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Kuppelungen

[22] Kuppelungen (couplings; accouplements, attelages; attaci, accoppiamenti) heißen im allgemeinen Maschinenbau jene Teile, durch die Triebwellen so miteinander verbunden werden, daß sie sich ihre drehende Bewegung gegenseitig mitzuteilen vermögen. Diese K. lassen sich einteilen in feste K., in bewegliche K., die eine Veränderlichkeit in der gegenseitigen Lage der gekuppelten Wellen gestatten, und in lösbare oder Ausrückkuppelungen, die während des Ganges der verbundenen Wellen aus- und meist auch wieder eingerückt (außer und in Eingriff gebracht) werden können.

Im Eisenbahnwesen werden jene Teile, durch die eine Verbindung der einzelnen Eisenbahnfahrzeuge miteinander hergestellt wird, mit dem Namen K. bezeichnet. Die wichtigste dieser K. ist die Zugvorrichtungskuppelung; durch besondere K. werden ferner die Verbindungen der Bremsleitungen von durchgehenden Bremsen (s. Bremsen), der Dampfheizungsleitungen (s. Beheizung der Eisenbahnwagen), der Signalleitungen (s. Interkommunikationssignale) bewerkstelligt.

Im nachstehenden werden nur die Zugvorrichtungskuppelungen behandelt.

Die Zugvorrichtungskuppelungen (couplings, railway-couplings; attelages) bewirken den Zusammenhalt des Zuges, übertragen[22] die von der Lokomotive entwickelte Zugkraft auf die nachfolgenden Fahrzeuge, pflanzen die Bewegung der ersteren auf letztere fort und gestatten die nach Bedarf vorzunehmende Zusammenschließung und Lösung der Fahrzeuge. Die K. sind in Bauart und Anordnung verschieden, je nachdem sie die Verbindung zwischen Lokomotive und Tender, zwischen Wagen und Lokomotive oder Tender herstellen, eine größere oder geringere seitliche Beweglichkeit der Fahrzeuge gestatten, eine bestimmte gegenseitige Einstellung derselben in gegebenen Fahrtverhältnissen zulassen, die Sicherheit gegen Zugtrennung bieten und die gefahrlose Ausführung der Verkuppelungsarbeit ermöglichen sollen.

Abgesehen von der Anwendung von Seil- oder Drahtlitzen, kann das einfache Kettenglied oder die aus Rund-, bzw. Flacheisen gebogene Öse als die ursprüngliche Form der K. gelten. An den Kopfschwellen der Fahrzeuge angebracht und zum Überlegen über einen Haken, bzw. eingesteckten Bolzen des gegenstehenden Fahrzeuges beweglich eingerichtet oder auch nebst den beiderseitigen Bolzen lose angewendet, kam sie bei den Betriebsmitteln älterer Bauart zur Anwendung, ist jedoch, weil für weitergehende Anforderungen unzureichend, frühzeitig verlassen, bzw. umgestaltet worden und jetzt nur noch vereinzelt an Arbeitswagen veralteter Bauart vorhanden. An den Betriebsmitteln der Bahnen untergeordneter Bedeutung und in größerer Anzahl an den älteren amerikanischen Güterwagen erscheint sie jetzt noch in Verbindung mit dem Mittelbuffersystem.

Die während der Entwicklung der Eisenbahntechnik eingetretene Umgestaltung und Durchbildung der K. erstreckt sich sowohl auf die K. zwischen Lokomotive und Tender als auf die K. zwischen Wagen, bzw. Wagen und Tender (oder Lokomotive).

A. Kuppelungen zwischen Lokomotive und Tender.

Bei der verschiedenartigen Stellung, die Lokomotive und Tender während der Fahrt infolge der Schlingerbewegung der ersteren und beim Durchfahren von Krümmungen gegenseitig einnehmen, soll die zwischen beide einzuschaltende K. nicht nur die Mitnahme des Tenders in der Bewegungsrichtung der Lokomotive herbeiführen, sondern auch (bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt) die Vernichtung der Zuck- und Schlingerbewegung sowie eine Ausgleichung der eintretenden seitlichen Verschiebung der gegenüberliegenden Endflächen vermitteln, derart, daß die letzteren ihre gegenseitige Lage möglichst wenig verändern. Ruhiger Gang der Fahrzeuge, Minderung der Reifen- und Schienenabnutzung und Schonung der Gesundheit des auf der Maschine fahrenden Personals bilden die damit zu erreichenden praktischen Vorteile. Hierbei dürfen aber die mit dem Federspiel zusammenhängenden lotrechten Lageänderungen beider Fahrzeuge zueinander nicht beeinträchtigt werden.

Eine für Strecken von nur geringen Krümmungen anwendbare K. einfachster Art wird erhalten durch Anbringung des an dem einen Fahrzeug unveränderlich befestigten Zugeisens z (Abb. 14), das mit seinem Auge a einen Bolzen b umfaßt, der durch den im Zugkasten des andern Fahrzeuges belegenen Kuppelungspunkt führt.

Weiter ausgebildet ist diese Art in der mit breitem Zugeisen versehenen, von den sächsischen Staatsbahnen benutzten K., von der Abb. 15 a und b die einfachere der ausgeführten Anordnungen zeigen.

Das Zugeisen greift hierbei um den Lokomotivkuppelbolzen a und den Tenderkuppelbolzen b, ist aber im Lokomotivzugkasten derart gelagert, daß auf dieser Seite eine nur sehr geringe Beweglichkeit stattfindet, während der Tender sich um den Bolzen b drehen kann und unter Mithilfe der federnden Buffer B, die gegen zwei Platten (Reibplatten) p p gedrückt werden, eine den richtigen Durchlauf der Gleisbogen sichernde gegenseitige Einstellung der Fahrzeuge erfolgen kann.

Die weitere Ausgestaltung dieser Verbindungsart ist in der Dreieckskuppelung gegeben, wie sie u.a. an den Schnellzugsmaschinen der württembergischen Staatsbahnen Verwendung gefunden hat (Abb. 16 a u. b).

Auf der Lokomotivseite dreht sich das Zugeisen um einen starken lotrechten Bolzen a, gabelt sich auf der Tenderseite in zwei Arme und greift hier[23] mittels zweier Zapfen b b in die unter der Tenderplattform befestigten Lager e e. Alle wagrechten Bewegungen müssen gemeinsam ausgeführt, die lotrechten hingegen können von jedem Fahrzeug für sich ungehindert vollzogen werden, da auf beiden Seiten das Zugeisen um wagrecht lagernde Bolzen schwingt (b b auf der Tender-, c auf der Lokomotivseite).

Eine andere Art Dreieckskuppelung, die häufig als Dreibolzenkuppelung bezeichnet wird und u.a. bei Lokomotiven der österreichischen Staatsbahnen, der Kaiser Ferdinands-Nordbahn, der Eisenbahn Wien-Aspang u.a. ausgeführt ist, besitzt drei lotrechte Bolzen (einen auf der Lokomotive, zwei am Tender). Der Hauptbolzen auf der Lokomotive ist mit den Tenderbolzen entweder durch zwei übereinander angeordnete Zugeisen oder ein dreieckförmiges Kuppelungsblech verbunden.

Am meisten ausgeführt findet sich die K. mittels der sog. Kuppelungsstange (Zugeisen), einem an jedem Ende mit runder Öse versehenen, entsprechend stark bemessenen Flach- oder Rundeisen, das die in beiden Zugkasten herausnehmbar eingelassenen, unten durch Splint gesicherten, oben oft mit beweglichem Handgriff für das Herausziehen ausgestatteten lotrechten Kuppelbolzen dicht anschließend umfaßt, wobei jedoch die inneren Anlageflächen der Ösen oben und unten stark abgerundet sind, um die lotrechten Bewegungen zu gestatten.

Den Querschnitt der Kuppelungsstange bemißt man an neueren Maschinen mit etwa 50 cm² und führt die Kuppelbolzen hierzu mit einem Durchmesser von 80–90 mm aus.

