Achsbüchsen [1]

Achsbüchsen für Eisenbahnfahrzeuge (Achslagerkasten) sollen die Last des Fahrzeugs auf die Achsen übertragen. Befinden sich letztere in drehender Bewegung, so entsteht eine Reibungsarbeit, die eine Abnutzung der reibenden Flächen und Erwärmung von Achsschenkeln und Lagern mit sich bringt. Man versieht daher die Achsbüchsen mit besonderen Lagerschalen, um sie nach der Abnutzung leicht erneuern zu können, und stellt sie aus einem Metall her, weicher als das der Achse, damit letztere möglichst wenig angegriffen wird.

Als Lagermetalle eignen sich: 1. harte Bronze aus Kupfer und Zinn, wobei man etwa 82 Teile Kupfer mit 18 Teilen Zinn zusammenschmilzt, 2. Weißmetall aus etwa 6 Teilen Kupfer, 11 Teilen Antimon und 83 Teilen Zinn, bei dessen Herstellung auf möglichst innige Mischung gesehen werden muß. Das Weißmetall wird unmittelbar in die Achslagerkasten eingegossen oder es wird auch wohl zur Ausfütterung der Bronzelager benutzt. Letztere werden stets für sich hergestellt und in die Lagerkasten eingesetzt. Die Weißmetallager schmelzen bei eintretender Erwärmung leichter als die Bronzelager und können daher die Zapfen eher gefährden, weil beim Herabsinken des Lagerkastens auf den Zapfen die Lagerfläche sehr ungünstig ist. Da die an der Auflagerfläche entstandene Reibung Wärme erzeugt, die zum Teil an den Lagerkasten abgegeben und von diesem nach außen geführt wird, zum Teil aber in den Zapfen eintritt und durch diesen weitergeleitet werden muß, so kann man die Erhitzung des Zapfens dadurch vermindern, daß man dem Lager eine möglichst große Berührungsfläche mit dem Lagerkasten gibt. Bei den Achsbüchsen mit eingegossenen Weißmetallagern geschieht das schon durch die Art der Einbringung. Die Form der Lagerschale, insbesondere der Bogen der Auflagerfläche ist nicht ohne Einfluß auf die Reibungsarbeit. Der Reibungswiderstand nimmt nämlich mit dem Bogen der Auflagerfläche ab. Der infolge davon zunehmende Flächendruck beschränkt jedoch die[64] Verminderung des Bogens. Als Schmiermittel diente früher vielfach feste Schmiere, konsistentes Fett, namentlich fand die Palmölschmiere große Verbreitung; später kamen die dünnflüssigen Pflanzenöle sehr in Aufnahme, insbesondere verwendete man gutgereinigtes, säurefreies Rüböl. In neuerer Zeit gelangen reine Mineralöle mit sehr gutem Erfolge in Gebrauch [2].

