Laufwerk mit Antrieben

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Beim Aufbau des Fahrwerkes dieser Baureihe, wurden im Lauf der Produktion Anpassungen vorgenommen. Diese sollten Verbesserungen bewirken. Warum das so ist, zeigt uns ein Blick auf die grundsätzliche Achsfolge. Mit 2’Do1’ erkennen wir, dass die vier Triebachsen in einem Rahmen gelagert wurden. Gerade in engen Radien war das nicht von Vorteil. Doch warum das so war, erfahren wir, wenn wir einen genaueren Blick darauf werfen.

Beginnen wir mit dem Drehgestell, denn dieses war auch bei der Lokomotive vorne. Zudem haben wir hier einen Punkt, der noch bei allen Maschinen dieser Baureihe gleich gelöst wurde.

Aufgebaut wurde dieses Laufdrehgestell nach der Bauart Bissel und es besass einen aus Stahlblech aufgebauten Rah-men. Wie beim Lokomotivrahmen, wurden dieser Drehge-stellrahmen mit Nieten verbunden und so zu einem sta-bilen Bauteil.

Die beiden Achsen des Drehgestells lagerten in den damals üblichen Gleitlagern und sie wurden in einem Abstand von 2 200 mm montiert.

Diese Achsen wurden mit Lagerschalen aus Weissmetall im Lagergehäuse eingebettet. Zur Schmierung des schnell drehenden Lagers wurde eine Sumpfschmierung verwendet. Das benötigte Schmiermittel wurde in einem Gefäss, das sich unmittelbar beim Lager befand mitgeführt.

Die vertikalen Bewegungen des Achslagers wurden hingegen mit Fett geschmiert. Damit waren diese gegenüber den älteren Modellen der Laufdrehgestelle nach Bauart Bissel zum Drehgestellrahmen hin beweglich eingebaut worden. Die Schmierung mit Fett verhinderte in den offenen Gleitlagern, dass sich das Schmiermittel im Betrieb zu schnell auswaschen konnte. Ein Prinzip, das in solchen Fällen immer wieder erfolgreich verwendet wurde.

Jede Laufachse im Bisseldrehgestell wurde mit zwei Rädern versehen. Dabei wurden zwei Speichenräder mit Bandage aufgezogen. Dabei diente die Bandage des Rades als Verschleissteil. Diese Lösung war bei den Schweizerischen Bundesbahnen SBB schon bei älteren Lokomotiven verwendet worden. Selbst der Durchmesser dieser Räder wurde mit 950 mm so gewählt, dass hier Achsen und Räder von anderen Baureihen verwendet werden konnten.

Da die Achsen nicht fest im Rahmen des Drehge-stells gelagert wurden, mussten diese gefedert wer-den. Dazu war jede Achse beim Lager mit innen liegenden Blattfedern abgefedert worden.

Wegen den kleinen Rädern mussten die Federn hoch eingebaut werden und zusätzlich auf Federstützen abgestellt werden.

Diese Federstützen wurden zusätzlich noch mit Schraubenfedern versehen. Dadurch war eigentlich eine zweistufen Federung eingebaut worden.

Bei der Abstützung der Lokomotive auf dem Dreh-gestell gab es unterschiedliche Ausführungen. Dabei wurde bei allen Lokomotiven ein am Rahmen befestigter Kugelzapfen verwendet.

Dieser stützte sich im Drehgestell auf ein Gleitstück ab, das aus Bronze bestand und mit Fett geschmiert werden musste. Jedoch wurde die Abfederung in diesem Bereich unterschiedlich ausgeführt. Damit kommen wir zu den ersten Abweichungen.

Die Laufdrehgestelle bei den Lokomotiven mit den Nummern 10 901 bis 10 903, 10 905 bis 10 907 und 10 909 bis 10 942 wurden mit normalen Blattfedern und dazwischen eingespannten Schraubenfedern zentriert und damit gegenüber dem Hauptrahmen abgefedert. Die restlichen Lokomotiven dieser Baureihe erhielten zur Zentrierung und Abfederung des Drehgestells an Stelle der Schraubenfedern Kegelfedern, die von aussen gut zu erkennen waren.

