Laufwerk und Antrieb |
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Unter der
Lokomotive
wurden zwei identische
Drehgestelle montiert, die das
Laufwerk
bildeten. Diese Drehgestelle besassen einen aus Stahlblechen gefertigten
Rahmen. Dabei wurden diverse vorgefertigte Hohlprofile verwendet. Diese
wurden die im elektrischen Schweissverfahren zu einem verwindungssteifen
Rahmen verschweisst. Eine Lösung, die sich bisher bei der Konstruktion von
Drehgestellen bewährt hatte. Dieser Drehgestellrahmen war sehr einfach aufgebaut und hatte keine Knicke oder ähnliche Einzüge der Längsträger erhalten. Von der Konstruktion her stellt das Drehgestell ein geschlossenes H dar.
Dabei war aber der mittlere Querträger besonders verstärkt wurden
und nahm dabei die meisten Kräfte auf. Die beiden Endträger wurden
letztlich nur für die Aufnahme von zusätzlichen Baugruppen, wie der
Zugsicherungseinrichtungen,
benötigt. Im Drehgestell wurden schliesslich die beiden Trieb-achsen montiert. Dabei wurden herkömmliche Achsen aus hochfestem Stahl verwendet. Auf diesen mit einem Schutzanstrich versehenen Achsen wurden schliesslich die beiden seitlichen Räder aufge-schrumpft und so mit der Achse fest verbunden.
Die durch die Schrumpfung entstandene Kraft reichte aus, um das
Rad
mit der
Achse
fest zu verbinden. Es konnte nur mit Gewalt gelöst werden.
Man verwendete für die
Räder
Vollräder, die mit einer
Bandage
als
Verschleisselement
versehen wurden. Wegen dem
Antrieb,
den wir später noch kennen lernen werden, durften bei der
Lokomotive
keine
Achsen
mit
Monoblocrädern
verwendet werden. Diese
Triebräder
besassen einen Durchmesser von 1 000 mm und waren daher relativ klein
ausgefallen. Der
Radreifen
durfte bis zu einem Durchmesser von 920 mm abgenützt werden.
Gelagert wurden die beiden
Achsen
eines
Drehgestells in herkömmlichen geschlossenen
Zylinderrollenlagern.
Diese wurden ausserhalb der
Räder
angebracht und wurden mit Fett geschmiert. Diese
Lager
hatten eine Abmessung von 150 x 270 mm erhalten und wurden von der Firma
Timken geliefert. Sie zeichneten sich durch eine wartungsfreie und lange
Lebensdauer aus. Bei den Eisenbahnen wurden sie daher seit Jahren äusserst
erfolgreich verwendet. Das Lagergehäuse wiederum stützte sich über zwei parallel angeordnete Schraubenfedern gegenüber dem Drehgestellrahmen ab. Damit sich die mit einer kurzen Schwingungsdauer versehenen Federn nicht aufschaukeln konnten mussten sie zusätzlich gedämpft werden.
Dabei kamen bei der
Lokomotive
hydraulische
Dämpfer
zum Einbau. Somit hatte jeder
Radsatz
eine unabhängige und gut eingestellte Abfederung er-halten. Die beiden Achsen wurden in einem Abstand von 2 400 mm im Drehgestell montiert. Dadurch hatte die Lokomotive einen sehr kurzen Radstand im Drehgestell erhalten. Es war ihr jedoch so möglich auch engere Kurven ohne Probleme zu befahren. Daher wurde der Lokomotive ein minimaler Kurvenradius von 60 Metern zugestanden.
Ein Wert, der kaum eine andere
Lokomotive
schaffen konnte. Daher war die Maschine für die Aufgaben bestens gerüstet. Die eingebaute Spurkranzschmierung wirkte jeweils in jedem Drehgestell auf den führenden Radsatz. Sie wurde daher fahrrichtungsabhängig angesteuert.
Dank dem biologisch abbaubaren
Schmiermittel
mit Feststoffanteilen konnte der Verschleiss am
Spur-kranz
deutlich reduziert und die Umwelt geschont werden. Nebeneffekt war, dass
die
Lokomotive
auch hinunter bis zu Radien von 60 m leise fahren konnte.
