Laufwerk und Antrieb |
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Wenn wir mit der Betrachtung des
Laufwerkes
beginnen, kommen wir zwangsläufig erneut zur
Achsfolge.
Zur Erinnerung wurde diese beim hier vorgestellten
Triebzug
mit 2’ 2’ 2’ Bo’ Bo’ 2’ 2’ 2’ 2’ Bo’ Bo’ 2’ angegeben. Daraus können wir
nun ableiten, dass der Triebzug der Baureihe RABDe 501 über vier
angetriebene und acht antriebslose
Drehgestelle
verfügte. Zudem erkennen wir auch die acht angetriebenen
Achsen. Auch bei diesem
Triebzug
musste das
Laufwerk
des Zuges vor den Gefahren des Betriebes geschützt werden. Diese Gefahren
bestanden aus Gegenständen, die im
Gleis
liegen könnten. Besonders bei hohen Geschwindigkeiten können selbst kleine
Objekte zu grösseren Problemen führen. Daher wurde am Kasten der
Endwagen
je ein
Bahnräumer
montiert und vor der vorlaufenden
Achse
ein zusätzlicher Abweiser angebracht. Der Bahnräumer war dazu gedacht, die Laufwerke vor grösseren Gegenständen zu schützen. Durch den Aufbau wurden diese zur Seite gedrängt oder aber vor dem Zug her geschoben. Dabei konnte der Bahnräumer durchaus beschä-digt werden. Eine Funktion bei der
Schneeräumung
konnte der hier ver-wendete
Bahnräumer
jedoch nicht aufnehmen. Das war kein Problem, da bei grossen
Geschwindigkeiten der Schnee leicht weggeblasen wurde. Hingegen hatte der Abweiser klar die Aufgabe das Rad der ersten Achse vor einem Objekt zu schützen. Lag zum Bei-spiel ein grösserer Stein auf dem Gleis, kollidierte dieser mit dem Abweiser und wurde weggeschleudert. Die Schä-den traten dabei nur am Abweiser auf. Das
Laufwerk
war so optimal vor den Gefahren des Be-triebes geschützt. Daher kehren wir
wieder zur
Achsfolge
zurück und schauen uns den Aufbau mit den einzelnen
Laufwerken
genauer an. Was jedoch in der
Achsfolge
nicht zu erkennen war, war die Tatsache, dass die
Drehgestelle,
mit Ausnahme der beiden am Ende des Zuges angeordneten Exemplare, als
Jakobsdrehgestelle
ausgeführt wurden. Es lohnt sich daher, wenn wir sehr genau auf das
Laufwerk
und somit auf die einzelnen Ausführungen der Drehgestelle blicken. Dabei
unterteilen wir diese Laufwerke in drei grundlegende Ausführungen. Dabei kamen zwei konventionelle
Laufdrehgestelle
an den beiden Enden des Zuges zum Einbau. Die restlichen
Drehgestelle
wurden letztlich als
Jakobsdrehgestelle
ausgeführt und vier davon verfügten über einen zusätzlichen
Antrieb.
Gemeinsam war jedoch der Aufbau des
Drehgestellrahmens,
denn dieser wurde aus Stahl gefertigt. Unterschiede gab es jedoch bei den
Abmessungen und bei den Auflagen für die Abstützung der einzelnen Kästen. Der Drehgestellrahmen der beiden Enddrehgestelle wurde in gekröpfter Bauweise ausgeführt. Diese Bauweise hatte den Vorteil, dass auch mit tiefem Fussboden genug Platz für die sekundäre Federung vorhanden war. Dabei wurden die einzelnen Bauteile mit
Hilfe der Schweisstechnik verbunden. Damit wurde das leicht kon-struierte
Drehgestell
stabil genug, um die in diesem Be-reich grösseren Führungskräfte
aufzunehmen. Es ist das grundsätzliche Problem von Fahrzeugen auf Schienen. Die Räder sorgen für einen geraden Lauf. Kommt nun eine Kurve, wollen diese nicht gleich ein-lenken. Die Folge davon war, dass die
Führungskräfte höher wur-den, als im restlichen Zug. Bei
Lokomotiven
begegnete man diesem Problem mit Hilfe der
Querkupplung.
