C(s)ak könnyedén! A MÁV Cak/Bak könnyített kivitelű személykocsijai
1942. Nem az az év, amiben Magyarországot egy nyersanyagokban dúskáló országként mutathatnánk be. Helyesebben; a revíziós politika eredményeképpen visszakerültek olyan területek, amelyek nyersanyagok tekintetében bőségben voltak, de a háború, na meg éppen a visszatért területek felzárkóztatása mégis rengeteg erőforrást lekötött. De a felzárkóztatás része volt a közlekedési infrastruktúra fejlesztése is – különös tekintettel a vasútra!
Borítóképen: A MÁV-nak átadott Cak mintakocsi – 1942
Arról mér nem is beszélve, hogy a vasút igen fontos szerepet töltött be a háború során is. Ezek a tényezők magyarázzák, hogy Darányi Kálmán miniszterelnök által meghirdetett Győri Program – ami az ország védelmi képességének fokozására volt hivatott – új lehetőségeket nyitott a vasút fejlesztésére.
Ekkoriban épült meg a Szeretfalva-Déda vasútvonal is:
De ennek a kornak a terméke a Székely-motorvonat és a Hargita is:
És itt érnek össze a szálak. A Hargita motorvonatról szóló cikkben említésre került a Szellem, azaz a MÁV 242, ami 1936-ra készült el, és igen jól sikerült mozdony volt, na meg a többi, szintén kiváló minőségű gőzmozdony, amelyek a személyszállításban az általuk vontatott kocsikkal teljesítették fuvarfeladataikat.
A motorvonatok – jobb súly/lóerő arány okán – könnyűépítésűek voltak, és a ’40-es évek elejére leszállított 300 könnyű acélszerkezetű kocsit gyártott a világ számos megrendelője számára, melyek bizonyították a Ganz motorkocsik építésében úttörő munkájának köszönhetően épült egységek minőségét és tartósságát.
Az utasszámot ugyanis nem csak a mozdonyok erejének növelésével lehet növelni, hanem a vontatott kocsik tömegének csökkentésével is!
Igen ám, de korábban úgy gondolták, hogy a személykocsikat minél nagyobb, 45-50 tonna önsúlyra kell építeni, mert csak az ilyen nagytömegű kocsi járhat nyugodtan, és csak ez lehet alkalmas arra, hogy – tömegénél fogva! – a pálya egyenetlenségéből fakadó lökéseket a rugózása kiegyenlítse. Nem is beszélve arról, hogy a nagy tömeget az ütközésbiztonság egyik zálogának tartották.
A Ganz első kettő, könnyűépítésű, Árpád típusú sínautóbusza már 1934-ben leszállításra került, és az ezekkel szerzett tapasztalatok meggyőzték a MÁV-ot!
Meggyőzték, hogy nem feltétlenül kell 45-50 tonnás kocsikat építeni, sokkal inkább a megfelelő kocsiszerkesztés a lényeg. Erről pedig a tapasztalat és Jób Imre, a Ganz kocsiszerkesztési osztályának a Mérnökegyletben tartott előadása is meggyőzhette a szakembereket.
Ennek eredményeképpen 1940-ben a MÁV megrendelt a Ganztól egy-egy II., illetve III. osztályú könnyű, forgóvázas, acélvázas kocsi mintadarabját.
A Ganznál azonban nem csak a súly terén értek el kiváló eredményeket, a jobb teljesítmény-kihasználás, avagy a kedvezőbb fogyasztás érdekében áramlástani vizsgálatokat is végeztek, ennek pedig egyenes következménye volt, hogy az addig a lépcsőknél beugró részt kiiktatták, méghozzá azzal, hogy az ajtók az oldalsíkra kerültek, ehhez azonban akkor különlegesnek számító lépcsőmegoldáshoz folyamodtak.
A Ganz tehát a súly mellett a légellenállásra is ügyelt, így szinte teljesen sík oldalfalakat kaptak a kocsik.
Ezen túlmenően az oldal és tetőburkolatot a kocsik homlokfalán túl meghosszabbították. Ha a kocsikat oldalról nézzük, ez nemigen tűnik fel, de az ajtók utáni homlokfalon túl volt egy üreges rész. Amit látunk, az nem más, mint hogy a kocsik látható végei igen közel vannak egymáshoz, ami csökkentette a turbulenciát, ezzel pedig a légellenállást.
