Radsatz

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Treibradsatz, Achse als Kurbelwelle für den 3. Zylinder ausgebildet.
Ein Güterwagenradsatzlager der SBB Cargo (Schweiz)

Ein Radsatz bei Schienenfahrzeugen besteht aus der Radsatzwelle, den beiden Radscheiben und Lagergehäuse auf den Seiten, je nach Einsatzfall sind auf der Welle auch noch Bremsscheiben und/oder Zahnräder für den Antrieb montiert. Radsätze übertragen zum einen das Gewicht des Fahrzeugs auf die Fahrbahn bzw. die Schienen und führen zum anderen das Fahrzeug auf dem Gleis.

Man unterscheidet Treibradsatz und Laufradsatz. Ein Treibradsatz überträgt Beschleunigungs- und Bremskräfte auf die Schienen. Ein Laufradsatz, der frei von Antriebskräften ist, dient der Erhöhung der unterzubringenden Fahrzeugmasse, der Führung des Fahrzeuges und eventuell der Übertragung von Bremskräften.

Bei Dampflokomotiven unterscheidet man die Treibradsätze zusätzlich in Treib- und Kuppelradsätze. Während der Treibradsatz von der Dampfmaschine unmittelbar angetrieben wird, erfolgt der Antrieb bei den Kuppelradsätzen indirekt, meist über Kuppelstangen[1] oder beim Luttermöller-Achsantrieb über Zahnräder.

Im Unterschied zu einer Achse kann die Radsatzwelle also auch ein Drehmoment übertragen.

Aufbau[Bearbeiten]

Aufbau eines Radsatzes
Radsatz mit Bremsscheiben (SBB-Eurocity-Wagen)
Radsatzgruppe als Denkmal vor dem Bahnhof Saarbrücken

In der Regel haben die beiden Radscheiben schräge Laufflächen und sind mit der Radsatzwelle (durch Pressfügen) starr verbunden. Diese Kombination bewirkt den Sinuslauf, der das Fahrzeug in der Spur hält, bei hohen Geschwindigkeiten aber zur Instabilität neigt. Lediglich in einigen Ausnahmefällen sind die Radscheiben nicht fest mit der Radsatzwelle verbunden. Bei Radsätzen mit verstellbarer Spurweite lassen sich die Radscheiben auf der Radsatzwelle verschieben, eine Verdrehung gegeneinander wird jedoch verhindert.

Allfällige Keile, die bei Dampflokomotiven bei Treib- und Kuppelradsätze vorhanden sind, dienen nur zur Führung beim Aufpressen, damit die beiden Radscheiben mit ihren Zapfen in einem bestimmten Winkel zueinander stehen.[2]

Losradfahrwerke werden erst in jüngster Zeit entwickelt; wegen der fehlenden rotatorischen Verbindung führen sie nicht zum Sinus- oder Wellenlauf. Verwendet werden sie u.a. beim Talgo (als Einzelrad-Einzelfahrwerk) und bei verschiedenen Straßenbahnen, hier vor allem wegen der Möglichkeit zur Niederflurbauweise durch die fehlende Radsatzwelle und der positiven Bogenlaufeigenschaften auch bei kleinen Radien.

Die Radsatzlager befinden sich in der Regel außerhalb der Radscheiben (Außenlagerung). Unter anderem bei Personenwagen in Amerika, Straßenbahnen und Metrotriebzügen können sie auch innerhalb der Radscheiben liegen, wodurch sich durch die geringere Kragweite ein günstigerer Kraftfluss einstellt. Der Einbauort zwischen den Radscheiben erfordert aber teilbare Lager, da die Lager erst nach dem Aufpressen der Radscheibe angebracht werden können, bzw. auch ohne Entfernung der Radscheibe wechselbar sein sollten. Die Treibradsätze von Dampflokomotiven haben meistens eine Innenlagerung, da die Treibstangen außen vor den Radebene angeordnet sind. Auch andere Triebfahrzeuge besitzen zur Übertragung der Antriebskräfte zusätzliche, am Radsatz angebrachte Elemente wie Zapfen an den Radscheiben, eine gekröpfte Achswelle bei Dampflokomotiven oder zusätzliche Wellensitze für das Zahnrad des Antriebs bei Elektrolokomotiven und Zahnradlokomotiven.

Moderne Fahrzeuge, die anstelle direkt auf die Radlaufflächen einwirkender Bremssohlen mit Scheibenbremsen ausgestattet sind, haben zusätzliche Bremsscheiben. Diese sind entweder an den Radscheiben oder auf eigenen Sitzen auf der Radsatzwelle angebracht.

Für die Weg- und Geschwindigkeitsmessung, die Traktionskontrolle, den Gleitschutz und ggf. weitere Systeme wird die Drehung des Radsatzes durch Sensoren erfasst. Dazu befinden sich oft Wegimpulsgeber außerhalb der Achslager.

Betrieb[Bearbeiten]

Der Radsatz unterliegt hohen Beanspruchungen im Betrieb. Die Radsatzwelle wird durch das auf die Lager einwirkende Gewicht auf Biegung beansprucht. Weil sich der Radsatz beim Rollen des Fahrzeuges dreht, ist die Biegelast eine Wechselbeanspruchung. Die Radscheiben müssen Kräfte von Spurführung und Antrieb bzw. Bremse übernehmen. Bei Klotzbremsen kommt eine zusätzliche Belastung durch Erwärmung und Verschleiß der Laufflächen hinzu. Auch Scheibenbremsen leiten eine Wärmelast ein.

Wartung[Bearbeiten]

Aus diesem Grund müssen Radsatzwelle und Radscheibe regelmäßig nachgemessen und auf Risse abgesucht werden. Die Rissprüfung erfolgt heute mit einer Ultraschallprüfung, Wirbelstromprüfung oder Magnetpulverprüfung. Früher konnten nur visuelle Prüfungen durchgeführt werden. Daher hatten Dampfloks rote Räder, in deren Farbe Risse leichter zu erkennen waren. Bei Güterwagen werden die Radscheiben zur Prüfung mit einem Hammer angeschlagen. Aus dem Abprall des Hammers und dem Klang der Radscheibe kann auf das Vorhandensein von Rissen geschlossen werden. Die Laufflächen werden bearbeitet; bei Erreichen des sogenannten Betriebsgrenzmaßes werden Radreifen bzw. Radscheibe ausgetauscht.

Normen[Bearbeiten]

  • DIN EN 13103 "Bahnanwendungen - Radsätze und Drehgestelle - Laufradsatzwellen - Konstruktions- und Berechnungsrichtlinie; Deutsche Fassung prEN 13103:2006 (Norm-Entwurf).

Diese Norm ist anwendbar für Radsatzwellen für Rollendes Material, das für den Einsatz unter üblichen Betriebsbedingungen, wie sie in Europa herrschen, vorgesehen ist. Das zuständige nationale Arbeitsgremium beim DIN ist innerhalb des NA 087 Normenausschuss Fahrweg und Schienenfahrzeuge (FSF) der Unterausschuß NA 087-00-02 AA Fahrwerke.

  • Die Kennzeichnung der Radsatzfolge eines Fahrzeugs ist in DIN 30052 festgelegt.

Literatur[Bearbeiten]

  • Dampf-Lokomotivkunde Band 134 der Eisenbahn-Lehrbücherei der Deutschen Bundesbahn 2. Auflage Seiten 482-487 (Reprint von 1983 ISBN 3-9800684-2-0)

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Dampf-Lokomotivkunde Seite 482
  2. Dampf-Lokomotivkunde Seite 483