasútnak fontos volt a kis kocsi
súly. Az oldallemezek
3/32-ed hüvelykes (2,4 mm-es), a tetőlemezek 1/16 hüvelykes
(1,6 mm-es)
Cor-Ten acélból készültek. A kocsik 54 1/2
ton (53,4 metrikus tonna)
súlya összemérhető volt a legjobb alumínium
vagy rozsdamentes acél
kocsik súlyával, így nagyon megfeleltek a New
Havennek, 1938-ra 200
ilyen személykocsit járatott. |
 A Pullman fő személykocsi gyárában, Chicagóban a New York Central vasút számára készül egy Cor-Ten ülőhelyes kocsi 1941-ben Pullman Neg. 45298, [1]-ből |
 Cor-Ten acél alváz a Pullman kocsigyárában, 1946-ban Pullman Neg. 48169, [1]-ből |
| Az első Cor-Ten kocsik nem
hegesztéssel hanem szegecseléssel készültek.
Így gyártotta az American Car and Foundry a kocsikat a
Baltimore & Ohio Royal Blue
vonata számárat. De egy-két évvel az első
rendelések után mind az American Car, mind a Pullman
áttért a hegesztésre. A hegesztés A kocsigyárak az acél kocsik korszaka kezdetétől gyors, erős és olcsó gyártási módszert kerestek. Eleinte csak a forró szegecses módszer állt rendelkezésre (a tűzön felforrósított szegecset szorosan rákalapálják a két lemezre, és a kihűlésekor nagyon szilárdan összefogja őket). Ez a technika pontosan készített furatokat kívánt, és a kihűlő, de még jó darabig forró szegecsekre figyelni kellett a gyártási láncban. Ez zavaró volt, és drága, a szegecsfejek sora pedig csúnya. Az acél kocsik első éveiben a gáz és a villamos hegesztés gyerekcipőben járt, Néhány vékony tetőlemezt már korán hegesztettek, és 1911-ben hegesztett tehervagon is készült, de ezek inkább kísérletek voltak. A kis súlyú (lightweight) személykocsik korszakáig nem terjedt el a hegesztés vasúti kocsik gyártásában. |
1933-ban a Lincoln Electric Company,
hegesztőkészülékek nagy gyártója,
versenyt hirdetett teljesen hegesztett személykocsi
gyártására. A javasolt kialakítás
nagy súlyú (heavyweight) kocsi volt, fishbelly alvázzal és
a szokásos felszereléssel, és 30% (17 tonna)
súlymegtakarítással. A következő évre
a Frisco vasút két társalgó kocsit
gyártott a Springfield
járműjavítójában, melyeknél 15 tonna
súlycsökkenést értek el. Igazi áttörés azonban hegesztés ügyben a Milwaukee vasút járműgyárában történt. Emögött Karl F. Nystrom, svéd bányamérnök állt, aki fiatal korában érkezett 1905-ben az USÁ-ba. A nagy járműgyárakban megtanulta a hagyományos kocsiépítést, 1922-ben a Milwaukee-hoz ment dolgozni, ahol szakmai élete hátralévő részét töltötte, és a teljesen hegesztett személy- és teherkocsik gyártásának szakértője, sőt, bajnoka lett. 1934-re befejezett egy kis súlyú, hegesztett kocsit, 12 hüvelykes főtartókkal és 4 hüvelykes Z rudakkal, a 80 láb hosszú kocsi csak 48 tonnát nyomott, ami jelentős súlymegtakarítás volt, pedig Nystrom nem is használt semmi különleges acélt, mint például a Cor-Ten. A nagy mellékhelyiségek és a nagy lábhelyes székezés miatt a kocsi 54 utasnak adott helyet. Mint az első áramvonalas kocsik egyikét, kiállították a Century of Progress Expositionön. |
| Nystrom kocsijainak egy váratlan
előnye jelentkezett: a
Milwaukee, hogy megvédje a kocsik alján a
csövezést és a vezetékeket a hegyi
pályáján a
hótól és a jégtől, acél lappal
fedte el őket. Az áramvonalas
kocsialsóval a járműnek nagy sebességnél
kisebb
lett a légellenállása. 1934 és 48 között körülbelül 300 kis súlyú kocsi készült a Milwaukee vasút műhelyeiben. Néhány más vasút is próbálkozott ilyeneket gyártani, de nagy darabszámban csak a Pennsylvania tette ezt. |
Nystrom a Milwaukee-nál
gyártósort
épített fel, automatikus hegesztővel, amely legfeljebb 50
láb (15,2 m)
hosszú darabokat tudott befogadni. A jó tervezés
és gondos gyártás a
