Drehgestell

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Hauptbauteile eines Drehgestells älterer Bauart mit Wiege
modernes Drehgestell ohne Wiege und mit Gas-Federn (Sekundärfederung) zwischen Wagenkasten und Drehg.-Rahmen, die radiale Bewegungen zwischen ihren Enden ermöglichen
(Triebwagen, ČD-Reihe 440)

Ein Drehgestell ist ein Laufwerk eines Schienenfahrzeugs, bei dem die Radsätze nicht direkt am Wagenkasten, sondern an mehreren um die Vertikalachse drehbaren Rahmen (Gestell) gelagert sind. Der Wagenkasten stützt sich i. d. R. auf zwei dieser Rahmen mit zusammen i. d. R. vier Radsätzen ab.

Der Grund für die Benutzung von Drehgestellen ist ihr jeweils geringer Achsabstand im Vergleich zu dem an einem langen Wagenkasten mit um die Vertikalachse nicht-drehbaren Radsätzen (sogenanntes Einrahmenfahrzeug mit i. d. R. zwei nicht-drehbaren Radsätzen). Mit sogenannten Drehgestellfahrzeugen können engere Gleisbögen befahren werden, wobei die Räder trotz Ausschwenken des Drehgestells zwar noch schräg auf den Schienen laufen, aber in einem viel kleineren Winkel. Durch die Vervielfachung der Radsätze vervielfacht sich auch die Tragfähigkeit eines Fahrzeugs. Außerdem verbessern Drehgestelle den Fahrkomfort, da sie vom Gleis ausgehende Stöße nur zur Hälfte an den Wagenkasten weiterleiten (in einem Moment erhält nur ein Radsatz einen Stoß).

Drehgestelle gibt es in verschiedenen Ausführungen. Neben der Anzahl der Radsätze wird auch zwischen Drehgestellen für Lokomotiven, Güter- und Reisezugwagen unterschieden, die unterschiedliche Anforderungen an die Konstruktion hinsichtlich Tragkraft, Fahr-Geschwindigkeit und Komfort stellen.

Vorteile (Zusammenfassung)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Drehgestellfahrzeuge weisen im Vergleich zu zweiachsigen Fahrzeugen in der Regel eine höhere Tragfähigkeit auf.

Gegenüber drei- oder mehrachsigen Fahrzeugen (meistens mit sogenannten freien Lenkachsen) haben Drehgestellfahrzeuge folgende Vorteile:[1]

  • besseren Laufverhalten in Bögen
  • Reduzierung der vertikalen und horizontalen Störungen durch das Gleis
  • Möglichkeit des Einbaus einer mehrstufigen Federung
  • Eignung für Fahrzeuge mit hohen Geschwindigkeiten und hohem Fahrkomfort
  • Höhere Entgleisungssicherheit
  • Geringerer Spurkranzverschleiß aufgrund des kleineren Anlaufwinkel und der geringeren Richtkräfte

Aufbau[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein Drehgestell besteht aus einem Rahmen, der auf den Radsätzen elastisch und gedämpft abgestützt ist. Auf dem Rahmen stützt sich – meistens auch elastisch und gedämpft – der Wagenkasten anteilig ab. Bei angetriebenen Drehgestellen (Triebdrehgestellen) trägt der Rahmen meist auch den oder mehrere Fahrmotoren und die nachgeschalteten Getriebe.

Aufbau eines älteren Reisezugwagen-Drehgestells
Aufbau eines älteren Reisezugwagen-Drehgestells
Teile eines älteren Reisezugwagen-Drehgestells:
1: Bremsklotzträger mit Bremsklotz • 2: Primärfeder • 3: Seitliche Abstützung für den Wagenkasten • 4: Drehpfanne
5: Rahmen • 6: Radsatzlager • 7: Sekundärfeder • 8: Sekundärdämpfer • 9: Rahmen-Boden • 10: Wiege

