Laufwerk und Antrieb

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Zumindest beim Laufwerk war man sich bei den drei Lokomotiven überraschend einig. Wobei es natürlich in gewissen Bereichen Unterschiede gab. Trotzdem gab es bei allen drei Lokomotiven eine Gemeinsamkeit und das war die Tatsache, dass man insgesamt 14 Achsen um die engen Kurven auf der Gotthardbahn bringen musste. Die neue riesige Lokomotive musste gelenkiger sein, als die bereits verkehrenden Ae 4/7.

Ein Blick in die Achsfolge zeigt auf, wie die Konstrukteure das Problem bei der Lokomotive mit starrem Rahmen lösen wollten. Wobei das dazu führte, dass selbst die Achsfolge ausgeschrieben die Grösse der Lokomotiven widerspiegelte. Doch genug der Worte, sehen wir uns die Achsfolge an. Bei sämtlichen Ae 8/14 musste die Achsfolge mit (1A) A1A (A1) + (1A) A1A (A1) angegeben werden. Zum Vergleich, die Ae 4/7 hatte langweilig 1D2.

Jeder Rahmen und somit eine halbe Lokomotive stützte sich mit den Aufbauten auf sieben Achsen ab. Wir erkennen dabei auch, dass effektiv nur zwei Triebachsen fest im Rahmen gelagert waren. Auf die ganze Lokomotiven gesehen waren das die Achsen drei und fünf, sowie die Achsen zehn und zwölf. Beginnen werde ich die Betrachtung jedoch bei der Achse eins und ich beschränke mich auf eine halbe Lokomotive.

Die vorlaufende Laufachse gehörte zusammen mit der ersten Triebachse zu einem Drehgestell. Dieses Drehgestell, das mit einem asymmetrischen Drehpunkt versehen war, wurde vom Hersteller als Java-Drehgestell bezeichnet.

Die Triebachse war nahe des Drehpunktes, der jedoch ausserhalb der beiden Achsen lag, im Rahmen des Drehgestells angeordnet worden und konnte sich so seitlich leicht verschieben.

Die Verschiebung erfolgte ohne dass die Achse zu sehr gedreht wurde. Daher ergab sich für die erste Triebachse ein seitliches Spiel von 2x 10 mm.

Innerhalb des Java-Drehgestells wurde die Laufachse als Adamsachse ausgeführt. Dadurch konnte sich die Laufachse innerhalb des Drehgestells zusätzlich noch auslenken.

Das ergab für diese Laufachse einen fast gigantischen Wert von 2x 120 mm. So gesehen war die Distanz bis zur ersten fest gelagerten Achse mit der grossen Auslenkung berücksichtigt worden. Die riesigen Lokomotiven wurden damit überraschend beweglich.

Da die Lokomotiven eigentlich keine fest gelagerten Achsen hatten, müssen wir den Fixpunkt der Lokomotive finden. Dieser wurde dabei eigentlich durch die erste im Java-Drehgestell gelagerte Triebachse wahrgenommen. Sie war fest im Drehgestell gelagert und konnte sich nur durch die Auslenkung des Drehgestells bewegen. Damit der Lauf des führenden Drehgestells stabilisiert werden konnte, waren kräftige Rückstellvorrichtungen mit Blattfedern vorhanden.

Die zweite Triebachse war zusammen mit der mittleren Laufachse und der dritten Triebachse direkt im Rahmen der Lokomotive gelagert. Dadurch waren sie stabil gelagert und konnte sich nicht den Kurven anpassen. Die Triebachsen hatten jedoch ein seitliches Spiel von 2x 10 mm erhalten. Dadurch wurde der Lauf der Lokomotive in den engen Kurven weiter verbessert und diese Triebachse von der Führung im Gleis entbunden.

Kommen wir nun zur Laufachse, die sich zwischen den Triebachsen zwei und drei befand. Für ein elektrisches Triebfahrzeug war deren Anordnung im Rahmen aussergewöhnlich.