Damit kommen wir zu den vier Triebachsen. Deren Einbau und Lagerung wurde nicht bei allen Lokomotiven identisch gelöst. Wobei sich der Unterschied jedoch nur bei der vierten Triebachse zeigte und so die ersten drei Achsen einheitlich im Rahmen eingebaut wurden. Daher betrachten wir zuerst diese drei Triebachsen und sehen uns die vierte Achse später noch genauer an. Dabei beginne ich auch wieder bei der vordersten Triebachse.

Bei der ersten Triebachse wurden einfache Gleitlager verwendet. Diese liessen eine Bewegung der Achse lediglich in der vertikalen Richtung zu. Daher sprach man in diesem Bereich von einer festgelagerten Achse. Die Lager der zweiten und dritten Triebachse besassen jedoch ein seitliches Spiel. Dieses wurde mit 2 x 6 mm für die Achse zwei und mit 2 x 10 mm für die dritte Triebachse angegeben. Damit waren diese Achsen nicht fest gelagert.

Diese Lager besassen für den drehenden Teil Lagerschalen aus Weissmetall und entsprachen so den Laufachsen. Es wurde eine Sumpfschmierung verwendet, die mit Öl geschmiert werden musste. Dank dieser Schmierung konnte das Schmiermittel in einem Behälter im Kasten mitgeführt werden. Die vertikalen Bewegungen erfolgten mit Gleitbahnen, die mit Fett geschmiert wurden. Durch die straffen Gleitbahnen konnten sich die Achsen nicht radial einstellen.

Eingebaut wurden die Achsen mit einem Abstand von jeweils 1 950 mm. Das erlaubte, dass an den Achsen die wegen dem Antrieb benötigten grossen Räder mon-tiert werden konnten.

Mit einem Durchmesser von stolzen 1 610 mm waren es die grössten in der Schweiz verwendeten Räder. Es wurden auch hier Speichenräder mit Bandage verwen-det. Jedoch wurden die Speichen beim Rad auf der Seite des Antriebes nicht ausgebrochen.

Abgefedert wurden die Triebachsen mit üblichen tiefliegend montierten Blattfedern. Diese Federung war für Geschwindigkeiten bis 100 km/h ideal und sie hatte eine lange Schwingungsdauer. Damit konnte auf den Einbau von Dämpfern verzichtet werden.

Im Gegensatz zu den Laufachsen im Laufdrehgestell konnte hier jedoch auf die gefederten Federstützen verzichtet werden. Daher war der Aufbau sehr einfach möglich.

Wenn wir zu der vierten Triebachse kommen, kann erwähnt werden, dass der Aufbau der Achse und Triebräder identisch war. Jedoch wurde der Abstand zur dritten Triebachse auf einen Wert von 1 960 mm gestreckt. Wobei dieser Wert nun aber bei einigen Lokomotiven nur im geraden Gleis richtig war. Der Grund lag bei dem bei diesen Maschinen eingebauten kombinierten Drehgestell. Damit gab es zwischen den Nummern deutliche Unterschiede.

Die Lokomotiven mit den Nummern 10 901, 10 913 bis 10 933 und 10 943 bis 11 027 hatten die vierte Triebachse zusammen mit der einzelnen Laufachse in einem Javadrehgestell gelagert. Durch diesen Aufbau veränderte sich die Achsfolge der Maschinen. Diese musste hier korrekt mi 2’Co(A1’) angegeben werden. Ein Umstand, der jedoch in den Handbüchern nicht berücksichtigt wurde und daher für alle Maschinen 2’Do1’ verwendet wurde.

Beim Javadrehgestell war die Triebachse starr im Rahmen des Drehgestells gelagert worden. Da der Drehpunkt im Drehgestell jedoch sehr nahe bei der Triebachse lag, wurde diese in Kurven lediglich radial eingestellt und nur leicht seitlich verschoben.