Alleine durch die
Federung
entstand keine ausreichende Führung der
Achsen.
Daher wurden die Achslagergehäuse mit verschleiss- und wartungsarmen
Lenkern am Drehgestellrahmen
fixiert. Dadurch konnte sich der
Radsatz
gegenüber dem
Drehgestell
jedoch leicht verändern, was die Laufeigenschaften des Drehgestells
zusätzlich verbesserte. So war die Maschine gut für enge
Kurven,
wie sie in
Anschlussgleisen
oft vorahnden sind, gerüstet. Um die Betrachtung des Drehgestells abzuschliessen, müssen wir uns noch den Anbauteilen zuwenden. Dazu wurden die beiden Kopfträger verwendet. So wurden am äusseren Kopfträger, also auf der Seite der Abschlussplatte mit den Puffern, einfache Bahn-räumer angebracht.
Diese konnten in der Höhe verstellt und so an die Abnützung der
Räder
angeglichen werden. Eine spez-ielle Ausformung, wie bei anderen
Lokomotiven
gab es jedoch nicht. Durch die weit nach unten gezogene Abschlussplatte beim Stossbalken, reichten diese Bahnräumer voll-ständig aus.
Ein
Bahnräumer,
wie er bei den Schweizerischen Bundesbahnen SBB bei anderen Baureihen
verwendet wurde, hätte keine Verbesserungen beim Schutz der
Lokomotive
gebracht und nur dafür gesorgt, dass unnötiges Gewicht entstanden wäre. So
waren die Lokomotive und das
Laufwerk
gut vor Schäden ge-schützt.
Wechseln wir die Seite des
Drehgestells und sehen uns den inneren
Kopfträger an. Dieser war gleich ausgeführt worden und war für die
Aufnahme der Empfänger für die
Zugsicherungen
der
Lokomotive
vorgesehen. Dank dem Träger war ausreichend Platz vorhanden und es waren
auch Erweiterungen bei den Zugsicherungen leicht umzusetzen. Auch hier
konnte der Verschleiss der
Räder
mit verstellbarer Montage ausgeglichen werden.
Wegen dem
Antrieb
musste man darauf achten, dass sich die
Gelenkwelle
und der Querträger nicht berühren konnten. Diese Gefahr bestand in erster
Linie, wenn mit der
Lokomotive
Kuppen von
Ablaufbergen
befahren wurden. Daher musste auch deren Halbmesser beschränkt werden. Die
von der Maschine zugelassenen Werte waren jedoch so gering, dass beim
Einsatz der Lokomotive keine Beschränkungen erlassen werden mussten. Damit können wir die Drehgestelle unter die Lokomotive setzen. Dazu wurden die Drehgestelle in einem Abstand von 7 700 mm montiert. Auf die Länge der Lokomotive gesehen, ein kurzer Abstand, aber die grosszügigen Aufstiege im Bereich der Puffer benötigten Platz.
Daher rückten die
Drehgestelle näher zusammen. Dadurch
ergab sich ein weiterer Vorteil in engen
Kurven
und bei der Auslenkung der beiden Dreh-gestelle. Der Lokomotivrahmen stützte sich über neigbare Stützlager auf den beiden Drehgestelle ab. Zur Abfe-derung wurden zwischen den Drehgestellen und dem Rahmen Schraubenfedern eingebaut.
Dabei gab es pro
Drehgestell insgesamt vier
Federn,
die gleichmässig auf beiden Seiten aufgeteilt wurden. Auch hier
verhinderten hydraulische
Dämpfer,
dass sich die sekundäre
Federung
ausschaukeln konnte.
Weil die
Federn
hoch angeordnet wurden und der
Drehgestellrahmen
keinen Knick hatte, waren sie gut einsehbar und konnten vom Personal
leicht kontrolliert werden. Optisch bewirkte das jedoch, dass die
Lokomotive,
die auf kleinen
Rädern
stand, sehr hochbeinig wirkte. Der Blick zwischen Rahmen und
Drehgestell war durch die
Lokomotive möglich. Das verstärkte den Effekt trotz der Tatsache, dass der
Rahmen auf normaler Höhe war, zusätzlich.