Rahmen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Drehgestellrahmen besteht meist aus zwei über den Radsatzlagern verlaufenden Langträgern und einem oder mehreren Querträgern. Die die Langträger an ihren Enden verbindenden Querträger (Kopfträger) werden manchmal als O-Rahmen, Drehgestellrahmen mit einem oder zwei mittigen Querträgern als H-Rahmen bezeichnet. Letztere haben den Vorteil, dass sich die Langträger leichter gegeneinander verwinden können und – wie auch durch die Federung erreichbar – die Radlasten aller Räder immer annähernd gleich groß sind. Der Rahmen ist heute meist eine geschweißte Stahlkonstruktion, seltener enthält er auch Gussteile oder ist als Ganzes gegossen. Früher wurden auch genietete Rahmen verwendet. Selten wurden die Drehgestellrahmen als Blechrahmen ausgeführt, welche hauptsächlich aus zwei hohen Rahmenwangen sowie mehreren Querträgern bestanden und neben den Radsätzen die Zug- und Stoßeinrichtung sowie die Vorbauten des Fahrzeugs tragen konnten, so beispielsweise bei der DR-Baureihe E 94.

Radsatzlager[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Radsatzlager dienen der Dreh-Lagerung des Radsatzes. Sie sind über die Radsatzlagergehäuse, die Radsatzlagerführung (vertikal), die Primärfedern und ggf. Schwingungsdämpfer mit dem Drehgestellrahmen verbunden.

Sie befinden sich meist außerhalb der Radscheiben (sogenanntes außengelagertes Drehgestell), wo sie für die Wartung leicht zugänglich sind, seltener zwischen den Radscheiben (sogenanntes innengelagertes Drehgestell). Letzteres war insbesondere bei Laufdrehgestelle älterer Lokomotiven üblich, um den Raum außerhalb der Radscheiben für den Stangenantrieb nutzen zu können. Auch bei Straßenbahnwagen mit begrenzter Wagenbreite (aber relativ großer Spurweite) sind sie weit verbreitet.

Die meisten europäischen Güterwagendrehgestelle haben einen Abstand zwischen zwei Radsätzen (kurz Radsatzabstand) zwischen 1,8 und 2,3 Metern. Drehgestelle für schnellfahrende Fahrzeuge haben Radsatzabstände von bis zu 3 Metern, um eine größere Laufruhe zu erreichen.

Federung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Drehgestell mit Primärfederung (zwischen Radsätzen und Drehgestell-Rahmen) und Sekundärfederung (zwischen Rahmen und Wiege)

Zur Verbesserung des Fahrkomforts gegenüber vom Gleis ausgehenden Stößen, und um Verwindungen des Gleises infolge Verwerfungen im Gleisbett befahren zu können, sind die Fahrzeuge gefedert, wobei sowohl die Radsätze gegenüber dem Drehgestellrahmen (Primärfederung) als auch der Drehgestellrahmen gegenüber dem Wagenkasten (Sekundärfederung) gefedert sein können. Bei Güterwagendrehgestellen ist in der Regel nur eine der genannten Federungen, bei Reisezugwagen- und Lokomotivdrehgestellen sind in der Regel beide Federstufen in Reihenschaltung vorhanden.

Primärfederung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Drehgestellrahmen stützt sich über die Primärfedern auf die Radsatzlagergehäuse ab. Früher wurden Blattfedern, heute meist Schraubendruckfedern oder Gummischicht-Federn verwendet.

Die Radsatzlagergehäuse werden entweder in Gabeln (Radsatzhalter, gleitend), mittels Lenkern (Radsatzlenker oder in einem Dreh-Gelenkviereck) am Rahmen vertikal geführt. Lenker werden insbesondere bei Triebfahrzeugen und in Lemniskatenlenker-Anordnungen angewendet. Anstatt der in einem Radsatzhalter über einen langen Weg gleitenden Führungen mit Reibungsverschleiß werden auch reibungsfreie (nur innere Reibung) Blattfedergeradführungen angewendet.

Sekundärfederung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In älteren Reisezugwagen stützte sich der Wagenkasten zuerst auf einem Querbalken (die sogenannte Wiege) und dann erst der Querbalken über Federn auf dem Drehgestell ab. Die Wiege zählte zu den gefederten Massen (gegenüber dem ebenfalls gefederten Wagenkasten vertikal unbeweglich), und die Dreh-Lagerung zwischen Wagenkasten und Drehgestell konnte konventionell, d. h. wie üblich mit einer axialen Lagerung ergänzt werden.

Für die Sekundärfederung wurden früher meist Blattfedern verwendet. Heute wird die Sekundärfederung bei Reisezugwagen in der Regel mit Schraubenfedern (gleich wie die Primärfederung) oder mit Luftfedern ausgeführt, bei Lokomotivdrehgestellen ausschließlich mit Schraubenfedern. Güterwagendrehgestelle haben in Europa in der Regel keine Sekundärfederung.