Schliesslich wurden solche Achsen meistens zur Führung der Lokomotive verwendet. Bei den hier vorgestellten Lokomotiven war es jedoch eine stützende Laufachse. Nur so konnte man bei der verlangten Leistung die erforderlichen Achslasten einhalten.

Speziell war bei der Laufachse, die über ein seitliches Spiel von 2x 30 mm verfügte, der Adhäsionsvermehrer. Diese Einrichtung entlastete die Laufachse leicht, so dass kurzfristig die Achslast auf den Triebachsen angehoben werden konnte.

Dieser Adhäsionsvermehrer arbeitete mit Hilfe von Druckluft und erhöhte die Achslast für die Triebachsen um etwa 1.5 Tonnen auf einen Wert von ungefähr 21.5 Tonnen.

Damit haben wir mit der Laufachse auch die Mitte des Laufwerkes der ersten Hälfte erreicht. Der Beschrieb der nächsten Achsen dieser Hälfte wird jetzt erleichtert.

Es folgte die dritte im Rahmen gelagerte Triebachse und anschliessend das zweite Java-Drehgestell. So gesehen, war das Laufwerk einer Hälfte genau symmetrisch aufgebaut worden. Ein Punkt, der bei Lokomotiven immer wieder herangezogen wurde.

Bei der zweiten Hälfte gab es beim Laufwerk keinen Unterschied zum ersten beschriebenen Teil. Daher können wir uns die Betrachtung dieser Hälfte ersparen. Die Lokomotiven, die über eine Länge von 34 Meter verfügten, konnten dank diesem Aufbau des Laufwerks problemlos Radien bis hinunter auf 100 Meter befahren. Ein Wert, der in Depotanlagen oft erreicht wurde und so auch gefordert wurde.

Da dieses Laufwerk empfindlich auf Gegenstände im Gleis reagierte, musste es auf der Fahrt optimal geschützt werden. Daher wurden bei den Lokomotiven vor den Laufachsen der äusseren Java-Drehgestelle Schienenräumer montiert.

Diese stammten zwar noch von den Dampflokomotiven, erfüllten aber ihre Aufgabe sehr gut. Durch die Bauform wurden Gegenstände vom Laufwerk weg geleitet und neben das Gleis geworfen.

Zur Stabilisierung der Schienenräumer wurde eine Querstange eingebaut. So war das Laufwerk, das wir im Aufbau kennen gelernt haben, von den Gefahren geschützt. Zwischen den beiden Hälften hatte es hingegen keine Schienenräumer.

Diese waren auch nicht notwendig, da die Lokomotive nie ohne die zweite Hälfte verkehren sollte. Doppellokomotiven in Vielfachsteuerung erkennt man daher oft an den Bahnräumern zwischen den beiden Hälften.

Es wird nun Zeit, dass wir uns den Aufbau der einzelnen Achsen und deren Einbau genauer ansehen. Dabei beginnen wir wieder mit den Laufachsen.

Diese Laufachsen liefen in Gleitlagern, die mit einer Sumpfschmierung versehen wurden. Diese musste bei diesen Achsen, die Räder mit einem Durchmesser von 950 mm erhalten hatten, beim Achslager selber befüllt werden. Daher waren die Laufachsen in diesem Punkt mit den älteren Exemplaren identisch.

Bei den Triebachsen gab es bei der Lagerung der Achsen keinen Unterschied zwischen den Lokomotiven. Diese Achsen liefen, wie es damals üblich war, in Gleitlagern mit Sumpfschmierung. Diese wurden jedoch von einer zentralen Schmieranlage aus geschmiert. Auch diese war eigentlich nicht neu und war bei den älteren Lokomotiven schon bekannt. So gesehen, war bei der Schmierung nicht viel verändert worden.

Speziell war bei den Lokomotiven, dass die Achsen mit innen liegenden Lagern ausgeführt wurden. Diese Anordnung war nur bei der Lokomotive mit der Nummer 11 801 wegen dem verwendeten Antrieb wirklich erforderlich.

Die beiden anderen Lokomotiven hätten problemlos auch mit aussen liegenden Lagern ausgeführt werden können. Das führte dazu, dass diese beiden Lokomotiven etwas ungewohnt und leer ausgesehen haben.