kocsikat hosszú életűvé tették, az 1934-ben
gyártott kocsik egy
csoportja 1961-ig futott az Egyesült Államokban, amikor
eladták őket
Mexikónak, ahol a hetvenes években is futottak. |
| A
kis súlyú kocsik biztonsága A vasúti kocsik építésében mindig ellentét volt a súly és a biztonság követelménye között, és ez kihívás volt a legkiválóbb járműtervezők számára is. Az eredmény mindig kompromisszum lett. A teljesen balesetbiztos vasúti kocsi éppúgy lehetetlen, mint a balesetbiztos repülőgép. A tervezők célja az lehetett, hogy a kocsi megvédje az utasokat az ésszerűen várható balesetektől. A fa építés időszakában a kocsik aszerint készültek, hogy a vezető ács hogyan látta elég erősnek. A korai acél kocsik tervezésénél már használtak néhány képletet, de a teljes építés valószínűleg tapasztalati elvek szerint történt. A könnyű építésű kocsik tervezésekor már tudományos elveket használtak, mivel több elem kritikus szerepet töltött be a kocsik szilárdságában. A kis súlyú kocsik futása alatt nagyon kevés olyan baleset történt, ami a kocsiszekrény épségét veszélyeztette, sokkal több volt a futómű meghibásodás és a vasút-közút ütközés, amik az utasok biztonságát nagyon kis mértékben veszélyeztették. |
A könnyű építésű vonatot ért első komoly baleset 1939-ben történt. A nagy sebességgel haladó City of San Francisco motorvonat egy híd előtt a magas töltésen kisiklott, néhány kocsi lezuhant, több pedig a vágányból kilépve a hídnak ütközött. A személyzetből és az utasokból 24-en meghaltak. Nem lehet megmondani, hogy nehéz építésű kocsik mennyire álltak volna ellen a roncsolódásnak. Néhány hónappal később a Pinoeer Zephyr motorvonat 70 - 90 km/h sebesség között frontálisan ütközött egy gőzmozdonnyal, a vonat első 8,4 m-e roncsolódott, az első motorkocsiban lévő motor hátracsúszott a paklikocsiba, ott két alkalmazott meghalt. 38-an sebesültek meg, de utashalál nem történt. E két baleset egyike sem ingatta meg a bizalmat a könnyű építésű kocsikban. A későbbi kocsi tervezésben és gyártásban alkalmazott tudományos, és fejlettebb mérnöki módszerek pedig tovább javították a kocsik biztonságát, és még könnyebbé is tették azokat. |
| Késői
és szokatlan vasúti kocsi tervek A 30-as években a könnyű építésű kocsik az utasok vonaton tartását szolgálták, húsz évvel később a vasutak vezetői új, szokatlan és figyelemfelkeltő kocsi formákkal próbálták növelni az utasszámot. Kis távolságú utazásoknál a közút vonzott el sok utast, nagyobb távolságoknál pedig a repülés. Egyes vasúti innovációk régi sémák ismétlései voltak, "régi bor új palackban". A korábban sikeres könnyű motorvonatok továbbfejlesztése, például a szuperkönnyű és gyors Metroliner sem sikeres, sem utas vonzó nem volt. Az ötvenes évek fejlesztései az articulated vonat, mikor két kocsi egy közös forgóvázon fut; a kétszintes; és a dome, a tető kilátó kocsi. Az articulation régi módszer, akkor veszik elő, ha minden más újítás sikertelen. Elméleti előnyei: . - nagyobb futásjóság, mivel a kocsivégek erősebben kapcsolódnak, - egyszerűbb kocsivég- és peron, - áramvonalasabb kocsibelső, mivel a vonat mintegy csövet képez. |
- súly- és költségmegtakarítás egy-egy forgóváz elhagyása miatt, - ülőhelyszám növekedés egy peron elhagyásával, - rövidebb vonat, ez rövid peronok mellett előnyös, - ívben nincs kocsivég kilógás. Több elméleti előny félrevezető, a gyakorlat nem igazolta őket. A közös forgóváz erősítette a kocsik mozgását, rontva a futásjóságot, míg hagyományos kocsiknál a mozgást felvette az egyéni forgóváz, és legnagyobb kilengése a kocsiperonnak volt. A közös forgóváz nem illeszkedett az amerikai vasútüzemhez, ahol kocsik lekapcsolása a vonatból és mások felvétele mindennapi gyakorlat. Erre megoldás lehetett az egész vonat articulated kialakítása helyett például három kocsis egységek articulated-dé alakítása. A Pressed Steel járműgyár a brooklini metró számára gyártott ilyen egységeket, a Pullman pedig közös forgóvázzal összekapcsolt hálókocsi egységeket készített, a Union Pacific és a Southern Pacific kétkocsis étkező egységeket vásárolt. |
