C-AKv-Kupplung

Die C-AKv-Kupplung ist eine vollautomatische Mittelpufferkupplung für Eisenbahnfahrzeuge, welche als Ersatz für die europäische Schraubenkupplung entwickelt wurde. Sie besitzt das Willison-Profil der russischen SA-3-Kupplung und ist sowohl mit der europäischen Schraubenkupplung als auch mit der SA-3 Kupplung kuppelbar.

Geschichte

Bereits in den 1970ern war mit der UIC-Mittelpufferkupplung (Bauarten AK69e bzw. Intermat) eine neue Kupplungsbauart für die europäischen Eisenbahnen entwickelt worden. Sie sollte die europäische Schraubenkupplung - welche wenig belastbar ist, personal- und zeitaufwändig kuppelt und hohe Wartungskosten verursacht - ersetzen. Eine europaweite Einführung wurde jedoch immer wieder verschoben. Da die Form nicht mit der Schraubenkupplung kompatibel war, wäre ein flächendeckend simultaner Umstieg notwendig gewesen, den einige Mitgliedsländer finanziell nicht stemmen konnten.

Die C-AKv-Kupplung wurde von SAB WABCO, jetzt Faiveley Transport Remscheid GmbH entwickelt. Im Gegensatz zur UIC-Mittelpufferkupplung ist die C-AKv-Kupplung mit der Schraubenkupplung kompatibel, so dass nunmehr eine Umrüstung der Fahrzeuge schrittweise möglich wäre. Seit 2002 ist sie im erprobenden Dauereinsatz bei Kohleganzzügen der Railion zwischen dem Tagebau Profen und dem Kraftwerk Schkopau. Railion, Faiveley und die TU Berlin erarbeiten derzeit mögliche Strategien für den langfristigen Umstieg auf die C-AKv-Kupplung.

2009 erhielt das Siemens Werk München Allach von Railion den Auftrag ^[1] 18 existierende Lokomotiven der Baureihe 189 mit der C-AKv Kupplung auszurüsten. Damit sollen Erzzüge mit bis zu 6000t Gewicht auf der Strecke Rotterdam-Dillingen (Saar), gefahren werden. Die integrierte Leitungskupplung wird dabei mit zwei Luftleitungen genutzt, nämlich für die Hauptluftleitung, die zum Bremsen dient, und die Hauptluftbehälterleitung, die zur Versorgung pneumatisch betriebener Verbraucher in den Wagons dient. Die Lokomotiven kommen dabei in Doppeltraktion zum Einsatz. Im März 2010 wurden die ersten 4 Lokomotiven fertiggestellt ^[2]. Die Waggons dieser Züge sind bereits seit Jahren im Einsatz und verfügen über AK69e Kupplungen von Knorr ^[3].

Aufbau

Zeichnung des Kupplungskopfes in Frontalansicht

Als stark veränderte Weiterentwicklung der AK69e-Kupplung basiert die C-AKv-Kupplung auf der Form der SA-3-Kupplung. Gegenüber der SA-3 sind Druckluft- und (optional) Stromleitung in die Kupplung integriert, so dass keine Handarbeit beim Kuppeln erforderlich ist. Im Gegensatz zu vorangegangenen Entwürfen, die die ineffektive Schraubenkupplung in Europa ersetzen sollten und scheiterten, ist die C-AKv-Kupplung mit dieser kompatibel. Die immensen Kosten einer europa- oder landesweit gleichzeitigen Umrüstung waren einer der Hauptgründe für das Scheitern.

Ermöglicht wird das Gemischtkuppeln mit der Schraubenkupplung, weil die Luft- und Elektroanschlüsse, die bei der AK69e und ähnlichen Entwürfen unter der mechanischen Kupplung angeordnet waren, in das Willison-Profil selbst eingebaut werden, nämlich an die Außenfläche des kleinen Zahnes und die entsprechende Kontaktfläche. Dadurch bleibt darunter Platz für die Aufbewahrung der Schraubenkette. Somit ist das Design viel kompakter als die Vorgängerentwürfe; die Form unterscheidet sich von der SA-3-Kupplung außer durch die Anschlüsse selber optisch nur durch ein Horn vorne am großen Zahn und eine zugehörige Tasche seitlich des kleinen Zahnes, die gemeinsam die nötige vertikale Fixierung sicherstellen.

