Die Kupplungsfrage. Von Dipl.-Ing. Castner, Berlin. CASTNER; Die Kupplungsfrage. Ueber diesen für die weitere Entwickelung des gesamten deutschen Eisenbahnwesens in der nächsten Zukunft hochwichtigen Gegenstand wurde auf der Hauptversammlung des Internationalen Straßen- und Kleinbahnvereins vom 4.–5. September 1924 in Homburg v. d.h. von Direktor Paap (Berlin) ein Vortrag-gehalten, der in weitesten Fachkreisen die größte Beachtung erfuhr und dem wir nachfolgendes entnehmen wollen: Textabbildung Bd. 340, S. 49 Abb. 1. Statistik der Rangierunfälle bei den deutschen Eisenbahnen 1901–1920. Das selbsttätige Kuppeln von Bahnfahrzeugen ist eine seit Jahrzehnten in der Fachwelt und von zahlreichenErfindern behandelte Aufgabe, die jetzt vielleicht ihrer Lösung nahe ist. Es handelt sich dabei nicht allein um eine bedeutsame soziale Aufgabe, sondern in gleichem Maße um wirtschaftliche Vorteile, die sich mit der Einführung selbsttätiger Kupplungen ohne weiteres beim Bahnbetriebe einstellen werden. Textabbildung Bd. 340, S. 49 Abb. 2. Unfallstatistik bei Einführung der Janney-Kupplung in Nordamerika. In sozialer Beziehung ist es der Schutz des Betriebspersonals gegen die Gefahren des Rangierdienstes, der wichtig ist. Wegen der Gefährdung durch die Seitenpuffer werden bei der Handhabung der in Europa gebräuchlichen Schraubenkupplung alljährlich viele arbeitsame Männer das Opfer ihres Dienstes. Vermehrt wird diese Gefahr durch die Einführung der Luftbremse bei den Güterzügen, weil dadurch das Kuppeln der Bremsschläuche auch bei dem Güterzug-Rangierdienste notwendig wird. Abb. 1 zeigt, wie groß allein auf den deutschen Bahnen die Personalverluste beim Rangieren und Kuppeln sind. In Nordamerika haben die sozialen Gründe, die s. Z. vom Präsidenten der Vereinigten Staaten persönlich in einer Botschaft an den Kongreß auf das Wirksamste in den Vordergrund gerückt wurden, den Erlaß eines Gesetzes herbeigeführt, so daß dort bereits seit 30 Jahren die Verwendung selbsttätiger Kupplungen errungen ist. Die günstige dadurch erreichte Wirkung zeigt Abb. 2. Textabbildung Bd. 340, S. 50 Abb. 3. Pavia und Casalis. Textabbildung Bd. 340, S. 50 Abb. 4. Perini-Franchi. Textabbildung Bd. 340, S. 50 Abb. 5. Perini-Franchi. Abb. 3–5. Nicht minder bedeutungsvoll ist der Umstand, daß infolge der zweckmäßigen Bauart neuerer selbsttätiger Kupplungen die Möglichkeit geschaffen ist, das Aufklettern der Wagen bei Unfällen zu verhindern und damit die gerade hierdurch in der Regel besonders Selbsttätige Kupplungen unter Beibehaltung der Seitenpuffer und unmittelbarer Verbindung mit Zughaken (Mailänder Wettbewerb 1908.)verschlimmerten Unfallfolgen außerordentlich abzuschwächen, also Leib und Leben auch für die Reisenden besser zu schützen, als bisher. Textabbildung Bd. 340, S. 50 Abb. 6. Boirault. Textabbildung Bd. 340, S. 50 Abb. 7. Boirault. Textabbildung Bd. 340, S. 50 Abb. 8. Boirault. Abb. 6–8. Selbsttätig Mittelkupplung mit Seitenpuffern (Boirault-Frankreich). Hilfskupplung mit Zughaken durch Einsteckkette oder durch Schwenkkopf. Für die Bahnverwaltungen sind neben den sozialen eine Reihe wirtschaftlicher Gründe von höchster Bedeutung. Hierzu gehören vor allen Dingen die Vereinfachung und Erleichterung des Rangierdienstes durch selbsttätiges Kuppeln und die großen Ersparnisse an Verschleiß, die