| GTW 2/6 -
eine moderne doppelte "Rowan-Komposition" als "Low Cost - Low Floor - Light
Rail Vehicle" (Teil III) von Hans Streiff, SEAK, Dipl. El.-Ing. ETHZ, CH-Nussbaumen |
Fahrwerke Inbetriebsetzungen Nachfrage nach schienengebundenen Leichttriebwagen Verbreitung
und Hersteller GTW 2/6 - Teil II (vorherige Seite)
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| Fahrwerke |
Die Wahl der Fahrwerke richtete sich nach folgenden allgemeinen
Grundsätzen:
Wegen der hohen zulässigen Fahrmotordrehzahl sind zweistufige Stirnrad-Radsatzgetriebe vorhanden. Die Fahrwerke der Meterspur-Fahrzeuge sowie der dieselelektrischen Normalspur-Fahrzeuge vereinigen Konzept von und Erfahrungen mit den Triebdrehgestellen Bauart SLM der Triebwagen Be 4/4 der Uetlibergbahn (SZU). Die Fahrwerke der elektrischen Normalspur-Fahrzeuge gehen aus dem Baukastenkonzept der FiatSIG hervor, das in ähnlicher Weise bei den Nahverkehrs-Triebwagen-Pendelzügen (NPZ) RBDe 560 / 566 :-: Bt der SBB / MThB / SOB Anwendung fand. Bei den Laufdrehgestellen der Meterspur- sowie der dieselelektrischen Normalspur-Doppelgelenktriebwagen richtet sich die konstruktive Gestaltung nach den Kraftübertragungen. Ein verwindungsweicher H-förmiger Drehgestellrahmen leitet die Vertikallasten gleichmässig auf die Radsatzlager. Eine Primärfederung beschränkt sich auf Gummifederelemente, die bei relativ harter Vertikalauflage ein radiales Auslenken der Radsätze in Gleisbögen erleichtern. Der Wagenkasten ruht auf zwei in Drehgestellmitte angeordneten Luftfedern (Sekundärfederung), die einerseits die Ausdrehbewegungen bei Gleisbogenlauf aufnehmen, anderseits auch als Notlauffederung dienen. Für die Übertragung der Längskräfte verbindet ein "Bremswagen" die beiden Laufradsätze, der die Längsführung ohne Behinderung der Radialeinstellung sicherstellt, die Zug- und Druckstange zur Verbindung Drehgestell - Wagenkasten aufnimmt und die Druckluftbremseinheiten mit den Bremszangen zu den zwei, bei den dieselelektrischen Normalspurtriebwagen drei Radsatzbremsscheiben trägt. Der Bremswagen ist in Drehgestellmitte gelenkig unterteilt, um die Funktion als Radsatzquerkupplung zu erfüllen, wobei das Gelenk pendelnd am Drehgestellrahmen hängt. Die Radsatzlagergehäuse nehmen schliesslich die Erdungseinrichtungen und die Geber für Gleitschutz usw. auf. Das Triebfahrwerk der Meterspur- sowie der dieselelektrischen Normalspur-Doppelgelenktriebwagen besteht aus zwei Lenkradsatzeinheiten, die über die Fahrmotor-Radsatzgetriebeblöcke in Fahrzeugmitte miteinander gelenkig verbunden sind und die Radsatzführung übernehmen. Dieses Gelenk hängt pendelnd am Kastenrahmen des Motorwagens. Die Zug- und Bremskraftübertragung vom gesamten Triebfahrwerk auf den Wagenkasten übernimmt eine am einen der beiden Tatzlagerrohre angekoppelte Zug-/Druckstange, die dadurch die zugkraftunbeeinflusste Radialeinstellung der Radsätze ermöglicht. Jeder Triebradsatz trägt eine belüftete Bremsscheibe, deren Bremszangen von der am Tatzlagerrohr befestigten Druckluftbremseinheit betätigt werden. Vier Flexicoilfedern, die über gummigelagerte Abstützungen direkt auf den Radsatzlagergehäusen aufgesetzt sind, tragen den Wagenkasten und erlauben dabei das Auslenken der Radsätze in Gleisbögen. Parallel zu den Flexicoilfedern wirken vier vertikale Schwingungsdämpfer. Anstelle des Drehgestellrahmens verbindet auf jeder Längsseite ein elastisch gelagerter Träger die beiden Radsatzlagergehäuse, um die beiden Magnetschienenbremsschuhe aufzunehmen. Diese