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Wagen: Fahrwerks–Grundlagen

Kupplungen

Die Kupplungen an Eisenbahnmodellen stürzen manchen Modellbahner in einen Zwiespalt. Durch die engen Radien der üblichen Gleisbögen können die Modellpuffer nicht für ihre eigentliche Aufgabe als Stoßvorrichtung benutzt werden, weil sie zu weit von einander wegschwenken.

Daher muss die Modell–Kupplung sowohl eine Zug– als auch eine Stoßvorrichtung sein. Daraus resultiert eine nötige Mindestgröße, die besonders die originale LGB®–Kupplung ziemlich klobig - und damit auffällig - macht. Dafür hat sie aber den Vorteil, dass sie automatisch einkuppelt.

Auf dem Foto ist gut zu erkennen, dass die glänzenden Radreifen mit zu hohen Spurkränzen und die Modell–Kupplung den ansonsten guten Eindruck des Schienenwagens am meisten stören.

Die beiden Extreme werden von dieser Kupplung gebildet und von Vorbild–gerechten Haken–/Ösen–Kupplungen, die jedoch großzügige Radien der Gleisbögen erfordern - und den Eingriff von Hand beim Trennen und Verbinden. Diese Fragen und Konflikte sind das Thema der Seite.

Im Vorbild–Bereich gibt es auch eine Seite zum Thema Puffer und Kupplungen mit vielen Fotos und Zeichnungen. Bei den Modellbahn–Triebfahrzeugen wird eine Automatik–Entkupplung beschrieben, mit der sich auch symmetrische Kupplungen bei Lokomotiven ohne Entkupplungsgleise trennen lassen.

Abschnitte dieser Seite:

 

Die Probleme

Bei der Fahrt durch Gleisbögen (im Volksmund oft falsch „Kurven” genannt) mit den Modelleisenbahn–typisch engen Radien lenken die Wagenmitte und die Stirnseiten seitlich weit mehr aus als beim Vorbild. Da hilft auch der „große” LGB®–Radius 3 nicht viel. Zurück gerechnet auf das Vorbild–Maß hätte er gut 26 m. Dort beträgt der kleinste zulässige Bogenhalbmesser jedoch 50 m (1:22,5: 2,22 m).

Daher muss sich die Modellbahn–Kupplung der Bogenfahrt anpassen. Das wird erreicht, in dem sie statt an der Pufferbohle an einer Deichsel der Ein– oder Zweiachs–Drehgestelle befestigt wird. Das Foto verdeutlicht, wie stark - und wie unterschiedlich - diese Verschwenkung schon auf Gleisen des Radius' 3 bei einem vierachsigen Schienenwagen (Vorbild–Achsstand 6,5 m) und einem zweiachsigen Gw (3,5 m) ausfällt.

Der Kupplungsbügel, der als Stoßvorrichtung dient, muss dem entsprechend breit ausfallen (etwa 42 mm).

Da der Puffer bei Modellen nach europäischen Vorbildern direkt über der Kupplung liegt, muss der Haken von unten in den Bügel eingreifen. Dieser Haken muss sowohl seitlich verschwenkbar sein wie auch nach unten kippbar. Die Kunststoff–Feder, die ihn in der Ruhelage hält, ist relativ schwergängig. In Folge rollen gut laufende Wagen eher weg, als dass Kupplungen mit symmetrischen (beidseitigen) Haken sich verbinden. Der Druck der beiden Federn ist einfach zu groß.

Dieser nötige Druck führt auch dazu, dass sich die Einachs–Drehgestelle der LGB®–kompatiblen Wagen auch bei Geradeausfahrt leicht schräg stellen - schließlich können nicht zwei der doch recht breiten Haken genau in Gleismitte liegen.

Damit die Kupplungshaken auch an Entkupplungsgleisen getrennt werden können, haben sie an ihrer Rückseite einen breiten Dorn, der schräg nach unten bis knapp über die Schienen–Oberkante führt. Wer sicher ist, dass er keine Entkupplungsgleise verwenden möchte, kann den Dorn auch absägen. Es gibt die Kupplungshaken einzeln als Ersatzteil (Best–Nr. 64402).