A kétszintes, és a dome, a felső kilátóhelyes kocsik az articulated-nél inkább beváltak az Egyesült Államokban. A kétszintesek a világ más részein is, az 1890-es években az indiai vasút, az East Indian Railway két háromszintes kocsit használt. Az acél alvázas, négytengelyes kocsikban 100 harmadosztályú ülőhely volt. A fennmaradt leírás szerint a kocsik ormótlanok, nehézkesek voltak, több nem készült. Az USÁ-ban 1928-ban Albert E. Hutt szerzett szabadalmat kétszintes kocsira. 1932-ben a Pennsylvania vasút Altoona műhelye gyártott ilyet a Long Island vasútnak. A kihívás nagy volt, mert a kocsinak meg kellett felelnie a Long Island - Manhattan alagút magasság korlátjának. 5 1/2 hüvelyk (140 mm) tetőmagasítással készült a 72 láb (22 m) hosszú kocsi, és 120 ülőhelyes lett. Az alumínium nagy mértékű használatával 36 tonna kocsisúlyt értek el. Az első után még 62 ilyen kocsi készült a Long Island vasút számára. Bár a kocsikban, főleg a csúcsforgalomban, több, korábban álló utas ülhetett le, a közönség nem szerette ezeket a kocsikat, főleg a felső ülések fölötti kis belmagasság miatt, amit viszont a vonal űrszelvénye határolt. |
 A Santa Fe luxus kétszintes személykocsija A Budd Company felvétele [1]-ből A SF vasút 1954-től használt ilyen kocsikat, amik nagyon beváltak a hosszú járatú luxusvonatokban. Az Amtrak 1976-ban ugyanilyen elrendezésű kocsikat rendelt. |
 |
Az emeletes kocsik egyik fajtája a
galériás, ahol a földszinti ülések
fölött egy másik sor ülés van. 1950-ben a
Burlington vasút kapott 85 láb (26 m) hosszú
galériás kocsikat a Budd gyártól. A 61
tonnás járművek legnagyobb magassága a
sínkorona fölött 4,8 m volt. A csak
középajtós kocsikban az utasok keskeny, meredek
csigalépcsőn jutottak föl a galériára.
Végperon nem volt, így a kocsiban 148 ülést
tehettek. Később több más vasút is vett ilyen
kocsikat a chicagói bejáró vonataiba. A Chicago and North Western Railway galériás kocsija Chicago and North Western felvétele [1]-ből A Metra, Chicago bejáró vasútja a villamos vonalán járatott ilyen elrendezésű kocsikat a villamos motorvonatában. 1999-ben ilyen vonatokon utaztam a lakóhelyemtől Chicago belvárosába. A galéria oldalán jegytartó volt, magam is oda tettem a jegyem, miután a kalauz kioktatott, így úgy ment végig a földszinti folyosón, hogy nem is szólt az utasokhoz. Aztán mikor a pályaudvar kijáratánál kérték a jegyem, visszaszaladtam érte. A vonat szerencsére még benn állt, így kijutottam a városba. Ha elvitte volna a vonat a jegyem, újat kellett volna vennem, ki tudja, hogy milyen távolságra. |
||
| A II. világháború
után a vasutak azt kutatták, hogy milyen járművel
vagy vonattal tudnák a legjobban kiszolgálni az utasok
igényeit. Egyik sikeres próbálkozásuk volt
a dome car, a
középen kétszintes, felső kilátós
