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Fahrwerk mit Antrieben
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Das Fahrwerk des Triebwagens RBe 4/4 bestand aus zwei identisch aufgebauten Drehgestellen. Diese Bauweise hatte sich im Bau von Wagen durchgesetzt und wurde auch bei den Triebwagen mit wenigen Ausnahmen angewendet. Beim Bau von Lokomotiven zeigten die Baureihen Ae 4/4 und Re 4/4, dass damit auch für das Gleis schonende Fahrzeuge gebaut werden konnten. Insbesondere die leichte Reihe Re 4/4 war in diesem Punkt sehr gut.
Aufgebaut wurde der Drehgestellrahmen mit einzelnen ver-schweissten Stahlprofilen. Die Bestandteile waren die seitlichen Wangen, der mittige massive Querträger und die beiden schwächeren Stirnträger.
Damit ergab der Aufbau von oben oder unten betrachtet ein geschlossenes H. Man versuchte die Verwendung von gegossenen Bauteilen nach Möglichkeit zu vermeiden, da diese bei Drehge-stellen oft nicht den Belastungen standhalten konnten.
Die einzelnen Bleche wurden zu Hohlträgern verschweisst. Diese Lösung ergab einen sehr stabilen Rahmen, der jedoch sehr leicht war. Da man bei einem Drehgestellrahmen auf eine gute stabile Struktur setzen musste, waren die Hohlträger die einfachste und effektivste Methode um Gewicht einzusparen.
Der mittlere Querträger übernahm dabei die Hauptkräfte und den Drehzapfen. Daher wurde er massiver ausgeführt, als die beiden Stirnträger. Diese wiederum sollten nur die Wangen stabilisieren und waren deutlich schwächer ausgeführt worden. Jedoch wurden die nach innen gerichteten Stirnträger zur Aufnahmen der Bauteile für die eingebaute Zugsicherung benötigt. Diese waren damit aber bei jedem Drehgestell vorhanden.
Die erwähnten Wangen zwischen den Querträgern dienten der Aufnahme der beiden Achsen. Diese wurden im Drehgestell mit einem Abstand von 3 000 mm eingebaut. Dieser Wert wurde von der Baureihe Re 4/4 übernommen. Selbst der Triebwagen Ce 4/4 der BLS-Gruppe war identisch ausgeführt worden. So versuchte man bereits jetzt möglichst gute Voraussetzungen für die Zulassung der Zugreihe R zu schaffen, denn diese war wichtig.
Jede Achse war aus geschmiedetem Stahl geformt worden. Diese starken und stabilen Wellen wurden auf den Seiten mit den Aufnahmen für die beiden Räder und die Lager versehen. Dabei wurde eine aussenliegende Lagerung eingebaut.
Auch hier muss gesagt werden, dass sich diese Ausführung durchgesetzt hatte. Der Grund war, dass die Fahrzeuge dadurch weniger zu seitlichen Wankbewegungen neigten. Ein Punkt, der bei der Einhaltung der Achslasten wichtig war.
Die Räder jeder Achse waren als gegossene Speichenräder mit aufgezogenen Bandagen aus Stahl ausgeführt worden. Diese Bauweise hatte sich seit Jahren bewährt und half ebenfalls das Gewicht zu reduzieren. Dabei war der Radkörper aus Stahlguss hergestellt worden. Er wurde bei einer Erneuerung des Radsatzes immer wieder verwendet. Daher galt hier nur der Radreifen als Verschleissteil, das einer Abnützung unterworfen war.
Die beiden Räder wurden auf der Achse lediglich aufgeschrumpft und so stabil gehalten. Daher gaben die dazu verwendeten Sitze die Spurweite vor, welche auch hier bei 1 435 mm lag. Das Rad hatte dabei einen Durch-messer von 1 040 mm erhalten. Dieser konnte durch die Abnützung der Bandagen auf einen Wert bis zu 1 000 mm sinken. Der Verschleiss konnte anhand der Verschleissrille im Radreifen kontrolliert werden.
Beim Durchmesser entsprachen diese Räder den Einheitswagen und dem Triebwagen Ce 4/4 der BLS-Gruppe. Bei den Reisezugwagen wurden jedoch Vollräder verwendet. Jedoch waren auch diese mit Bandagen versehen worden. Daher konnten sowohl für die Wagen, als auch für das Triebfahrzeug die gleichen Radreifen verwendet werden. Ein Vorteil bei der Vorhaltung der benötigten Ersatzteile. Ein Punkt, der immer wieder zu Anpassungen führte.
