Drehgestelle und Antriebe |
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Das
Laufwerk
der
Lokomotive,
wurde mit zwei
Drehgestellen
versehen. In diesen waren wiederum zwei angetriebene
Achsen
verbaut worden. Somit können wir die
Achsfolge
der
Baureihe
Re 4/4 IV mit Bo’ Bo’ angeben. Bereits damals hatte sich gezeigt, dass
sich diese Bauform durchsetzen kann. Gerade die Tatsache, dass hier die
vierte Version mit diesem
Fahrwerk
entstand, führten zur Frage, wie sinnvoll das System der Bezeichnungen
ist. Da beide Drehgestelle mit wenigen Ausnahmen identisch waren, beschränken wir uns auf die Be-trachtung eines Exemplars. Wenn sich Unterschiede ergeben, werden diese erwähnt werden. Wir beginnen auch hier mit dem Rahmen, denn die-ser war das tragende Element im Drehgestell. Zu-dem stabilisierte er die Achsen, so dass die Lauf-ruhe verbessert wurde. Daher verwundert es eigentlich nicht, dass hier Bleche aus Stahl verwendet wurden. Jedoch waren gerade diese Stahlbleche speziell, denn als grosser Unterschied zu den Ausführungen der vorherigen Baureihen, wurde bei diesem Drehgestell auf die Anwendung von Gussteilen verzichtet. Dadurch ergab sich ein vereinfachter
Aufbau. Vor-teile ergaben sich so bei der Herstellung, aber auch im
Unterhalt. Ein Punkt der im
Pflichtenheft
ver-langt worden war und der bei den
Drehgestellen
gut umgesetzt werden konnte. Die einzelnen Bleche wurden mit Hilfe der elek-trischen Schweisstechnik miteinander verbunden. Es entstand so ein Hohlträger, der leicht war, aber die entstehenden Kräfte gut aufnehmen konnte. Gerade in diesem Punkt, waren die
Unterschiede zu den anderen
Baureihen
mit
Drehgestellen
gar nicht so gross. Viele Punkte, sollten uns daher von der Baureihe
Re 6/6 bestens bekannt sein. Jedoch
war der Aufbau leicht anders. In jedem
Drehgestell
wurden im Abstand von 2 900 mm zwei
Achsen
eingebaut. Die verwendeten Achsen bestanden aus speziellem geschmiedetem
Stahl. Auf der Welle wurden die Aufnahmen für die Presssitze der
Räder
und der
Lager
vorgesehen. Dabei kamen auch hier aussenliegende Lager zur Anwendung.
Bevor wir jedoch dazu kommen, schliessen wir den
Radsatz
ab. Dazu mussten zwei Räder im Normabstand aufgeschrumpft werden. Die Räder waren als normale Speichenräder ausgeführt worden. Der Vorteil dieser Bauteile war, dass sie sehr leicht waren. Da auf dem Radkörper ein Radreifen als Verschleiss-teil aufgezogen wurde, konnte das Speichenrad über eine längere Zeit verwendet werden. Die Ausbildung der
Lauffläche
und des
Spurkranzes
erfolgte nur in der
Bandage,
die bis auf die vorhandene
Verschleiss-rille
abgetragen werden konnte. Die Angabe des Raddurchmessers ist daher in den Fach-blättern mit entsprechenden Hinweisen versehen. Wie hier beschränken uns auf den angegebenen Wert, denn der war wirklich sehr spannend. Die
Baureihe
Re 4/4 IV sollte einen Durchmesser von 1 260 mm bekommen. Damit
entsprachen die hier verbauten
Radsätze
bis in die kleinsten Details, den Ausführungen, wie sie schon bei den
Baureihen Ae 6/6,
Re 4/4 II und
Re 6/6 verwendet wurden. Gerade die Vorhaltung von kompletten Triebachsen war in einer Werkstätte mit einem grossen Platzbedarf verbunden. Aus diesem Grund wurde im Pflichtenheft der Schweize-rischen Bundesbahnen SBB darauf hingewiesen, dass man nach Möglichkeit dieser Werte wünschte. Durch den komplizierten Aufbau war damit
auch klar, dass die Maschinen zur Bearbeitung passten. Selbst die
Verteil-ung der Speichen entsprach den anderen Baureihen. Spannender ist die Ausführung der
Achslager.