Die Räder der Triebachsen waren jedoch unter-schiedlich ausgeführt worden. So besass die Loko-motive mit der Nummer 11 801 Speichenräder mit Bandagen, die einen Durchmesser von 1 610 mm er-halten hatten.

Der grosse Durchmesser war hier wegen dem ver-wendeten Antrieb nötig geworden. Die Lokomotive erreichte daher eine maximale Geschwindigkeit von 100 km/h und war daher beim gleichen Wert, wie die Ae 4/7.

Für die beiden anderen Lokomotiven konnte der Durchmesser der Triebräder jedoch reduziert werden. So konnte hier ein Durchmesser von 1 350 mm gemessen werden. Dank dem anderen Antrieb ergaben sich auch andere Möglichkeiten bei der Höchstgeschwindigkeit. Während sich die Lokomotive mit der Nummer 11 851 mit 100 km/h begnügen musste, schaffte es die Lokomotive 11 852 auf einen Wert von 110 km/h.

Kommen wir nun zur Abfederung des Laufwerks. Dieses wurde bei allen Lokomotiven identisch ausgeführt und unterschied sich nicht bei den Achsen. Sämtliche Achsen waren daher mit innen liegenden Blattfedern ausgeführt worden. Für die gefahrenen Geschwindigkeiten reichten diese mit einer langen Schwingungsdauer versehenen Federn jedoch problemlos aus, so dass man keine Experimente machen musste.

Damit es bei diesem Laufwerk zu einem Antrieb und somit zu Triebachsen kommen konnte, mussten die Triebachsen der Lokomotiven damit ausgerüstet werden. Hier gab es jedoch zwischen den Lokomotiven deutliche Unterschiede und ich beginne die Betrachtung der Antriebe wieder mit der Lokomotive 11 801 und komme anschliessend zu den anderen beiden Maschinen, die unter sich nahezu identisch aufgebaut wurden.

Bei der von der Firma Brown Boveri und Co (BBC) gebauten Lokomotive Nummer 11 801 kam ein Antrieb zum Einbau, der sich schon bewährt hatte. Dabei wurde jede Triebachse mit einem eigenen Fahrmotor angetrieben, der sich im Maschinenraum befand und im Rahmen der Lokomotive gelagert wurde. Über die Motorwelle wurde einseitig ein Ritzel angetrieben. Diese Welle lagerte in Gleitlagern, die mit Öl geschmiert wurden.

Über das tangential gefederte Ritzel trieb der Motor das in einem Hilfsrahmen auf der linken Rahmenseite gelagerte grosse Zahnrad an. Das so entstandene Getriebe hatte dabei eine Übersetzung von 1 : 2,57 erhalten.

Das  in einer Blechverschalung laufende grosse Zahnrad wurde während dem Betrieb ebenfalls geschmiert. Auch hier kam als Schmiermittel das gleiche Öl wie bei den Lagern der Achsen und Wellen zur Anwendung.

Das von den Fahrmotoren stammende Drehmoment wurde innerhalb des Zahnrades mit speziellen Auslenkhebeln auf die Mitnehmer des Triebrades übertragen.

Dieses nach dem Erfinder Buchli benannte Prinzip wurde von der BBC in 860 Lokomotiven der Schweizerischen Bundesbahnen SBB eingebaut und bewährte sich daher sehr gut. Dieser BBC-Einzelachsantrieb wurde, wie wir erfahren haben, dabei nur einseitig eingebaut.

Der Vorteil bei diesem Antrieb lag damals in der relativ kleinen ungefederten Masse. Zur Schmierung der Mechanismen wurde Öl verwendet. Dazu war aussen am Zapfenlager des Zahnrades eine spezielle Schmierpumpe angebaut worden. Diese wurde vom sich drehenden Zahnrad angetrieben und arbeitete daher während der Fahrt autonom. Somit war eine automatische Schmierung des Buchliantriebes garantiert.