Durch den ausschwenkenden Kupplungsbügel kann es auch zu Problemen kommen, wenn ein Modell hängende Bremsschläuche erhalten soll (wie bei allen hier abgebildeten Eigenbau–Wagen). Sind die Puffer des Wagens kurz, bleibt hinter der Rückseite des Bügels nicht genug Platz für die Schläuche. Deswegen wurden einige Wagen mit längeren Puffern ausgestattet, als sie im Original waren (550 statt 450 oder gar nur 400 mm). Das ist auch einer der Gründe, warum der oben abgebildete Schienenwagen einen Mindestradius von etwa 80 cm benötigt.

 

Einbaumaße der LGB®–Kupplungen

Die Kupplungsbügel werden von unten an die Deichseln geschraubt. Die Auflagefläche soll (abgeleitet aus der Werksnorm) 20,1 bis 20,7 (im Mittel: 20,4) Millimeter über der Schienenoberkante (SO) liegen.

Wagen, die beim Vorbild zwischen Puffermitte und Schienenoberkante nur ein Maß von 650 bis 700 mm hatten, können mit diesen Kupplungen nicht Original–getreu gebaut werden.

Der vordere Rand des Bügels soll möglichst wenig oder gar nicht über den vorderen Rand des Puffertellers hinaus ragen. Da es zwischen gekuppelten Haken und Bügeln noch einige Luft gibt, genügt das vollauf. Putziger Weise können die Haken im Schubbetrieb gar nicht ganz nach oben, wenn ein Bügel dicht am anderen liegt, da die Hakenspitze dann schon unten an der Rückseite des Bügels aufläuft. Bei leicht rollenden Wagen führt das im Schubbetrieb zu einem zusätzlichen Abstand von etwa 2 mm zwischen den Puffertellern beziehungsweise Bügeln.

Tipps: Wenn Sie Entkupplungsgleise oder Dauerentkuppler verwenden möchten, dann achten Sie darauf, dass es knapp hinter der Pufferbohle einen Streifen gibt, der fast bis zur Oberkante der Deichsel reicht. Ansonsten kann es Ihnen passieren, dass besonders dünnere Eigenbau–Deichseln nach oben abgelenkt werden, bevor der schwergängige Dorn des Kupplungshakens sich bewegt.

Selbstgebaute Deichseln sollten möglichst von den Drehgestellen abnehmbar sein. Das bietet Ihnen später die Möglichkeit, doch noch mit Original–getreuen Kupplungen zu fahren, ohne dass die Deichsel stört.

Die Broschüre „Service und Bauteile” des ehemaligen Patentwerks ist leider nicht immer so ausführlich bei den Beschreibungen der lieferbaren Teile. Die Kupplung in Normal–Ausführung, Best–Nr. 64407, wird als Universalkupplung bezeichnet. Die „komplette Kupplung” besteht zwar aus zwei Bügeln, aber es wird nur ein Haken mitgeliefert. Der zweite Haken muss gesondert bestellt werden.

Tipp: Haken montieren leicht gemacht

Schon so mancher ist beim Eindrücken des Haltestifts für die Haken in die Kupplungen verzweifelt. Es gibt jedoch einen einfachen Trick, der die Arbeit erleichtert. Setzen Sie den Stift zunächst so an, dass die abgeflachte Seite des Tellers um 180° verdreht ist (Richtung Kupplungs–Rückseite). Dann drücken Sie ihn halb in die Bohrung und wenden ihn um eine halbe Drehung. Danach lässt sich der Dorn leicht ganz eindrücken.

 

Klauen– und Trichterkupplungen

Modellfoto einer amerikanischen Klauenkupplung von schräg oben.
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LGB® beziehungsweise nun Märklin bietet noch zwei weitere Kupplungssysteme an. Unter der Bestellnummer 64193 ist eine Klauenkupplung amerikanischer Bauweise erhältlich (siehe Fotos).

Diese lässt sich an den normalen Kupplungs–Deichseln befestigen und ist technisch gesehen sehr viel besser als die Bügelkupplung. Sie kuppelt bei vertretbar geringem Druck ein, und die Entkupplung über den senkrechten Kunststoff–Stift (Bild links: abgesenkt) erfordert sogar nur geringste Kräfte.

Auf den Bildern sind ihre zwei Nachteile zu erkennen. Von der Seite her wirkt die Klaue noch viel klobiger als der Bügel. Und die Kupplung kann nicht zusammen mit Mittelpuffern verwendet werden, da sie direkt in deren Bereich liegt. Damit scheidet die Konstruktion als Alternative für Fahrzeuge nach deutschen Vorbildern praktisch aus.

