Der moderne Bau von Lokomotiven arbeitet mit Stahl. Während bei den Triebwagen und Triebzügen zunehmend andere Werkstoffe vorkommen, setzte sich der schwere Stahl beim Bau von Lokomotiven durch. Das war jedoch nicht immer von Vorteil, denn die elektrische Ausrüstung von elektrischen Lokomotiven hatte ebenfalls ein hohes Gewicht. Das führte dazu, dass die Nieten durch Schweissgeräte ersetzt wurden und man so das vorgegebene Gewicht einhalten konnte.

Wie schwer das in der Vergangenheit war, zeigen die Lokomotiven mit Laufachsen deutlich. Der Verzicht auf diese zusätzlichen Achsen, war mit dem Verzicht auf Nieten verbunden. Trotzdem gab es in der Vergangenheit immer wieder zu schwere Lokomotiven. Die Anlagen änderten sich, so dass die Hersteller heute zwar mehr Gewicht zur Verfügung haben. Das soll aber nicht heissen, dass es damit keine Probleme mehr geben würde.

Bei der Lokomotive ES64F4 stand Siemens vor einem weitaus grösseren Problem. Die Technik, die eingebaut wurde war sehr schwer und so hätte die Lokomotive ein extrem hohes Gewicht erhalten. Man musste, ob man wollte oder nicht, beim Gewicht für den Kasten sparen. Nur so war eine Mehrsystemlokomotive möglich, die über eine Leistung von bis zu 6‘400 kW verfügte. Zum Vergleich, der Konkurrent von Bombardier hatte nur 5‘600 kW Leistung.

Man verwendete für den Bau der Lokomotive Stahl. Wo es ging, wurde dessen Dicke jedoch zur Einsparung von Gewicht, reduziert. Jedoch musste man so auch auf den selbsttragenden Kasten verzichten. Die Lösung für das Problem mit dem Gewicht fand man daher bei der Lokomotivbrücke, die den Untergurt ersetzte. So gelang es, dass die Seitenwände nicht mehr zur Kraftübertragung genutzt werden mussten. Man konnte bei den Wänden viel Gewicht sparen.

Wenn wir zuerst bei der Lokomotivbrücke bleiben, schliessen wir diese mit den beiden Stossbalken ab. Diese wurden nach den üblichen Lösungen aufgebaut und besassen ein Modell, das als Verschleissteil konstruiert wurde. So konnte man diesen stark beanspruchten Teil schnell auswechseln, ohne dass der Kasten der Lokomotive beschädigt worden wäre. Die Lösung kannte man bei Lokomotiven aus Deutschland schon längere Zeit.

Die Kupplungen wurden als Standardkupplung nach UIC ausgeführt und in der Lokomotivbrücke federnd gelagert. Die neuen Kupplungen sind dabei noch etwas stärker, als die Normen vorgeben. Dadurch halten sie den hohen Belastungen im schweren Güterverkehr besser stand. Daher hatte die Lokomotive eine konventionelle aber modern aufgebaute Zugvorrichtung, bestehend aus Zughaken und Schraubenkupplung, erhalten.

Für die Stossvorrichtungen der Lokomotive verwendete man seitliche Puffer. Diese Puffer wurden als Crashpuffer ausgeführt und konnten bei leichten Kollisionen bereits einen Teil der Kräfte aufnehmen.

Zusätzlich half auch die Montagvorrichtung beim Abbau von Kräften, die bei Kollisionen auftreten können. Auch hier waren solche Lösungen mittlerweile zum Standard geworden und der Schutz der Lokomotive wurde gross geschrieben.

Die Puffer erhielten rechteckige Pufferteller. Diese waren in der Anschaffung billiger und wurden hier auch benötigt, denn bei einer Länge von 19‘580 mm war die vierachsige Lokomotive länger, als die meisten Lokomotiven.