Die Achsbüchsen der Wagen befinden sich ebenso wie die Zapfen der Wagenachsen außerhalb der Räder und sind daher bequem zugänglich. Sie bestehen aus der Lagerschale, dem in der Regel zweiteiligen, aus Ober- und Unterteil zusammengesetzten Lagerkasten mit Schmiervorrichtung und Staubabschluß. Die Verbindung zwischen Ober- und Unterteil muß zuverlässig und dabei doch leicht herzustellen und wieder zu lösen sein. Die Schmiervorrichtung wird entweder im Oberteil oder im Unterteil oder in beiden angebracht. Die obere Schmierung erfordert nur einen Oelbehälter, aus dem das Oel durch Saugedocht in einen Schmierkanal geführt wird, ist deshalb in sehr einfacher Weise herzustellen und in Ordnung zu halten. Allein sie führt leicht zur Oel Vergeudung, weil das von oben dem Zapfen zugeführte Oel den Unterlagerkasten allmählich füllt und sodann bei weiterem Zutritt überfließt und verloren geht. Die untere Schmiervorrichtung ist nicht so einfach als die obere und kann deshalb leichter vertagen als diese. Am bellen ist es daher, Oberkasten und Unterkasten mit Schmiervorrichtung zu versehen, in der Regel die untere zu benutzen und die obere nur dann in Gebrauch zu nehmen, wenn bei angehendem Warmlaufen dem Zapfen rasch Oel zugeführt werden soll. – Die Normal – Achsbüchsen der preußischen Staatsbahnen (Fig. 1a und 1b, 2a und 2b) [3] sind um Teil für Bronzelager, zum Teil für Weißmetallager eingerichtet. Erstere besitzen freilich eine nur geringe Berührungsfläche mit dem äußeren Lagerkasten, so daß die Wärmeabgabe an diesen zu wünschen übrig läßt. Es ist dies ein wesentlicher Grund dafür, daß diese Bronzelager häufiger warm laufen als die Weißmetallager. Beide Arten von Achsbüchsen sind mit oberer und unterer Schmierung versehen. Der Oberkasten besitzt einen Behälter für den Oeleinguß, aus dem das Oel mittels Saugedochts durch einen Kanal einem zweiten Behälter über dem Zapfen zugeführt wird. Bei den Weißmetallagern (Fig. 2a und 2b) wird dieser zweite Behälter durch die Wandungen des Oberkastens gebildet. Auf diese Weise wird dem zweiten Behälter nur reines Oel zugeführt, weil etwaige Unreinigkeiten sich schon in dem für den Oeleinguß bestimmten Behälter absetzen können. Die Verbindung von Ober- und Unterkasten geschieht durch einen schmiedeeisernen Bügel B, dessen beide Augen an den Zapfen des Oberkastens aufgehängt sind, wobei eine durch übergeschobene Hülfe nebst Splint in ihrer Lage gesicherte Schraube den Unterkasten gegen den Oberkasten preßt. Um eine seitliche Verschiebung beider Kastenteile zu verhüten, ist der Oberkasten mit drei Stiftschrauben s versehen, deren vorspringende Bolzen in entsprechende Löcher des Unterlagerkastens eingreisen. Diese Anordnung ermöglicht eine rasche Lösung und Wiederbefestigung des Unterkastens. Die Führungsleisten F zur Aufnahme der Achsgabeln sind nur am Oberlagerkasten angebracht. Zur Stützung der Tragfedern befindet sich über der Mitte des Zapfens eine ebene wagrechte Fläche, in deren Mitte ein zylindrischer Bolzen von etwa 30 mm Stärke eingreift. Der Kopf dieses Bolzens tritt in den Federbund der Tragfedern ein und verhindert dadurch deren seitliche Verschiebung [5], [6], [7].

In neuerer Zeit hat sich auf den preußischen Staatsbahnen eine nach amerikanischem Muster ausgebildete Achsbüchsenanordnung für die Personenwagen Eingang verschafft, bei der Ober- und Unterteil aus einem Stück bestehen und die Schmierung nur von unten erfolgt. Die durch Fig. 3 dargestellte derartige Achsbüchse ist für Wagen mit freien Lenkachsen bestimmt. Das mit Weißmetall ausgefütterte Bronzelager trägt den Lagerkasten mittels einer etwa 20 mm starken gußeisernen Einlage e, die das Einbringen und Entfernen der Lagerschale ermöglichen soll, ohne den unteren Spielraum σ zwischen Lagerkasten und Schaft größer als etwa 12 mm nehmen zu müssen. Um die Lagerschale zu entfernen, wird der Lagerkasten so weit angehoben,[65] daß die Einlage e frei wird, nach vorne vorgezogen und durch die in der Stirnseite befindliche Oeffnung entfernt werden kann. Eine Vertiefung auf der Unterseite der Einlage dient dabei einem durch den Deckel eingeführten Haken zum Angriff. Nach Entfernung der Einlage e läßt sich auch das Bronzelager leicht herausnehmen. Auf dem umgekehrten Wege erfolgt dessen Einbringung. – Beim Eingießen des Oels durch dieselbe Oeffnung der vorderen Stirnwand ist darauf zu achten, daß der Oelspiegel bei wagrechter Stellung der Achse noch etwa 15 mm unter der hinteren Lageröffnung bleibt, weil sonst beim langsamen Durchfahren von Kurven oder beim Halten in diesen wegen der Ueberhöhung der äußeren Schiene ein Ausfließen des Oels erfolgen könnte. Im vorderen Teile der Achsbüchse sind daher Oelmarken angebracht, um dem Schmierer die richtige Füllung zu erleichtern. Die in der vorderen Stirnwand befindliche Oeffnung wird durch einen Deckel überdeckt, dessen Lage durch den Druck einer Spiralfeder gesichert wird. – Schmierpolster, die auf dem Boden der Achsbüchse ruhen und sich vermöge ihrer Elastizität an den Achsschenkel anschmiegen, versehen diesen mit dem nötigen Oel. – Statt des Gußeisens hat man auch wohl Stahlblech zur Herstellung der Achsbüchsen benutzt [8]. Die Schmierung der Wagenachsbüchsen geschieht im allgemeinen nach Bedarf. Bei manchen Verwaltungen findet statt dessen eine periodische Schmierung statt, wobei die mit Mineralöl gefüllten Achsbüchsen durch Schrauben verschlossen und erst nach einigen Monaten von neuem gefüllt werden [9].

