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Mechanische Konstruktion
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Die Lokomotive wurde als klassische Rahmenlokomotive konstruiert. Das mag vielleicht viele Leser überraschen, aber bei der kurzen Bauweise war das immer noch eine der besten Lösungen. Da zur gleichen Zeit Lokomotiven mit dreiachsigen Drehgestellen gebaut wurden, war klar, dass diese bei einer dreiachsigen Lokomotive nicht verwendet werden und man zur klassischen Rahmenbauweise zurück greift.
Der massive Rahmen stellte einen Hohlkörper dar, der mit Querträgern und den beiden Stossbalken zu einem Barrenrahmen verbunden wurde. Die einzelnen Teile des Rahmens wurden durch schweissen miteinander verbunden. Obwohl man einen veraltet scheinenden Rahmen verwendete, kann klar gesagt werden, dass dieser mit den modernsten Fertigungsmethoden erstellt wurde. Dazu gehörte sicherlich auch das verschweissen der einzelnen Bauteile.
Eine besondere Beachtung musste bei der Konstruktion des Rahmens nicht geschenkt werden. Die Anordnung der Achsen war einfach und die Fahrmotoren waren auch an bestimmten Stellen montiert worden. So wurden weder Kröpfungen noch andere spezielle Bauformen nötig. Daher war der Barrenrahmen sehr einfach zu erstellen. Trotzdem musste er die auftretenden Kräfte übernehmen.
Stirnseitig wurde der Rahmen durch je einen Stossbalken abgeschlossen. Die Länge des fertig erstellten Rahmens belief sich auf 8'720 mm. Somit war klar, dass die Lokomotive mit 10'020 Millimeter nur unwesentlich länger wurde als vorgegeben. Anders ausgedrückt, war die Maschine bei eingedrückten Puffern durchaus kürzer als 10 Meter und erfüllte so die Vorgaben des Pflichtenheftes. Nur, durfte damit nicht gerechnet werden.
Der Stossbalken hatte die Aufgabe die Zug- und Stossvorrichtungen der Lokomotive aufzunehmen. Dabei bestanden die Stossvorrichtungen aus den beiden Hülsenpuffern mit runden Puffertellern. Diese Puffer waren damals üblich und wurden bei allen Lokomotiven verwendet. Auf rechteckige Pufferteller konnte man wegen der kurzen Bauweise der Lokomotive ohne Probleme verzichten. Montiert wurden diese Puffer direkt auf dem Stossbalken.
Der Zughaken, der federnd im Rahmen gelagert war, bildete zusammen mit der Schraubenkupplung nach UIC die Zugvorrichtung. Die Kupplung konnte mit Hilfe eines Hilfshakens so verstaut werden, so dass ein schnelles kuppeln der anderen Fahrzeuge im Rangierdienst sehr schnell möglich war. Dabei darf nicht vergessen werden, dass diese Zugvorrichtungen nicht speziell verstärkt ausgeführt wurden, da man mittlerweile erkannt hatte, dass diese im Rangierdienst nicht viel stärker belastet wurden.
Abgedeckt wurde der Rahmen durch die Aufbauten der Lokomotive und durch ein um die Vorbauten verlaufendes Umlaufblech. Dieses Umlaufblech bestimmte daher auch die maximale Breite der Lokomotive und deckte das Laufwerk von oben her ab. Das Umlaufblech wurde mehrfach genutzt. Über den Stossbalken diente es als Rangierplattform und seitlich zur Wartung der Lokomotive. Es war zudem mit Luken versehen, die von oben den Zugang zu den, in Kästen daran montierten, Bauteilen ermöglichten.
Auf dem Rahmen aufgebaut wurde das Führerhaus. In Anlehnung an die Dampflokomotiven wurde es über der dritten und somit hintersten Achse der Lokomotive aufgebaut und fest mit dem Rahmen verbunden. Es benötigte die gesamte Breite der Lokomotive und bildete so die breiteste Stelle des Fahrzeugs. Die Position des Führerhauses erlaubte zwar auf eine Seite einen guten Überblick, hatte aber den Nachteil, dass auf der anderen Seite kaum etwas vom Fahrweg zu erkennen war.
