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Laufwerk, Antrieb und Neigetechnik
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Um das Laufwerk zu betrachten, müssen wir wieder zur Achsfolge zurückkehren. Zur Erinnerung, diese wurde mit (1A)‘(A1)‘ + (1A)‘(A1)‘ + 2‘2‘ + 2‘2‘ + (1A)‘(A1)‘ + (1A)‘(A1)‘ + 2‘2‘ + (1A)‘(A1)‘ + (1A)‘(A1)‘ angegeben. Bei einer genaueren Betrachtung erkennen wir, dass insgesamt 36 Achsen vorhanden waren und diese immer zu zweit in Drehgestelle gepackt wurden. Die Verteilung lässt sogar erkennen, das jeder Wagen davon zwei Stück hatte.
Weiter erkennen wir in der Achsfolge auch, dass von den 36 Achsen des Zuges nicht weniger als zwölf ange-trieben wurden. Aus Erfahrung ist daher zu erwarten, dass wir zwei unterschiedliche Drehgestelle haben werden.
Das stimmt jedoch nicht, denn die Antriebe waren speziell und hatten auf die Drehgestelle schlicht keinen direkten Einfluss erhalten. Das vereinfacht die Betrach-tung, denn es reicht, wenn wir ein Drehgestell an-sehen.
Aufgebaut wurde das Drehgestell mit Stahlblechen. Dieser hochfeste Werkstoff war für diese stark belasteten Bauteile ideal geeignet. Mit Hilfe der elektrischen Schweisstechnik wurde der Rahmen so aufgebaut, dass ein H entstand. Von der Seite konnte jedoch erkannt werden, dass eine gekröpfte Ausführung für den Drehgestellrahmen verwendet wurde und die Längsträger höher waren als der Mittelträger. Eine Konstruktion, die damals durchaus üblich war.
Dieser Drehgestellrahmen war nicht bei allen Drehgestellen identisch aufgebaut worden. Die beiden Modelle, die jeweils bei den Führerständen angeordnet wurden, besassen einen Stirnträger, der zur Aussenseite des Zuges angeordnet wurde. Er wurde hier benötigt, weil an diesem Träger die benötigten Bauteile der Zugsicherungen montiert werden mussten. Das führte unweigerlich dazu, dass hier das schwerste Drehgestell des Zuges zu finden war.
In jedem Drehgestell wurden zwei Achsen aus ge-schmiedetem Stahl eingebaut. Diese hatten einen Ab-stand von 2 700 mm erhalten, was ein durchaus üblicher Wert war.
Die hochfesten Achsen waren mit den Aufnahmen für die Räder, die Achslager und die Bremsen versehen worden. Vorerst bleiben wir jedoch beim Radsatz und dieser benötigte zwei Räder, die auf der Welle aufge-schrumpft wurden, und so fest montiert waren.
Bei jedem Rad handelte es sich um ein Monoblocrad. Diese Radsätze entsprachen soweit den üblichen Ach-sen, wie sie in allen Fahrzeugen der Schiene eingebaut wurden. Lediglich bei Triebachsen waren damals noch andere Lösungen vorhanden.
Hier hatten aber auch diese die erwähnte Ausführung erhalten. Unterschiedlich zu den anderen Fahrzeugen war nur der Durchmesser, denn dieser wurde auf 890 mm verringert.
Kleine Räder und hohe Geschwindigkeiten waren ei-gentlich keine gute Sache für die Achslager. Die Lager mussten daher für eine hohe Drehzahl ausgelegt wer-den.
Seit mit den TGV und ICE die Rekorde aufgestellt wur-den, war klar, dass die verbauten doppelreihigen Rol-lenlager auch damit kein Problem hatten. Diese aussen auf der Achswelle montierten Lager waren geschlossen und wurden mit Fett dauerhaft geschmiert.
Gegenüber dem Drehgestellrahmen war jede Achse mit vier Schraubenfedern abgefedert worden. Bei jedem Achslager wurde beidseitig davon je ein Stück verbaut.
Eine sehr gut funktionierende Federung, die auch für die hohen hier gefahrenen Geschwindigkeiten geeignet war. Andere Lösungen waren bei dieser Primärfeder jedoch nicht vorgesehen, denn die hier verwendete Bauart war sehr gut geeignet.
Schraubenfedern konnten wegen der sehr kurzen Schwingungsdauer auch schnell folgende Stösse aufnehmen. Jedoch neigten sie deshalb auch dazu, in eine eigene Schwingung zu geraten. Dieses Aufschaukeln musste verhindert werden und dazu wurde bei jedem Achslager ein Dämpfer eingebaut. Dieser Dämpfer war hydraulisch aufgebaut worden und er wurde immer zur Aussenseite des Drehgestells parallel zur Federung eingebaut.
