Kupplung (Bahn)

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Schraubenkupplung an einer Lokomotive (DB-Baureihe 143)

Kupplungen dienen bei Bahnen dem Verbinden von Lokomotiven und Wagen zu Zügen oder Rangiereinheiten.

Schraubenkupplung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zwei verbundene Schraubenkupplungen

Die in Europa am weitesten verbreitete Kupplung bei Eisenbahnen ist die Schraubenkupplung. Sie beinhaltet an jeder Fahrzeugstirnseite einen mittig angeordneten Zughaken, an dem mit einem Bolzen die Kupplung befestigt ist. Die Kupplung besteht aus zwei Laschen, die mit einem Bolzen links und rechts des Zughakens angeschlagen sind und am anderen Ende gelenkig mit einer Mutter verbunden sind. In dieser Mutter ist das eine Ende der Spindel eingeschraubt, auf deren anderes Ende wiederum eine Mutter geschraubt ist, welche gelenkig mit dem Zugbügel verbunden ist. Diese 35 kg[1] schwere Kupplung wird bei Nichtgebrauch unter dem Zughaken nach hinten geklappt und mit dem Zugbügel in einen Haken am Untergestell des Fahrzeugs eingehängt.

Zum Kuppeln wird bei einem Fahrzeug der Zugbügel aus dem Haken ausgehängt und in den Zughaken des anderen Fahrzeuges eingelegt. Darauf wird durch Drehen der Spindel, welche mit gegenläufigem Rundgewinde versehen ist, die Kupplung verkürzt. Damit die Spindel gedreht werden kann, befindet sich an dieser mittig ein klappbarer Handgriff, der Schwengel. Wenn die gewünschte Verkürzung erreicht worden ist, wird der Schwengel in die Schwengelsicherung, einen kleinen Haken an der Mutter, welche die beiden Laschen verbindet, eingelegt. Die Schwengelsicherung verhindert, dass sich die Spindel im Betrieb drehen kann und dadurch die Kupplung gelöst wird.

Obwohl zwischen zwei Fahrzeugen immer zwei Zughaken und zwei Kupplungen zur Verfügung stehen, wird jeweils zum Kuppeln nur ein Zughaken und eine Kupplung benutzt. Die nicht benutzten Teile dienen als Reserve und stellen sicher, dass auch nach dem Bruch einer Kupplung oder eines Zughakens die Fahrzeuge noch gekuppelt werden können. Fahrzeuge, die nur selten untereinander gekuppelt werden, wie zum Beispiel Triebwagen, verfügen manchmal nur über einen Zughaken. Sollten diese Fahrzeuge trotzdem untereinander gekuppelt werden, standen Notkupplungen zur Verfügung, die aus der Spindel und zwei Zugbügeln bestanden.[2]

Weil die Schraubenkupplung nur Zugkräfte übertragen kann, müssen Fahrzeuge stets über Federpuffer verfügen, welche die Stoß- und Druckkräfte zwischen den Fahrzeugen aufnehmen können, wie sie beispielsweise beim Bremsen auftreten. Beim Kuppeln der Fahrzeuge wird in der Regel dafür gesorgt, dass die Puffer bereits beim stehenden Zug leicht eingedrückt sind. Dies wird erreicht, indem die Lokomotive die Wagen andrückt, bis die Kupplung in den Zughaken gelegt und die Spindel festgezogen ist.

Die Schraubenkupplung erfordert es, jedes Fahrzeug durch eine Person von Hand an- oder abzukuppeln. Dies dauert mindestens eine Minute, da auch die Hauptluftleitung, bei Reisezugwagen außerdem die Hauptluftbehälterleitung, die Zugsammelschiene und zusätzliche elektrische Leitungen verbunden werden müssen. Auch ist die Arbeit – zwischen den Puffern und mit der fettgeschmierten Kupplung – eine sehr schmutzige Angelegenheit; zu schmutzig für Lokführer in normaler Dienstkleidung. Beim Lokwechsel (z. B. in Kopfbahnhöfen) muss deshalb immer zusätzlich ein Rangierarbeiter zugegen sein oder der Lokführer muss sich erst umziehen. Bei europäischen Eisenbahnfahrzeugen mit Schraubenkupplung ist der freizuhaltende Arbeitsraum um die Kupplung herum als Berner Raum normiert.