Daher veränderte sich jedoch der Abstand zur dritten Triebachse je nach Radius, daher vorher auch die Erwähn-ung, dass der Abstand hier nur im geraden Gleis genannt werden darf.

Die Laufachse wurde hingegen im Javadrehgestell als Bissellaufachse ausgeführt. Damit konnte sie zusätzlich noch ausschwenken. Da diese Lösung jedoch nicht opti-mal funktionierte, wurde bei einigen Maschinen dieser Baureihe eine veränderte Lösung verwendet.

Dabei wurde die Laufachse nun als Adamsachse ausgeführt und man sprach von einem Java-Weiss-Drehgestell. Auf die Triebachse hatte diese Änderung jedoch keine Auswirk-ungen.

Dabei ermöglichte diese verbesserte Version des Javadrehgestells einen besseren Kurvenlauf und eine Reduktion des engsten befahrbaren Radius. Dieser wurde aber für die ganze Baureihe mit 105 Meter angegeben. Die Lokomotiven mit dem Java-Weiss-Drehgestell klemmten bei diesem Radius weniger. Der feste Achsstand betrug bei den Javadrehgestellen 3 900 mm, auch wenn eigentlich nur eine Achse wirklich fest im Rahmen lagerte.

Kommen wir nun zu den restlichen Lokomotiven mit den Nummern 10 902 bis 10 912 und 10 934 bis 10 942. Die vierte Triebachse dieser Maschinen wurde, wie die Achsen zwei und drei im Rahmen seitlich verschiebbar gelagert. Sie erhöhte daher den festen Radstand bei diesen Lokomotiven auf stolze 5 860 mm. In den Radien führte das aber dazu, dass die Maschine immer mehr klemmte. Daher bestimmten diese Modelle den minimalen Kurvenradius.

Kommen wir nun zu der einzelnen Laufachse. Diese wurde, wie wir schon erfahren haben im Javadrehgestell als Bissellaufachse und im Java-Weiss-Drehgestell als Adamsachse ausgeführt.

Bei den Lokomotiven ohne diese Drehgestelle wurde jedoch eine normale Bissellaufachse verwendet. Ich beschränke mich daher nun auf die Vorstellung dieser Laufachse, wobei die Angaben auch für entsprechende Achse im Javadrehgestell angewendet werden können.

Die Bissellaufachse zentrierte sich durch Blatt- und Schraubenfedern. Die Achse selber lief in den üblichen Gleitlagern mit Lagerschalen aus Weissmetall die Schmierung erfolgte mit einer Sumpfschmierung und das Schmiermittel war Öl. Die Räder entsprachen dabei dem Laufdrehgestell und hatten ebenfalls 950 mm Durchmesser. Selbst die Federung der Achse gegenüber dem Rahmen erfolgte mit der gleichen Federung.

Zum Schutz des Laufwerks wurden am Rahmen des Drehgestells und vor der einzelnen Laufachse jeweils zwei Schienenräumer montiert. Diese wurden mit einer Stange verbunden und so zusätzlich stabilisiert. Bei der Ausführung entsprachen diese Schienenräumer den üblichen Modellen, wie sie schon bei anderen Baureihen verwendet wurden. Dadurch konnte auch hier die Vorhaltung von Ersatzteilen reduziert werden.

Jede Triebachse wurde von einem eigenen Fahrmotor angetrieben. Dieser war fest im Rahmen der Lokomotive montiert worden und reichte in den Rahmen hinein. Das Drehmoment des Motors wurde über tangential gefederte Ritzel auf das grosse Zahnrad übertragen. Das Getriebe hatte eine Übersetzung von 1 : 2.57 erhalten. Das grosse Zahnrad lief zudem durch ein Ölbad, so dass die Zähne mit normalem Öl geschmiert wurden.

Um die Federung der Triebachsen gegenüber dem Zahnrad auszugleichen, wurden im grossen Zahnrad zwei Auslenkhebel verbaut. Diese beiden Hebel waren drehbar gelagert und über Zahnsegmente miteinander verbunden.