Zum Vergleich ist hier die Re 6/6 der schweizerischen Bundesbahnen SBB aufgeführt. Diese Lokomotive mit sechs Achsen ist mit 19‘310 mm vergleichsweise kurz ausgefallen. Damit war die ES64F4 eine ausgesprochen lange Lokomotive.

Unter den Stossbalken wurde auf jeder Seite ein Bahnräumer montiert. Diese Bahnräumer waren zwar in Deutschland nicht sonderlich beliebt, wurden aber in anderen Ländern zum Schutz der Laufwerke benötigt.

Auch in Deutschland, wo man die Bahnräumer vor Jahren entfernte, setzte man zur Erhöhung der Sicherheit auf diese neuartigen Bahnräumer, die so geformt waren, dass sie auch mit Schnee zu recht kamen. 

Begeben wir uns auf die obere Seite der Lokomotivbrücke, kommen wir zu den an den Enden angeschweissten Führerständen.

Diese wurden ähnlich, wie jene der Baureihe 145, respektive Re 484, aufgebaut und besassen auch die etwas nach vorne gebogene und abgerundete Front. Jedoch unterschied sich die Gestaltung der ES64F4 leicht, was der Lokomotive sicherlich optisch nicht schlecht bekommen sollte.

Im oberen Bereich der Front wurden nebeneinander zwei Fenster eingebaut, die mit einem schmalen mittigen Steg verbunden wurden.

Man verwendete hier Sicherheitsglas, das speziell für die Bahnen entwickelt wurde und das die notwendige Festigkeit besass. Dank den kaum gebogenen Scheiben war deren Anschaffung zudem recht günstig, was die Ersatzteilbeschaffung sicherlich vereinfachte.

Zur Reinigung der Frontfenster waren unterhalb Scheibenwischer montiert worden. Für jede Scheibe gab es einen eigenen Wischer, der dank einer speziellen Hebelmechanik so gestaltet wurde, was der Wischergummi immer senkrecht stand und so die Scheibe optimal reinigte.

Um festliegenden Schmutz zu entfernen war zudem eine Scheibenwaschanlage vorhanden. So konnten die Frontscheiben optimal gereinigt werden.

Um die Luftströmung seitlich zu verbessern, war eine breite abgeschrägte Ecksäule vorhanden. Darin wurden jedoch keine Fenster montiert, so dass diese breite Ecke einen grossen toten Winkel erwarten liess. Jedoch war das bei den Lokomotiven, die zu jener Zeit an die DB geliefert wurden grundsätzlich so, so dass man hier einheitliche Richtlinien umsetzte. Die Sicht für das Lokomotivpersonal war daher nicht optimal.

Der Führerstand besass eine überraschend lange Seitenwand. Diese wurde benötigt, damit die Einbauten in diesem Bereich eingebaut werden konnten. Die Wände besassen zudem seitliche Fenster, die geöffnet werden konnten. Damit sich die Senkfenster nicht unbeabsichtigt öffnen konnten, waren sie mit einem Klickverschluss arretiert. Erst wenn dieser gelöst wurde, konnte man das Fenster öffnen.

Nach der Seitenwand wurden die auf beiden Seiten vorhandenen Türen montiert. Es kamen überraschend breite Türen zum Einbau, die als Besonderheit zwei Türfallen aufwiesen. Damit konnten die Türen sowohl vom Boden, als auch von einem Hochperron aus, angenehm geöffnet werden. Seitliche Griffstangen mit den Trittstufen des Aufstieges, ergänzten diese beiden Einstiege, die zugleich den Überlebensraum für den Lokführer markierten. 

Nach dem Führerstand folgte schliesslich noch eine kurze Wand. Danach wurden die beiden identisch aufgebauten Führerstände mit den Seitenwänden des Maschinenraumes verschweisst.

Um Gewicht zu sparen, wurden diese aus dünnem Blech aufgebaut. Zu Steigerung der Festigkeit, verwendet man Sicken, die innen mit Streben verbunden wurden. Querträger stabilisierten die beiden Seitenwände zusätzlich.