Weil der BBC-Einzelachsantrieb ein nicht unerhebliches Gewicht hatte und der nur einseitig angebaut wurde, verlagerte sich das Gewicht auf eine Seite der Lokomotive. Zum Ausgleich wurden die Apparate auf der anderen Seite der Lokomotive eingebaut. Trotzdem standen Lokomotiven mit dem Buchliantrieb nie gerade. Besonders bei der Lokomotive mit der Nummer 11 801 war das bei den beiden Hälften gut zu erkennen.

Das so auf das Triebrad übertragene Drehmoment wurde durch die Haftreibung der Laufflächen gegenüber dem Gleis in Zugkraft umgewandelt. Jeder Antrieb konnte dabei eine maximale Zugkraft von mehr als 61 kN erzeugen. Für die ganze Lokomotive ergab das einen Wert von 490,5 kN. Somit konnte der Lokomotive in den Steigungen des Gotthards eine maximale Anhängelast von 770 Tonnen zugemutet werden.

Gänzlich anders gestaltet wurde der Antrieb bei den beiden anderen Lokomotiven aus dem Hause MFO. An Stelle des von Buchli einwickelten Buchliantriebes der BBC wurde hier der neu entworfene SLM-Universalantrieb eingebaut. Speziell ist, dass dieser Antrieb ebenfalls von Buchli, der mittlerweile bei der SLM arbeitete, entworfen wurde. Dadurch kam es jedoch zum einen gänzlich anderen Aufbau, so dass wir auch diesen Antrieb ansehen müssen.

Die zwei rasch laufenden Fahrmotoren einer Triebachse trieben über ein doppeltes Getriebe die zugehörige Achse an. Dadurch musste dieser Antrieb in der Mitte der Lokomotive eingebaut werden, so dass sich die Radlasten gleichmässig verteilen konnte. So kam es zur Situation, dass die innen gelagerten Triebachsen optisch frei waren und das ungewohnte Erscheinungsbild der Lokomotive ergaben. Besonders bei der Nummer 11 851 war das sehr gut zu erkennen.

Somit wurde das Drehmoment von zwei Fahrmotoren über je ein Ritzel auf das erste Zahnrad übertragen. Erst anschliessend kam das Zahnrad der Triebachse. Durch diese Konstruktion konnte die Übersetzung, die bei beiden Lokomotiven 1 : 3,47 betrug, beliebig verändert werden.

Jedoch liefen diese gerade verzahnten Zahnräder dadurch sehr schnell und mussten geschmiert werden. Auch hier kam zur Schmierung der Zahnflanken Öl zur Anwendung.

Das Drehmoment im Getriebe wurde schliesslich mit Mitnehmern auf die Achswelle übertragen. Das Prinzip dieser gefederten Mitnehmer wurde schliesslich bei den vielen weiter entwickelten Antrieben verwendet und erlaubte einen guten Ausgleich der Federung.

So gesehen hatte der SLM-Universalantrieb bereits Merkmale von modernen Einzelachsantrieben erhalten. Wir können nun auch bei diesen Lokomotiven das Drehmoment umwandeln.

Über die auf der Achswelle montierten Radsätze gelangte das Drehmoment zur Lauffläche und wurde dort mit Hilfe der Haftreibung gegenüber den Schienen in Zugkraft umgewandelt.

Dabei hatten die beiden Lokomotiven der MFO jedoch unterschiedliche Anfahrzugkräfte. Bei der Nummer 11 851 konnte daher eine maximale Anfahrzugkraft von 600 kN erzeugt werden. Bei der später gelieferten Nummer 11 852 waren es jedoch „nur“ 500 kN.

Die geringere Anfahrzugkraft der Nummer 11 852 überrascht in erster Linie wegen der grösseren Leistung. Jedoch hatten die Fahrmotoren dieser Lokomotive eine andere Charakteristik und konnten schneller drehen. Das erlaubte der Lokomotive eine leicht höhere Geschwindigkeit, reduzierte aber die Anfahrzugkraft gegenüber der Schwester deutlich. Trotzdem standen die Schweizerischen Bundesbahnen SBB diesen beiden Lokomotiven die Normallasten der Nummer 11 801 zu.

 

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