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Kapitelstruktur |
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| Einleitung | Rahmenlaufwerk | ||||||||||
| Das Drehgestell | Laufdrehgestell | ||||||||||
| Triebdrehgestell | Kombinierte Drehgestelle | ||||||||||
| Einzelachsdrehgestell | Zubehör zum Drehgestell | ||||||||||
| Die Federung | Stahlfederung | ||||||||||
| Gummifederung | Luftfederung | ||||||||||
| Das Lager | Schlussworte | ||||||||||
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Bevor wir beginnen, müssen wir uns einmal Gedanken machen, was denn mit einem Laufwerk gemeint ist. Sie kennen diese Laufwerke, denn Ihr Computer hat solche. Ein DVD-Laufwerk und ein Festplatten-Laufwerk gibt es da, nur, was hat das mit unseren Laufwerken zu tun? Im Grunde ausser dem Namen eigentlich nichts. Unser Laufwerk kommt schliesslich aus dem Bereich der Eisenbahn. Damit kommen wir noch nicht an unser Ziel. Wir müssen einen anderen Weg finden. Das Laufwerk wird gelegentlich auch Fahrwerk genannt. Aha, jetzt kommen wir der Sache vermutlich schon ein kräftiges Stück näher. Ein Fahrwerk ist eher einem Fahrzeug zuzuordnen. Es fährt ja schliesslich und geht nicht zu Fuss wie Sie ab und zu, wenn der Wagen gerade in der Werkstatt ist. Wieso ist er in der Werkstatt? Ach so, Sie haben Probleme mit dem Fahrwerk. Wie war das nun, so schnell sind wir von der Eisenbahn zur Strasse gekommen. Genau, das Fahrwerk gibt es auch beim Auto. Man bezeichnet mit diesem Begriff alles, was das Fahrzeug benötigt um fahren zu können. Darunter gehören die Räder, die Federn, und die Fixierung derselben am Fahrzeug. Ähnlich ist das natürlich auch beim Laufwerk, denn schliesslich bedeutet ja beides das gleiche. Soweit soll uns der kleine Einblick ins Laufwerk reichen. Der Titel sagt es deutlich, die Beine, die Sie jetzt benötigen um zur Arbeit zu kommen, sind Ihr Laufwerk. Dieses benötigen Sie, weil der Wagen mit Problemen am Fahrwerk in der Werkstatt steht. Bei der Eisenbahn wird gerne gelaufen. So spricht der Eisenbahner vom Laufwerk, von einem ruhig Lauf, oder aber er beschreibt Laufeigenschaften. Nicht zu vergessen, den Zuglauf gibt es auch noch. Für uns soll das einfach bedeuten, dass es fährt. Bevor wir uns aber nun genauer mit den Laufwerken befassen, müssen wir uns bewusst werden, dass nicht alles gleich aufgebaut wurde. Die Lokomotive der ersten Stunde sieht nicht mehr gleich aus, wie die topmoderne Hochleistungslokomotive der benachbarten Bahngesellschaft. Damit man in diesem Chaos eine gewisse Übersicht bewahren konnte, musste man sich einige Gedanken darüber machen. Die Lösung fand man in einer speziellen Bezeichnung. Mit dieser sollten die Fahrzeuge und vor allem der Aufbau des Laufwerks beschrieben werden. Es spielte dabei keine Rolle, auf was für eine Lösung der Erbauer gekommen ist. Wie Sie sich denken können, hatten da nicht alle die gleiche Idee, so dass es unterschiedliche Angaben gab. Diese wollen wir nun betrachten. Was auch schnell klar sein wird, dass die Sache nicht von Dauer war und schnell nicht mehr aktuell war. Man spricht in diesem Zusammenhang von Achsfolge oder Achsanordnung. Genau, Sie haben das richtig erkannt, man schaut sich dabei einfach die Räder an und erkennt so, welche Achsfolge das Fahrzeug hat. Damit nicht genug, jeder, dem Sie dann diese Achsfolge mitteilen, kommt zu dem gleichen Ergebnis. Aber, einig geworden sind sich die Leute nicht, so dass es jetzt eine Angabe nach Whyte, nach Europäischer Norm oder nach Amerikanischem Namensschema vergeben werden. Am besten sehen wir uns eine Tabelle an. Doch, bevor es so weit ist, muss ich etwas erklären. Die optisch zu sehenden Achsen werden zur Orientierung angezeigt. Ein grosses Symbol steht für eine Triebachse. Bei einem kleinen Symbol ist eine Laufachse gemeint. Die Lokomotive fährt auf unserem Papier nach Links, das heisst, die Achse links ist die erste Achse. Doch nun zur Tabelle:
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| Optisch | Whyte | Europäisch | Schweiz | Amerikanisch | |||||||
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Oo |
0-2-2 | A1 | 1/2 | ||||||||
| oO | 2-2-0 | 1A | 1/2 | Planet | |||||||
| oOo | 2-2-2 | 1A1 | 1/3 | Patentee | |||||||
| ooO | 4-2-0 | 2’A | 1/3 | Norris | |||||||
| oooO | 6-2-0 | 3A | 1/4 | Crampton | |||||||
| OO | 0-4-0 | B | 2/2 | Four-Wheel-Switcher | |||||||
| oOO | 2-4-0 | 1’B | 2/3 | Hanscom | |||||||
| oOOo | 2-4-2 | 1’B’1 | 2/4 | Columbia | |||||||
| ooOO | 4-4-0 | 2’B | 2/4 | American | |||||||
| ooOOo | 4-4-2 | 2’B’1 | 2/5 | Atlantic | |||||||
| ooOOoo | 4-4-4 | 2’B’2 | 2/6 | Jubilee | |||||||
| OOO | 0-6-0 | C | 3/3 | Six-Wheel-Switscher | |||||||
| oOOO | 2-6-0 | 1’C | 3/4 | Mogul | |||||||
| ooOOO | 4-6-0 | 2’C | 3/5 | Ten-Wheeler | |||||||
| oOOOo | 2-6-2 | 1’C’1 | 3/5 | Prairie | |||||||
| ooOOOo | 4-6-2 | 2’C’1 | 3/6 | Pacific | |||||||
| oOOOoo | 2-6-4 | 1’C’2 | 3/6 | Adriatic | |||||||
| ooOOOoo | 4-6-4 | 2’C’2 | 3/7 | Hudson, Baltic | |||||||
| OOOO | 0-8-0 | D | 4/4 | Eight-Wheel-Switcher | |||||||
| oOOOO | 2-8-0 | 1’D | 4/5 | Consolidation | |||||||
| oOOOOo | 2-8-2 | 1’D’1 | 4/6 | Mikado, Mac Arthur | |||||||
| oOOOOoo | 2-8-4 | 1’D’2 | 4/7 | Berkshire | |||||||
| ooOOOO | 4-8-0 | 2’D | 4/6 | Twelve Wheeler | |||||||
| ooOOOOo | 4-8-2 | 2’D’1 | 4/7 | Mountain | |||||||
| ooOOOOoo | 4-8-4 | 2’D’2 | 4/8 | Northern | |||||||
| OOOOO | 0-10-0 | E | 5/5 | Ten-Wheel Switcher | |||||||
| OOOOOo | 0-10-2 | E1’ | 5/6 | Union | |||||||
| oOOOOO | 2-10-0 | 1’E | 5/6 | Decapod | |||||||
| ooOOOOO | 4-10-0 | 2’E | 5/7 | Mastodon | |||||||
| oOOOOOo | 2-10-2 | 1’E1’ | 5/7 | Santa Fe | |||||||
| oOOOOOoo | 2-10-4 | 1’E2’ | 5/8 | Texas | |||||||
| ooOOOOOo | 4-10-2 | 2’E1’ | 5/8 | Southern Pacific | |||||||
| oOOOOOO | 2-12-0 | 1’F | 6/7 | Centipede | |||||||
| oOOOOOOo | 2-12-2 | 1’F1’ | 6/8 | Javanic | |||||||
| ooOOOOOOo | 4-12-2 | 2’F1’ | 6/9 | Union Pacific | |||||||
| OOO OOO | 0-6-6-0 | C’C | 2x 3/3 | Erie | |||||||
| oOOO OOO | 2-6-6-0 | (1’C)C | 3/4+3/3 | ||||||||
| oOOO OOOo | 2-6-6-2 | (1’C)C1’ | 2x 3/4 | Mallet Mogul | |||||||
| oOOO OOOoo | 2-6-6-4 | (1’C)C2’ | 3/4+3/5 | ||||||||
| ooOOO OOOoo | 4-6-6-4 | (2’C)C2’ | 2x 3/5 | Challenger | |||||||
| oOOO OOOooo | 2-6-6-6 | (1’C)C3’ | 3/4+3/6 | Allegheny | |||||||
| OOOO OOOO | 0-8-8-0 | D’D | 2x 4/4 | ||||||||
| oOOOO OOOOo | 2-8-8-2 | (1’D)D1’ | 2x 4/5 | Chesapeake | |||||||
| oOOOO OOOOoo | 2-8-8-4 | (1’D)D2’ | 4/5+4/6 | Yellowstone | |||||||
| ooOOOO OOOOoo | 4-8-8-4 | (2’D)D2’ | 2x 4/6 | Big Boy | |||||||
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Das war eine riesige Tabelle. Dabei wurden nur die Achsfolgen der Dampflokomotiven aufgelistet. Kämen dann noch die elektrischen Verwandten hinzu, würde es eine noch längere Liste geben, deshalb verzichte ich auf diese Tabelle. Wie, Sie wollen sich auch diese ansehen. Bitte, aber dann nur mit Lokomotiven, die in dieser Webseite erwähnt werden. Denn sonst würde es zu viel werden.