Bei Rangierlokomotiven setzt man zum Teil spezielle Vorrichtungen ein, um das Kuppeln zu vereinfachen. Es gibt sowohl Vorrichtungen, welche direkt in den Zughaken des anzukuppelnden Fahrzeuges eingreifen, aber auch solche, welche die Kupplung der Rangierlok anheben und in den Zughaken des anzukuppelnden Fahrzeuges legen.[3]

Bei den regelspurigen Eisenbahnen in Europa einschließlich Kleinasien und Nordafrika setzte sich mit der ursprünglich in Großbritannien und Norddeutschland verwendeten eine einheitliche Anordnung von Schraubenkupplung und Puffern durch, womit die Übergangsfähigkeit der Wagen gewährleistet wird. Das Regelmaß der Höhe der Zugeinrichtung und Puffermitte über Schienenoberkante (»Pufferstand«) beträgt danach höchstens 1065 und mindestens 940 Millimeter, der Pufferabstand 1750 Millimeter. Wegen der geradlinigen Krafteinleitung in die weiter auseinanderliegenden Langträger insbesondere bei zweiachsigen Wagen für iberische und indische Breitspur wurde in den betroffenen Netzen ein größerer Pufferabstand von 1950 Millimetern eingeführt. Wagen, die für den Wechselverkehr zwischen dem Regel- und iberischem Breitspurnetz ausgelegt sind, wurden bis in die 1990er Jahre als Ausgleich mit breiteren Puffertellern ausgerüstet. Die französischen Corail-Wagen wurden praktisch alle mit diesen überbreiten Puffertellern versehen. In Spanien wurde der Pufferabstand jedoch vor der Jahrtausendwende an das europäische Regelmaß angepasst. Bei Schmalspurbahnen etablierten sich dagegen unterschiedliche Anordnungen, so etwa mit Mittelpuffer und darunterliegender Schraubenkupplung (z. B. vielfach in Frankreich, bei der Montreux-Berner Oberland-Bahn), mit Mittelpuffer und beiderseitig daneben angebrachten Schraubenkupplungen (z. B. Rhätische Bahn, Rügensche Kleinbahn und Harzer Schmelspurbahn, sogenannte Balancierhebel- oder Ausgleichskupplung) sowie mit mittiger Schraubenkupplung und seitlichen Puffern, jedoch anderen Abständen und Höhen als bei der Regelspur (beispielsweise bei der tunesischen Sfax-Gafsa-Bahn und heute allgemein im tunesischen Meterspurnetz).

Rangierkupplung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine automatische Rangierkupplung (RK 900)

Eine Rangierkupplung ist eine spezielle automatische Kupplung, die üblicherweise an Rangierlokomotiven angebracht ist und vom Lokrangierführer gesteuert werden kann. Speziell bei den herkömmlichen Schraubenkupplungen ist kein manueller Kupplungsvorgang nötig, da die Rangierkupplung den Zughaken automatisch greifen und wieder loslassen kann. Zur schnelleren Abwicklung wird im Rangierbetrieb oft auf Bremsen und Beleuchtung der rangierten Waggons verzichtet; die Rangierkupplung benötigt daher keine Verbindung für Bremsdruckluft oder elektrische Verbindungen.

Im entfernteren Sinn gehören auch die Kuppelstangen zwischen Zweiwegefahrzeugen im Rangierbetrieb und Eisenbahnwagen zu den Rangierkupplungen.

Kellersche Kupplung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Kellersche Kupplung war eine nach dem Geheimen Baurat Wilhelm Keller der Maschineninspektion Aachen benannten Kupplung für Schiebelokomotiven. Sie war seit der Zeit um 1900 in Gebrauch und stellte eine Erfindung dar, um Schiebelokomotiven während der Fahrt vom Führerstand aus von dem nachzuschiebenden Zug zu trennen. Die Kellersche Kupplung konnte nur an Lokomotiven verwendet werden, die baulich für den Schiebebetrieb ausgerüstet waren.

Aufbau[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Prinzipskizze der Kellerschen Kupplung

Vom Prinzip her ist die Kellersche Kupplung wie eine Schraubenkupplung aufgebaut und wird auch in die Zughaken der Schiebelokomotive und des Schlusswagens der zu schiebenden Einheit eingehängt. Der einzige Unterschied zu ihr ist, dass sie nicht zusammenziehbar ist und nicht mit einem Kupplungshaken fest verbunden.

