Zug-Druckstangen

[HesseR001]

Beim Durchlesen der Homepage der BR 101 wurde beschrieben, dass die Drehgestelle über Zug-Druckstangen angelenkt werden.

Leider verstehe ich das Prinzip nicht so ganz.
Ruht der Lokkasten nur über diese Stangen auf dem Drehgestell und gibt es keinen Drehzapfen mehr ?

Sollte dies so sein, dann müßten ja die Druckstange ungefedert mit dem Drehgestell verbunden sein, weil ja sonst das Drehgestell am Lokkasten aufsetzen könnte.

 

[V180-Oli]

Du verstehst das schon richtig. Drehzapfen gibt es da nicht.
Die Lok ruht über die Federung auf den Drehgestellen.
Die Zug-und Druckstangen übertragen die Zug-und Druckkrafte.
Man muss sich das in etwa so vorstellen:
Die Stangen liegen in Längsrichtung der Lok unter dem Lokkasten.
Sie sind mit einem Ende am Lokrahmen in der Mitte zwischen den Drehgestellen befestigt.
Das andere Ende ist am Querträger desDrehgestells befestigt.

 

[Daemon]

Der Vorteil ist, dass die Lasten nicht mehr vom Drehzapfen übertragen werden (obwohl ich dachte, dass es noch einen gibt, der zumindest verhindert, dass die Lok zur Seite abhaut). Die Zugdruckstangen greifen sehr tief an, dadurch werden beim Anfahren keine Achsen entlastet. Das Prinzip dieser Tiefanlenkung ist bei >> Wikipedia << gut zu sehen.
Auf >> diesem << Foto ist das zapfenlose Drehgestell der BR145 zu sehen.
Allerdings verfolgt jeder Hersteller da noch sein eigenes Konzept. Bombardier verbaut Zug-Druck-Stangen, Siemens nach wie vor Drehzapfen, setzt die aber sehr tief ins Drehgestell für eine sehr tiefe Anlenkung. Die Triebköpfe der ersten beiden ICE-Generationen - die noch mehr einem klassischen Zug ähneln - verfügen über Zug-Druckstangen, die dritte Generation wieder über Drehzapfen.

 

[HesseR001]

Da wirken aber ziemlich große Kräfte auf den beiden Enden, da ja die Zug/Druckstange einen ziemlich langen Hebel darstellt.
Wie entgegnet man der einseitigen Belastung des Drehgestells, da ja der Lokkasten nur mit dem inneren Querträger des Drehgestells verbunden ist
Ist die Zug/Druckstange am Lokkasten extra gefedert ?

 

[Daemon]

Nö, nicht, dass ich wüsste. Sie sind nur mit einem Gelenk drehbar an jedem Ende. Siehe >> Bild 1 << und >> 2 <<.
Ich glaube, am besten verständlich ist das Prinzip, wenn Du Dir ne LKW-Abschleppstange vorstellst. Die Drehgestelle sind der abschleppende LKW (weil angetrieben), der Lokkasten der abgeschleppte (weil nicht angetriebene) LKW. Die Zug-Druckstange ist dann praktisch die Abschleppstange.
Ist ne LKW-Kupplung gefedert? Ich glaube nicht, weiß es aber auch nicht.

 

[V180-Oli]

Die Stangen werden nur in ihrer Längsachse beansprucht.
Hebelwirkung entsteht (so gut wie) keine.

Der Drehzapfen ist auch nur im mittleren Querträger des Dg's installiert. Der Querträger ist entsprechend ausgeführt.

Es gibt, so weit ich weiß, ne Dämpfung in der Lagerung.
Federung isses nich...

 

[grembo]

Beim Durchlesen der Homepage der BR 101 wurde beschrieben, dass die Drehgestelle über Zug-Druckstangen angelenkt werden.

Las Dir hier nix einreden

Das sind die Kardanwellen! DER ICE 1 Triebkopf hat die unten ja auch im original. Selbst in Eielstedt schon live gesehen!