Die Kupplung ist mechanisch sowohl mit der russischen SA-3-Kupplung als auch mit AK69e-Kupplung kuppelbar. Dazu müssen die Luft- und Elektroanschlüsse von Hand aus dem Willison-Profil geklappt werden und die Leitungen manuell verbunden werden.

Vor- und Nachteile

Belastbarkeit

Die C-AKv-Kupplung hat eine zugelassene Zugbelastung von 1000 kN und Schubbelastung von 2000 kN (Schraubenkupplung: 500 kN/1000 kN). Für den Spurwechselverkehr nach Russland existiert eine Variante mit 2500 kN Zugkraft und 3000 kN Druckkraft. Dadurch und durch die zentrale Kräfte-Einleitung werden wesentlich schwerere Züge möglich, die Streckenkapazitäten und Logistikaufwand besser ausnutzen. Diesen Vorteil teilt die C-AKv-Kupplung mit der SA-3-Kupplung und der Janney-Kupplung.

Zeit- und Personalaufwand beim Kuppelvorgang

Zum Kuppeln müssen die beteiligten Eisenbahnfahrzeuge lediglich aufeinander zu rollen, bis die Kupplung einrastet. Alle Anschlüsse werden automatisch verbunden. Im Gegensatz dazu wird bei SA-3- und Janney-Kupplung der Eingriff eines Rangierbegleiters benötigt, der in einigen Sekunden Bremsleitungen und gegebenenfalls andere Anschlüsse verbindet. Bei der zur Zeit üblichen Schraubenkupplung muss der Rangierer auch die mechanische Kupplung manuell bewerkstelligen, indem er die Kette einhakt und die Verschraubung festzieht, was etwa eine Minute dauert.

Das Entkuppeln erfolgt auf Knopfdruck aus dem Lokführerstand oder durch Ziehen eines seitlich erreichbaren Hebels an der Kupplung ebenfalls „sofort“. Bei SA-3- und Janney-Kupplung erfolgt dies ebenfalls durch einen seitlichen Hebel. Die Schraubenkupplung muss aufwändig wieder losgeschraubt werden.

Den schnellen und automatischen Kuppelvorgang teilt die C-AKv mit der Scharfenberg-Kupplung, die jedoch aufgrund ihrer geringen Belastbarkeit nicht für Güterzüge geeignet ist. In der Praxis setzt die Scharfenbergkupplung zudem voraus, dass beide Seiten bereits über eine Stromversorgung verfügen, um die Abdeckung der Kupplung oder zumindest der elektrischen Kontakte zu öffnen; dies leisten nur Triebzüge.

Sicherheit

Da während des Kuppelns und Entkuppelns niemand zwischen die sich bewegenden Eisenbahnfahrzeuge treten muss, entfällt eine große Gefahrenquelle für Unfälle.

Weil die Längskräfte zentral eingeleitet werden, neigen die Züge im Schiebebetrieb nicht so sehr zum Entgleisen wie bei der Kombination Schraubenkupplung – Seitenpuffer. Das erhöht die Sicherheit und macht rigide Geschwindigkeitsbeschränkungen in Kurven überflüssig.

Diese Vorteile teilen alle gebräuchlichen Mittelpufferkupplungen mehr oder weniger.

Wartungskosten und Verschleiß

Die Seitenpuffer von Eisenbahnfahrzeugen, die mit Schraubenkupplung verbunden werden, müssen regelmäßig gefettet und ausgetauscht werden. Während für die Übergangszeit alle Fahrzeuge mit C-AKv-Kupplung über Seitenpuffer verfügen, um eine Gemischtkupplung zuzulassen, verursachen diese doch keinerlei Wartungskosten, solange sortenrein gekuppelt wird. Der Verschleiß von fest verbundenen Mittelpufferkupplungen ist um Größenordnungen geringer.