sind angesichts grösserer Steigungen (CEV/MOB) oder häufig vorhandener Bahnübergänge (BTI) notwendig. Sandstreuvorrichtungen, Spurkranzschmierdüsen sowie Putzklotzeinheiten zur Radlaufflächenreinigung oder für Schleuderbremsungen zählen ebenfalls zur Ausrüstung des Triebfahrwerkes. Die Laufdrehgestelle der normalspurigen Doppelgelenktriebwagen sind mit Rädern von nur 680 mm Durchmesser besonders auf die Anforderungen eines Niederflurfahrzeuges ausgerichtet. Der H-förmige Drehgestellrahmen stützt sich über vier Stahlschraubenfedern (Primärfederung) auf die Radsatzlagergehäuse ab, welche ihrerseits durch gummielastisch im Rahmen gelagerte Radsatzlenker so geführt sind, dass eine Radialeinstellung der Laufradsätze in Gleisbögen gewährleistet ist. Als Radsatzlager dienen wartungsfreundliche Kartuschenlager. Der Wagenkasten des Stützwagens liegt über zwei Luftfederelemente, die gleichzeitig eine Notfederung enthalten, auf dem mittig abgesenkten Drehgestellrahmen auf. Die Längskräfte zwischen Drehgestell und Kasten überträgt eine Drehzapfen mit gummigefederter Lemniskatenführung. Jeder Radsatz weist eine Bremsscheibe auf, deren Bremszangen von zwei an den inneren Drehgestellquerträgern befestigten Druckluftbremseinheiten -- davon eine mit Federspeicher -- betätigt werden. Zusätzlich trägt das eine Laufdrehgestell zwei Magnetschienenbremsschuhe. Weitere Komponenten an den Laufdrehgestellen sind Wankstabilisator und Querdämpfer, Schienenbürsten für die Schienenkopfreinigung und Spurkranzschmierdüsen, ferner die Zugsicherungsapparate Bauart Integra für schweizerische und Bauart Indusi für die Strecken der DB AG. Die Radsatzlagergehäuse nehmen schliesslich die Erdungseinrichtungen und die Geber für Gleitschutz usw. auf. Das Triebfahrwerk der Normalspur-Doppelgelenktriebwagen leitet sich aus einem Motordrehgestell ab, das indessen einer Wiege und eines Drehzapfens entbehrt, nachdem keine Auslenkungen gegenüber dem Motorwagenkasten auftreten. Dieser liegt vielmehr über vier Schichtfederelemente direkt oberhalb der Radsatzlager auf dem "Drehgestellrahmen" auf (Sekundärabfederung). Letzterer ist für die Primärfederung über Stahlschraubenfedern mit Flexicoilwirkung und Gummiunterlagen auf die Radsatzlagergehäuse abgestützt. Wie üblich gestatten die elastisch im Fahrwerkrahmen befestigten Radsatzlenker eine Radialeinstellung der Triebradsätze in Gleisbögen. Der durch die Baulänge des Motorwagens bedingte kurze Radsatzabstand liess sich durch die Lagerung der Radsatzlenker ausserhalb der Radsatzlager gegen das Rahmenende hin erreichen. Als Radsatzlager dienen Kartuschenlager. Zur Übertragung der Längskräfte dient eine gummigelagerte Zug-/Druckstange zwischen Rahmen und Kasten. Jeder Triebradsatz weist zwei Bremsscheiben auf, deren Bremszangen von vier am Fahrwerkrahmen befestigten Druckluftbremseinheiten -- davon je eine mit Federspeicher -- betätigt werden. Weitere Komponenten des Fahrwerkes sind die stirnseitig angeordneten Querdämpfer, die, einseitig am Kastenuntergestell befestigt, als Schlingerbremse wirken, sowie die Putzklotzeinheiten zur Radlaufflächenreinigung oder für Schleuderbremsungen und die Sandstreuvorrichtung. Analog den NPZ-Triebwagen sind die beiden Fahrmotoren mit den zweistufigen Stirnrad-Radsatzgetrieben zu einem kompakten Block in der IGA-Bauweise zusammengefasst und im Fahrwerkrahmen vollständig abgefedert aufgehängt. Zur Drehmomentübertragung zu den Radsätzen sind Hohlwellen-Kardangelenkkupplungen vorhanden.