Bei
Triebzügen
wurde die Kraft durch die leichtere Bauweise der
Drehgestelle
reduziert. Bei den beiden Enddrehgestellen wurde
zusätzlich zu den üblichen Baugruppen auch der Träger für die Empfänger
der
Zugsicherungen
eingebaut. Durch das Gewicht dieser Baugruppen, die für die befahrenden
Länder ausgeführt werden mussten, war es nicht möglich die
Antriebe
hier einzubauen. Der Grund lag bei der Beschränkung der zulässigen
Achslasten
bei
Triebzügen
für Geschwindigkeiten bis zu 250 km/h. Eingebaut wurden zwei
Achsen, die aus der Achswelle
und den beiden darauf aufgezogenen
Rädern bestanden. Die beiden
Monoblocräder hatten neu einen Durchmesser von 920 mm erhalten und wurden
in einem Abstand von 1435 mm auf der Achse montiert. So entstanden leichte
Radsätze, die für die dafür sorgten, dass die ungefederte Masse klein
wurde. So gesehen waren sie für die hohen Tempi des Zuges ideal. Trotzdem waren die Räder für Geschwindigkeiten bis 250 km/h klein und ergaben daher eine hohe Drehzahl. Diese Drehzahl mussten letztlich die Lager der Achsen aufnehmen. Es kamen hier
doppelreihige
Rollenlager mit einer wart-ungsfreien Fettschmierung zur
Anwendung. Diese
Lager hatten bei den Zügen für sehr hohe
Geschwindigkeiten bereits gezeigt, dass sie auch bei hohen Drehzahlen
störungsfrei funktionierten. Abgefedert wurden die Achsen mittels zwischen dem Achslager und dem Längsträger montierten Schrauben-federn. Diese mit einer kurzen Schwingungsdauer versehenen Federn mussten gedämpft werden. Man
verbaute dazu hydraulische
Dämpfer, wie sie bei den Automobilen schon seit
Jahren verwendet wurden und die sich auch bei Fahrzeugen für den
Bahnverkehr durchsetzen konnten. Der Vorteil dieser Dämpfer war die nahezu
verschleissfreie Funktion. Damit haben wir die Achse jedoch noch nicht am Dreh-gestell fixiert, sondern dieses nur auf der Achse abge-stützt. Die Führung der Radsätze erfolgte über Achslen-ker, die dafür sorgten, dass die Achsen in der vorge-gebenen Lage blieben. Jedoch stellten die
unterschiedlichen Strecken an die Führungen andere Anforderungen. Bei
geringen Ge-schwindigkeiten und engen
Kurven ist eine flexible Führung der
Achsen erforderlich. Bei höheren Geschwindigkeiten ist jedoch eine
mög-lichst stabile Führung der
Achsen erforderlich. Es ist daher nur schwer
möglich ein Fahrzeug, das für den Betrieb mit hohen Geschwindigkeiten
ausgelegt wurde, auch schonend für die engen
Kurven einer
Bergstrecke
auszulegen. Jedoch ist insbesondere der Lauf bei hohen Geschwindigkeiten
wichtig. So wurden eher starre Führungen verwendet und die engen Kurven
mit anderen Massnahmen berücksichtigt. Mit einem Radstand von lediglich 2700 mm standen die
Achsen nahe beisammen. Das führte besonders in engen
Kurven dafür, dass
die Kräfte reduziert werden konnten. Trotz den starren Führungen war so
ein guter Kurvenlauf möglich. Bei hohen Geschwindigkeiten neigte das
Drehgestell jedoch dazu, ins Schlingern zu geraten. Daher wurden
Schlingerdämpfer zu Verbesserung der Führung im
Gleis eingebaut. Der Kasten stützte sich mit der Hilfe von Luftfedern auf dem Drehgestell ab. Die Luftfederung hatte sich in den vergangenen Jahren bei der sekundären Fe-derung durchgesetzt und erziel-te sehr gute Ergebnisse. Der Vorteil dieser
Federung war, dass sie optimal eingestellt
werden konnte und dass wegen den fehlenden mechanischen Komponenten die
Vibrationen des
Drehgestells nicht auf dem Kasten übertragen wurden. Geführt wurde der Kasten über übliche Drehzapfen. Auch in diesem Bereich half der Aufbau des Drehgestelles mit, denn der Zapfen griff an tiefer Stelle in das Drehgestell. Damit war eine gute Führung vorhanden, die dem Drehgestell wegen der beweglichen Aus-führung eine gewisse Freiheit bot. Das war besonders bei engen
Kurven ein Vorteil,
führte aber bei schnellen Fahrten zum Schlingern des
Drehgestells. Damit dieser negative Effekt eingedämmt werden
konnte, wurden die
Drehgestelle mit
Dämpfern ergänzt. Diese hydraulischen
Dämpfer waren dabei zwischen Rahmen und Kasten angeordnet worden. So
wurden die Bewegungen des Drehgestells gehemmt, jedoch nicht so stark
verhindert, dass enge Bögen zum Verhängnis werden konnten. Hier sah man
das Problem zwischen schnellen Fahrzeugen und engen
Kurven deutlich. Wenn wir hier die für hohe Geschwindigkeiten gebauten
Triebzüge der Baureihen
TGV ansehen, so erkennen wir, dass man auf lange
Radstände setzte. Auch der
ICE ist in diesem Punkt deutlich höher, als der
hier vorgestellte Zug. Damit war klar, dass die Stabilität, die im
Drehgestell fehlte, über
Dämpfer kompensiert werden musste. Jedoch müssen
wir auch berücksichtigen, dass hier lediglich 250 km/h angestrebt wurden. Wenn wir nun zu den Laufdrehgestellen im Zug wech-seln, dann gab es gegenüber den beiden Enddreh-gestellen eigentlich nur den Unterschied, dass deren Rahmen für die Abstützung, wie sie bei einem Jakobs-drehgestell üblich waren, abgeändert werden mussten. Die weiteren
Abmessungen und die Abfederung der
Achsen erfolgten auf die gleiche Weise.