A kocsik biztonságára is ügyeltek, ezért a szerkezeti szilárdságot méretezték, hogy ütközőnként 50 t nyomóerővel és 120 km/ó sebességnek megfelelő dinamikus hatással számoltak!
A nemzetközi forgalomra is alkalmas, RIC szabványú félnehéz kocsik (ABa 2521 és Ca 5851) 1944 márciusban készültek el. A politikai és katonai helyzet alakulása miatt a kocsitípusok sorozatgyártására már nem kerülhetett sor, így most ezekkel nem foglalkozunk.
Az addigi RIC szabványú nehéz Ca kocsik 45 tonnát nyomtak, tehát az új, immár könnyebb szerkezetű kocsi, a Cak 23,5 százalékkal volt könnyebb, miközben azonos, vagy magasabb biztonsági szintet értek el!
Még a II. osztályú – ezért a több válaszfal elhelyezése miatt nehezebb – Bak súlya is még 15 százalékkal volt alacsonyabb súlyú, mint a III. osztályú, 1944-ben elkészült Ca, de ami igazán fontos, az nem más, mint hogy a hasonló elvek alapján épített vasúti kocsik közül nemzetközi szinten is kiemelkedő voltak ezek a kocsik. Ennek bemutatására készült az alábbi tábla:
Miért kiemelkedő adatok ezek? Nos, az igaz ugyan, hogy a Ganz kocsija a legnehezebb, de a leghosszabb is, így aztán a kocsi egy ülőhelyre eső tömege a legkisebb értéket adja!
De mi kellett ehhez? Nagyon fontos feltétele volt a könnyű kocsik építésének az 1930-as évek elején kifejlődött villamos ívhegesztés, melyet először a hidak építésénél alkalmaztak. Szintén a hidaknál alkalmazták a nagyszilárdságú ötvözött acélokat, amit a kocsiépítés is átvett. Azelőtt bizony a tervezőknek igazodniuk kellett a hengerművek profilkönyvéhez: lényeges feltétel volt, hogy a választott profil köthető, szegecselhető legyen, tehát megfelelően széles szárakkal és falvastagsággal bírjon.
Ezek a szempontok a legtöbb esetben már nyilvánvalóan olyan méreteket adtak, hogy a felhasználandó profil többet bírt, mint amennyit valójában el akartak érni.
Ez pedig rettenetes súlyt jelentett… Akkor azonban, amikor megjelentek az ötvözött, jó minőségű acélok, melyek alkalmasak voltak vasúti kocsik építésére is, és a szegecselés helyett bevezették az ívhegesztést, a tervezők áttértek a jóval könnyebb, lemezekből hajlított profiokra, és a tervezés során a fellépő erőkből és a megengedhető igénybevételből indultak ki!
Ez annyit tett, hogy a szerkezetek súlyát immár az igénybevétel határozta meg, ugyanakkor a légellenállás csökkentésének igénye, valamint az ütközésbiztonság növelése természetesen a súly csökkentése ellen hatott. Ezeket azonban megfelelő szerkesztéssel, a geometria megfelelő megválasztásával ezekben sz időkben már jól lehetett kezelni.
A Cak esetében figyelemreméltó, hogy nem az alváz (3,1 tonna), és nem is a szekrényváz és burkolata (4,8 tonna) voltak a legsúlyosabb elemek, hanem a forgóvázak (fékkel, dinamó nélkül: 9,6 tonna), illetve a belső berendezés (padló, falak, ülések, WC stb.: 9,2 tonna). A forgóvázakra különös gondot fordítottak, mert a könnyebb kocsik esetében nehezebb volt jó futási tulajdonságokat elérni.
Bár a legsúlyosabb elemek, de a forgóvázak esetében is ügyeltek a súlycsökkentésre: ennek érdekében 6 és 8 mm vastag acéllemezekből villamosan hegesztve szekrényes kiképzéssel készültek a forgóváz hossztartói. Függőleges középsíkjuk egybeesett a tengelycsapközepeken keresztülfektetett függőleges síkkal. Ez egyúttal az erőátadás síkja is: ebben voltak a csapágy- és himbarugók.