Die beiden Seitenwände waren gleich aufgebaut. Sie wurden im unteren Bereich senkrecht nach oben geführt und auf Höhe der unteren Fensterkante nach innen gekröpft. Eine Haltestange in diesem Bereich war für die Reinigung der Fenster vorgesehen. Der Einzug war nötig um das Lichtraumprofil der SBB mit dem hohen Führerhaus nicht zu verletzen. Das Führerhaus musste bei dieser Lokomotive so hoch gebaut werden, da unter ihm der Platz für den Treibstoffbehälter geschaffen werden musste.
Die Fenster der Seitenwände befanden sich nur im eingezogenen Bereich, so dass flache Gläser verwendet werden konnten. Jede Seite hatte drei Fenster. Die beiden seitlichen Fenster waren schmal und fest in der Seitenwand eingebaut. Das mittlere Fenster war hingegen mehr als doppelt so breit und grenzte sich mit zwei schmalen Fenstersäulen von den beiden seitlichen Fenstern ab. Das mittlere Fenster war als Schiebefenster ausgeführt werden und konnte, indem beide Scheiben zur Seite geschoben wurden, geöffnet werden.
Die vordere Frontwand war zu einem grossen Teil vom Vorbau der Lokomotive verdeckt. Die eigentliche Wand war daher nur seitlich und oben zu erkennen. Im oberen Bereich wurden zwei gleichgrosse Fenster eingebaut. Sie wurden in der Mitte der Lokomotive durch eine breite Säule getrennt. Obwohl flache Gläser verwendet werden konnten, waren die Frontfenster nicht quadratisch. Sie folgten in ein paar Zentimeter Abstand der Aussenkontur der Lokomotive. Nur innen und unten waren die Kanten senkrecht, respektive waagerecht geblieben.
Auf der Rückseite des Führerhauses war eine identische Frontwand vorhanden. Sie besass ein grosses mittig angeordnetes Fenster. Dieses nahm fast die ganze Breite der Frontwand ein und war nur seitlich von einen schmalen Fenster flankiert. Dieses kleine Fenster, das auf der linken Seite des Fahrzeugs angeordnet wurde, folgte ebenfalls der Kontur des Führerhauses. Diese beiden Fenster waren in der Frontwand fest montiert worden. Es war also auch hier nicht möglich das Fenster zu öffnen.
Eine Zugangstüre zum Führerstand war hingegen auf der rechten Seite der Rückwand eingebaut worden. Die Türe nahm den gesamten Bereich neben dem hinteren Vorbau ein und musste im oberen Bereich ebenfalls eingezogen werden, da sie der Kontur der Seitenwand folgen musste. In der Türe selber war ebenfalls ein Fenster montiert, das in der Form und Grösse etwa dem kleinen Fenster der Rückwand entsprach.
Alle Frontfenster wurden mit unten montierten Scheibenwischern ausgerüstet. Diese Scheibenwischer wurden mit Druckluft betrieben und konnten entweder dauernd oder gar nicht laufen. Eine Interwallschaltung war hingegen nicht vorhanden. Im Winter konnten die meisten Frontscheiben mit Hilfe einer Fensterheizung geheizt und von Frost gefreit werden. Die Heizung verbesserte zudem die Festigkeit der Gläser.
Da der Boden des Führerhauses ein paar Zentimeter über dem auf dem Rahmen der Lokomotive montierten Umlaufblech lag, war die Unterkante der Türe weit über dem Umlaufblech. Die so entstandene Trittstufe war recht hoch. Damit der Zugang für das Lokomotivpersonal erleichtert wurde, war daher an der Rückwand ein Hilfstritt montiert worden. Dieser bestand aus einem einfachen Gitterrost, der an der Wand festgeschraubt wurde.
