Kuppelstangen

Kuppelstangen verbinden paarweise die Treibachse an der Lokomotive mit den Kuppelachsen. Die Kurbelzapfen, auf denen die Stangenköpfe sitzen,[792] haben an beiden Achsen genau gleichen Abstand vom Achsenmittel und sind rechts und links an der Maschine um 90° versetzt. Dadurch ist eine vorzügliche Kraftübertragung mit gleicher Drehgeschwindigkeit bewirkt.

Die Kuppelstangen liegen dicht außerhalb der Räder hinter den außenliegenden Pleuelstangen. Bei innenliegendem Triebwerk aber werden die Kuppelzapfen an der Treibachse um 180° gegen die Kurbelzapfen versetzt, um die Massen besser auszugleichen. Die Kuppelstange (Fig. 1) für eine zweifach gekuppelte Maschine enthält in den Köpfen (Fig. 2) einfache Büchsen von Stahl oder Rotguß ohne Nachstellung, die leicht auszuwechseln sind Die Stange (Fig. 3) für eine dreifach gekuppelte Maschine braucht noch ein Gelenk neben dem mittleren Kopf, um vertikalen Biegungen bei ungleicher Höhenstellung der Räder nachgeben zu können. Links am mittleren Kopf ist das Gestänge geteilt, wofern eine Gegenkurbel am Zapfen das Aufbringen eines geschlossenen Kopfes verhindert. Die Köpfe (vgl. Fig. 4) gestatten eine Nachstellung der Lagerschale je in derselben Richtung. Ueber Kuppelstangen für in Kurven verstellbare Achsen s [2]. Der Stangenschaft wird auf Knickung und Zug beansprucht und außerdem auf Biegung in senkrechter Richtung, indem die Zentrifugalkraft der Stangenmasse in der obersten und untersten Lage über die Stange verteilt wirkt. Daher gibt man ihr in der Mitte größere Höhe h_m als an den Enden h_e bei gleichmäßiger Breite b. Der schwächste Querschnitt h_eb erhält 0,88 so viel Fläche wie der schwächste Querschnitt der Pleuelstange (s. d) [1]. Hat man zunächst h_m = 2 b und h_e = 1,4 b angenommen, so läßt sich die Stange für die Uebertragungskraft P kg berechnen: Für Zug und Druck gilt he bσ = P. Auf Knickung ist der mittlere Querschnitt zu berechnen: J = ¹/₁₂ b³ h_m = S Pl²/π² E mit E = 2150000 für Flußeisen und l cm Stangenlänge von Mitte zu Mitte Zapfen; man geht bis auf S = 5 fache Sicherheit herab. Die Biegung ergibt sich aus der Zentrifugalkraft. Der Aenderung von h entsprechend, wirkt eine gleichmäßig verteilte Last entsprechend der Höhe he und eine von der Mitte aus von (h_m – h_e) nach den Enden gleichmäßig abnehmende Last. Beide zusammen geben das Moment

(2 + h_e : h_m) h_m l² b r n²/275000000 = ¹/₆ b h _m² ß

(alle Maße in Zentimetern), woraus die Biegungsspannung ß hervorgeht; diese gibt mit dem Werte σ für Druck bezw. Zug zusammen die wirkliche Spannung s = σ + ß, die 800 bis 1000 kg/qcm erreicht. Die höchste Beanspruchung erleiden die Stangen beim Beginn des Schleuderns der Maschine infolge der Massenwiderstände.

Literatur: [1] Meyer, Grundzüge des Eisenbahnmaschinenbaues, Berlin 1886, Bd. 1. – [2] Blum, v. Borries u Barkhausen, Eisenbahntechnik, Bd. 1, S. 256 f., Wiesbaden 1903

Lindner.

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3., Fig. 4.