Ausser im Bereich der Führerstände gab es bei der Lokomotive keine Fenster. Die Seitenwände waren daher sehr einfach aufgebaut. Die Sicken, kannte man in der Schweiz zum Beispiel schon von den Lokomotiven Re 460, die ebenfalls zur Einsparung von Gewicht so aufgebaut wurden.

Die Ursprünglich als Vorbild für diese Maschine dienende Lokomotive BR 152 hatte diese Sicken jedoch noch nicht erhalten.

Abgedeckt wurde der Maschinenraum mit einem aufgesetzten Dach. Nur im Bereich der Führerstände war das Dach mit der restlichen Struktur des Kastens verschweisst. So war der Zugang zum Maschinenraum über das abnehmbare Dach auch im Unterhalt gewährleistet.

Der so abgedeckte Kasten hielt die in der UIC-Norm 505-1 definierte Umgrenzung ein, so dass die Lokomotive international eingesetzt werden konnte.

Der Kasten stützte sich über die zwischen Kasten und Drehgestell eingebaute Sekundärfederung auf zwei identische Drehgestelle ab. Man verwendete für die Federung eines Drehgestells insgesamt vier Flexicoilfedern. Der Vorteil dieser Federn war die Belastbarkeit auf Torsion, so dass sie die Drehung des Drehgestells zuliessen. Die kurze Schwindungsdauer der Flexicoilfedern wurde mit hydraulischen Dämpfern kompensiert.

Die Drehgestelle wurden durch den an der Lokomotivbrücke angebrachten Drehzapfen, sowohl in Längsrichtung, als auch in Querrichtung, in der Position gehalten. Dazu verwendete man bei der Lokomotive keinen runden, sondern einen rechteckigen Drehzapfen. Die Bewegungen des Drehgestells wurden dabei mit Gummipaketen ausgeglichen. So konnte sich das Drehgestell trotz des rechteckigen Drehzapfens verdrehen.

Der Rahmen für das Drehgestell wurde ebenfalls aus Stahl zusammengeschweisst. Dabei besass der Drehgestellrahmen zwei gekröpfte Längsträger, die mit den drei Querträgern zu einem Drehgestellrahmen zusammengeschweisst wurden. Dabei war der mittlere Querträger massiv ausgeführt worden, da dort der Drehzapfen aufgenommen werden musste. Damit wendete man hier ein Merkmal der Drehgestelle von modernen Reisezug- und Triebwagen an.

Neben den Aufnahmen für die einzelnen Zugsicherungen, die sich je nach Ausrüstung der Lokomotive unterschieden, wurden auch die beiden Fahrmotoren am Drehgestellrahmen befestigt. Ebenso im Drehgestell eingebaut wurden die beiden Triebachsen, die mit dem Getriebekasten und den Achslenkern in der Position gehalten wurden. Damit hatte die Lokomotive insgesamt vier Triebachsen erhalten.

Die Achse wurde mit aussen liegenden Rollenlagern versehen. Diese Rollenlager wurden zweireihig ausgeführt, so dass sie eine optimale Übertragung der Kräfte auf das Achslagergehäuse zuliessen. Die Rollenlager waren geschlossen ausgeführt worden und wurden mit Fett dauernd geschmiert. Sie benötigten kaum Wartung und funktionierten seit Jahren zuverlässig, daher verzichtete man auf den Einbau einer permanenten Lagerkontrolle.

Abgefedert wurde die Achse mit seitlich an den Achslagern angebrachten Schraubenfedern. So hatte jede Achse insgesamt vier Federn erhalten. Da sich die Triebachse gegenüber dem Drehgestellrahmen nicht verdrehen konnte, konnte man hier auf die teuren Flexicoilfedern verzichten und gewöhnliche Schraubenfedern verwenden. Jedoch musste man auch die Schraubenfedern zur Dämpfung mit hydraulischen Dämpfern versehen.

