Fahrwerk mit Antrieb

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Das Fahrwerk der Lokomotive D6 war in zwei Teile aufgeteilt worden. Den hinteren Teil haben wir vorher beim Rahmen der Lokomotive bereits kennen gelernt. Nun wollen wir uns den zweiten Teil noch genauer ansehen, denn dieser bestand aus einem Drehgestell. Wie bei solchen Bauteilen üblich, besass dieses einen eigenen Rahmen. Wir müssen diesen ansehen, bevor wir uns dem eigentlich Laufwerk zuwenden können.

Auch beim Drehgestellrahmen wurden Stahlbleche verwendet, die mit Nieten zu einem tragenden Bau-teil verbunden wurden. Wie bei der eigentlichen Lo-komotive wurde hier ein Plattenrahmen verwendet.

Dieser war so aufgebaut worden, dass er auch den vorderen Abschluss der fertig aufgebauten Lokomo-tive bildete. Daher war auch hier ein Stossbalken als Abschluss vorhanden. Dieser war nun auf der vor-deren Seite vorhanden.

Bevor wir uns aber dem Stossbalken zuwenden, müssen wir diesen Rahmen des Drehgestells noch mit jenem der Lokomotive verbinden. Dabei war wichtig, dass diese Verbindung in einem gewissen Rahmen beweglich war.

Das Drehgestell konnte sich dabei gegenüber dem Rahmen frei bewegen, war jedoch bei der Position fixiert worden. Dazu wurde ein Drehzapfen zwischen den beiden Rahmen eingebaut und dieser hatte eine besondere Position.

Während sich die Aufnahme beim Rahmen der Loko-motive am vorderen Ende befand, war das beim Drehgestell am hinteren Ende der Fall gewesen. Die hier vorhandene Kupplung mit dem Rahmen der Lokomotive war das Merkmal der Bauart nach Anatole Mallet. Lange Laufwerke waren so ohne Probleme möglich geworden. Im Gegensatz zur Bauart Garatt, war hier aber ein Teil immer noch im Rahmen der Lokomotive gelagert worden.

Um den Verschleiss bei der Kupplung der beiden Rahmen zu vermindern, wurde eine Schmierung mit Öl vorgesehen. Diese hatte jedoch den Nachteil, dass sich das Drehgestell so frei bewegen konnte, dass es die Laufeigenschaften der Lokomotive negativ beeinflusst hätte. Aus diesem Grund wurde die Kupplung zwischen dem Drehgestell und dem Rahmen der Lokomotive mit Hilfe der eingebauten Blattfedern beruhigt.

Diese kräftigen Rückstellfedern verhinderten, dass sich das Drehgestell ungehemmt bewegen konnte und sich so aufschaukelte. Das führte dazu, dass die Lokomotive trotz dem Drehgestell einen ruhigeren Lauf bekommen sollte.

Auch wenn das Verhalten verbessert wurde, konn-ten nicht die Werte von normalen Lösungen bewirkt werden. Wer sich mit denen befasste, weiss, dass dort bei den Laufachsen ähnliche Lösungen verbaut wurden.

Damit haben wird die beiden Rahmen verbunden und können uns nun dem Stossbalken des Drehge-stells zuwenden. Hier gab es gegenüber der Loko-motive keine Unterschiede mehr.

Bei den Zug- und Stossvorrichtungen waren die Normen der UIC massgebend. Selbst die zuvor er-wähnten Schienenräumer waren hier vorhanden. Jedoch haben wir nun die beiden Enden der Loko-motive erhalten und können zum Messband greifen.

Da sich die Kupplung des Drehgestells in der Länge nicht verändern konnte, hatte die Lokomotive eine Länge von 13 776 mm bekommen. Dieser Wert war bei der Gotthardbahn schlicht ein neuer Rekord. Speziell war dabei nur, dass dieses Mass nur korrekt war, wenn auf geradem Gleis gemessen wurde. In Kurven gab es zwischen den beiden Seiten des Fahrzeuges jedoch Unterschiede, da sich das Drehgestell im Winkel veränderte.

Bevor wir uns endlich dem Laufwerk zuwenden können, haben wir bei den Aufbauten noch ein Bauteil, das nicht korrekt abgestützt worden ist. Es handelt sich dabei um den Kessel. Wir haben im vorherigen Abschnitt erfahren, dass dieser nur im Bereich der Feuerbüchse mit dem Rahmen der Lokomotive verbunden wurde. Das war auch bei anderen Baureihen so gemacht worden. Jedoch musste die Abstützung verändert werden.

Bei normalen Dampfloko-motiven lagerte der Kessel im Bereich der Rauch-kammer in einem Sattel.