Finanziell noch mehr ins Gewicht fällt der verminderte Verschleiß der Radsätze: Da Mittelpufferkupplungen mit geeigneten Lagern Querkräfte weitergeben können, wirken geringere Seitenkräfte zwischen Spurkranz und Schiene. Radreifen und Schienen verschleißen weitaus langsamer.

Anschaffungskosten

Verglichen mit der europaweit verbreiteten und technisch primitiven Schraubenkupplung sind die Anschaffungskosten der C-AKv-Kupplung höher. Für die oben erwähnten Kohlezüge schätzen die Verantwortlichen die Amortisationszeit auf etwa 5 bis 10 Jahren, und zwar aufgrund der hohen Einsparungen bei den Radsätzen. Das mögliche Einsparpotential ist jedoch sehr unterschiedlich je nach Transportgut, Transportgattung (Einzelwagen-/Ganzzugverkehr, Kombinierter Verkehr) und Mischungsgrad mit der herkömmlichen Schraubenkupplung.

Eisenbahnfahrzeuge, die für die Umrüstung auf die europäische Mittelpufferkupplung AK69e vorbereitet sind, bedürfen keiner weiteren Umrüstung für die Aufnahme der C-AKv-Kupplung.

UIC-Konformität

Im Gegensatz zur unveränderten SA-3-Kupplung und zur Janney-Kupplung erfüllt die C-AKv-Kupplung die Vorgaben der UIC, die zur Entwicklung der inzwischen als gescheitert geltenden AK69e-Kupplung führten; sie erfüllt die Norm UIC 522-1. Unter anderem umfasst dies zuverlässiges Kuppeln in den engen Kurvenradien Europas.

Insbesondere ist die Kupplung kompatibel mit Einbaurahmen nach UIC 530-1, die bereits an zahlreichen Eisenbahnfahrzeugen verbaut wurden.

TSI-Konformität

Innerhalb der Europäischen Union gilt die Technische Spezifikation für die Interoperabilität (TSI) aus dem Jahr 2006 (2006/861/EG). Diese schreibt vor, dass Wagen mit dem Schraubenkupplungssystem kuppelbar sein müssen.^[4] Dies kann auch über eine Hilfskupplung ermöglicht werden. Die C-Akv-Kupplung erfüllt die Anforderungen in Kombination mit Seitenpuffern. Eine Überarbeitung dieser TSI ist erforderlich, wenn die C-Akv die Standardkupplung werden soll.^[5]

Literatur

• Franz Peter Bartling, Jörg Bensch, Manfred Driesel, Dr. Isolde Gasanov: Einsatz der TRANSPACT Mittelpuffer-Kupplung (C-AKv) im Kohleverkehr. In: Eisenbahntechnische Rundschau, Jg. 55 (2006), Heft 9, ISSN 0013-2845
• Jürgen Janicki, Horst Rheinard: Schienenfahrzeugtechnik. Bahn Fachverlag, Heidelberg 2008. ISBN 978-3-9808002-5-9.

Weblinks

• Artikel zur C-AKv auf einer Seite über Mittelpufferkupplungen, Dr. Reiner Seibt
• Projekt InnoCoupler der TU Berlin
• Kosten-Nutzen-Analyse zur Einführung der Automatischen Mittelpufferkupplung bezogen auf die C-AKv-Kupplung (dreisprachiges Dokument, der deutsche Text beginnt auf Seite 53)

Einzelnachweise

1. ↑ http://www.siemens.com/press/pool/de/events/industry/mobility/uitp2009/chlebowski_dex_090324.pdf
2. ↑ http://www.drehscheibe-foren.de/foren/read.php?4,4720365
3. ↑ http://www.virtuelle-bahnwelt.de/index.php?showtopic=299&st=15
4. ↑ Technische Spezifikation für die Interoperabilität der Europäischen Union - die Vorgaben für das Kupplungssystem beginnen ab Seite 33
5. ↑ BT-Drucksache 17/4478 - Aussagen der Bundesregierung zur C-Akv-Kupplung