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| Optisch | Nach Whyte | Europäisch | Schweiz | ||||||||
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o |
1’E1’ | Be 5/7 | |||||||||
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o |
(1’C)(C1’) | Ce 6/8 II | |||||||||
| oOOoOOo oOOoOOo | (1A) A1A (A1) + (1A) A1A (A1) | Ae 8/14 | |||||||||
| OOO OOO | Co’Co’ | Ae 6/6 | |||||||||
| OO OO OO | Bo'Bo'Bo' | Re 6/6 | |||||||||
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Sie sehen, einige Angaben wurden bei den elektrischen Lokomotiven nicht mehr verwendet. Geblieben ist hier nur noch die Europäische Bezeichnung. Diese ausgewählten Lokomotiven sollten nur einen Überblick schaffen. Vollständig ist sie sicherlich noch lange nicht. Neu hinzugekommen ist bei der europäischen Schreibweise der Buchstabe o für den Einzelachsantrieb. Doch das ist ein anderes Kapitel in der Geschichte der Eisenbahn.
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| Dampflokomotive | Elektrolokomotive | Diesellokomotive | |||||||||
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Sie kamen von den Dampflokomotiven und hatten sich auch bei den modernen Lokomotiven noch lange halten können. Die Sprache ist von den Rahmen. Diese Bauweise, die zum Beispiel auch heute noch bei LKW angewendet wird, hat im modernen Verkehr sonst nichts mehr verloren, denn selbst Ihr Auto hat vermutlich keinen Rahmen mehr. Doch? Dann haben Sie aber einen ganz besonderen Wagen, der vermutlich auch nicht billig in der Anschaffung war. Diese Bauweise wurde von den Kutschen und Fuhrwerken übernommen. Dort war diese Bauweise normal. In der Kutschenwerkstatt wurde ein eiserner Rahmen geschmiedet. Auf dem wurde dann die eigentliche Kutsche aufgebaut. Dass das gut genug für die erste Eisenbahn war, leuchtet ein. Deshalb baute man bei der Eisenbahn alle Fahrzeuge mit solchen Rahmen. Mit allen meine ich alle, so auch die Lokomotiven und Wagen. Baute man den Rahmen in einer Lokomotive ein, wurde er zum Lokomotivrahmen. Beim Wagen blieb es einfach ein Rahmen. Dieser Rahmen verlieh der Lokomotiven eine gute Stabilität. Zudem konnten die weiteren Aufbauten leichter gestaltet werden, da man dort keine tragenden Kräfte mehr zu befürchten hatte. Bei den Dampflokomotiven gab es wegen dem Antrieb keine Alternativen dazu. Genug Gründe, sich die Rahmen etwas genauer anzusehen. Der Rahmen wurde aus Stahlblechen gefertigt. Diese waren je nach Gewicht der Lokomotive dicker oder dünner. Ergänzt wurden diese Stahlbleche in den meisten Fällen durch quer eingebaute Stahlguss-Teile. Verbunden wurden diese Einzelteile mit Nieten. Die Schweisstechnik kannte man noch nicht. Deshalb mussten diese Rahmen in Handarbeit genietet werden. Daraus entstand dann das kräftigste Bauteil der ganzen Lokomotive. Im Rahmen waren die Achsen montiert worden. Aufgebaut wurde dann der restliche Aufbau. Bei einer Dampflokomotive der Kessel und das Führerhaus. Die elektrische Lokomotive begnügte sich mit einem einfachen Kasten. Dass diese Bauweise auch bei Dampflokomotiven verwendet wurde, zeigt das folgende Bild.
Die Einfachheit der Rahmenbauweise hatte aber auch Nachteile. Da sich die Achsen in einem starren Rahmen nur seitlich verstellen konnten, wurden mit zunehmender Länge der Rahmen die auf das Gleis wirkenden Kräfte grösser. Diesem Problem versuchten die Konstrukteure mit allen Mitteln entgegen zu wirken. Jedoch war es nur möglich, die Achsen seitlich verschiebbar zu gestalten. Schliesslich erreichte man bereits bei den Dampflokomotiven nach 1900 vier bis fünf Triebachsen. Das musste zudem noch durch die engen Kurven am Gotthard passen. Ein Widerspruch in sich. Trotzdem hatte man keine andere Wahl, es sei den man Griff in die Trickkiste und baute spezielle Rahmen für einzelne Achsen. Die Drehgestelle waren geboren.
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| Dampflokomotive | Elektrolokomotive | Diesellokomotive | |||||||||
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Drehgestelle sind bewegliche Rahmen, die in einem Hauptrahmen befestigt werden. Mit der modernen Eisenbahn kamen Drehgestelle zur ausschliesslichen Anwendung. Bis es aber so weit war, mussten die Konstrukteure viele Schritte wagen. Einige davon verliefen im Sand. Die meisten konnten aber eine zeitlang mithalten und verschwanden später wieder von der Bildfläche. Wichtigstes Bauteil eines Drehgestells ist der Drehgestellrahmen. Er könnte auch einfach als Hilfsrahmen bezeichnet werden. In diesem Rahmen sind wie bei der Rahmenbauweise die Achsen gelagert. Da sie aber gegenüber dem Hauptfahrzeug drehbar sind, spricht man von einem Drehgestellrahmen. Sie werden noch überrascht sein, wie nahe sich der Hauptrahmen und der Drehgestellrahmen sein können.
Auch sonst sind Drehgestelle im Strassenverkehr zu finden. Besonders der Schwerverkehr ist hier immer wieder zu finden. Doch, die Drehgestelle kommen dort nur bei den ganz grossen und schweren Gespannen zur Anwendung. Besonders in Australien sind da die Road Trains bekannt. Die zweiachsigen Laufgestelle unter den Aufliegern, sind Drehgestelle. Wenn auch keine angetriebenen. Nun, die Strasse beweisst eigentlich ganz gut den Sinn eines Drehgestells. Die Aufgabe des Drehgestells ist einen Teil der Achsen gegenüber dem Hauptfahrzeug drehbar zu gestalten. Kurvenfahrten mit Anhängefahrzeugen, wie Kutschen, Anhänger oder ähnlichem werden erst mit dem Drehgestell möglich. Bei der Eisenbahn werden diese Drehgestelle jedoch viel umfangreicher verwendet. Der Vorteil von Drehgestellen ist ganz klar die Verkürzung des festen Radstandes. Dieser wird bei mit Drehgestellen ausgerüsteten Fahrzeugen auf mehr als die Hälfte der ursprünglichen Länge gekürzt. Diese Tatsache sorgte dafür, dass die Drehgestelle bei der Eisenbahn den grossen Durchbruch schafften. In gewissen Ländern kommen nur noch Fahrzeuge mit Drehgestellen zur Anwendung. Ein Nachteil bieten die Drehgestelle jedoch auch. Gerade durch die kurze Bauweise und die drehbare Montage sind sie sehr anfällig auf schlingernde Bewegungen. Diese Bewegungen entstehen auf der Fahrt und werden durch die Räder hervorgerufen. Bei einem langen Fahrzeug verhindert die Massenträgheit ein aufschaukeln dieser Bewegung. Diese Trägheit fehlt beim leichteren Drehgestell, so dass es zu schaukeln beginnt. Um diesem Effekt entgegen zu wirken, musste man entsprechende Massnahmen ergreifen. Bei einfachen Drehgestellen im Wagen begnügte man sich mit der Montage von einfachen Dämpfern. Diese verhindern, dass sich die Schwingungen ungehindert ausbreiten können. Je höher die Geschwindigkeit wird, desto wichtiger werden diese Dämpfer. Die Namen dieser Dämpfer zeigen auch den vorgesehen Wirkbereich an. So wird beim Querdämpfer verhindert, dass sich das Drehgestell zu frei um die eigene Achse bewegen kann. Die Schlingerdämpfer beseitigen das grösste Problem der Drehgestelle. Bevor wir uns die Drehgestelle genauer betrachten, müssen wir vier grundlegende Arten davon unterscheiden. Diese unterteilen sich wiederum in verschiedene Bauformen und Konstruktionen. Um sich hier einen umfassenden Überblick zu verschaffen, braucht es sehr viel Zeit. Trotzdem möchte ich vier unterschiedliche Drehgestelle ansehen. Zuerst ist da das normale Laufdrehgestell.
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Sie sind die einfachste Form der Drehgestelle und kommen bei der Eisenbahn am häufigsten vor. Wie, Sie glauben mir nicht? Den Beweis kann ich ohne Probleme führen, denn sehr viele Güterwagen und nahezu sämtliche Reisezugwagen besitzen solche Laufdrehgestelle. Wie? Ach so, Sie meinten nur bei Lokomotiven. Dann sieht es anders aus. Nur, zwischen dem Drehgestell der Wagen und den Laufdrehgestellen gibt es keine grossen Unterschiede.