Die Fotos zeigen „des Pudels Kern” - es handelt sich um einen der „vielseitig einsetzbaren Flachwagen”, deren „Einsatzort die Harzquerbahn ist” (LGB–Katalogaussagem zum Wagenpaar 45690). Bei abgenommenen Bühnen entpuppt sich der Möchtegern–Harzer als verkleideter Flat Car amerikanischer Bauweise.

Mit der Art.-Nr. 64777 sind ferner Trichterkupplungen erhältlich. Diese sind ganz hübsch und akzeptabel klein, aber die Fahrzeuge werden damit nahezu starr gekuppelt. Für Wagen mit längeren Achsständen und enge Gleisbögen ist das also auch keine gute Lösung. Und wenn schon Trichterkupplungen, dann bitte richtig (siehe Kasten „Tipp”).

 

Ein bisschen Geometrie

Da die Bügelkupplungen starr mit den Ein– oder Zweiachs–Drehgestellen verbunden sind, entspricht ihre seitliche Ausschwenkung immer dem Winkel, in dem das Drehgestell steht. Auf dem Foto von oben, das hier noch einmal gezeigt wird, ist folgendes gut zu erkennen: Das Hauptproblem besteht darin, dass der Drehpunkt der Gestelle einmal näher und einmal weiter weg von der Pufferbohle beziehungsweise Pufferteller–Vorderkante liegt.

Auf der Seite zum Thema Modellbau–Mathematik wird erklärt, wie sich die seitliche Auslenkung der Wagen im Bogen und der Winkel der Achsen berechnen lassen. Die Formeln dazu finden Sie bequemer bei den Downloads. Dort gibt es eine Arbeitsmappe für Microsoft® Excel zur Berechnung der Erweiterung des Lichtraums–Profils im Gleisbogen, die auch diese Informationen errechnet (Registrierung erforderlich).

Als Beispiel mögen die Wagen auf dem hier noch einmal gezeigten Foto dienen. Der vierachsige Schienenwagen hat einen Vorbild–Drehgestell–Abstand von 6,0 m. Auf gebogenen Gleisen des Radius' 3 schwenken die Gestelle um gut 6,5° aus. Der zweiachsige gedeckte Güterwagen hat einen Radstand von 3,5 m. Seine Achslagerung dreht sich nur um 3,8° gegenüber der Mittelachse des Wagens.

„Strafverschärfend” kommt hinzu, dass der Abstand der Drehgestell–Mitte bis zur Puffer–Vorderkante beim Schienenwagen 115 mm beträgt, während dieses Maß beim gedeckten Güterwagen nur 76 mm hat.

Eine kurze, überschlägige Berechnung ergibt Ausschwenkmaße von knapp 26 und knapp 10 Millimetern - und damit 16 mm Abweichung. Da die an den Modellen verwendeten Pufferteller aber nur 15 mm Durchmesser haben, liegen deren Ränder um etwa einen Millimeter auseinander.

Dieses Maß würde sich noch vergrößern, wenn der kurze Wagen rechts auf einem geraden Schienenstück stünde oder gar auf einem Gegenbogen.

Auf dem Foto ist ebenfalls zu erkennen, dass auch die Lage der Kupplungsbügel nicht gleich ist. Ihre Abweichung liegt bei etwa 5 mm. Alternative Kupplungen, die an den Deichseln angebracht werden, müssen also noch ein gewisses seitliches Spiel zulassen - aber steif genug sein, damit der Schubbetrieb noch klappt.

 

Alternativen, Balancier– und Mittel–Kupplungen

Zunächst einmal könnte die Kupplungsdeichsel zwischen Drehgestell und Kupplungs–Aufnahme so ausgebildet werden, dass sie noch ein wenig zusätzlich ausschwenken kann. Dieser Weg muss jedoch begrenzbar sein. Auch sollten die Deichsel–Teile durch eine kräftige Stahlfeder dazu neigen, sich gerade auszurichten.

Wird nun ein sich relativ starr verbindendes Kupplungspaar benutzt, steht einem halbwegs kontrollierten Schubbetrieb nichts mehr im Weg - und die Kupplungs–Vorrichtung kann erheblich viel schmaler ausfallen.

Dass automatische Kupplungen sich nur bei nahezu geraden Gleisen miteinander „vereinigen”, dürfte verschmerzbar sein. Wie sieht es aber mit der programmatischen Trennung aus?

Der Idealfall hierfür sind Kupplungen, die sich berührungslos über Elektromagnete trennen lassen. Diese lassen sich preisgünstig aus Relais–Spulen herstellen und nahezu unsichtbar zwischen den Schwellen verstecken.