Das Schmiermittel Fett wurde dabei bei der Herstell-ung eingefüllt und das Lager anschliessend verschlos-sen. Dadurch konnte es nicht austreten. Bei einer Revision des Laufwerks wurden die Lager jedoch neu geschmiert, beziehungsweise bei Bedarf ersetzt.
Um die Achse im Drehgestell an der bestimmten Posi-tion zu halten, wurden innerhalb der Schrauben-federn die Achslagerführungen eingebaut. Diese wa-ren so ausgelegt worden, dass sich die Achse nur nach oben und unten bewegen konnten.
Eine radiale Einstellung war jedoch nicht vorhanden. Auch die seitliche Federung der späteren Lokomotive Re 4/4 II gab es beim Triebwagen noch nicht. Damit konnte die Zulassung zur Zugreihe R jedoch noch nicht erreicht werden.
Für die Zulassung zur Zugreihe R mussten jedoch die Kräfte im Geleise reduziert werden. Der Triebwagen Ce 4/4 der BLS-Gruppe zeigte, dass dieses Fahrwerk sehr gute Laufeigenschaften besass, jedoch waren die Kräfte im Gleis immer noch etwas zu hoch. Damit diese weiter reduziert werden konnten, gab es bei der vorhandenen Achslast jedoch nur eine Lösung. Der Spurkranz musste zur Reduktion der Kräfte geschmiert werden.
Dadurch konnten bei identischen Kräften in den Kurven höhere Geschwindigkeiten gefahren werden. Der Trieb-wagen konnte daher trotz einer Achslast von 16 Tonnen bei den Prototypen und 17 Tonnen bei der Serie für die Zugreihe R zugelassen werden.
Gleichzeitig verminderte die Spurkranzschmierung das ohrenbetäubende Kreischen der Radsätze in den Kurven. Der Triebwagen konnte damit für Geschwindigkeiten bis 125 km/h zugelassen werden und war in den engen Kurven erst noch leiser, als die bisher eingesetzten Baureihen.
Eingebaut wurden die beiden Drehgestelle mit einem Ab-stand von 16 600 mm. Dieser Abstand wurden durch den Aufbau des Kastens bestimmt, denn damit kamen die Drehgestelle genau mittig unter den Einstiegen zum Einbau. Gleichzeitig konnte der immer wieder zu Problemen führende Abstand zu den Puffern auf 3 550 mm reduziert werden. Der minimal befahrbare Radius für den Triebwagen wurde daher mit 90 Metern angegeben.
Um die Höhe des Fussbodens zu reduzieren, musste für den benötigten Drehzapfen eine aufwendige Lösung verwendet werden. Hier diente die Lokomotive der Baureihe Re 4/4 als Muster. Daher wurde am Kasten ein Querträger montiert, der unter dem Drehgestellrahmen eingebaut wurde. Damit konnte der Drehzapfen nach unten eingebaut werden. So konnte die Höhe des Fussbodens deutlich gesenkt werden, sie blieb aber trotzdem über den Einheitswagen.
Der Drehzapfen war so eingebaut worden, dass er die freie Drehung des Drehgestellrahmens ermöglichte. Selbst die Kippbewegungen konnten problemlos ausgeführt werden. Es war daher nur in der Längsrichtung und seitlich eine Fixierung vorhanden. Das Drehgestell konnte sich frei bewegen, war jedoch an die Position gebunden, was einen stabilen Fahrverlauf des Triebwagens ermöglichte. Die Erfahrungen damit hatte man bei der Lokomotive Re 4/4 bereits gemacht.
So wurden an Stelle der bisher verwendeten Blattfedern, neu-artige Torsionsstabfedern eingebaut. Für eine zusätzliche Dämpfung und eine verschleissfreie Drehbewegung der Federn sorgten spezielle und mit Fett geschmierte Gummiplatten.
Dank den eingebauten Federschaken konnte sich das Drehgestell weiterhin ungehindert verdrehen. Die Federung war daher nicht an dieser Drehbewegung beteiligt. So konnten die gefürchteten Scherkräfte in den Torsionsstabfedern reduziert werden.
Wir haben den Kasten nun auf das Fahrwerk gestellt und können damit die Höhe bestimmen. Die angegebenen Werte berücksichtigten jedoch auch das Gewicht der später noch vorgestellten Baugruppen. Damit lag das Dach 3 840 über der Oberkante der Schienen. Dieser Wert lag somit leicht über dem Modell der BLS-Gruppe. Da hier jedoch die Abdeckungen für die Bremswiderstände nicht benötigt wurden, wirkte der Triebwagen tiefer, als das Muster.
