Das Laufwerk mit Antrieb |
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Kommen wir zum
Laufwerk der
Lokomotive. Dieses bestand aus zwei
Drehgestellen, die mit jeweils zwei
Triebradsätzen versehen wurden. Wie bei
jeder Lokomotive musste auch hier das Laufwerk vor den im
Gleis
liegenden
Gegenständen geschützt werden. Die bisher dazu verwendeten
Schienenräumer
kamen bei dieser Lokomotive nicht mehr zur Anwendung, da sich bei diesem
Aufbau neue Möglichkeiten geboten haben. Unter dem Endträger des Untergurtes montierte man daher einen Bahnräumer. Dieser wurde speziell für eine Bergbahn entwickelt. Dank seiner leicht gepfeilten Bauform konnte er nicht nur das Laufwerk schützen, sondern im Winter auch den Schnee zur Seite schieben.
Der grosse Vorteil des
Bahnräumers gegenüber den
Schienenräumer war, dass er den ganzen Bereich
schützte und nicht nur die
Räder der
Lokomotive. Bei der Baureihe Ae 4/4 ging man daher in der Schweiz zur Montage der Bahnräumer über, dies obwohl man hier extrem auf das Gewicht achten musste.
Um trotzdem leichter zu werden, stellte man den am Untergurt
angeschraubten
Bahnräumer
aus Aluminium her. Dank der speziellen Bauform
erhielt dieser Bahnräumer trotzdem die notwendige Festigkeit. Der
schwächere Werkstoff Aluminium wurde durch die Konstruktion kompensiert.
Wir beginnen die Betrachtung des
Laufwerks mit einem
Drehgestell.
Grundsätzlich gilt zu sagen, dass die beiden Drehgestelle identisch
ausgeführt wurden. Wir können uns daher auf die Betrachtung eines
Drehgestells beschränken. Dabei wurden jedoch nur am Drehgestell eins die
Träger für die Bauteile der eingebauten
Zugsicherung angebracht. Damit
haben wir bereits die Unterschiede kennen gelernt, denn alle anderen
Bereiche waren identisch.
Der Rahmen des
Drehgestells
wurde aus Stahlblechen hergestellt. Gerade
hier war die Festigkeit dieses Metalls von Vorteil. Um Gewicht zu sparen
wurden die einzelnen Bleche im elektrischen Schweissverfahren zu
Hohlträgern geformt. Dieser Hohlrahmen hatte letztlich die Form eines
geschlossenen H erhalten. Dabei wurde jedoch nur der mittlere Querträger
massiv ausgeführt. Die beiden Stirnträger waren jedoch schwächer aufgebaut
worden.
Die beiden Stirnträger konnten leichter konstruiert werden, da sie nur die
beiden Längsschenkel des
Drehgestells stabilisieren mussten. Dadurch
entstand ein leichter aber stabiler
Drehgestellrahmen, der die darin
entstehenden Kräfte gut aufnehmen konnte. Gerade bei der
Lokomotive, wo
man auf jedes Gramm achten musste, war eine optimale Konstruktion des
Drehgestells sehr wichtig, denn hier wurde letztlich das Fahrverhalten
festgelegt. In jedem Drehgestell wurden zwei Achsen montiert. Jede Achse bestand dabei aus der Achswelle, dem Radkörper und der Bandage. Die Achse selber bestand aus hochfestem geschmiedeten Stahl und hatte die Auflagen für die beiden Räder und die aussen liegenden Lager erhalten.
Damit entsprach diese
Achse
den bisherigen Ausführungen bei den meisten Wagen und der Baureihe
Ae 6/8.
Mit Wegfall des
Stangenantriebes
konnte man grundsätzlich auch Innenlager verzichten. Die Unterschiede ergaben sich erst bei den
auf die Achse aufgeschrumpften
Rädern.