Auch die Ach-sen selber konnten identisch ausgeführt werden. Der Rahmen der
Jakobsdrehgestelle war analog der
Endgestellte ausgeführt worden. Daher wurden auch hier gekröpfte Rahmen
aus Stahl verwendet. Ebenso waren die einzelnen Bauteile des
Drehgestells
mit der üblichen Schweisstechnik miteinander verbunden worden. Anpassungen
mussten nur vorgenommen werden, weil es sich in diesem Bereich um
Jakobsdrehgestelle handelte, die eine veränderte Abstützung des Kastens
hatten. Bei der sekundären
Federung gab es jedoch gegenüber
dem zuvor vorgestellten
Drehgestell einen deutlichen Unterschied. Da hier
ein
Jakobsdrehgestell verwendet wurde, ergab das die Situation, dass jeder
Kasten über eine eigene Abfederung und daher über eine eigene Abstützung
verfügte. Daher verfügten diese Drehgestelle über die doppelte Anzahl
Luftfedern. Das ermöglichte jedoch individuelle Bewegungen der einzelnen
Kasten. Jeder Kasten stützte sich auf den Rahmen des
Drehgestells ab. Das sorgte dafür, dass diese Drehgestelle in den
Kurven
nur den halben Anfahrwinkel besassen. Auch hier beschritt der Hersteller
kein Neuland. Wie bei den Zügen des Typs
FLIRT wurde hier eine
Lemniskaten-Abstützung verwendet. Diese hatte den Vorteil, dass sie leicht
war und das Drehgestell trotzdem die Lage unter dem Kasten beibehalten
konnte. Jedoch war hier der Aufwand bei der erforderlichen Dämpfung deutlich höher. Daher wurden pro Seite nicht weniger als drei hydraulische Dämpfer benötigt. Diese behinderten sowohl die Pendelbewegung
von den beiden Kästen zum
Drehgestell, als auch die freie Be-wegung
zwischen den beiden Kästen. Damit war eine stabile Führung der Kästen
vorhanden und das Dreh-gestell konnte nicht ins Schlingern geraten.
Angetriebene Jakobsdrehgestelle waren selten. Der Grund lag beim etwas aufwendigeren Aufbau. Durch die kleiner gewordenen Fahrmotoren war diese Lösung je-doch kein Problem mehr. Diese Lösung musste
man bei diesem
Triebzug wählen, damit die erlaubten
Achslasten eingehalten
werden konnten. Diese lagen bei Geschwindigkeiten bis 250 km/h bei maximal
18 Tonnen und daher nicht bei einem üblichen Wert. Einen Unterschied zu den
Laufdrehgestellen ergab sich
jedoch beim mechanischen Aufbau. Um den Platz für den die
Fahrmotoren zu
schaffen, musste das
Drehgestell leicht gestreckt werden. Daher verfügten
die
Triebdrehgestelle über einen Radstand von 2750 mm. Diese geringe
Erhöhung der Länge war optisch jedoch kaum zu erkennen. Trotzdem waren
diese vier
Drehgestelle nicht identisch aufgebaut worden. Da wir den Zug nun auf die
Laufwerke abgestellt
haben, können wir die Höhe des
Triebzuges bestimmen. Dieser lag bei den
Triebzügen bei einer Höhe von 4255 mm. Damit wurde auch hier das
internationale
Lichtraumprofil nicht verletzt, was keine Einschränkungen
beim internationalen Einsatz zur Folge hatte. Damit war zumindest von der
mechanischen Seite her alles für die
Zulassung in den jeweiligen Ländern
gemacht worden. Ein
Triebdrehgestell wird erst zu einem solchen, wenn
auch ein
Antrieb eingebaut wurde. Dieser wurde für jede
Triebachse separat
ausgeführt, so dass insgesamt acht
Fahrmotoren vorhanden waren. Die
Fahrmotoren wurden am Rahmen des
Drehgestells fest eingebaut. Dabei war
ihre Grösse so gross, dass sie den zwischen dem Querträger, den
Achsen und
den
Rädern verfügbaren Raum möglichst optimal ausnutzten. Wenn wir zum Kraftfluss wechseln, dann begann dieser
