Laufwerk und Antrieb |
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Aus dem Kasten, den wir im vorherigen
Abschnitt kennen lernten, muss jedoch eine
Lokomotive
entstehen. Dazu müssen wir den Kasten jedoch auf ein
Laufwerk
stellen. Das erfolgte auch bei dieser Maschine, wie in der neusten Zeit
üblich, auf zwei unter dem Kasten angebrachten
Drehgestellen.
Diese Bauweise hatte sich schon seit Jahren auch im
Güterverkehr
auf steilen Strecken durchgesetzt. So gesehen, waren auch hier soweit
keine Überraschungen vorhanden. Die beiden Drehgestelle, die unter dem Kasten montiert wurden, waren identisch aufgebaut worden. Sie bestanden aus einem Rahmen, der aus Stahl gefertigt wurde. Gerade im Bereich der Drehgestelle treten im Betrieb hohe Kräfte auf, die nur mit Stahl zu beherrschen sind. Daher kam auch hier dieser vielseitige Werkstoff zur Anwendung. Die einzelnen Teile des Rahmens konnten
daher leicht mit Hilfe von
Schweissverbindungen
aufgebaut werden. Der
Drehgestellrahmen
war als ein geschlossenes H ausgeführt worden. Dabei wurden die
Längsträger jedoch, wie das von den
Reisezugwagen
her bekannt war, gekröpft gestaltet, so dass der mittlere Querträger
deutlich unter den beiden Stirnträgern zu liegen kam. Diese Lösung war
zwar bei der Konstruktion der
Drehgestelle
aufwendiger, konnte wegen dem weiteren Aufbau der
Lokomotive
jedoch nicht anders ausgeführt werden. Dazu erfolgen später noch genauere
Informationen. Die Stirnträger der
Drehgestelle
konnten gegenüber dem mittleren Querträger leichter ausgeführt werden. Sie
hatten mit der Kraftübertragung nichts zu tun und waren nur dazu
vorgesehen, die notwendigen Empfänger der einzelnen gewünschten
Zugsicherungen
aufzunehmen. So gesehen, kann der Querträger, der gegen die Innenseite der
Lokomotive
gerichtet war, auch als Träger der Empfänger bezeichnet werden. Abgestützt wurde der Rahmen des
Drehgestells
auf den beiden darin montierten
Achsen.
Diese beiden Achsen bestanden aus der eigentlichen Achswelle und den drauf
aufgeschrumpften
Monoblocräder.
Diese
Räder
hatten neu einen Durchmesser von 1 250 mm erhalten und konnten bis auf
einen Durchmesser von 1 170 mm abgefahren werden. Daher handelte es sich
hier um bei
Lokomotiven
übliche
Radsätze,
die im gleichen Aufbau auch bei anderen Herstellern verwendet wurden.
Jeder
Radsatz
lief in zwei aussen liegenden
Lagern.
Diese Lager wurden als selbstschmierende
Rollenlager
in Käfigausführung ausgeführt. Als
Schmiermittel
für diese Lager kam Fett zur Anwendung. Dadurch blieben diese
geschlossenen Lager frei von jeglicher Wartung und sie erreichten
ausgesprochen hohe Laufleistungen. Auch diese Lager hatten sich in den
vergangenen Jahren bei
Lokomotiven
aller Art erfolgreich durchgesetzt und bewährten sich bei den Fahrzeugen
weltweit. Gegenüber dem
Drehgestell
abgefedert wurde der
Radsatz
mit Hilfe von normalen
Schraubenfedern.
Dafür wurden jedoch bei jedem
Lager
zwei Federn benötigt. Diese montierte man zwischen den seitlichen
Schenkeln des Achslagergehäuses und dem
Drehgestellrahmen.