Bei modernen Reisezugwagen wird die Wiege (400 bis 700 kg Masse) inzwischen weggelassen und die sogenannte Flexicoil-Federung als Sekundärfederung angewendet.[3] Die vertikal belasteten und vertikal nachgebenden Schraubenfedern stellen sich bei der Auslenkung des Drehgestells zusätzlich S-förmig oder schräg ein. Gelegentlich innen angebrachte Stützen (je eine halblange, oben und unten an den Gegenstücken der Feder fixiert) verhindern, dass die Federn bei vertikaler Belastung in Schräglage ausknicken.[4] Die Federn machen die geringe Drehung (Größenordnung 5°) des Drehgestells mit, sodass auf die Zwischenschaltung einer Wiege verzichtet werden kann.

Die teureren Luftfedern lassen sich radial ebenfalls zusätzlich elastisch verformen und werden insbesondere bei komfortablen Reisezugwagen anstatt der preiswerteren Flexicoil-Schraubenfedern eingesetzt.

Die drehbare Verbindung zwischen Wagenkasten und Drehgestell[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die drehbare Verbindung zwischen Drehgestell und Wagenkasten wird in der eisenbahntechnischen Praxis entsprechend der übertragenen Kraftkomponenten (horizontal bzw. vertikal) wie folgt getrennt behandelt:

Wagenkastenanlenkung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Als Wagenkastenanlenkung wird die Übertragung der horizontalen Kräfte (radiale Lagerkräfte) zwischen Drehgestell und Wagenkasten und die dafür verwendeten Mittel bezeichnet.[1][5] Konstruktiv kann sie mit der Wagenkastenabstützung (Übertragung der Gewichtskraft (axiale Lagerkraft) des Wagenkastens) auch eine Einheit bilden. Bei Triebfahrzeugen ist heute aber die konstruktive Trennung von Wagenkastenabstützung und Wagenkastenanlenkung üblich.[5]

Für die drehbare Verbindung zwischen Drehgestell und Wagenkasten wurden zahlreiche verschiedene Lösungen entwickelt, Beispiele hierfür sind:

Beschreibung Bild
Dieses Drehgestell hat keine Sekundärfederung und keine Wiege. Anlenkung und Abstützung erfolgen gemeinsam in einem Kugelgelenk, dessen auf dem Drehgestell-Mittelquerträger befindliche Kugelpfanne (sogenannte untere Drehpfanne) eine nicht ganz halbkugelförmige Aufnahmefläche hat. Ein vertikal mittig durch die untere und durch die obere (am Wagenkasten befestigtes Teil einer Vollkugel) Drehpfanne führender Bolzen (sogenannter Drehpfannenbolzen) hält diese zusammen und sichert den Wagenkasten gegen Abheben vom Drehgestell. Das Kugelgelenk ermöglicht die Drehung zwischen Drehgestell und Wagenkasten um alle Raumachsen. Außen am Drehgestellrahmen feste Gleitstücke mit vertikalem Spiel begrenzen als Anschläge die Drehbewegung um die Längsachse (das sogenannte Wanken) des Wagenkastens. Eine Sekundärfederung ist nicht vorhanden. Diese einfache Lösung wurde vor allem bei Güterwagen-Drehgestellen angewandt.[1][6] tschechisches Drehgestell 26-2.8
Wie oben, mit dem Unterschied, dass die seitlichen Gleitstücke elastisch federnd am Wagenkasten anliegen. Das Wanken des Wagenkastens wird durch die Rückstellkräfte der Federn bereits stetig stärker behindert, bevor es durch die Anschläge allfällig ganz unterbunden wird. Die federnd vorgespannten Gleitstücke wirken auch als Reibungsbremsen gegen das Ausdrehen des Drehgestells, wodurch die Laufruhe verbessert wird. französisches Drehgestell Y 25[6]
Dieses Drehgestell ist mit einer Wiege und mit Sekundärfedern versehen. Die Anlenkung erfolgt mittels eines am Wagenkasten befestigtem Drehzapfens, der in eine Hülse (Lagerschale) am Drehgestellrahmen eintaucht. Der Wagenkasten stützt sich über seitliche Gleitstücke auf der Wiege ab. Weil diese das gesamte Gewicht des Wagenkastens über sich abstützen, wirken sie als deutlich stärkere Reibungsbremsen gegen das Ausdrehen des Drehgestells als im Beispiel vorher (federnde Gleitstücke). Das Wanken des Wagenkastens wird von der Wiege mitgemacht. Es wird von zu den Sekundärfedern parallelen Schwingungsdämpfern gemindert. Eingesetzt wird diese Lösung vor allem bei Drehgestellen für Reisezugwagen. deutsches Drehgestell GP200
Drehpfannenbolzen und obere Drehpfanne (massiver Zylinder) zu unterer Flachdrehpfanne