Das ging hier nicht, weil sich das Drehgestell ja be-wegen konnte.

Um trotzdem eine korrekte Abstützung zu erhalten, musste eine andere Lösung gefunden werden.

An der Stelle des Sattels wurde der Kessel hier auf dem Drehgestellrahmen mit einer Gleitplatte abgestützt. Diese wurde mit Öl ge-schmiert und sie erlaubte die Bewegungen des Drehgestells.

Befuhr die Lokomotive nun eine Kurve. schwenkte das Drehgestell seitlich gegen die Innenseite der Kurve aus. Dank der Gleitplatte verschob es sich nun gegenüber dem Kessel, der somit weiterhin in der Ausrichtung der Lokomotive blieb. Auch das ist die Besonderheit der Bauart nach Anatole Mallet. Wir hingegen nehmen uns nun das zweigeteilte Laufwerk der Lokomotive vor und dabei werden wir gleich eine grosse Überraschung erleben.

Das Fahrwerk der Lokomotive war mit jenem des Drehgestells identisch aufgebaut worden. Sowohl bei der Achsfolge, als auch beim Aufbau der Antriebe gab es hier keinen Unterschied. Dieser wird sich erst bei der Vorstellung der Dampfmaschinen finden lassen. Um nicht alles doppelt zu behandeln, werde ich mich auf den Teil im Rahmen der Lokomotive beschränken. Sollte es Abweichungen beim Drehgestellrahmen geben, werden diese natürlich erwähnt.

Im Plattenrahmen wurden drei Achsen eingebaut. Deren Achswellen bestanden aus geschmiedetem Stahl und sie hatten die Aufnahmen für die Achslager und die beiden Räder erhalten. Deren Anschläge bestimmten die Spurweite. Das auf der Lagerfläche montierte Lager war in vertikalen Führungen gehalten worden. Für die hier vorhandenen linearen Lager, kamen Lösungen mit Stahl auf Stahl vor. Um die Reibung zu verringern, wurden diese mit Öl geschmiert.

Etwas genauer ansehen müssen wir die Achslagerführung der mittleren Trieb-achse. Diese war so aufgebaut worden, dass sich die Achse seitlich ver-schieben konnte.

So konnten auch enge Kurven befahren werden und die Verschiebung wurde mit dem eingebauten Querausgleich sogar noch durch eine der beiden äusseren Achsen unterstützt. Diese Lösung sollte den Verschleiss reduzieren und wir können nun den Achsstand ansehen.

Der feste Radstand wurde über die beiden äusseren Achsen gemessen. Da die drei Triebachsen gleichmässig verteilt wurden, ergab das einen Wert von 2 700 mm. So wurde durch die Tatsache, dass die drei führenden Achsen in einem Drehgestell gelagert wurden eine sehr gute Eigenschaft in den Kurven erreicht. Als Vergleich kann erwähnt werden, dass heute elektrische Lokomotiven in einem Drehgestell ähnliche Abstände haben.

Ein weiteres Gleitlager bei den Achslagern gab es durch die Tatsache, dass sich die Achse gegenüber dem Gehäuse drehte. Für dieses Lager musste etwas mehr Aufwand betrieben werden, denn es war deutlich stärker belastet, als da beim vorher vorgestellten linearen Teil des Achslagers der Fall gewesen war. Ein genauer Blick lohnt sich daher und hier kamen ebenfalls die damals verfügbaren Lösungen zur Anwendung.

Zur Verringerung der Reibung wurden die Lagerschalen aus Weissmetall aufgebaut. Dieses Material hatte gute Schmiereigen-schaften und war bei den damaligen Lagern üblich.

Trotz diesem Metall konnte die Reibung zur Achswelle aus Stahl nicht genug verringert werden.

Doch die hohe Drehzahl entstand so eine grosse Wärme, die von den Lagerschalen nicht gut aufgenommen werden konnte. Die Schalen schmolzen in dem Fall.

Um das zu verhindern mussten die Reibung noch mehr verringert und das Lager gekühlt werden. Beide Effekte konnten mit der Schmierung erzielt werden.

Dazu wurde das Schmiermittel Öl mit einer bei Achslagern üblichen Sumpfschmierung auf die Achswelle übertragen.

Dank den in den Lagerschalen enthalten Kanälen wurde das Öl zwischen diese und die Achse gedrückt. Dort wurde die Reibung verringert und die Wärme ans Schmiermittel abgegeben.

Mitgeführt wurde der Vorrat beim Schmier-mittel in einem beim Lager montierten Behälter. Aus diesem wurde das Öl mit der Hilfe von Dochten zum unter der Welle mon-tierten Schmierkissen geführt.

Die nur wenige Jahre später bei der Gott-hardbahn eingeführten Schmierpumpen gab es hier noch nicht.