auch hier damit, dass im
Fahrmotor ein
Drehmoment erzeugt wurde. Danach
wurde das im Fahrmotor erzeugte Drehmoment mit Hilfe der Motorwelle und
des Ritzels auf das grosse
Zahnrad des
Getriebes übertragen. Dieses schräg
verzahnte Getriebe hatte eine
Übersetzung von 1:4.56 erhalten und war
daher für die
Höchstgeschwindigkeit des
Triebzuges ausgelegt worden. Da auch diese Achswellen gelagert werden mussten, ist
es eigentlich nicht überraschend, dass hier die guten wartungsfreien
Wälzlager verwendet wurden. Da hier nicht so hohe Standkräfte auftreten
konnten, wurden die weniger stark auf Torsion reagierenden
Kugellager
verwendet. Diese
Lager waren für die sehr hohen Drehzahlen im Bereich des
Getriebes geeignet. Natürlich kam auch hier eine wartungsfreie
Schmierung
mit
Fett zur Anwendung. Nach dem Getriebe folgten schliesslich der Antrieb und somit der Ausgleich der Federung. Verwendet wurde ein Hohlkardanwellenantrieb der neusten Ausführung. Dabei wurde der Weg der Federung mittels Veränderungen des Eingriffes in die Hohlwelle ausgeglichen. Durch die Winkeläderungen wurde die auf der
Triebachse
laufende Hohlwelle jedoch auf Torsion beansprucht. Es entstand so eine
feste Übertragung des
Drehmoments.
Diese Hohlkardanwellenantriebe waren speziell für die hohen Geschwindigkeiten des Triebzuges ausgelegt worden. Sie reduzierten die ungefederte Masse des Antriebes alleine auf die Mitnehmer, die an der Radscheibe angebracht werden mussten. Somit handelte es sich um einen
vollständig abfederten
Antrieb. Ein Punkt der letztlich ebenfalls zum
schonenden Fahrverhalten des
Triebzuges beigetragen hatte. Mit dem Antrieb und der Hohlkardanwelle wurde schliesslich das Drehmoment mit Hilfe der Mitnehmer auf die Achse übertragen. Innerhalb der Achse wurde das Drehmoment zu den beiden Rädern geführt. Dort wurde das
Drehmoment schliesslich mit Hilfe der
Haftreibung
zwischen der
Lauffläche und der
Schiene in
Zugkraft umgewandelt. Wir haben
daher eine Kraft erhalten, die nun in den Zug übertragen werden konnte. Da die
Triebdrehgestelle nicht am Ende des Zuges
eingebaut wurden, waren die
Triebachsen nicht so sehr auf den Einfluss
nasser und verschmutzter
Schienen anfällig. Trotzdem wurden zur
Verbesserung der
Haftreibung bei den Triebachsen eins und acht
Sandstreueinrichtungen montiert. Somit hatte der
Triebzug eine optimale
Kraftübertragung erhalten. Uns fehlte dabei eigentlich nur noch der
Kraftfluss im Zug selber. Die in den Rädern erzeugte Zugkraft wurde auf die Achslager und über die Führungen derselben auf den Rahmen des Drehgestells übertragen. Dort wurden die Kräfte mit der zweiten Achse vereinigt und den Führungen der beiden Kästen zugeführt. Letztlich wurde so der
Triebzug in
Bewegung gesetzt. Alle nicht zur Überwindung der physikalischen Kräfte
benötigte
Zugkraft wurde in Beschleunigung umgewandelt. In der Folge wurden für den Triebzug keine Normallasten angegeben. Diese waren jedoch durchaus vorhanden und kamen bei Störungen zur Anwendung. Es galt hier jedoch die Regel, dass ein Triebzug einen weiteren schleppen konnte. Dabei waren jedoch nicht mehr
alle Steigungen befahrbar. Insbesondere auf den steilen
Rampen des
Arlbergs war der
Triebzug an seiner Grenze angelangt. Wobei immer noch
Toleranzen vorhanden waren.
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