Versatz Kurbelzapfen

  • Hallo an Alle,

    hab da mal eine schnelle Frage.

    Bei Dampfloks sind die Kurbelzapfen ja normalerweise um 90° versetzt (wheel quartering), damit die Zylinder quasi im Gegentakt arbeiten.

    Wie sieht das bei Dieselloks (Elloks) aus, soweit die Kuppelstangen haben? Ist da ein Versatz um 90°/180° üblich? Nötig? Sinnvoll?
    Und wenn ja, warum, Massenausgleich, weniger Unwucht?

    Gruß
    Mike

  • Es geht darum, dass in jeder Lage angefahren werden kann. So etwas ist nur mit 90° Versatz möglich, auch wenn es nur einen Zylinder gibt. Ebenso will man ja auch ein gleichmäßiges Drehmoment über die gesamte Umdrehung haben.

    Gruß vom Heizer

  • Also das überzeugt mich ehrlich gesagt noch nicht.
    In jeder Lage anfahren ist ja wohl auch ohne Versatz möglich, der Antrieb erfolgt ja über eine Blindwelle und das ist von den Kraftverhältnissen anders als beim Antrieb über einen Dampfzylinder.

    Wegen des gleichmäßigeren Drehmoments bin ich mir nicht ganz sicher; und falls ja, ist da ein Versatz um 90° oder 180° besser.

    Aus Gründen des besseren Masseausgleichs wäre ja wohl ein Versatz um 180° am besten.

    Es würde mich aber weiter interesssieren, wie das im Grossbetrieb und bei Gartenbahnen tatsächlich gehandhabt wird..... :/

    Mike

  • Hallo Mike,

    das Gestänge kann nur Längskräfte, d.h. in unserer Anordnung horizontale Kräfte übertragen. Kommt die Lok so zum Stehen, dass die Stangen auf Höhe der Achsen liegen, kannst Du daran horizontal ziehen wie Du willst, die Räder bringst Du nicht zum Drehen. Deshalb versetzt man die Kurbeln um 90 Grad, damit die andere Seite die Situation rettet.

    Gruß
    Kristian

  • da muss ich mich jetzt Kristian anschliessen.

    Wenn die Lok mit Kurbelzapfen-Achse in einer Ebene stehengeblieben ist, wie ist dann ein Anfahren möglich? Die Blindwelle dreht sich zwar, reicht die auf das Gestänge wirkende horizontal -und vertikalbewegung aus, die Treibräder in eine Drehbewegung zu versetzen?

    ich werde mal kurz meinen Kollegen in Dessau fragen.

    grüsse

    Uli

  • Die Blindwelle dreht sich zwar, reicht die auf das Gestänge wirkende horizontal -und vertikalbewegung aus, die Treibräder in eine Drehbewegung zu versetzen?

    Hallo in die Runde,

    im Prinzip könnte das vielleicht funktionieren (von der mechanischen Beanspruchung mal abgesehen), aber auch bei E und V sind ja die Achsen gefedert, d.h. Stangen über mehrere Achsen müssen gelenkig sein und können demnach keine vertikalen Kräfte übertragen. Oder sehe ich da etwas falsch?

    Allerdings muss ich zugeben, ich habe mir nie die Zeit genommen, das Gestänge des Krokodils so richtig zu studieren - da ist ja diesbezüglich eine etwas sonderbare Konstruktion, die allerdings meiner Ahnung nach durch die höhere Lage der Blindwelle gegenüber den Radsätzen bedingt ist. Ich lasse mich dazu gerne belehren ;)

    Dank und Gruß
    Kristian

  • Hallo,

    und erst einmal danke für Euer Interesse an dieser Fragestellung.