Jedoch kennt man noch den Begriff des Laufgestells. Eigentlich ist das nichts anderes, denn ein Laufgestell ist ebenfalls in einem eigenen Rahmen montiert und nicht fest am Kasten des Fahrzeugs. Es ist deshalb nur eine sprachliche Unterscheidung. In den meisten Fällen ist aber ein Laufgestell auch ein Drehgestell, das man nur verkürzt ausdrückt. Das Laufdrehgestell besitzt keine Triebachsen, es ist deshalb nur ein Drehgestell, das zu Abstützung irgendeines Gewichtes bestimmt ist. Die besten Beispiele dazu sind die Drehgestelle der Wagen. Diese sind nur das Standbein des Fahrzeugs und lassen sich brav mitziehen. Eine Traktionsleistung führen sie nicht aus. Es sind somit klassische Laufdrehgestelle. Den Begriff verwendet man jedoch nur bei Lokomotiven, wo man damit eine Unterscheidung machen will. Bei den Lokomotiven in der Schweiz kam hier eigentlich nur eine Bauart zur Anwendung. Die mangelnde Vielfalt ist der frühen Elektrifikation und der wenigen berücksichtigten Hersteller zu verdanken. Die meisten Lokomotiven der Schweiz stammen schliesslich im mechanischen Bereich aus Winterthur. Daher ist mit keiner grossen Vielfalt zu rechnen. Zudem wurden kaum elektrische Lokomotiven gebaut, die ein Laufdrehgestell hatten. Bei den Lokomotiven in der Schweiz gab es fast nur die vom Amerikaner Bissel entwickelten Drehgestelle. Diese Drehgestelle leiteten sich von denen der Wagen ab und dienten der Abstützung eines Teils des Lokomotivgewichtes. Im Grunde waren es ganz normale Drehgestelle mit einem innen liegenden Rahmen. Solche wurden auch bei Wagen verwendet. Jedoch bekamen sie nur bei den Lokomotiven eine spezielle Bezeichnung. So gelten Bisseldrehgestelle allgemein als die üblichen Drehgestelle ohne Antrieb, die bei Lokomotiven verwendet wurden. Ihre Abfederung war auf die Lokomotiven abgestimmt und zur Zentrierung und Positionierung diente ein im Rahmen eingelassener Drehzapfen. Es handelte sich deshalb um einfache aber zweckmässige Drehgestelle, die ohne Dämpfer arbeiteten und bei mancher Lok zu einem ruhigeren Fahrverhalten beitrugen. Der Drehzapfen war nicht nur beim Bisseldrehgestell von grosser Bedeutung. Alle Drehgestelle hatten früher solche im Zentrum des Drehgestells montierte Drehzapfen. Im Fahrzeug selber waren diese Zapfen in speziellen Aufnahmen gelagert und boten so eine gute Stabilität. Dabei war aber trotzdem gesichert, dass sich die Drehgestelle den Gleisunebenheiten jederzeit ohne grosse Probleme anpassen konnten. Der Drehzapfen besorgte deshalb nur den fixen Drehpunkt eines Drehgestells. Er gehört immer noch zu den besten Befestigungen eines Laufdrehgestells. In den meisten Fällen wird aber der Drehzapfen am Kasten montiert und greift in das Drehgestell. Der Grund liegt im benötigten Platz. Würde man es umgekehrt aufbauen, müssen der Boden der Wagen um den Drehzapfen erhöht gestaltet werden. Dass das niemand will ist offensichtlich. Zu den Drehgestellen mit virtuellem Drehpunkt gehört das vom Engländer William Bridges Adams entwickelte Drehgestell. Statt das Drehgestell mit einem Drehzapfen zu fixieren, wurde das von Adams entwickelte Gestell in einer gebogenen Gleitbahn geführt. Es war somit kein Drehzapfen mehr vorhanden. Dadurch gelangten die Drehgestelle nach Adams einen guten Ruf, weil sie wenig Einbauraum benötigten. Berühmter wurde Adams jedoch mit seiner Laufachse, die weiter unten noch genauer betrachtet wird. Das von Adams entwickelte Drehgestell hatte gegenüber dem Drehgestell von Bissel Vorteile. Durch seine Bauweise, folgte es einer vordefinierten Kurve. Diese Führung erlaubte eine kurze Bauweise und sogar ein an die Kurve angepasste Stellung im Gleis. Der Nachteil lag gegenüber, dem von Bissel entwickelten Laufdrehgestell, bei einem höheren Arbeitsaufwand und damit den höheren Kosten.
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Im Grunde ist ein Triebdrehgestell eigentlich nur ein Laufdrehgestell mit einem eingebauten Antrieb. Das heisst, es hat sämtliche Merkmale eines der vorher beschriebenen Drehgestelle. Der eingebaute Antrieb machte aber bei den Triebdrehgestellen einige Anpassungen notwendig, denn durch die Übertragung der Zugkräfte waren sie speziellen Belastungen ausgesetzt. Besonders ein gutes Adhäsionsverhalten war gefragt. Damit wurde durch den Betreiber einen Wert vorgegeben, der einzuhalten war. Gerade Lokomotiven mit angetriebenen Drehgestellen liefen oft Gefahr, dass durch die auftreten Kräfte, das Drehgestell entlastet wurde und so ein schlechtes Adhäsionsverhalten entstand. Dieses Problem konnte man lange Jahre nicht vollends in den Griff bekommen. Dabei beschreibt die Adhäsion die Haftreibung. Das ist jener Wert, der dafür sorgt, dass die Lokomotive überhaupt Zugkraft übertragen kann. Befindet sich die Adhäsion bei null, kann keine Kraft übertragen werden. Das heisst, will man Zugkraft ausüben, beginnt das Rad unverzüglich leer zu drehen. Bei der Bedienung der Bremsen blockiert es. Deshalb werden möglichst hohe Adhäsionswerte gefordert. Das haben Sie vermutlich schon mit Ihrem Wagen erlebt. Im Winter wenn Schnee und Eis auf der Strasse liegen, drehen die Räder schneller durch als im Sommer. Durch die veränderte Oberfläche der Strasse verliert der Reifen den notwendigen halt schon viel eher. Das Fahrzeug gerät ins schleudern. Damit man in etwa berechnen konnte, welche Zugkraft übertragen werden kann, wurde das Adhäsionsgewicht bestimmt. Dieses Gewicht gibt an, welcher Teil des Fahrzeugs auf die Triebachsen drückt. Dies war nicht bei allen Achsen identisch, denn man konnte die schweren Bauteile nicht überall montieren. Es kann aber gesagt werden, dass Triebachsen weit höhere Achslasten erheilten, als die Laufdrehgestelle. Dadurch war es mit Hilfe der Werte für die Adhäsion möglich die maximale Zugkraft zu berechnen. Besonders bei Lokomotiven mit Laufdrehgestellen war dieser Wert wichtig, da ein Teil des Gewichts auf dem nicht angetriebenen Drehgestell lastete. Bei Lokomotiven nur mit Triebdrehgestellen neigt die am schwächsten belastete Achse als erste durchzudrehen. Ab Adhäsionsgewicht änderte das jedoch nichts, denn das Gewicht der ganzen Lok war auf den Triebachsen abgestützt. Die ersten Triebdrehgestelle wurden vom Schweizer Anatole Mallet entworfen und bei Lokomotiven eingebaut. Bei der Bauweise nach Mallet wird ein Teil der Triebachsen in einem eigenen Rahmen gelagert und dieser drehbar am Hauptrahmen montiert. Die Zylinder der Dampfmaschine arbeiteten meistens im Verbund. Die restlichen Triebachsen waren hingegen im Rahmen gelagert und somit konventioneller Bauart. In den meisten Fällen teilten sich die Achsen gleichmässig auf. Die Bauweise nach Mallet hatte mit diversen Problemen zu kämpfen. Durch die Konstruktion waren die vorderen im Drehgestell gelagerten Triebachsen anfällig auf Schleudern. Dieser Effekt trat besonders bei steileren Bergfahrten auf, wo sich das Gewicht bei Dampflokomotiven nach hinten gegen die Feuerbüchse verlagerte. Zudem gab es immer wieder Probleme mit den Leitungen, die für das Drehgestell flexibel gestaltet werden mussten. Nachdem Mallet im Ausland die ersten Erfolge verbuchen konnte, kamen auch in der Schweiz Lokomotiven nach Mallet in Betrieb. Diese Insgesamt 49 Lokomotiven kamen bei verschiedensten Bahnen in Verkehr. Diese werden in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt werden. Das dabei die erste abgelieferte Maschine gleich die grösste sein sollte, war nur Aufgrund der Bahngesellschaften so und darf keineswegs zum Verdacht eines grösseren Problems der Bauart abgeleitet werden.
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| Gesellschaft | Baujahr | Baureihe | Anzahl | Bemerkungen | |||||||
| GB | 1890 | Ed 2x 3/3 | 1 | Zu klein geratener Kessel | |||||||
| SCB | 1891 | Ed 2x 2/2 | 16 | 1 Maschine erhalten | |||||||
| LD - RhB | 1891 | G 2x 2/2 | 2 | Umbau zu G 2/3 + 2/2 | |||||||
| SC – CJ | 1892 | G 2x 2/2 | 4 | ||||||||
| YSteC | 1892 | G 2x 2/2 | 3 | ||||||||
| RhB | 1896 | G 2/2 + 2/3 | 4 | ||||||||
| SCB | 1897 | D 2x 2/2 | 12 | ||||||||
| RhB | 1902 | G 2/3 + 2/2 | 6 | Ab 1922 YSteC | |||||||
| YSteC | 1917 | G 2x 3/3 | 1 | ||||||||
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Wie Sie feststellen können, hat die Lok bei Gebirgsbahnen mit engen Radien und grossen Steigungen Einzug gehalten. Ausser der SCB Ed 2x 2/2 hat es von diesen Maschinen keine bis in die jetzige Zeit geschafft. Die Lokomotiven verschwanden überraschend schnell von der Bildfläche. Namentlich war die schnelle Elektrifizierung der jeweiligen Strecken dafür hauptverantwortlich. Das heisst aber nicht, dass die Technik nicht funktioniert hätte, denn die grössten und schwersten amerikanischen Dampflokomotiven wurden nach der Mallet-Bauweise erstellt und leisteten dort ausgezeichnete Arbeit. Die Maschinen kennen vermutlich die meisten von Ihnen. Wem sind Bezeichnung wie Challenger oder Big Boy nicht geläufig? Eine andere Form der Drehgestelle bei Dampflokomotiven waren die von Herbert William Garatt entwickelten Lokomotiven. Der Engländer baute diese Lokomotiven hauptsächlich in Afrika. Der Vorteil der Garatt-Maschinen waren die grossen Wasserkästen. Daher konnte die Lokomotive in trocknen Regionen lange Distanzen zurücklegen. Bei der Garatt-Bauweise wurden sämtliche Triebachsen in Drehgestellen montiert. Der Kessel wurde hingegen auf einer Lokomotivbrücke zwischen den beiden Drehgestellen angeordnet. Auch diese Lokomotiven waren sehr gelenkig. Zur Beschwerung der Drehgestelle dienten die übergrossen Wasserbehälter und Kohlenkasten. Lokomotiven nach dem Stil von Garatt gab es bis in die Neuzeit in der Schweiz nicht. Die einzige Maschine dieser Bauart stammt aber aus Afrika. Die ersten Lokomotiven der SBB hatten ebenfalls Triebdrehgestelle erhalten. Diese schienen bei elektrischen Lokomotiven besser zu funktionieren. Hier sprach man aber nicht mehr von einer bestimmten Bauweise. Die elektrischen Lokomotiven waren einfach auf Drehgestelle gestellt worden. Daran änderte sich auch bis in jene Zeit nichts, als die Drehgestelle mit Antrieb zur standardisierten Ausrüstung einer Lokomotive wurden. Vielleicht haben Sie sich gefragt, warum ich von Triebdrehgestellen spreche und trotzdem Lokomotiven mit einzelnen Laufachsen aufliste. Klar, wären es kombinierte Drehgestelle gewesen, nur die Achsen waren meisten beweglich im Drehgestell gelagert und besassen deshalb wieder ein neues Gelenk. Deshalb bekommen diese Achsen ein eigenes Kapitel. Die kombinierten Drehgestelle behandle ich jetzt.
