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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