Noch haben wir den Radsatz aber nicht geführt, denn die Schraubenfedern konnten keine Kräfte aufnehmen. Um die Position im Drehgestell zu bestimmen, wurden zwischen den Achslagern und dem Drehgestellrahmen längs verlaufende Führungen verbaut.
Diese konnten nicht aktiv gesteuert werden. Die Aus-führung war jedoch flexibel, so dass sich der Radsatz in den Kurven leicht einstellen konnte. Eine bei Neigezügen benötigte Lösung.
Jedoch waren die Achslagerführungen in ihrer Beweg-ung gehemmt worden. Das sorgte dafür, dass die Ein-stellung in den Kurven nicht mehr optimal war.
Damit wurde der Radsatz bei hohen Geschwindigkeiten auch nicht zu unruhig. Es war daher ein Kompromiss für das grosse Problem von Neigezügen, die schnell fahren sollten, aber auch in den Kurven keine zu hohen Kräfte erzeugen sollten. Nicht optimal, aber funktionierend.
Damit haben wir die Drehgestelle aufgebaut. Die Unterschiede zwischen den Modellen mit und ohne Antrieb betrafen diese jedoch nicht. Wir werden später den Antrieb ansehen und dabei erkennen, dass sich dessen Bauteile im Drehgestell eigentlich nur auf die Achse auswirkten. Bevor wir jedoch dazu kommen, müssen wir die Laufwerke unter dem Wagen platzieren und diese auch gegenüber diesem abstützen.
Nun kommen wir in den Bereich, die aus dem Triebzug einen Neigezug machte. Die bei der Baureihe ETR 450 noch verwendeten Portale waren verschwunden und die ganze Technik fand in dem Bereich zwischen Drehgestellrahmen und Kasten statt. Das war auch der Grund, warum die Rahmen gekröpft ausgeführt wurden, denn die Konstrukteure benötigten den so gewonnen Platz für die umfangreiche Technik der Kastenneigung.
Wie bei den meisten Drehgestellen von Reisezugwagen, musste auch hier eine zweite Federung eingebaut wer-den. Diese Federn befanden sich zwischen der ei-gentlichen Neigetechnik und dem Rahmen des Drehge-stells.
Auch hier wurden dazu die schon bei den Achsen ver-wendeten Schraubenfedern eingebaut. Insgesamt waren davon vier Stück verbaut worden. Immer zwei Stück bildeten je Seite ein Paar, das sich in Längsrichtung ausrichtete.
Auf dieser Sekundärfederung stützte sich die Pendel-traverse ab. Auch sie wurde gekröpft ausgeführt. Um die sehr kurze Schwingungsdauer dieser Federung zu kompensieren, war zwischen dem Drehgestellrahmen und der Pendeltraverse bei jedem Paar ein Dämpfer eingebaut worden.
Auch hier wurden hydraulische Modelle verwendet. Die-se arbeiteten sehr gut und konnten leicht eingestellt werden, was die Ausrichtung vereinfachte.
Auch die bei hohen Geschwindigkeiten in den doch recht kurzen Drehgestellen auftretenden Schlingerbe-wegungen mussten wirksam verhindert werden. Dazu wurden zwischen dem Kasten und dem Drehgestell wei-tere Dämpfer eingebaut.
Diese waren hydraulisch und so ange-ordnet worden, dass sie die Neigung des Kasten ohne grosse Probleme ausgleichen konnten. Das Laufwerk war so gut aufgebaut.
Wir haben auch jetzt noch das Problem zu lösen, dass sich das Drehgestell gegenüber der Pendeltraverse frei bewegen konnte. Um das zu verhindern, war ein Mitnehmer eingebaut worden.
Dieser war im Drehgestell platziert worden und er wur-de mit der Kastentraverse verbunden. Wegen der eingebauten Neigetechnik musste er dort als Pendel ausgeführt werden, welches nur in der Längsrichtung eine Stabilisierung erlaubte.
Seitlich war das Drehgestell daher immer noch sehr frei beweglich. Um die benötigte Zentrierung des Wagens zu erhalten, waren zwischen der Pendeltraverse und dem Drehgestellrahmen zwei Zylinder eingebaut worden. Diese wurden mit Druckluft betrieben. Dank dieser Lösung, die eine leichte Dämpfung erlaubte, wurde mit den Zylindern die Wirkung der Federung nicht aufgehoben. Diese konnte ihre Arbeit daher immer noch ausführen.