Für den auf der
Achse sitzende
Radkörper verwendete man Stahlguss. Damit
konnte ein Speichenrad erstellt werden. Diese Lösung reduzierte schon seit
Jahren das Gewicht der Radsätze und kam daher auch hier zur Anwendung.
Speziell war, dass man damals bei den Wagen Vollräder verwendete, diese
aber wegen dem höheren Gewicht bei
Lokomotiven nicht angewendet wurden. So
blieb man hier bei den Speichenrädern.
Die
Bandage bildete schliesslich das Verschleissteil und sie wurde auf dem
Radkörper aufgezogen. Im Betrieb wurde dieser
Radreifen abgenützt und
musste daher regelmässig ausgewechselt werden. Das so aufgebaute
Rad hatte
im neuen Zustand einen Durchmesser von 1 250 mm erhalten. Nicht unerwähnt
bleiben soll, dass die beiden
Radsätze einer
Achse dem Abstand der
Normalspur
von 1 435 mm entsprachen.
Gelagert wurden die
Achsen in aussen liegenden
Achslagern. Bei der
Lokomotive verwendete man als Achslager doppelreihige
Rollenlager, die mit
Fett geschmiert und die in einem geschlossenen Gehäuse montiert wurden.
Diese Rollenlager hatten sich trotz der Tatsache, dass sie noch relativ
neu waren, durchgesetzt und sie zeigten gute Erfolge. Besonders ihre
wartungsfreie Ausführung machte sie für die Fahrzeuge besonders
interessant. Das Gehäuse des Achslagers hatte schliesslich zwei seitliche Schenkel. Zwischen diesen Schenkel und dem Rahmen des Drehgestells wurde schliesslich die Federung eingebaut.
Zur Anwendung kamen bei dieser Primärfederung pro
Achslager zwei gewöhnliche
Schraubenfedern. Um diese mit einer kurzen
Schwingungsdauer versehenen
Federn zu dämpfen, waren ausserhalb der
Federung mechanische
Dämpfer vorhanden. Um eine möglichst spiellose Führung der Achsen zu erhalten, wurden die Achslager mit innerhalb der Schraubenfedern angeordneten Achslagerführungen positioniert und so spielfrei gelagert.
Diese
Konstruktion führte bei grossen Geschwin-digkeiten zu einem stabileren Lauf
der
Lokomotive, führte aber zu recht steif laufenden
Achsen in den engen
Kurven der BLS. Die spätere
Zulassung zur
Zugreihe R war damit jedoch
nicht möglich. Die dauernde Schmierung der Achslagerführungen in einem abgeschlossenen Ölbad reduzierte den Verschleiss in den dort notwendigen Gleitlagern. Durch den geschlossenen Aufbau gelangte kein Schmutz hinein und auch der Verlust an Schmier-mittel konnte drastisch reduziert werden.
Alle anderen
Gleitelemente wurden ebenfalls in weitestgehend geschlossenen Ölbädern
geschmiert, was den Ölverlust der
Lokomotive im Betrieb weiter reduzierte.
Da die
Achsen nun im
Drehgestell
eingebaut sind, können wir uns dem
Radstand zuwenden. Dieser wurde bei der
Lokomotive mit 3 250 mm angegeben.
Damit lag er relativ hoch, was eine bessere Stabilität im geraden
Geleise
ergab, aber die Abnützung der
Spurkränze in den
Kurven
und damit einen
unruhigen Lauf begünstigte. Damit man dieses Problem in den Griff bekommen
konnte, mussten Gegenmassnahmen ergriffen werden.
Um bessere Werte in den
Kurven zu erzielen, baute man daher eine
Spurkranzschmierung zur Verbesserung der Reibwerte ein. Diese Einrichtung
sprühte regelmässig durch die Wegmessung der
Lokomotive gesteuert,
spezielles
Öl auf die
Spurkränze. Das reichte jedoch noch nicht aus, denn
die fehlenden
Laufachsen führten immer noch zu einem ruppigen Lauf in den
Kurven. Dieses Problem konnte man im
Drehgestell
selber jedoch nicht
lösen.