infolge der Widerstandsfähigkeit bei zweckmäßiger Bauweise zu gewinnen sind. Bei acht deutschen Privatbahnen sind seit dem Jahre 1908 insgesamt 1824 starre Mittelpufferkupplungen eingebaut und in dauernden Betrieb genommen worden. Dabei hat sich nach Angaben aus den Betrieben ein durchschnittlicher Verschleiß von nur 0,975 % herausgestellt. Da die Beanspruchungen und sonstigen Betriebsanforderungen bei den Hauptbahnen ganz erheblich größer sind, so mag für diese ein Verschleiß von 4 % eingesetzt werden, der aber aller Voraussicht nach zu hoch gegriffen ist, da starre Mittelpufferkupplungen ihrer guten Bauart wegen sich erfahrungsgemäß durch einen sehr geringen Verschleiß auszeichnen, während dieser bei den Schraubenkupplungen nach Angaben der Betriebe sich alljährlich auf 12,5 % im Durchschnitt beläuft. Textabbildung Bd. 340, S. 51 Abb. 9. Saarbrücken. Außerdem dürfte die Besorgnis vor großen Beschaffungskosten bei Einführung einer selbsttätigen Kupplung bei einem Stückpreise von etwa 600 ℳ (Scharfenberg-Kupplung) gegenüber 200 ℳ bei der Schraubenkupplung nicht begründet sein. Denn der ungewöhnlich große Verschleiß, der bei der schon seit Jahren unzulänglichen und überlasteten Schraubenkupplung vorhanden ist, verursacht so hohe Kosten, daß man bei der Einführung guter selbsttätiger Kupplungen auf den Hauptbahnen nicht nur keine Mehraufwendungen zu befürchten, sondern im Gegenteil sehr schnell Ersparnisse zu erhoffen hat, und zwar außer durch Verminderung des Verschleißes auch durch verminderte Arbeitsleistung und ferner durch Fortfall sachlicher und persönlicher Unfallentschädigungen. Textabbildung Bd. 340, S. 51 Abb. 10. Saarbrücken. Von den bisher bekannten selbsttätigen Kupplungen hat die in Amerika gebräuchliche Janney-Kupplung, die zweifellos eine recht geschickte Lösung darstellt, bei der Erprobung in Europa den hier gestellten Ansprüchen nicht genügt. Zehnjährige Versuche des VereinsDeutscher Eisenbahnverwaltungen in den Jahren 1900 bis 1909 haben zu ihrer Ablehnung geführt, nachdem vorher schon die Internationale Eisenbahnkonferenz zu Bern im Jahre 1907 einen gleichfalls ablehnenden Beschluß gefaßt hatte. Wenn man bedenkt, daß in Europa jahrelang große Wettbewerbe ausgeschrieben wurden, zuerst 1873 vom Verein Deutscher Eisenbahnverwaltungen, später 1902/1903 in Rußland, 1903 und 1912 in Frankreich, 1908 in Mailand, und daß jetzt nach einem halben Jahrhundert zwar an die zweitausend Entwürfe vorhanden sind, aber trotzdem eine Entscheidung in der Kupplungsfrage noch immer aussteht, so dürfte die Ursache hierfür wohl in der Art der Ausschreibung dieser Wettbewerbe zu suchen sein, und zwar insofern, als man die vorhandene Schraubenkupplung als eine gegebene, unantastbare Einrichtung hinstellte und eine freiere Entwurfsarbeit behinderte durch das Verlangen, die vorhandenen Fahrzeuge als in ihrer Bauart gegeben und im wesentlichen unabänderlich hinzunehmen, wodurch störende Widersprüche geschaffen wurden. Eine gute und vollkommene Erfüllung der Arbeitsbedingungen für selbsttätige Kupplungen erscheint einerseits nicht möglich bei Anlehnung an die vorhandene Schraubenkupplung und verlangt andererseits gerade wagenbaulich gewisse Zugeständnisse. Die erfolgreichen Erfinder haben sich denn auch mehr oder weniger zunächst über diese Widersprüche hinwegsetzen