Från Rilpedia

Ett järnvägskoppel är en anordning som kopplar ihop järnvägsvagnar till ett tåg och samtidigt kan förmedla andra funktioner mellan vagnarna. Kopplens gränssnitt mot varandra är nästan en lika viktig del av infrastrukturen som spårvidden. Kallas även draginrättning.

Innehåll 1 Bakgrund 2 Funktioner 3 Skruvkoppel 4 Albértkoppel 5 Centralkoppel 6 Helautomatkoppel 7 Framtiden 8 Se även 9 Referenser

Bakgrund

Järnvägskoppel var från början enkla don som kopplades ihop med sprintar. Ganska snart insåg man att kopplen borde standardiseras för att tillåta trafik mellan trafikbolag och mellan länder. Man insåg även att hopkoppling av vagnar var en källa till många olycksfall. 1883 omkom 433 och 11 277 skadades i USA^[1]. I slutet av 1800-talet valde man i Europa manuella skruvkoppel med sidobuffertar som standard. Men i USA valde man i stället redan 1893 automatkoppel vilka var införda 10 år senare. Olycksfrekvensen gick ned dramatiskt. Även Japan valde automatkoppel vilket var infört 1925. Ryssland beslöt samma sak i början av 1930-talet men kriget gjorde att det var klart först 1957 efter 22 års omläggning. I Sverige infördes samma koppel som ryssarnas på Malmbanan under andra halvan av 1900-talet. I Europa har man samtidigt under över 100 år misslyckats med att införa automatkoppel.

Det europeiska skruvkopplet anses numera vara en stor nackdel för godstågens konkurrenskraft. Dels därför att det är för svagt så att tåglängderna begränsas och dels därför att det kräver mankraft med risker, kostnadsökningar och tidsfördröjningar. Ett nytt koppel har standardiserarats av UIC. Det tillåter hopkoppling med både det gamla skruvkopplet och det ryska automatkopplet, som även svenska malmtåg redan har. Det inkluderar samtidigt hopkoppling av bromsluft, elkraft och signalledningar Men fortfarande saknas beslut om generellt införande.

Genom att persontåg, t.ex. dubbeldäckarna X40, Regina X50 och pendeltågen X60, numera oftast är fast hopkopplade till tågsätt (motorvagnståg) samt att alltmer av godstransporterna sker med systemtåg, t.ex. MTAB:s malmtåg, som heller ej kopplas isär, har problemet delvis miskat men kvarstår ändå. Godståg med egna koppel kräver dessutom egna lok, vilket kräver stor volym för sådana speciallösningar. De nya möjligheterna med datastyrning kan eventuellt helt utesluta befintliga lösningar. Man får undvika datastyrning för godståg om man inte kan få fram internationella standarder.

Funktioner

• Överföra dragkrafter mellan vagnarna. Krafterna ökar med tågets totala vikt och acceleration. Dimensioneringen sätter en gräns för tillåten tåglängd / tågvikt. Kraven på nya koppel är minst 100 kN. Infästningen måste vara avfjädrad för att undvika stumma ryck.
• Överföra tryckkrafter mellan vagnarna. Ökar med tågets vikt och bromsförmåga. Eftersom bromstrycket utbreder sig bakåt i tåget med en viss fördröjning kan de främre vagnarna få extra tryckkraft från de bakre vagnarna vid bromsansättningen. Tryckkraften kan antingen tas upp av kopplet eller av separata buffertar (se skruvkoppel nedan). Kravet på nya koppel är minst 2 000 kN.
• Tillåta sidoförskjutningar mellan kopplen eller buffertarna på grund av överhängen mellan koppel och hjul, vilka uppstår när vagnarna passerar S-kurvor till exempel i växlar.
• Tillåta vertikalförskjutningar mellan koppel och buffertar på grund av olika nedfjädring av vagnarna och ändring av spårets stigning.
• Möjliggöra enkel riskfri hop- och särkoppling, även när kopplet står under drag- eller tryckspänning.
• Tillåta vridning minst 90 grader vid vagnar som lossas genom vältning av bland annat malmvagnar.

I vissa automatkoppel dessutom:

• Överföra bromstrycket mellan vagnarna.
• Överföra elkraft mellan vagnarna (avser i första hand personvagnar)
• Överföra elsignaler mellan vagnarna (avser i första hand personvagnar)
• Kommunicera med elektroniska meddelanden (avser i första hand personvagnar). Via signalkabel eller evenutellt radiosignaler för kortdistans. Till exempel högtalar- och displaymeddelanden.

Kraven på personvagnar med el- och datasignaler, gångbryggor och annat är så svåra att uppfylla att man sällan blandar personvagnar från olika länder i samma tåg. Det är till och med så att en viktig anledning till utvecklingen mot motorvagnar är att olika vagntyper i samma land inte passar varandra om de ska ha datakommunikation och annat.

Skruvkoppel

Skruvkoppel utgör svensk och europeisk koppelstandard. Varje vagnända har dels en krok och dels en länk med en förkortningsskruv som kan ändra längden på länken. Ena vagnens länk hakas på kroken och skruven vrids så att inget glapp finns kvar mellan vagnarna. Länken tar endast upp dragkrafterna.

På vagnsgavlarna finns dessutom två buffertar som tar upp tryckkrafterna. Dessa är tillräckligt breda och höga för att aldrig hamna om lott. Buffrarna är avfjädrade, vanligen med tallriksfjädrar, som har både hög fjäderkraft och dämpning.

Dragkrokarna är också avfjädrade och vanligen infästa med en central stång eller balk som sammanbinder krokarna i vardera änden av vagnen.

