14: Sätze über Räder

Dass Züge auf Rädern fahren, ist allen klar. Dass sie das anders tun als beispielsweise Autos, ist kein Allgemeinwissen und erklärt eine Vielfalt seltener bis bizarrer Fachvokabeln.
Züge haben grundsätzlich keine Achsen im technischen Sinne, auch wenn man so redet. Eine Achse ist ein feststehendes Bauteil, um das sich ein Rad dreht. Bei der Eisenbahn dreht sich dieses Bauteil jedoch mit. Die Radscheiben sind auf es aufgepresst, und darum ist es keine Achse, sondern eine Welle: Eine Achswelle. Die nahezu untrennbare Einheit aus Rädern und verbindender Achswelle wird Radsatz genannt, und man hörte vergangene Woche, dass es wegen der gestiegenen Stahlnachfrage schwierig geworden ist, neue zu bekommen. Daneben gehören zu einem Radsatz oft noch (meist zwei) Bremsscheiben sowie gegebenenfalls ein Antriebszahnrad.
Gelagert wird er in Achslagern, heutzutage praktisch ausschließlich Rollenlager, die sich außerhalb oder innerhalb der Räder befinden können. Bei Güterwagen ist der Lagerabstand international genormt, so dass man verschiedenste Radsätze unter verschiedensten Wagen einsetzen kann. Natürlich geht das bei scheibengebremsten Schnellgüterwagen nicht mehr so gut, aber die sind auch eher selten. Wenn man einen Radsatz ausbaut, kann man, je nachdem was man vorhat, dafür die Lagerschalen öffnen oder die Lager mitsamt der Achswelle abschrauben.
Auf die Radscheiben aufgeschrumpft sind die Radreifen, es sei denn, es handelt sich um Monoblocräder, die in einem Stück geschmiedet sind. Stahl auf Stahl hält zwar viel aus, aber mit zunehmender Abnutzung werden die Reifen unrund und müssen irgendwann wieder rund werden. Dazu wird Stahl auf speziellen Radsatzdrehbänken heruntergefräst. Gemäß der Maxime, Radsätze möglichst nie auszubauen, sind diese Geräte heute meist sogenannte Unterflurdrehbänke, die den Radsatz direkt am Zug bearbeiten. Natürlich kann man das nicht unbegrenzt oft machen. Dass die Räder jedes Mal ein bisschen kleiner werden, ist mit Grund dafür, warum Radumdrehungszähler nicht zur präzisen Zugortung verwendet werden können, und Luftfederung mit Niveauausgleich eine gute Idee ist.

Es fragt sich natürlich, wie es ein Zug überhaupt schafft, mit starren Achswellen ohne Differenzialgetriebe durch Gleisbögen zu fahren. Hierauf gibt es keine wirklich einfache Antwort, aber die spezielle (mehr oder minder konische) Form der Radreifen, das Profil der Schienenköpfe und die genormte Innenneigung der Schienen spielen dabei eine Rolle. Einfach gesagt stellen sich die Radsätze in Kurven so ein, dass das Außenrad auf einem größeren Umfang läuft als das Innenrad.
Was dabei noch hilft, ist, dass es heute nicht mehr viele Eisenbahnfahrzeuge mit starr montierten Einzelachsen gibt, sondern diese grundsätzlich gruppenweise in Drehgestellen angeordnet sind, sozusagen kleinen Wägelchen, die sich um einen Zapfen drehen. Nahezu alle Schienenfahrzeuge laufen auf zweiachsigen Drehgestellen. Dreiachsige Gestelle sind unter anderem bei schweren Lokomotiven noch im Einsatz, aber unbeliebt, da sie die Gleise stark abnutzen.

Keine Regel ohne Ausnahme: Es gibt auch Schienenfahrzeuge mit sogenannten Losrädern, die wirkliche Achsen oder sogar Einzelradaufhängungen, auf jeden Fall aber keine Achswellen haben, und bei denen sich dann auch die zwei Räder eines Radpaars unterschiedlich schnell drehen können. Paradoxerweise führen diese Losradsätze ohne weitere Maßnahmen zu mehr Verschleiß als starre Radsätze und brauchen komplizierte mechanische oder elektronische aktive Lenksysteme, die sie in den Kurven nachführen. Das hat mit einem Phänomen namens Sinuslauf zu tun, das zweifelsohne eine eigene Kolumne verdient hat (siehe Prellblog 23).

Bild: Goran Zec bei Flickr (Details und Lizenz)