Hohlwellenantrieb

Beim Hohlwellenantrieb von Eisenbahn-Triebfahrzeugen ist die Treibradsatzwelle mit reichlichem Spiel von einer hohlen Welle umgeben, welche die Antriebskräfte vom Motor auf die Treibräder überträgt. Die Hohlwelle wird über Kurbelstangen oder über Federkupplungen beweglich mit den Treibrädern gekoppelt und gehört somit (samt Antriebseinheit) zur gefederten Masse des Fahrzeugs.

Da nur noch der Radsatz ungefedert bleibt, wird der Oberbau durch Schwingungen des Antriebs geringer belastet und die Laufruhe des Triebfahrzeugs erhöht.

In frühen elektrischen Fahrzeugen diente die Hohlwelle zugleich als Rotor des Fahrmotors (siehe die oberste Abbildung). Später trägt die Hohlwelle die Großräder des Zahnradgetriebes (siehe zweite der nebenstehenden Abbildungen). Ihr Innendurchmesser ist ausreichend groß, um der Treibradsatzwelle Spielraum für einen ausreichenden Federweg zu geben.

Zur Kraftübertragung zwischen den sich beim Federn des Fahrzeugs vertikal gegeneinander bewegenden beiden Wellen dient eine radialbewegliche Kupplung. Verschiedene Ausführungen des Hohlwellenantriebs werden häufig nach der Art der verwendeten Kupplung bezeichnet.

In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde eine große Zahl von Hohlwellenantrieben bzw. von radial nachgebenden Kupplungen für die Verbindung zwischen Hohlwelle und Treibradsatz entwickelt, obwohl keinesfalls alle elektrischen Schienenfahrzeuge – insbesondere nicht die Straßenbahnen – einen Hohlwellenantrieb, sondern oft einen Tatzlagerantrieb bekamen. Diesen modifizierte man zwar ab der Mitte des Jahrhunderts zu einem Hohlwellenantrieb, kam aber nach und nach vom Ideal, dem Treibradsatz keine ungefederten Massen zuzufügen, wieder ab. Begünstigt wurde dieses Vorgehen dadurch, dass inzwischen festere Stähle für den Bau kleinerer und leichterer Getriebe-Zahnräder entwickelt worden waren. Dass das Getriebe – insbesondere sein größeres, also schwereres Abtriebsrad (Großrad) – ungefedert von der Treibradsatzwelle getragen wird, und nur der Fahrmotor wie bisher gefederte Masse ist, war ein ausreichend zufriedenstellender Kompromiss geworden.

Die radial nachgebende Kupplung ist in diesem Fall zwischen dem Fahrmotor und dem Getriebe angebracht. Für große Antriebsleistungen wird eine Kardanwelle benutzt, die aus Platzgründen in der hohl gemachten Motorwelle oder Eingangswelle (Ritzelwelle) des Getriebes untergebracht ist. Die die Treibradsatzwelle umgebende Hohlwelle ist seltener geworden, nicht aber der Begriff Hohlwellenantrieb. Dieser ist unschärfer geworden, weil in ihn auch die Antriebe mit hohler Motor- oder Ritzelwelle eingegangen sind (siehe unten: Motorhohlwellenantrieb und Ritzelhohlwellenantrieb).

In Neubauten elektrischer Triebwagen ist die Bogenzahnkupplung (im Prinzip eine besonders kurze Kardanwelle) zum Standard geworden. Sie findet Platz zwischen dem fest im Rahmen gelagerten Fahrmotor und dem achsreitenden, gekuppelten Getriebe. Insgesamt werden heute bei Neubaufahrzeugen weniger aufwändige Ausführungen als Hohlwellenantriebe – sowohl in ursprünglicher als auch jüngerer Definition – eingesetzt.

Im Folgenden werden die wichtigsten Hohlwellenantriebe in etwa chronologischer Reihenfolge ihres Entstehens dargestellt. Der zweite Teil dieser Aufstellung (siehe Andere Antriebe) enthält die Hohlwellenantriebe in der o. g. abweichenden Bedeutung. Ordnendes Kriterium ist immer die Bauweise der verwendeten Kupplung.