Da Schraubenfedern wegen der kurzen Schwingungsdauer jedoch zum
Aufschaukeln neigen, wurden im Bereich des Lagers zwischen den beiden
Federn hydraulische
Dämpfer
eingebaut. Speziell ausgeführt wurden jedoch die
Achslagerführungen. Diese waren notwendig um die
Zugkraft
auf den Rahmen zu übertragen. Damit die
Lokomotive
trotz der hohen
Höchstgeschwindigkeit
von 200 km/h und dem langen Radstand von 3 000 mm auch enge
Kurven
problemlos durchfahren konnte, waren gesteuerte, oder zumindest flexible
Achslagerführungen vorhanden. So konnte sich der
Radsatz
gegenüber dem
Drehgestell
leicht verdrehen und sich damit besser dem
Gleis
anpassen. Das
Drehgestell
selber wurde über vier
Flexicoilfedern
gegenüber dem Kasten abgefedert. In diesen speziellen
Federn
wurden die drehenden Bewegungen des Drehgestells aufgenommen und in den
Federn durch Verwindungen derselben abgefangen. So konnten sich die
Drehgestelle unter dem Kasten in jeder Richtung frei bewegen. Damit war es
der
Lokomotive
möglich Kuppen mit einem Halbmesser von 250 Meter problemlos zu
durchfahren. Da auch die Flexicoilfedern, wie die Schraubenfedern der Achsen über eine kurze Schwingungsdauer verfügten, wurden sie mit hydraulischen und aktiv gesteuerten Dämpfern gegenüber dem Kasten abgedämpft. Zusätzliche
Schlingerdämpfer
erlaubten dem
Drehgestell
auch bei hohen Geschwindigkeiten einen ruhigen und daher gleisschonenden
Lauf. Daher waren die Drehgestelle durchaus für die hohen
Geschwindigkeiten von bis zu 200 km/h geeignet. In der Position gehalten wurde das Drehgestell mit Hilfe eines Drehzapfens. Dieser war jedoch so ausgeführt worden, dass er die Bewegungen des Drehgestells nicht behinderte. Hier muss erwähnt werden, dass sich dieser
Aufbau bei den älteren
Lokomotiven
bewährte und nur nicht mehr angewendet wurde, weil die Übertragung der
Zugkraft
problematisch war. Daher Unterschied sich Siemens in diesem Punkt von den
anderen Herstellern, die auf
Drehzapfen
verzichteten. Diese Bauweise war bei
Lokomotiven
unter der
Bauart
Bo‘ Bo‘ sehr bekannt geworden und gehörte mittlerweile zum internationalen
Standard. Damit wurden die wichtigsten Merkmale des
Laufwerkes
benannt. Es wurden mit der
Achsfolge
jedoch keine Angaben über die Ausführung des
Antriebes
und somit über die Kraftübertragung gemacht. Daher müssen wir uns diese
Kraftübertragung genauer ansehen. Die Übertragung der
Zugkräfte stellte beim Aufbau
eines
Drehgestells schon immer einen wichtigen Teil dar. Schon viele
Lokomotiven
scheiterten daran, dass die gewählte Lösung nicht optimal war.
Daher wurde schon früh auf die bekannten Lösungen mit
Zugstangen oder mit
Zug-/Druckstangen gesetzt. Damit verschwanden jedoch die
Drehzapfen, die
es hier jedoch noch gab. Daher könnten wir uns auf Überraschungen freuen. Das vom Fahrmotor jeder einzelnen Achse erzeugte Drehmoment musste auf die Achsen übertragen werden. Dabei waren die Eckpunkte vorgegeben, denn je geringer die ungefederte Masse war, desto ruhiger lief das Drehgestell und somit die Lokomotive. Gerade bei
Geschwindigkeiten bis 200 km/h war das ein sehr wichtiger Punkt und
verhinderte daher den Einbau von
Tatzlagerantrieben bei der
Lokomotive. Siemens verwendete daher eine Lösung mit einem Ritzel-Hohlwellenantrieb. Dieser Antrieb hatte sich bei Triebzügen für hohe Geschwindigkeiten bereits in vielen Fällen bewährt. Er wurde nun
soweit weiterentwickelt, dass er auch bei
Lokomotiven hoher
Leistung, wie
sie im
Güterverkehr gefordert wurden, problemlos verwendet werden konnte.
Damit waren diese
Hohlwellenantriebe wieder auf dem Stand, den die
Antriebe
von BBC in der Schweiz schon 1952 erreichten. Dabei war der Fahrmotor und somit seine Masse vollständig abgefedert worden. Zudem erlaubte dieser Antrieb auch die aktive Ansteuerung der Radsätze. Damit entstand dank dieser Bauweise ein
gleisschonendes Fahrzeug. Dies im Gegensatz zu anderen Herstellern, die
gerade im
Güterverkehr immer wieder auf den alten
Tatzlagerantrieb mit all
seinen Schwächen setzen. Die
Lokomotive
war daher bestens für hohe
Geschwindigkeiten geeignet. Das
Getriebe der
Antriebe sorgte dafür, dass die
Drehzahl der
Fahrmotoren auf jene der
Triebachsen abgestimmt werden
konnte. Gerade die
Übersetzung der Getriebe war oft ausschlaggebend, wie
hoch die
Zugkräfte und die erlaubten Geschwindigkeiten letztlich waren.