Dieses Drehgestell ist mit einer Wiege und mit Sekundärfedern versehen. Anlenkung und Abstützung erfolgen gemeinsam in einer flachen, unteren Drehpfanne auf der Wiege. Verbindung zwischen unterer und oberer Drehpfanne mittels Drehpfannenbolzen (s. links stehende Abbildung). Das Drehpfannen-Gelenk ist kein Kugelgelenk, sondern ein Radiallager. Diese Lösung wird überwiegend bei Drehgestellen für Reisezugwagen.[1]

deutsches Drehgestell MD-420
Dieses moderne Drehgestell hat keine Wiege aber dennoch eine Sekundärfederung. Dabei handelt es sich im eine Flexicoil-Federung. Der Wagenkasten stützt sich direkt auf den sekundären Schraubenfedern ab. Bei der Drehung zwischen Wagenkasten und Drehgestell werden die Schraubenfedern aus der Senkrechten heraus schräg gestellt. Dabei nimmt ihre Schraubenachse S-Form an. Die Federn haben relativ großen Durchmesser, so dass sie bei dieser Beanspruchung nicht ausknicken. Die Drehgestellanlenkung erfolgt drehzapfenlos über Zugstangen, Zug-/Druckstangen oder Stahlseile in einer virtuellen Drehachse. Diese Lösung wird sowohl bei Lokomotiven als auch bei Drehgestellen für Reisezugwagen verwendet.[1] Drehgestell der russischen Ellok der Reihe EP20
Bei einigen modernen Fahrzeugen ist die Wagenkastenanlenkung zusätzlich querbeweglich gestaltet. Dafür wird das Drehgelenk zwischen Drehgestell und Wagenkasten mit einem horizontal angeordnetem Lemniskatenlenker geführt. Querstöße auf das Drehgestell werden somit nur gefedert und gedämpft auf den Wagenkasten weitergeleitet. Beispiele mit je einem Bild:
S.9 unten, S.4 rechts, S. 47.

Wagenkastenabstützung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Als Wagenkastenabstützung wird die Übertragung der Gewichtskraft (axiale Lagerkraft) des Wagenkastens in einem oder mehreren Punkten und die dafür verwendeten Mittel bezeichnet. Konstruktiv kann sie mit der Wagenkastenanlenkung (Übertragung der horizontalen Kräfte (radiale Lagerkräfte)) auch eine Einheit bilden. Gemäß der Anzahl der Abstützpunkte unterscheidet man zwischen:[1]

  • Einpunktabstützung
  • Zweipunktabstützung
  • Dreipunkt- und Vierpunktabstützung (auch Basisabstützung)

Schwingungs- und Schlingerdämpfer[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Schwingungsdämpfer[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Schwingungsdämpfer verhindern zu große Amplituden der elastischen Schwingungen der mittels Federn verbundenen Teile im Drehgestell sowie des Drehgestells gegenüber dem Wagenkasten. Angewendet werden Reib- und hydraulische Dämpfung.[7]

Bei Güterwagen wird mit Reibdämpfung gearbeitet. Bei Verwendung von Blattfedern kann auf extra Dämpfer verzichtet werden, da ihre Bewegung durch die Reibung zwischen den Blättern bereits gedämpft ist. Ansonsten werden meistens einfache Reibdämpfer benutzt, und zur Dämpfung der Drehschwingung zwischen Drehgestell und Wagenkasten wird die Reibung zwischen den Stützflächen beider Teile aufeinander ausgenutzt. Für die Schwingungsdämpfung bei Verwendung von Schrauben- oder Luftfedern werden meistens hydraulische Dämpfer gebraucht.