Wir haben daher eine normale Schmierung erhalten, die aber auf dem Verbrauch des Schmiermittels aufgebaut wurde.

Das durch die Wärme verbrauchte Öl wurde aus dem Lager gedrängt. Dort vermengte es sich mit dem Staub zu einer zähen Paste, die dann im Bereich der Achse am Rahmen haften blieb. Es war daher eine Schmierung vorhanden, die auf Verbrauch ausgelegt worden war. Damals war der Begriff Umweltschutz noch nicht bekannt. Jedoch gelangte wegen der Vermengung mit dem Schutz nicht viel Öl in das Schotterbett.

Es wird nun Zeit, dass wir die Achsen abschliessen. Dazu müssen wir die beiden Räder auf der Welle aufziehen. Verwendet wurden übliche Speichenräder, die mit einem Radreifen bezogen wurden. Diese Bandagen besassen die Lauffläche und den Spurkranz. Da es sich hier um ein Verschleissteil handelte, war die maximale Abnutzung mit einer Verschleissrille gekennzeichnet worden. In dem Fall musste die Lokomotive zum Reifenwechsel.

Das so aufgebaute Triebrad hatte im neuen Zustand einen Durchmesser von 1 230 mm erhalten. Das waren ausgesprochen kleine Räder, die dafür sorg-ten, dass die Höchstgeschwindigkeit mit 45 km/h tief angesetzt wurde.

Jedoch hatten diese Räder für die Gotthardbahn auch Vorteile, denn der Durchmesser entsprach den neusten Modellen der Baureihe D4t und so konnte die Vorhaltung von Ersatzteilen gemildert werden.

Im Speichenrad waren noch die Gegengewichte zum Antrieb eingebaut worden. Wegen dem ge-ringen Durchmesser waren diese deutlich auffäl-liger, als das bei Baureihen mit grösseren Rädern der Fall war.

Hinzu kam, dass hier der Antrieb verstärkt wurde und so noch mehr Gegengewicht benötigt wurde. Bevor wir uns diesen Bereich ansehen, müssen wir die einzelnen Achsen noch mit einer Federung ver-sehen.

Bei jedem Lager der Achsen war eine Federung eingebaut worden. Es wurden die damals üblichen Blattfedern verbaut und sie befanden sich bei allen Achsen unterhalb des Lagers.

Dank der langen Schwingungsdauer dieser Feder-ung, konnte auf den Einbau einer Dämpfung ver-zichtet werden. Zudem fuhr die Lokomotive nicht so schnell, dass durch die träger arbeitenden Blattfedern grössere Probleme mit der Federung entstanden wären.

Wie bei allen Fahrwerken mit drei Achsen, musste die Federung die Kräfte beim Befahren von Kuppen und Senken ausgleichen. Damit das nicht zu unzulässig hohen Achslasten führte, waren die Federn der mittleren Achse mit Ausgleichshebeln mit einer der beiden aussen montierten Triebachsen verbunden worden. So konnten bei allen Achsen die gleichen Blattfedern eingebaut werden und wir müssen nur die Funktion ansehen.

Wurde eine Kuppe befahren, führte das zu einer Entlastung der vorlaufenden Achse und gleichzeitig zu einem Anstieg bei der mittleren Achse. Mit dem Ausgleichshebel wurden diese unterschiedlichen Kräftet ausgeglichen.

Die entlastete Achse wurde dadurch gegen die Schiene gedrückt. Bei einer Senke funktionierte die Einrichtung analog. Einzig die Ableitung der Kräfte erfolgte jetzt in umgekehrter Richtung.

Die dritte Triebachse war jedoch nicht mit einem Ausgleichshebel verbunden worden, was auch nicht notwendig war, weil die Einrichtung so bereits optimal arbeitete.

Sollten Sie bisher nun den Hinweis auf das zweite Fahrwerk vermisst haben, dann war das kein Fehler, denn es gab keinen, wir haben zwei identische Laufwerke erhalten. Diese Hinweise gelten nun auch für den Antrieb, den wir uns noch ansehen müssen.

Wie bei den Dampfmaschinen üblich, wurde eine linear wirkende Kraft erzeugt. Diese wurde zudem in zwei Richtungen ausgewirkt. Eine direkte Umsetzung dieser Kraft für die Zugkraft der Lokomotive war schlicht nicht möglich. Es musste daher ein Antrieb verbaut werden und dabei wählte man auch hier den bei solchen Modellen üblichen Stangenantrieb. Zu Vereinfachung der Betrachtung beschränke ich mich auf einen Antrieb.