Zur Aufnahme der Kuppelbolzen dienen jetzt allgemein aus Gußeisen, Stahlformguß oder starkem Kesselblech hergestellte Zugkasten, wie sie aus den beifolgenden Abbildungen erkenntlich sind. Bei den ältesten Maschinen, insbesondere englischen, befand sich das Zugeisen auf der Lokomotivseite an einem Bolzen angebracht, der durch zwei an der Rückwand des Feuerbüchsmantels befestigte Winkel führte, so daß der Kessel die Zugkraft übertragen mußte.

Die Kuppelstange bildet nebst den Bolzen die Hauptkuppelung. Es wird jedoch für den Fall ihres Zerreißens eine zweite Verkuppelung zwischen Lokomotive und Tender eingeschaltet, u.zw. entweder nur mittels kurzer, durch Haken geschlossener Ketten (Notketten) oder mittels zweier, zu beiden Seiten der Hauptkuppelung in etwa 150 bis 500 mm Abstand angeordneten schwächeren Zugeisen, die gleichfalls mit ihren Ösen je zwei lotrechte Bolzen umfassen. Die auf der Lokomotivseite liegenden Ösen sind mit länglichem Loch versehen, so daß auch in den schärfsten Bogen die Eisen noch immer ein geringes Spiel behalten und erst nach Bruch der Hauptkuppelung in Spannung kommen.

Der Querschnitt dieser Eisen wird mit etwa 25 bis 30 cm², der Durchmesser der zugehörigen Bolzen mit etwa 60 mm ausgeführt. Diese K., die die Bezeichnung Reserve- oder Notkuppelung führt, ist wie die Hauptkuppelung durch Herausnahme der Bolzen leicht auslösbar und gleich dieser mit Rücksicht auf die vorkommenden Stöße kräftig gehalten.

Bei den Lokomotiven älterer Bauart (mit kurzem Radstande, großem Überhange an beiden Enden und mit Außenzylindern) treten auch auf gerader Strecke Schlingerbewegungen ein, die durch den Einbau zweckentsprechend ausgeführter K. gemildert werden sollen.

Dies kann durch Anordnung von zwei, zu beiden Seiten der Hauptkuppelung in etwa 700–800 mm Gesamtabstand liegenden, in der Tenderrahmenplatte, bzw. in besonderen Führungsstücken wagrecht geleiteten Stoßbuffern geschehen, die von einer beide Buffer verbindenden, im oder beim Tenderzugkasten befindlichen Blattfeder oder mittels je einer Evolutfeder elastisches Spiel erhalten und sich mit ihren vorderen Köpfen gegen ebene, bzw. bestimmt geformte Platten, die Stoßplatten, stützen, die auf dem hinteren Rahmenstück der Lokomotive neben dem Zugkasten sitzen.

Der zwischen Buffern und Platten entstehende, schon bei ruhender Maschine durch vorherige Anspannung der Feder vorhandene Reibungswiderstand zwingt den Tender, den Seitenbewegungen der Lokomotive zu folgen, weil aber bei zu starker Reibung eine Klemmung oder ein die Tendervorderachse entlastendes Aufhängen an den Platten stattfinden kann, haben die Bufferköpfe älterer Konstruktion (gewölbte Stoßfläche gegen ebene Platten, Abb. 17) mannigfache Umbildungen erfahren, indem man ihnen halbzylindrische (Abb. 18) oder keilförmige (Abb. 19 u. 20) Gestalt und den Platten eine entsprechende Hohlform gegeben hat. Auch die Zusammenfassung beider Buffer in einen federnden Zahnbuffer, der unter der Hauptkuppelung in der Längsachslinie beider Fahrzeuge angebracht ist, wird mit Erfolg angewendet (Abb. 21 a u. b, K. der älteren Lokomotiven der österreichischen Staatsbahnen). Unter Berücksichtigung der Drehung der Lokomotive[24] um ihre lotrechte Schwerpunktsachse, bzw. um den relativen Drehpunkt beider Fahrzeuge, sind an Stelle der Stoßbuffereinrichtung unter Druck befindliche Gleitflächen, die nach dem entsprechenden Kreisbogen gegeneinander arbeiten, in Vorschlag und in Ausführung gebracht worden (Abb. 22, 23, 24). Um die zwischen den Bufferstoßflächen erforderliche Anfangsspannung zu erzielen und um den Abstand zwischen Lokomotive und Tender nach Bedarf regeln zu können, hat man die Hauptkuppelstange des öfteren als Spannschraubenstange ausgeführt (Abb. 22 u. 24).

Die Verschiebung der Fahrzeuge beim Durchfahren von Kurven hat weiterhin Veranlassung gegeben, mit den bereits erwähnten Einrichtungen noch andere zu verbinden, deren besonderer Zweck es ist, Lokomotive und Tender auch in den schärfsten üblichen Krümmungen sowohl bei Vorwärtsais bei Rückwärtsfahrt in möglichst wenig veränderter Lage zu erhalten oder die notwendige Lagenveränderung allmählich mit gewisser Stetigkeit eintreten und aufhören zu lassen, so daß einesteils die Fahrgeschwindigkeit erhöht werden kann, andernteils der Anlauf der Spurkränze an den Schienen gemildert wird.

Den vorstehend angeführten gemeinsamen Zwecken der K. dient außer den bereits erwähnten Kuppelungsarten eine große Anzahl von Bauarten, von denen im folgenden einige der hauptsächlichsten kurz erläutert sind.

Abb. 25 a u. b zeigt eine in großer Anzahl ausgeführte, in der Praxis sich gut bewährende Kuppelungsart. Es sind hierbei die starke Hauptkuppelstange und zwei kleine Notkuppelstangen zur Verbindung der Fahrzeuge vorhanden, während die Schlingerbewegungen und die gegenseitige Einstellung der Fahrzeuge in gerader wie in gekrümmter Strecke durch prismatische Stoßbuffer, die unter dem Druck einer am Tenderkuppelbolzen angehängten Blattfeder stehen, geregelt werden. Die Neigung der Prismenflächen bewegt sich zwischen 1 : 1 bis 1 : 3. Diese K., die jetzt fast ausschließlich verwendet wird, behindert wegen der Abrundung der Ösen und der zweckmäßig gestalteten Auflager der Kuppelstangen die lotrechten Bewegungen nicht. Die breiten Anlageflächen der Prismen, die selbstverständlich gleich den Kuppelbolzen unter Schmierung zu halten sind, lassen ein sanftes Gleiten zu und vermindern die Gefahr des Festklemmens.

Für die Stoßbuffer wählt man Eisen oder Stahl; für die Stoßbufferplatten ist, um nicht durch deren raschen Verschleiß zu bald das richtige Arbeiten der Prismen zu beeinträchtigen, ein nicht zu weiches Gußeisen oder Stahlformguß zu verwenden.

Die K. zwischen Lokomotive und Tender unterliegt infolge der Zuckbewegungen und der auftretenden seitlichen und lotrechten Stöße sehr starken Beanspruchungen, die mit der zunehmenden Schwere der Züge und der gesteigerten Fahrgeschwindigkeit ganz erheblich gewachsen sind. Die preußischen Staatsbahnen haben daher die K. für ihre neueren Lokomotiven verstärkt, wie in Abb. 26 a u. b dargestellt.

In den Augen des Hauptzugeisens (x) ist ein wagrechter, drehbarer Bolzen (y) gelagert, durch den der Kuppelbolzen (z) hindurchgreift. Hierdurch ist die unabhängige freie Bewegung von Lokomotive und Tender in lotrechter Richtung gesichert. Die Spannung der Stoßbufferfeder ist auf 8000–9000 kg erhöht worden. Die Bolzen der Notkuppelung sind nach oben verlängert und bieten die Angriffspunkte für eine Spannschraube (w), die beim Entkuppeln der Fahrzeuge die Federspannung aufnimmt. Für gute Schmierung aller reibenden Teile ist gesorgt.

Die in der Abb. 21 a u. b gezeichnete K. der älteren Lokomotiven der österreichischen Staatsbahnen besteht aus Hauptkuppelung,[25] Notketten und einer zentralen Spannvorrichtung. Der durch eine starke Feder gegen die am Tender befindliche Reibplatte gedrückte Buffer verhindert in der geraden Linie die Schlingerbewegung, gestattet jedoch beim Durchfahren der Krümmungen eine freie, durch die Reibung auf der Reibplatte gemilderte Beweglichkeit der Fahrzeuge.