Schlingerdämpfer[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei Fahrzeugen für höhere Geschwindigkeiten muss zusätzlich das Ausdrehen des Drehgestells gegenüber dem Wagenkasten mit Schlingerdämpfern behindert werden, damit der Sinuslauf beibehalten wird. Die Dämpfer sind die gleichen wie hydraulische, nur das Schlingern des Drehgestell ist keine Schwingung im physikalischen Sinn (die Rückstellkraft wächst hier kontinuierlich mit dem Ausschlag). Die Spurkränze schlagen hart an die Schiene und werden von ihr wieder weggestoßen. Der Verschleiß an Spurkränzen und Schienen wächst erheblich und die Sicherheit gegen Entgleisen sinkt.[8] Dieser Vorgang ist prinzipiell gleich wie das wechselnde Wegstoßen der Lappen eines Foliots (Gangregler in der ersten mechanischen Uhr) von den Zähnen des Kronrades. Die Radachsen vollführen einen Zick-Zack-Lauf.[9] Die Schlingerdämpfer müssen wesentlich stärker wirken als die sonstigen Schwingungsdämpfer. Bei Bogenfahrten müssen sie auf ein niedrigeres Niveau umgestellt werden, damit sie das Ausdrehen der Drehgestelle nicht zu stark hemmen.[10]

Wankstütze[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wagenkästen mit hoher Schwerpunktlage werden besonders zum Wanken angeregt. Alternativ oder zusätzlich zu den mit Federn an den Wagenkasten angedrückten Gleitstücken kann eine Wankstütze eingebaut werden, welche das Wanken hemmt. Die Wankstütze besteht typischerweise aus einem im Drehgestell in Fahrzeugquerrichtung drehbar gelagerten Torsionsstab mit je einem festen Hebel an seinen Enden. Die Hebel sind gelenkig über Lenker auf beiden Seiten mit dem Wagenkasten verbunden. Alternativ kann der Torsionsstab auch am Wagenkasten gelagert und über Lenker mit dem Drehgestell verbunden sein. Die beim elastischen Verdrehen (Tordieren) des Stabes entstehende Rückstellkraft wirkt den das Wanken verursachenden Kräften (Fliehkraft) entgegen.

Radiale Steuerung der Radsätze[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

in Längsrichtung unbewegliche Radsätze
in Längs­rich­tung elas­tisch ge­la­ger­te Radsätze

Bei den meisten Drehgestellen sind die Radsatzlager in Längsrichtung unbeweglich angebracht, so dass die beiden Radsätze genau parallel zueinander sind. Je nach Achsabstand können die Radsätze solcher Drehgestelle in Gleisbögen immer noch erheblich an die Schienen anlaufen (nicht Gleis-parallel sein).

Bei einigen Drehgestellbauarten sind die Radsatzlager auch in Längsrichtung elastisch gelagert, sodass sich die Radsätze in Gleis-Bögen radial zum Bogen-Zentrum einstellen können. Die radiale Einstellung wird durch die Konizität der Rad-Laufflächen bewirkt, kann aber bei langsamer Fahrt, bei Übertragung von Zugkraft oder anderen Störeffekten aufgehoben werden, oder aber die Radsätze stellen sich sogar verkehrtherum ein. Wenn die Radsatzlager mit einem Kreuzanker diagonal miteinander verbunden sind, ist gewährleistet, dass sich die Radsätze wenigstens immer gegenläufig einstellen. Die Einstellung mit einem Kreuzanker in die Gegenrichtung wird durch zusätzliche Maßnahmen verhindert:

Drehgestelle mit Antrieb[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Unterschied zwischen hoch- und tiefliegendem Angriffspunkt der Längskräfte in einem Triebdrehgestell.

Die meisten Drehgestelle sind nicht angetrieben und werden als Laufdrehgestelle (LDG) bezeichnet.

Davon werden die Drehgestelle der Lokomotiven und Triebwagen unterschieden, die zusätzlich zum Wagenkasten die Antriebsmaschinen (Fahrmotoren) oder mindestens die Übertragungsteile (Kupplung und Getriebe) von diesen zu den Radsätzen tragen und als Triebdrehgestelle (TDG) bezeichnet werden. Je nachdem ob ein oder mehrere Radsätze von einem meistens elektrischem Fahrmotor angetrieben werden, wird zwischen Einzelachsantrieben und Gruppenantrieben unterschieden. Triebdrehgestelle von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotorantrieb werden als Maschinentriebdrehgestell bezeichnet, wenn der relativ sperrige Motor auch direkt auf ihnen montiert ist.