    Ich hoffe Ihr nehmt es mir nicht übel, wenn ich noch etwas zu diesem Zusammenhang frage.
    In Bauberichten zu Livesteam-Loks habe ich gesehen, dass die Passfedernuten in der Achse um 90° versetzt gefräst wurden.
    Andererseits habe ich gelesen, dass im Grossbetrieb die Keilnuten immer in einer Richtung im der Achse liegen, der 90°-Versatz wird dann also zwischen Nabenkeilnut und Kurbelzapfen realisiert.

    Wie haltet Ihr das in der Praxis?

    Mike

  • Hallo Mike

    Nun ist die IV K nicht unbedingt Großbetrieb, aber da sind definitiv die Federnuten in der Achsewelle um 90 ° versetzt und nicht im Rad oder Kurbel.
    Und dann sitzt die Federnut dort, wo das meißte "Fleisch" drumherum ist.


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    Gruß Andreas

    Einmal editiert, zuletzt von IVK fan (25. September 2017 um 20:58)

  • Hallo Mike

    Bei Diesel und Elektroloks war der Versatz der Hubzapfen tatsächlich beim Vorbild 180 Grad.

    Hier gibt es ja keinen Totpunkt, an dam die Lok sonst nicht anfahren konnte, vielmehr interessierte hier der bessere Massenausgleich.

    Mit freundlichen Grüßen

    Thomas

    Kann ich so nicht bestätigen, Thomas.
    Spreche zwar jetzt nur für die "Ostvariante" der V60D und da war es so, die Kurbelzapfen der Blindwelle um 90 Grad versetzt sind.
    Ich vermute das bei 180 Grad Versatz und Stillstand der Räder in den Totpunkten, die Anfahrzugkraft von knapp 200kN einfach zu stark in die Knie geht und die Belastung an der Blindwelle einfach zu groß wäre.

    MfG Harzbahner

  • Eine Treibstange kann doch nur auf Druck bzw. Zug belastet werden. Wenn ein 180° Versatz zwischen den Seiten wäre, gibt es den Bereich in der Nähe der Umkehrpunkte , wo eine Kraftübertragung auf das Rad und von der Blindwelle auf die Stange nur mehr oder weniger senkrecht zur Stangenrichtung möglich wäre. Das geht aber nicht. Ergo gibt es auch bei Diesel-und Elektroloks 90° Stangenversatz

    Gruß vom Heizer

  • Hallo
    Ich folge insoweit, dass Kuppelstangen Kräfte zu einem großen Anteil in axialer Richtung übertragen. Jedoch wirken aufgrund der auf einer Kreisbahn umlaufenden Massen auch Kräfte senkrecht zur eigentlichen, axialen Kraftrichtung. Für die Frage des Antriebs hilft das aber nicht weiter.
    Wie wird denn die Kraft bzw. Drehbewegung von einer Blindwelle auf die Räder übertragen? Da meines Wissens hier keine Kräfte per Stange übertragen werden sondern per Kette oder Riemen oder Zahnrad spielt der Versatz der Kuppelstangen keine Rolle. Diese haben dann nur die Aufgabe, die Antriebskraft anteilig auf die weiteren Kuppelräder zu übertragen. Damit geht auch ein gegenseitiger Versatz von 180° ohne das etwas klemmt oder blockiert. Ergo steht bei einem Versatz von 180° der sinnvollere Massenausgleich im Vordergrund.
    Hanno

  • Hallo Hanno,

    lies doch (noch)mal meine obigen Beiträge betreffend Grund des Versatzes und Notwendigkeit der gelenkigen Ausführung von Gestängen über mehrere Kuppelachsen. Dabei ist es egal, ob alle Achsen echte Radsätze sind oder eine davon eine Blindwelle.

    Was mir leid tut ist, dass hier noch keiner der 180-Grad-Befürworter erklärt hat, wie (durch welche, d.h. in welcher Richtung wirkende Kräfte) in dieser Anordnung die Kuppelradsätze in Drehung gebracht werden sollten. Es ist doch kein Problem, mit dem Bleistift einfach eine Skizze auf Papier zu werfen und die in den einzelnen Positionen wirkenden Kräfte einzuzeichnen! War das nicht schon in der Grundschulphysik?