Die Achsbüchsen der Lokomotiven werden auch aus dem Lager, dem Oberkasten und dem Unterkasten gebildet, sie weichen aber von den hier besprochenen Anordnungen namentlich dann ab, wenn die Achsschenkel innerhalb der Räder liegen, weil sie in diesem Falle auf beiden Seiten offen sein müssen. Die Lager werden aus Weißmetall oder aus Bronze hergestellt. Um gegen den Oberkasten weder eine Drehung noch eine Verschiebung ausführen zu können, werden sie außen polygonal gestaltet und greisen mit vorspringenden Rändern an beiden Enden oder auch mit vorspringenden Ansätzen in der Mitte (Fig. 4a bis 4c) in den Oberkasten ein. Bei Lauf- und Tenderachslagern gibt man der Auflagerfläche einen Bogen von 90° bis 120°, bei Treibachslagern von etwa 150°. Die Oberkasten müssen sich innen der Form der Lager anpassen, auf beiden Seiten mit ihren Führungsleisten die Achsgabeln (s.d.) umfassen und oben mit einem Schmierbehälter versehen sein. Sie erhalten daher bei Lokomotiven mit Innenrahmen eine Hufeisenform und werden aus Schmiedeeisen oder Stahlguß hergestellt. Damit die Achsbüchsen nicht durch Abnutzung leiden, werden die senkrechten Seitenwände mit förmigen Bronzeschuhen ausgefüttert. – Von dem durch einen Blechdeckel oben geschlossenen Schmierbehälter führen zwei Kupferröhrchen das Oel mittels Saugedochten dem Achsschenkel zu. Das gebrauchte Oel gelangt in einen unter dem Achsschenkel befindlichen gußeisernen Unterkasten, der auf beiden Seiten mit Rinnen zur Aufnahme von Filzringen versehen ist, um einen Staubabschluß zu gewähren, und auf seinem Boden ein federndes Schmierpolster erhält, um den Achsschenkel auch von unten mit Oel zu versehen. – Die Achsbüchsen sind entweder so eingerichtet, daß sie den darüber liegenden Tragfederbund mittels Federstütze oder den unter ihr befindlichen Tragfederbund mittels eines Gehänges tragen. Im ersten Falle erhält der Oberkasten über der Achsschenkelmitte eine wagrechte Stützfläche zur Aufnahme der Federstütze. Soll die Tragfeder an der Achsbüchse aufgehängt werden, so läßt man die Seitenwände des Oberkastens weit genug herabreichen, um einen etwa 45 mm starken Bolzen aufnehmen zu können, und hängt daran das Federgehänge auf (Fig. 5a u. 5b) . Der Unterkasten wird dabei durch zwei kleinere Bolzen gehalten.

Literatur: [1] Organ f. F. d. Eisenbahnw., 6. Suppl.-Bd., S. 237. – [2] Organ f. F. d. Eisenbahnw., 9.Suppl.-Bd., S. 276. – [3] Glasers Ann. f. Gew. u. Bauw. 1879, S. 171. – [4] Organ f. F. d. Eisenbahnw. 1888, S. 145. – [5] Organ f. F. d. Eisenbahnw. 1888, S. 139. – [6] Organ f. F. d. Eisenbahnw., 6. Suppl.-Bd., S. 289. – [7] Engineering 1888, II, S. 426. – [8] Engineering 1890, I, S. 741. – [9] Organ f. F. d. Eisenbahnw., 9. Suppl.-Bd., S. 268.

Albert Frank.

Fig. 1a, Fig. 1b, Fig. 2a, Fig. 2b.

Fig. 3.

Fig. 4a, Fig. 4b, Fig. 4c.

Fig. 5a, Fig. 5b.