Eine Besonderheit von Triebdrehgestellen ist die Tiefanlenkung des Wagenkastens an das Drehgestell, wodurch die Kraftübertragung beim Vortrieb insofern verbessert wird, dass beide Radsätze möglichst gleich große Radsatzlast haben, was sonst insbesondere beim Beschleunigen und beim Bremsen wichtig ist.[5] Zur Vereinheitlichung sind beispielsweise bei Triebwagen Trieb- und Laufdrehgestelle trotzdem häufig gleich aufgebaut.

Bremsausrüstung der Drehgestelle[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Drehgestelle sind in der Regel mit einem oder mehreren Bremssystemen ausgestattet. Ausnahmen hiervon sind einzelne Laufdrehgestelle von Triebwagen. Heute werden in der Regel druckluftbetätigte Reibungsbremsen (hauptsächlich Klotz- oder Scheibenbremsen) verwendet. Zusätzlich werden bei Drehgestellen für höhere Geschwindigkeiten Magnetschienen- oder Wirbelstrombremsen verwendet. Als Festhaltebremse sind für Lokomotiven und Triebwagen Federspeicherbremsen üblich, bei klassischen Reisezug- und Güterwagen weiterhin Spindelhandbremsen verwendet, die ohne zusätzliche Energiezufuhr von außen nutzbar sind.

Die pneumatische Bremsausrüstung wurde jahrzehntelang sowohl bei Lokomotiven als auch bei Wagen einschließlich der Bremszylinder im oder unter dem Rahmen angeordnet. Die Bremskraft wird in diesen Fällen durch Stangen, fallweise auch Ketten, auf die Bremsgestänge in den Drehgestellen übertragen. Das änderte sich durch Platzmangel, beispielsweise bei Doppelstockwagen, deren Querschnitt die Unterbringung von Bremskomponenten unter dem Wagenboden nicht ermöglicht. In solchen Fällen werden die Bremszylinder, teilweise auch der Hilfsluftbehälter und Steuerventile im Drehgestell untergebracht. Bei Scheibenbremsen ist die Anordnung der Bremszylinder unmittelbar an den die Bremsscheiben umgreifenden Bremszangen die übliche Ausführung. In Triebdrehgestellen mit Tatzlager- und Hohlwellenantrieben ist häufig ebenfalls kein Platz für ein klassisches Bremsgestänge. In diesen Fällen erhält jede Seite, fallweise jedes Rad einen eigenen Bremszylinder.

Die vollständig im Drehgestell eingebaute Bremsausrüstung erleichtert auch das Umspuren mit Drehgestellwechsel. Damit ist es nicht erforderlich, das Bremsgestänge manuell ab- und anzuhängen.

Sonderbauarten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Mehrachsige Drehgestelle[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der größte Teil aller heute eingesetzten Drehgestelle ist zweiachsig. Es gibt aber auch solche mit drei und mehr Radsätzen, damit die zulässigen Radsatzlasten der befahrenen Streckenabschnitte nicht überschritten wurden.

Dreiachsige Drehgestelle kommen vor allem bei Lokomotiven und Güterwagen für schwere Lasten zum Einsatz. Bei Reisezugwagen wurden sie vor allem bei den im Vergleich zu einfachen Personenwagen etwas schwereren Schlaf-, Speise- und Salonwagen benutzt. Für einen zwangfreien Bogenlauf ist bei dreiachsigen Drehgestellen in der Regel der mittlere Radsatz seitenverschiebbar. Es besteht auch die Möglichkeit, beim mittleren Radsatz auf die Spurkränze zu verzichten.

Ein vierachsiges Drehgestell besteht aus zwei zweiachsigen Drehgestellen, auf die sich anstatt des Wagenkastens zuerst eine Brücke abstützt. Der Wagenkasten wird von zwei solcher vierachsigen Kombinationen getragen.