Auf der Achse aufgezogen wurden zwei Monoblocräder. Diese leichten Räder hatten sich mittlerweile beim Lokomotivbau durchgesetzt und bewährten sich sehr gut. Bei der Lokomotive ES64F4 verwendete man Räder mit einem Durchmesser vom 1‘250 mm. Diese konnten im Betrieb bis auf einen Wert von 1‘170 mm abgenutzt werden. Erst dann wurde der ganze Radsatz ausgewechselt und durch einen neuen oder revidierten Radsatz ersetzt.

Obwohl der Radstand im Drehgestell mit 2‘900 mm recht hoch war, verzichtete man auf eine radiale Einstellung der Radsätze. Die Lokomotive war daher in der Lage Radien bis mindestens 80 Meter zu befahren.

Die Verwendung von Querdämpfern zur Stabilisierung des Drehgestells und die eingebaute verstellbare Spurkranzschmierung, sorgten dafür, dass die Lokomotive in der Schweiz die Bedingungen zur Zugreihe R erfüllte.

Wegen dem hohen Gewicht der fertigen Lokomotive wurde in der Schweiz jedoch nicht jede Strecke frei gegeben.

Die Lokomotive durfte daher nach der Zugreihe R verkehren, musste dazu jedoch die Strecken, die für die Zugreihe D zugelassen waren benutzen. Zwar bestand anfänglich diese Beschränkung nicht, sie wurde aber für Lokomotiven mit Baujahr nach 2000 eingeführt. Den Grund werden wir später noch genauer kennen lernen.

Sprach ich bisher von der Lokomotive ES64F4 war das möglich, weil es bei den Lokomotiven bisher keine Unterschiede gab. Das wird sich auch in den weiteren Bereichen der Konstruktion nicht ändern. Jedoch wurde die Lokomotive nach den Vorgaben des Bestellers eingefärbt. Dabei beschränken wir uns nun auf die Lokomotiven der Baureihe Re 474 und somit auf die Lokomotiven von SBB Cargo. Die weiteren Farbgebungen würden den Umfang dieses Artikels sprengen.

Der Kasten der Re 474 wurde in den Farben von SBB Cargo gehalten. Dabei verwendete man den neuen bei den Lokomotiven Re 482 eigeführten Anstrich mit einem Grundton in blau. Nur die Fronten wurden rot. Im Bereich der Frontfenster war ein schwarzes Band vorhanden. Die Grundfarbe wurde mit einem grauen Farbton für die Lokomotivbrücke abgerundet. Auch das Dach wurde zum grossen Teil grau gehalten.

Dieses Farbmuster sollte die Verbundenheit des Unternehmens mit dem Mutterhaus verdeutlichen. Die dort jedoch verwendete weisse Farbe wurde bei der Lokomotive in den Anschriften verwendet. So prangt seitlich der grosse Schriftzug Cargo. Kleiner gehalten wurden die Bahnanschriften, die mit SBB CFF FFS Cargo und dem bekannten Logo verwirklicht wurden. Die Lokomotive hatte damit einen einfachen aber gefälligen Anstrich erhalten.

Die technischen Anschriften, die bei einer modernen Lokomotive für mehrere Systeme umfangreicher waren, wurden im Bereich des Untergurtes angebracht. Dazu verwendete man neben der weissen Farbe auch schwarze Schriften. Die Nummer der Lokomotive wurde überall mit weisser Farbe angebracht. Weitere Farbtupfer gab es bei der Lokomotive jedoch nicht mehr, so dass man den Charakter einer Lokomotive für den Güterverkehr sehr gut traf.

Schliesslich bleiben noch die Drehgestelle und die Bahnräumer. Diese wurden ebenfalls in einem dunkeln Grau gehalten. So waren hier die schnell auftretenden Verschmutzungen kaum zu erkennen. Damit beende ich aber auch gleich die speziellen Punkte der Re 474, denn die nun folgenden Komponenten und Lösungen können wieder auf die meisten Lokomotiven ausgedehnt werden, so dass wir jetzt wieder von der ES64F4 sprechen.

