Alat perangkai

Alat perangkai adalah mekanisme yang dipasang di ujung bakal pelanting (sarana perkeretaapian), yang berfungsi untuk merangkaikan sarana menjadi sebuah rangkaian kereta api. Sepanjang sejarah perkeretaapian, berbagai desain dan jenis alat perangkai telah dikembangkan di seluruh dunia. Pertimbangan desain utama mencakup kekuatan, keandalan, penanganan yang mudah dan efisien, serta keselamatan. Perangkai otomatis mengunci saat kereta didorong bersamaan. Alat perangkai tidak hanya menyediakan sambungan mekanis, tetapi juga digunakan untuk menyambung selang rem dan kabel kelistrikan kereta api.

Perangkai Janney

Penamaan

Alat perangkai yang kompatibel sering kali dinisbatkan sesuai merek, nama tempat, atau julukan, yang dapat membuat deskripsi desain standar atau tipikal menjadi membingungkan. Dimensi dan peringkat yang disebutkan dalam artikel ini biasanya merupakan komponen dan sistem nominal atau tipikal, meskipun standar dan praktiknya juga sangat bervariasi menurut perkeretaapian, wilayah, dan zaman.

Jenis

Setiap negara dapat menggunakan standar alat perangkai yang khas. Jalur kereta api di Amerika Utara dan Tiongkok menggunakan perangkai Janney, jalur kereta api di bekas Uni Soviet menggunakan perangkai SA3, dan jalur kereta api di Eropa menggunakan boper. Tantangan dapat muncul ketika merangkaikan bakal pelanting dengan alat perangkai yang berbeda. Penggunaan adaptor alat perangkai digunakan untuk menangani masalah ini.

Adapun berbagai jenis perangkai yang sedang atau pernah digunakan dalam perkeretaapian antara lain:

• Boper rantai, sepasang rantai dengan tiga mata menghubungkan pengait pada sarana yang bersebelahan. Sambungan ini mengikuti praktik trem lawas tetapi dibuat lebih teratur. Sepasang boper dipasang pada sasis untuk beban tumbukan, saat kereta akan didekati lokomotif yang akan dirangkaikan. Alat perangkai semacam ini masih tersebar luas di Eropa Barat dan Tengah serta di sebagian Afrika Utara, Timur Tengah, dan Asia Selatan.
• Perangkai pasak gelang, berupa gelang yang dipasang pada boper, yang dirangkaikan ke kereta lainnya dengan menempatkannya pada pasak. Banyak digunakan di perkeretaapian sebelum diciptakannya perangkai Janney. Setelah ditemukannya perangkai tersebut, perangkai gelang dan pasak masih dilestarikan di jalur kereta api kehutanan. Meskipun pada prinsipnya sederhana, sistem ini mengalami kekurangan terkait standardisasi mengenai ukuran dan tinggi gelang maupun pasak.
  • Perangkai Johnston, pengembangan dari perangkai pasak gelang, diperkenalkan pada tahun 1873 dan pengoperasiannya serupa dan kompatibel dengan perangkai pasak-gelang, permukaan bopernya membulat mirip lonceng.
• Boper tengah, biasa digunakan pada jalur sepur sempit dengan jari-jari lengkung kecil. Dengan menukar perangkat penarik dan pendorong, boper standar yang digunakan kereta sepur standar diubah menjadi boper tengah dengan sekrup di kedua sisinya. Perangkai sekrup dihubungkan ke tuas yang dapat berputar pada batang boper tengah, memungkinkan distribusi gaya traksi yang merata antara kedua sekrup perangkai.
• Perangkai Albert, dikembangkan oleh Karl Albert, pada tahun 1921. Perangkai ini berbentuk kunci dan slot dengan dua pasak, yang didorong bersama-sama kemudian dipasang satu pasak, lalu ditarik lagi untuk memasang pasakberikutnya. Operasi ini membutuhkan sedikit teknik langsiran. Karena didesain satu kesatuan, hanya sedikit suara tumbukan yang mungkin terjadi. Sistem ini menjadi cukup populer karena dipakai di trem dan sepur sempit. Selama tahun 1960-an sebagian besar trem perkotaan menggantinya dengan perangkai otomatis. Namun bahkan pada kendaraan modern, perangkai Albert dipasang sebagai perangkai darurat untuk menarik kendaraan yang rusak.
• Perangkai Miller, dikembangkan untuk mengganti perangkai pasak gelang untuk kereta penumpang di Amerika Utara pada akhir abad ke-19, yang mencakup perangkat pengait. Perangkai ini digunakan selama beberapa dekade sebelum digantikan oleh perangkai Janney.
• Perangkai ganco, terdiri dari boper tengah dengan ganco yang dimasukkan ke dalam slot di boper tengah. Terdapat kait pengaman berbentuk U pada penyangga berseberangan yang dibalikkan di atas pengait untuk mengamankannya. Alat pengaman juga dapat berupa rantai dengan beban berbentuk bola di ujungnya yang dipasang di atas pengait untuk menahannya di tempat.
• Perangkai otomatis, jenis alat perangkai yang otomatis akan mengunci satu sama lain saat kereta akan dirangkaikan.
  • Perangkai Janney, dikenal juga sebagai perangkai MCB/AAR, juga dijuluki sebagai "perangkai buku jari" (knuckle coupler). dinisbatkan kepada penemunya, Eli H. Janney, yang menerima paten pada tahun 1873 (U.S. Patent 138.405).
  • Perangkai Henricot adalah variasi dari perangkai Janney, yang diperkenalkan oleh rekayasawan Belgia Émile Henricot dari Court-Saint-Étienne. Ini digunakan pada KRL tertentu dari NMBS/SNCB, termasuk KRL NMBS 75.
  • Perangkai Willison/SA3, dikembangkan di AS pada tahun 1916 untuk menjawab masalah yang ada pada perangkai Janney. Prinsip kerja yang sama dengan perangkai AAR tetapi kedua tipe tersebut tidak kompatibel. Pertama kali diperkenalkan di Uni Soviet pada tahun 1932 berdasarkan paten Inggris dan sejak itu telah digunakan di seluruh jalur KA dengan sepur 1.520 mm (4 ft 11+27⁄32 in), termasuk Mongolia. Lokomotif Finlandia menggunakan perangkai Unilink yang dapat dirangkaikan dengan perangkai UIC di bakal pelanting Finlandia dan perangkai SA3 di bakal pelanting Rusia,
  • Perangkai ABC (Automatic Buffing Contact), dikembangkan oleh J.T. Jepson, dipatenkan di Britania Raya pada tahun 1906 dan diproduksi oleh ABC Coupler and Engineering Company Limited di sebuah pabrik di Wolverhampton. Perangkai ini berupa belenggu yang menonjol dari boper tengah yang dikaitkan pada pengait di boper lain. Belenggu yang tidak terpasang pada perangkai yang berseberangan ditumpu pada belenggu yang terpasang. Untuk melepaskan perangkai ABC, belenggu yang tidak terpasang diangkat, sehingga menggerakkan tuas untuk melepaskan kait belenggu yang terpasang sehingga melepaskan perangkai. Perangkai ini terutama digunakan pada jalur kereta api sempit di koloni Inggris, seperti misalnya KA ringan Bauchi di Nigeria, Sri Lanka, Honduras, atau Kalka-Shimla di India.
  • Perangkai Stearns-Ward, ditemukan oleh Robert B. Stearns dan Frank D. Ward, yang bersama-sama mematenkan US 737673  "Car-coupling." tahun 1903. Digunakan pada kereta api rel layang serta diperkenalkan di Chicago saat peralihan abad. Pertama kali digunakan pada Northwestern Elevated Railroad 1902. Tiga tahun berikutnya, diperkenalkan di Jalur Lingkar (kelak menjadi bagian dari London Underground). Perangkai ini menjadi standar di London Underground tahun 1936, sebelum diganti dengan perangkai Wedglock.