Damit aus dem Fahrzeug ein Triebwagen wurde, musste dieses angetrieben werden. Jede Achse wurde dazu mit einem eigenen Fahrmotor versehen. Dieser Motor wurde im Drehgestell im verfügbaren Raum zwischen Achse und mittigem Querträger eingebaut. Es gab jedoch keine Abstützung des Motors gegenüber der angetriebenen Achse, so dass im Triebwagen der Baureihe RBe 4/4 ein voll gefederter Antrieb eingebaut werden musste.
Im ersten Schritt wurde die Drehzahl des Motors an jene der Triebachse angepasst. Dazu wurde ein schräg verzahntes Getriebe eingebaut, dessen Grossrad auf dem Hohlwellenstummel lagerte. Die gewählte Übersetzung wurde mit 1 : 2.74 angegeben.
Die Zahnräder mussten zur Reduktion des Verschleisses geschmiert werden. Dazu baute man um das Getriebe ein geschlossenes Gehäuse. Dieses besass eine Ölwanne, in der das Schmiermittel gelagert wurde. Drehte sich das Getriebe, lief das Grossrad durch das Öl und nahm dieses auf.
Damit wurde der Schmierfilm letztlich auch auf das Ritzel übertragen. Nicht benötigtes Schmiermittel tropfte anschliessend durch die Schwerkraft wieder in die Wanne.
In der zweiten Phase wurde das Drehmoment vom Hohlwellenstummel über einen Mitnehmerstern auf das Rad übertragen. Da die Verbindung zwischen der Welle und dem Rad beweglich war, wurde hier die Wirkung der Federung ausgeglichen. Zudem konnte so das Gewicht der ungefederten Masse auf die Achse und den Mitnehmer reduziert werden. Daher war ein nahezu vollständig abgefederter Antrieb eingebaut worden.
Die Konstruktion war jedoch so gut, dass der BBC-Federantrieb in dieser Ausführung noch bei vielen anderen Triebfahrzeugen der Schweizerischen Bundesbahnen SBB eingebaut wurde. Zu erwähnen sind hier sicherlich die Lokomotiven der Baureihen Re 4/4 II und Re 6/6.
Das so auf die Achse übertragene Drehmoment wurde dort mit Hilfe der Haftreibung zwischen Lauffläche und Schiene in Zugkraft umgewandelt. Massnahmen zur Verbesserung der Über-tragung der Zugkraft mit Hilfe von Quarzsand gab es im Gegensatz zu den anderen Baureihen der Staatsbahnen bei den Prototypen jedoch nicht. An Stelle der Sandstreueinrichtung wurde der Triebwagen mit einer optimierten Schleuderbremse versehen.
Gerade der Verzicht auf diese Sandstreueinrichtung konnte als Nachteil angesehen werden. Jedoch zeigten die Triebwagen der BLS Gruppe, dass diese Einrichtung bei solchen Fahrzeugen nicht benötigt wurde.
Der Vorteil der Schleuderbremse erachtete man in der Tatsache, dass mit dieser allenfalls am Rad klebendes Laub abgetragen wurde. So blieb das Rad sauber und konnte die Kräfte optimal auf die Schienen übertragen.
Bei den in Serie gebauten Triebwagen dieser Baureihe wurde diese Vorrichtung jedoch wieder eingebaut. Es hatte sich gezeigt, dass die etwas höhere Leistung der Modelle für die Schweizerischen Bundesbahnen SBB die Anwendung von Sandern bedingte.
Die Zugkraft einer Achse wurde anschliessend mit den Achslagerführungen auf den Drehge-stellrahmen übertragen. Von dort gelangte die Kraft schliesslich über den Drehzapfen auf den Wagenkasten und von dort zum Zughaken.
Dieser Entlastung wurde jedoch durch den nach unten eingebauten Drehzapfen gemildert. So hatte der Triebwagen eine gute Ausnützung der Zugkraft erhalten. Der Forderung im Pflichtenheft konnte daher entsprochen werden und im Betrieb sollte sich zeigen, dass der Triebwagen RBe 4/4 kaum dazu neigte durch Schleudern aufzufallen. Sollte dies trotzdem der Fall sein, konnte die Achse mit Quarzsand und Schleuderbremse abgefangen werden.
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