Bei Fahrzeugen mit
Drehgestellen
ist die Spurführung der ersten
Achse
immer problematisch. Die Achse wird durch die Fliehkraft in
Kurven gegen
die äussere
Schiene gepresst. Dadurch werden die
Spurkränze dieser
Räder
stark abgenutzt. Das führte zu einem unruhigen und ruppigen Lauf der
ersten Achse und grossem Verschleiss. Um das zu entschärfen, wurden die
beiden Drehgestelle miteinander verbunden.
Daher wurden die beiden
Drehgestelle mit einer
Querkupplung verbunden.
Dank dieser Querkupplung wurde durch die winklige Anlenkung der ersten
Achse, das zweite Drehgestell nach aussen gedrückt und so die erste Achse
weniger stark an die äussere
Schiene gepresst. Dadurch erreichte man einen
ruhigen und gleichmässigen Lauf der Drehgestelle in den
Kurven. Die
Zulassung zur
Zugreihe R erfolgte wegen den
Radsätzen jedoch nicht. Es wird Zeit, dass wir den Kasten auf die Drehgestelle stellen. Dabei musste dieser ebenfalls gegenüber dem Drehgestell abgefedert werden.
Dazu
wurde unter dem
Drehgestellrahmen ein als Wiegebalken bezeichneter
Querträger eingebaut. Dieser Querträger war mit Hilfe von Supporten fest
am Kasten montiert und diente auch als Abhebesicherung, wenn die
Lokomotive mit einem
Kran aus den
Schienen gehoben wurde. Dieser Querträger stützte sich beweglich mit Gleitplatten auf den Tragfedern des Drehgestells ab. Somit stand der Kasten eigentlich auf den Blattfedern der sekundären Federstufe.
Diese Gleitplatten waren so
geformt, dass sie den Bewegungen der
Lokomotive leicht folgen konnten.
Geschmiert wurden diese Gleitplatten in einem geschlossenen Ölbad. Eine
feste
Verbindung gab es jedoch nicht.
Die längs eingebauten
Blattfedern waren letztlich an den äusseren Enden
mit den Pendelstützen verbunden worden. Damit konnte sich das
Drehgestell
um diesen Querträger und die Sekundärfederung bewegen und so dem Verlauf
der
Geleise folgen. Die
Lokomotive stützte sich daher effektiv nicht auf
dem
Drehgestellrahmen ab, sondern wurde an diesem über diese Pendelstützen
aufgehängt. Diese Lösung reduzierte letztlich die Bauhöhe.
Diese neuartige Konstruktion hatte den Vorteil, dass man auf die
unterhaltsintensiven Gleitplatten mit Stützrollen verzichten und so
geschlossene Gleitplatten mit Ölbad verwendet konnte. Das wirkte sich
positiv auf den Unterhalt aus und sorgte dafür, dass die
Lokomotive frei
schwingen konnte und sich so durch das Gewicht automatisch gleichmässig
über dem
Drehgestell ausrichtete. Damit konnten die
Achslasten gut
ausgeglichen werden.
Wir haben nun den Kasten auf dem
Drehgestell abgestellt, diese jedoch noch
nicht fixiert. Die Lage des Drehgestells unter dem Kasten wurde daher mit
einem
Drehzapfen festgelegt. Dieser griff mittig von oben in den
Querträger ein, so dass dieser vom Drehgestell aus gesehen nach unten
gerichtet war. So wurde der Angriffspunkt unter den
Drehgestellrahmen verschoben, was dem Kippeffekt entgegen wirkte.
Damit die
Blattfedern ebenfalls der Drehbewegung des
Drehgestells folgen
konnten, wurde unterhalb des
Drehzapfens ein Mitnehmer montiert. Dieser
Mitnehmer griff in die Verbindungstraverse der beiden Blattfedern hinein.