Angetrieben wurde jede Achse mit einem Fahrmotor, der die Kraft über einen einfachen Tatzlagerantrieb auf die Achse übertrug. Dieser schon sehr alte Antrieb, der eine hohe ungefederte Masse aufweist, war lange Zeit nicht sonderlich beliebt und konnte bei den modernen Lokomotiven nur verwendet werden, weil die neuen Fahrmotoren leichter geworden waren. Jedoch waren so nicht alle Möglichkeiten der Lokomotive uneingeschränkt ausnutzbar.

Die Lösung mit der Tatzlagertechnik führte jedoch dazu, dass die Lokomotive nur eine Höchstgeschwindigkeit von 140 km/h erreichte. Bei höheren Geschwindigkeiten bewirkte die hohe ungefederte Masse zu starke Vibrationen.

Diese Vibrationen hätten die Betriebssicherheit der Lokomotive gefährdet, so dass man die Geschwindigkeit bei 140 km/h festlegte. Diese Geschwindigkeit reichte jedoch für den Güterverkehr problemlos aus.

Da der Tatzlagerantrieb keine radiale Einstellung der Radsätze zuliess, hatte die Lokomotive einen etwas schlechteren Kurvenlauf. Das führte dazu, dass die Höchstgeschwindigkeit nicht mehr für Reisezüge ausreichte.

Zudem gab es in der Schweiz später eine Beschränkung auf Strecken mit Zugreihe D. Die älteren und kaum leichteren Lokomotiven Re 460 konnten dank modernen Drehgestellen alle Strecken weiterhin ohne Einschränkungen befahren.

Jedoch erlaubte der Tatzlagerantrieb eine einfachere Übertragung des Drehmoments auf die Achse. So wurde das im Fahrmotor erzeugte Drehmoment über das Getriebe auf die Triebachse und somit auf die beiden Räder übertragen. Ein Ausgleich der Federung war daher nicht mehr nötig, was die Konstruktion wesentlich vereinfachte. Jedoch musste der Fahrmotor so in die ungefederte Masse eingerechnet werden.

Das auf die Achse übertragene Drehmoment vom Fahrmotor, wurde in der Lauffläche mit Hilfe der Haftreibung und den Schienen in Zugkraft umgewandelt. Zur Verbesserung der Adhäsion und somit der Kraftübertragung war eine Sandstreueinrichtung vorhanden, die jeweils auf die vorlaufende Achse eines Drehgestells wirkte. Damit wurde eine optimale Umsetzung des Drehmoments erreicht.

Die nun vorhandene Zugkraft wurde über die Achslenker, die an den Achslagergehäusen montiert wurden, auf den Rahmen des Drehgestells übertragen. Dort vereinigten sich die Zugkräfte der beiden Achsen und wurden dem Drehzapfen zugeführt. Schliesslich gelangte die Zugkraft über den Drehzapfen auf die Lokomotivbrücke und somit auf die Zugvorrichtungen an den Enden des Fahrzeuges. Die Lokomotive konnte somit Zugkraft ausüben.

Dank den gekröpften Längsträgern konnte man bei der Lokomotive einen tiefen Angriffspunkt für die Zugkraft erreichen. Damit konnte dem Kippeffekt des Drehgestells begegnet werden. Die Ausnutzung der Zugkraft war daher trotz dem Verzicht auf Druck-/Zugstangen, wie sie andere Hersteller verwendeten, optimal ausgefallen. Dies obwohl die Kraft höher übertragen wurde. Siemens zeigte daher, dass nicht unbedingt ein extrem tiefer Angriffspunkt der Zugkraft benötigt wurde.