Bei den neueren Lokomotiven der österreichischen Staatsbahnen ist eine K. in Verwendung, die sich von der K. der preußischen Staatsbahnen (Abb. 26 a u. b) dadurch unterscheidet, daß die Reibplatten, gegen die die Stoßbufferfeder drückt, eben sind, und daß an Stelle der universalgelenkartigen Hauptbolzen glatte Kuppelbolzen angeordnet sind.

Abb. 27 stellt die K. von Wolff dar, bei der unter der gewöhnlichen Hauptkuppelung eine aus einem Stangendreieck gebildete Querkuppelung lagert, die die wechselseitige Übertragung der an beiden Fahrzeugen wirkenden Verschiebungskräfte herbeizuführen geeignet ist. Sie läßt sich vorteilhaft mit der Stradalschen K. (Abb. 28 a u. b) kombinieren.

Bei der Pohlmeyerschen K. (Abb. 29) werden die Seitenbewegungen der Lokomotive und des Tenders durch über Kreuz gespannte Zugketten übertragen, die beide Seiten des Tenders mit dem hinteren Rahmenstück der Lokomotive verbinden, wobei kleine Evolutfedern f f etwa eintretenden Stößen vorbeugen.

Eine eigenartige K. ist die von Dubs, Goodaal und Copestake (Abb. 30 a u. b). Bei dieser wird die Zugkraft von zwei gekreuzt angeordneten Kuppelstangen, die um lotrecht stehende Bolzen beweglich, eine Verstellung der Längsachsen beider Fahrzeuge um nur klein bemessene Winkel zulassen, übernommen, während die Notkuppelung von einem erst beim Bruch der Hauptkuppelung in Spannung kommenden Bügel gebildet ist.

Stradals K.(Abb. 28 a u. b) gestattet, den Angriffspunkt der Hauptkuppelstange auf der Lokomotivseite nach dem relativen Drehpunkt zu verlegen. Zu diesem Zweck trägt die Kuppelstange auf dieser Seite eine für den wagerechten Bolzen bestimmte, runde Öse. An letzterem greift zu beiden Seiten der Öse je ein kurzes, schrägstehendes, um lotrechte Bolzen a a drehbares Zugeisen z z an. Schwächere seitliche Zugeisen bilden die Notkuppelung; gegen die Schlingerbewegung sind federnde Stoßbuffer eingesetzt.

Bei der in Abb. 22 dargestellten K. von Polonceau sitzt auf dem Kuppelbolzen der Lokomotive mit der Kuppelstange ein wagerecht frei beweglicher, doppelarmiger Querhebel, der mit seinen äußeren Enden beiderseits über die Rahmenbleche hinausragend, durch Zugstangen mit zwei an Rahmenaußenseite vor der Feuerbüchse befindlichen Befestigungspunkten drehbar verbunden ist, so daß die die Lokomotive einstellende Kraft[26] nach letzteren verlegt wird. Um den Angriff der Kuppelstange elastisch zu machen, ist diese auf der Tenderseite mit einer gegen Festpunkte gestützten Blattfeder verbunden. Anstatt der gewöhnlichen Stoßbuffer befinden sich an Tender und Maschine Buffer angebracht, die nach der Mantelfläche eines Zylinders, dessen Mittelachse durch den Schwerpunkt der Lokomotive geht, geformt sind und mittels der als Spannschraube gestalteten Kuppelstange unter Mithilfe der Blattfeder fest aneinander gedrückt werden. Die Notkuppelung erfolgt in gewöhnlicher Weise.

Aus Abb. 23 ist die von Borries vorgeschlagene K. ersichtlich, die außer der auf der Tenderseite nachstellbar vorgerichteten Kuppelungsstange mit zwei in 800–1200 mm gegenseitigem Abstand angeordneten, in einer um den Kuppelungspunkt verlaufenden Kreislinie aneinander gleitenden, durch Gummi- oder Evolutfedereinlage unter etwa 2000 kg Druck stehenden Bufferpaaren ausgerüstet ist und Notkuppelung gewöhnlicher Art zu erhalten hätte.

Ein interessantes Verfahren zur Ermittlung zweckentsprechender, wie zur Beurteilung vorhandener Kuppelungsarten ist von Hartmann auf Grund kinematischer Untersuchung aller einschlagenden Umstände gegeben und sind die von ihm zur praktischen Ausführung vorgeschlagenen K. mehrfach versuchsweise angewendet worden. Zwei solche K. zeigen in schematischer Darstellung Abb. 31 und Abb. 32, erstere für nahe der Feuerkiste, letztere für nahe dem Rahmenstück liegenden Kuppelungspunkt.

Abb. 24 gibt eine vollständige, derartige K. anderer Anordnung.

Die als Spannschraube ausgeführte Hauptkuppelstange trägt auf der Lokomotivseite ein kurzes wagerechtes Querhaupt, an dessen Enden lotrechte Bolzen sitzen, die von je zwei flachen, schrägliegenden Zugeisen umfaßt werden, die um zwei zugleich für die Notkuppelung benutzte Kuppelbolzen schwingen. Die Lage der letzteren ist so gewählt, daß die Verlängerungen der beiderseitigen Zugeisen sich in der Längsachse der Lokomotive im theoretischen Kuppelungspunkt schneiden. An Stelle der Stoßbuffer finden sich am Lokomotivrahmenstück zwei um den Kuppelungspunkt kreisende Buffer angeordnet, die unter dem durch die Spannschraube hervorgebrachten Druck sich gegen die am Tender befestigten Laufrollen stützen. Der Durchmesser der Laufrollen beträgt 210 mm, der Abstand ihrer Mittel 1650 mm.

Abb. 33 a u. b stellt eine von Tilp ersonnene, heute jedoch nicht mehr angewendete K. dar.

Eine am Tender angeordnete Evolutfeder F drückt den mit seinem zylindrischen Endstück in der Führung E gleitenden Zahn Z in die Lücke des unter dem Zugkasten der Lokomotive montierten,[27] kräftig gehaltenen Druckstücks D. Bewegliche Bolzen B stützen sich gegen die am Tenderrahmen drehbar befestigten, mit dem Zahn Z verbundenen Querhebel Q, so daß bei eintretender Verschiebung der Fahrzeuge einer der Bolzen B auf den nebenliegenden Hebel Q und durch diesen auf die Feder F drücken muß, mithin ein Zurückziehen des Zahns aus der Lücke und die Möglichkeit eines dem Krümmungshalbmesser entsprechend bemessenen, zunächst durch die Stellung des Zahns in der Lücke begrenzten seitlichen Spiels und folglich auch die gewünschte gegenseitige Einstellung beider Fahrzeuge in der Kurve herbeigeführt wird.

Behne und Kool haben eine besonders auf braunschweigischen Bahnen in Anwendung gebrachte K. gebaut, die aus Abb. 34 a u. b zu ersehen ist.

Die Verwendung von Kohlen geringer Güte führte zur Herstellung langer und schwerer Feuerkisten, deren Last nicht auf die Lokomotivhinterachse allein übertragen werden konnte und deshalb zum Teil mit auf die vordere Tenderachse abgegeben wurde, wodurch eine eigen geartete Verbindung der Lokomotive mit dem Tender sich erforderlich machte. Ein die Feuerkiste stützender Träger a überträgt die Last mittels Universalgelenkhängeeisen auf die Tenderachse und die Schlingerbewegungen, bzw. etwa auftretende Stöße werden durch zwei wagrecht angeordnete elastische Buffer beglichen, deren richtig bemessene Spannung den Ausgleich der abdrängenden Kräfte sowie die gewünschte Kurveneinstellung der Fahrzeuge veranlaßt.

Eine ausführliche Abhandlung über die Beanspruchung der K. der Dampflokomotiven hat Eisenbahnbauinspektor Strahl in Glasers Annalen für Gewerbe und Bauwesen 1907, S. 170 gegeben.

Die Verbindung der Lokomotive oder des Tenders mit nachfolgenden Wagen erfolgt bei ersterer am vorderen, bei letzterem am hinteren Rahmenstück mittels eines durch Evolut- oder Blattfeder elastisch gemachten Zughakens, an welchem die unter B beschriebenen Kuppelungsvorrichtungen eingehängt werden.