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Kombinierte Drehgestelle sind Drehgestelle, die neben einer angetriebenen Achse auch eine Laufachse besitzen. Sie wurden in einem gemeinsamen Rahmen montiert. Es handelt sich jetzt jedoch nicht um die Lokomotiven mit Drehgestell und Laufachse. Bei den kombinierten Drehgestellen sind die Laufachse und die Triebachse in ein und demselben Rahmen gelagert worden. Am besten verwende ich hier ein Beispiel. Wir bauen einen Triebwagen, bei dem zwei von vier Achsen angetrieben sein sollen. Damit die Gewichtsverteilung klappt, verteilen wir die Triebachsen auf beide Drehgestelle. Das für Sie nun normal aussehende Drehgestell ist jetzt bereits ein kombiniertes Drehgestell. Hier finden Sie so einen Triebwagen. Doch nun wieder zurück zu den Lokomotiven. Dabei behandeln wir hier die Lokomotiven mit festen Rahmen. Die mit Drehgestellen ausgerüsteten Maschinen hatten dann meistens das Baumuster unseres vorher betrachteten Triebwagens. Optisch war deshalb für Sie kein Unterschied zwischen der angetriebenen und der anderen Achse zu erkennen. Auch bei Rahmenlokomotiven erkannte man diese Drehgestelle nur sehr schwer, oder meist sogar gar nicht. Besonders bei Fahrzeugen mit Rahmen und langem Radstand konnte so die letzte Triebachse leicht auslenken. Die Lokomotive erhielt dadurch einen etwas besseren Kurvenlauf. Die entsprechenden Drehgestelle waren meistens gar nicht als solche zu erkennen, denn dank den jetzt vorgestellten Bauweisen waren sie innerhalb der Radsätze aufgebaut worden. Überzeugen Sie sich selber. Diese Lokomotive hat nicht weniger als vier kombinierte Laufwerke:
Wie nun solche kombinierten Drehgestelle genau aufgebaut waren und wie sie funktionierten, ist an dieser Stelle eher schwer zu erklären, deshalb benutze ich gleich zwei Drehgestelltypen, die nach diesem Prinzip entwickelt und gebaut wurden. Man verwendete diese in der Schweiz bei Lokomotiven mit vielen starr in einem Rahmen montierten Achsen. Darunter finden sich viele Lokomotiven der SBB und vermutlich haben Sie den Link von dort hierher benutzt. Eines dieser entwickelten kombinierten Drehgestelle war das Java-Drehgestell. Es entstammt aus dem Hause SLM in Winterthur. Seinen Namen verdankt es zwei nach Java verkauften Lokomotiven. Den Konstrukteuren fiel offensichtlich kein geeigneter Name ein, so dass das Drehgestell einfach den Namen des Lieferlandes bekam. Sie sehen, auch sonderbare Namen gibt es für Drehgestelle. Beim Java-Drehgestell war der Drehzapfen bei der Triebachse montiert worden. Durch den Einbau in einem Drehgestell, konnte sich die Triebachse radial einstellen und führt so zu einem etwas besseren Kurvenlauf. Die eingebaute Laufachse konnte jedoch in den Kurven seitlich ausschwenken und sich so optimal ausrichten. Gesteuert wurde das Drehgestell mit der Laufachse und dem Gleis. Die ausschwenkende Laufachse stellt mit Hilfe des Drehgestells die Triebachse zum Rahmen leicht quer. Fuhr die Lokomotive in die andere Richtung, folgte die Triebachse zuerst dem Gleisverlauf. Sie konnte aber keine Ausschwenkung der Laufachse bewirken. Diese Auslenkung erfolgt auch jetzt durch die Laufachse gesteuert. Erst jetzt erfolgte auch die radiale Einstellung der Triebachse. Somit arbeitete das Drehgestell in dieser Fahrrichtung leicht verzögert. Der Vorteil des Java-Drehgestells war die verbesserte Kurvenführung bei vorlaufender Laufachse. Gerade der erste Radsatz war im Anlauf auf eine Kurve besonders hohen Kräften ausgesetzt. Stellte diese die Lokomotive schon einmal richtig in die Kurve, folgten die restlichen Achsen viel leichter. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einem Anlaufwinkel. Mit dem Java-Drehgestell konnte dieser Winkel etwas optimiert werden. Das von der Lokomotivfabrik Krauss und Richard von Helmholtz entwickelte Lenkgestell verlagerte den Drehpunkt vor die im Drehgestell eingebundene Triebachse. Der Drehzapfen des Drehgestells lag nahe bei der Triebachse. Die Laufachse war hingen weiter vom Drehzapfen entfernt.
Verkehrte das Fahrzeug in der anderen Richtung erfolgt zuerst keine Einstellung, denn die Triebachse war zu nahe am Drehpunkt. Erst mit dem einlenken der Laufachse änderte sich das auch hier. Es zeigt deutlich auf, dass hier die gleichen Effekte wie beim Java-Drehgestell erzielt wurden. Die Führungskräfte der vorlaufenden Laufachse sollten reduziert werden. Ein Effekt, der bei Dampflokomotiven, die nur in einer Fahrrichtung optimal verwendet werden konnten grosse Vorteile brache. Die durch die Lokomotivfabrik L. Schwartzkopff und Friedrich Wilhelm Eckhardt weiter entwickele Version des Krauss-Helmholtz-Drehgestells arbeitete mit zwei gekuppelten Triebachsen. Dabei wurde auch hier das Drehgestell durch die Laufachse gesteuert. Dadurch wurde die hintere Triebachse entgegen der Laufachse bewegt. Durch eine Kopplung wurde dann die erste Triebachse verschoben. Soweit zu den kombinierten Drehgestellen. Sie haben vielleicht bemerkt, dass die häufigste Form von beweglichen Achsen bisher gar noch nicht verwendet wurde. Diese wurden bei Rahmenmaschinen ebenso wie bei Drehgestellen verbaut. Sie kennen Sie vermutlich unter dem Begriff Laufachse. Man könnte sie aber auch Einzelachsdrehgestell nennen.
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Es gibt sie, die richtigen Einzelachsdrehgestelle. Sie kommen hauptsächlich bei den Talgo-Neigezügen zur Anwendung. Es gibt auch Güterwagen mit solchen Drehgestellen. Jedoch dürfen Sie hier keine Verwechslung mit den normalen Einzelachsfahrwerken machen, denn diese sind fest mit dem Fahrzeug verbunden und deshalb nur eine Befestigung für die Achsen des Fahrzeugs. Sie nennen vermutlich solche Achsen einfach Laufachse. Da ist so in Ordnung, jedoch nicht ganz zutreffend. Laufachsen sind allgemein gesehen nur Achsen, die ohne Ausübung von Zugkraft mitlaufen. So zum Beispiel alle Achsen eines Wagens. Diese sind in einem Drehgestell montiert. Wieder andere Achsen sind einfach im Hauptrahmen des Fahrzeugs montiert worden und lassen sich vielleicht quer verschieben. Dann gibt es noch die Laufachsen, die Sie vermutlich gemeint haben. Doch, bevor wir diese Laufachsen behandeln, will ich noch einmal den Grundsatz für ein Drehgestell in Erinnerung rufen. Ein Drehgestell ist ein Hilfsrahmen für Achsen, der mit dem Fahrzeug an einem Drehpunkt verbunden ist. Nun, was machen wir, wenn es nur eine Achse ist? Genau, es ist ein Einzelachsdrehgestell. Bei einem Einzelachsdrehgestell liegt der Drehpunkt meistens ausserhalb der Achse. Sie wird deshalb in einem virtuellen Drehpunkt oder mit Hilfe einer Deichsel geführt. Es gibt aber auch normale Einzelachsdrehgestelle. Da diese Drehgestelle aber keine eigene Stabilität haben können, müssen sie speziell stabilisiert werden. Dazu sind am Kasten montierte Bauteile erforderlich. Bevor wir zu den Einzelachsdrehgestellen kommen werfen wir aber noch schnell einen Blick auf die normalen einfachen Laufachsen. Diese sind im Normalfall genau im gleichen Rahmen gelagert, wie die Triebachse. Das heisst, sie kann gegenüber der Triebachse nur seitlich verschoben werden. Eine radiale Einstellung gibt es hier nicht. Dazu müssten wir schon zu den zweiachsigen und somit normalen Drehgestellen. Eine spezielle Einrichtung für Laufachsen in Lokomotiven mit Rahmen ist der Adhäsionsvermehrer. Dieser sorgt mit speziellen Zylindern dafür, dass die Laufachse kurzzeitig entlastet wird. Dadurch erhöht sich die Achslast der angrenzenden Triebachsen. Diese Einrichtung kann bei einem Einzelachsdrehgestell nicht verwendet werden. Es wird deshalb Zeit, dass wir diese nun ansehen. Wir haben William Bridges Adams bereits bei den Laufdrehgestellen kennen gelernt. Es liegt deshalb auf der Hand, dass er auch bei den Einzelachsdrehgestellen auftauchen wird. Dabei sind diese als Adamsachse bezeichneten Drehgestelle viel bekannter, als die vorher beschriebenen Drehgestelle.
