Fahrwerk mit Antrieb |
|||
Navigation durch das Thema | |||
Auch beim
Fahrwerk
für diese
Triebwagen
ging man neue Wege. Dabei war einer der Schritte, dass vom neuen Fahrzeug
kaum Fahrgeräusche erzeugt werden sollten. Mit konstruktiven Massnahmen
konnten jedoch nicht alle Bereiche abgedeckt werden. Die runden Kanten und
das nahezu von Aufbauten befreite Dach, verhinderten, dass dort durch die
Strömung unnötiger Lärm erzeugt wurde. Jedoch war auch das Fahrwerk eine
Lärmquelle.
Um
die vom
Fahrwerk
erzeugten Geräusche zu vermindern, wurden keine direkten Mass-nahmen daran
vorgenommen. Um trotzdem eine Verringerung zu erhalten, wurden sämtliche
Bereiche unter dem Kasten mit Schürzen abgedeckt. Zu diesen Bereichen
gehörten auch die beiden eingebauten
Drehgestelle, die in der Folge optisch kam mehr zu
erkennen waren. Die
Triebwagen
versteckten daher die technischen Bereiche.
Zur Aufnahme der
Achsen
wurden zwei
Drehgestelle eingebaut. Diese formte man aus
Hohlträgern. Diese rechtwinkligen Stahlrohre wurden mit Hilfe der
elektrischen
Schweiss-technik
zu einem stabilen Rahmen geformt. Speziell war, dass diese in der Mitte
gekröpft waren. Es entstand so eine leichte, aber ausgesprochen stabile
Konstruktion, die dem Fahr-zeug ein gutes Fahrverhalten bis zur maximal
erlaubten
Höchstgeschwindigkeit
erlaubte.
In jedem
Drehgestell
wurden zwei aus geschmiedetem Stahl geformte
Achsen
eingebaut. Dabei hatten diese beim
Triebwagen
CLe 2/4 einen Abstand von 2 500 mm erhalten. Dieser Wert galt beim CLm 2/4
jedoch nur für das
Laufdrehgestell,
das beim
Führerstand
zwei und somit beim kürzeren
Vorbau
eingebaut wurde. Das vordere Drehgestell hatte ein etwas gestreckten
Achsstand von 3 200 mm erhalten, was auch den längeren Vorbau
begründet.
Auf den
Achsen
wurden zwei
Räder
aufgeschrumpft. Auch diese sollten leichter werden und das erfolgte in
erster Linie mit der Reduktion des Durchmessers. Dieser wurde auf einen
Wert von 900 mm gesenkt. Wie gering das war, erkennen wir, wenn wir die
Achsen mit den damals bei den
Lokomotiven üblichen
Laufachsen
vergleichen. Diese hatten einen Durchmesser von üblicherweise 950 mm und
waren daher bereits grösser.
Nur mit der Reduktion des Durchmessers war es jedoch nicht getan,
denn das Gewicht sollte noch mehr gesenkt werden. Eine weitere gängige
Massnahme wurde auch hier verwendet, denn die
Triebwagen
wurden mit
Speichenrädern
versehen. Solche
Räder
sind deutlich leichter, haben jedoch den Nachteil, dass sie bei der
Produktion mehr Kosten verursachen. Zudem wurden diese Speichenräder
bisher mit
Bandagen
versehen. Dieser Radkörper hatte die Lauffläche und den Spurkranz ausgebildet. Daher wurden hier Monoblocräder verwendet, die wir nun wissen, durchaus auch als Speichenräder ausgeführt werden konnten.
Sicherlich ein Punkt, der half sehr leichte
Radsätze
zu schaffen. Jedoch waren die Pro-duktionskosten sehr hoch und niemand
hatte bisher mit solchen
Achsen
die notwendigen Erfahrungen in Bezug auf die Festigkeit während dem
Betrieb gemacht.
Die einzelne
Achse
wurde daher sehr leicht, hatte jedoch dadurch den Nachteil, dass sie bei
den hohen Geschwindigkeiten dieses Fahrzeuges eine sehr hohe Drehzahl
erreichte. Das
Rad
hatte daher bei 125 km/h ungefähr eine Drehzahl von 740 Umdrehungen in der
Minute. Das war jedoch ein Problem, dass bei der
Lagerung
der Achsen berücksichtigt wurde. Dabei wurden hier, aussenliegende
Lager
verbaut, die so eine gute seitliche Stabilität ergaben.