Az elrendezésből adódóan a forgóváz hossztartói függőleges terhelésből eredően nem kapnak csavarást, ami a méretezésben kedvezően éreztette hatását.
A kereszttartókat is a hossztartókkal azonos anyagból készítették el. A hossztartókra hegesztéssel erősítették fel a csapágyvillákat. A kocsi acélöntésű csapágytokokban elhelyezett beálló görgőscsapágyakon nyugodott. A görgős csapágyak SKF-rendszerűek voltak, melyek alkalmazása elsősorban indításkor és kis sebességnél a csapágyveszteség lényeges csökkenését eredményezte.
A kerékpárok nehéz kivitelűek, sajtolt-hengerelt kerékvázakkal és Bork-gyűrűvel megerősített, futókörben mért 71 mm vastag acélabronccsal. A kopások csökkentésére az abroncs 90-100 kg/mm² szilárdságú magánacélból készült. De még itt is figyeltek a súlyra: A futókörátmérő 920 mm volt az akkor szokásos 1020 mm átmérővel szemben, így a nehéz kivitel dacára is jelentős súlycsökkenést értek el.
A jó futáshoz tartozik a jó rugózás is. A csapágytok alsó részére felfüggesztett rövid himba (kétkarú emelő) végein lévő rugótányérokra feküdt az egymásba helyezett 2-2 csavarrugó, amelyek a forgóvázkeretet hordták. A csavarrugók felett gumialátéteket építettek be hangtompítás céljából.
A kocsi kedvező futási tulajdonságainak fokozásának is szerepe volt abban, hogy a korábban megszokott 2500 mm-es tengelytávolságot a Cak esetében 2950 mm-re vették.
A súlycsökkentést szolgálta, hogy a hosszú két- és négytengelyű kocsiknál használatos kiegyenlítő ütközőkészülék helyett új típusú, nem kiegyenlítős ütközőkészülékkel szerelték fel a kocsit, ami kocsinként kb. 600 kg súlymegtakarítást jelentett.
A kocsi alváza, hosszfalai és tetőzete egységes szerkezetként lettek megalkotva. Az alváz és tetőszerkezet alkotja az alsó és felső övét, a hosszfalak a gerinceket. Ez a tartószerkezet hordja a szekrény saját súlyát és terhét. Az átlós tartókkal kimerevített alváz és a vaslemeztetőzet biztosítja a kocsiszekrény merevségét az oldalirányú erőkkel szemben, a keresztirányú lengések kiküszöbölésére, illetve csökkentésére 2 mm vastag lemezből hajlított U-alakú átlós merevítőket is beépítettek.
A kereszttartók a válaszfalak, ill. az utastermekben az ikerülések középvonala alatt voltak elhelyezve, a hosszmerevítők 80 mm-es U idomvasak voltak.
A szekrényváz tető keretet két szögvasból volt összehegesztve s egyik kocsi-homloktól a másik kocsi-homlokig fut a kocsi külső vonalát követve. Az ablakok és ajtók két oldalán elhelyezett függőleges ablak- és ajtó oszlopok 2,5 és 3 mm vastag lemezből U-alakra sajtolva készültek s a tetőkerettől a hossztartó alsó éléig kerültek beépítésre.
Az oldalfalon az ablakok alatt a bejáróajtók közti kocsihosszon, kívül 3 mm vastag domború díszléc futott végig, ezenkívül vele egy magasságban az egyes ablakoszlopok között is vannak 3 mm vastag lemezből hajlított vízszintes merevítők, amelyek a külső díszléccel együtt alkották az ablak alatti övet.
A dongaajkú tető ugyancsak a szekrényszerkezet teherviselő része volt. A tetőbordák 2 db könnyű szögvasból vannak összehegesztve U-alakúvá. A sűrűn elhelyezett tetőbordák és tetőhosszmerevítők alaposan kimerevítették a tetőt, így nemcsak a függőleges terhelések viselésében, hanem a vízszintes erők átvitelében is részt vett. Ezen kívül a sűrű kimerevítés megakadályozta a tetőlemez rezgését.