müssen. Textabbildung Bd. 340, S. 51 Abb. 11. Saarbrücken. Abb. 9–11. Selbsttätige Mittelkupplung mit Seitenpuffern (Bauart Saarbrücken). Hilfskupplung durch Schwenkkopf. Die Hauptbedingung für die störungsfreie Fortbewegung eines aus einer Reihe von Wagen bestehenden Zuges ist neben guter Zugverbindung zwischen den einzelnen Wagen, sowie gleichzeitiger guter Abstützung gegen Zusammendrücken eine gute Beweglichkeit in den Krümmungen, also Gelenkigkeit. Als natürliche Lösung für die Kupplungsfrage ergibt sich demnach die Mittelpufferkupplung, und zwar eine Stangenkupplung, die in der Mitte zwischen den Wagen starr ist, aber an ihren Enden die Federung und einen Gelenkanschluß hat, der möglichst weit in das Wagengestell hineingelegt wird, am besten bis an den Drehpunkt des Laufgestelles oder wenigstens bis an die Endachse. Demgegenüber erscheint die Schraubenkupplung mit ihrer kettenartigen Verbindung in der Mitte und der Pufferung an den Wagenseiten als eine organisch wenig zweckmäßige Bauart, die obendrein keinen festen Zusammenhalt hat, sondern große seitliche Verschiebung zuläßt. In Amerika hat man denn auch gleich von vornherein eine Mittelpufferkupplung genommen, und als weiterer Beweis dafür, daß diese Lösung den richtigen Weg zeigt, darf auch wohl der Umstand angesprochen werden, daß man selbst in Europa bei den unabhängig von den Hauptbahnen gebauten und betriebenen Bahnen (Kleinbahnen, Straßenbahnen) und besonders auch bei den modernen Städtebahnen nur die Mittelpufferkupplung kennt. Textabbildung Bd. 340, S. 52 Abb. 12. G.-F.-Kupplung. Die Erläuterung der wichtigsten Lösungen bleibe auf wenige geschichtliche Beispiele und diejenigen Bauarten beschränkt, die in Europa bisher für eine etwaige Einführung ernstlich in Frage gezogen sind. Die nicht selbsttätigen Kupplungen sollen dabei, weil den Anforderungen eines neuzeitlichen Eisenbahnbetriebes in keiner Weise mehr genügend, unberücksichtigt bleiben. Textabbildung Bd. 340, S. 52 Abb. 13. G.-F.-Kupplung. Abb. 12–13. Selbsttätige Mittelkupplung ohne Seitenpuffer. G.-F.-Kupplung (Georg Fischer, Schweiz). Keine Verbindung mit Zughaken. Abb. 3–5 zeigen zunächst zwei Preisträger des Mailänder Wettbewerbes. Daß solche Gestängeanordnungen den Stoßbelastungen des Rangierbetriebes nicht gewachsen sein können, dürfte selbstverständlich sein. Abb. 6–11 veranschaulichen selbsttätige Mittelkupplungen, die nur als Zugkupplungen ausgebildet sind, also Seitenpuffer behalten müssen. Die Kupplung auf Abb. 12 und 13 wird zwar ohne Seitenpuffer verwendet, kann jedoch nach ihrer ganzen Bauart als Mittelpufferkupplung für den Rangierdienst der Vollbahnen auch nicht in Frage kommen, weil es ausgeschlossen erscheint, sie widerstandsfähig genug auszubilden. Abb. 14 zeigt die in Amerika gebräuchliche Klauenkupplung von Janney und Abb. 15–17 dieebenfalls klauenartige Kupplung von Willison. Textabbildung Bd. 340, S. 52 Abb. 14. Selbsttätige Mittelpuffer-Klauenkupplung von Janney. (Normale amerikanische Bauart.) Auf Abb. 18–21 ist schließlich die Scharfenberg-Kupplung dargestellt. Diese Mittelpufferkupplung ist als vollkommen starre Lenkkupplung durchgebildet und erscheint zur Zeit als die einzige, die wirklich imstande ist, allen Bedingungen des Betriebes, insbesondere auch des Rangierdienstes, zu genügen. Textabbildung