Für die Verkuppelung der Lokomotive und des Tenders untereinander gelten die Bestimmungen des § 100 der technischen Vereinbarungen über den Bau und die Betriebseinrichtungen der Haupt- und Nebenbahnen des VDEV. sowie die Bestimmungen des § 76¹ des I. Nachtrages vom Jahre 1910.

B. Kuppelungen zwischen Wagen, bzw. zwischen Wagen und Tender oder Lokomotive.

Die anfänglich mit den Kopfschwellen der Fahrzeuge durch feste Haken oder Gabelbolzen verbundenen Kettenkuppelungen wurden, um die bei Ingangsetzung des Zugs und während der Fahrt entstehenden Stöße zu mildern, bald dahin abgeändert, daß man die Haken oder Gabeleisen, die zur Aufnahme der K. dienten, durch die Kopfschwellen hindurch führte und mittels einer hinter diesen gelagerten Blatt- oder Evolutfeder, bzw. durch Gummiplattenfederung elastisch machte.

Es entwickelte sich hieraus die sog. »elastische Zugvorrichtung,« und zwar erhielt zunächst jede Stirnwandseite der Wagen eine für sich allein wirkende derartige Vorrichtung, wobei die Zugkraft von Kopfschwelle zu Kopfschwelle übertragen wurde. Allmählich gelangte man zu den jetzt allgemein angewendeten, auch durch die technischen Vereinbarungen des VDEV. vorgeschriebenen durchgehenden elastischen Zugvorrichtungen.

Ein besonderer Mangel der Kettenkuppelung bestand darin, daß die mit den Buffern aneinander gestellten Wagen nicht straff miteinander verkuppelt werden konnten, weil für das Einhängen der Kettenglieder immer ein gewisser, reichlich bemessener Spielraum verfügbar bleiben mußte, der beim Anziehen einen nicht unbeträchtlichen Abstand der Buffer und damit, besonders in den Kurven, einen unruhigen Gang der Wagen veranlaßte. Starker Verschleiß der Fahrzeuge, nachteiliger Einfluß auf die Schienenlage, lästige, bisweilen gefährliche Erschütterungen der Reisenden wie des Personals und Zerstörung zerbrechlicher Güter in den Güterwagen sowie häufiger Bruch der Kuppelungsteile kennzeichneten die Unzulänglichkeit dieser Kuppelungsart (Abb. 35 a u. b).[28]

Man ersetzte deshalb die Kettenkuppelung vielfach durch Stangenkuppelungen, indem man eine dem Zugeisen der Lokomotiven ähnlich geformte Stange mittels lotrechter Einsteckbolzen zwischen den Gabeln der elastisch gemachten Zugstangen befestigte. Derartige Einrichtung besaßen die seiner Zeit auf den württembergischen Bahnen verwendeten Wagen älterer amerikanischer Bauart. Die gewöhnliche Zugstange erfuhr durch Meggenhofer eine Vervollkommnung, indem sie zur Federkuppelstange umgestaltet wurde. Diese Art fand in den Fünfzigerjahren mehrfach Anwendung und man verband mit ihrer Einführung die Absicht, die kostspielige Anbringung elastischer Zugvorrichtungen an den schon vorhandenen Wagen zu vermeiden.

Die Stangenkuppelung ist jetzt nur noch in der Steifkuppelung der Langholzwagen vorhanden, bei der steife Stangen von 0∙75–4 m Länge zur Anwendung gelangen.

Ende der Dreißigerjahre des vorigen Jahrhunderts führte die London-Birminghamer Bahn eine Schraubenkuppelung ein, durch die der Mangel der Kettenkuppelung behoben und festes Anziehen der Buffer erreicht werden konnte. Diese Kuppelungsart fand später unter zweckentsprechender Vervollkommnung von Einzelheiten allgemeine Anwendung und hat die Kettenkuppelung wie die Stangenkuppelung vollständig verdrängt. Im Bereich der dem VDEV. angehörenden Verwaltungen haben die etwa noch vorhanden gewesenen Kettenkuppelungen bis spätestens 1. Januar 1886 durch Schraubenkuppelungen ersetzt werden müssen.

Abb. 36 a, b u. c zeigen eine solche K., wie sie in den technischen Vereinbarungen des VDEV. seinerzeit in Vorschlag gebracht worden ist, und die bis zur erst neuerdings erfolgten Einführung einer verstärkten K. allgemein in Verwendung geblieben ist. An jeder Kopfseite eines Wagens findet sich eine solche K. aufgehängt. Ihre Befestigung am zugehörigen Zughaken wird mittels parallel hängender Schereneisen bewirkt, die einerseits mit ihren (behufs größerer seitlicher Beweglichkeit) abgerundeten Augen einen meist mit Splintverschluß gesicherten, den Körper des Zughakens durchdringenden Hauptkuppelbolzen umfassen, anderseits die beiden Zapfen eines auf der Kuppelungsschraube sitzenden Mutterstücks umschließen.

Die Kuppelschraube besitzt Rechts- und Linksgewinde, ihre Gänge sind, der besseren Haltbarkeit wegen, von abgerundeter Form und zwischen beiden Gewindeteilen befindet sich ein mit beweglichem Handgriff oder mit Kuppelschwengel versehener Bund aufgeschweißt.

Der zweite Gewindeteil trägt gleichfalls ein Mutterstück, das dem ersteren gleich und an dessen Doppelzapfen ein zum Überlegen über den Zughaken des anzuschließenden Fahrzeugs bestimmter Bügel angebracht ist. Um das Abdrehen der Muttern von den Schraubenspindeln zu verhüten, sind an den Enden der letzteren vernietete oder versplintete Bundringe aufgesteckt. Die Mutterzapfen sind gleichfalls versplintet.

Anstatt der Scheren (Abb. 36 b) kann auch ein einfacher Bügel (Abb. 36 c) durch die für diese Ausführungsart vergrößerte, länglich geformte Aussparung des Zughakens eingezogen werden. Hierdurch wird eine etwas bessere Beweglichkeit der K. im[29] Zughakenloch erzielt, wohingegen die Scheren den Vorteil der einfacheren Inanspruchnahme und des leichteren Auswechselns bei etwa eintretendem Schaden bieten.

Die in Abb. 36 a, b u. c unterstrichenen Maße sind zurzeit noch für ältere Schraubenkuppelungen verbindlich, d.h. es müssen die denselben entsprechenden Querschnitte eingehalten werden.

Das Material der Schraubenkuppelung ist Schmiedeisen, die Verwendung von Stahl ist zulässig, aber trotz der damit zu erzielenden Gewichtsverminderung (die für Eisen vorgeschriebenen Querschnitte dürfen um 33¹/₃% verkleinert werden) nicht üblich, weil es im praktischen Betrieb unmöglich wird, das Material einer schwach ausgeführten K. jederzeit der fachgemäßen Untersuchung zu unterwerfen, Ersatzteile möglicherweise aus Eisen angefertigt werden und die erstrebte Einheitlichkeit in der Ausführung der K. gestört wird.

Es mag hier erwähnt sein, daß auch die Schraubenkuppelung mit Federung versehen worden ist, um die Einrichtung der elastischen Zugvorrichtung an den Wagengestellen entbehrlich zu machen. Eine derartige, mit zwei kräftigen Spiralfedern ausgestattete, aber unhandliche Bauart ist von Wrighton angegeben, desgleichen eine von Lasalle.

Die auf den schweizerischen Bahnen übliche, nach Klose ausgeführte K. verbindet die Anordnung des Bügels mit derjenigen der Schereneisen, indem ein mit zwei Zapfen versehenes bogenförmiges Stück in das längliche Zughakenloch eingefügt ist. An den beiden Zapfen greifen die nach der Kuppelungsspindel führenden Schereneisen an (Abb. 37).