Vid kopplingen står man mitt i spåret mellan buffertarna. Ofta trycker lokföraren till buffertarna för att underlätta skruvspänningen. Om vagnarna står i en kurva kan ena buffern trycka på så hårt att skruven är svår att lossa. Förutom att haka på länken måste man även ansluta tryckluftslangarna, öppna deras ventiler samt ansluta en elkabel. Ibland även en signalkabel. Vid passagerarvagnar kan även gångbryggor och bälgar kopplas ihop.

Albértkoppel

Huvudartikel: Albértkoppel

Albértkoppel är en klenare koppeltyp som används främst på spårvagnar, men tidigare även på lättare rälsbussar och dess släpvagnar. Koppeltypen förekommer även på lättare arbetsfordon, såsom dressiner och dess trallor. Albért är en koppeltyp som kan beskrivas som en handske med ett finger och en "hylsa". Fingret passar in i nästa koppels hylsa. Låsning sker manuellt med två sprintar. Till varje koppel hör en sprint.

Centralkoppel

Centralkoppel är ett koppel som sitter mitt på vagnsgaveln och fungerar både som koppel och buffert. Det innebär att det är avfjädrat både för drag- och tryckkrafter. Tidigare var de enkla med en hopkopplingslänk mitt i kopplet. Det var vanligt på de Svenska smalspåriga järnvägarna såsom Stockholm - Roslagens Järnvägar (SRJ).

Numera är centralkopplen nästan alltid ett automatkoppel. Olika typer finns:

• Janney-kopplet är det automatkoppel som blev standard i Amerika. Kallas även AAR-kopplet (American Association of Railroads) eller i folkmun för "knog"-kopplet (Knuckle). Janneykopplen är assymetriska (högerhänta) och har en inbyggd klo som är vridbar i sidledd. När två Janneykoppel ska tryckas ihop, ser man till att åtminstone en klo är öppen. Den öppna klon kommer då att vridas så den låser. När detta skett så faller en liten regel ned av sin egen tyngd och låser klon. Vid särkoppling lyfter man upp regeln med en liten spak på vagnsidan och klon öppnas då när vagnarna dras isär. Janney-kopplen har ett visst spel och är inte ledade vertikalt eftersom de kan glida lite vertikalt mot varandra. Janney-kopplen har nackdelen att de måste riktas in när koppling sker i spårkurvor. Janney-kopplen har många varianter som är mer komplicerade. Kopplen är mycket kraftiga och kan dra tåg på flera kilometers längd som väger 32000 ton. De används i många andra världsdelar som Australien, Japan och Sydafrika. Bild på en senare variant av Janney-kopplet: [1]
• SA3-kopplet. Det är det automatkoppel som blev standard i Ryssland. De har en relativt bred snedskuren platta som gör att de vrids rätt i förhållande till varandra om hoptryckningen sker i ett kurvspår. Varje koppel har en fast klo som glider in i det motstående kopplet. När kopplen slutits glider en kil i vardera kopplet ned och låser den fasta klon i det motstående kopplet. Därefter spärrar en regel att kilen kan lyfta vid t.ex. rangeringsstötar. Efter införandet minskade antalet koppelbrott från 35000 till 500/år trots att tågvikterna ökats från 1500 ton till 4000 ton. SA3-kopplet kan enkelt förses med en adapter som medger hopkoppling med europeiska vagnars skruvkoppel förutsatt att det finns buffertar på SA3-vagnen. SA3-kopplet infördes för malmtåg på Malmbanan 1969-1974 Vanliga godståg på Malmbanan har däremot vanliga skruvkoppel. Bild på ryska SA3-kopplet: [2]. Trots att Ryssland har andra koppel än Finland förekommer godståg över gränsen. Det är då systemtåg, dvs hela tåget går för en viss kunds räkning, oftast med timmer, olja mm och har samma lok hela vägen.

Helautomatkoppel

Helautomatkoppel klarar även bromsluft, elkraft och signalledningar. Ett antal fabrikat finns:

• Scherfenberg / Dellner. Kom 1965 med en ny konstruktion. Det var glappfritt, klarade 2 luftledningar och 6 signalledningar. Används på många motorvagnståg både för tunnelbanor och järnväg. En annan äldre typ är vanlig på GS pedalvagnar.
• WAB-Wabco kom 1994 med en ny elegant konstruktion.
• Eurocoupler. UIC jobbade i flera etapper med en standard. 1970 gjordes tester bland annat i Sverige. Därefter uppstod vissa politiska bekymmer. Lönsamheten blev tveksam därför att järnvägarna redan förlorat för mycket till lastbilarna. Ett annat problem var urspårningsrisken vid centralkoppel. Lätta vagnar kunde till exempel tryckas av spåret vid bromsning i kurvor genom att efterföljande tunga vagnar tryckte på för mycket varvid den långa stela koppelstången kom i alltför diagonal vinkel. Vagnar kunde till och med lyftas av liknande skäl.

Framtiden

Det anses att automatkoppel måste införas för att godstrafiken ska bli mer konkurrenskraftig ^[2].

Sannolikt kommer man att kräva fjärrmanövrering så att lokföraren själv kan koppla till / loss vagnar. Se Intelligenta godståg^[2]. Det är möjligt att man i framtiden använder elektroniska kommunikationsmedel i tågen, till exempel via IR-ljus eller radio. Det skulle eliminera behoven av signalledningar.

Se även

• Buffert (tåg)
• Eli Janney - The Janney Coupler
• How couplings work

Referenser

1. ↑ Automatkoppel. Rune Bergstedt KTH 2004 (pdf-fil 4,4 Mb)
2. ↑ ^{2,0 2,1} Effektiva godstågssystem. Nelldal KTH 2005 (pdf-fil 489 kb)