Sie besteht aus der Einhängeöse (Teil 1), der Zwischenöse (Teil 2) und der Drehbolzengabel (Teil 3). Die Einhängeöse wird beim Gebrauch der Kupplung in den Zughaken der Schiebelokomotive und die Drehbolzengabel in den Zughaken des Schlusswagens der schiebenden Einheit eingehängt. In der Drehbolzengabel angeordnet ist der Drehbolzen (Teil 4), der die Kupplung am Schlusswagen im Zughaken hält, und der mit Federkraft gelagerte Verriegelungsbolzen (Teil 5), der den Drehbolzen am Ausschwenken hindert. Mit dem Verriegelungsbolzen verbunden ist der Zughebel (Teil 6), der den Verriegelungsbolzen bei Drehung gegen Federkraft vom Drehbolzen zurückzieht. Mit dem Zugseil (Teil 7) wird der Zughebel vom Führerstand der Schiebelokomotive aus gesteuert.

Funktion[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zum Gebrauch der Kellerschen Kupplung wird die Einhängeöse (Teil 1) von ihr in dem Zughaken der Schiebelokomotive eingehängt. Nachdem diese an die nachzuschiebende Einheit herangefahren ist, hängt der Rangierer die Drehbolzengabel (Teil 3) in den Zughaken des Schlusswagens der nachzuschiebenden Einheit ein. Die Schiebelokomotive wird nicht mit der Hauptluftleitung des nachzuschiebenden Zuges verbunden, sowohl die Schiebelokomotive und der nachzuschiebende Zug müssen Zugschlusssignale tragen. Der Rangierer verständigt daraufhin den Lokführer der Schiebelokomotive vom ordentlichen Gebrauch der Kupplung. Die Schiebelokomotive ist somit mit der Zugeinheit verbunden, kann bei entsprechenden Abschnitten auch gezogen werden und verliert nicht versehentlich den Kontakt zum Zug.

Soll das Nachschieben in der Regel an der durch das Signal Sp1 (Nachschieben einstellen) gekennzeichneten Stelle beendet werden, muss der Lokführer der Schiebelokomotive gewährleisten, dass die Kupplung entspannt ist. Er zieht am Zugseil (Teil 7), daraufhin bewegt sich der Zughebel (Teil 6) von der senkrechten in die waagerechte Lage. Dadurch bewegt sich der Verriegelungsbolzen (Teil 5) gegen die Federkraft und gibt den Drehbolzen (Teil 4) frei. Nun verringert der Lokführer der Schiebelokomotive die Fahrgeschwindigkeit, der Drehbolzen gleitet aus dem Zughaken des Schlusswagens und die Kellersche Kupplung fällt nach unten. Das bemerkt der Lokführer der Schiebelokomotive auf dem Führerstand am schlaffen Zugseil. [4]

Die Kellersche Kupplung wird nicht beim Schiebebetrieb verwendet, wenn die Schiebelokomotive nach der Bergfahrt am Zug verbleibt, um bei der anschließenden Talfahrt zum Bremsen der gesamten Einheit mittels der dynamischen oder Nutzbremse, beim Dampfbetrieb mit der Riggenbach-Gegendruckbremse verwendet wird oder bis zu einem planmäßigen Halt am Zug verbleibt. In diesem Fall wird die Schiebelokomotive mit dem nachzuschiebenden Zug mit der Regelschraubenkupplung verbunden und an die Hauptluftleitung des Zuges angeschlossen. Die Kellersche Kupplung wird in diesem Fall, wenn nicht die Kuppelkette des letzten Wagens verwendet werden kann, funktionslos unter dem rechten Puffer der Schiebelokomotive aufgehängt.[5] Ein Foto einer Schiebelokomotive nach der Zugtrennung durch die Kellersche Kupplung ist in demselben Buch auf Seite 188 zu sehen.[6]

Kurzkupplung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Kurzkupplung (Bahn)

In einzelnen Fällen setzt man auch Kurzkupplungen ein, um die Verlustlängen durch Standard-Kupplungen zu minimieren.

Mittelpufferkupplung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Mittelpufferkupplungen sind Kombinationen von Puffern und Kupplungen an Schienenfahrzeugen.