Für besonders schwere Lasten, vor allem für Tiefladewagen, sind Drehgestelle mit bis zu sieben Radsätzen in einem gemeinsamen Rahmen gebaut worden. Die Federungen benachbarter Radsätze sind mit Ausgleichshebeln untereinander verbunden, damit die Radsätze möglichst gleich große Radlast heben

Einachsige Drehgestelle[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In seltenen Fällen wurde auch nur ein Radsatz in einem gegenüber dem Wagenkasten ausdrehbaren Rahmen gelagert. Solche Drehgestelle müssen zwangsgelenkt werden, weil sie prinzipiell von den Schienen springen können. Sie werden entweder vom Wagenkasten oder einem benachbarten Fahrwerk gelenkt. Bei den Lenkdreiachsern übernimmt ein mittlerer Laufradsatz die Auslenkung der beiden angetriebenen, an den Wagenenden angeordneten Einzelachsdrehgestelle bei Bogenfahrt.

Drehgestelle mit Losrädern[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei Losradsätzen drehen sich die Radscheiben unabhängig voneinander. Ihre Nachteile bei der Anwendung in Drehgestellen sind die gleichen wie bei ihren Anbau in Eisenbahnwagen ohne Drehgestellen. Durch die fehlende Verbindung zwischen den beiden seitlichen Rädern entstehen keine Schlupfkräfte in Längsrichtung, so dass in der Geraden kein Sinuslauf entsteht. Es gibt keinerlei Selbstzentrierung im Gleis. Schon kleine Abweichungen von der Parallelstellung der Räder führt dazu, dass ein Rad dauerhaft mit dem Spurkranz am Schienenkopf anläuft. Losradsätze können dadurch einen erhöhten Spurkranz- und Schienenseitenverschleiß haben.

Jakobsdrehgestelle[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Beim Jakobs-Drehgestell stützen sich zwei verschiedene Wagenkästen an ihren jeweiligen Enden gemeinsam auf einem Drehgestell ab. Bei längeren Zugeinheiten halbiert sich somit die Anzahl der Drehgestelle in etwa.[Am 1] Die Radsatzlast verdoppelt sich aber, oder die Nutzlast auf den Drehgestellen halbiert sich ebenfalls. Dem wird häufig dadurch entgegengewirkt, dass die Wagenkästen kürzer sind als bei Wagen mit konventionellen Drehgestellen. Die Zugeinheit kann betrieblich nicht getrennt werden.
Das Jakobs-Drehgestell wurde speziell für dauernd verbundene Güterwagen entwickelt. Es wird auch bei Triebwagen und bei Stadtbahnwagen wie z. B. den Tw 6000 in Hannover zwischen den Wagenteilen verwendet.

Maximumdrehgestelle[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Maximum­dreh­ge­stell ei­nes Trieb­wa­gens Typ 24 der Leip­zi­ger Au­ßen­bahn AG
Tram 2000 in Brüssel mit asym­me­tri­schem Dreh­ge­stell

Maximumdrehgestelle besitzen Radsätze mit unterschiedlichen Raddurchmessern. Die Hauptlast des Wagenkastens liegt dabei auf dem größeren, angetriebenen Radsatz. Der kleinere Laufradsatz ermöglicht einen kleineren Radsatzabstand, was die Bogenfahrt erleichtert (Bogenradius bis nur 15 Meter). Die höhere Belastung des großen Treibradsatzes durch Fahrmotor und Wagenkasten bewirkt, dass man das „Maximum“ an Kraft über einen Radsatz übertragen kann. Damit war es möglich, einen vierachsigen Triebwagen mit einer konventionellen Steuerung und nur zwei Fahrmotoren auszurüsten. Verwendet wurden die Drehgestelle vor allem bei Straßenbahntriebwagen ab etwa 1900, beispielsweise den Reihen A und B der Straßenbahn München, den Typen GBS Maximum 27 und GBS Maximum 30 der Großen Berliner Straßenbahn oder den Serien AKG 191–200 und 431–440 der Straßenbahn Aachen. Weitere Betriebe, die Maximum-Triebwagen beschafften, waren unter anderen die Straßenbahnen in Augsburg, Nürnberg und Wien[11] sowie die Filderbahn-Gesellschaft.