Die
Baureihe
Re 4/4 II hatte bereits
gezeigt, dass mit dem entsprechenden Aufbau grosse Erfolge bei der
Beanspruchung der
Schienen
erreicht werden konnte. Gerade in diesem Punkt erwartete der Besteller,
dass weitere Verbesserungen erreicht werden. Die gleisschonende Lösung war
daher besonders wichtig. Gerade weil nach der speziellen
Zugreihe RS
gefahren werden sollte. Die beiden Lager wurden als normale doppelreihiges Rollenlager ausgeführt. Diese Lager konnten mit Fett geschmiert werden und sie erreichten hohe Lauflei-stungen, ohne dass ein regelmässiger Unterhalt erforderlich wurde. Die Steigerung der Geschwindigkeit auf 160
km/h hatte auf die
Lager
keine negativen Auswirkungen. Sie drehten etwas schneller als bisher, aber
bei Ver-suchen hatte sich gezeigt, dass deutlich höhere Werte kein Problem
sind. Um die Zulassung zur Zugreihe RS zu erhalten, wurd-en die Achsen jedoch nicht fest in den Lagern einge-baut. Dadurch ermöglichte diese Bauweise bei den Achsen eine seitliche Verschiebung im jeweils zehn Millimeter. Keine grossen Werte, sie verringerten
jedoch die Kräfte im
Gleis,
was letztlich wichtig war. Jedoch sollte es hier nicht bei diesen
Massnahmen bleiben. Doch dazu später mehr, denn die
Achsen
müssen eingebaut werden. Es konnte auch hier nicht auf den Einbau einer Spur-kranzschmierung verzichtet werden. Dabei wurde das zähflüssige Schmiermittel mit Hilfe von Druckluft auf den Spurkranz gespritzt. So lief dieser besser und als Nebeneffekt,
wurde der Verschleiss gemildert. Wie oft die
Schmierung
jedoch erfolgte, war eingestellt worden, und konnte bei Be-darf angepasst
werden. Einen Einfluss auf die be-fahrene Strecke gab es jedoch nicht. Diese Achslagerführungen haben die Aufgabe, die Achse so stabil, wie es geht, im Drehgestell, oder in einem Rahmen zu halten. Dieser Grundsatz wurde hier jedoch überworfen. So wurden die Führungen so eingebaut, dass
sie in Längsrichtung elastisch waren. Das ermöglichte es der
Achse,
sich in den
Kurven
leicht radial ein-zustellen. Eine Massnahme, die eine weitere Re-duktion
der Führungskräfte ermöglichen sollte. In diesem Punkt war die Baureihe Re 4/4 IV durch-aus sehr weit fortgeschritten. Das hier verbaute Laufwerk war der erste Schritt zu den später umge-setzten aktiven Steuerungen der Radsätze. Eine Massnahme, die es der Reihe
Re 460 ermög-lichen sollte, bei
gleichen Kräften deutlich schneller um
Kurven
zu fahren. Die hier vorgestellte
Baureihe
sollte jedoch wegen diesen speziellen Massnahmen problemlos die verlangte
Zugreihe RS
erreichen. Damit wird es Zeit, dass wir die beiden Drehgestelle unter dem Kasten einbauen. Auch hier wurde, wie bei den zuvor gebauten Lokomotiven, auf einen Drehzapfen verzichtet. Jedoch wurde die Aufhängung deutlich einfacher ausgeführt, als das bei der Baureihe Re 4/4 II der Fall war. Das führte dazu, dass auf den bisher
verwendeten Wiegebalken verzichtet wurde. Bei der Reihe Re 4/4 IV wurden
neu beidseitig am
Drehgestellrahmen
entsprechende Aufnahmen vorgesehen. Zwischen diesen Aufnahmen und dem Kasten
der
Lokomotive
wurde schliesslich die sekundäre
Federung
eingebaut. Wie bei der
Baureihe
Re 6/6 wurden hier auf jeder Seite
zwei
Federn verbaut. Der Unterschied bestand jedoch darin, dass an Stelle
der
Schraubenfedern,
neuartige
Flexicoilfedern
eingebaut wurden. Der Vorteil dabei war, dass diese Federn gegenüber
Torsionsbewegungen und Verdrehungen sehr widerstandsfähig waren. Das machte man sich hier zu Nutze. So wurde die Drehbewegung des Drehgestells und damit die Win-keländerung zum Kasten in den Federn aufgenom-men. Da nun aber der reguläre Zustand von der
Feder an-gestrebt wurde, entstand eine Kraft, die dieser Bewegung
entgegenwirkte. Das führte dazu, dass das
Drehgestell
alleine durch die
Federung
ausgerichtet wurde. Eine Lösung, die jedoch nicht zu einer festen Position
führte. Bei der Reihe Re 4/4 IV konnte sich das Drehgestell unter dem Kasten auf beide Seiten bis zu 30 Milli-meter verschieben. Da jedoch die Federn auch jetzt die mittige Ausrichtung anstrebten, war das Drehge-stell in der Regel optimal ausgerichtet worden. Es konnte deshalb auf die bei den älteren
Modellen noch benötigten Pendel verzichtet werden. Die ver-langte
Vereinfachung beim Einbau wurde daher von den Herstellern umgesetzt. Da auch die Flexicoilfedern über eine kurze Schwing-ungsdauer verfügten, mussten Dämpfer eingebaut werden. In diesem Bereich kamen jedoch die im Strassenverkehr bewährten hydraulischen Stoss-dämpfer zur Anwendung. Diese hatten den Vorteil, dass sie besser
eingestellt werden konnten. Zudem erhoffte man sich, dass so das
quietschende Geräusch der
Baureihe
Re 4/4 II eliminiert werden
konnte. Was letztlich auch gelang. Eine von der Reihe
Re 4/4 II übernommene Lösung,
war die zwischen den beiden
Drehgestellen
einge-baut Querkupplung. Diese führte dazu, dass vom hinteren Drehgestell
das vorlaufende optimaler in die
Kurve
gestellt wurde. So konnten der Anlaufwinkel und die Laufruhe verbessert
werden. Das
Laufwerk
der Reihe Re 4/4 IV sollte sehr schonend mit dem
Gleis
umgehen. Lediglich die Reihe Re 460
sollte dank gesteuertem Laufwerk besser sein. Da die
Lokomotive
nun auf ihren Füssen steht, können wir wieder zum Messband greifen.
