Fahrwerk mit Antrieb

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Ich verspreche Ihnen, mit dem mechanischen Aufbau haben wir die grössten Unterschiede zwischen den Lokomotiven bereits kennen gelernt. Sie sehen, wie ein verändertes Gehäuse uns in die Irre führen kann. Beim Laufwerk gab es zwar auch Unterschiede, aber diese waren deutlich geringer ausgefallen, als man meinen könnte. Den grössten Unterschied bildeten dabei lediglich die beiden Prototypen mit der zusätzlichen Laufachse.

Bevor wir jedoch mit dem Fahrwerk beginnen können, müssen wir uns dessen Schutz vor Gegenständen auf den Schienen ansehen. Dazu wurden auf beiden Seiten unmittelbar hinter dem Stossbalken Schienenräumer nach der üblichen Bauart montiert.

Das ermöglichte in diesem Bereich auf die Ersatzteile von anderen Loko-motiven zurückgreifen zu können. Gerade bei diesen beanspruchten Bau-gruppen war das natürlich ein Vorteil.

Durch die nach aussen und schräg nach hinten erfolgte Ausführung der Schienenräumer wurden auf den Schienen liegende Gegenstände zur Seite hin abgelenkt und so am Laufwerk vorbeigeführt.

Es entstand so ein optimaler Schutz, der besonders bei den im Rangierdienst geringen Geschwindigkeiten ausreichend war. Selbst im Winter reichte dies aus, weil Bahnhöfe in der Regel recht gut vom Schnee bereit wurden.

Die Schienenräumer waren am Rahmen befestigt worden und konnten in der Höhe je nach Abnützung der Räder eingestellt werden. Zur Verstärkung der Schienenräumer wurden diese jeweils auf seiner Seite mit einer Querstange verbunden.

Diese Ausführung war von den Dampflokomotiven übernommen worden und wurde trotz der extrem langen Lieferzeit dieser Baureihe nicht mehr verändert, denn bei der geringen Geschwindigkeit reichten diese Bleche problemlos aus. Bahnräumer waren zudem im Rangierdienst eher hinderlich, als dass sie einen Nutzen gebracht hätten.

Beginnen wir beim Fahrwerk mit der Laufachse. Bei der Baureihe Ee 3/4 sprach man von einer vorlaufenden Achse. Damit sind wir jedoch beim Problem mit der Richtung. Diese war bei der Lokomotive der Baureihe Ee 3/4 anhand der Laufachse zu bestimmen. Bei den anderen Lokomotiven wurde dazu mit Ausnahme der Serie mit den Nummern 16 311 bis 16 326 der Antrieb genommen. Die erwähnte Serie hatte das Führerhaus schlicht am hinteren Ende.

Die Laufachse wurde als Adamsachse ausgeführt und erlaubte erst die Konstruktion dieser kurzen Lokomotive. Diese musste gemäss dem Pflichtenheft auf eine Länge von unter zehn Metern gedrückt werden und das war nur mit einer Adamsachse möglich.

Damit diese Achse sich in den engen Kurven genügend auslenken konnte, wurde sie ver-schiebbar ausgeführt und konnte sich so 65 mm in beide Richtungen aus der Mitte bewe-gen.

Bei der Achse selber handelte es sich um eine einfache geschmiedete Welle. Auf beiden Seiten wurde darauf ein Rad aufgeschrumpft. Diese Räder wurden als Speichenräder ausgeführt und hatten einen Durchmesser von 850 mm erhalten.

Damit entsprachen diese nicht den üblichen Laufachsen. Zudem wurde wegen den vielen engen Kurven in Bahnhöfen der Spurkranz der auf dem Rad aufgezogenen Bandage geschwächt ausgeführt.

Die Achswelle wurde in Gleitlagern, die in Lagerschalen aus Weissmetall liefen, im Rahmen der Adamsachse gehalten. Dabei kamen innen liegende Lager zur Anwendung. Wie bei den anderen Lokomotiven mussten diese Lager mit Öl geschmiert werden. Einen grossen Unterschied zu den Maschinen der Strecke bestand daher bei dieser Laufachse nicht. Lediglich der Durchmesser war etwas geringer ausgefallen.