Zwischen dem Drehgestell und dem Hauptrahmen gab es eigentlich nur einen Unterschied, den wir uns schnell ansehen. Die Kolbenstange der Antriebe beim Drehgestellrahmen wurden durch den Zylinder geführt. Beim hinteren Teil war das nicht der Fall. Der Grund ist simpel, denn bei einer vergleichsweisen Ausführung wären die Stangen dem Drehgestell in die Quere gekommen. Zudem war der Aufbau der Dampfzylinder auch anders.

Die Bewegung der Kolbenstange wurde auf das Kreuz-gelenk übertragen. Dieses Gelenk war einseitig geführt worden und es erlaubte der zweiten Stange sich im Winkel zu verändern.

Dabei war dieser Winkel für die Belastung des Kreuzge-lenkes verantwortlich. Um eine Entlastung zu erreichen, wurden die Zylinder in einem leichten Winkel montiert. Das war so üblich und konnte hier wegen den kleinen Rädern nicht erkannt werden.

Wir sind nun bei der Schubstange, welche die Kraft auf das Rad übertrug. Um den Winkel beim Kreuzgelenk noch weiter zu verringern, wurde diese Stange mit dem Kurbelzapfen der von Zylinder aus gesehenen hintersten Achse gelagert.

Damit war bei jedem Laufwerk die Triebachse am Schluss. Eine Lösung, die bei Laufwerken mit drei Achsen nicht selten war. Das auch, weil hier keine Laufachsen die weiter entfernte Montage der Zylinder erlaubte.

Um den Stangenantrieb abzuschliessen, muss noch er-wähnt werden, dass die beiden anderen Achsen mit Kuppelstangen verbunden wurden.

Diese Triebstangen waren mit Gelenken versehen worden. Das erlaubte es diesen beiden Achsen sich unabhängig nach den Kräften der Federung zu bewegen. Eine ebenfalls übliche Lösung, so dass wir hier nicht so viele Neuigkeiten erwarten können, denn es war ein einfacher Aufbau.

Sowohl die erwähnten Gelenke, als auch die Drehzapfen liefen in Gleitlagern. Diese waren wie bei den Achslagern mit Lagerschalen aus Weissmetall versehen worden. Zur Schmierung wurde hier jedoch eine Nadelschmierung verwendet.

Das in einem Gefäss beim Lager mitgeführte Öl wurde durch anheben der Dosiernadel zum Lager geführt und übernahm dort die Schmierung. Auch jetzt wurde das verbrauchte Öl ausgeschieden.

Mit Hilfe des Kurbelzapfen wurde die lineare Kraft der Dampfmaschine auf die Triebachse und die beiden Kuppelachsen übertragen. Der effektive Kraftfluss über die Kolbenstange und das Kreuzgelenk muss nicht näher vorgestellt werden.

In diesen entstand dadurch ein Drehmoment, das für den Aufbau der Zugkraft benutzt werden konnte. Eine Anpassung der Drehzahl an die Bewegung des Dampfmaschine gab es jedoch nicht. Der Antrieb führte also nur zur Umwandlung und wir müssen jetzt nur noch die Zugkraft erzeugen.

Das Drehmoment im Rad wurde mit Hilfe der Haftreibung zwischen der Lauffläche und der Schiene in Zugkraft umgewandelt. Die hier geltenden physikalischen Gesetze wurden auch durch die Bauart Anatole Mallet nicht verändert.

Lediglich die Übertragung der Zugkräfte zu den Zugvorrichtungen war leicht anders, da beim vorderen Triebwerk für die Übertragung der Kräfte die Kupplung des Drehgestells zum Hauptrahmen genutzt werden musste.

Die mit allen Antrieben am Rad erzeugte Zugkraft wurde für die Bestimmung der Daten genommen. Bei der hier vorgestellten Lokomotive ergab das einen Wert von 85 kN. Speziell dabei ist, dass dieser Wert mit jenem der Baureihe D4t identisch war.

Da hier um Gegensatz zur Schlepptenderlokomotive aber kein Tender mitgeführt wurde, konnte dessen Gewicht der Anhängelast zugeschlagen werden. Mit den beiden zusätzlich Triebachsen war die Umsetzung der Kraft auch besser.

Sie sehen, dass bei der Anhängelast, die hier mit 200 Tonnen angegeben wurde, nicht alleine die Zugkraft wichtig war. Diese musste auf die Schienen gebracht werden. Das war bei der mit vier Triebachsen versehenen Baureihe D4t immer wieder ein Problem.

Hier standen dazu jedoch sechs Triebachsen zur Verfügung und so konnte die Kraft besser umgesetzt werden. Der Aufbau als Tenderlokomotive mit den vier Dampfmaschinen war daher vom Hersteller gut gewählt worden. Soweit können wir keinen Fehler feststellen.

 

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