Gedeckt wurde das Führerhaus mit einem Dach, das leicht gebogen war und so das Führerhaus mittig etwas höher werden lies. So war gesichert, dass das Regenwasser auf dem Dach seitlich ablaufen konnte. An den Seiten wurde das Dach dann zum Abschluss stark abgerundet und bündig mit den Seitenwänden abgeschlossen. Es entstand so seitlich ein mit der Seitenwand bündiger Abschluss. Nur eine Dachrinne verhinderte, dass das Regenwasser vom Dach ungehindert über die Seitenwand lief.
Vorne und hinten wurde das Dach über das Führerhaus hinaus verlängert und seitlich bis auf die Breite der Vorbauten eingezogen. Es entstand so mehr Platz und für den Lokführer ein Blendschutz. Die Länge der Verlängerungen war dabei auf beiden Seiten gleich gross, so dass das Dach symmetrisch auf dem Führerhaus platziert war. Die auf dem Dach montierten Laufstege reichten jedoch nicht bis zu diesen Verlängerungen.
Vor dem Führerhaus wurde ein grosser Vorbau aufgebaut. Dieser war fest mit dem Rahmen verbunden, besass aber zahlreiche seitlichen Türen und Lüftungsgitter. Er führte mit gleichbleibender Breite über die ganze Lokomotive bis zur vorne an der Lokomotive angebrachten Plattform. Seinen oberen Abschluss fand der Vorbau knapp unterhalb der Unterkante der Frontfenster. Auch der obere Abschluss war waagerecht ausgeführt worden und besass zwei seitliche Laufstege, die aus auf dem Vorbau montiertem Riffelblech bestanden.
Da zur Wartung und bei der Inbetriebnahme der Lokomotive die beiden seitlichen Umlaufbleche begangen werden mussten, waren rund um den Vorbau herum, an der oberen Kante entlang, Haltestangen montiert worden. Eine Abstutzsicherung oder Begrenzung nach aussen gab es auf der Lokomotive jedoch nicht. Auch die Tore des Vorbaus überragten das Lichtraumprofil, wenn sie geöffnet wurden.
Der kleinere Vorbau, der hinter dem Führerhaus montiert wurde, war ebenfalls mit dem Rahmen fest verbunden worden. Die Lokomotive hatte somit keine abnehmbaren Hauben. Der Vorbau hatte nur eine seitliche Türe auf der Seite des Zugangs zum Führerraum. Von der Frontseite her waren die im Vorbau montierten Bauteile ebenfalls zugänglich. Sein oberer Abschluss war leicht nach hinten, also vom Führerhaus weg, geneigt. Haltestangen waren wegen der Kürze dieses Vorbaus auch nicht mehr vorhanden.
Die beiden vorne und hinten montierten Rangierplattformen konnten über breite mit einem Gitterrost versehene Trittstufen erreicht werden. Seitlich davon waren massive Griffstangen montiert worden. Das Umlaufblech wurde im Bereich dieser Trittstufen eingezogen, so dass der Aufstieg etwas bequemer wurde. Zudem erlaubte dieser Aufbau dem Rangierpersonal, sich auf der untersten Stufe aufzustellen. Ein Frontblech verhinderte zudem, dass das Personal auf der Fahrt abstürzen konnte.
Der Zugang zum Führerraum erfolgte daher in zwei Schritten. Zuerst wurde die hintere Rangierplattform mit einem der seitlichen Aufstiege betreten. Danach folgte man dem kurzen Vorbau zu Türe. Als einfache Absturzsicherung diente die Haltstange des Aufstiegs. Durch die erhöhte Führerstandstüre gelangte man letztlich mit Hilfe des Hilfstritts in das Führerhaus. Die Türe öffnete sich dabei gegen den Innenraum.
Zusätzlich wurden unten am Rahmen, auf beiden Seiten der Lokomotive, Bahnräumer montiert. Sie waren unter den Plattformen innerhalb der Aufstiege angeordnet worden. Die Bahnräumer bestanden aus einem massiven Stahlblech, das keilförmig geformt wurde, jedoch nicht bis zum Rahmen hoch reichte. Im Bereich der Kupplung wurde das Stahlblech zusätzlich mit einem Aufsatz aus Hartgummi verstärkt, da dort immer wieder die Kupplung am Blech anschlug.