• Perangkai serba guna
  • Westinghouse H2C, diawali dengan penggunaan perangkai H2A pada BMT Standards dan kemudian pada kereta bawah tanah R1 hingga R9. Sekarang digunakan di unit Kereta Bawah Tanah Kota New York kelas R32, R42, R62, R62A, R68, dan R68A.
  • WABCO N-Type, dijuluki perangkai pasak mangkuk, dikembangkan untuk prototipe Pittsburgh Skybus dengan model awal N-1 yang hanya diterapkan pada tiga unit Skybus. Model N-2 yang mampu menjangkau jarak perangkaian 4-inci (101,6 mm) pertama kali diterapkan pada kereta angkutan cepat "Airporter" baru di jalur Cleveland Rapid Transit.
  • Perangkai Tomlinson, dikembangkan oleh Ohio Brass Company untuk angkutan cepat, kemudian dikembangkan untuk sarana perkeretaapian jaur utama. Saat ini digunakan untuk Washington Metro, Massachusetts Bay Transportation Authority, PATCO Speedline, SEPTA Broad Street Subway, Los Angeles Metro Rail, Baltimore Metro, Miami Metro, MARTA Rail, dan KA Bawah Tanah New York untuk armada kelas R44/R46 serta mulai dari R142. Di luar Amerika Serikat, perangkai ini digunakan untuk jalur Tokyo Metro Jalur Ginza dan Jalur Marunouchi serta Taipei Metro.
  • Perangkai Schafernberg (bahasa Jerman: Scharfenbergkupplung atau Schaku), didesain 1903 oleh Karl Scharfenberg di Königsberg, Jerman (sekarang Kaliningrad, Rusia), awalnya dikembangkan untuk angkutan cepat, kemudian layanan penumpang reguler, meskipun di luar Eropa penggunaannya umumnya terbatas pada sistem angkutan cepat. Perngkai Schaku lebih unggul dalam banyak hal dibandingkan perangkai otomatis lainnya karena dapat secara otomatis menyambung sistem pneumatik dan kelistrikan, dan juga otomatis melepaskan rangkaian. Namun, belum ada standar penempatan sambungan elektro-pneumatik tersebut. Beberapa perusahaan kereta api menempatkannya di samping sementara yang lain menempatkannya di atas bagian mekanis dari alat perangkai Schaku. Hingga 2020 Voith dan Dellner terus menggarap perangkai otomatis berdasarkan Schaku, kemungkinan untuk mengganti boper perkeretaapian Eropa.
  • Perangkai Dellner, dikembangkan di Swedia sebagai versi berpemilik dari perangkai Schafernberg, untuk menyediakan sambungan mekanis, pneumatik, dan listrik secara otomatis. Dilengkapi teknologi penyerapan energi D-BOX yang dipatenkan memungkinkan penggandengan pada kecepatan hingga 15 kilometer per jam (9 mph) tanpa kerusakan struktural, dan hingga 36 kilometer per jam (22 mph) dengan deformasi tetapi sarana masih berada di ataas rel. Sistem D-REX memungkinkan sambungan Ethernet berkecepatan tinggi 100 Mbps.
  • Perangkai Wedglock, dinamai berdasarkan baji pneumatik yang dapat mengunci alat perangkai saat dirangkaikan. Perangkai ini menjadi standar di kereta London Underground. Diperkenalkan tahun 1936 diproduksi oleh William Cook Rail. dan Voith. Muka alat perangkai memiliki lidah yang menonjol dan dapat digerakkan yang dimasukkan ke dalam celah perangkai yang berseberangan. Setelah elemen mekanis ini diaktifkan sepenuhnya, posisinya dikunci menggunakan silinder pneumatik. Salura pneumatik terletak di bawah sambungan mekanis. Sambungan ini hanya ditekan satu sama lain dan disegel dengan elemen karet. Di kedua sisi sambungan mekanis terdapat blok kontak listrik. Saat terputus, kontak dilindungi oleh penutup yang digerakkan secara mekanis dan diayunkan terbuka ketika perangkai lainnya mendekat. Perangkai dapat disambung dan dilepaskan menggunakan sakelar perangkai tiga posisi di dalam kabin.
  • Perangkai GF, juga ditulis sebagai +GF+, diproduksi oleh Georg Fischer di Schaffhausen, Swiss dan banyak digunakan di jalur kereta api Swiss dan diproduksi oleh manufaktur kereta api Swiss. Pertama kali dipamerkan di Pameran Nasional Swiss di Bern tahun 1914. Terdapat tiga jenis varian, yakni tipe GFN untuk KA antarkota, GFT untuk trem, dan GFV untuk angkutan cepat.
  • Perangkai Schwab, diproduksi oleh Schwab Verkehrstechnik AG, Schaffhausen, sebagai penerus sah dari divisi alat perangkai milik Georg Fischer. Perangkai ini secara otomatis membuat sambungan mekanis, pneumatik, dan listrik. Kunci mekanis terletak di kedua sisi celah pneumatik. Sambungan listrik terletak di bawah celah pneumatik dan dilindungi oleh isolator saat terputus. Beberapa versi tersedia untuk aplikasi berbeda, yang hanya dapat digabungkan satu sama lain dan tidak dapat digabungkan dengan perangkai lain, kecuali versi FK-15-10 yang dapat digabungkan ke kopling Scharfenberg tipe 10. Fitur khusus dari perangkai Schwab adalah permukaan perangkai yang miring, yang menyebabkan kepala perangkai meluncur melewati satu sama lain selama pemasangan, sehingga salju dan es dapat dikikis dari permukaan perangkai di musim dingin.
  • Perangkai Shibata, dikembangkan berdasarkan perangkai Scharfenberg oleh rekayasawan Perusahaan Kereta Api Pemerintah Jepang, Mamoru Shibata, pada dekade 1930-an untuk KRL. Perangkai ini menjadi perangkai standar di Jepang serta kereta komuter di Korea Selatan. Shinkansen menggunakan salah satu variasi perangkai yang dikembangkan oleh Sumitomo Metal Industries pada 1960-an yang menggunakan pasak pengunci, mirip dengan perangkai Scharfenberg.