Bd. 340, S. 52 Abb. 15. Willison. Verschlußkeil fest; Verschlußkeil gelöst. Textabbildung Bd. 340, S. 52 Abb. 16. Willison. Textabbildung Bd. 340, S. 52 Abb. 17. Willison. Abb. 15–17. Selbsttätige Mittelpuffer-Klauenkupplung von Willison. (Hilfsverbindung für die Uebergangszeit durch Kuppelbügel.) Aus Abb. 22 ist erkenntlich, in welcher Weise eine starre Lenkstange die Ausbildung der Kupplungen gewissermaßen als „Rückgrat“ des Zuges ermöglicht, so daß insbesondere die Stoßkräfte in der Schwerpunktlängsachse der Fahrzeuge fortgeleitet werden und nicht die schädlichen diagonalen Seitenkräfte entstehen, wie bei den Seitenpuffern. Denn bekanntlich werden gerade dadurch sehr unliebsame Beanspruchungen und Beschädigungen auch an den Wagenkästen verursacht. Die Zusammenstellung der drei Kupplungsarten auf Abb. 22 und 22a, nämlich Mittelpuffer mit Kette oder Schraubenkupplung, ferner Klauenkupplung und schließlich Lenkstangenkupplung, läßt deutlich erkennen, wie groß bei den ersten Bauarten die seitlichen Schubkräfte werden, und zwar am schlimmsten bei Klauenkupplungen, die außerdem offensichtlich die Gefahr des Ausknickens mitten zwischen den Wagen in sich bergen. Textabbildung Bd. 340, S. 53 Abb. 18. Kupplungseingriff (Scharfenberg). Textabbildung Bd. 340, S. 53 Abb. 19. Spannung der Kuppelfedern (Scharfenberg). Textabbildung Bd. 340, S. 53 Abb. 20. Kuppelverschluß (Scharfenberg). Textabbildung Bd. 340, S. 53 Abb. 21. Scharfenberg. Abb. 18–21. Selbsttätige Mittelpufferkupplung von Scharfenberg. (Steife Lenkstange) Als Hilfsverbindung wahlweise Schwenkkopf oder Schraubenbügel. Selbsttätige Bremsleitungs-Kupplung. Rangiersperre. Abb. 23–25 zeigen den „Eingriff“, der für zuverlässige, selbsttätige Wirkung von besonderer Bedeutung ist. Die vier „Grenzfälle“ (Abb. 26) ergeben die Stellungen, die die Fahrzeuge im ungünstigsten Falle einnehmen können. Als gebräuchliche Formen der Leitorgane für den Eingriff zeigen sich Trichter, ferner Greifer, d.h. Leitstangen, und schließlich Leitflächen.Die Anordnung von Leitstangen ermöglicht, wie leicht ersichtlich, den größten Greifbereich. Textabbildung Bd. 340, S. 53 Abb. 22. Textabbildung Bd. 340, S. 53 Abb. 22a. Abb. 22–22a. Wirkung einer starren Mittelpuffer-Kupplung (Stangenkupplung) als „Rückgrat“. Damit der notwendige Greifbereich der Kupplungen keine zu plumpe Ausgestaltung der Leitorgane erfordert, ist eine Mitteleinstellung notwendig, für die in den Abb. 27–31 verschiedene Lösungen gezeigt sind. Abb. 27 zeigt Anordnungen, wie sie sich wohl nur für leichten Betrieb – Straßen- und Kleinbahnen – eignen. Abb. 28 veranschaulicht, wie man die Kupplungen durch Aufhängung am Drehgestell auf Mittelstellung steuern kann. Auf Abb. 29 ist eine Mitteleinstellung mit Hilfe der Verdrehung gegen die Pufferfedern wiedergegeben, wodurch diese teilweise gespannt werden, so daß ein Rückstelldruck entsteht. Der hierbei verwendete Hebelarm ist aber zu klein. Bei eingetretener Abnutzung und bei nur geringem toten Spiel wird man keine Rückwirkung auf die schweren Kuppelköpfe mehr erreichen. Einfach und sicher ist die Pendelaufhängung, die auf Abb. 30 und 31 in zweifacher Lösung – mit Blattfeder (Abb. 30) und mit Schraubenfeder (Abb. 31) – dargestellt ist. Um einen Vergleichsmaßstab für die im Wettbewerb stehenden Bauarten zu finden, sind