 

[V180-Oli]

Das sind die Kardanwellen!

Ja nee, iss klar!
Der war gut!

 

[E-Fan]

@grembo:
Und das andere Ende der Kardanwelle mündet in einen Pedaltretantrieb unterm Lokführer falls der Strom mal ausfällt?!?

 

[Daemon]

Nicht Pedaltretantrieb, sondern >> Stepper <<.

 

[Simon]

Schade, bis zum sechsten Beitrag versprach es ein echt interessantes Thema zu werden....

Tante edit merkt gerade: Geht doch....

 

[HesseR001]

Also sind die Drehgestelle auch mittels Drehzapfen mit dem Lokkasten verbunden. Ich dachte, die Druck/Zugstangen tragen den Lokkasten auf dem Drehgestell.

 

[V180-Oli]

Nee,nee...datt haste jetzt falsch verstanden. Kein Drehzapfen.
Die Stangen halten das Dg sozusagen in Längsrichtung zum Lokrahmen. (Andersrum wird vielleicht eher n'Schuh draus...)

Der Lokrahmen ist über Federung, Dämpfer und Seitenführung mit dem Drehgestell flexibel verbunden. Die Stangen lassen das Dg nicht nach vorn und hinten weg.

 

[Jan]

Hintergrund ist die möglichst schiennahe Einbringung der Zugkraft um die Achsentlastung durch Kippen des Drehgestells zu minimieren. Keine ganz neue Lösung, die 1044 der ÖBB hat das auch schon, nur das die Stangen hier nach außen geführt sind.
Recht anschaulich ist dies in den Büchern vom EK zu den modernen Loks beschrieben. Auch wenn der Karl Gerhard Baur oft recht viel Wissen zu Physik und ET voraussetzt, recht interessant.

 

[QuesTT]

Ist ne LKW-Kupplung gefedert?

Ja ist sie, aber nicht zwischen Zuggabel und Kupplung, sondern zwischen Kupplung und Fahrzeugrahmen in Form zweier großen Gummiteller die mit einer Mutter M65, oder größer, vorgespannt werden. Das gleiche Prinzip wird auch bei der besagten Zug- Druckstange verwand. Das sieht man schön auf Daemons Bildern von der Aufnahme am Drehgestell. Auf >> Bild 1 << sieht man von unten gesehen zwei Metallringe die angeschraubt sind, der äussere an der "Drehpfanne" und ein innerer am "Drehzapfen", dazwischen sitzt der Gummi der durch die zwei Ringe vorgespannt wird. Wenn man das ganze nicht macht wird schnell, bei dem ganzen geziehe und gedrücke, ein Langloch draus.

@ HesseR001
Damit der Lokkasten nicht seitlich wegrutscht gibt es noch Querlenker.

MfG QuesTT

 

[Luchs]

Die erste Lok, bei der ein solches Prinzip angewendet wurde (wenn auch abgewandelt, da gab es WIMRE eine solche Stange zwischen den Drehgestellen) war die E94. Daher war sie bis zum Schluss für den Nachschub so viel beliebter als die 150 und 151.

Der Unterschied ist: Bei Zug/Druckstangen können die Längskräfte (Beschleunigung/Verzögerung) genau in der Achsebene an das Lokgehäuse und das andere Drehgestell übertragen werden. Dadurch entstehen keine zusätzlichen Drehmomente und alle Achsen bleiben gleichmässig belastet. Bei PKW kann man diese Achsentlastung gut beobachten: beim Bremsen geht das Fahrzeug vorne in die Knie, beim Anfahren geht es vorne hoch. Deswegen sind die Vorderradbremsen so viel wirksamer - gilt auch für (fast) alle Arten von Zweiräder ...

Vertikalkräfte werden weiterhin über Federn - sogenannte Flexicoilfedern - übertragen. Diese können nicht nur vertikal einfedern, sondern auch leichte Seitenbewegungen ausgleichen.