    Gruß
    Kristian

  • Hallo
    Ich werde das am Wochenende mal aufmalen aber selbst unter Heranziehung all meiner Expertise als Maschinenbauingenieur kann ich derzeit nicht erkennen, wo bei einer Drehbewegung eines Rades an dem ein Zapfen mit Stange angebracht ist, bei Stellung "genau waagerecht" eine Kraft so in axialer Richtung wirkt, das etwas blockiert. Vorausgesetzt, die Achse des Rades wird über was auch immer angetrieben.
    Hanno

  • Hallo Hanno,
    wenn die Kuppelstange genau auf der gedachten Linie durch das Achszentrum des treibenden und angetriebenen Rad in einer Flucht liegt dann befinden sich die Zapfen genau auf 3 oder 9 Uhr.
    Nehmen wir 3 Uhr an und angetrieben ist das rechte Rad. Durch das unvermeidliche Spiel in den Lagern wird sich das treibende Rad Richtung 4 Uhr bewegen können. Die nun nach links oben steigende Kuppelstange wird das andere Rad Richtung 2 Uhr bewegen, also gegenläufig. Bei sehr langsamer Bewegung wird das treibende Rad 9 Uhr durchlaufen bevor auch das andere Rad 9 Uhr erreicht (Lagerluft/Spiel). Nach Durchlauf der 9Uhr-Position wird die nun nach rechts oben ziehende Kuppelstange das linke Rad nach 12 Uhr, wie das Antriebsrad bewegen.
    Das linke Rad oszilliert also zwischen 9 und 3 Uhr über 12 Uhr. Ziemlich unbrauchbar.
    Volker

  • Hallo Volker,
    deine Meinung teile ich nicht, da das angetriebene Rad nicht frei in der Luft steht sondern unten auf der Schiene aufliegt und von oben die Gewichtskraft der Lok darauf liegt. Nehme ich nun dein Beispiel mit angesprochener Lagerluft, dann wird sich, bis das gesamte Spiel überwunden ist, am angetriebenen Rad nichts bewegen. Ist dieser Punkt gekommen, dann zieht die Kuppelstange das Rad am Zapfen nach unten und beginnt sich ebenfalls zu drehen.
    Hanno

  • Die nun nach links oben steigende Kuppelstange...

    Hallo,

    von was für einer Anordnung gehst Du aus? Zwei Achsen - rechte angetrieben, linke mitgeschleppt? Warum sollte dann die Kuppelstange links nach oben gehen? Durch die Reibung im Kurbellager???

    In Wirklichkeit bewegt sich ja die Lok durch die Drehung der rechten Achse im Uhrzeigersinn als Ganzes nach rechts, das darf man nicht vergessen. Durch die Reibung an der Schiene fängt auch die linke Achse an sich zu drehen, und so kommen auch sie aus dem Totpunkt aus. So kann das funktionieren, allerdings darf die angetriebene Achse nicht durchdrehen, sonst verklemmen sich die Achsen durch die Schrägstellung der Stange (und auch ohne Schlupf ist dieses Konstrukt angesichts der Lager- und Führungsspiele bedenklich). Zudem überträgt vom Totpunkt aus nur die angetriebene Achse Kraft auf die Schiene (-> Anfahrkraft der Lok), und das nicht nur beim Anfahren: das gilt bei jeder Totpunktlage, da die Stangen da keine Drehwirkung auf die Kuppelräder ausüben können.

    Es mag sein, dass man in den Anfängen der E- und V-Loks 180-Grad-Versatz verwendet hat, wird aber wohl schnell davon abgekommen sein. Schade, dass sich keiner der "alten Eisenbahnhasen" hier dazu äußert - sind wahrscheinlich nicht alt genug ^^

    Gruß
    Kristian