Abgefedert wurde die Laufachse mit einfachen innen montierten Blattfedern. Diese Federn hatten eine lange Schwingungsdauer und benötigten daher im Betrieb keine zusätzlichen Dämpfer. Blattfedern wurden jedoch auch für die Zentrierung der Laufachse selber verwendet. So konnte die Adamsachse nicht ins Schlingern geraten, was der Lokomotive einen ruhigen Lauf verleihen sollte. Bei der geringen Geschwindigkeit stellte das jedoch kein Problem dar.

Wenn wir nun zu den drei Triebachsen der Lokomotive kommen, können wir die Maschinen in Serie ebenfalls hinzunehmen. Mit Ausnahme der Serie mit den Nummern 16 311 bis 16 326 waren diese identisch, wie bei den Prototypen ausgeführt worden.

Bei der erwähnten Serie stimmte die Achsfolge eig-entlich auch, jedoch wurde die Anordnung um 180 Grad gedreht. Der Grund dafür lag beim leicht an-deren Aufbau der elektrischen Ausrüstung.

Die drei Triebachsen lagerten im Rahmen der Lokomotive und liefen ebenfalls in den üblichen Gleitlagern. Diese waren mit Lagerschalen aus Weissmetall versehen worden und mussten mit Öl geschmiert werden.

Obwohl bei den letzten Lokomotiven der Baureihe Ee 3/3 die guten Rollenlager bereits bekannt waren, wurden sämtliche Rangierlokomotiven mit Gleit-lagern ausgerüstet. Ein Umstand der besonders ist, aber auch zeigt, wie gut diese Lager waren.

Bei den Abständen der Achsen gab es Unterschiede. So waren die Achsabstände nicht gleichmässig ausgeführt worden. Das lag daran, dass hier eigentlich das Laufwerk einer Lokomotive der Baureihe Ce 6/8 I verwendet wurde und es lediglich zu Anpassungen gekommen war. Das hatte zur Folge, dass die Lokomotive über einen festen Radstand von 4 050 mm verfügte. Eine Lösung, die beim verwendeten Muster bei höheren Geschwindigkeiten einen stabilen Lauf ergab.

Die Abstände der drei Achsen wurden mit 1 450 mm und 2 600 mm angegeben. Dabei können wir jedoch nicht mit den Nummern der Triebachsen arbeiten, da das Laufwerk der Maschinen mit den Nummern 16 311 bis 16 326 gedreht wurde. Sie können sich jedoch merken, dass mit dem Verzicht auf die Laufachse der Transformator grundsätzlich beim näheren Abstand der Achsen eingebaut werden musste.

Ein Fahrwerk mit drei starren Achsen, hatte den Nachteil, dass diese in den engen Kurven klemmten. Damit diesem Umstand begegnet werden konnte, mussten bei der mittleren Triebachse entsprechende Massnahmen umgesetzt werden.

Daher war diese bei den älteren Lokomotiven seitlich um sechs Millimeter verschiebbar. Ab der Maschine mit der Nummer 16 331 wurde dieser Wert jedoch auf acht Millimeter und damit un-wesentlich erhöht.

Jedoch reichte dieser Wert in den sehr engen Kurven schlicht nicht aus. Damit die Kurvengäng-igkeit verbessert werden konnte, mussten auch an den beiden anderen Achsen Veränderungen vorge-nommen werden.

Da diese jedoch direkt am Radsatz umgesetzt wurden, lohnt es sich, wenn wir uns den Aufbau der Triebachsen genauer ansehen werden.

Dabei bestand die Achse selber aus geschmiedetem Stahl und an deren Enden wurden zwei Räder aufge-schrumpft.

Die beiden Triebräder bestanden aus Speichenräder mit Bandagen und hatten einen Durchmesser von 1 040 mm erhalten. Um die Masse der Triebstangen auszugleichen, mussten im Radkörper die entsprechenden Gegengewichte eingebaut werden. Wegen den kleinen Rädern, wirkten diese sehr wuchtig und sollten zum Markenzeichen dieser Baureihe werden. Jedoch konnten so auch die Triebachsen der Baureihe E 3/3 verwendet werden.

Die als Verschleissteil des Triebrades dienende Bandage enthielt neben einer Verschleissrille die Lauffläche und den Spurkranz. Diese Spurkränze wurden bei den beiden äusseren Triebachsen um vier Millimeter geschwächt ausgeführt.

Dadurch konnte die Lokomotive leichter Kurvenradien bis hinunter auf 50 Meter befahren. Dieser Wert konnte jedoch nicht mit der Schraubenkupplung nach UIC erreicht werden.