Galeri

• 
  Boper pada gerbong ketel lawas
• 
  Perangkai pasak gelang
• 
  Boper tengah pada kereta penumpang sepur sempit di Swiss
• 
  Perangkai Albert di trem Eropa
• 
  Perangkai ganco di Uganda
• 
  Potret jarak dekat perangkai ganco
• 
  Perangkai Johnston
• 
  Perangkai Henricot pada KRL Belgia
• 
  Perangkai ABC di kereta api Kalka–Shimla
• 
  Perangkai Stearns-Ward
• 
  Perangkai WABCO Model N-2
• 
  Perangkai Tomlinson
• 
  Perangkai Schafernberg
• 
  Perangkai Dellner
• 
  Perangkai Wedglock
• 
  Perangkai GFN
• 
  Perangkai GFV
• 
  Perangkai Schwab FK-15-10
• 
  Perangkai Shibata pada Shinkansen E4

Menggabungkan dua jenis alat perangkai

Adaptor perangkai Janney dan WABCO N-2 yang dipasang pada rangkaian kereta rel di Stasiun Pennsylvania. Adaptor ini adalah tampak bawah.

Perangkai Janney era transisi. Celah pada "buku jari" digunakan untuk mengakomodasi gelang pada perangkai pasak-gelang ataupun Johnston, sedangkan celah vertikal pada buku jari digunakan untuk menyambung pasak.

Terkadang bakal pelanting dengan satu jenis perangkai harus disambung dengan bakal pelanting dengan alat perangkai yang jenis berbeda. Misalnya, jika lokomotif sedang diuji coba di pabriknya menggunakan standar alat perangkai di lokasi pabrik, tetapi berbeda dengan standar perangkai negara tujuan. Terdapat dua solusi:

• Menggunakan kereta/gerbong "perantara" yang kedua ujungnya memiliki alat perangkai yang berbeda;
• Menggunakan adaptor

Kereta perantara dapat menggunakan dua alat perangkai yang berbeda di setiap ujungnya. Jika digunakan kereta perantara, rangkaian kereta yang menggunakan perangkai A dapat disambung ke dalam kereta sebelahnya yang menggunakan perangkai B.

Adaptor dapat dipasangkan ke perangkai AAR pada kereta/gerbong, dan dapat dipasangi perangkai lain, misalnya ganco atau perangkai untuk angkutan cepat. Adaptor tersebut mungkin berbobot 100 kg (220 pon). Satu adaptor juga dapat memasangkan perangkai Janney dengan perangkai SA3.

Referensi

Daftar pustaka

• Tymczasowe wytyczne obsługi sprzęgu samoczynnego typu UIC/OSŻD, radzieckiego – typu SA3 oraz sprzęgu mieszanego [Interim guidelines for operation of automatic coupler type UIC/OSJD, Soviet—SA3 and adapter] (dalam bahasa Polski). Warsaw: Ministerstwo Komunikacji. 1979. 
• Development of Functional Requirements for Sustainable and Attractive European Rail Freight: D5.1 – State of the Art on Automatic Couplers (PDF) (Laporan teknis). Shift2Rail. 3 March 2017. 
• Prof. Dr. Markus Hecht, Markus; Mirko Leiste, M.Sc.; Saskia Discher, B.Sc., ed. (29 June 2020). Development of a concept for the EU-wide migration to a digital automatic coupling system (DAC) for rail freight transportation (PDF) (Laporan teknis). Berlin: Berlin University of Technology for the Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure (BMVI). 
• Norfolk & Western Railway Co. v. Hiles (95-6), 516 U.S. 400 (1996) (U.S. Supreme Court decision by Justice Clarence Thomas)
• Eli Janney — The Janney Coupler Diarsipkan 2008-11-06 di Library of Congress Web Archives (based on above case)
• Dellner Couplers AB — Automatic and Semi-Permanent Couplers
• Vancouver SkyTrain Light Rail Network, Canada (these two for Dellner data)
• JANE'S WORLD RAILWAYS
• How couplings work
• Templat:White-Passenger-1985

Bacaan lebih lanjut

Tomlinson, G. W. (1991). "Electrical Systems via Couplers". Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit. 205 (1): 65–78. doi:10.1243/PIME_PROC_1991_205_217_02.