Bei Bruch des Zughakens, Verlust des Bolzens, Zerreißen der Scherenstücke oder der Schraubenspindeln, bei Bruch der Mutterzapfen und bei Abscheren des Gewindes der Spindeln oder Muttern würde aber auch bei Benutzung der Schraubenkuppelung eine Trennung des Zugs unvermeidlich sein, und es ist deshalb schon frühzeitig auf die Anbringung einer zweiten Verkuppelung, die eine Sicherheit gegen Trennung geben sollte und daher als Sicherheitskuppelung (Notkuppelung) bezeichnet wurde, Bedacht genommen worden. Als solche dienten lange Zeit und dienen auch heute noch die sog. Notketten, das sind Ketten, die paarweise an beiden Kopfschwellen unter Zuhilfenahme elastischer Mittel durch Verschraubung kleiner Kettenhalter befestigt werden, zu beiden Seiten der Hauptkuppelung, mit dieser wie mit den Buffern in gleicher Höhe liegend symmetrisch angeordnet sind und an ihren freien Enden Ring und Haken tragen. Bei Verkuppelung zweier Fahrzeuge werden die einander gegenüber befindlichen Notketten verbunden oder es können die Haken der Notketten in den Bügel der unbenutzten Schraubenkuppel eingehängt werden. Letzterenfalls werden die Notketten schräg angespannt und es liegt das Bestreben vor, die Halter seitlich abzubiegen. Um den Ketten hierfür Beweglichkeit zu geben und den Halter möglichst kurz machen zu können, hat man die in Abb. 38 dargestellte einfache Aufhängung in die in Abb. 39 angegebene, mit Drehbügel ausgestattete Anordnung umgewandelt und vielfach zur Anwendung gebracht.

Seit Ausgang der Sechzigerjahre ist man der Beseitigung der Notketten näher getreten und hat zurzeit diese Beseitigung fast vollkommen durchgeführt, weil bei plötzlich eintretendem Bruch der Hauptkuppelung die Haltbarkeit der Notketten, mithin auch die Verhütung von Zugtrennungen sehr unsicher ist, durch sie das die Wagen verkuppelnde Personal wegen Beengung des für dessen Aufstellung zwischen Buffer und Hauptkuppelung benötigten Raumes sehr gefährdet wird, ein plötzliches Anspannen ihrer für gewöhnlich schlaff hängenden Ketten nicht selten Beschädigungen der Kopfschwellen mit sich bringt und beim Bruch eines in Wirksamkeit getretenen Notkettenpaars der seitlich der Wagenlängsachse wirkende Zug des andern Notkettenpaars die Sicherheit des Laufs beeinträchtigt.

Die Stärke der Notkettenglieder betrug anfänglich 19 mm, wird jetzt mit 22 mm ausgeführt und findet sich in einzelnen Fällen auf 25 mm gesteigert, wobei die Notketten jedoch wegen ihrer Schwere an Handlichkeit verlieren.

Die Inanspruchnahme der Sicherheitskuppelungen hängt ab von der bei vorkommendem Bruch der Hauptkuppelung eintretenden Beschleunigung bzw. Verzögerung der getrennten Zugteile.

Diese wird um so größer ausfallen, je größer der Längenunterschied zwischen der Hauptkuppelung und der Notkuppelung ist, und man ist deshalb auch bemüht gewesen, ihn bei Konstruktion der Sicherheitskuppelungen nach Möglichkeit zu vermindern.[30]

Die Inanspruchnahme wird größer, wenn die durch die Lokomotivkraft ausgeübte Beschleunigung des Zugvorderteils in Mitwirkung kommt oder die Steigungs- und Gefällsverhältnisse der Bahn eine schnelle Zunahme der Geschwindigkeitsdifferenz ν₁ – ν₂ veranlassen.

Um nun die Notketten zu ersetzen, sind zahlreiche andere Kuppelungsarten in Vorschlag wie in Anwendung gebracht worden. Der Umfang der vielseitigen, auf Herstellung einer einfachen, möglichst haltbaren, betriebssicheren, leicht zu handhabenden Sicherheitskuppelung gerichteten Bemühungen erscheint wohlbegründet, wenn man erwägt, daß die vorgekommenen Zugtrennungen große Opfer an Material und Menschenleben im Gefolge hatten und daß zahlreiche Verletzungen des verkuppelnden Personals vorkamen.

Zunächst gab Leonhardi die Anregung, die beiden seitlichen Notketten in eine kräftig gehaltene, unter der Hauptkuppelung angeordnete einzelne Notkette zusammenzufassen. Der hiermit angestellte Versuch beschränkte sich jedoch nur auf vereinzelte Ausführungen. Desgleichen fand ein von der Magdeburg-Halberstädter Bahn ausgehender Vorschlag, die Sicherheitskuppelung durch Verwendung der nicht gebrauchten Schraubenkuppelung und mit gleichzeitiger Anordnung eines unter der Hauptkuppelung liegenden vollständigen zweiten Zugapparats herzustellen, wenig Anklang (Organ 1871, S. 126).

Erst den Vorschlägen von Brandt, Sürth, Uhlenhuth, Steinhaus, Turner, bei denen der Angriffspunkt der Sicherheitskuppelung an oder in den Zughaken selbst verlegt wurde, folgten ausgedehntere praktische Versuche, aus denen die Brauchbarkeit von derartigen sog. zentralen Sicherheitskuppelungen sich ergab.

Brandt und Sürth brachten an jeder Kopfschwelle einen den Zughaken umgreifenden Scherenhaken an, der mit der zweiten, nicht gebrauchten Schraubenkuppel zusammengehängt werden konnte, wie dies aus Abb. 40 a u. b, die die ältere preußische Normalkuppelung darstellen, ersichtlich ist. Uhlenhuth ermöglichte durch Abspreizen der Schereneisen das Hindurchstecken des etwas verschmälerten Bügels der nicht gebrauchten K. durch die Scheren der gespannten K. und damit das Überlegen desselben über den gegenüberliegenden Zughaken (Abb. 41 a u. b).

Bei Steinhaus wurde der Zughaken mit Rücksicht auf schnell zu bewirkende Auswechslung um einen Hauptkuppelbolzen lotrecht beweglich gemacht, der in einer am Ende der Zugstange befindlichen wagrecht drehbaren Gabel saß und an welchem zugleich die Scheren der Hauptkuppelung hingen. Der Zughaken trug in seinem unteren Teil einen zweiten Bolzen, der zur Aufnahme der Sicherheitskuppelung diente.

Der seitliche Spielraum der Gabelstange war so bemessen, daß eine Ablenkung von etwa 1 : 10 von[31] der Mittellinie erreicht werden konnte. Turner bildete den Zughaken zum lotrecht stehenden Doppelhaken aus und sicherte den in den unteren Haken eingelegten Bügel mittels besonderen Verschlußhebels gegen etwaiges Herausfallen.

Auf schweizerischen Bahnen wurde eine der Turnerschen ähnliche K. von Aghte angewendet (D. R. P. 3846), deren Doppelhaken lotrecht drehbar angeordnet und das Zugstangenende wie bei Steinhaus gabelförmig ausgebildet war.

Alle diese zentralen Sicherheitskuppelungen entsprachen der Bedingung, daß die mit ihnen ausgerüsteten Wagen ohne Benutzung der Notketten doppelt verkuppelt werden konnten und außerdem eine Verbindung mit solchen Wagen, die Notketten besaßen, angängig blieb, sofern nur die Haken der letzteren genügend weit waren, um in die 33 mm starken Kuppelbügel eingehängt werden zu können.

Zur Klärung der Frage wurden im Jahre 1877 unter Bütes Leitung im Auftrag des preußischen Ministeriums auf der Main-Weser-Bahn Versuche angestellt, die die Vorzüge einer von der kgl. Preußischen Ostbahn vorgeschlagenen Sicherheitskuppelung erkennen ließen und deren Überlegenheit über die vorerwähnten Kuppelungsarten darlegten. Unter zweckentsprechender Abänderung von Einzelheiten erhielt alsdann diese K. die in den technischen Vereinbarungen des VDEV. als maßgebend angeführte Form und Stärkenbemessung. Mit den auf der Strecke vorgenommenen Versuchen verbanden sich eingehende Zerreißversuche, ausgeführt mit einzelnen Teilen der verschiedenen K., durch die die Notwendigkeit der Verstärkung verschiedener Teile nachgewiesen wurde. Die aus diesen Versuchen hervorgegangene K. ist in Abb. 42 a u. b dargestellt und hat inzwischen an den Fahrzeugen der dem VDEV. angehörigen Bahnen allgemein Einführung gefunden, da sie sich als hinreichend betriebssicher und handlich bewährt hatte.