kocsi. Többen a kupolás caboose kocsit tekintik a dome kocsi elődjének, bár nincs fejlesztési irány kapcsolat a kettő között. Magas kilátós személykocsi már az 1880-as évek elején járt a Burlington vasúton. Az akkor birdcage car-nak (madárkalicka kocsinak) hívott kocsi terjedését az gátolta, hogy sok alagútban és hóvédő tető alatt nem fért el. Az elrendezést el is felejtették a vasutak. Az 1940-es évek közepén aztán Cy R. Osborn, a General Motors Corporation egyik főnöke egy dízelmozdony vezetőállásán utazott, és meglátta a különbséget aközött, amit egy vasúti kocsi ablakából látott a tájból, és amit a mozdony magas vezetőállásából, és arra gondolt, hogy ezt az utasoknak is lehetővé kellene tenni, nem csak a mozdonyszemélyzetnek. A GM mérnökei megtervezték az Astra Liner kocsit, amit be is mutattak az 1945 tavaszi vasúti kiállításon. Ott leginkább Buddnak, a Burlington vasút elnökének a figyelmét keltette föl. Mivel akkor a vasútnak reménye sem volt új kocsi beszerzésére, ezért meglévő, rozsdamentes acél kocsit építtetett át a vasút Chicagóhoz közeli, Aurora-beli műhelyében. |
 Ezt a Silver Terrace nevű dome kocsit 1952-ben építette a Budd a Burlington számára A Budd Company képe [1]-ből  A dome kocsi 1945-ben jelent meg az amerikai vasutakon, hogy az utasoknak jobb kilátást biztosítson a vidékre. Az ilyen kocsik nagyon népszerűek lettek Amerika nyugati részén Rajz a Railway Age 1947. október 11-i számában, [1]-ből |
| A dome kocsi alacsony padlót
kívánt volna, de a meglévő kocsi és
alváz ezt nem tette lehetővé. Egyéb
kompromisszumokat is kötniük kellett, például a
háborús ellátási korlátozások
miatt az ablakokba íves üveg nem volt elérhető. A
dómban a belmagasság ülő utasok
számára volt elegendő, ezért oda
üléseket tettek, az oldalablakok felé
fordítva. A dome kocsik akkor szokatlan látványt nyújtottak, ezt Budd-ék nagyobb kényelemmel kompenzálták: a dupla oldalfalak közötti légréteg jobb hőszigetelést nyújtott, és a dómba nagyon kényelmes 24 ülést tettek (az alsó részben 34 ülés volt). A Silver Dome kocsi hamar, 1945 júliusában szolgálatba állt. Az utazóközönségnek nagyon tetszett a dome kialakítás, ilyen kocsiban látta a nagy távolságú utazásokra szolgáló vonatok jövőjét, így Budd vasútja 40 új dome kocsit rendelt. A Silver Dome szolgálatba állása után kevéssel szimpóziumot rendeztek a vasút fejlesztésének irányáról, és ezen kevés szó esett olyan újdonságokról, mint a dome kocsi, nagyrészt azért, mert az ehhez szükséges magas úrszelvény miatt a keleti vasutak nagy részén nem járhatott volna. A Chicagótól nyugatra járó vasutak viszont vették az ilyen kocsikat, mert utasvonzó volt, és a hosszú vasúti utazáson részt vevők számára az úton változatosságot nyújtott. |
Ráérezve az igényre,
a Pullman 1947-re négy dome kocsit készített a G.
M. Train of Tomorrow -ba (a
holnap vonatába). Sok sajtómenet, és az
1948-as és 49-es chicagói Railroad Fair után a UP
megvette őket, Portland és Seattle között
jártak. Aztán több más vasút is vett
ilyen kocsikat. A dome kocsik sikere oda vezetett, hogy a rövid dómot meghosszabítsák, a kocsi teljes hosszában. (Ez hasonlít ahhoz, ahogy a Boeing 747-esének, a Jumbónak a rövid felső szintjét kiterjesztették a sárkány teljes hosszára, létrehozva az A380-as, Super Jumbót.) A superdome kocsi elkészítésével létrehozták a legnagyobb akkori, mindennapi közlekedésre gyártott szárazföldi járművet. Az első superdome, 112 tonnás óriás 1952-re készült el. A Pullman 10 ilyen kocsit készített a Milwaukee vasútnak, Sky Top néven, egyenként 320 ezer USA dollárért. A felső térben 68, lenn 28 ülés volt. A magas súlypontú, "fejnehéz" kocsi egyedi, 3-3 tengelyes forgóvázakat és különlegesen erős rugókat kívánt. Az óriási, 625 négyzetláb üvegfelület a szokásosnál erősebb, 16 tonnás légkondicionálót igényelt, saját dízel generátorral. |
 A Milwaukee vasút superdome kocsija azt mutatja, hogy mit okoz, amikor egy jó fejlesztés túl messze megy Pullman Neg. 62835 [1]-ből |
 A Milwaukee vasút superdome kocsija felsőrészének belseje Pullman Neg. 62840 [1]-ből |
| Miután forgalomba álltak, a