Der Rahmen der Lokomotive wurde mit speziellen Federstützen an der Federung aufgehängt. Somit kann gesagt werden, dass die Lokomotive nicht auf den Achsen abgestützt wurde, sondern die Lokomotive war an den Achsen aufgehängt worden. Die Stützen zwischen der Achse zwei und drei waren mit einem Ausgleichshebel ausgerüstet worden. Hier bestand ein Unterschied bei den Prototypen, denn hier war der Ausgleichshebel zwischen Achse eins und zwei eingebaut worden.
Die hoch liegenden Blattfedern waren einerseits an den Federstützen und anderseits am Achslager fixiert worden. Eine feste Montage gab es dabei nicht. Durch die Führungen in den Federstützen konnten sich die Federn jedoch nicht verdrehen. So war gesichert, dass die Achsen beim Befahren von Kuppen oder Senkungen genug freien Weg hatten und so dem Gleis ohne zu entgleisen folgen konnten. Dabei konnte die entlastete Achse die Feder vom oberen Anschlag lösen und nach unten absacken.
Dank der Massenträgheit der Blattfedern konnte auf zusätzliche Dämpfer verzichtet werden. Die Blattfedern bestanden dabei aus mehreren einzelnen Federplatten, die nur beim Achslager miteinander verbunden waren. Die Reibung zwischen den einzelnen Blättern besorgte dabei die notwendige Dämpfung. Die Federung der Lokomotive war somit sehr einfach ausgefallen. Weitere Federelemente waren daher auch nicht mehr vorhanden.
Die einzelnen Triebachsen wurden in einem Abstand von 2'000 mm im Rahmen gelagert, so dass der feste Achsstand bei 4'000 mm lag. Die Lokomotive war so in der Lage, Radien bis hinunter auf 55 Meter zu befahren. Gekuppelt mit weiteren Fahrzeugen waren wegen der Schraubenkupplung nur noch 110 Meter möglich. Ermöglicht wurden diese Werte jedoch nur, weil sich die mittlere Achse in Querrichtung jeweils 8 mm verschieben konnte.
Die Achse selber war mit dauerhaft geschmierten Rollenlagern in den Achslagergehäusen gelagert worden. Die Lagergehäuse befanden sich dabei ausserhalb des Rahmens. Das Achslagergehäuse war in zwei senkrechten Achslagerführungen im Rahmen beweglich und erlaubte so die individuelle Höhenänderung der jeweiligen Achse. Es gab somit keine fix montierte Achse bei der Lokomotive, die so auch auf schlecht verlegten Geleisen sicher verkehren konnte.
Die jeweiligen Triebräder hatten einen Durchmesser von 1'040 mm und liefen innerhalb des Rahmens. Es kamen einfache Scheibenräder mit Bandage zur Anwendung. Die Bandagen konnten so als Verschleissteil leicht ausgewechselt werden. Dabei hatten die Bandagen der mittleren Triebachse geschwächte Spurkränze um den Lauf in engen Kurven zusätzlich zu verbessern.
Zusätzlich wurden die Spurkränze der Räder mit einer intensiven Spurkranzschmierung geschmiert. Der Verschleiss der Triebräder, der bei engen Kurvenfahrten stark anstieg, wurde so massiv gemindert. Die Spurkranzschmierungen reduzierten zudem auch den Lärm in den Kurven, da die Spurkränze besser an den Schienen vorbei gleiten konnten und so nicht so stark zum vibrieren angeregt wurden.
Die Triebachsen eins und zwei wurden mit je einem Elektromotor direkt angetrieben. Dieser übertrug das Drehmoment über einen Tatzlagerantrieb auf die jeweilige Achse. Der Motor stützte sich einerseits auf der Achse ab und war andererseits mit Gummielementen am Fahrzeugrahmen befestigt worden. Die Übersetzung des Getriebes betrug 1 : 6.75. Die Achsen waren dadurch in Längsrichtung fixiert und liessen deshalb keine radiale Ausrichtung zu.