in der Tafel Abb. 32 alle Bedingungen zusammengestellt, die zur Lösung des Problems erforderlich erscheinen. Sie decken sich mit den Anforderungen der Wettbewerbe, gehen in einzelnen Punkten noch darüber hinaus, stellen aber die Rücksichtnahme auf die Schraubenkupplung und auf wagenbauliche Wünsche an den Schluß. Textabbildung Bd. 340, S. 54 Abb. 23. Schräge Leitflächen Janney. Textabbildung Bd. 340, S. 54 Abb. 25. Greifer Scharfenberg Abb. 23–25. Eingriff der Kupplungen. Textabbildung Bd. 340, S. 54 Abb. 26. Die vier Grenzfälle. Bekanntlich werden wagenbaulich Einwände erhoben wegen der Umbildung des Untergestelles und wegen des Ausschnittes, den die Stangenkupplungen in der Pufferbohle bedingen. Nachdem aber im Großgüterwagenbau schon die rückgratartige Längsverstrebung in der Mitte eingeführt ist, im übrigen auch der Austauschbau Grund und Gelegenheit gibt, neue Wege zu suchen, kann es bei den Hauptbahnen ebensowenig unüberwindliche Hindernisse geben für eineAnpassung an den Einbau der als zweckmäßig erkannten Mittelpufferkupplungen, wie dies bisher schon bei den Kleinbahnen und Städtebahnen und vor allen Dingen in Amerika der Fall gewesen ist. Es wäre gewiß besser gewesen, schon viel früher auf diesen wichtigen Umstand im Wagenbau mehr Rücksicht zu nehmen. Man wird jedoch hoffen dürfen, daß die wiederaufgenommenen sorgfältigen und umfassenden Versuche der Deutschen Reichsbahn, die sich auf verschiedene Kupplungsbauarten, und zwar deutsche, wie auch ausländische, nebeneinander erstrecken, dazu beitragen, völlige Klarheit zu schaffen. Textabbildung Bd. 340, S. 54 Abb. 27. Mitteleinstellung (G.-F.-Kupplung, Schweiz.) Textabbildung Bd. 340, S. 55 Abb. 28. Mittelpufferkupplung, gesteuert vom Drehgestell vierachsiger Wagen. a = ungesteuert; b = gesteuert. Abweichung der Kupplungsenden durch Verzerrung des Maßstabes augenfälliger gemacht Bevor nun der Vergleich der maßgebenden Bauarten an Hand der Zusammenstellung für die Bedingungen durchgeführt wird, ist noch auf neuere Ergebnisse von Rangierversuchen hinzuweisen, die den Verschluß der auf Abb. 15–17 dargestellten Willison-Kupplung betreffen, deren Bauart ungewöhnlich einfach ist und deshalb höchst beachtenswert wäre, wenn nicht wegen eines mechanischen Fehlers im Kuppelgetriebe das zuverlässige Arbeiten in Frage gestellt wäre. Der Verschluß dieser Kupplung findet dadurch statt, daß die hintereinander gehakten Kuppelköpfe durch das Dazwischenfallen von Sperrkeilen an dem Auseinandergleiten gehindert werden sollen. Textabbildung Bd. 340, S. 55 Abb. 29. Abb. 29–31: Mitteleinstellungen. Textabbildung Bd. 340, S. 55 Abb. 30. Diese Keile können aber nicht zuverlässig wirken, weil sie nicht unter dem sicheren Einfluß einer eindeutigen, freispielenden Verschlußkraft stehen, sondern von der Massenbeschleunigunghin und her getrieben werden, die beim Zusammenprallen von Fahrzeugen in der Längsachse der Wagen beliebig positiv oder negativ auftritt. Diese Massenbeschleunigung führt also ebenso eine Entkupplung, wie einen Verschluß der Kupplung herbei. Aus der Darstellung einiger Versuche, wie sie Abb. 33 zeigt, ist erkennbar, daß ganz regellos, und zwar ebensogut bei geringen, wie bei großen Rangiergeschwindigkeiten bisweilen ein Verschluß eintritt, bisweilen aber nicht. Unter diesen Umständen kann man die Willison-Kupplung