Buchli-Antrieb

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Buchli-Gelenkhebelantrieb mit Innenrahmen

Der Buchli-Antrieb ist ein nach seinem Erfinder, dem Schweizer Ingenieur Jakob Buchli, benannter Antrieb für Elektrolokomotiven, der vor allem in der Schweiz und in Frankreich bei Schnellzuglokomotiven verbreitet war. Der Buchli-Antrieb ist ein vollabgefederter Einzelachsantrieb mit im Lokkasten untergebrachtem Fahrmotor. Der Antrieb war in den dreißiger Jahren sehr erfolgreich, wurde danach aber von kleineren, leichteren Antrieben abgelöst, die auf Grund kleinerer Unwuchten höhere Drehzahlen ermöglichten.

Konstruktion[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Buchli-Gelenkhebelantrieb

Jede Triebachse hat einen eigenen Motor, der im gefederten abgefederten Teil des Fahrzeugs angeordnet ist. Das Gewicht der Fahrmotoren ist von den Rädern, die den Stößen und Schlägen der Schienen ausgesetzt sind, vollständig entkoppelt.

Buchli-Antrieb der SNCF 2D2 5516

Das Großrad ist fest im Lokomotivkasten gelagert. Es ist über zwei Kuppelstangen (Lenker) mit dem auf den Schienen befindlichen Radsatz verbunden, die auf Schwinghebeln am Zahnrad gelagert sind. Die Schwinghebel stützen sich mit Zahnradsegmenten gegeneinander ab („Zahnschwinge“). Durch diese gelenkige Mechanik kann sich der Treibradsatz gegenüber dem Großrad in jeder Stellung in vertikaler Richtung bewegen - in die eine Richtung durch seitliches Ausweichen der Lenker und quer dazu durch die parallele Bewegung der Lenkerlager auf den Schwinghebeln. Die Zapfen im Radsatz und die Enden der Zahnschwingen sind kugelig ausgeführt, sodass sich die Kuppelstangen gegenüber den Radebenen neigen können. Dadurch kann der Radsatz gegenüber dem Lokkasten auch einseitig einfedern. Da er jede Bewegung des ungefederten Radsatzes ausgleichen kann, und nicht auf den weiteren Antriebsstrang überträgt, gilt er als vollabgefederter Antrieb. Auch die ungefederte Masse ist relativ gering, und umfasst fast nur den Radsatz.

Sein Hauptschwachpunkt ist seine Asymmetrie und der damit zusammenhängender ungleichmässige Gewichtsverteilung. Diese führt zu einer Unwucht, und macht im Radsatz Gegengewichte erforderlich, welche aber in Folge der beweglichen Teile -die sie mit auslösen- nie vollständig aufgehoben werden kann. Bei Anwendung eines einseitigen Buchli-Antrieb, sind im Lokomotivkasten Gegenmassnamen notwendig, damit keine seitliches Ungleichgewicht entsteht, und das linke und rechte Rad des Radsatzes jeweils denselben Raddruck aufweisen.

Normale Ausführung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Buchli-Antrieb wurde meistens als einseitiger Einzelachsantrieb mit Innenrahmen ausgeführt.

Der Lokomotivrahmen mit den Radsatzlagern befindet sich innerhalb der Radscheiben des Radsatzes. Auf einer Seite des Radsatzes ist das Großrad in einem Hilfsrahmen außerhalb des Radsatzes gelagert. Es ist von einem auffälligen Radschutzkasten umgeben. Jedes Großrad wird von einem eigenen Motor oberhalb des Großrades im Lokkasten angetrieben. Bei dieser Ausführung entsteht im Fahrwerk durch die außenliegenden Großräder eine stark einseitige Gewichtsverteilung. Damit der Schwerpunkt der Lokomotive auf der Längsachse bleibt, müssen die schweren Geräte im Maschinenraum gegenüber der Seite mit den Antrieben angeordnet werden. Die Lokomotiven haben das für den Buchli-Antrieb typisch asymmetrische Erscheinungsbild: Auf der einen Seite sind die Radsterne der Triebräder sichtbar, auf der anderen Seite werden sie fast vollständig durch die Radschutzkästen der Großräder abgedeckt.