Da die Adamsachse ohne einen eigenen Hilfsrahmen arbeitet, kann sie schon zu den normalen Laufachsen gezählt werden. Da aber die Achse auch radial eingestellt werden kann, platzierte ich die Achse hier. Sie ist ein gutes Beispiel für die Arbeit mit dem virtuellen Drehpunkt. Vorteil der Adamsachse ist die sehr kurze Bauweise. Sie kann jedoch in den Kurven nicht so weit ausschwenken, wie das bei normalen Einzelachsdrehgestellen der Fall ist. Das berühmteste Einzelachsdrehgestell der frühen Eisenbahn ist die vom Amerikaner Bissel entwickelte Bissellaufachse. Hier handelt es sich um ein richtiges Einzelachsdrehgestell. Seine häufige Verwendung zeigt deutlich auf, wie Vorteilhaft diese Bissellaufachse war und wie erfolgreich. Die meisten Dampflokomotiven hatten Laufachsen nach Bissel. Auch bei elektrischen Lokomotiven kamen Bissellaufachsen bis zum Schluss noch zur Anwendung.
Die modernen Einzelachsdrehgestelle werden mit einem normalen Rahmen versehen. Dieser wiederum wird im Fahrzeug so fixiert, dass er nicht abkippen kann, aber trotzdem die üblichen Bewegungen eines Drehgestells ausführt. Besonders bei Leichtbaufahrzeugen oder langen zweiachsigen Güterwagen kommen solche Drehgestelle immer wieder zum Einsatz. Bekannte Beispiele sind die in grosser Stückzahl eingesetzten Wagen der SBB Reihe Hbis. Diese zweiachsigen Wagen mit einer Länge von 14 Metern haben einen Radstand von 8 Meter. Dank den Einzelachsdrehgestellen können einige dieser Wagen problemlos in Reisezügen mit Geschwindigkeiten bis 125 km/h eingesetzt werden. Ähnliche Wagen gibt es in Europa überall und können immer wieder beobachtet werden.
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Die hier unter Zubehör aufgeführten Massnahmen verbessern die Eigenschaften der Drehgestelle noch mehr. Dank diesen Zusätzen wurden die Drehgestelle unschlagbar und so werden heute selbst zweiachsige Fahrzeuge auf ein Drehgestell gestellt. Die Bauweise mit einem festen starren Rahmen hat bei der modernen Eisenbahn nichts mehr verloren. Einzig modernen Dampflokomotiven müssen wegen dem antiken Stangenantrieb mit starren Rahmen arbeiten, aber auch hier haben Mallet und Garatt bewiesen, das es auch anders geht. Eine erste Verbesserung für die Drehgestelle waren die Schienenräumer. Diese wurden zwar nicht nur bei Drehgestellen angewendet, hatten hier jedoch eine besonders wichtige Aufgabe. Bei den ersten Drehgestellen handelte es sich um Einzelachsdrehgestelle nach Bissel. Diese relativ leichten Achsen liefen schnell Gefahr zu entgleisen. Entgleiste Laufachsen waren immer wieder ein Problem. Die Ursache lag dabei oft bei auf dem Gleis liegenden Gegenständen. Diese sorgten dafür, dass die Achse einen Schlag bekam und so aus dem Gleis sprang. Damit man diese Probleme in den Griff bekommen konnte, montierte man am Drehgestell Schienenräumer. Diese einfachen Bleche hatten den Auftrag, die Schienen von grösseren Hindernissen zu befreien. Mit dem Verschwinden der Einzelachsdrehgestelle verschwanden auch die Schienenräumer zusehends. Die modernen Lokomotiven wurden mit Bahnräumern ausgestattet. Die Schienenräumer hatten jedoch in vielen Jahren gute Dienste erwiesen, aber bei modernen Lokomotiven müssen nicht nur die Räder, sondern auch die Verbindungen der Drehgestelle besser geschützt werden. Besonderen Schutz war für die Zug- und Druckstangen notwendig. Diese übertrugen die im Drehgestell erzeugten Zug- und Bremskräfte auf die Lokomotive. Das heisst, dank diesen Stangen war eine Übertragung der Kräfte ohne Drehzapfen möglich. Die Kraft wurde dabei weit unten im Drehgestell abgenommen und auf den Kasten der Lokomotive übertragen. Dank den Zugstangen, die tief im Drehgestell montiert wurden, entstand eine Tiefzugvorrichtung. Diese eliminierte ein Hauptproblem von Triebdrehgestellen. Durch die entwickelten Zugkräfte neigte die erste Achse dazu entlastet zu werden. Der Grund lag beim hinter der ersten Achse montierten Drehzapfen. Das Drehgestell verschob sich unter diesem Zapfen nach vorne. Da es aber nicht weiter konnte, sondern durch den Zapfen gehalten wurde, begann es sich um diesen zu drehen. Die vordere Achse wurde dadurch entlastet. So entlastet, konnte die Achse keine Zugkraft mehr auf das Gleis übertragen und neigte zum durchdrehen. Ein riesengrosses Problem für Drehgestelle, das erst mit der Tiefzugvorrichtung gelöst werden konnte. Mit Hilfe der Tiefzugvorrichtung wurde nun der Angriffspunkt unter die Achse verschoben. Je näher beim Gleis dieser Punkt war, desto besser arbeitete die Tiefzugvorrichtung. Die Kräfte bewirkten nun, dass das Drehgestell nicht mehr nach vorne wegfahren und sich um den Drehzapfen bewegen konnte. Die erste Achse wurde statt entlastet belastet. Tiefzugvorrichtung und Zug- und Druckstangen gehören zu modernen Drehgestelllokomotiven, denn ohne diese Einrichtungen ist es schlicht nicht möglich, die heute üblichen hohen Leistungen auf die Schienen zu bringen. Diese Bauteile verhalfen letztlich den Triebdrehgestellen zum grossen Durchbruch. Erst so modifiziert konnten die Lokomotiven besser funktionieren, als die Rahmenlokomotiven. Um die Führungskräfte, also jene Kräfte, die auf die erste Achse wirken zu verringern, montierte man zwischen die Drehgestelle eine Querkupplung. Diese Querkupplung sorgte dafür, dass sich das erste Drehgestell durch den sich verschiebenden Winkel des Kastens gesteuert in die Kurve lenken konnte. So wurde die erste Achse von der äusseren Schiene weggezogen, was die auf dieses Rad wirkenden Kräfte massiv reduzierte.
Wie gut die Tiefzugvorrichtung und die Querkupplung funktionieren zeigt klar die Tatsache, dass solche Drehgestelle keinen Drehzapfen mehr haben. Gerade bei Lokomotiven mit mehr als zwei Drehgestellen in einem Kasten, wie das zum Beispiel bei der Re 6/6 der Fall ist, kann so das mittlere Drehgestell seitlich verschoben werden. Auch der ideelle Drehpunkt der Lok verschiebt sich so gegen die Innenseite der Lokomotive. Die Vorteile einer optimalen Radsatzführung erkannte man schon durch die Querkupplung. Um die Schienen jedoch noch besser zu schonen, griff man zu Drehgestellen mit einer Radialeinstellung. Diese Radialeinstellung wurde durch den Kasten und das Drehgestell gesteuert und so die Achsen auf der äusseren Seite der Kurve voneinander weg bewegt. Mit dieser Massnahme wurden die im Gleis entstehenden Kräfte noch einmal massiv reduziert. Dabei war diese Radialeinstellung nicht nur bei Triebdrehgestellen verwendbar, denn auch bei Laufdrehgestellen konnten so viel bessere Führungsergebnisse erzieht werden. Die angehängten Wagen bewegten sich etwas leichter im Gleis. Der gewünschte Effekt waren aber die möglichen höheren Geschwindigkeiten bei gleich bleibender Kraft im Gleis. Gerade bei Fahrten mit Neigetechnik waren geringe Führungskräfte gewünscht. Bei der Neigetechnik wird der Kasten gegen die Innenseite der Kurve geneigt. Er legt sich also wie ein Motorradfahrer in die Kurve. Dadurch wirken auf die im Wagen sitzenden Leute und Materialien geringere Fliehkräfte. Der Komfort wird dadurch gesteigert. Jetzt kann dank dieser Kastenneigung die Geschwindigkeit erhöht werden, bis wieder die gewohnten Fliehkräfte wirkten. Es ergibt deshalb keine Verbesserung des Komforts oder der entstehen Kräfte. Der Zug kann aber schneller fahren und kommt so eher am Ziel an. Die Neigung des Kastens kann mit zwei grundlegend unterschiedlichen Systemen verwirklicht werden. Beim passiven System werden spezielle im Drehgestell montierte Wiegen verwendet. Durch das Drehgestell gesteuert neigt sich der Kasten so zur Innenseite der Kurve. Man nützt dazu die am Kasten wirkenden Fliehkräfte aus. Da es keine Stellglieder gibt, ist das System nur durch die entstehenden Kräfte beeinflusst, es arbeitet deshalb passiv. Aktive Neigesysteme benutzen spezielle im Drehgestell eingebaute Einrichtungen um den Kasten zusätzlich gegen die Innenseite der Kurven zu ziehen. Sie haben sicher schon einmal ein Motorradrennen mit Seitenwagen gesehen. Besonders bei Offroadrennen sind solche Gefährte noch recht beliebt. Der Beifahrer lehnt sich dabei gegen die Innenseite der Kurve, damit das Fahrzeug nicht kippt. Er sorgt aktiv für eine Kompensation der Fliehkraft. Bei einem Neigesystem ist das der Neigeantrieb. Der Neigeantrieb arbeitet dabei entweder mechanisch oder hydraulisch. Auf die Vor- oder Nachteile der beiden unterschiedlichen Systeme wollen wir hier nicht eingehen, den uns interessieren die Auswirkungen auf das Drehgestell. Im Drehgestell verschiebt der Stellantrieb die Wiege mit den Kasten so im Drehgestell, der sich dieser Kasten gegen die Mitte neigt. Dabei kommen ähnliche Führungen zur Anwendung wie beim passiven System. Dank dem Neigeantrieb kann aber der Kasten aktiv beeinflusst werden. Er neigt sich so noch mehr gegen die Innenseite der Kurve. Dabei gilt auch hier, dass die Drehgestelle geringe Führungskräfte besitzen müssen. Die Steuerung der meisten Neigeantriebe erfolgt grundsätzlich im Drehgestell. Wir haben nun erfahren, dass Drehgestelle durchaus mit zusätzlichen Massnahmen zu einem Bauteil werden können, die die moderne Eisenbahn aktiv beeinflussen. Es ist somit so, dass die Drehgestelle den Kampf gegen die starren Rahmen für sich entschieden haben. Kaum ein Hersteller baut mehr Wagen ohne Drehgestelle. Dabei kommen durchaus auch Einzelachsdrehgestelle zur Anwendung. Weitaus am meisten werden jedoch zweiachsige Drehgestelle verbaut.