Diese wiederum war mit dem Federpaket der Blattfedern verbunden. Dadurch
wurde verhindert, dass die Pendelstützen auf Torsion belastet wurden und
die Drehbewegung nur gegenüber dem Wiegebalken erfolgte.
Jede
Achse wurde von einem eigenen
Fahrmotor
angetrieben. Unterschiede
zwischen den Achsen gab es nicht, so dass wir und auf eine
Triebachse
beschränken können. Das in dem
Triebmotor erzeugte Drehmoment wurde nicht
direkt auf das Ritzel übertragen. Die Motorwelle wurde gegenüber dem
Getriebe
mit einer flexiblen Scheibe verbunden. Anschliessend wurde das
Drehmoment durch die Hohlwelle auf die andere Seite geführt. Dieser BBC-Scheibenantrieb genannte Einzelachsantrieb glich die Federung der Achse mit der Torsionswelle und den flexiblen Scheiben aus, so dass der Motor von der Bewegung der Achse entkoppelt war.
Dabei wurden durch die Bewegung
der
Federung
die Scheiben leicht verbogen und die Welle auf Torsion
beansprucht. Die Entkopplung erfolge daher alleine über die Flexibilität
des Metalls. Eine Lösung, die einen festen Kraftfluss ermöglichte. Der Scheibenantrieb war schliesslich mit dem Ritzel des Getriebes verbunden worden. Dieses Getriebe sass daher fest auf der Achswelle und war nicht abgefedert worden.
Das erhöhte die ungefederte Masse um das
Getriebe
des
Antriebes. Die
Übersetzung des schräg verzahnten Getriebes
betrug
1 :
2.22. Damit wurde letztlich aber auch das Drehmoment des
Fahrmotors auf die Achswelle übertragen. Geschmiert wurde das Getriebe mit Öl. Dabei lief das Zahnrad auf der Achse und nahm das im Getriebekasten vorhandene Öl auf. Das an den Zähnen haftende Öl wurde schliesslich auf das Ritzel übertragen.
Überschüssiges
Schmiermittel tropfte dabei wieder in die
Ölwanne. Durch das geschlossene
Gehäuse war der Ölverlust in diesem
Getriebe
sehr gering. Dadurch war das
Getriebe dieser Baureihe sehr arm an Unterhalt.
Das so auf die
Achse übertragene Drehmoment, wurde in den
Triebrädern mit Hilfe
der
Haftreibung
zwischen
Bandage und
Schiene in
Zugkraft umgewandelt.
Diese Zugkraft wurde dann über die
Achslager und die Achslagerführungen
auf das
Drehgestell übertragen. Im Drehgestell erfolgte schliesslich die
Bündelung der Kräfte von den beiden
Triebachsen. Diese mussten nun nur
noch auf den Kasten übertragen werden.
Vom
Drehgestellrahmen wurde die Kraft schliesslich über den
Drehzapfen und
den Wiegebalken auf den Kasten der
Lokomotive übertragen. Der Kasten
selber hatte schliesslich die Aufgabe, die
Zugkraft der beiden
Drehgestelle
zum
Stossbalken und den dort montierten
Zugvorrichtungen zuführen. Nicht
benötigte Zugkraft wurde letztlich in Beschleunigung umgewandelt, womit
der Kraftfluss in der Lokomotive abgeschlossen ist.
Zur Verminderung der durch die Wirkung der
Zugkraft entstehenden
Entlastung der vorlaufenden
Triebräder besassen die ersten beiden
Lokomotiven dieser Baureihe eine pneumatische Ausgleichvorrichtung. Diese
wirkte mit vier über den Kopftraversen der
Drehgestellrahmen angeordneten
Druckkolben der Entlastung entgegen. Je nach Zugkraft wurde daher das
vordere Ende nach unten und somit die erste
Achse auf die
Schienen
gedrückt.
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