Die hohe Drehzahl war für die damals üblichen
Gleitlager
ein grosses Problem. Durch die schnelle Drehung wurde die Reibung erhöht
und dadurch auch mehr Wärme erzeugt. Für die damals üblichen
Lagerschalen
aus
Weissmetall
waren die so erreichten Werte jedoch zu hoch. Die Folge davon war eine
sehr intensive und schwere
Schmierung.
Bei den hier vorgestellten Fahrzeugen, wählte man daher eine andere
Lösung. Eingebaut wurden spezielle Rollenlager. Diese bestan-den aus Rollen, die zwischen zwei Ringen eingebaut wurden. Durch die präzise Fertigung konnten so glatte Oberflächen erzeugt werden, dass diese Lager kaum Reibung aufweisen.
Trotzdem wurden auch diese
Rollenlager
geschmiert. Jedoch konnte dazu
Fett
verwendet werden. Eine Lösung, die den hohen Geschwindigkeiten gerecht
wurde, jedoch beim Einbau sehr hohe Anforderungen stellte. Ein weiteres Problem der hohen Drehzahl war die Abfederung. Eine sich schnell drehende Achse neigt schneller und öfter zum Springen. Damit diese Schläge nicht auf das Fahrzeug übertragen wurden, musste eine Federung eingebaut werden.
Die bisher verwendeten
Blattfedern
waren jedoch zu träge und daher wurden hier bei den
Achslagern
Schraubenfedern
eingebaut. Die Federn waren mit der kurzen Schwingungsdauer ideal
geeignet. Schraubenfedern neigen jedoch dazu sich aufzu-schaukeln. Damit das verhindert werden konnte, mussten diese Federn mit einer Dämpfung versehen werden. Dazu wurde die Führung der Achsen im Drehgestell genutzt.
Durch die mechanische Reibung der Mitnehmerzapfen erfolgte die
Dämpfung der
Schraubenfedern
und es konnte auf zusätzliche
Dämpfer
verzichtet werden. Eine Lösung, die so gut funktionierte, dass sie auch
bei anderen Baureihen verwendet wurde.
Soweit waren sämtliche Drehgestelle identisch aufge-baut worden.
Das ändert sich jedoch bereits beim Einbau dieser
Fahrwerke
im Fahrzeug und da gab es sowohl zwischen den
Prototypen
der CLe 2/4, der Serie und den CLm 2/4 Abweichungen. Wir kommen daher
nicht darum herum die einzelnen Lösungen genauer anzusehen. Dabei kommen
natürlich die beiden Prototypen und die Modelle mit
Dieselmotor
zuerst an die Reihe.
Die
Drehgestelle wurden bei den
Prototypen
im Bereich der Hauben eingebaut. Damit hatten die
Triebwagen
einen grossen Abstand erhalten, was zu einem stabileren Lauf beitragen
sollte. Die Position wurde mit einfachen
Drehzapfen
verwirklicht, die vom Rahmen in das Drehgestell griffen und die
Beweglichkeit gegenüber dem Fahrzeug sicherte. Dabei übernahmen diese
Drehzapfen auch gleich die Übertragung der auftretenden Kräfte.
Mit Ausnahme des
Triebdrehgestells
bei den beiden
Triebwagen
CLm 2/4 wurden die
Drehzapfen
in der Mitte des
Drehgestellrahmens
verbaut. Bei der Ausnahme kam es jedoch zu einem verschobenen Einbau des
Zapfens. Durch das verlängerte
Drehgestell
ergaben sich andere Drehpunkte. Der feste
Radstand
von 3 200 mm wurde daher auf die Abstände 1580 mm und 1 620 mm verteilt.
Ein Umstand, der aber dem hier eingebauten Antrieb
geschuldet wurde. Der Kasten des Fahrzeugs stützte sich über Stützlager auf den beiden Drehgestellen ab. Diese Lager wurden mit Fett geschmiert und sie boten schlicht nur eine Auflage.
Damit das
Drehgestell
gegenüber dem Kasten abge-federt war, wurden als sekundäre
Federung
die klassischen
Blattfedern
verwendet. Das war hier kein Problem, da die Abfolge der Stösse geringer
war und so die
Feder
diese leicht abfangen konnte. Damit waren keine
Dämpfer
erforderlich. Es war daher eine doppelte Abfederung vorhanden, die dem Fahrzeug einen ruhigen Lauf ermöglichen sollte. Eine Lösung, die in der Folge bei anderen Baureihen auch verwendet werden sollte.