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| Dampflokomotive | Elektrolokomotive | Diesellokomotive | |||||||||
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Haben Sie sich schon einmal Gedanken über die Federung gemacht? Ach so, Sie sind Liebhaber von alten Westernfilmen und haben schon öfter gehört, dass man dort mit Hilfe von Teer zur Federung als Strafe gegriffen hatte. Nun, die Federung meinte ich natürlich nicht, es gibt viel bessere Strafen, aber das lassen wir sein, wir wollen eine andere Federung kennen lernen. Wenn man von Federung spricht, meint man das Abfangen von Kräften. Sie gehen nach einem Sprung in die Knie, damit sich nicht alle Kräfte auf den Rücken übertragen. Die Beine wirken dabei mit den Gelenken für eine Federung. Der Stoss, der entsteht wird abgefangen. Eine natürliche Federung, die jeder Mensch ohne viel Zutun eingebaut hat und auch ohne lange nachzudenken auch nutzt. Solche Federungen kennt der Körper noch an anderen Stellen, aber lassen wir das sein. Die technischen Federn müssen hohe Kräfte ausnehmen und sollten dabei weder zerstört werden, noch diese Kräfte weiterleiten. Alle Fahrzeuge arbeiten nach diesem Prinzip, wie Ihr Kleinwagen, der LKW der Müllabfuhr und die 244 Tonnen schwere Lokomotive. Selbst Flugzeuge haben am Laufwerk eine Federung eingebaut. Man kann sich von der Federung nicht entziehen.
Sie verstehen es immer noch nicht ganz? Kein Problem. Bei Ihrem Wagen sind die Achsen direkt gegenüber Ihrem Fahrzeug abgefedert. Es gibt keinen eingebauten Hilfsrahmen. Das heisst, Ihr Wagen ist direkt abgefedert. Das gesamte Fahrzeug ist gegenüber den Achsen gefedert. Verständlicher wird es erst, wenn Sie mehr Federungen kennen gelernt haben. Als Fahrzeugfederung bezeichnet man oft das ganze Federsystem eines Fahrzeugs. Dieses kann aus unterschiedlichen Schritten bestehen, die dann nur einen Teil der gesamten Federung übernehmen. Für Sie gilt deshalb, die Fahrzeugfederung bezeichnet einfach die Abfederung eines Fahrzeuges. Die Teilabschnitte werden in den nächsten Abschnitten noch speziell erwähnt werden. Baut man nun die Federung zwischen einem Hilfsrahmen, den wir weiter oben Drehgestell nannten und dem restlichen Fahrzeug ein, spricht man von Kastenfederung. Die Kastenfedern sorgen so dafür, dass Vibrationen von Drehgestell nicht auf den Kasten übertragen werden. Diese Federstufe wird oft auch Sekundärfederung genannt. Die entsprechenden Sekundärfedern besorgen also nur einen Teil der Federung. Verwendet werden solche Federstufen ausschliesslich bei Fahrzeugen mit Drehgestellen. Bei Lokomotiven mit starrem Rahmen können solche Federstufen gar nicht verwirklicht werden. Es soll aber nicht bedeuten, dass jeder Wagen mit Drehgestellen auch zwei Federstufen hat. Besonders Güterwagen kommen oft mit einer Federstufe aus. Bei Reisezugwagen, wo ein grösserer Komfort gewünscht ist, kommen logischerweise zwei Federstufen zur Anwendung. Die zweite Federstufe besteht aus der Primärfederung und den Primärfedern. Diese Federung ist zwischen den Achsen und einem Drehgestell eingebaut und kommt nun bei fast allen Drehgestellen zur Anwendung. Diese Primärfedern übernehmen die Stösse der Achse und sorgen dafür, dass das Drehgestell nicht auch mit diesen Stössen belastet wird. Gerade diese Federung wird oft auch Achsfederung genannt. Die Achsfedern übernehmen die Abfederung einer einzelnen Achse. Das heisst, sie kommen bei allen Fahrzeugen, auch bei Ihrem Kleinwagen zur Anwendung. Achsfedern sind grossen Belastungen ausgesetzt, weil dort sämtliche Schwingungen der Räder anstehen und so durch diese Federn abgefangen oder auf das Fahrzeug oder Drehgestell übertragen werden. So, wir haben nun genug über die allgemeine Abfederung von Fahrzeugen erfahren. Jetzt wollen wir die unterschiedlichen Federn einmal kennen lernen. Denn es ist Ihnen sicher wichtig zu wissen, welchen Federn Sie vertrauen müssen. Denn fällt so eine Feder aus, ist die Federung nicht mehr intakt und funktioniert nicht mehr richtig. Die Folge können schwere Unfälle sein. Das wollen Sie nun aber genauer wissen.
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Stahl ist ein guter Werkstoff für Federn. Wie, Sie sind da nicht meiner Meinung? Gut, ich kann es ja verstehen, der feste Stahl ist kaum gut um eine Federung zu ermöglichen. Trotzdem, die meisten in Fahrzeugen eingesetzten Federn sind aus Stahl. So auch die in Ihrem Kleinwagen. Es gibt sicherlich alternative Formen, die später ebenfalls noch erwähnt werden, aber Stahl ist und bleibt eine der besten Werkstoffe für Federungen. Man muss dazu aber einen ganz speziellen Stahl nehmen. Dieser muss spezielle Eigenschaften mitbringen, damit man ihn für eine Feder brauchen kann. Da dieser Stahl nur speziell für diesen Zweck entwickelt wurde, nennt man ihn auch Federstahl. Er ist sehr zäh und neigt deshalb selten dazu zu brechen. Trotzdem ist er stabil genug um diese Aufgabe seriös zu erledigen. Doch lassen wir die physikalischen Eigenschaften von Federstahl beiseite und kommen direkt zu den unterschiedlichen Bauformen. Diese sind bei Stahlfedern sehr vielseitig, so dass es schon ein paar Worte dazu zu sagen gibt. Beginnen aber am besten gleich bei einer der ältesten Stahlfeder, die es gibt, sie ist sogar älter als die Eisenbahn. Blattfeder: Die Blattfeder ist eine sehr gute und seit vielen Jahren verwendete Feder. Noch heute kommt sie regelmässig zum Einbau. Bei der Blattfeder sind keine speziellen Behandlungen des Federstahls notwendig. Man stapelt dabei einfach mehrere Platten aus Federstahl aufeinander. Diese verbindet man in der Mitte zu einem kompakten Paket. Durch die unterschiedlichen Längen der einzelnen Blätter ist das oberste länger als die anderen Blätter und erhält an beiden Seiten spezielle Halterungen.
Durch den Aufbau wirkt diese Federung dämpfend. Das heisst, die Stösse der Achse werden nicht in Schwingungen umgewandelt, sondern durch die Reibung ausgeglichen. Deshalb sind Blattfedern bei vielen Fahrzeugen immer noch im Einsatz. Die Feder ist schnell und einfach montiert und bedarf keiner zusätzlicher Bauteile. Es ist eine sehr einfache Feder. Durch Ihre grosse Trägheit, ist die Blattfeder nicht für hohe Geschwindigkeiten geeignet. Die Stösse der Achse kommen bei hohen Geschwindigkeiten immer schneller, so dass die Blattfeder diese nicht mehr abbauen kann und sie deshalb auf das Fahrzeug überträgt. Sie kann aber bei langsameren Fahrzeugen, die kostengünstig sein müssen problemlos verwendet werden. Beispiele, wo die Blattfeder bis in die heutige Zeit überlebt hat, findet man bei den Güterwagen. Die Blattfeder wurde im Lauf der Jahre noch verbessert. Die Idee dabei war, dass die Feder bei unterschiedlich starken Beladungen immer optimal arbeiten sollte. Der Nachteil, dass sich die Wirkung der Blattfeder durch zusätzliche Beladung verändert, sollte verbessert werden. Die Lösung fand man schliesslich bei einem leicht geänderten Aufbau.
Schraubenfeder: Die nächsten Stahlfedern sind die Schraubenfedern. Sie sehen aus wie das Gewinde einer Schraube. Daher kommt auch der Name. Besser passen würde der Name Spiralfeder, denn der Stab Federstahl wird zu einer Spirale gebogen. Durch diese Spirale kann der Stahl seine flexiblen Eigenschaften optimal zur Geltung bringen.