Abgefedert wurden die Triebachsen mit innen und tief montierten Blattfedern. Diese reichten für die Geschwindigkeit der Lokomotive und waren bei der Entwicklung der Maschine durch-aus üblich.

Damit mit der Lokomotive auch die Kuppen und Senken problemlos durchfahren werden konnte, wurde die mittlere Triebachse weicher abgefedert. Dabei reichte diese Beweglichkeit aus, damit auch die engen Kuppen der Ablaufberge befahren werden konnten.

Damit kommen wir zum Antrieb, der aus der Achse erst eine Triebachse machte. Das für die Bewegung erforderliche Drehmoment, wurde in einem im Rahmen der Lokomotive eingebauten Motor erzeugt.

Dieser übertrug dieses Drehmoment mit einem Ritzel auf ein Zahnrad. Das Ritzel war tan-gential gefedert und bei den Prototypen noch mit einer Rutschkupplung versehen worden. Diese sollte die im Rangierdienst auftretenden Kräfte auffangen.

Der Nutzen der Rutschkupplung war jedoch nur gering, so dass die später abgelieferten Ma-schinen der Reihe Ee 3/3 diese Rutschkupplung nicht mehr hatten und ein einfacheres Getriebe eingebaut wurde.

Die Übersetzung des Getriebes war jedoch nicht bei allen Lokomotiven gleich. Damit konnten die Drehzahlen der Achsen angepasst werden, was sich auf die Höchstgeschwindigkeit der Lokomotive auswirkte und uns etwas mehr beschäftigt.

Für die Prototypen und die ersten Lokomotiven der Serie bis zur Nummer 16 376 wurde für das Getriebe eine Übersetzung von 1 : 3.75 gewählt. Damit erreichten diese Maschinen eine Höchstgeschwindigkeit von lediglich 40 km/h.

Damit ab der Nummer 16 381 die Geschwindigkeit auf 50 km/h gesteigert werden konnte, wurde das Getriebe verändert und es kam bei diesen Maschinen eine Übersetzung von 1 : 5.579 zur Anwendung.

Die restlichen Lokomotiven ab der Nummer 16 421 wurden, wie die Maschinen der Baureihe Ee 3/3 II mit einer Übersetzung von 1 : 6.2 versehen und erreichten daher eine Höchstgeschwindigkeit von 45 km/h. Damit erkennen wir, dass bei den Schweizerischen Bundesbahnen SBB mit dem Getriebe versucht wurde, die Lokomotive optimal an die Anforderungen des Betriebs anzupassen. Trotzdem sollten die Rangierlokomotiven keine Renner werden.

Lang nicht erwähnt wurde die Lokomotive der BLS. Diese unterschied sich bisher nicht gross von den anderen Modellen. Da hier jedoch ein Fahrmotor einer geänderten Bauart der SAAS eingebaut wurde, musste auch das Getriebe angepasst werden. Daher wurde hier bei einer Höchstgeschwindigkeit von 40 km/h eine Übersetzung von 1 : 6.562 angegeben. Damit hatte diese Lokomotive den höchsten Wert erhalten.

Von dieser Vorgelegewelle aus wurden schliesslich die drei Triebachsen mit einem Schrägstangenantrieb der Bauart Winterthur angetrieben. Diese Bau-form des Schrägstangenantriebs wurde schon bei der Ce 6/8 I verwendet und kam neben den hier vorgestellten Lokomotiven bei mehreren anderen Bau-reihen zur Anwendung.

Genau genommen hatte lediglich die Reihe Ce 6/8 II mit drei Triebachsen ein anderes Modell erhalten. Das erlaubte es den Schweizerischen Bundesbahnen SBB in diesem Bereich auf einheitliche Ersatzteil zurückzugreifen.

Hier wurde das von der Vorgelegewelle abgegebene Drehmoment des Motors mit der Schrägstange zur Triebachse eins geleitet. Diese Bezeichnung war jedoch nicht bei allen Lokomotiven mit der effektiven Achse identisch. Daher muss viel mehr von der direkt angetriebenen Triebachse gesprochen werden. Dort lagerte die Schrägstange in einem gegossenen Dreiecksrahmen, der in den Kurbelzapfen der benachbarten Achsen mit einem Abstand von 1450 mm abgestützt wurde.