Abgebremst wurde jede Achse mit auf den jeweiligen Radscheiben montierten Scheibenbremsen. Bei Lokomotiven fehlte der Platz für Wellenbremsscheiben, so dass man hier auf die Radbremsscheiben setzte. Damit war es nun auch möglich bei Lokomotiven Scheibenbremsen zu verwenden und auf die veraltete Klotzbremse zu verzichten. Damit erhielt die Lokomotive einen ruhigen Lauf, da die Laufflächen nicht mehr aufgeraut wurden.

Scheibenbremsen hatten sich bei hochwertigen Fahrzeugen durchgesetzt, da es sich bei diesen Bremsen um sehr leistungsfähige und beständige Bremsen handelte. Gerade bei Lokomotive mit einem hohen Gewicht und einer hohen Geschwindigkeit, war das ein Vorteil, der nicht vernachlässigt werden durfte. So war klar, dass man bei der Lokomotive nur eine Radscheibenbremse verwenden konnte. Auf den früher noch vorhandenen Putzklotz verzichtete man hingegen.

Für jede Bremsscheibe und somit für jedes Rad war ein eigener Bremszylinder vorgesehen. Daher war bei der Lokomotive kein durchgehendes Bremsgestänge mehr vorhanden. Die so konstruierte Bremse war leicht und besass wenige Bauteile, die einen Ausfall grösser Komponenten verursachen konnten. Der Bremszylinder drückte dabei mit der Bremszange von beiden Seiten die Bremssohlen auf die Bremsscheibe und erhöhte so die Reibung.

Die Hälfte der Bremszylinder wurde als Federspeicher ausgelegt. Die Federspeicher wurden so verteilt, dass sie jeweils ein Rad einer Achse abbremsen konnten. Diese Federspeicherbremse diente daher als Feststellbremse der Lokomotive. Damit konnte ein Bremsgewicht von bis zu 46 Tonnen erzeugt werden. Wegen den speziellen Vorschriften, durften in der Schweiz davon jedoch nur 18 Tonnen angerechnet werden.

Im Betrieb wurden die Bremszylinder mit Druckluft bewegt. Dabei hatte die Lokomotive zwei unterschiedliche Bremssysteme erhalten. Dabei war die direkt wirkende EP-Bremse vorhanden. Diese wirkte sowohl auf die Lokomotive, als auch auf die Lokomotiven, die an der Vielfachsteuerung angeschlossen wurden. Diese direkten Bremsen wurden landläufig auch als Rangierbremsen bezeichnet und erlaubten ein unabhängiges Bremsen der Lokomotive.

Die hauptsächliche Bremse war jedoch die von Knorr Bremsen gelieferte indirekt wirkende automatische Bremse.

Der Druckabfall in einer Hauptleitung bewirkte, dass die Bremszylinder angezogen wurden. Dazu wurde ein Steuerventil benötigt.

Das Steuerventil der ES64F4 war mehrlösig und konnte die gängigen Bremsstellungen P und G mit einer Hochdruckbremse in Form der R-Bremse herstellen.

Damit hatte die Lokomotive eine moderne Hochleistungsbremse erhalten.

Die für die Bremsen und für andere Verbraucher benötigte Druckluft, wurde in einer eingebauten Luftaufbereitungsanlage hergestellt.

Diese Anlage lieferte, wie die Bremsen, die Firma Knorr. Die kompakte Baugruppe besass einen Kompressor vom Typ SL20-5-65, der für die Erzeugung der Druckluft nötig war. Dieser Kompressor hatte einen Enddruck von 10 bar, was den üblichen Normen entsprach. Die Luft wurde anschliessend im Lufttrockner getrocknet.

Die so hergestellte Druckluft wurde schliesslich den Hauptluftbehälter aus Stahl zugeführt. Dort lagerte die Druckluft und konnte von den Verbrauchern bezogen werden. Daher war den Hauptluftbehältern eine Apparateleitung angeschlossen worden. Diese Apparateleitung wurde zudem zu den Stossbalken geführt und stand dort als Speiseleitung zur Verfügung. Die Speiseleitung wurde bei der Lokomotive jedoch als HBL bezeichnet und auch so beschriftet.