Die Sicherheitskuppelung greift dabei am Zughaken, u.zw. an dem der Schraubenkuppelung mit zugehörigem Hauptkuppelbolzen an, indem sie deren Schereneisen mittels zweier einem zweiten Zughaken (Sicherheitshaken) angehörigen Scheren umfaßt. Letzterer trägt an einem ihn durchsetzenden schwächeren Bolzen einen Bügel, in welchen der gegenüberliegende Sicherheitshaken oder die Notketten eingehängt werden können. Jeder Sicherheitshaken läßt sich ferner mit der gegenüberliegenden, nicht gespannten Schraubenkuppelung zusammenhängen. Sind Schraubenkuppelungen außer Benutzung, so können sie, z.B. am Schlußwagen, in den zugehörigen Sicherheitshaken eingelegt werden, um das Langherabhängen zu vermeiden.

Das Vierkant des Zughakens ist hinter der Kopfschwelle mit Fangvorrichtung, bestehend aus einem Stahlkeil oder einer Klammer versehen, um beim Bruch der Zugstange ein Herausziehen der letzteren zu verhüten. Die Fangvorrichtung legt sich gegen das an der Kopfschwelle befestigte Führungsstück des Vierkants und bietet eine weitere Sicherheit gegen Zugtrennung.

Fangvorrichtungen fanden sich in verschiedener Ausführung auch bei den vorher beschriebenen zentralen Sicherheitskuppelungen angewendet, wie aus den bezüglichen Figuren erkenntlich.

Die Stärkenbemessung und Formgebung der einzelnen Teile der K. ist s. Z. auf Grund der auf der Zerreißvorrichtung mit denselben angestellten Versuche derart festgestellt, daß bei einer Zugkraft von[32] 25.000 kg dieselben an der Elastizitätsgrenze sich befinden und bis zum Bruch etwa 35.000 kg Zugkraft aushalten. Diejenigen Teile, für die eine zweite Sicherheit nicht vorhanden ist, sind so stark gemacht, daß diese mindestens die doppelte Zugkraft (70.000 kg) bis zum Bruch aushalten können. Der Hauptkuppelbolzen, dessen Durchmesser auf 45 mm festgesetzt ist, wird, um ausreichenden Widerstand gegen Verbiegung zu erreichen, aus Stahl von 65 kg Festigkeit pro mm² bei 20% Querschnittskontraktion hergestellt. Bei der Formgebung ist berücksichtigt, daß die einzelnen aneinander arbeitenden Teile entsprechend gestaltet, bzw. abgerundet sind, um die lotrechten wie wagrechten Lagenänderungen der Fahrzeuge gegeneinander zu gestatten und unter Festanspannung der Hauptkuppelung einen ruhigen, ohne Ruck oder Stoß erfolgenden Gang der Wagen auch in scharfen Krümmungen ermöglichen zu können.

Für die Anbringung und Längenbemessung der K. gelten im Bereich des VDEV. die Vorschriften der technischen Vereinbarungen, wonach für die Höhe der Mitten der Zug- und Stoßvorrichtungen über Schienenoberkante das regelrechte Maß von 1∙040 m und als Mindestmaß 940 mm festgesetzt ist (§ 73–75) und die herabhängenden Kuppelungsteile und Ketten beim niedrigst zulässigen Bufferstand noch mindestens 75 mm (Nachtrag I, § 116³) von Schienenoberkante entfernt bleiben müssen.

Für Fahrzeuge ohne Notketten wird in den technischen Vereinbarungen, § 80^1–3, die Anbringung von je zwei 16–25 mm starken, stangenförmigen Handgriffen, die den Wagenkupplern als Stütze dienen sollen und von Buffermitte mindestens 50 mm nach außen und 300 mm nach innen reichen müssen, an jeder Kopfseite der Wagen empfohlen. Diese Handgriffe sind an Wagen mit zentralen Sicherheitskuppelungen jetzt fast durchgängig angebracht.

Infolge der immer größer werdenden Zuglasten und der gesteigerten Zugkraft der Lokomotiven, die bei Vorspann jetzt oft 20.000 kg übersteigt, ist es erforderlich geworden, die normale Schraubenkuppelung zu verstärken. Diese verstärkte K. wird allmählich allgemein bei den Bahnen des VDEV. zur Einführung kommen; denn der Nachtrag I, § 76 der TV. vom Jahre 1910 bestimmt, daß die bisher zulässigen Formen der Schrauben- und Sicherheitskuppelungen im Betriebe belassen werden können, daß aber neue K. nach Blatt VIII und IX des Nachtrages I der TV. hergestellt werden müssen.

Neuerdings werden im VDEV. Verhandlungen gepflogen über eine weitere wesentliche Verstärkung der Zugvorrichtungen, u.zw. ist vorgeschlagen, sie für eine Zugkraft vor 21.000 kg einzurichten.

Als eine eigenartige Anordnung zentraler Sicherheitskuppelungen ist noch die vor Dietz für französische Bahnen in Vorschlag gebrachte Bauart zu erwähnen, bei der ein im gegabelten Ende der Zugstange um einen lotrechten Bolzen wagrecht drehbarer Doppelzughaken befestigt war. Dieser bestand aus einem 90°-Winkelstück, dessen einer Schenkel eine Öse für die darin zu befestigende Schraubenkuppel bildete und dessen anderer Schenkel als aufrecht stehender Haken zur Aufnahme der überzulegenden Schraubenkuppel des gegenstehenden Fahrzeugs sich darstellte. Hierbei kamen die beiden Schraubenkuppeln nach erfolgter doppelter Verbindung parallel nebeneinander zu liegen.

Für die Tender und Lokomotiven dienen, sofern diese mit Wagen oder nachfolgenden Fahrzeugen gleicher Art verbunden werden sollen, ebenfalls die vorbeschriebenen K., nur mit dem Unterschied, daß die Zugapparate nicht durchgehend sind.

Wenngleich die Beseitigung der Notketten und die ausgedehnte Anwendung der leicht zu handhabenden zentralen Sicherheitskuppelungen die den Wagenkupplern drohende Gefahr der Verletzung oder gar Tötung gemindert hat und durch Anbringung der Handgriffe den Leuten besserer Anhalt geboten ist, so bleibt für diese doch bei dem auf den europäischen Bahnen üblichen 1750 mm weiten Bufferstand noch immer die Notwendigkeit bestehen, behufs Verkuppelung der Fahrzeuge unter den Buffern hindurchkriechen zu müssen. Um diesem Übelstand abzuhelfen, ist eine sehr große Anzahl von Kuppelungsarten ersonnen und versucht worden, die bezwecken, daß die Ausführung der Verkuppelungsarbeit von Langseite der Wagen her bewirkt werde.

Von diesen sog. Seitenkuppelungen hat bisher keine eine andauernde oder umfangreiche Anwendung erfahren, weil einerseits deren Mechanismus an sich zu umständlich oder für die mit Staub, Schnee und Eisbildung kämpfenden praktischen Betriebsverhältnisse ungeeignet war, anderseits die Bedienung derartiger Apparate bei Nacht und Dunkelheit schwer angängig bzw. beim Zusammenstoßen rangierender Fahrzeuge sich unzuverlässig erwies oder schließlich das verkuppelnde Personal durch hervorstehende Fußtritte und Lauf- bzw. Trittbretter, zumal bei Nacht, nicht minder als bei der gewöhnlichen Kuppelungsweise gefährdet wurde. Beträchtliche Herstellungskosten, ständige Unterhaltung und die Schwierigkeit, derartige Bauarten mit den bereits im Betrieb vorhandenen Kuppelungsarten in passende, zweckmäßige Verbindung zu bringen, bildeten bisher ein weiteres, Ausschlag gebendes Hindernis für ihre Verwendung. Immerhin muß bei den noch häufig[33] vorkommenden Körperbeschädigungen der Wagenverkuppler die Erfindung einer brauchbaren, hinreichend einfachen, von außerhalb der Wagenkopfseiten zu bedienenden Seitenkuppelung als ein erstrebenswertes Ziel bezeichnet werden und ist als solches seinerzeit auch seitens des VDEV. durch ein Preisausschreiben (1873) anerkannt (s. Organ 1877, S. 72).