Die dritte Triebachse verfügte über keinen eigenen Motor mehr. Sie wurde deshalb über eine Kuppelstange mit der zweiten Achse verbunden. Die Kuppelstange lagerte in den beiden Kurbelzapfen. Die Lager der Kuppelstange bestanden aus Tokatbronze und wurden mit Fett geschmiert. Diese Lager benötigten keinen Unterhalt mehr und wurden auch bei den anderen Rangierlokomotiven eingebaut.
Der Kurbelzapfen jeder Triebachse war in einem massiven Gussteil montiert worden. Dieses wurde wiederum fest zentrisch mit der Achse fest verbunden. Auf der, der Triebstange gegenüberliegenden Seite war ein Gegengewicht zum Massenausgleich vorhanden. Es gab daher keine Verbindung der Kuppelstange mit dem Rad selber. Das vereinfachte letztlich auch der Aufbau der Räder.
Auch zwischen den beiden ersten Triebachsen wurde eine ähnliche Kuppelstange eingebaut. Diese hatte jedoch auf Seite der zweiten Achse ein Gelenk erhalten. Dieses Gelenk erlaubte es der Kuppelstange, die über drei Achsen führte, sich bei Kuppen zu verdrehen. Das behinderte letztlich den freien Weg der Achse nicht mehr. Diese zwischen den direkt angetriebenen Achsen montierte Kuppelstange sorgte zudem dafür, dass die Kraft der beiden Motoren gleichmässig auf alle drei Achsen verteilt wurde.
Das in den Fahrmotoren erzeugte Drehmoment wurde über die Kuppelstangen auf alle Räder übertragen und dort in Zugkraft umgewandelt. Diese Zugkraft wurde dann über die Achslager und deren Gehäuse auf die Achslagerführungen und so auf den Rahmen der Lokomotive übertragen. Ab dort folgte dann der Kraftfluss auf den Zughaken und über die Schraubenkupplung auf die angehängten Fahrzeuge. Der Rahmen war daher massgeblich an der Kraftübertragung beteiligt.
Jedes Rad wurde mit vier Bremsklötzen beidseitig auf der Lauffläche abgebremst. Es kamen übliche Bremsklötze aus Grauguss zur Anwendung. Die zwei Bremssohlen pro Radseite waren in einem speziellen Sohlenhalter montiert worden und konnten so leicht ausgewechselt werden. Da sie jedoch innerhalb des Rahmens lagen, war der Zugang dazu nicht sehr einfach, was die Arbeiten trotz der Sohlenhalter erschwerte.
Die einzelnen Bremsklotzeinheiten wurden mit zwei Bremsgestängen verbunden. Dabei waren immer die äussere Achse und die zugewandte Seite der mittleren Achse verbunden. Das Bremsgestänge konnte mit einem automatischen Bremsgestängesteller dem Verschleiss der Bremssohlen angepasst werden und erlaubte so eine gleich bleibende Bremskraft. Jedes Bremsgestänge wurde mit einem eigenen mit Druckluft bewegten Bremszylinder beeinflusst.
Die direkt wirkende Rangierbremse der Lokomotive wurde vom Fahrschalter über ein Bremsventil der Bauart Charmilles gesteuert. Dieses steuerte die Rangierbremse in Abhängigkeit der elektrischen Bremse. Das heisst, die Rangierbremse wurde erst aktiviert, wenn die elektrische Bremse nicht mehr ausreichte. Dadurch konnte die Anwendung der Rangierbremse massiv reduziert werden, was den Verschleiss der Bremsklötze verringerte.
Die indirekt wirkende automatische Bremse steuerte die beiden Bremszylinder über ein mehrlösiges Loksteuerventil an. Sie arbeitete nur mit der schneller wirkenden P-Bremse. Auf den Einbau der G-Bremse wurde verzichtet, da im Rangierdienst ausschliesslich mit der P-Bremse gearbeitet wurde. Eine Hochleistungsbremse mit einer R-Bremse wurde, wegen der geringen Höchstgeschwindigkeit von 65 km/h, nicht benötigt.
