Wie über eine Schraubenkupplung Eisenbahnwagen per Gewinde verbunden werden
Heute widmen wir uns einem echten Fossil unter den mechanischen Bauteilen mit Gewinde. Die Schraubenkupplung stammt nämlich noch aus den Anfangstagen der Eisenbahn – und das ist schon eine ganze Weile her. Bereits in den 1840er Jahren wurden Schraubenkupplungen verwendet, um Eisenbahnwagen miteinander zu verbinden. Und daran hat sich bis heute nichts geändert!
Das klingt ja fast, als sei den Ingenieuren des 19. Jahrhunderts da ein ganz besonderer Glücksgriff gelungen – eine Kupplung so perfekt, dass sie auch fast 200 Jahre später durch nichts übertroffen wurde? Naja, ganz so eindeutig ist es dann auch wieder nicht. Das Prinzip der Schraubenkupplung funktioniert zwar nach wie vor einwandfrei und wurde im Laufe der Zeit freilich hier und da auch ein wenig optimiert. Dass die Schraubenkupplung aber noch immer im Einsatz ist, hat eher bürokratische Gründe. Tatsächlich gab es schon seit den 1960er Jahren Pläne, die Schraubenkupplung durch ein moderneres System zu ersetzen. Da die Schraubenkupplung aber europaweit verbreitet war und man aus Gründen der Komptabilität den Austausch nicht nur regional durchführen wollte, wäre eine flächendeckende Umstellung ein ziemlicher Aufwand gewesen. Darum beschloss man schließlich, dass die Schraubenkupplung noch ein paar Jährchen länger der Standard bleiben könnte – und dabei hat man es dann belassen. Und weil die Schraubenkupplung trotz ihres hohen Alters noch so aktuell ist, wird es höchste Zeit, dass wir uns in diesem Blog einmal mit ihr befassen. Denn die Schraubenkupplung wäre nichts ohne Gewinde!
Wie funktioniert eine Schraubenkupplung?
Herzstück der Schraubenkupplung ist eine Gewindestange mit zwei gegenläufigen Gewinden und zwei passenden Muttern. Die erste Mutter ist über ein Gelenk fest mit einem Eisenbahnwagen verbunden. An der anderen Mutter ist der sogenannte Kupplungsbügel befestigt. Zum System gehört ebenfalls der fest am Wagen angebrachte Zughaken.
Sollen zwei Wagen nun mit Hilfe einer Schraubenkupplung verbunden werden, so wird der Kupplungsbügel des einen Wagens in den Zughaken des anderen Wagens eingehängt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Schraubenkupplung so weit wie möglich geöffnet. In der Mitte der Gewindespindel befindet sich ein klappbarerer Griff, mit dem die Spindel im Anschluss gedreht werden kann. Durch die gegenläufigen Gewinde sorgt die Drehbewegung dafür, dass die beiden Muttern sich aufeinander zubewegen. Auf diese Weise werden die beiden Wagen mechanisch fest miteinander verbunden. Im Anschluss müssen dann noch verschiedene Leitungen, wie beispielsweise für das Bremssystem, zwischen den Wagen zusammengeführt werden. Sollen die Wagen wieder entkuppelt werden, so löst ein Bahnmitarbeiter die Schraubenkupplung, in dem er mit Hilfe des Griffs die Gewindespindel in die andere Richtung dreht.
Warum ist das Gewinde bei der Schraubenkupplung so wichtig?
Das geniale Konzept hinter der Schraubenkupplung sind die gegenläufigen Gewinde. Links- und Rechtsgewinde auf derselben Gewindespindel ermöglichen es, zwei Eisenbahnwagen durch eine Drehbewegung miteinander zu kuppeln. Der Aufbau der Schraubenkupplung erlaubt es dabei, je nach Streckenführung und Ansprüchen eine eher feste oder eher lockere Kupplung herzustellen.
Ebenfalls wichtig ist aber auch die Art des Gewindes. Schraubenkupplungen funktionieren nämlich meist mittels Rundgewinde. Das ist sehr widerstandsfähig, wenn es um Schmutz und mechanische Beschädigung geht. Im rauen Einsatzgebiet der Schraubenkupplung ist das perfekt, um eine möglichst lange Lebensdauer für die Gewinde zu erreichen.
Wo die Schraubenkupplung überall zum Einsatz kommt
Die Schraubenkupplung für Eisenbahnwagen wird auch als UIC-Kupplung bezeichnet. Beim UIC handelt es sich um einen 1922 in Paris gegründeten Internationalen Eisenbahnverband, dessen Hauptzweck es ist, einen flüssig laufenden Schienenverkehr über Ländergrenzen hinweg zu ermöglichen. Wichtigstes Hilfsmittel bei diesem Unterfangen sind Standardisierungen – unter anderem auch bei den Kupplungsvorrichtungen von Eisenbahnwagen.
Die Schraubenkupplung oder UIC- Kupplung wird in ganz Europa sowie in Nordafrika und teilweise aufgrund des ehemaligen britischen Einflusses auch noch in Indien und einigen Teilen Südamerikas verwendet. Damit können Eisenbahnwagen in diesem Gebiet länderübergreifend miteinander gekuppelt werden. Dabei ist nicht nur die Schraubenkupplung selbst relevant, auch die beiden links und rechts von ihr angebrachten Puffer gehören zum Kupplungssystem. Ein einheitlicher Pufferabstand ist daher für die Austauschbarkeit ebenso wichtig.
Zu diesen Problemen kann es bei der Verwendung einer Schraubenkupplung kommen
Auf der Schraubenkupplung lastet viel Verantwortung, ein Versagen hätten schwere Folgen. Entsprechend ist der wichtigste Wert bei der Verwendung einer Schraubenkupplung die sogenannte Zughakenlast. Besonders bei Güterzügen muss hier genau nachgerechnet werden, da diese je nach Ladung das Gewicht von Personenzügen deutlich überschreiten können. Durch diese Obergrenze bei der Belastung der Schraubenkupplung wird auch die Zuglänge festgelegt. Das ist ein Grund, warum in den USA und Kanada, wo ein anderes Kupplungssystem verwendet wird, Züge deutlich länger werden können als in Europa.
Aber was passiert, wenn die Schraubenkupplung doch einmal versagt? Dann kommt es zu einer Zugtrennung, also dem nicht absichtlich herbeigeführten Abtrennen eines Teils des Zuges. Dieses Phänomen tritt zwar heutzutage deutlich seltener auf als noch im 19. Jahrhundert, das heißt aber nicht, dass Schraubenkupplungen nicht mehr versagen können. Meist hat das aber zum Glück heute weniger schlimme Auswirkungen als noch vor 100 Jahren. Bei modernen Zügen bremsen die Zugteile nach einem Versagen der Schraubenkupplung selbstständig und so können größere Unfälle in den meisten Fällen vermieden werden.
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