Ich kann es mir daher eigentlich nicht vorstellen, dass Fahrzeuge mit Zug/Druckstangen noch einen Drehzapfen haben - das System wäre statisch überbestimmt und die Drehgestelle würden sich nicht mehr drehen.

Theoretisch kann man den gleichen Effekt durch einen entsprechend tief gelegten Kipppunkt des Drehgestelles erreichen - dies scheitert jedoch am Platz, der für Fahrmotoren etc. benötigt wird.

Luchs.

 

[Daemon]

Jut, wieder was gelernt
Wichtig ist auch, dass die Zug-Druckstangen zwar in Längsrichtung sind, aber nicht waagerecht. Laut >> Seite 2 << ist die ideale Einbaulage der Zug-Druckstange so, dass die gedachte Verlängerung genau in der Mitte zwischen beiden Achsen die Schienenoberkante durchschneidet. Dann werden beide Achsen gleich belastet. Siehe meine Skizze dazu.
>> Hier << auf der Schnittzeichnung ist auch sehen, dass die Stangen geneigt sind.

Edith:
@Luchs
Fahrzeuge mit Zug-Druckstange haben auch keinen Drehzapfen mehr, das war ja ein Denkfehler von mir

 

[E-Fan]

"Theoretisch kann man den gleichen Effekt durch einen entsprechend tief gelegten Kipppunkt des Drehgestelles erreichen"
@Luchs:
Dann hätte man aber immernoch Hebelwirkungen durch den Abstand zwischen Achsmitten und Drehzapfen

@Hesse:
Das hat man früher der Einfachheit halber so gemacht. Nachteilig war die fehlende Entkoppelung zwischen Drehgestell und Lokkasten. (siehe Luchs' Beitrag)
Der Lokkasten wird bei der 101 durch vier Schraubenfedern auf den Drehgestellen abgestützt.
Die Stange wird mit an Sicherhheit grenzender Wahrscheinlichkeit durch zwei bewegliche Lager mit Lokkasten und Drehgestell verbunden sein . Dadurch können nur Kräfte in eine Richtung (längs zum Fahrzeug) übertragen werden. Querbewegungen müssen die Schraubenfedern aufnehmen.

 

[Jan]

Bei der E94 waren die Drehgestelle gekuppelt, diese trugen ja auch die Zug- und Stoßeinrichtungen. Es war also nicht nötig Zug- und Druckkräfte in den Lokkasten einzuleiten. Diser lag quasi nur lose auf.

 

[QuesTT]

Querbewegungen müssen die Schraubenfedern aufnehmen.

Das halte ich für unwarscheinlich, bei großen Fliehkräften geben diese nach. Siehe Post #15.

MfG QuesTT

 

[HesseR001]

Also kann man sagen, dass das Hauptgewicht des Lokkasten über Federn, auf dem Drehgestell lagert und die Zug/Druckstange nur die Entlastung der Achsen beim Anfahren, Bremsen verhindern, weil sich sonst die Drehgestelle in Längstschieflage geraten würden.
Beim Taurus wird dies, glaube ich, durch einen tiefergelegten Drehzapfen verhindert.

 

[QuesTT]

@ HesseR001

Ohne diese Stange würden die Drehgestelle ohne Lok losfahren.

 

[E-Fan]

@Quest:
Was für Fliehkräfte?

Hier steht auch noch was zu Zug- und Druckstangen auf Seite 3 und 4

 

[QuesTT]

@E-Fan

In Kurvenfahrt entstehen Fliehkräfte. Die Spurkränze verhindern das die Lok vom Gleis fällt. Was verhindert das der Lokkasten von den Drehgestellen rutscht? Mit Sicherheit nicht die Schraubenfedern sondern ein Querlenker der diese Kräfte aufnimmt.

MfG QuesTT

 

[E-Fan]

Es gibt keine Querlenker in diesem System weil sie nicht nötig sind.
Die Querkräfte sind nicht so groß als das die Federn diese nicht aufnehmen könnten. Ansonsten würde es den Lokführer und/oder Fahrgäste ja auch in Richtung Kurvenaussenseite drücken.