- Federtopfantrieb
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Ein Hohlwellen-Antrieb ist eine Komponente von elektrisch angetriebenen Triebfahrzeugen, vor allem der Eisenbahn und anderer Bahnen. Die einfachere Alternative zu Hohlwellenlagern ist der Tatzlager-Antrieb. Den Hohlwellenantrieb findet man auch bei anderen elektrischen Antrieben, z. B. bei CNC-Maschinen.
Bei dem Hohlwellenantrieb erfolgt die Kraftübertragung vom Fahrmotor auf das Rad zunächst über ein Zahnrad auf eine Hohlwelle, die die Radsatz-Welle umgibt. An einem Ende der Hohlwelle erfolgt die Kraftübertragung über elastische Gummi- oder Federelemente auf ein Rad. Das gegenüberliegende Rad wird durch die Radsatzwelle angetrieben. Damit ergibt sich eine elastische und ruckfreie Kraftübertragung vom Motor auf die Radsatzwelle, bei der auch der Fahrmotor gegen Stöße besser geschützt ist. Der Hohlwellenantrieb findet bei schnellfahrenden Lokomotiven und Triebwagen Anwendung.
Inhaltsverzeichnis
Antriebsvarianten
Federtopf-Antrieb
Eine der ersten Ausführungen des Hohlwellenantriebs ist der Federtopf-Antrieb (z. B. der „AEG-Kleinow-Federtopf-Antrieb“), mit denen die DRG nach einigen Prototypen die serienmäßig beschafften Baureihen E 04 (ab 1933), E 17 (ab 1928), E 18 (ab 1935) und E 19 (ab 1938) ausrüstete.
Für diesen Antrieb sind auf der Hohlwelle in der Regel sechs abstehende Speichen angebracht, deren Enden wie Ausleger zwischen den Radspeichen nach außen durchgeführt werden. Außen an den Radspeichen befinden sich in topfförmigen Fassungen gelagerte Spiralfedern, die jeweils mit den Hohlwellen-Speichenenden gelenkig verbunden sind. Speichenstern und Radspeichen stehen entsprechend um 30° versetzt zueinander. Mit dieser Anordnung wurde die Motordrehung auf die Räder übertragen, wobei sowohl das ruckartig auftretende Motor-Drehmoment beim Einschalten zum Anfahren bzw. einem Schaltstufenwechsel während der Fahrt gegenüber dem Radkörper als auch umgekehrt fahrtbedingte Stöße des Radkörpers gegenüber dem Motor abgedämpft wurden.
Die Stahlfedern zeigten sich nach längerer Betriebszeit sehr anfällig gegen Federbrüche und wurden zunehmend durch modernere Gummiringfedern ersetzt. Mit dieser Maßnahme konnte bei den deutschen Elektrolokomotiv-Typen E 18 und E 19 die in der Nachkriegszeit auf 120 km/h herabgesetzte Höchstgeschwindigkeit wieder auf 140 km/h gesteigert werden.
Gummiringfederantrieb
Eine Weiterentwicklung des Federtopfantriebs stellt der Gummiringfederantrieb dar. Der Fahrmotor wird gefedert und über den Drehgestellrahmen und die Hohlwelle des Treibradsatzes abgestützt. Diese Antriebsart macht auch Anfahren unter schwerer Last besser möglich. Allerdings ist die Federwirkung nur bis zu einer Geschwindigkeit von bis zu etwa 160 km/h zuverlässig, darüber hinaus drohen Federbrüche. Der Gummiringfederantrieb kam in Deutschland erstmals bei der Deutschen Bundesbahn ab 1956 in der Gruppe der Einheits-Elektrolokomotiven mit den Baureihen E10, E40, E41 und E50 (2. Los) zur Anwendung. Verwendung findet dieser Antrieb weiterhin in den Baureihen 111 und 151.
Die Kraftübertragung vom Fahrmotor auf das Rad erfolgt zunächst über ein Zahnrad auf eine Hohlwelle, die die Radsatz-Achse umgibt. An beiden Enden der Hohlwelle sind mehrere Hartgummi-Elemente, so genannte Gummiring-Feder-Segmente (auch Gummisegment-Federn genannt) angebracht. Diese sind radsatzinnenseitig kreisförmig jeweils an der Radscheibe befestigt. Fallweise greifen diese Gummi-Elemente auch durch Radspeichen hindurch und werden an diesen befestigt. Damit ergibt sich eine elastische und ruckfreie Kraftübertragung, bei der auch der Fahrmotor gegen Stöße beim Überfahren von Gleis-Unebenheiten besser geschützt ist.
Kardan-Gummiringfederantrieb
Beim Kardan-Gummiringfederantrieb sind die Fahrmotoren direkt in das Drehgestell eingebaut, um die ungefederten Massen klein zu halten. Dadurch werden die starken Fahrbahnstöße bei hohen Geschwindigkeiten gedämpft und die Bewegungen zwischen dem Radsatz und dem Fahrmotor ausgeglichen. Ein bekannter Vertreter dieses Antriebs ist die Baureihe 103.
Kegelringfeder-Antrieb
Bei der Deutschen Reichsbahn in der DDR entwickelten die Lokomotivbau Elektrotechnische Werke (LEW) ihre eigene Variante des Hohlwellenantriebs. Auf jede Achse wirkt ein elektrischer Fahrmotor, der vollkommen abgefedert ist. Beidseitig angeordnete Getriebe in Verbindung mit Gummi-Kegelringfedern ermöglichen eine elastische Drehmomentübertragung.
Siehe auch
Literatur
- Bäzold, Obermeyer: Die Baureihen E 04 und E 17 und die Versuchslokomotiven E 05, E 05.1, E 15, E 16.5, E 21 und E 21.5. Eisenbahn-Journal IV/1993
- Bäzold, Obermeyer: Die E 18 und E 19. Eisenbahn-Journal IV/1992
Weblinks
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