Genau hier liegt der grosse Vorteil der Spiralfeder. Durch ihre kompakte Bauweise hat sie an kleinen Orten platz und kann durch Wahl von dickerem oder dünnerem Material optimal an die jeweiligen Bedürfnisse angepasst werden. Das ergibt eine sehr flexible und gut funktionierende Feder, die auf jedes erdenkliche Mass gefertigt werden kann und auch wird. Flexicoilfeder: Schraubenfedern neigen zum Brechen, wenn sie nicht in der vorgesehenen Arbeitsrichtung belastet werden. Das heisst, wird die Feder verdreht oder sonst irgendwie verbogen, ist die Schraubenfeder schnell überlastet. Darum musste auch sie verbessert werden. Man entwickelte die Flexicoilfedern. Die optisch normalen Schraubenfedern gleichen, jedoch problemlos auch verdreht oder gebogen werden können. Ein grosser Schwachpunkt der Schrauben- und Flexicoilfedern ist ihre Neigung, sich selbst aufschwingen zu können. Das heisst, erhält eine solche Feder einen Stoss, dann kann sie sich selber mit dieser Schwingung anregen und so zu unkontrolliertem Verhalten führen. Das ist jedoch bei Fahrzeugen unerwünscht. Die Ursache liegt in erster Linie daran, dass in dieser Feder keinerlei Reibung und somit kein mechanischer Widerstand entsteht. Man muss deshalb bei dieser Feder zusätzlich für eine Dämpfung sorgen. Um Schraubenfedern vor unerwünschten Schwingungen zu schützen verwendet man spezielle Dämpfer. Ihnen vermutlich am besten bekannt sind die Stossdämpfer. Diese besitzt ihr Wagen und wenn man Ihnen in der Werkstatt unterbreitet, dass Sie die Stossdämpfer wechseln müssen, dann ist das zur Sicherheit und auch entsprechend teuer. Defekte Stossdämpfer können schwere Unfälle hervorrufen. Diese Dämpfer können rein mechanisch mit Hilfe von Reibung aber auch hydraulisch funktionieren. Der Zweck ist dabei immer gleich. Der Dämpfer soll dafür sorgen, dass sich Schwingungen nicht weiter ausbreiten können. Reibungsdämpfer arbeiten nahezu Unterhaltsfrei, sind aber nicht uneingeschränkt verwendbar. Bei sich schnell wiederholenden Stössen ist der hydraulische Dämpfer besser geeignet. Er muss aber mit der Zeit ersetzt werden, weil er sich mit den Jahren abnutzt. Torsionsstabfeder: Eine weitere Feder aus Stahl ist die Torsionsstabfeder. Diese Torsionsstäbe waren massiv und wurden verdreht im Drehgestell eingebaut. Durch diese Verdrehung waren sie unter Spannung. Federte nun der Kasten gegenüber dem Drehgestell ein, wurde diese Stab mehr oder weniger stark verdreht. Da er wieder in seine ursprüngliche Lage wollte, federte er diese Bewegung ab. Torsionsstäbe waren eine einfache Federung, bei der die Eigenschaften des Federstahls besonders gut zur Geltung kamen. Der Stahl lässt sich ohne dass er bricht oder zerreisst biegen. Da aber das Metall immer wieder in seine ursprüngliche Lage will, werden beim zusätzlichen Verdrehen zusätzliche Kräfte aufgebaut. Das Material will diese Kräfte sofort wieder abbauen, so dass es eine der Kraft entgegen wirkende Kraft erzeugt. Diese Kraft fängt letztlich den Stoss auf die Feder ab.
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Sie kennen doch Gummi. Nein, ich meine nicht den Gummi, den Sie ihn Ihren Mund stopfen um ihn zu kauen. Auch nicht andere abgeleitete Formen, sondern den echten Gummi. Gummi ist ein sehr elastischer natürlicher Stoff, der durch spezielle Behandlungen zu flexiblen Materialien geformt werden kann. Das kennen auch die Radfahrer unter Ihnen, denn der Pneu ist so ein Produkt. Nun, dieser Pneu federt doch auch einen Teil der Unebenheiten des Weges ab. Deshalb kann man den Werkstoff auch für Federn brauchen. Nein, nicht wie Sie beim Fahrrad mit Hilfe von Luft, sondern rein nur mit Gummi. Formt man diesen Stoff zu einem Block, kann man damit tatsächlich eine Federung erstellen. Dabei wird der Block einfach an Stelle einer Schraubenfeder montiert. Diese Form der Federung funktioniert zwar, nur neigt der Stoff zur Alterung und wird mit der Zeit spröde. Das heisst, diese Federung kann nicht für unbeschränkte Zeit verwenden werden. Da sie dadurch sehr aufwändig wird, kommt sie nur sehr selten zur Anwendung. Fahrzeuge, die damit ausgerüstet wurden, haben schon längst wieder normale Stahlfedern erhalten. Sie leistet aber besonders gute Dienste bei den Luftfedern, zu denen wir nun kommen.
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Luft kann zur Federung genutzt werden. Nein, so wie sie um uns herum vorhanden ist, geht das nicht. Man muss sie in einen geschlossenen Behälter stecken und schon funktioniert unsere Federung. Das kennen Sie doch. Als Kind hatten Sie doch auch Luftballon aufgeblasen und diese dann zusammengedrückt, bis es geknallt hat. Das war doch lustig. Ist Ihnen dabei nicht aufgefallen, wie Sie den Ballon zuerst zusammenpressen konnten? Genau so funktioniert eine Luftfederung. Ist doch ganz simpel und für alle leicht verständlich. Nur, Ihre Hände haben nicht so viel Kraft, dass man diese Luft verwenden kann. Bei einer professionellen Luftfederung werden spezielle aus Gummi hergestellte Schläuche verwendet. Man nennt diese Schläuche richtigerweise Luftfederbalg. Womit wir eigentlich wieder bei Ihrem Fahrrad wären. Jetzt stimmt Ihre Vermutung, die eingesperrte Luft dient bei Ihrem Fahrrad als Feder und genau so geht das auch bei Fahrzeugen. Die im Luftfederbalg eingesperrte Luft kann nicht entweichen, deshalb wird sie einfach noch mehr verdichtet. Das geht so lange, bis der Balg leck wird und die Luft entweichen kann. Damit das nicht passieren kann, sind diese Luftfederbälge sehr robust ausgerüstet. Nur, man kann ja nie alles ausschliessen. Eine Notlauffeder springt ein, wenn der Luftfederbalg undicht wird, oder wenn dessen Steuerung ausgefallen ist. Es handelt sich dabei um eine Feder, die normale Federeigenschaften hat und so zumindest einen beschränkten Einsatz erlaubt. Bei dieser Notlauffeder handelt es sich dann um eine weiter oben beschriebene Gummifeder. Die Vorteile einer Luftfederung mit Notlauffeder liegen auf der Hand. Luft ist ein sehr flexibler und stabiler Stoff für eine Federung. Die Luft fängt Stösse auf, gibt diese jedoch nicht weiter. Der Grund liegt bei den Luftmolekülen, die viel Platz haben und sich so zusammenpressen lassen. Luftfedern kommen deshalb oft dort zum Einsatz, wo speziell weiche Federungen verlangt werden. So zum Beispiel bei einer Ambulanz oder aber bei einem modernen Reisezugwagen. Mit der Einführung der Notlauffeder hat die Luftfeder viel von ihrem Schrecken verloren. Ein Riss in der Gummihülle und die Feder funktioniert nicht mehr. Trotzdem kann diese Feder nicht überall verwendet werden. Bei Lokomotiven müssen optimiert die Zugkräfte übertragen werden. Eine weiche Federung, wie sie mit Luft erreicht wird, ist da unerwünscht. Obwohl die Luft gratis zu haben ist, gilt die Luftfeder allgemein als recht teuer. Das mag so vielleicht nicht stimmen, aber die anderen Federn, hauptsächlich die Spiralfedern sind so billig, dass eine Luftfeder trotzdem im Vergleich teurer ist. Der Grund liegt im Aufbau und in der Verwendung von Gummi, der auch nicht billig zu haben ist. Wir haben nun die Laufwerke und die Federung kennen gelernt. Damit ist jedoch unser Gesamtbild noch nicht fertig, denn wir stellen das Fahrzeug schliesslich auf Achsen. Wie, Sie bevorzugen Raupenfahrzeuge. Dann gilt das auch hier, denn die Raupe muss ja von etwas geführt und angetrieben werden, genau von einem Rad und da muss irgendwie gelagert werden. Grund genug, sich etwas intensiver mit den Lagern zu befassen.
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| Die Lager | |||||||||||
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Dampflokomotive |
Elektrolokomotive |
Diesellokomotive |
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Kennen Sie Lager? Nein, ich meine kein Warenlager und auch nicht das Schullager, das Sie im Sommer besuchten. Ich meine die Lager, die ab und zu etwas mehr Probleme machen können. Lager, die es nun überall und an den ungewöhnlichsten Orten gibt. Die Lager der Fahrzeuge sind wichtig, denn nur dank Ihnen funktionieren die Fahrzeuge auch. Ohne diese Lager würde alles blockieren und still dastehen. Diese Lager haben dabei die Aufgabe den Bereich zwischen einem fest montierten Teil und einem beweglichen Objekt, wie einer Welle zu überbrücken. Dadurch wird es möglich, dass diese Welle an einem bestimmten Ort gehalten wird. Sie kann also nicht frei herumschlingern, sondern bleibt an einem bestimmten Ort. Diesen Ort nennt man ein Lager. Die Welle wird dort gelagert. Lager kennt man schon seit der Zeit, als man das Rad erfunden hat. Denn was bringt ein Rad, ohne dass man etwas hat, das darauf montiert werden konnte. Eine primitive Form der Lager benutzten auch die Ägypter beim Bau der Pyramiden. Die Steine wurden auf runden Hölzern gezogen. Diese wurden immer wieder nach vorne getragen. Das Prinzip entspricht den modernen Rollenlager, die später noch erwähnt werden. So entstanden die ersten Achslager. Diese waren noch einfach und bestanden nur aus genügend grossem Spielraum. Dadurch war zwar alles recht labil und es gab kaum einen ruhigen Lauf, aber man konnte bereits eine Achse in einem festen Gegenstand lagern. Seien Sie nicht überrascht, dass moderne und ausgeklügeltste Lager immer noch nach diesem Prinzip arbeiten. Wobei, sie natürlich viel präziser gearbeitet werden. Achslager sind mitunter grossen Belastungen ausgesetzt. Auf ihnen lastet das Gewicht des Fahrzeugs und die Achse dreht mit grossen Drehzahlen. Dadurch entsteht Reibung und diese kann Wärme erzeugen. Deshalb muss man die Achslager speziell gestalten. Das es dabei im Laufe der Jahre immer bessere Lager gab, soll uns nicht besonders interessieren. Ein wichtiger Punkt für die Belastung eines Lagers ist die Drehzahl der gelagerten Welle. Je schneller diese Welle dreht, desto mehr an Reibung entsteht. Stellen Sie sich eine solche Welle vor. Diese hat einen kleinen Fehler, einen feinen Riss, den man nicht erkennen kann. Dieser Riss führt nun aber im Lager zu Reibung. Bei einer Umdrehung also immer einmal. Das so belastete Material hat bei einer Umdrehung pro Minute eine Minute Zeit um abzukühlen. Bei einem Hochgeschwindigkeitszug ergibt das bei 500 km/h mitunter eine Tourenzahl von über 1’200 U/min. Die Zeit zum abkühlen wird viel kleiner, das Lager wird heiss. Doch moderne Lager können noch viel schneller drehen. Gehen wird zuerst aber wieder zurück zu den Anfängen. Gleitlager: Wir legen unsere Welle einfach in eine entsprechend gestaltete Halterung. Solche Lager nennt man Gleitlager. Es sind die ältesten Lager, die es überhaupt gibt. Vermutlich drehte das erste Rad in einem Gleitlager. Gleitlager sind Lager, bei denen die Welle im festen Teil nur durch die Reibung gehalten wird.