super dome kocsik kevésbé sikereseknek bizonyultak, mint
kisebb elődeik. Az előre látást az ülések mély elhelyezése
korlátozta, és a kocsik keményen futottak. A
Milwaukee-nál a 10-ből 6 kocsi az Olympian Hiawatha expresszben,
Chicago és a nyugati part között járt,
míg a vasút 1961-ben fel nem adta ezt az
útvonalat. Ekkor ezt a hatot eladták a Canadian
Nationalnek. A maradék négy a Chicago - Twin Cities
vonalon járt, míg el nem adták az Amtrak-nek. |
A hátrányai ellenére
a superdome
kocsifajta elég vonzó volt, hogy más vasutak is
másolják. A Santa Fe
1954-ben tizennégy ilyen kocsit vett a Buddtól, a Great
Northern pedig
hatot 1955-ben. Ezek rozsdamentes acél anyaga a súlyukat
96 tonnára
csökkentette. A Santa Fe kocsikat az Auto Trainbe adták el
1971-ben. 1958-ra 234 dome kocsi járt az Amtrak vonataiban. Bár nem tudták megfordítani az utasszám csökkenést, a háború utáni állomány legkeresettebb kocsijai lettek. |
| Szabványosítás
az amerikai vasúton Ha folyamatában tekintjük az amerikai személykocsik fejlődését, azt látjuk, hogy a részletek változtak, de az építés anyagai és módszerei, a kocsik kialakítása és teljes mérete, a belső elrendezése egy időszakon belül hasonló volt az egymást követő kocsiknál. Bizonyos szemszögből hívhatjuk ezt szabványosításnak. Sok vasúti szakember és műszaki iratok szerzői félreértették az 1880-as, a vasúti mozdonygyártás szabványosításáról szóló Census Reportot, ami azt várta el, hogy a mozdonyalkatrészeket olyan méretre és formára gyártsák, hogy azok a mozdonytípusok között csereszabatosak legyenek. Sokakat félrevezetett az, hogy nézték a vasúti járművek elrendezési rajzait, melyek az egyes típusok között azonosak, vagy nagyon hasonlóak voltak. De Ford T modell nincs a vasúton, kivéve talán néhány tehervagon típust. Néhány száz azonos vasúti jármű már figyelemre méltó mennyiség, az ezres szám pedig nagyon ritka. A szabványosítás másik félreértelmezése az, amikor azt várják el a járműgyáraktól, hogy azonos másolatokat készítsenek. Ez az ipar néhány más termékénél elképzelhető, de a vasúti kocsiknál nem, mivel ez a gyártási mód megölné a fejlesztést, az innovációt ezeknél az összetett termékeknél. A szabványosítás kívánatos, sőt kötelező szintje az, amit az Association of American Railroads (az amerikai vasutak szövetsége, A. A. R.) ért el, több általános szabvány, melyet minden amerikai vasúti kocsinak ki kell elégítenie. |
Az A. A. R. specifikációi mind a tervezőnek, mind a vevőnek több lehetőséget hagynak. Ezek a specifikációk jó kompromisszumot teremtenek az egyéni tervezés és a tömeggyártás között. (A nyugati mozdonygyártásban azért sem lehetséges azonos méretű fődarabok, alkatrészek gyártása, mert a járműveket több, egymással éles konkurenciaharcban álló gyárak készítették. A mozdonyalkatrészek mérete, a mozdony elrendezése, de néha még a működési elve is a mozdony megjelenéséig szigorú ipari titok volt, lásd a brit LNER vasútnak az építése alatt Hush-hush (pszt, csitt) fedőnevű, nagynyomású kazános mozdonyát. A szerző ) A személykocsik szabványosításának fő akadálya a vasutak rivalizálása, melyek kocsijaik egyéni kialakításával próbáltak utasokat vonzani a vonataikra. Az egyéni (azaz nem szabványos), így utasvonzó forma, elrendezés vagy működés volt a vasutak járműtervezőinek a célja. A többé-kevésbé azonos alap konstrukcióra annyira egyéni felépítést terveztek, amennyire csak lehetséges és célszerű volt. A kormány 1918-tól kezdve vett részt az amerikai vasutak szabványosításában. A világháborús erőfeszítést segítendő az USRA (Világvasutai: Az amerikai vasutak az I. világháborúban) 12 jó gőzmozdonytervet készített, a mozdonygyárak ezek alapján a mozdonyokat azonos méretben gyártották, a vasutak pedig használták. |