Die konstruktiven Ursprünge gehen auf die sogenannten Maximumtrucks der J. G. Brill Company aus dem Jahr 1891 zurück. Der erste Maximumtriebwagen in Deutschland war der Wagen Nr. 2080 der GBS aus dem Jahr 1901.[12] Einen echten Drehzapfen gibt es bei Maximumdrehgestellen nicht, durch die Form der Gleitstücke liegt der Drehpunkt auf dem angetriebenen Radsatz. Nachteilig sind die schlechteren Laufeigenschaften gegenüber gewöhnlichen Drehgestellen, da die auf die Treibradsätze wirkenden Stöße nicht halbiert werden. Außerdem neigen Maximumdrehgestelle mit vorauslaufenden Laufradsatz wegen ihrer geringen Achslast bei schlechter Gleislage zu Entgleisungen. Durch die Weiterentwicklung der Steuerungstechnik und der daraus resultierenden Möglichkeit, mit vergleichbarem Aufwand vier Fahrmotoren in einem Wagen zu nutzen, wurden nach dem Ersten Weltkrieg nur noch wenige Wagen mit Maximumdrehgestellen gebaut, so etwa für die Straßenbahn Freiburg im Breisgau in den Jahren 1927 bis 1929. Eine Ausnahme bildete die Straßenbahn München, für die sie bis in die 1930er Jahre beschafft wurden, zuletzt mit der Reihe F. Triebwagen mit Maximumdrehgestellen blieben bis weit in die zweite Hälfte des 20. Jahrhunderts im Einsatz.

Eine vergleichbare Konstruktion wurde noch einmal in den 1990er Jahren bei den Kurzgelenk-Niederflur-Triebwagen GTxN/M/S von AEG bzw. Adtranz verwendet. Auch hier sind im Drehgestell ein Lauf- und ein Treibradpaar angeordnet. Der Auflagerpunkt des Wagenkastens ist wie beim Maximum-Drehgestell zum Treibradpaar hin versetzt, so dass die Treibräder mit rund zwei Drittel der Fahrzeugmasse belastet werden.

Auch die Brüsseler Straßenbahn hat mit den Tram 2000 Fahrzeuge mit asymmetrischen Drehgestellen im Einsatz, deren Treib- und Laufräder unterschiedliche Raddurchmesser aufweisen.

Bildergalerie (Bilder-Pool)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Commons: Drehgestelle – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Anmerkung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Halbieren bzw. Verdoppeln in etwa, weil sich auf das erste und auf das letzte Drehgestell eines Wagen-Zuges nur je ein Wagenkasten stützt.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c d e f Wolfgang Hanneforth, Werner Fischer: Laufwerke. Hrsg.: Sektion Fahrzeugtechnik der Hochschule für Verkehrswesen "Friedrich List". 1. Auflage. transpress, VEB Verlag für Verkehrswesen, Dresden 1986, ISBN 3-344-00037-3, S. 55–59.
  2. Continental: Primärfederung
  3. Rainer Kratochwille: Zum Nutzen schaltbarer Schlingerdämpfer in Trassierungselementen mit veränderlicher Gleiskrümmung. Flexicoil-Konstruktion, Seite 22: Eine Fahrwerkkonstruktionsform, bei der die Sekundärfederelemente sowohl die Kastenabstützung als auch das Ausdrehen ... übernehmen.
  4. Lok Maxima der Saechsischen Waggonfabrik: Abbildung einer Flexicoil-Federung mit Stützen innerhalb der Schraubenfeder
  5. a b c Johannes Feihl: Die Diesellokomotive – Aufbau, Technik, Auslegung. Kapitel: 6.2 Triebdrehgestelle und deren Anlenkung. Transpress-Verlag, Stuttgart 1997, ISBN 3-613-71060-9.
  6. a b UIC-Merkblatt 510-1, Güterwagen - Laufwerk - Normung, 1978
  7. Rainer Kratochwille: Zum Nutzen schaltbarer Schlingerdämpfer in Trassierungselementen mit veränderlicher Gleiskrümmung. Seite 22
  8. Rainer Kratochwille: Zum Nutzen schaltbarer Schlingerdämpfer in Trassierungselementen mit veränderlicher Gleiskrümmung. Seiten 4, 15 und 16
  9. Rainer Kratochwille: Zum Nutzen schaltbarer Schlingerdämpfer in Trassierungselementen mit veränderlicher Gleiskrümmung. Seite 2
  10. Rainer Kratochwille: Zum Nutzen schaltbarer Schlingerdämpfer in Trassierungselementen mit veränderlicher Gleiskrümmung. Seiten 2 und 3: Zielkonflikt
  11. Type T (Wien, 1901–1956) im Stadtverkehr-Austria-Wiki
  12. Gerhard Bauer: Straßenbahn-Archiv 1. Transpress-Verlag 1983, S. 179.