Handgekuppelte Mittelpufferkupplungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Trompetenkupplung

Bei Schmalspurfahrzeugen und Straßenbahnen werden handbetätigte Mittelpufferkupplungen sehr häufig eingesetzt. Bei diesen wird entweder ein zentrales Verbindungsstück in beide Kupplungsaufnahmen eingefügt und jeweils mit Bolzen festgesteckt (Trompetenkupplung oder Trichterkupplung) oder die einander gegenüberstehenden Kupplungsaufnahmen haben spiegelbildliche Anordnungen von seitlich sich ineinander einfügenden Durchstecköffnungen, die ebenfalls mit Bolzen gesichert werden (Albertkupplung). Die Kupplungen sind fahrzeugseitig mit Federdämpfungselementen verbunden, die baulich von den reinen Puffern abgeleitet sind.

Beispiele für weitere handbetätigte Mittelpufferkupplungen:

  • Balancierhebel- oder Ausgleichskupplung (weltweit verbreitet bei Schmalspurbahnen)
  • Bosna-Kupplung (bei Schmalspurbahnen in Österreich, Ungarn und auf dem Balkan)

Automatische Mittelpufferkupplungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Um den Arbeitsaufwand zum Kuppeln sowie auch die sich daraus ergebenden Unfallgefahren zu vermeiden, gab es schon Ende des 19. Jahrhunderts Bestrebungen, eine selbsttätige (automatische) kombinierte Puffer- und Kupplungseinrichtung einzuführen. In den USA wurde bereits 1893 landesweit die bis dahin eingesetzte manuelle Kupplung durch die Janney-Kupplung abgelöst. Auch in der Sowjetunion wurde ab 1933 ein ähnlicher Typ als Bauart SA3 eingeführt. Diese bietet im Vergleich mit der Janneykupplung den Vorteil, dass sie immer kuppelbereit ist und nicht erst manuell entriegelt werden muss.

In den 1960er Jahren begann man mit den Entwicklungsarbeiten für eine UIC-Mittelpufferkupplung, um auch für die normalspurigen Bahnen in Europa ein solches Kupplungssystem zu schaffen. Im Ergebnis der umfangreichen und kostspieligen Entwicklungen war 1970 ein System einer ergänzten SA3-Kupplung (siehe AK69e) einsatz- und fertigungsbereit. Die Einigung auf eine Umstellung gelang jedoch nicht, wobei auch das Erfordernis, den gesamten Fahrzeugparkes zwecks Vermeidung des komplizierten Gemischtkuppelns innerhalb eines extrem kurzen Zeitraumes umzustellen, eine Rolle spielte. Die von Anfang an mitentwickelte Gemischtkupplung war seinerzeit nur für Rangierfahrten zugelassen. Zu viele Bahnen waren nicht in der Lage, die Umstellung zu finanzieren. Das Projekt wurde 1985 gestoppt, durch den bald darauf folgenden Fall des Eisernen Vorhangs und die folgende Neuverflechtung des gesamteuropäischen Schienenverkehrs wurde eine Einigung abermals hinausgeschoben. Die Mehrzahl der europäischen Eisenbahnbetriebe nutzt daher immer noch die Schraubenkupplung, obwohl sich die Gemischtkupplung inzwischen in Finnland und ebenso bei Fahrten mit den Erzwagen jahrzehntelang bewährt hat. Für Sonderfälle wird dennoch die automatische Mittelpufferkupplung verwendet, so etwa für die schweren Erzzüge der DB von den Seehäfen zu den Stahlwerken und auf der Erzbahn Kiruna–Narvik, sowie Einheitswagen III der SBB. Für das gesamteuropäische Schienennetz ist die C-AKv-Kupplung der letzte Stand der Entwicklung. Diese Kupplung erlaubt auch das Kuppeln mit der Schraubenkupplung ohne lose Gemischtkupplung.

Halbautomatische und automatische Mittelpufferkupplungen für Triebzüge und Sonderverwendungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Moderne halbautomatische und automatische Mittelpufferkupplungen können neben dem selbsttätigen Kuppeln der mechanischen Verbindung meist auch die Verbindung der Bremsleitungen und elektrischen Steuerleitungen selbsttätig herstellen, seltener wird auch die Zugsammelschiene mitgekuppelt. Kupplungen, welche die Verbindungen beim Anfahren automatisch erstellen, aber von Hand getrennt werden müssen, heißen halbautomatische Kupplungen. Bei automatischen Kupplungen kann auch das Entkuppeln vom Lokführer ohne Verlassen des Führerstandes ferngesteuert vorgenommen werden. Durch den Einsatz von automatischen Kupplungen lassen sich Züge in Bahnhöfen einfach trennen und wieder vereinen, so dass der Zug entweder der notwendigen Kapazität angepasst werden kann oder verschiedene Destinationen mit Flügelzügen bedient werden können.

