Laufwerk mit Antrieb |
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Ein Merkmal der
Triebzüge
war, dass sie sehr leicht gebaut wurden. Dabei wurde ein grosser Teil bei
den
Fahrwerken
eingespart. Bei normalen
Reisezugwagen
kommen zweiachsige
Drehgestelle
zur Anwendung. Beim Gewicht ergeben sich dadurch nur geringe
Achslasten.
Bei einem Verzicht, würde die Achslast zwar ansteigen, aber viel Gewicht
eingespart werden. Möglich wurde dies, da wir einen einheitlichen Triebzug
erhalten haben. Bei den Triebzügen der Bauart Flirt ging man daher einen neuen Weg. Dieser erlaubte den Verzicht auf nicht weniger als drei Drehgestelle. Da man bei diesen durchaus ein Gewicht von rund vier bis fünf Tonnen rechnen kann, eine Reduktion um bis zu 15 Tonnen.
Jedoch mussten die
Laufwerke
anders positioniert wer-den und dabei kam man zum
Gliederzug.
Damals be-kannt waren diese Lösungen bei den in Frankreich ver-kehrenden
TGV.
Die
Achsfolge
wurde daher mit Bo‘2‘2‘2’Bo‘ angegeben. Lediglich bei der Baureihe RABe
524 gab es davon bei den Nummern 524 101 bis 524 117 eine Abweichung, da
dort zwei
Laufdrehgestelle
mehr benötigt wurden. Genau bedeutete das, dass hier die Achsfolge mit
Bo‘2‘2’2’2‘2’Bo‘
benannt wurde. Damit erkennen wir bereits, dass bei allen Zügen lediglich
die beiden Enddrehgestelle angetrieben wurden. Mehr
Triebachsen
wären aber möglich gewesen.
Bei der Betrachtung der einzelnen
Drehgestelle
können wir daher zwischen den
Triebdrehgestellen
und den
Laufdrehgestellen
unterscheiden. Beginnen werden wir dabei mit den im
Triebzug
eingereihten Laufdrehgestellen. Je nach Konfiguration waren drei oder fünf
solche vorhanden und sie wurden bei allen Modellen als
Jakobsdrehgestelle
ausgeführt. Diese boten gegenüber den herkömmlichen Lösungen viele
Vorteile.
Die
Jakobsdrehgestelle
erhöhten die Sicherheit bei allfälligen
Entgleisungen
des
Triebzuges.
Durch die Tatsache, dass bei dieser Konstruktion das
Drehgestell
immer im halben Winkel zum Kasten stand, wurde auch garantiert, dass es
richtig im
Gleis
stand und so optimal geführt wurde. Das hatte zur Folge, dass die Kräfte
im Gleis deutlich gesenkt werden konnten. Die zweiteilige Abstützung
verteilte die
Achslasten
zudem optimal auf die beiden
Achsen.
Diese
Laufdrehgestelle
besassen einen Rahmen, der aus Stahl gefertigt wurde. Hier wurde auf
dieses schwere Metall gesetzt, da es sehr zäh war und so weniger zu
Brüchen neigte. Zudem entstand so ein stabiler
Drehgestellrahmen.
Sein Merkmal war die besonders flache Konstruktion, die dank der Bauweise
als
Jakobsfahrwerk
möglich wurde. Das zeigte sich beim Fussboden, den wir später noch genauer
ansehen werden. In jedem Laufdrehgestell wurden zwei Achsen einge-baut. Diese besassen zwei Scheibenräder und aussen liegende Lager. Der Durchmesser der neuen und daher nicht abgenützten Monoblocräder wurde mit 750 mm angegeben.
Bei den
Achslagern
kamen doppelreihige
Rollenlager,
wie sie sich seit Jahren bewährt hatten, zum Einbau. Die geschlossene
Ausführung dieser
Lager
erlaubte auch eine dauerhafte
Schmierung
mit
Fett. Abgefedert wurden die Laufachsen mit Schrauben-federn, die über dem Achslager eingebaut wurden. Die-se Federung waren dank der kurzen Schwingungsdauer für hohe Geschwindigkeiten geeignet.