Solche Systeme funktionieren jedoch nur, wenn wie bei den Kadee–Kupplungen beide Dorne der Kupplung dicht beieinander liegen oder es wie bei der System–Kupplung der Nenngröße N (1:160) genügt, eine der Kupplungen zu bewegen, damit die Verbindung gelöst wird.

Hier ist bisher noch keine Lösung gefunden worden, die allen technischen und optischen Ansprüchen genügt - zumindest nicht für selbsttätige Kupplungs–Vorrichtungen der Nenngröße IIm. Derzeit sind die respektlos „Flaschenöffner” genannten Bügelkupplungen wohl immer noch das kleinste Übel.

Handarbeit

Wer nichts dagegen hat, auch einmal mit der Pinzette zu hantieren, und dabei auch nur Wagen mit ähnlichen Abmessungen verwendet, findet hingegen sehr wohl Alternativen. So bietet beispielsweise die Firma Fremde Seite Magnus eine Puffer–Kupplungs–Kombination mit Balancier an, die zwar anders als beim Vorbild auf die Kupplungsdeichseln der Drehgestelle montiert wird, dafür aber gut aussieht und funktioniert.

Hinweis: Diese Kupplung wurde 2005 von Grund auf neu erstellt und ist nun maßstäblich und in zahlreichen Details verbessert. Sie wird jetzt komplett in Messing (statt Weißmetall) gefertigt. Das dritte Bild zeigt die neue Ausführung.

Eine weitere Alternative sind Mittelkupplungen. Hierbei handelt es sich um eine einzelne, meist gefedert und seitlich verschwenkbar angebrachte Kupplung mittig unter dem Puffer. Diese Ausführung wurde im Original beispielsweise bei der Härtsfeldbahn verwendet („Lenz–Kupplung”). Im Vorbild–Bereich gibt es ein Originalfoto dieser Variante.

Die Puffer–/Triangelkupplungs–Kombination von Dieter Seliger hat den großen Vorteil, dass sie mit nur zwei Schrauben am Modell anzubringen ist und einen gefederten Puffer aufweist. Außerdem entspricht sie konstruktiv dem Vorbild. Ihr großer Nachteil: Sie ist nicht mehr lieferbar.

Der Verfasser hat sich anderweitig beholfen und die Teile für eine funktionale und maßstäbliche Balancier–Kupplung selbst gebaut (und gießen) lassen. Dieses System ist nur bei entsprechend großen Radien einsetzbar, da der Puffer wie beim Vorbild als Stoßvorrichtung benutzt werden muss. Der Ausgleichshebel muss selbst gebaut werden, da die Platzverhältnisse unter jedem Fahrzeug anders sind. Dafür kann er hier innen oder außen liegen.

Hinweis: Eine Regelspur–Kupplung für Nenngröße I entspricht von der Geometrie und den Abmessungen her durchaus nicht einer Schmalspur–Kupplung für 1:22,5 - sie ist daher für Eigenbauten nur bedingt geeignet.

 

Trichterkupplungen mit Ein– und Ausfederung

Zeichnung: Prinzip der Trichterkupplung.
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Die letzte Abbildung dieser Seite zeigt das technische Konzept für eine Trichterkupplung mit Ein– und Ausfederung sowie einer seitlichen Verschwenk–Möglichkeit.

Hier gibt es keine Pufferhülse. Der Trichter ist an einer langen Deichsel befestigt, die durch eine waagerecht liegendes Langloch in der Pufferbohle geführt wird. Dahinter stützt sich eine Druckfeder an einer festen Scheibe am der Deichsel sowie einem Festlager am Fahrwerk ab. Die Deichsel führt durch ein aufgeweitetes Loch in diesem Lager, das damit den Drehpunkt für die seitliche Ausschwenkung bildet.

Hinter dem Durchbruch folgt mit etwas Abstand dazu eine Festscheibe auf der Deichsel. Sie dient als Anschlag für die Ausfederung. Wiederum dahinter ist am Ende der Deichsel eine Zugfeder eingehängt, die das Ausfedern abfängt und gleichzeitig für eine Neigung zur Geradestellung der seitlichen Ausschwenkung sorgt.

Das Festlager hinter der Pufferbohle mit dem Deichsel–Durchbruch sollte möglichst nahe bei der ersten Achse liegen, damit der Verschwenk–Radius passt.

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