Nachdem wir die
Lokomotive
auf das
Laufwerk
gestellt haben, können wir uns dem
Antrieb
zuwenden. Im Gegensatz zu den bisherigen
Diesellokomotiven
der Schweizerischen Bundesbahnen SBB gab es jedoch einen deutlichen
Unterschied. Das führt dazu, dass wir uns den mechanischen Antrieb der
Lokomotive beginnend beim
Dieselmotor
ansehen müssen und dieser Bereich daher etwas aufwendiger wurde. Das vom Dieselmotor erzeugte Drehmoment wurde mit Hilfe einer Ge-lenkwelle auf das hydrodynamische Getriebe, das auch Turbowendegetriebe genannt wurde, übertragen.
Dieses hydrodynamische
Getriebe
vom Typ L5r4zseU2 stammte von der Firma Voith und hatte eine maximale
Leistung
von 1 400 kW erhalten. Es be-schränkte somit die Leistung der
Lokomotive
und verhinderte zugleich, dass der
Dieselmotor
überlastet werden konnte. Das Turbowendegetriebe Voith vom Typ L5r4zse besass für jede Fahrrichtung zwei Drehmomentwandler, die jeweils aus einem Pumpenrad, einem Tur-binenrad und einem Leitrad bestanden.
Eine feste mechanische
Verbindung
dieser drei
Räder
gab es jedoch nicht. Um die Verbindung der Räder herzustellen machte man
sich die Massenkräfte von Flüssigkeiten zu nutze. Damit entstand bei der
Lokomotive
eine
hydraulische Kraftübertragung.
Normalerweise waren die Wandler leer und es fand daher keine
Übertragung der Kräfte statt. Wollte man jedoch Kräfte übertragen, wurde
jedoch Hydrauliköl vom Typ TEGULA in den gewünschten Wandler gepumpt.
Dadurch erfolgte nun zwischen Pumpen- und Turbinenrad alleine durch die
Massenkräfte der Flüssigkeit eine Kraftübertragung. Je höher der Druck des
Öls
war, desto grösser war die durch das
Getriebe
übertragbare
Zugkraft.
Das fest stehende Leitrad nahm je nach Fahrzustand des Wandlers
das Differenzmoment zwischen Pumpen- und Turbinenmoment auf und bewirkte
eine stufenlose und selbsttätige Drehmomentwandlung. Dadurch konnte die
Lokomotive
stufenlos beschleunigen. Damit aber auch die vom Besteller geforderten
hohen Geschwindigkeiten erreicht werden konnten, musste im Wandler jedoch
mehrere
Getriebe
angesteuert werden.
Die Umschaltung auf jeweils eine andere Übersetzung der
Zahnräder
erfolgte fliessend und rucklos durch füllen und entleeren der jeweiligen
Wandler. Dabei wurde der erste Wandler entleert und der zweite Wandler
gleichzeitig gefüllt. War der Umschaltvorgang abgeschlossen, wurde die
Kraft durch den zweiten Wandler übertragen und der erste stand nun für die
nächste Schaltung bereit. Wir haben daher eine stufenlose Zugkraftregelung
bei allen Geschwindigkeiten erhalten.
Nach dem Turbowendegetriebe folgte ein mechanisches
Getriebe.
Dieses hatte eine niedrige für den
Rangierbetrieb bestimmte Schaltung und eine höhere für den
Streckenbetrieb bestimmte Schaltung erhalten. Diese Umschaltung durfte
jedoch erst im Stillstand und bei Stillstand der Turbinen erfolgen. Daher
musste der Fahrmodus der
Lokomotive
vor Beginn der Fahrt eingestellt werden. Fliessende Wechsel waren daher
nicht vorgesehen.
Wenn der
Fahrmotor
abstellte, ging die Stufenschaltung des Wendegetriebes automatisch durch
Federkraft in die Mittelstellung und die
Lokomotive
rollte so antriebslos weiter. Damit wurde verhindert, dass einerseits die
Lokomotive durch einen blockierten Motor stark abbremste, oder dass der
Fahrmotor durch den
Antrieb
weiter mitdrehte und so grössere Schäden entstanden. Bei Ausfall der
Elektronik konnte hingegen nicht mehr weitergefahren werden.