Diesmal bestimmen wir die Höhe der Maschine. Maximal wurde eine Höhe von
4 355 mm erreicht. Dieser Wert galt über die gesenkten
Stromabnehmer,
da sie den höchsten Punkt darstellten. Wir müssen jedoch auch noch
berücksichtigen, dass dieser Wert natürlich bei der fertig aufgebauten
Lokomotive galt, und davon sind wir noch weit entfernt. Selbst die Aussage, dass es sich um eine Lokomotive han-delte, kann aktuell noch in Frage gestellt werden. Damit das zutreffend wurde, musste ein Antrieb eingebaut wer-den und da gab es bei den vier Prototypen den grössten Unterschied. Doch beginnen wir ganz am Anfang und das
war der
Fahr-motor.
Jede
Achse
hatte einen eigenen Motor erhalten. Dieser war im Rahmen montiert worden.
Gegenüber der Achse wer er daher vollumfänglich abgefedert. Die Schweizerischen Bundesbahnen SBB
wünschten einen neuen
Antrieb.
Zwar wurde der
BBC-Federantrieb
mit Hohlwellenstummel sehr erfolgreich angewendet, aber er hatte Probleme.
So konnte ein
Getriebe
nur mit einem kompletten Neubau geändert werden. Zudem neigte es auch
dazu, dass die gefürchtete
Drehmomentpulsation
gut übertragen wurde. Bei zukünftigen Modellen für noch höhere
Geschwindigkeiten durfte dies nicht passieren. Aus diesem Grund wurden die vier
Prototypen
mit unterschiedlichen
Antrieben
versehen. Bei den Nummern 10101 und 10102 verwendete man ein Modell das
von der Firma BBC entwickelt wurde. Die beiden anderen Maschinen bekamen
jedoch eine Lösung der SLM. Dabei gab es beim konstruktiven Aufbau grosse
Unterschiede. Diese können wir jedoch ausblenden, da bei beiden
Ausführungen die gleichen Punkte verbessert werden sollten. Wenn wir uns die Aufgaben eines Antriebes in Erinnerung rufen, erkennen wir die Probleme. Mit einem Getriebe wird die Drehzahl angepasst, dann muss die Federung ausgeglichen werden. Zudem soll das auch ohne Lücken erfolgen. Im Detail bedeutet das jedoch, dass jeder
Antrieb,
sollte er optimal arbeiten, auf die
Achse
angepasst werden muss. Beim bisher vorhandenen Modell war das jedoch nur
mit sehr gros-sem Aufwand möglich. Wichtig war dabei, dass eigentlich bei allen Lokomotiven die Getriebe angepasst wurden. So sollte hier die Drehmoment-pulsation verhindert werden. Das wurde damit erreicht, dass die Drehelastizität und die Dämpfung derselben getrennt zu den anderen Bauteilen ausgeführt wurden. So konnte nahezu jeder Bereich eingestellt
werden. Doch be-ginnen wir beim Motor und genau beim Ritzel desselben,
denn dieses war mit einer elastischen
Kupplung
versehen worden. Die
Kupplung
verhinderte, dass die im
Fahrmotor
entstehende
Drehmomentpulsation
nicht auf das
Getriebe
übertagen wurde. Dank der zusätzlichen Dämpfung konnten die einzelnen
Stösse
verringert werden. Das Getriebe lief so sehr gleichmässig. Dabei waren das
Ritzel und das
Zahnrad
schrägverzahnt, was auch die Laufruhe der Getriebe verringerte. Bei der
Übersetzung
waren alle Maschinen gleich, so dass diese mit
1 :
2.77 angegeben wurde. Um den Verschleiss bei den Zahnflanken zu
mildern, musste das
Getriebe
geschmiert werden. Daher wurde es in einem geschlossenen Gehäuse
eingebaut. Im unteren Bereich besass dieses eine übliche
Ölwanne.
