Laufwerk und Antrieb

Letzte

Navigation durch das Thema

Nächste

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.

 

Letzte

Navigation durch das Thema

Nächste
Home SBB - Lokomotiven BLS - Lokomotiven Kontakt

Copyright 2019 by Bruno Lämmli Lupfig: Alle Rechte vorbehalten