Damit haben wir nun ein stufenloses und in der Wirkung variables
Drehmoment erhalten. Dieses Drehmoment konnte nun auf die
Triebachsen
und somit auf die
Drehgestelle
übertragen werden. Um die
Federung
derselben auszugleichen und die Beweglichkeit der Drehgestelle durch die
Kraftübertragung nicht einzuschränken, erfolgte diese auf die Drehgestelle
mit Hilfe einer
Gelenkwelle.
Damit haben wir hier einen
Gelenkwellenantrieb
eingebaut bekommen.
Die Übertragung des Drehmoments von der
Gelenkwelle
auf die
Triebachse
erfolgte mit Hilfe von
Stirnradgetrieben
mit
Kegelradvorgelege.
Dabei wurden die beiden
Radsätze
mit einer weiteren Gelenkwelle verbunden und konnten daher unabhängig der
Wirkung der
Federn
folgen. Das Übersetzungsverhältnis im
Achsgetriebe
war fest und betrug 1:5.613. Dieses
Getriebe
vom Typ SK20 – 561 stammte von der Firma Flender. Dadurch waren alle vier Triebachsen über die Gelenkwellen miteinander verbunden worden. Daher hatte die Lokomotive die Achsfolge B'B' erhalten.
Für das Drehmoment des
Antriebsgetriebes
galt daher, dass dieses gleichmässig auf die vier
Triebachsen
übertragen wurde. Bei schweren Anfahrten bot diese Lösung den Vorteil,
dass die
Lokomotive
mit allen vier
Achsen
die volle
Zugkraft
aufbauen konnte. Wir haben nun das Drehmoment auf die Achsen übertragen und müssen diese nun in Zugkraft umwandeln. Dies erfolgte, wie bei allen Lokomotiven mit einer durch die Adhäsion bedingten Kraftübertragung.
Im
Rad,
genauer in der
Lauffläche
des Rades wurde somit das Drehmoment mit Hilfe der
Haftreibung
in
Zugkraft
umgewandelt.
Dabei erreichte die
Lokomotive
mit 259 kN eine sehr hohe
Anfahrzugkraft.
Mit zunehmender Geschwindigkeit sank diese jedoch stark.
Um die
Haftreibung
der
Lokomotive
zusätzlich zu verbessern, wurde eine übliche mit
Druckluft
betriebene
Sandstreueinrichtung
eingebaut. Sie wirkte in jedem
Drehgestell auf die vorlaufende
Achse.
Somit waren bei der Lokomotive nicht weniger als acht Sanderrohre
vorhanden. Der dazu benötigte
Quarzsand
wurde in speziellen am Drehgestell angebauten Behältern gelagert. Dabei
wurden 360 Kg Quarzsand mitgeführt.
Die in den
Triebrädern
erzeugte Kraft wurde über die
Rollenlager
und mit Hilfe der waagerecht geführten Achslagerführungen auf den
Drehgestellrahmen
übertragen. Die
Lokomotive
hatte dadurch einen tiefen Angriffspunkt der
Zugkraft
erhalten, was die Kraftübertragung verbesserte, wobei hier wegen dem
Aufbau des
Antriebes
einzelne schleudernde
Triebachsen
nicht zu befürchten waren. Durchdrehende
Räder
gab es nur, wenn sämtliche Achsen frei drehen konnten.
Im
Drehgestell wurden die
Zugkräfte
der beiden
Triebachsen
gebündelt und anschliessend mit Zug- /
Druckstangen
auf den Rahmen der
Lokomotive
übertragen. Dabei erfolgte der Kraftfluss über die mit Gummifedern
versehenen Drehmomentstützen. Wir haben die Kraft nun im Rahmen der
Lokomotive, von wo sie schliesslich zu den
Zugvorrichtungen
beim
Stossbalken
geleitet wurde. Dort konnte sie schliesslich auf die Last übertragen
werden.
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