Andere Ausführungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Neben der oben genannten normalen Ausführung gab es noch folgende Varianten:

Ausführung mit Außenrahmen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Lokomotivrahmen mit den Radsatzlagern befindet sich außerhalb der Radscheiben des Radsatzes. Der Radsatz wird von einer im Lokkasten gelagerten Hohlwelle umschlossen, auf der das Großrad sitzt.

Beispiele: Pennsylvania Railroad O1b, DR ET 11 01

Ausführung mit zweiseitigem Antrieb[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Radsatz ist mit zwei Großrädern gekuppelt. Der Motor hat auf beiden Seiten ein Ritzel. Die Zapfen in der Radscheibe sind um 180° gegeneinander verdreht, wodurch die Unwucht des Antriebes verringert werden kann. Gegenüber der einseitigen Ausführung lassen sich bei der zweiseitigen Ausführung größere Antriebskräfte übertragen. Bei dieser Anordnung besteht aber die Gefahr von mechanischen Verspannungen in den Antriebsteilen. Um diese von den Fahrmotorwellen fernzuhalten, wurden die Ritzel gefedert ausgeführt.

Beispiele: Französische Schnellzuglokomotiven: SNCF 2D2 5400, SNCF 2D2 5500, SNCF 2D2 9100

Ausführung mit zwei Motoren pro Achse[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zwei Fahrmotoren arbeiten auf ein gemeinsames Großrad, das mit einem Radsatz verbunden ist.

Beispiele: Pennsylvania Railroad O1b

Bewährung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Buchli-Antrieb ermöglichte in den 1920er-Jahren erstmals den Bau leistungsstarker, schnell fahrender Lokomotiven mit Einzelachsantrieb. Die möglichen Übersetzungen erlaubten auch den Einbau großer Motoren, die aber dank der vollen Abfederung gegenüber den Radsätzen auch bei schneller Fahrt die Gleise nicht übermäßig beanspruchten.

Nachteilig waren die vielen beweglichen Teile, die nach einer aufwändigen Ölumlaufschmierung verlangten und einen sorgfältigen Unterhalt nötig machten. Der Buchli-Antrieb setzte sich deshalb nur bei Schnellzuglokomotiven hoher Leistung durch, wo es keine Alternativen gab. Bei den SBB waren 240 Lokomotiven mit Buchli-Antrieb über 60 Jahre in Einsatz. Die Ae 3/6I waren von 1921 bis 1994 sogar 73 Jahre lang in Betrieb. Die französischen Bahnen hatten 100 Schnellzuglokomotiven während 50 Jahren im Einsatz. wobei der Antrieb bis anfangs der 1950er Jahre eingebaut wurde. Der Buchli-Antrieb wird heute nicht mehr verwendet, weil kleinere, schnelllaufende Fahrmotoren zur Verfügung stehen, die leichtere Antriebe ermöglichen. Außerdem wurde bei Buchli-Antrieben bei Geschwindigkeiten über 140 km/h die durch die Antriebsteile verursachten Unwuchten zu groß – ein Nachteil, der schon beim unmittelbar auf den Buchli-Antrieb folgenden Entwicklungsschritt mit dem SLM-Universalantrieb beseitgit wurde.