Zudem griffen sie in die am Triebrad montierten Mitnehmer. Durch die freie Bewegung der Hebel und die beiden Zahnsegmente konnte sich der Radsatz frei im Antrieb bewegen. Das Getriebe war davon jedoch nicht betroffen.

Dieser Buchliantrieb wurde nicht für diese Baureihe entwickelt, sondern kam schon bei den Maschinen der Reihe Ae 3/6 I sehr erfolgreich zur Anwendung. Er wurde nach seinem Erfinder Buchli benannt und unter der Leitung von der Firma BBC eingebaut.

Daher wird der Antrieb auch BBC-Einzelachsantrieb genannt. Der Vorteil bei diesem System nach Bauart Buchli lag damals in der relativ kleinen unge-federten Masse und der sauberen Entkopplung des Getriebes.

Eine Verschalung aus einfachem Blech schützte das Getriebe und den Antrieb vor Verschmutzungen aus dem Betrieb. Zudem verhinderte sie, dass Öl aus-treten konnte.

Jedoch war das Gewicht dieses Antriebes zu hoch, damit diese Verschalung diesen tragen konnte. Aus diesem Grund musste aussen ein am Kasten aufgehängter Hilfsrahmen montiert werden. Aufgebaut wurde dieser Hilfsrahmen aus Stahlguss und er umfasste alle vier Antriebe der Lokomotive.

Da der Antrieb jedoch intensiv geschmiert werden musste, wurde für die Schmierung der Bauteile des Antriebes und die Lager desselben eine eigene Lösung verwirklicht. Dazu wurden aussen am Hilfsrahmen eine vom Zahnrad selber angetriebene Schmierpumpe angebracht.

Für jeden Antrieb war daher eine eigene Pumpe benötigt worden. Als Schmiermittel wurde auch in diesem Bereich mit schnellen Bewegungen Öl verwendet.

Letztlich wurde das Drehmoment in den Triebrädern mit Hilfe der Haftreibung zwischen Lauffläche und Schiene in Zugkraft umgewandelt. Dieser wiederum wirkte über die Lagerung und den Rahmen auf den Zughaken.

Es war hier daher eine klassische Kraftübertragung vorhanden. Da diese von der Adhäsion abhängig war, musste eine zusätzliche Einrichtung zur Verbesserung bei schlechtem Zustand der Schienen eingebaut werden.

Um das Adhäsionsgewicht zu verbessern wurden daher Sandstreueinrichtungen eingebaut. Diese wirkten jeweils auf die erste und dritte Triebachse und streuten den Quarzsand mit Hilfe von Druckluft unmittelbar vor das jeweilige Rad.

Mitgeführt wurde dieser Sand in Behältern, die vom Maschinenraum aus und in der Mitte über eine Luke in der Wand der Antriebsseite befüllt werden konnten. Auch hier setzte man auf die vorhandene Technik.

Da der BBC-Einzelachsantrieb nur auf einer Seite der Lokomotive eingebaut wurde, bewirkte sein Gewicht unterschiedliche Belastungen auf den Triebrädern. Um dieses Gewicht auszugleichen, wurde die elektrische Ausrüstung im Maschinenraum auf die andere Seite verschoben.

Trotzdem gelang es nie so richtig, die Radlasten innerhalb der Achsen bei diesen Lokomotiven in Griff zu bekommen, die Maschinen der Reihe Ae 4/7 standen somit immer irgendwie schief auf dem Gleis.

Das wirkte sich natürlich auch auf die Abstimmung der Achslasten aus. Die Maschinen der Baureihe Ae 4/7 zeichneten sich daher durch eine ausgeprägte asymmetrische Konstruktion aus.

Um die vorgegebenen Grenzwerte einhalten zu können, musste der Aufbau genau ausgeführt werden. Daher konnten für die Triebachsen 19.3 Tonnen und für die Laufachsen 13.6 Tonnen angegeben werden. Die seitlichen Differenzen in den Achsen waren jedoch sehr gering.

 

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