Jedoch führte gerade diese Schwingungsdauer der
Fe-derung
zu unkontrolliertem Aufschaukeln. Damit dieser negative Effekt gedämmt
werden konnte, wurden hy-draulische
Dämpfer
verwendet. Eine Lösung, die durch-aus bekannt war. Geführt wurden diese mit einem Abstand von 2 700 mm eigebauten Radsätze mit einfachen Radsatzlenker. Die-se Radsatzführung lagerte im Drehgestellrahmen in speziellen Gummi-Metall-Buchsen.
Daher waren die
Achsen
nicht fest geführt und sie konnten sich so passiv gesteuert radial
einstellen. Eine Lösung, die den Verschleiss der
Spurkränze
verringern sollte und dabei auch das
Gleis
schonte. Damit wurde den engen Radien in der Schweiz Rechnung getragen. Um die geforderte Höchstgeschwindigkeit von 160 km/h zu erreichen, wurde auf eine gute Führung der Radsätze im Gleis geachtet und die Drehgestelle zudem mit Dämpfern stabilisiert. Dadurch konnten sie auch bei hohen Geschwindigkeiten ruhig
laufen und kamen nicht ins Schlingern. Dadurch zeichnete sich das Fahrzeug
auch bei hohen Geschwindigkeiten mit einem sehr ruhigen Fahrverhalten aus,
bot aber auch in engen Bögen einen optimalen Lauf.
Die auftretenden
Längskräfte zwischen Wagenkasten und den
Laufdrehgestellen
wurden durch
Drehzapfen
mit Lemniskatenführungen übertragen. Diese Drehzapfen waren jedoch nicht
vollständig entkoppelt, so dass sie den Schall von den
Fahrwerken
auf den Kasten übertrugen. Dadurch musste dieser mit Beschichtungen zur
Schallisolation
konstruiert werden. So wurde wirksam verhindert, dass er bei hohen
Geschwindigkeiten nicht zu dröhnen begann. Das Jakobsdrehgestell war ge-genüber den Kästen mit Luft-federn abgefedert worden. Sie besassen eine integrierte Not-lauffeder, die auch eine Fahrt mit defekter Luftfederung er-laubte. Um den notwendigen Platz die-ser Luftfedern zu erhalten, wur-den im Kasten Aussparungen vorgesehen.
Diese wirkten sich im
Fahrgast-raum
nicht negativ aus, da in diesem Bereich Sitze montiert wurden. Sie sehen,
wie optimal der benötigte Platz gewählt wurde. Wir können nun zu den Trieb-drehgestellen wechseln. Diese waren als normale Drehgestelle aufgebaut worden und bestan-den ebenfalls aus Stahl. Gerade die hier auftretenden Kräfte konnten nur mit diesem Metall aufgenommen werden.
Trotzdem gab es zu den
Lauf-drehgestellen
beim Aufbau kei-ne grossen Unterschiede und auch die beiden
Achsen
wurden auf die gleiche Weise eingebaut und daher konnten auch sie sich
radial einstellen.
Bei den
Scheibenrädern,
die auch hier als
Monoblocräder
ausgeführt wurden, gab es jedoch einen Unterschied. Hier wurde ein
Durchmesser von 860 mm vorgesehen. Wobei dieser Wert nur bei der ersten
Serie so gewählt wurde. Die nachfolgenden
Triebzüge
hatten mit 870 mm leicht grössere
Radsätze
erhalten. Wobei der Unterschied so gering war, dass alleine die Abnützung
den Wert wieder angleichen konnte.
Damit Platz für die
Luftfedern
zwischen
Drehgestell
und Kasten geschaffen werden konnte, wurde der
Drehgestellrahmen
gekröpft ausgeführt. Beim Aufbau entsprachen sie den
Federn,
wie sie bei den
Laufdrehgestellen
verwendet wurden. Da aber hier bedingt durch den
Antrieb und die grössere Bauhöhe der niedere Fussboden nicht
gehalten werden konnte, war es nicht möglich einen kompletten
niederflurigen Bereich zu schaffen.
Auch hier kamen
Luftfedern
mit einer integrierten
Notlauffeder
zur Anwendung. Gerade bei
Reisezügen
hatte sich die
Luftfederung
bei der
Sekundärfederung
durchsetzen können. Hier bestand der Vorteil, dass die vom
Antrieb
im
Drehgestell erzeugten Schwingungen übertragen
wurden. Doch auch hier konnte das Drehgestell alleine mit der Luftfeder
nicht an der Stelle gehalten werden, es musste eine andere Lösung gefunden
werden. Einen Drehzapfen, wie in den Laufdrehgestellen konnte wegen der benötigten Bauhöhe nicht verwendet werden. Dabei erinnerte man sich jedoch an eine bereits verwendete Lösung.