Jedoch gab es gerade im Bereich der Aufhängung eine Anpassung, die
bei der kleinen Serie umgesetzt wurde. Daher müssen wir diese ebenfalls
genauer ansehen. Gleich waren dabei nur die
Drehzapfen
und deren Position im
Drehgestell.
Während sich der Kasten den beiden
Prototypen
noch direkt auf dem Rahmen des
Drehgestells abstützte, war die Abstützung
der restlichen Fahrzeuge mit einem Wiegebalken umgesetzt worden. Diese im
Aufbau aufwendigere Lösung verbesserte die Wirkung der pendelnd gelagerten
Blattfedern.
Dadurch wurde die Abstützung gegenüber den beiden Prototypen und der
Modelle mit
Dieselmotor
ausgeglichener und daher verbessert.
Um den erforderlichen Platz zu schaffen, wurde die Kröpfung der
Drehgestellrahmen
vergrössert. Nebeneffekt dieser Lösung war, dass die
Zugkraft
besser umgesetzt werden konnte. Diese erfolgte hier bei allen
Triebwagen
immer nur über ein
Drehgestell.
Wobei bei den elektrischen Vertretern das Drehgestell II für den
Antrieb
des Fahrzeuges genutzt wurde. Beim Modell mit
Dieselmotor
war es das mit dem längeren
Vorbau.
Beim Aufbau des
Antriebes
gab es grosse Veränderungen. Bei den elektrischen Vertretern unterschieden
sich die
Prototypen
von der Serie. Jedoch wurde beim Modell mit
Dieselmotor
eine komplett andere Lösung umgesetzt. Daher ist es wichtig, dass wir
diese Bereiche gesondert ansehen. Beginnen werde ich dabei mit den
Triebwagen
CLe 2/4 und dem Modell Re 2/4, welches der später abgelieferten Nummer 207
entsprach.
|
|||
Antrieb CLe 2/4 und Re 2/4 |
|||
Bei
den elektrischen
Triebwagen
war man sich bei den beiden
Prototypen nicht
sicher, welcher Antrieb besser geeignet war. Daher wurden zwei
unterschiedliche Lösungen verwendet. Die Variante, die schliesslich bei
der Nummer 202 verbaut wurde, baute man auch bei der Serie ein. Beginnen
wir daher mit der Nummer 201, die nur bei diesem Fahrzeug verbaut worden
war und da dürfen wir nicht so viele neue Erkenntnisse erwarten. Jede angetriebene Achse bei der Nummer 201 hatte einen eigenen Antrieb erhalten. Dabei wurde hier das Drehmoment des Fahrmotors von Ritzel auf das Zahnrad übertragen.
Die hier verwendete
Übersetzung wurde mit
1 :
2.96
angegeben und die Zahnflanken wurden mit einem Ölbad geschmiert. Dabei kam
auch hier als
Schmiermittel das von anderen Baureihen her bekannte
Öl zu
Anwendung. Auch der Federausgleich war eine bekannte Lösung. Der Motor stützte sich über elastische Elemente gegenüber dem Drehgestell-rahmen ab und er war somit ein Bestandteil der ungefederten Masse. Diese von der MFO gelieferte Form des Antriebes ist allgemein als Tatzlagerantrieb bekannt.
Ein einfacher
Antrieb, der schon oft verbaut
worden war und der eigentlich keinen guten Ruf hatte. Dieser Tatsache
waren sich auch die Konstrukteure von damals durchaus bewusst. Man erwartete trotz den bisher nicht erfolgreichen Versuchen bei anderen Baureihen nicht zu grosse Probleme, weil leichtere Motoren verwendet werden konnten. Eine Idee, die auch moderne Konstrukteure auch ins Feld führen und weil man sich damals nicht ganz sicher war, ob der Tatzlagermotor für Geschwindigkeiten von bis zu 125 km/h geeignet ist, ging man kein Risiko ein und verpasste dem zweiten Prototyp einen komplett anderen Antrieb.