Eine allgemeinere Anwendung hat jedoch die damals preisgekrönte Seitenkuppelung nicht gefunden, obwohl sie die Verwendung als Sicherheitskuppelung ohne und mit Notketten (im letzteren Fall allerdings nur unter Aufgebung ihrer Eigenschaft als Seitenkuppelung) zuließ.

Eine weitere Gruppe von K. bilden die sog. Mittelbufferkuppelungen, bei denen in Mitte der Kopfschwelle, bzw. in der Längsachse des Untergestells, Buffer, Zugvorrichtung und K. zu einem gemeinsam wirkenden Apparat vereinigt und teils ineinander, teils unmittelbar übereinander gelagert sind. Auf den dem VDEV. angehörigen wie auch auf den meisten anderen europäischen Hauptbahnen sind solche Bauarten nicht in Gebrauch, finden jedoch allerwärts auf den Nebenbahnen und in ganz besonders großer Ausdehnung auf sämtlichen Bahnen des nordamerikanischen Betriebsnetzes Anwendung. Sie bestehen im allgemeinen aus einer mit der elastisch gemachten bzw. durchgehenden Zugstange fest verbundenen, meist oval gestalteten, gewölbten Bufferscheibe oder gekrümmten Platte, in deren Mitte innerhalb eines entsprechend geformten Schlitzes die Kuppelungsvorrichtung eingelegt ist, und bieten gegenüber dem Zweibuffersystem den Vorteil, daß Zug und Stoß zentral auf das Untergestell übertragen wird, sowie daß die Kuppelungsarbeit erleichtert ist.

Abb. 43 a u. b zeigen eine häufig angewendete Mittelbufferkuppelung einfachster Art, bei der eine durch Einsteckbolzen festgehaltene Öse die Verbindung der Wagen bewirkt. Gleicher Art, aber unter Berücksichtigung der verschiedenen Höhenlagen der Fahrzeuge besser durchgebildet, ist die früher an amerikanischen Güterwagen übliche, in Abb. 44 dargestellte Staffordsche K. Beide K. haben den Nachteil, daß sie mit losen oder nur schwach befestigten Teilen (Bolzen und Öse) arbeiten und daß die von Hand einzusteckenden Bolzen, bzw. Ösen sehr leicht zu Verletzungen Anlaß geben.

Um die mit der Handverkuppelung verbundenen Gefahren zu beseitigen, ist man bemüht gewesen, diese K. selbsttätig zu machen.

Abb. 45 zeigt eine K., bei der das Ankuppeln selbsttätig erfolgt, indem beim Aneinanderstoßen der Buffer eine schräg hängende Scheibe durch die Kuppelöse zurückgeschoben und damit dem auf dieser Öse ruhenden Bolzen das Niederfallen sowie Hindurchtreten durch Scheibe, Öse und untere Bufferöffnung gestattet, mithin die Herstellung der Verkuppelung ermöglicht wird. Im Nichtgebrauchsfall liegt die drehbare Scheibe auf der unteren inneren Bufferfläche auf und hindert dabei den Bolzen am Niedergehen.

Eine von Pihl angegebene, zuerst auf den norwegischen Bahnen und dann auch anderwärts unter Abänderung von Einzelheiten eingeführte Mittelbufferkuppelung ist durch einen in lotrechter Ebene drehbaren, überfallenden Widerhaken gekennzeichnet, der beim Aneinanderschieben der Wagen sich selbsttätig über einen im entgegenstehenden Buffer befindlichen, herausnehmbaren Bolzen festlegen kann und in dieser Lage durch übergeworfene, mit Kugelgewichten belastete Ketten niedergehalten wird. Die Lösung der K. muß von Hand erfolgen. Größere Unterschiede in den Höhenlagen der Fahrzeuge bereiten der Selbsttätigkeit dieser K. Schwierigkeiten.

Ausgedehnte Anwendung haben auf den amerikanischen Bahnen die Zentralkuppelungen von Miller und von Janney gefunden und sind von der Master Car Builders Association zur allgemeinen Einführung an Personenwagen empfohlen, wobei die neuere Janney-Kuppelung als Normale für Neubeschaffungen angenommen ist. Jetzt sind ausschließlich die Janney-Kuppelung oder ihr nahe verwandte Arten an sämtlichen Betriebsmitteln der Vereinigten Staaten-Eisenbahnen in Verwendung.[34]

Abb. 46 stellt die Miller-Kuppelung dar in Vereinigung mit dem Buffer, Abb. 47 a u. b zeigen diese mit über der K. angeordnetem Buffer.

Die Evolutfeder e hält den Haken a in seiner Längsstellung, die lange Blattfeder l drückt ihn nach der Mitte und hält ihn nach erfolgter K. dort fest. Beim Zusammenbringen der Wagen gleiten die Kuppelköpfe aneinander vorüber und schließen dann unter dem Druck der Blattfedern zusammen. Die Lösung der K. erfolgt von der Plattform des Wagens oder von der Langseite des Wagens aus entweder mittels besonderer Hebelanordnung oder unter Zuhilfenahme einer Kette, die, von außerhalb angespannt, mittels eines kleinen Druckhebels den Kuppelkopf aus der Mittellage zurückdrückt und dadurch zum Auseinanderziehen frei macht.

Abb. 48 a u. b gibt die Anordnung der Janney-Kuppelung, Abb. 49 stellt deren Kuppelkopf dar, der nach den Beschlüssen der Master Car Builders als Normale zu behandeln ist, soweit die sich berührenden, bzw. ineinandergreifenden Teile in Frage kommen.

Der durch Spiralfeder f in bestimmter mittlerer Stellung gehaltene Kuppelkopf überträgt durch einen Doppelhebel h sowohl beim Andrücken als beim Anziehen seine Bewegung mittels der Schlinge i und eines Anschlagstückes derart auf eine oberhalb liegende, die beiden mit Querbalancier verbundenen, 660 mm voneinander entfernten Buffer spannende zweite Spiralfeder g, daß beim Verlassen der Mittellage für jede Bewegungsrichtung des Kopfes eine Anspannung dieser Feder, also auch ein Anpressen der Bufferköpfe stattfindet.

Im Bufferkopf (Abb. 49) findet sich ein knieförmiges Gelenkstück b, das nach erfolgtem Zusammenstoß der Wagen mittels des doppelarmigen Hebels a, an dessen kurzem Ende eine Spiralfeder angreift, festgehalten wird. Um verkuppeln zu können, muß dieses Gelenkstück ausgelöst, der Kuppelkopf geöffnet sein, was durch entsprechende Drehung eines außenseitig des Kopfes liegenden Hebels c, der mit a auf gleicher Drehachse festsitzt, geschieht.

Die Drehung des Hebels c erfolgt von der Plattform der Wagen aus mittels besonders angeordneter Hebel oder Ketten, so daß Beschädigungen der Kuppler nicht eintreten können.

Eine neuere der Janney-Kuppelung ähnliche Ausführung ist die amerikanische Atlaskuppelung der National Malleable castings-Comp. in Cleveland, die im Jahre 1904 bei von der preußischen Eisenbahndirektion Saarbrücken angestellten Versuchen verwendet wurde. Wegen zu verwickelter Bauart wurde von weiteren Versuchen abgesehen.

An den Personenwagen der Londoner Untergrundbahnen (Metropolitain Railway) ist die Zentralkuppelung gewöhnlicher Art mit zwei auf 1397 mm zusammengerückten selbständig mitwirkenden Buffern zusammengestellt worden, wie dies aus Abb. 50 ersichtlich ist.

Man hat hiermit die Erzielung eines möglichst ruhigen Ganges der Wagen auf den mit verhältnismäßig beträchtlicher Geschwindigkeit befahrenen kurvenreichen Strecken beabsichtigt und diesen Zweck auch in zufriedenstellender Weise erreicht.

Die Kruppsche K. (Abb. 51 a u. b) stellt eine Mittelbufferkuppelung dar. Sie ist auch in der Übergangszeit brauchbar, in der die normale[35] Schraubenkuppelung gegen eine Mittelbufferkuppelung ausgewechselt wird.

Bei dieser ist sowohl eine zentrale Klauenkuppelung als auch der Zughaken der Schraubenkuppelung vorhanden, die beide um einen lotrechten Bolzen so gedreht werden können, daß je nach Erfordernis die eine oder die andere Kuppelungsart verwendet werden kann.

