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.
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. 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.
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