Diese bestand darin,
dass am Kasten ein Querträger montiert wurde, der mittig unter dem
Drehgestellrahmen
geführt wurde. Dabei verhinderte dieser Träger auch, dass das
Drehgestell abfallen konnte, wenn der
Triebzug
ange-hoben wurde. Mit Pendeln war schliesslich das Drehgestell an diesem Träger aufgehängt worden. Diese Pendel wurden nicht senkrecht, sondern in einem Winkel eingebaut.
Das sich drehende
Laufwerk
sorgte damit dafür, dass der Kasten auf einer Seite angehoben wurde. Auf
der gegenüberliegenden Seite erfolgte der umgekehrte Vorgang. Durch die
Masse des Kastens, sollten jedoch die Kräfte wieder ausgeglichen werden,
der Kasten zentrierte sich so selber. Dadurch wurde kein Drehzapfen benötigt und das Drehgestell drehte sich um einen virtuellen Drehpunkt. Diese Lösung verwendete man schon bei anderen Fahrzeugen, wie bei den Baureihen Re 4/4 II und Re 6/6, und war ausge-sprochen erfolgreich.
Nebeneffekt war, dass
dieser Aufbau die Höhe des
Drehgestells reduziert und der Boden darüber nicht
so hoch war. Negativ war hingegen, dass damit keine
Zugkräfte
übertagen werden konnten.
Bisher haben wir nur
Drehgestelle erhalten, die auf eine etwas
unübliche Art unter dem Kasten montiert wurden. Damit daraus
Triebdrehgestelle
werden konnten, musste ein
Antrieb
eingebaut werden. Dieser war so ausgelegt worden, dass jede
Triebachse
über einen eigenen Motor verfügte. Eine Lösung, die sich in der Schweiz
seit Jahren etablieren konnte. Jedoch erkannten die aufmerksamen Leser
diesen Punkt schon bei der
Achsfolge. Wurden früher die Antriebe von Mechaniker, oder vom Elektriker gebaut, war das nicht mehr der Fall. Für den Antrieb griff man daher auf einen Zulieferer zurück. Hier stammte der Antrieb daher von der Firma Voith Turbo St. Pölten.
Das Modell vom Typ
SZH595 war gegenüber der
Achse
komplett abgefedert worden. Aus diesem Grund waren auch hier alle Punkte
erfüllt, dass der
Triebzug
mit Ge-schwindigkeiten von 160 km/h verkehren konnte. Es wurde ein Hohlkardanwellenantrieb verbaut. Dabei wurde das Drehmoment des Fahrmotors zuerst von einem Ritzel auf ein Grossrad übertragen. Dieses Getriebe besass schräg verzahnte Zahnräder.
Zur
Schmierung
der Zahnflanken, war ein Ölbad vorhan-den, wie es sich seit nahezu 100
Jahren durchsetzen konnte. Da mittlerweile die Dichtungen verbessert
werden konnten, war der Verlust an
Schmiermittel
sehr gering. Das Drehmoment des Fahrmotors wurde über dieses voll abgefederte Getriebe auf die im Antrieb eingebauten Gummikeilpakete übertragen.
Von dort gelangte das
Drehmoment
schliesslich auf die Hohlwelle. Diese wiederum war um die
Achse
aufgebaut worden und war mit dem
Rad
verbunden. Die
Federung
wurde dabei in den Gummikeilpaketen ausgeglichen. Daher war die
ungefederte Masse nicht optimal ausgenutzt worden.
Dank der
vollständigen Entkopplung der
Triebachse
gegenüber dem
Getriebe,
konnte sich die
Achse
auch radial einstellen. Das führte dazu, dass die
Spurkränze
des führenden
Radsatzes
nicht so stark abgenützt wurden und so eine problemlose
Zulassung
zur
Zugreihe R
möglich war. Ein Punkt, der gerade bei einem Fahrzeug für den
Personenverkehr
ausgesprochen wichtig ist. Die vom Hersteller beim
Antrieb
gewählten Massnahmen sollten der Baureihe
Re 4/4 II
entsprechen. In den Triebachsen wurde das Drehmoment der Fahrmotoren schliesslich mit Hilfe der Haftreibung zwischen Lauffläche und Schiene in Zugkraft umge-wandelt.