Die beiden Zylinder hatten aber noch einen weiteren Vorteil. Durch die Tatsache, dass sich der Kasten zur Seite neigen konnte, bestand die Gefahr, dass er auf dem Drehgestell aufstehen konnte. Das musste wirksam verhindert werden und die beiden Zylinder wirkten nun beschränkend. Gelöst wurde das einfach. War der Kolben komplett eingezogen, konnte er nicht mehr weiter zur Seite weichen, der Kasten wurde gehalten.
Zwischen der Pendeltraverse und der am Kasten montierten Kastentraverse wurde die eigentliche Neigetechnik eingebaut. Bevor wir uns diese ansehen, müssen wir die verbaute Abstützung ansehen. Dazu wurde die Kastentraverse über ein Pendel mit der Pendeltraverse verbunden. Das erlaubte es, dass sie sich seitlich frei in beide Richtungen bewegen konnte. Jedoch war in der Längsrichtung keine freie Bewegung möglich.
Die eigentliche Auslenkung des Drehgestells in den Kurven erfolgte daher zwischen der Pendeltraverse und dem Drehgestellrahmen. Das führte unweigerlich in der Sekundärfederung zu einer Belastung auf Torsion. Diese konnte jedoch von normalen Schraubenfedern nicht aufgenommen werden. Daher waren effektiv die dazu geeigneten Flexicoilfedern verwendet worden. Wobei sich diese nur in diesem Punkt unterschieden.
Noch haben wir das Problem, dass sich die Kastentraverse seitlich unkontrolliert bewegen konnte. Das hätte dazu ge-führt, dass der Kasten nicht stabil blieb. Jedoch wirkte die Neigetechnik des Triebzuges diesem Effekt entgegen.
Es wird daher Zeit, wenn wir uns mit dieser befassen und dabei war sie vom mechanischen Aufbau her sehr einfach ausgeführt worden. Trotzdem, der wichtige Teil befand sich in diesem Bereich.
Beidseitig wurden daher zwei Zylinder zwischen der Kasten-traverse und der schon bekannten Pendeltraverse eingebaut. Diese Zylinder sorgten dafür, dass der Kasten kontrolliert auf dem Drehgestell stand.
Eine Dämpfung war jedoch nicht mehr vorhanden, da man gerade in diesem Bereich eine kontrollierte Bewegung wollte. Daher sehen wir uns diese beiden Zylinder an, denn diese waren etwas anders aufgebaut worden.
Die für die Kastenneigung verbauten Zylinder waren als hydraulische Lösung ausgeführt worden und sie arbeiteten mit einem Druck von 315 bar. Das Hydrostatiköl wurde dabei durch die Steuerung so in die Zylinder geführt, dass sie den Kasten entsprechend ausrichteten. Je nach Vorgabe führte das dazu, dass dieser gegen die Fliehkraft zur inneren Seite der Kurve geneigt werden konnte. Wir haben die aktive Neigetechnik des Triebzuges damit kennen gelernt.
Durch die Verwendung von Hydrostatiköl gab es bei den Zylindern kaum eine Dämpfung. Im Gegensatz zu Druckluft lies sich eine Flüssigkeit nicht komprimieren und so war eine klare Stellung jederzeit möglich. Trotzdem war durch die Zeit, die das Öl benötigte in den Neigezylinder zu fliessen, eine dynamische Abfolge vorhanden. Das war der grosse Unterschied zu den später in diesem Bereich verbauten Lösungen mit mechanischen Stellantrieben.
Wir haben nun den Triebzug auf dem Fahrwerk abgestützt. Dabei haben wir auch erfahren, dass ge-wisse Bewegungen beschränkt waren. Das wiederum führte nun dazu, dass der Neigezug bei den Kurven gewisse Probleme hatte.
Bis auf einen minimalen Radius von 250 Meter konnte ohne Einschränkung gefahren werden. Das war insofern spannend, dass die Strecke über den Gotthard kaum grössere Radien kannte.
Wurden jedoch engere Radien befahren, durfte die Kastenneigung nicht mehr aktiv sein. Bei besonders engen Anlagen galten sogar massive Beschränkungen. Der minimal befahrbare Radus mit dem kompletten Zug war daher nur bis auf einen Wert von 110 Metern möglich.
Dabei durfte in diesem Fall aber nur noch mit einer Geschwindigkeit von 6 km/h gefahren werden. In Unterhaltsanlagen konnte es daher zu Problemen kommen.
Auch die Höhe können wir nun bestimmen. Diese wurde mit 3 700 mm angegeben. Damit konnten mit diesem Triebfahrzeug die Lichtraumprofile der Schweiz ohne Probleme eingehalten werden.