Über eine Schubstange wurde dann noch die dritte und somit letzte Triebachse angetrieben. Diese müsste daher korrekt als Kuppelachse bezeichnet werden. Da bisher ausser in der Kuppelstange keine Massnahmen zum Ausgleich der Federung erwähnt wurden, müssen wir uns diesem Bereich etwas intensiver annehmen und so die Konstruktion des Schrägstangenantriebs nach der Bauart Winterthur ansehen und dabei beginnen wir mit den Gleitlagern.

Beim Schrägstangenantrieb der Bauart Winterthur wurden die üblichen Gleitlager verwendet. Jedoch gab es im Dreiecksrahmen keinen Gleitstein mehr, wie er zum Beispiel bei der Konstruktion der Baureihe Ce 6/8 II verwendet wurde. Daher konnten hier nur noch rotierende Lager verbaut werden, was deren Konstruktion deutlich vereinfachte. Zudem bot dieser Stangenantrieb auch Vorteile bei der Schmierung und somit im Betrieb der Lokomotive.

Geschmiert wurden die Lager der Triebstangen, wie jene der Achsen, mit Öl. Dieses war hier jedoch in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht worden, so dass das Schmiermittel nicht mehr ständig, sondern nur beim Arbeitsende kontrolliert und allenfalls ergänzt werden musste. Das vereinfachte den Betrieb der Lokomotive deutlich, was besonders bei der erhofften Einsparung im Rangierdienst bedeutend war.

Ab der Lokomotive mit der Nummer 16 425 wurden jedoch bei den Triebstangen und bei der Vorgelegewelle geänderte Lager verwendet. Hier kamen an Stelle der Lager mit Weissmetall solche mit Tokat-Bronze zur Anwendung. Diese Lager wurden neu mit Fett geschmiert, was den Unterhalt zusätzlich reduzierte. Damit konnte nun auch die Kontrolle bei Arbeitsende entfallen und es musste nur noch im regelmässigen Unterhalt eine Kontrolle erfolgen.

Jedoch hatten wir bisher den erforderlichen Ausgleich der Federung nicht erwähnt. Diesen gab es schlicht gar nicht. Der notwendige Ausgleich wurde durch die Elastizität der Triebstange ausgeglichen.

Hier fand sich jedoch ein konstruktiver Problempunkt dieses Antrieben, denn durch die auf Torsion belastete Schrägstange änderte sich auch deren Länge geringfügig, was zu zusätzlichen Kräften in den Lagern der Stangen führte.

Da das Ende der schrägen Schubstange nicht direkt am Kurbelzapfen des unmittelbar angetriebenen Rades angriff, entstanden beim senkrechten sprin-gen der Räder und bei vertikalen Schwingungen des Rahmens und der Vorge-legewelle in den Achsfedern Zug- und Druckkräfte, die auch in die Schrägstangen übertragen wurden.

Zusätzlich erzeugten diese aber auch erhöhte Belastung bei den Achslagern. Daher liefen diese Achsen immer wieder Gefahr, warm zu laufen. Ein Punkt, der hier jedoch nicht zu allzugrossen Problemen beim Betrieb sorgen sollte, da nicht schnell gefahren wurde.

Die Stangenantriebe der beiden Lokomotivseiten waren um 90° gegen-einander versetzt angeordnet worden. So war eine etwas ausgeglichene Kraftverteilung auf die beiden Räder vorhanden. Bei elektrischen Lokomotiven konnte man beliebige Werte wählen, da dort nicht eine lineare Bewegung in eine drehende Bewegung umgewandelt werden musste. Trotzdem taumelten die Lokomotiven bei der Fahrt wegen der Masse der Triebstangen leicht.

Mit der Abstellung der Lokomotive auf die Achsen, können wir deren Höhe bestimmen. Diese wurde für das Dach mit 3 800 mm angegeben. Zusammen mit dem Stromabnehmer war bei dessen Tieflage ein Wert von 4 515 mm vorhanden. Somit wurde auch die tiefste mögliche Lage des Fahrdrahtes festgelegt, denn dieser durfte einen Wert von 4 800 mm nicht unterscheiden. Damit entsprach die Lokomotive jedoch den anderen Baureihen.

Bleibt eigentlch nur noch ein Blick auf die Achsfolge. Diese wurde mit 1'C oder C angegeben. Damit wurde in diesem Fall die geänderte Achsanordnung bei einzelnen Maschinen nicht berücksichtigt. Ein Umstand, der jedoch nur nebensächlich war und wie wir wissen, wurde lediglich der Stangenantrieb gedreht, das hier keine Veränderung besorgte. Was jedoch nicht für die Farbe gelten sollte.

 

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