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| Fahrzeugkupplungseinrichtungen |
| Zur Bildung von Triebwagenzügen mit maximal drei
Doppelgelenktriebwagen oder Pendelzügen mit maximal zwei Doppelgelenktriebwagen und
zugehörigen Steuerwagen, allenfalls auch Beiwagen, sind die Kastenuntergestelle der
Stützwagen zur Aufnahme der erforderlichen Fahrzeugkupplungsorgane ausgebildet. Bei den
Meterspurbahnen kommen dafür beispielsweise automatische +GF+ -Nebenbahn- oder
-S-Bahn-Zug-/Druckkupplungen oder konventionelle Zentralpuffer mit Schraubkupplungen in
Frage. Während bei jenen Systemen Bremshauptleitung und Druckluftspeiseleitung
automatisch mitgekuppelt werden, genügt bei letzteren im Normalfall die
Bremshauptleitung. Bei den Normalspurbahnen sind für freizügige Zugsbildung in
grösseren Netzen primär die UIC-Zug- und Stosseinrichtungen naheliegend, die allenfalls
durch automatische, zentrale Zugkupplungen bei regelmässiger Bildung von Flügelzügen in
Takteinsätzen zu ergänzen sind. Natürlich steht auch die Anwendung automatischer
Zug-/Druckkupplungen nach System +GF+ -S-Bahn oder Scharfenberg bei in sich geschlossenen
Betriebseinsätzen offen. Das letztgenannte System ist beispielsweise bei den
dieselelektrischen Triebwagen Baureihe VT 509 der HLB eingebaut. Sofern nicht
automatische Zug- und Druckkupplungen mit integrierten Steuerstrom-Kupplungseinsätzen
vorliegen, verbinden von Hand zu bedienende 59-polige, steckbare
Vielfachsteuer-Kabelkupplungen die Leiteinrichtungen innerhalb der Triebwagenzüge. Bei
elektrisch betriebenen Normalspurbahnen dient eine Steckdose für die Zugsammelschiene zur
Versorgung der Heiz- und der Batterielade-Einrichtungen in Steuer- und Beiwagen mit
Einphasenwechselstrom von 1000 Volt oder mit Gleichstrom von 750 ... 1500 Volt. Ausserdem
führt die Vielfachsteuerleitung eine Drehstrom-Sammelschiene für 400 Volt / 50 Hertz zur
Versorgung von Lüftungs- und Klimaanlagen in Steuerwagen. Schliesslich erlaubt die
18polige UIC-Kabelkupplung für Zugsteuereinrichtungen (Türsteuerung und -überwachung,
Lichtsteuerung usw.) die Zugsbildung mit UIC-kompatiblen Fahrzeugen.
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 Zwei vielfachgesteuerte normalspurige