Fahrzeuge mit Buchli-Antrieb[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Land Bahngesellschaft Baureihe Anzahl Baujahr Hersteller Achsformel Einsatz Bild
SchweizSchweiz Schweiz SBB Be 2/5 1 1918 SLM, BBC 1’(1Bo)1’ Versuchslokomotive SBB CFF FFS Be 25 BBC SLM 1.jpg
SchweizSchweiz Schweiz SBB Ae 4/8 1 1922 SLM, BBC (1’Bo1’)(1’Bo1’) Versuchslokomotive SBB Ae 4 8 11000 Grossmutter Anfangs der 1920er Jahren.jpg
SchweizSchweiz Schweiz SBB Ae 3/6I 114 1920–1929 SLM, BBC,

MFO, SAAS

2’Co1’ Universallokomotive Ae 3-6-I buchli.jpg
SchweizSchweiz Schweiz SBB Ae 4/7 127 1927–1934 SLM, BBC,

MFO, SAAS

2’Do1’ Universallokomotive 11026Ae47BaumaI.png
SchweizSchweiz Schweiz SBB Ae 8/14

11801

1 1931 SLM, BBC (1A)A1A(A1)+(1A)A1A(A1) Güterzuglokomotive SBB Ae 8 14 11801 Rail Top.jpg
DeutschlandDeutschland Deutschland DR E 16 21 1926–1927

1932–1933

Krauss, BBC 1’Do1’ Schnellzüge 116 010-0 München Hbf (1970).jpg
DeutschlandDeutschland Deutschland DR ET 11 01 1 1935  ME, BBC Bo’2’+2’Bo’ Triebwagen ET 11 01 23-11-57 Reutlingen.jpg
FrankreichFrankreich Frankreich État

SNCF

Etat E 501–523

2D2 5400

23 1936–1938 Fives-Lille, CEM 2’Do2’ Schnellzüge SNCF 2D2 5413 b.jpg
FrankreichFrankreich Frankreich PO

SNCF

E 501–502

2D2 5501–5502

2 1925 SLM, BBC 2’Do2’ Schnellzüge E-502 PO.jpg
FrankreichFrankreich Frankreich PO

SNCF

E 503–537

2D2 5503–5537

35 1933–1935 Fives-Lille, CEM 2’Do2’ Schnellzüge 2D2-5525-a.jpg
FrankreichFrankreich Frankreich PO

SNCF

E 538–545

2D2 5538–5545

8 1938 Fives-Lille, CEM 2’Do2’ Schnellzüge PO-Midi E 543.jpg
FrankreichFrankreich Frankreich SNCF 2D2 5546–5550 5 1942–1943 Fives-Lille, CEM 2’Do2’ Schnellzüge SNCF 2D2 5546.jpg
FrankreichFrankreich Frankreich SNCF 2D2 9100 35 1950–1951 Fives-Lille, CEM 2’Do2’ Schnellzüge 2D2-9108-a2.jpg
IndonesienIndonesien Indonesien ESS 3000 2 1924 SLM, BBC 1’Do1’ Schnellzüge ESS3002-1940.jpg
TschechienTschechien Tschechien ČSD E 465 2 1927 Breitfeld-Daněk, BBC 1’Do1’ Personenzüge CSD E465 0.jpg
BrasilienBrasilien Brasilien Paulista-Bahn 320 1 1932 SLM, BBC 1’Do1’ Schnellzüge CP 320 Brown Boveri Buchli.jpg
Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Vereinigte Staaten PRR O1b 2 1931 PRR, BBC 1’Bo1’ Personenzüge PRR O1.jpg

O1 7850 mit GE-Antrieb

Patente[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Patent US1298881: Shaft-Coupling. Veröffentlicht am 1. April 1919, Erfinder: Jacob Buchli.
  • Patent DE304997: Kupplung. Angemeldet am 7. Dezember 1916, veröffentlicht am 19. April 1918.
  • Patent US1683674: Locomotive structure. Angemeldet am 18. August 1926, veröffentlicht am 11. September 1928, Erfinder: Karl Howard.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Gustav Nagel: Hierzulande ein Exot. Der Buchli-Antrieb. In: LOK MAGAZIN. Nr. 253/Jahrgang 41/2002. GeraNova Zeitschriftenverlag GmbH München, ISSN 0458-1822, S. 64–65.
  • Werner Nef: Buchli-Oldtimer der Schweiz, 2003, ISBN 3-7654-7125-9.
  • Karl Sachs: Elektrische Triebfahrzeuge, 1953, Band I, S. 298–301.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]