Die diesen
physikalischen Gesetzen unterworfene Umwandlung, konnte nicht verändert
werden. Gerade bei Adhäsionsbahnen ist jedoch die optimale Ausnutzung
einer guten
Haftreibung
besonders wichtig. Jedoch reduzieren sich diese Werte bei schlechtem
Zustand der
Schienen. Um daher die Adhäsion bei schlechtem Schienenzustand zu verbessern, wurden die Triebachsen mit Sandstreueinrichtungen versehen. Diese Anlagen wirkten in jedem Triebdrehgestell bei beiden Rädern auf die vorlaufende Triebachse. Sie bestanden aus dem
Sandbehälter und dem Sanderrohr. Dank der opti-mierten Ausführung konnte
das Rohr so ausgerichtet werden, dass der
Quarzsand
optimal auf die
Schienen
abgelegt wurde.
Die
Zugkraft
wurde über die Radsatzlenker auf den
Drehgestellrahmen
über-tragen. Jedoch konnte sie weder über die Aufhängung, noch über die
Federung
auf den Kasten übertragen werden. Daher musste eine Lösung angewendet
werden, die sich schon bei den
Lokomotiven
der Baureihen
Re 4/4 II
und insbesondere Re 460, sehr gut
durchsetzen konnte. Aus diesem Grund verfügte auch dieser
Triebzug
über eine
Dank dieser
Über die
Zugstangen
der
Tiefzugvorrichtung
wurde die Kraft schliesslich auf den Kasten übertragen. Da keine
Anhängelast
mitgeführt werden konnte, wurde die
Zugkraft
in Beschleunigung umgewandelt. Bei den vierteiligen Modellen wurde eine
maximale Beschleunigung von 1.2 m/s2
erreicht. Damit diese auch wirklich erreicht wurde, überliess man beim Bau
nichts dem Zufall. Selbst die Verteilung der
Achslasten
wurden bei diesem Fahrzeug optimiert. Das vierteilige Fahrzeug mit einem Gewicht von rund 120 Tonnen stützte sich auf zehn Radsätze ab. Rechnerisch ergab das für jede Achse eine Achslast von 12 Tonnen.
Dank der
ausgeklügelten Konstruktion, wurden diese aber nicht gleichmässig
verteilt, wodurch der Zug unterschiedliche
Achslasten
hatte. Diese be-trachten wir nun etwas genauer, denn genau diese war für
die Ausnutzung der
Zugkraft
ein entscheidendes Kriterium. Der grösste Anteil des Gewichtes stützte sich über die beiden Triebdreh-gestelle ab. So ergab das bei diesen beiden Drehgestellen für jede Achse eine Achslast von 20 Tonnen, was der üblichen Achslasten in Europa entsprach.
Der
Triebzug
konnte damit auf den Strecken für die
Streckenklasse
C3 eingesetzt werden. Auch wenn tiefere Klassen noch vorhanden waren, der
Triebzug war in der Schweiz nahezu ohne Beschränkungen einsetzbar. Damit war jedoch auch eine verbesserte Übertragung der Zugkraft möglich und die Triebachsen drehten auch dank der Tiefzugvorrichtung nicht so schnell leer durch.
Dies bedeutete aber
auch, dass 80 Tonnen des ganzen Zuges alleine auf den
Triebachsen
ruhten. Erreicht wurde das damit, dass die gesamte elektrische Ausrüstung
auf dem
Triebdrehgestell
ruhte und so auch das Gewicht dort zu finden war. Es entstand so eine
möglichst optimale Ausnutzung der Kraft.
Die restlichen 42 bis
46 Tonnen wurden dann auf die sechs
Laufachsen
verteilt. Somit waren die Laufachsen nur mit einem Gewicht von gut acht
Tonnen belastet worden. Das reduzierte die Führungskräfte im
Gleis
zusätzlich, so dass die
Laufdrehgestelle
sehr gute Laufeigenschaften hatten. Und so dem Zug zu einem ruhigen
Fahrtverlauf auch bei höheren Geschwindigkeiten verhalfen. Ein Punkt, der
klar auf die Zufriedenheit der Kunden wirkte.
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