| Az USRA mozdony- és tehervagon
tervek mellett készített ilyeneket személykocsikra
és személykocsi-szerű kiszolgáló kocsikra,
mint paklikocsi, postakocsi, stb. Viszonylag kevés ilyen
készült az I. világháború alatt,
úgy látták, hogy a meglévő
kocsiállomány elegendő lesz. A vasúti kocsigyártóknak viszont komoly érdekük volt a szabványosítás, de a kocsik rendelésre készültek, és mivel nem voltak futószalagon gyártott termékek, a gyártók nehezen tudták (volna) rákényszeríteni a vásárlóikra a meglévő formáikat és méretű járműveket. A Railway Age írta: "ez a piac nem szabványos", és kevés remény volt a szabványosítására. (Ahol azonban az eltérő méret az iparág működésében komoly nehézségeket okozott volna, nagyon korán létrejött a szabványosítás, mint a nyomtávolságban, a kapcsoló készülékekben és a fékcsatlakozásokban. A II. világháború alatt pedig két ország, az USA és Kanada összesen négy mozdonygyára gyártott az európai frontra 1/128-ad hüvelyk pontosságig azonos méretű gőzösöket, mint a mi Trumanunk. A szerző) A kocsivásárlók igényei rettenet volt a gyártók számára, 1945 és 50 között 3.781 kocsi készült, 424 különböző alaprajzzal. Ebben az időszakban az A. C. F. St. Charles-i kocsigyára Missouriban 19 vasúttól kapott rendelést 98 vonatra, összesen 460 kocsira, 22 különböző típussal és nyolc gyártási módszerrel, a szegecselt szénacéltól az alumíniumig. Egy kocsitípus 500-tól 2500 tervrajzot igényelt. A változatosság hatása a költségre és a gyártási időre nyilvánvaló. |
Az évek során a
gyártók udvariasan egy gyártásban
lévő modell felé terelték a
vásárlókat. A 20-as években a Bradley
kocsigyár műszaki főnöke, Charles E. Barba javasolt
íves tetejű kocsit, huszonöt évvel később az
A. C. F. gépészeti főnöke szabványos
alaprajzot és alkatrészkészletet
kínált, amit egyedül a Budd vett át a Pioneer
III prototípusához. A nagy vasutak bizonyos mértékű szabványosítást alakítottak ki a maguk gyártotta járművekre, mint a Pennsylvania és a New Haven. A legnagyobb amerikai kocsigyár, a Pullman a szabványosítás felé küzdött, mégis az egyes korszakokban vad változatosságban gyártott eltérő alaprajzú, ablak méretű és elrendezésű kocsikat. A Pullman 1945-ös, Catalog of Materials and Supplies kiadványa több mint 600 oldalon mutatja be a 8.600 kocsiját és az alkatrészeiket. Azt gondolhatnánk, hogy a szabványosítás komoly költségmegtakarítást okoz. Paul Kiefer, a New York Central vasút vezető mérnöke szerint nem nagyot. Mivel ott évente kevés személykocsit vettek/készítettek, a szabványosítás elhanyagolható megtakarítást okozott (volna). Kiefer szerint ilyen szempontból jelentősebb tényező a nagy darabszámú rendelés, és a gondos tervezés, aztán pedig az ellenállás a gyártás közbeni változtatás igényének. |
| Az Association of American Railroads
gépészeti osztálya 1950-ben
megpróbálta a személykocsik terveit
szabványosítani. A kocsigyárak által
alapított American Railway Car Institute
tanulmányára támaszkodva 19 alaprajzot fogadott el: 4 ülőhelyes kocsiét, 3
ülőhelyes és másmilyennel kombináltét,
3 szalonkocsiét, 1 (!) étkezőkocsiét, 1
étkező és társalgó kocsiét és
7 pakli és ezzel kombinált kocsiét.
Hálókocsi alaprajzot nem tudott elfogadni. |
1971-ben lehetségesnek
látszott, hogy
az Amtrak, mint egyedüli távolsági
személyszállító Amerikában befejezi
azt a szabványosítási munkát, amit a
magánvasutak sosem tudtak, de ez
nem történt meg. Az Amtrak máig vesz egy- és
kétszintes
személykocsikat. Nagy országban, ahol az
űrszelvény sem egységes, ez
nem is lehet másként. |
|
|