als eine betriebsbrauchbare Lösung nicht mit in Betracht ziehen, abgesehen davon, daß sie auch als Klauenkupplung nach den Versuchsergebnissen des Vereins Deutscher Eisenbahnverwaltungen den gestellten Ansprüchen nicht genügen könnte. Textabbildung Bd. 340, S. 55 Abb. 31. Textabbildung Bd. 340, S. 55 Abb. 32. Bedingungen für eine einwandfreie Lösung des Kupplungsproblems. Unbedingt zuverlässige Selbsttätigkeit des Kuppelns bei leichter Berührung ebenso wie bei starkem Zusammenprall; Sicherheit des Eingriffes in beliebiger Höhenlage und in beliebig scharfen Krümmungen; Sicherheit gegen ungewolltes Lösen; Sicherheit gegen Beschädigung beim Zusammentreffen mit Gegenkupplungen in beliebiger Stellung; Selbsttätige Wiederherstellung der Kuppelbereitschaft nach dem Auslösen; Rangierfähigkeit; bezüglich Lösbarkeit auch unter Spannung, Möglichkeit zum Abstoßen, Sicherheit gegen Wiederfangen; Widerstandsfähigkeit gegen große und beliebig gerichtete Zug- und Stoßkräfte zentrale Kraftfortleitung; Gefahrlose Bedienbarkeit; Geringer Betriebsverschleiß; Unempfindlichkeit gegen Schmutz und gegen Witterungseinflüsse; Eignung zum gemischten Gebrauch mit Schraubenkupplungen; Eignung zum Mitkuppeln von Brems-, Luft-, elektrischen Leitungen; Lenkfähigkeit; Widerstand gegen Aufklettern; Eignung zum Einbau in vorhandene Fahrzeuge. Es bleiben hiernach nur die vier auf Abb. 34 aufgeführten Bauarten. Das Ergebnis dieser Zusammenstellung ist in Abb. 35 augenfällig gemacht und führt zu der Folgerung, daß nur starre Mittelpufferkupplungen die Bedingungen erfüllen können, die für eine vollständige Lösung des Kupplungsproblems zu stellen sind, insbesondere auch hinsichtlich der unbedingt notwendigen Verstärkung der Kupplungen im Hinblick auf die zunehmende Vergrößerung der Fahrzeuge. Bei näherer Prüfung an Hand der Abbildungen wird man erkennen, daß die Beurteilung stichhaltig ist. Textabbildung Bd. 340, S. 56 Abb. 33. Rangier versuche mit der Willison-Kupplung. Im Gegensatze dazu ist die Ueberzeugung, daß nur Lenkstangenkupplungen die Aufgabe richtig lösen, durch die langjährigen Betriebserfahrungen, die mit der Scharfenberg-Kupplung auf deutschen Kleinbahnen gemacht wurden, und durch die neueren Erprobungen derselben Kupplung bei der Deutschen Reichsbahn einwandfrei gerechtfertigt worden. Wenn die ausgesprochene Anschauung richtig ist, daß es Kupplungen gibt, die das Problem endgültig lösen, so wäre es aus den angeführten sozialen und wirtschaftlichen Gründen dringend erwünscht, daß die europäischen Eisenbahningenieure auch baldigst zu einer gemeinsamen Entschließung über die Einführung selbsttätiger Kupplungen kämen. Betriebliche Bedenken könnten nicht mehr stichhaltig sein. Die Befreiung von vermeidbaren Unfallgefahren erscheint mit dem Augenblick als Notwendigkeit und Pflicht, wo das einwandfreie Arbeiten selbsttätiger Kupplungen als nachgewiesen betrachtet werden kann. Die neuesten Erfahrungen berechtigen zu der Hoffnung, daß heute dieserAugenblick nicht mehr fern ist und damit das so lange Jahre umstrittene Kupplungsproblem eine abschließende Lösung finden kann. Textabbildung Bd. 340, S. 56 Abb. 35. Darstellung der Erfüllung der Arbeits- und Betriebsbedingungen. Textabbildung Bd. 340, S. 56 Abb. 34. Erfüllung der Arbeits- und Betriebsbedingungen für Selbstkupplung en.