Bei
der Nummer 202 und den restlichen elektrischen
Triebwagen wurde zum
Vergleich ein neuer von der Firma BBC entwickelter
Antrieb eingebaut. Der
Vorteil dieses Antriebes sollte gemäss Hersteller sein, dass die
ungefederte Masse lediglich auf einen Mitnehmer reduziert werden sollte.
Es lohnt sich daher, wenn wir diesen neuartigen Antrieb etwas genauer
ansehen, denn noch wusste man auch bei den Herstellern nicht, wie
erfolgreich er sein sollte. So funktionierte dieser neuartige Einzelachsantrieb der BBC. Der fest im Dreh-gestellrahmen verbaute Fahrmotor übertrug das erzeugte Drehmoment mit Hilfe des Ritzels auf das Zahnrad.
Beim Aufbau dieses
Getriebes und bei der
Übersetzung wurde gegenüber der Nummer 201 nichts
verändert. Lediglich die Tatsache, dass dieser Teil nicht direkt mit der
Achse verbunden war, sollte der Unterschied dieses
BBC-Antriebes sein. Das Zahnrad wurde auf einer Hohlwelle, die wir uns als einfaches Rohr vorstellen können, befestigt. Diese Hohlwelle umfasste nun die Achse, so dass diese vom Antrieb vollständig umschlossen wurde.
Das
Drehmoment von
der Hohlwelle wurde schliesslich beim
Triebwagen vom Mitnehmer gefedert
auf den Mitnehmerstern übertragen. So konnte die
Federung in diesem
Bereich ausgeglichen werden und ungefedert war wirk-lich nur dieser
Mitnehmerstern.
Die
aufmerksamen Leser werden es vermutlich längst bemerkt haben. Dieser von
der BBC entwickelte
Antrieb sollte in der Folge auf einen Stummel bei der
Hohlwelle reduziert werden und daher als
BBC-Federantrieb mit
Hohlwell-stummel bekannt werden. So konnte schliesslich dieser Antrieb bei
weit über 500
Lokomotiven und
Triebwagen eingebaut werden. Es sollte der
erfolgreichste Antrieb aus Schweizer Produktion werden.
Das
von den
Fahrmotoren erzeugte
Drehmoment wurde über die beiden
Antriebe auf
die
Achse und so in die
Räder übertragen. Die
Triebräder wandelten dabei
das Drehmoment mit Hilfe der
Haftreibung zwischen
Lauffläche und
Schiene
in
Zugkraft um. Diese Zugkraft wurde anschliessend über die
Achslager auf
die Mitnehmerzapfen und so auf das
Drehgestell übertragen. Es waren hier
physikalische Gesetze vorhanden, die nicht verändert werden konnten.
Von
Drehgestellrahmen gelangte die Kraft zusammen mit der
Zugkraft des zweiten
Antriebes auf den
Drehzapfen. Dieser übertrug die Werte nun auf den Kasten,
wo wiederum eine Umwandlung stattfinden sollte. Durch die Tatsache, dass
bei den
Triebwagen keine
Anhängelast mitgeführt werden sollte, wandelte
sich sämtliche Zugkraft in Beschleunigung um. Wir haben damit einen
optimalen Antrieb für die Triebwagen erhalten.
|
|||
Komplett verändert wurde der
Antrieb bei den Modellen CLm 2/4. Das begann
bereits bei der Ausrichtung, denn das angetriebene
Drehgestell wurde beim
Führerstand eins und nicht am anderen Ende eingebaut. Der Grund war
simpel, denn man musste hier nicht so sehr auf die gleichmässige
Verteilung der Gewichte achten. Der
Dieselmotor war leichter im Aufbau,
als die elektrische Ausrüstung der elektrischen
Triebwagen dieser Seite. Das vom Dieselmotor erzeugte Drehmoment wurde, wie das bei Fahrzeugen der Strasse auch der Fall war, über eine elastische Kupplung auf das nachgeschaltete Getriebe übertragen.
Diese
Kupplung trennte jedoch nur im Stillstand das
Ge-triebe vom
Fahrmotor. Ein Punkt, der verhinderte, dass bei jedem Halt der Motor
abgestellt werden musste. Umgekehrt konnte das Fahrzeug auch rollen, wenn
der
Dieselmotor nicht funktionierte. Die Anpassung der Drehzahlen erfolgte in einem Getriebe. Dabei bot sich durch den Dieselmotor das Problem, dass die grosse Differenz bei der Geschwindigkeit nicht zu den möglichen Drehzahlen des Dieselmotors passte.