Bei dieser
Lokomotive
kam für die Übersetzung ein Wert zur Anwendung, der
die beste Abstimmung für die beiden Bereiche erlaubte. Das vom Antrieb mit einer relativ geringen ungefederten Masse auf die Achsen übertragene Drehmoment wurde bei den Laufflächen der Räder in Zugkraft umgewandelt. Das erfolgte mit Hilfe der Haftreibung zwischen den Laufflächen und der Schiene. Hier konnten die
einzelnen Hersteller keinen grossen Vorteil herausziehen, da es sich hier
um reine physikalische Werte handelte. Wobei die
Achslast dieser
Lokomotive
von bis zu 22.5 Tonnen einen vergleichsweise guten Wert bot. Damit die Zugkraft, die bei einem Rad bis zu 37.5 kN betragen konnte, auch bei schlechtem Zustand auf die Schienen übertragen werden konnte, waren bei der Lokomotive die üblichen Sandstreueinrichtung montiert worden. Diese sorgten dafür, dass vor die
vorlaufende
Achse des ersten
Drehgestells
Quarzsand gestreut werden
konnte. Dank diesen
Sandstreueinrichtungen konnte die
Adhäsion merklich
verbessert werden. Hier muss jedoch erwähnt werden, dass diese Lokomotive auch mit zusätzlichen Einrichtungen versehen werden konnte. Damit wäre eine Abgabe von Sand vor jedem Drehgestell möglich geworden. Diese Lösung war sogar normalerweise vorgesehen und wurde auf Wunsch der
BLS Cargo AG zur vereinfachten Lösung geändert. Ob sich das betrieblich
negativ auswirkte, wusste man bei der Bestellung schlicht noch nicht. Die so in den Rädern erzeugte Zugkraft wurde letztlich über die Achslager und deren Führungen auf den Rahmen des Drehgestells übertragen. Dort verbanden sich die Kräfte einer Triebachse mit jenen der anderen im Drehgestell vorhandenen Achse. So musste jedes
Drehgestell eine
Zugkraft von bis zu 150 kN übertragen, was ein hoher Wert
darstellt und der bei der Übertragung auf den Kasten immer wieder für
Probleme sorgte. Damit das, bei Lokomotiven gefürchtete Kippen der Drehgestelle und damit das Entlasten der vorlaufenden Achse, verhindert werden konnte, musste die Zugkraft tief auf den Kasten übertragen werden. Dazu benutzten die meisten Hersteller Druck-/Zugstangen oder auch nur
reine
Zugstangen, die knapp über der Schienenoberkante montiert wurden.
Eine Lösung, die sich in den vergangenen Jahren durchgesetzt hatte und die
erst diese hohen
Leistungen ermöglichte. Siemens wählte hier jedoch einen anderen Weg. Auch
hier wurde die Kraft möglichst tief auf den Kasten übertragen. Das
erfolgte jedoch mit dem schon erwähnten
Drehzapfen und nicht mit
Zugstangen. Dazu reichte der Drehzapfen sehr tief in das
Drehgestell
hinein. Damit konnte die Kraft unter dem Kipppunkt des Drehgestells
übertragen werden. Der Erfolg bei der Übertragung der
Zugkräfte war damit
gleich und erlaubte es auch dieser
Lokomotive
die
Adhäsion optimal
auszunutzen. Die so auf den Kasten übertragene
Zugkraft wurde
schliesslich im Untergurt vereinigt. Somit konnte insgesamt eine
Anfahrzugkraft von 300 kN auf die
Zugvorrichtungen übertragen werden. Die
überschüssige Kraft wurde im Betrieb letztlich in Beschleunigung
umgewandelt. Somit war das Drehmoment der
Fahrmotoren zu Zugkraft und
Beschleunigung geworden und wir können den
Antrieb
dieser
Lokomotive
abschliessen. Dank den flexiblen Achslagerführungen und einem
Hohlwellenantrieb waren die
Drehgestelle sehr gut ausgerüstet worden. Die
Lokomotive
konnte so trotz dem langen Radstand von 3 000 mm die
Bedingungen für die
Zulassung der
Zugreihe R erfüllen. Damit konnte sie in
der Schweiz bis zur maximalen
Höchstgeschwindigkeit ausgefahren werden.
Jedoch war nicht gesichert, ob auch die Fahrt in Radien unter 250 Meter
erlaubt werden würde. Das
Laufwerk mit dem
Antrieb
war bisher jedoch ohne
jeglichen Schutz vor den Gefahren, die der Betrieb einer
Lokomotive
bieten
kann. Diese Gefahren bestanden aus Steinen und anderen Gegenständen, die
auf dem
Gleis liegen konnten. Man musste und das wusste man schon seit
vielen Jahren, das Laufwerk wirksam vor diesen Gegenständen schützen. Bei
modernen Lokomotiven verwendete man dazu entweder Schienen- oder
Bahnräumer. Bei dieser Lokomotive kam letzteres zu Anwendung. Am Kasten montiert wurden daher die am Untergurt
aufgehängten
Bahnräumer. Gegenüber von anderen
Lokomotiven wurde der
Bahnräumer jedoch weit nach hinten und so unmittelbar vor das
Laufwerk
versetzt. So wirkte der Überhang der Lokomotive jedoch noch deutlicher.
Dadurch verletzte der Bahnräumer jedoch nicht den
Berner Raum bei der
Kuppelstelle. Ausgeführt wurde der einfach gestaltete Bahnräumer jedoch in
der üblichen gepfeilten Form. |
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