So schwer war das auch nicht, denn das Muster ETR 460 der FS wurde für Italien gebaut und dort wurde für den freizügigen Einsatz ein noch engeres Profil verlangt. Sie sehen, nicht nur in der Schweiz ging es bei den Bahnen eng zu und her.
Bisher waren alle Drehgestelle identisch aufgebaut worden. Da wir aber den Aufbau eines Triebzuges betrachten, müssen wir auch Antriebe einbauen. Dabei bot sich bei den damit versehenen Modellen ein grosses Problem.
Im Drehgestell gab es schlicht keinen Platz mehr für den Einbau eines Fahrmotors. Zudem hätte sich damit auch ein grosses Problem mit den Achslasten ergeben, denn diese durften bekanntlich nicht zu hoch sein.
Wenn wir uns an die Achsfolge erinnern, erkannten wir dort, dass bei den mit einem Antrieb versehenen Dreh-gestellen nur eine Achse damit versehen war. Zudem war diese bei allen Fahrzeugen immer gegen die Innenseite des Wagens ausgerichtet worden.
Das wurde benötigt, weil man den so vorhandenen Platz für den Antrieb nutzen konnte. Das entscheidende Merk-mal war, dass der Fahrmotor am Kasten montiert wurde.
Das nun im Fahrmotor erzeugte Drehmoment wurde an-schliessend mit einer Gelenkwelle auf die benachbarte Achse übertragen. Diese Gelenkwellenantriebe waren sehr leicht und sie funktionierten sehr gut.
Gerade die grosse Verbreitung im Strassenverkehr zeigte dies deutlich auf. Bei den Bahnen waren sie aber selten eingebaut worden und sie sollten wirklich zu einem Merkmal der Neigezüge werden, denn dort ging nur diese Lösung.
Durch die Gelenkwelle konnten die Bewegungen des Drehgestells, wie auch die Kastenneigung ohne Probleme ausgeglichen werden.
Damit war aber auch die Federung der Achse ausgeglichen worden. Die ungefederten Bauteile des Antriebs waren daher sehr gering, was ein grosser Vorteil des Gelenkwellenantriebs ist. Doch noch haben wir das Problem, dass wir das Drehmoment des Fahrmotors anpassen müssen.
Dazu wurde da bei diesem Antrieb benötigte und auf der Triebachse sitzende Getriebe benutzt. Bei diesen Winkelgetrieben konnte die Übersetzung leicht eingestellt werden. Hier war daher ein Wert von 1 : 2,864 vorhanden. Dabei wurde das Drehmoment so verändert, dass sich die Drehzahl verringerte und die Kraft gesteigert wurde. Eine Lösung, die bei den meisten Fahrzeugen für die Eisenbahn so gelöst wurde.
Während die Gelenke der Welle mit Fett geschmiert werden konnten, musste für das Winkelgetriebe eine andere Lösung gewählt werden. Das zum Schutz in einem Gehäuse eingebaute Getriebe besass daher eine Schmierung, die mit Öl ausgeführt wurde.
Diese Lösung funktionierte nach dem gleichen Prinzip, wie bei den anderen Getrieben. Wir haben daher den Antrieb abgeschlossen und müssen nur noch das Drehmoment umwandeln.
Das so auf die Triebachse übertragene Drehmoment wurde mit Hilfe der Haft-reibung zwischen der Lauffläche und der Schiene in Zugkraft umgewandelt. Die hier möglichen Werte waren dabei vom Zustand der Schienen abhängig.
Dabei muss jedoch gesagt werden, dass ein Fahrmotor nur ein Drehmoment erzeugen konnte, das auch bei schlechtem Zustand nicht zu hoch war. Daher waren keine Lösungen, wie eine Sandstreueinrichtung vorhanden.
Die nun vorhandene Zugkraft wurde von der Triebachse mit den Führungen bei den Achslagern auf den Rahmen des Drehgestells übertragen. Dort wurde die Kraft vom Mitnehmer aufgenommen und in den Kasten geleitet. Dabei vom Fahrzeug nicht benötigte Zugkraft wurde wiederum mit Hilfe der Haftreibung in Beschleunigung umgewandelt. Die hier vorhandenen Werte galten für den Fernverkehr und waren abhängig von der Steigung.
Zum Schluss bleibt noch zu erwähnen, dass der Triebzug ETR 470 als alleine fahrendes Fahrzeug konzipiert wurde. Anhängelasten waren daher schlicht nicht vorgesehen. Das haben wir zuvor erfahren, als erwähnt wurde, dass keine normalen Zugvorrichtungen vorhanden waren. Eine Lösung, die nur bei Neigezügen mit automatischen Kupplungen anders gelöst werden konnte. Der ETR 470 war klar ein Alleinfahrer.
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