Niederflur-Doppelgelenktriebwagen ABe 526 526 680 - 526 689 der
Mittelthurgau-Bahn / Seelinie (MThB) für Betrieb mit Einphasenwechselstrom von
15 Kilovolt bei 16,7 Hertz mit Drehstromantrieb.
Foto: ABB Archiv |
| Elektrisches Antriebssystem |
| Wegweisend für die Auslegung
des elektrischen Antriebssystems ist der Entschluss zur ausschliesslichen Anwendung von
Drehstrom-Asynchron-Kurzschlussläufer- (Käfiganker- ) fahrmotoren (auch als
Induktionsfahrmotoren im Gegensatz zu den vor 1970 gebräuchlichen Kollektorfahrmotoren
bezeichnet). Da die gesamte Antriebsleistung auf zwei Triebradsätze zu konzentrieren ist,
lässt sich der verfügbare Einbauraum im Fahrwerk des Motorwagens und die
grösstmögliche Drehzahl durch Asynchronfahrmotoren am besten ausnützen, abgesehen von
der praktisch wegfallenden Wartung innerhalb eines Revisionsintervalls. Zur
Antriebsregelung und für die Ansteuerung des Schleuder- und Gleitschutzes ist jeder
Fahrmotor mit einem hochauflösenden Drehzahlgeber ausgestattet. (Vollständigkeitshalber
sei festgehalten, dass bei der Erstausführung von GTW 2/6 mit dieselelektrischem
Antrieb -- dem Bm 596 der MThB -- noch Gleichstrom-Kollektorfahrmotoren in einer
konventionellen Fahr- und Bremsschaltung zur Anwendung gelangte). Für den bahnmässigen Einsatz der Asynchronfahrmotoren -- das heisst die Anpassung seines Kennlinienverhaltens an die Erfordernisse der optimalen Rad-Schienen-Reibungsausnützung bei veränderlicher Drehzahl -- benötigen diese eine Energiequelle für Drehstrom mit variabler Frequenz und Spannung. Die elektrische Verbindung zwischen diesem Drehstrom-Antriebssystem und dem Betriebssystem mit Einphasenwechselstrom oder Gleichstrom auf der Seite des Fahrleitungsnetzes oder allenfalls am Ausgang des Gleichrichters eines Drehstromgenerators zu einem Dieselmotor übernimmt ein statischer Umrichter. Dieser basiert auf dem steuerbaren Leit- und Sperrvermögen von Halbleiter-Leistungsstromventilen. Der Umrichter setzt sich zusammen aus einem Gleichspannungs-Zwischenkreis, dessen Zwischenkreis-Kondensator als Kurzzeit-Energiespeicher dient, einem Netzstromrichter (meist Vierquadrantensteller genannt) und einem Antriebsstromrichter. Bei Einphasenwechselstrombetrieb stellt der Netzstromrichter zusammen mit einem Saugkreis die Verbindung zwischen dem am Fahrleitungsnetz liegenden Transformator und dem Gleichspannungs-Zwischenkreis her. Bei Gleichstrombetrieb entfällt der Netzstromrichter und die Verbindung zum Netz beschränkt sich auf eine Eingangsdrosselspule und einen HF-Filter. Bei dieselelektrischem Antrieb entfällt ebenfalls der Netzstromrichter; an seine Stelle tritt der Ausgangs-Gleichrichter des Dieselgenerators. Der Antriebsstromrichter dient zur Erzeugung des frequenz- und spannungsveränderlichen Drehstromes für die Fahrmotoren aus der Zwischenkreis-Gleichspannung. Beide Stromrichter sind in der Lage, wahlweise als gesteuerte Gleichrichter oder als Wechselrichter die Energie in beiden Richtungen zu verarbeiten, das heisst: neben dem Fahrbetrieb mit Energiefluss vom Netz zu den Fahrmotoren können diese Stromrichter bei Bremsbetrieb die volle von den Fahrmotoren abgegebene Bremsenergie an das Netz zurückliefern (Netzbremsbetrieb). Bei dieselelektrischem Antrieb setzt ein Bremswiderstand die von den Fahrmotoren in den Gleichspannungs-Zwischenkreis gelieferte Bremsenergie gezwungermassen in Wärmeenergie um. Die Netz- und Antriebs-Stromrichter bauen sich jeweils aus den gleichen statischen Leistungsschaltelementen (Ventilsätze) auf, die in einem Stromrichtergerüst mit den Zwischenkreis-Kondensatoren zusammengefasst sind. Für den wechselseitigen Übergang zwischen Fahr- und Bremsbetrieb sind keine Schaltungsumgruppierungen erforderlich. Die Statorfrequenz der Fahrmotoren wird durch Regelung des Antriebswechselrichters so verändert, dass Schlupfumkehr und damit ein Wechsel der Energieflussrichtung eintritt. In gleicher Weise findet der Fahrtrichtungswechsel ohne Umgruppierung lediglich durch Änderung der Phasenfolge der drei Fahrmotorphasen statt.
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 Meterspuriger Niederflur-Doppelgelenktriebwagen Be 2/6 7001 - 7004 der
Chemins de fer Electriques Veveysans / Chemin de fer Montreux - Oberland Bernois
(CEV / MOB) für Betrieb mit Gleichstrom von 1000 Volt mit Drehstromantrieb.Foto: ABB Archiv |
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© 1999 by Hans Streiff/SEAK, CH-Nussbaumen |