Die automatische Bremse der Lokomotive wirkte immer auf die Bremsklötze der Lokomotive und über die Hauptleitung auf die angehängten Fahrzeuge. Für die Hauptleitung wurden an den Stossbalken jeweils zwei Luftschläuche montiert. Wurden diese nicht benötigt, konnten sie mit speziellen am Rahmen montierten Halterungen befestigt werden. Zum Abschluss der Hauptleitung waren am Rahmen Absperrhahnen vorhanden.
Eine direkt wirkende Schleuderbremse ergänzte die Druckluftbremsen und verhinderte das Durchdrehen der Räder bei schweren Anfahrten auf rutschigen Schienen. Sie wirkte dabei immer nur mit einem fest vorgegebenen Luftdruck auf die Bremszylinder und so über das Bremsgestänge auf die Bremsklötze. Sie konnte im Gegensatz zu den anderen eingebauten Druckluftbremsen nicht reguliert werden. Der Vorteil war jedoch deren schnelle Reaktion.
Über einen Kettenzug wirkte die mit einer Kurbel mit Arretierung bediente Handbremse auf das hintere Bremsgestänge. Somit konnte die Lokomotive mit einer von der Druckluft unabhängigen Bremse gesichert werden. Dabei reichte es durchaus aus, dass sie nur auf die halben Bremsklötze der Lokomotive wirkte. Die Handbremse reichte dabei auch aus um die Maschine in grösseren Steigungen sicher abzustellen.
Komplettiert wurde das Laufwerk mit zwei Sandern, die jeweils auf die beiden äusseren Räder wirkten. Die Sanderrohre waren mit speziellen Halterungen am Rahmen montiert worden. Der Sandvorrat wurde in am Rahmen montierten Sandbehältern gelagert. Die Sandbehälter waren verhältnismässig klein, was aber im vorgesehen Betriebseinsatz nicht hinderlich war, da die Lokomotive immer in der Nähe von Depots war und so jederzeit Sand nachgefüllt werden konnte.
Die für die Bremsen und die pneumatischen Verbraucher benötigte Druckluft, wurde mit einem im hinteren Vorbau montierten Rotationskompressor erzeugt und in im Rahmen montierten Luftbehälter gelagert. Der Kompressor wurde direkt ab dem Dieselmotor mit einer mechanischen Verbindung angetrieben und lief dauernd. Er war mit einer Leerlaufeinrichtung versehen, die verhinderte, dass der Druck in den Luftbehältern zu stark anstieg.
Die Farbgebung der Lokomotive entsprach jener der restlichen von den SBB im Rangierdienst eingesetzten Triebfahrzeuge. Das Führerhaus und die beiden Vorbauten wurden, wie die Schutzbleche bei den am Ende montierten Rangierplattformen und das Umlaufblech, in einem rotbraunen Farbton gehalten. Diese Farbgebung eignete sich bestens, so dass die Lokomotiven trotz den häufen Bremsungen nicht so schnell verschmutzt wirkten. Das Dach und das Fahrwerk wurden dunkelgrau gestrichen. Schliesslich wurde für die Griffstangen noch eine gelbe Farbe verwendet.
Die Anschriften wurden seitlich am Führerhaus angebracht. Die Fahrzeugnummer und die üblichen Herstellerbezeichnungen waren dabei auf speziellen Schildern angebracht worden. Während die Herstellerschilder nur seitlich vorhanden waren, montierte man an den Fronten zusätzlich auch die Schilder mit der Fahrzeugnummer. Dabei waren diese Nummernschilder die einzigen an der Front angebrachten Anschriften.
Die restlichen Anschriften der Lokomotive wurden nur mit gelber Farbe aufgemalt. Sie bestanden, neben der Fahrzeugbezeichnung, nur aus wenigen Angaben zu den vorhandenen Bremsgewichten. An der Lokomotive waren hingegen, wie bei allen Rangierlokomotiven der Schweizerischen Bundesbahnen SBB keinerlei Bahnanschriften vorhanden. Man erachtete diese bei Rangierlokomotiven als nicht notwendig. Noch war klar, wem die Lokomotive im Bahnhof gehörte.
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