Die Achsbüchse ist das zweite Bauteil eines Gleitlagers. Sie ist ebenso genau und sauber bearbeitet, wie die Welle. Nur kommt hier ein spezielles Material zur Anwendung. Während man bei der Welle noch Stahl verwendete kommt hier Bronze zur Anwendung. Die Bronze ist ein Metall, das gute Schmiereigenschaften besitzt und ist daher besonders gut für Achsbüchsen geeignet. Diese Achsbüchsen konnten bei starkem Verschleiss einfach ausgetauscht werden. Damit man den Verschleiss noch weiter reduzieren kann, verwendet man zusätzlich noch eine Auflage von Zinn. Dieses sehr weiche Metall passte sich optimal den Oberflächen an. Mit zunehmender Genauigkeit bei der Bearbeitung konnte man jedoch auf diese Zinneinlagen verzichten. Moderne Gleitlager arbeiten nur noch mit Bronze oder allenfalls mit Messing. Alle diese Massnahmen reichten jedoch noch nicht für einen optimalen lauf des Lagers. Man musste diese Lager schmieren. Als Schmiermittel wurden spezielle Öle oder auch Fette verwendet. Der feine Ölfilm füllte die immer noch bestehenden Zwischenräume und verringerte die Reibung zusätzlich. Das Öl konnte zudem auch einen Teil der entstehenden Wärme abführen. Gleitlager sind besonders im neuen Zustand anfällig auf Lagerschäden. Diese entstehen, weil sich die Materialen noch nicht eingelaufen haben. Das nennt man so, weil sich zuerst die Schmierfilme und Gleitspuren entwickeln müssen. Mit zunehmendem Alter und Abnützung des Lagers funktionierte es immer besser. Einen entstehenden Lagerschaden konnte man mit zusätzlichem Einsatz von Schmiermittel oft schon im Ansatz beheben und so das Lager retten. Das benötigt aber regelmässige Kontrollen. Kugellager: Nach den Jahren mit Gleitlagern wurden die Kugellager erfunden. Diese bestehen aus zwei fest mit der jeweiligen Umgebung verbundenen Ringen. Zwischen diesen beiden Ringen sind Kugeln angeordnet. Damit sich die Kugeln nicht frei zwischen den Ringen bewegen können, sind sie in einem Käfig gefangen. Dadurch bleiben sie immer an der gleichen Position.
Durch die Konstruktion der Lager sind diese eigentlich verschleissfrei. Die Kugeln aus gehärtetem Stahl drehen sich leicht und so sind Kugellager den Gleitlagern weit überlegen. Jedoch sind auch Kugellager auf Schäden anfällig. Häufig stimmen die erlaubten Toleranzen nicht genau, dann wird das Lager mit zu grosser Kraft auf eine Welle gepresst. Anfänglich funktioniert das Lager noch gut, doch mit der Zeit reisst dieser Ring und das Lager blockiert. Ein weiteres Problem für Kugellager ist Rost. Die Stahlteile des Lagers neigen dazu Rost anzusetzen. Geschieht das, kann sich der Käfig lösen und die Kugeln fallen aus dem Lager. Das Lager leiert aus und beginnt sich zu verformen. Die Folgen sind auch hier dramatisch und führen zum Ausfall des Lagers. Ein Vorteil von Kugellagern ist deren leichter Ersatz. Das Lager ist schnell gewechselt und das Fahrzeug wieder Einsatzbereit. Mit den ersten Kugellagern konnten noch nicht alle Anwendungsbereiche abgedeckt werden. Vor allem schwere Lasten, wie sie bei der Eisenbahn vorkommen, konnten so noch nicht ausgerüstet werden. Deshalb entwickelte man Rollenlager. Diese auch Zylinderrollenlager genannten Lager sind gleich aufgebaut wie die Kugellager nur das an Stelle der Kugeln zylindrische Rollen verwendet werden. Auch diese Rollenlager waren nicht vor Schäden geschützt. Im Gegenteil, es kam zu den bei den Kugellagern schon bekannten Problemen ein neues hinzu. Die Rollen im Lager reagierten sehr empfindlich auf unterschiedliche Druckkräfte. Das heisst, eine radiale Verdrehung der Achse führt unweigerlich mit der Zeit zum Ausfall des Lagers. Damit dieses Problem nicht mehr auftreten konnte, muss sehr genau gearbeitet werden. Besonders bei der Montage muss man darauf achten, dass die Lager nicht verkantet werden. Dank den grossen Kräften erlebten diese Rollenlager bei der Eisenbahn einen wahren Siegeszug. Die Lager eroberten den gesamten Teil der Lagerbereiche und brachten mit der Zeit auch das notwendige Fachwissen mit. Trotzdem kommt es bei der Eisenbahn immer wieder zu Lagerschäden, die oft aus fehlerhafter Montage herrühren. Bedenkt man jedoch, welche Kilometerleistung diese Lager erbringen und dass während dieser Zeit kein Unterhalt anfällt, sind die Lager ausgesprochen gut. Eine Weiterentwicklung der Rollenlager sind die Kegelrollenlager. Diese Lager sind viel robuster gegen radiale Einflüsse. Da sie aber in der Herstellung sehr teuer sind, kommen sie nur in Fällen zum Einsatz, wo solche radialen Kräfte erwartet werden. Bei dem Kegelrollenlager sind statt den zylindrischen Rollen zwei Bahnen Rollen in Kegelform montiert worden. Diese beiden Rollen werden in speziellen Lagerschalen montiert und erlauben so ein guter Lauf der Rollen. Ausser dem hohen Preis sind diese Lager gegen die Schäden der Rollenlager geschützt. Jedoch bleibt immer noch das Problem von Rost und Montagefehlern. Bei letzteren kann technisch nicht viel verbessert werden. Jedoch wurden hier mit der Computergesteuerten Bearbeitung der Sitze Verbesserungen bei den Toleranzen bewirkt. Dem Rost wurde mit geschlossenen Lagern entgegen gewirkt. Diese Lager sind auch im Wasser einsetzbar und erreichen so hohe Laufleistungen. Gerade mit geschlossenen Lagern sind kaum noch schwere Schäden zu erwarten. Ein technischer Defekt kann auch bei diesen Lagern nicht ausgeschlossen werden. Lager von Wagenachsen werden meistens erst bei der Achse fertig montiert, so dass dort die gute Schmierung eine lange Lebensdauer garantiert.
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Wir beenden diesen Artikel nun bei den Lagern. Eigentlich fehlen uns noch die Achsen und Räder. Doch gerade bei der Eisenbahn sind letztere so speziell auf die Fahrbahn abgestimmt, dass ich das Rad schlicht und einfach zu den Schienen geschlagen habe. Unser Fahrwerk, das nun laufen gelernt hat. Ist im Grunde der wichtigste Bereich für ein Fahrzeug. Die Laufeigenschaften der Fahrzeuge werden hier bestimmt und festgelegt, denn Fehler in diesem Bereich können nur mit sehr viel Aufwand behoben werden. Gerade eine unausgewogene Bauweise kann die Achslasten aus dem Lot bringen. Häufige Schäden an einer Achse sind dann die Folge. Das Fahrzeug müsste gänzlich neu gebaut werden. Manche Lokomotive sorgte für viel Aufsehen, weil sie im Laufwerk keinen grossen Erfolg hatte. Hier sollen nur zwei Lokomotiven erwähnt werden. Ich beginne dabei mit der alten Ae 3/5, die im Jura Kurven gerade gebogen hat. Besser bekannt ist aber die Ae 6/6, die trotz vielen Verbesserungen den Ruf eines Schienenmörders nie mehr verloren hat. Diese beiden Beispiele zeigen es deutlich, das Fahrwerk ist einer der wichtigsten Baubereiche. Wenn Sie sich auf die Reise machen, egal ob mit Zug, Auto oder Flugzeug, die Fahrwerke sind das Teil, das dafür sorgt, dass Sie sicher reisen können. Gut konstruierte Drehgestelle, perfekt abgestimmte Federn und nicht zuletzt sauber montierte Lager erlauben auch bei hohen Geschwindigkeiten eine sichere Fahrt. Lagerschäden sind selten genug, nur wenn es sie gibt, dann wird es böse enden. Deshalb werden die Lager in der Schweiz rund alle 30 km kontrolliert. Dies erfolgt automatisch mit fest montierten Anlagen. Nur, was wird kontrolliert? Genau, die Wärme des Lagers, denn ein schwerer Lagerschaden kommt selten unvermittelt, sondern er kündigt sich immer mit Überhitzung an.
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