Dort konnte das
Schmiermittel
eingefüllt werden. Bei normalem Füllstand, lief das
Zahnrad
durch dieses Schmieröl und nahm davon etwas auf. Damit wurde das
Schmiermittel über die Zähne auch auf das Ritzel übertragen. Durch die Fliehkraft, wurde überschüssiges Schmiermittel jedoch an die Wände geschleudert. Dort sammelte es sich und lief anschliessend wieder in die Wanne, wo es erneut aufgenommen wurde. Sie müssen sich jedoch vorstellen, dass
während der Fahrt das komplette Gehäuse mit einem Nebel aus
Öl
gefüllt war. Es entstand so eine optimal arbeitende
Schmierung
des
Ge-triebes,
die jedoch seit vielen Jahrzehnten unverändert angewendet wurde. Nach dem Getriebe wurde das Drehmoment schliesslich auf die Achse übertragen. In diesem Bereich wurde die Fede-rung derselben ausgeglichen. Ein Mitnehmer, der am Rad montiert wurde, nahm dabei das von der Hohlwelle über-tragene Drehmoment auf. Bei beiden
Antrieben
konnte eine sehr geringe ungefederte Masse erreicht werden. Ein Umstand,
der mit zunehmender Geschwindigkeit sehr wichtig war und kaum mehr
ver-ringert werden konnte. Letztlich wurde das Drehmoment des Fahrmotors in den beiden Triebrädern der Achse mit Hilfe der Haftreibung zwischen der Lauffläche und der Schiene in Zugkraft umge-wandelt. Die hier geltenden physikalischen Gesetze
waren jedoch auch davon abhängig, wie gut der Zustand der
Schienen
war. Ein Problem, das durchaus seit den Dampflokomotiven bekannt war. So
musste auch hier die verfügbare
Adhäsion
mit besseren Reibwerten erhöht werden. Dazu verwendete man
Sandstreueinrichtungen.
Der dazu benötigte
Quarzsand
wurde in Behältern, die im Untergurt eingelassen wurden, mitgeführt.
Dieser Behälter konnte vom Boden aus über die sichtbaren Deckel befüllt
werden. Dabei entsprach der Vorrat jenem der älteren
Lokomotiven.
So konnte in jedem Kasten genug Sand mitgeführt werden. Die Deckel
verschlossen den Kasten so gut, dass kein Wasser in den Quarzsand gelangen
konnte. Mit der Hilfe von Druckluft wurde der Sand letztlich durch die Leitungen vor die erste Achse in Fahrrichtung geblasen und so auf der Schiene verteilt. Damit wurde hier die gleiche Anzahl Sander verwendet, wie das bei der Baureihe Re 4/4 II der Fall war. Sie sehen es gab durchaus Bereiche, die
nicht verändert wurden. Im Vergleich zu anderen Ländern war sowohl der
Vorrat, als auch die Anzahl der Einrichtungen eher bescheiden. Auch für die Übertragung der Zugkräfte im Fahrzeug entsprach dem Muster Re 4/4 II. Die Kräfte wurden von der Achse über die Rollenlager auf die Führungen und so in den Drehgestellrahmen übertragen. Wegen den flexiblen Führungen verschob sich
rein theoretisch zuerst die
Achse
im
Drehgestell.
Da diese Bewegung jedoch kaum zu sehen war, müssen wir uns nicht gross um
diese Verschiebung kümmern, denn danach war der Kraftfluss klar. Im Rahmen wurde schliesslich die Kraft der
beiden
Triebachsen
in einen unter dem
Dreh-gestellrahmen
montierten Mitnehmer geleitet. An diesem Support waren die beiden
Zugstangen
vorhanden. Diese übertrugen die Kraft auf den Kasten. Dabei waren diese so
eingebaut worden, dass sie immer auf
Zugkraft
belastet wurden. Es konnten daher keine
Druckkräfte
entstehen. Das erlaubte, dass keine massiven Stangen benötigt wurden. Der Vorteil dieser
Tiefzugvorrichtung
war, dass sie die Tendenz der Entlastung der vorlaufenden
Triebachse
im
Drehgestell
so umwandelte, dass eine Kraft gegen das
Gleis
entstand. Mit anderen Worten, je höher die
Zugkraft
war, desto grösser war der Druck auf die vorlaufende
Achse.
Das führte dazu, dass das
Drehmoment
des
Fahrmotors
optimal umgesetzt werden konnte. Der Unterschied zur Reihe
Re 4/4 II, war nur der noch
etwas tiefere Angriffspunkt. |
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