In der Folge musste ein
Getriebe verbaut werden, das die
Übersetzungen
verändern konnte. Solche Getriebe kennen Sie vermutlich von Ihrem
Automobil, wobei Sie dieses mechanisch auf den neuen Gang umschalten.
Beim
Triebwagen wurde in Ölschaltgetriebe der Schweizerischen Lokomotiv- und
Maschinenfabrik SLM verbaut. Dieses konnte auf fünf Stufen umgestellt
werden, so dass der Triebwagen eigentlich fünf Gänge hatte. Diese
Schaltstufen erlaubten es mit dem Triebwagen fünf unterschiedliche
Geschwindigkeiten zu fahren. Diese lagen bei den fünf Gängen bei 28, 49,
70, 96 und 125 km/h. Werte, die nicht direkt betrieblich passen sollten.
Ein
Problem ergab sich, dass dieses
Getriebe während der Fahrt umgeschaltet
werden musste. Dazu musste jedoch nicht die
Kupplung gelöst und der neue
Gang, womöglich noch mit Zwischengas, eingestellt werden. Vielmehr konnten
die Gänge mit Hilfe eines Druckölverteilers geschaltet werden. So musste
der Bediener nur noch den Gang einstellen und das Getriebe wechselte den
Gang automatisch und die Fahrt konnte weiter gehen. Damit Sie dieses Prinzip etwas verstehen, nehme ich zum Vergleich die Automobile mit automatischen Getrieben. Bei diesen Fahrzeugen können Sie das Gas auch nur durchdrücken und die Gänge werden automatisch geschaltet.
Vielleicht
haben Sie da noch ein älteres Modell, dass ihnen auch erlaubt in einem
bestimmten Gang zu fahren. Der
Triebwagen war mit einem ähnlichen
Ge-triebe
aufgebaut worden. Lediglich die Gänge wurden manuell geschaltet. Auch wenn mit dem Getriebe die Geschwindigkeiten an-gepasst werden konnten, war es nicht möglich die Drehrichtung zu ändern. Wie bei den elektrischen Verwandten, wo ein Wendeschalter benötigt wurde, kam hier ein Wendegetriebe zur Änderung der Fahr-richtung zum Einbau.
Umgeschaltet
werden konnte dieses
Getriebe jedoch nur im Stillstand. Auch das kennen
Sie, besonders seit dem Punkt, wo Sie erfahren hatten, dass das R nicht
für Rally steht.
Nach dem Ölschaltgetriebe der
SLM und dem Wendegetriebe, wurde das
Drehmoment schliesslich mit Hilfe von
Kardangelenken auf die
Achsgetriebe übertragen. Diese
Kardanwellen hatten
auch die Aufgabe, die
Federung der beiden
Achsen und Veränderungen bei der
Länge auszugleichen. Auch das ist eine Lösung, die vom Bau von Automobilen
abgeleitet wurde. Bei der Motorleistung dieses
Triebwagens war das jedoch
kein Problem.
Die
Achsgetriebe waren direkt
auf der angetriebenen
Achse montiert worden. Mit Hilfe der
Zahnräder wurde
lediglich die Drehrichtung abgewinkelt. Das
Drehmoment gelangte so auf die
Achse und damit in die
Räder. Die Umwandlung in
Zugkraft und die Führung
der Kräfte im
Drehgestell, war jedoch analog zu den elektrischen
Triebwagen ausgeführt worden, da hier bekanntlich die identischen
physikalischen Gesetze angewendet wurden.
Geschmiert wurden die
Zahnräder mit den üblichen
Schmiermitteln. Speziell
war hier eigentlich nur, dass eine reine mechanische Kraftübertragung
erfolgte und dass der
Triebwagen in diesem Punkt eigentlich mehr einem
Reisebus auf der Strasse, als einem Schienenfahrzeug glich. Der Vorteil
dabei war, dass diese gut funktionierende Lösung zum
Dieselmotor passte
und dass sie zu anderen damals verfügbaren Lösungen sehr leicht war.
|
|||
Letzte |
Navigation durch das Thema |
Nächste | |
Home | SBB - Lokomotiven | BLS - Lokomotiven | Kontakt |
Copyright 2021 by Bruno Lämmli Lupfig: Alle Rechte vorbehalten |