A jó méretezért az utólagos mérések is visszaigazolták: 19.8000 kg terhelésnél a hossztartó lehajlása a kocsiközépen a szakaszoldalon 2 mm, míg a folyosó oldalán 1,5 mm volt, szemben a német belföldi könnyű kocsival, ami 18.500 kg terhelésnél ugyanazon a ponton 3,5 mm lehajlást mutatott a hossztartón, pedig a német kocsi főkereszttartó távolsága csak 14,27 m volt szemben a Cak 15,2 méterével.
Az ajtók mérete az akkor szokásos 70 cm helyett 80 cm volt, de a súlyra itt is figyeltek, hiszen az ajtók könnyűfémből készültek.
A kocsi belső berendezésének jellemzői, hogy a hossz- és keresztirányú válaszfal keményfakeretre erősített 6 mm vastag enyvezett falemezburkolattal készült, 25 mm vastagságban, a WC és az utasterem közti válaszfalakat acélból sajtolt hullámlemez és arra kétoldalt erősített 5-5 mm vastag enyvezett falemez alkotta 30 mm teljes vastagságban.
A hosszfalakat és a homlokot belül 6 mm, a mennyezetet 4 mm vastag enyvezett falemezzel burkolták, a párkány és saroklécek, valamint az ablaktokok jávorfából készültek. A fedőlécek nagyrésze könnyűfémből volt. A mintakocsi padlószerkezetének alapja 24 mm vastag stabillemez (2 furnérréteg közé foglalt puhafalécek alkalmazásával készült enyvezett falemez), erre 10 mm vastag parafaréteg, majd 1.4 mm vastag papíroslemez, legfelül pedig 3.5 mm vastag linóleum került. A padló egész alsó felülete műselyem-pehelyréteggel lett lefújva.
Az ablakok szintén könnyűfémből készültek, az ablakok leereszthetők voltak, a tokokban bársonyban futottak a szigetelés miatt, valamint a zörgés megakadályozására.
A párnázott ülések lábai és keretei vékony lemezből, és hajlított tartókból készült, egy ikerülés fémszerkezete mindössze 25 kg volt. Az ülőlap és a háttámla lószőrpárnázással volt ellátva, és piros színű marhabőr bevonatot kapott. Az ülések felett elhelyezett poggyásztartókat szintén vékony lemezből alakították ki, egy-egy oszloppal erősítve. A próbák során 650 kg terhelést is kibírtak deformálódás nélkül!
Miután sok helyen alkalmaztak könnyűfémet, ahol vassal találkozó felületek voltak, ott lakkréteggel látták el a korrózió megelőzése érdekében.
A fűtés alváz alatti részeit illetően nem történt változás a korábbi típusú kocsikhoz képest, ugyanakkor a kocsi belsejében könnyített kivitelű, vékonyfalú, réztartalma következtében nehezen rozsdásodó acéllemezből hegesztett csövekből álltak. Szintén könnyűfémet alkalmaztak a fűtőtestek burkolására is. Hőszigetelőként a külső lemezburkolat és a belső falburkolat között alfolt alkalmaztak.
A fékberendezés kialakítását a nemzetközi szabványoknak megfelelően alakították ki, de az alacsonyabb súly miatt kisebbre méretezhették a fékhengert, a fékemeltyűt, illetve a fékháromszögeket és a fékrudazatot is.
Világításcéljára akkumulátor-telep és az azzal párhuzamosan kapcsolt kardántengelyhajtású, könnyű szerkezetű 2600 W teljesítményű dinamó szolgált.
A Bak alapvető szerkezeti elemei, méretei azonosak voltak, jelentős különség csak a belső elrendezésben volt, itt ugyanis a Cak-nál alkalmazott első és hátsó termes kialakítás közé ékelt három középső fülke helyett végig fülkés megoldást választottak, melyeket az egyik oldalon folyosón lehetett megközelíteni.
Bár a MÁV összesen 200 kocsi megrendeléséről döntött, és azokat ténylegesen meg is rendelte a Ganztól, illetve a Magyar Wagon- és Gépgyártól, azonban a Ganz 1944 közepéig összesen csak 25 darab Cak kocsit tudott átadni, Győrben pedig a Bak sorozatgyártása meg sem kezdődött.