Eine brauchbare, auch bei der preußischen Eisenbahnverwaltung versuchsweiseangewendete K. ist die Scharfenberg-Kuppelung (Abb. 52 a u. b).

In ein trichterförmiges Gehäuse ist eine drehbare Scheibe (x) eingebaut, mit der an einer Seite durch einen Bolzen ein Kuppelungsbügel (y) befestigt ist und die an der gegenüberliegenden Seite einen Ausschnitt (z) für den Eingriff des Kuppelungsbügels des gegenstehenden Wagens besitzt. Die K. kann in einfacher Weise durch Zurückdrehen der Scheibe (x) mittels einer Kurbel gelöst werden.

Eine andere bei einigen französischen Bahnen versuchte Mittelbufferkuppelung ist die von Boirault (Abb. 53 a und b).

Der Kuppelungskopf besitzt zwei Öffnungen (ν u. ν₁), in die die Zapfen (u u. u₁) der gegenstehenden K. eingreifen, so daß je zwei Kuppelungsköpfe vierfach in Eingriff sind. Die K. enthält gleichzeitig Anschlußöffnungen (x u. w) für die Brems- und Heizleitungen, so daß auch diese gleichzeitig mit den Zugvorrichtungen selbsttätig gekuppelt werden.

Eine weitere selbsttätige K., die die bisherigen seitlichen Stoßbuffer beizubehalten gestattet und die außerdem mit der normalen Schraubenkuppelung gekuppelt werden kann, ist die K. von Pavia-Casalis (Abb. 54 a und b). Diese K. wurde von der italienischen Staatsbahn versuchsweise angewendet und erhielt bei dem Mailänder Wettbewerb im Jahre 1909 den ersten Preis (vgl. Bulletin des internationalen Eisenbahnkongreß-Verbandes, Mai 1913).

Zuweilen kommt die tunlichst enge Verkuppelung behufs Herstellung unmittelbarer Kommunikation zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fahrzeugen in Frage und sind hierfür die zentralen K., insbesondere die kurzbufferigen amerikanischen in Verbindung mit besonders gebauten Bufferrahmen geeignet, die an sich schon den Vorteil einer möglichst beschränkten, nicht durch nutzlose Zwischenräume ausgedehnten Zuglänge in sich schließen. Eine ältere hierzu dienende K. fand sich seinerzeit bei den miteinander für direkten Durchgang verbundenen Postwagen der österreichischen Staatsbahnen in Verwendung und ist in der Abb. 55 a u. b dargestellt.[36]

Eine neuerdings oft angewendete Kurzkuppelung ist in Abb. 56 dargestellt. Sie findet sich an den Wagen der Stadtbahnzüge der preußischen Staatseisenbahn, wo immer je zwei Wagen kurz gekuppelt sind, um die Zuglänge zu beschränken; außerdem wird sie angewendet bei den Akkumulator-Doppeltriebwagen. Als Sicherheitskuppelungen wendet man öfter bei den Mittelbufferkuppelungen kurze Notketten an, die so angebracht werden, daß der Kuppler nach erfolgtem Schluß der Hauptkuppelung sie von außen leicht zu erreichen und zu verbinden vermag.

Müssen Wagen in größerem Abstand einander folgen, so daß die Anwendung einer gewöhnlichen[37] K. oder einer Steifkuppelung nicht mehr angängig ist, so kann in gewissen, durch das Vereinswagenübereinkommen (Anlage VI, § 6, 21 und 27) oder durch besondere Abmachung in bestimmten Fällen die Ladung selbst als Kuppelungsmittel benutzt werden.

Es ist dies z.B. zulässig bei Langholzladungen, wenn die Wagen mit Drehschemeln, auf denen die Last zu ruhen hat, ausgerüstet und diese Drehschemel mit kräftigen eisernen oder stählernen Zinken, die in die Ladung sich eindrücken, versehen sind. Hierbei soll die auf jedem Drehschemel ruhende Last mindestens 7500 kg und der kleinste Durchmesser der Holzstämme an der Stelle, wo sie auf dem Drehschemel aufliegen, 120 mm betragen. Desgleichen können in solcher Weise Schienen, eiserne Träger, Brückenteile u. dgl. als K. benutzt werden, wenn sie durch besondere und zuverlässige Vorrichtungen mit den Drehschemeln in unveränderlicher Verbindung sich befinden. Derartig miteinander verkuppelte Wagen müssen sehr sorgsam rangiert werden und unterliegen bezüglich ihrer Beförderung bei den verschiedenen Verwaltungen noch besonderen Bestimmungen.

Ferner hat man, um das Schlingern des Schlußwagens zu mildern, eine möglichst feste Verkuppelung der beiden letzten Wagen des Zuges herbeizuführen gesucht, indem man die Bufferscheiben derselben fest gegeneinander drückte und dazu den hinteren Zughaken des Schlußwagens herauszog und feststellte. Eine Anzahl hierauf abzielender Vorrichtungen sind in Glasers Annalen 1882, Bd. X, S. 183, beschrieben.

Die belgischen Staatsbahnen haben bei einer Anzahl sehr langer vierachsiger Güterwagen mit Drehgestell die normale Schraubenkuppelung und die beiden Stoßbuffer an einer verschiebbaren Bufferbohle angebracht (Abb. 57 a u. b).

Die Bufferbohle wird durch einen vom Drehgestell ausgehenden Arm um den Drehpunkt des Drehgestells verschoben, so daß sich der Zugapparat tangential zu der durchfahrenen Gleiskrümmung einstellt.

Eine ähnliche einstellbare Zugvorrichtung für Lokomotiven ist im Organ 1906, S. 118, beschrieben.

Es sei an dieser Stelle noch eine von Keller erfundene K. erwähnt, die dazu dient, um eine Lokomotive, die einen Zug nachschiebt und die dabei mit diesem gekuppelt ist, während der Fahrt vom Führerstande aus zu entkuppeln. Die K. wird über die Zughaken der Lokomotive und des letzten Wagens gelegt und kann durch ein Zugseil, das eine Klinke betätigt, vom Führerstande aus gelöst werden.

Vor Abfahrt eines jeden Zuges sind die K. auf das sorgfältigste betreffs ihrer Dienstfähigkeit und ihrer richtigen, ordnungsmäßigen Verbindung zu untersuchen, auch ist auf leichte Gangbarkeit zu achten und diese nötigenfalls durch zweckentsprechende Schmierung zu erhalten.

Für den Fall, daß aus ungewöhnlichem Anlaß eine Zerstörung von Kuppelungsteilen oder selbst Zugtrennung eintritt, werden in jedem Zug auf der Maschine oder[38] im Gepäckwagen Reservekuppelungen oder Reservekuppelungsteile mitgeführt, um die beschädigten K. sofort ersetzen oder die getrennten Zugteile zum Zwecke der Weiterbeförderung wieder verbinden zu können.

Die technischen Vereinbarungen des VDEV. haben bei ihren aufeinander folgenden Neuabfassungen auf Grund der vorhergegangenen technischen Beratung wiederholt einschneidende Vervollkommnungen in der Bauart, Stärkebemessung und Behandlung der K. herbeigeführt. Sie enthalten die Angaben für die Ausführung, Zulässigkeit und Behandlung der K. und legen die innezuhaltenden Abmessungen fest. Für die Eisenbahnen Deutschlands sind insbesondere noch die Vorschriften der Eisenbahnbau- und Betriebsordnung zu beachten.

Literatur: Heusinger v. Waldegg, Handbuch für spezielle Eisenbahntechnik, Bd. II und III. – Hartmann, Theorie der Lokomotiv-Tenderkuppelungen. – Meyer, Grundzüge des Eisenbahnmaschinenbaues, 1884 – Eisenbahn-Technik der Gegenwart, Abhandlungen in den verschiedenen Jahrgängen des Organs f. d. Fortschr. d. Eisenbahnw., der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, Glasers Annalen, Bulletin des internationalen Eisenbahnkongreß-Verbandes, Verkehrstechnische Woche, Engineering, Referate über die Technikerversammlungen des VDEV., desgleichen über die Versammlungen der Master Car Builders Association, U. S. A.

Steinbiß.