Deutschland[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In Deutschland fand bei der Deutschen Bahn AG nach 1996 mit der Aufteilung der Geschäftsfelder auch eine Aufteilung des Fahrzeugparks statt. In diesem Zusammenhang ergab sich für den Personenverkehr die Möglichkeit, mit der Modernisierung des Fahrzeugparks alle Triebzüge mit Scharfenbergkupplung zu beschaffen. Sie wird überwiegend bei Triebwagenzügen (z. B. S-Bahn, ICE) verwendet; ist jedoch nicht für schwere Güterzüge geeignet, da keine hohen Zugkräfte übertragen werden können. Zwischen zusammengekuppelten Triebwagenzügen ergeben sich teilweise auch deshalb geringere Zugkräfte, da manche einzelne Triebwageneinheiten über einen eigenen Antrieb verfügen. Oft sind jedoch unterschiedliche Baureihen nur eingeschränkt (nur Kuppeln der Mechanischen- und Luftkupplung möglich, Elektrokupplung lässt sich nicht kuppeln) oder gar nicht kuppelbar. (z.b. verschiedene Versionen des Alstom LINT, bei einem Kuppelvorgang würde die Elektrokupplung durch einen Stahlbügel beschädigt werden)

Verschiedene Schmalspur- und Zahnradbahnen verwenden einfache Formen der Scharfenbergkupplung (oft ohne elektrische Verbindungen) als generelle Kupplung für sämtliche Fahrzeugtypen, was auf Grund der geringeren Zugsgewichte keine Probleme bietet.

Schweiz[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In der Schweiz wird bei Schmalspur- und Trambahnen meist die halbautomatische +GF+-Kupplung verwendet (Georg Fischer AG, Schaffhausen). Diese Kupplung gibt es in zwei Ausführungen, als Typ Tram für Tram- und leichte Nebenbahnen (GFT) und in schwererer und breiterer Nebenbahnausführung (GFN). Beide sind in ihrer Bauart gleich, jedoch nicht kompatibel. Die vollautomatische Ausführung für Vorortsbahnen (GFV) ist außer bei Schweizer Privatbahnen und den SBB u. a. auch in Belgien und Finnland in Verwendung.

Bei neuen Stadler-Triebzügen kommen meistens vollautomatische Schwab-Kupplungen (Schwab Verkehrstechnik AG, Schaffhausen) zum Einsatz, das Nachfolgeprodukt der GF-Kupplungen. Wie bereits bei den GF-Kupplungen existieren drei verschiedene Varianten für Vollbahnen (FK-15-10), neu (FK-15-12), Metros/Nebenbahnen (FK-9-6) und Straßenbahnen (FK-5.5-4 und FK-3-2.5), die zueinander – und zu den GF-Kupplungen – nicht kompatibel sind. Die ebenfalls von Schwab erhältliche Kupplung Typ 10 der Bauart Scharfenberg wurde bisher nur an exportierten Fahrzeugen eingebaut.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Wolfgang Glatte: Kuppeln per Knopfdruck. Die Rangierkupplung. In: LOK MAGAZIN. Nr. 261, Jahrgang 42, 2003. GeraNova Zeitschriftenverlag, München, ISSN 0458-1822, S. 48–51.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Eisenbahnkupplungen – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Kilian T. Elsasser: Die Einführung der automatischen Kupplung erfordert langfristige Planung. Abgerufen am 10. März 2013 (PDF; 498 kB).
  2. Bruno Lämmli: Kupplungen sind wichtig. In: www.lokifahrer.ch. Abgerufen am 10. März 2013.
  3. Halbautomatische Schraubenkupplung ZSS-2006 Typ L650. Abgerufen am 10. März 2013.
  4. Manfred Weisbrod, "Die Kellersche Kupplung", Eisenbahn-Journal 11/1996, Seite 10
  5. Stellen Lüdecke, "Die Baureihe 96", EK-Verlag Freiburg 1991, ISBN 3-88255-831-8, Seite 94
  6. Stellen Lüdecke, "Die Baureihe 96", EK-Verlag Freiburg 1991, ISBN 3-88255-831-8, Seite 188