Drehgestell bei der Eisenbahn: Aufbau, Funktion und Federung einfach erklärt

Wer bei einer Lokomotive oder einem Reisezugwagen unter den Fahrzeugkasten schaut, sieht meist nicht einfach nur einzelne Räder. Mehrere Radsätze sitzen gemeinsam in einem beweglichen Fahrwerk: dem Drehgestell.

Drehgestelle gehören zu den wichtigsten Bauteilen moderner Schienenfahrzeuge. Sie tragen einen großen Teil des Fahrzeuggewichts, führen die Radsätze im Gleis und ermöglichen es langen Lokomotiven, Wagen und Triebzügen, auch Gleisbögen sicher zu durchfahren.

Je nach Fahrzeug befinden sich außerdem Fahrmotoren, Getriebe und Teile der Bremsanlage direkt im Drehgestell.

Was ist ein Drehgestell bei einem Zug?

Ein Drehgestell ist ein gegenüber dem Fahrzeugkasten bewegliches Fahrwerk, in dem mehrere Radsätze zusammengefasst sind. Besonders häufig sind zweiachsige Drehgestelle mit zwei Radsätzen.

Unter einem klassischen Reisezugwagen befinden sich beispielsweise meist zwei Drehgestelle. Eines sitzt nahe dem vorderen, das andere nahe dem hinteren Wagenende.

Das Drehgestell kann sich beim Durchfahren eines Gleisbogens gegenüber dem Wagenkasten verdrehen. Dadurch folgen die Radsätze dem Verlauf der Schienen deutlich besser, als wenn alle Achsen starr im langen Fahrzeugrahmen befestigt wären.

Warum braucht die Eisenbahn Drehgestelle?

Je länger ein Schienenfahrzeug wird, desto schwieriger wäre die Kurvenfahrt mit starr angeordneten Achsen. Die Spurkränze würden stärker gegen die Schienen drücken und Räder sowie Gleise stärker beanspruchen.

Mit einem drehbaren Fahrwerk können sich mehrere Radsätze gemeinsam am Gleisbogen ausrichten. Gleichzeitig lassen sich lange Fahrzeugkästen bauen, ohne den Abstand der fest eingebauten Achsen immer weiter vergrößern zu müssen.

Drehgestelle verbessern außerdem Laufruhe und Fahrstabilität. Gerade bei Reisezügen und Fahrzeugen für hohe Geschwindigkeiten spielt das eine große Rolle.

Aufbau eines Drehgestells

Wie ein Drehgestell genau aufgebaut ist, hängt stark vom Fahrzeug ab. Ein modernes Triebdrehgestell einer Elektrolokomotive sieht technisch anders aus als das Laufdrehgestell eines Reisezugwagens.

Typische Bauteile sind der Drehgestellrahmen, Radsätze, Achslager, Federung und Dämpfer. Hinzu kommen je nach Bauart Bremsen, Fahrmotoren, Getriebe und verschiedene Führungs- und Verbindungselemente.

Der Drehgestellrahmen verbindet die einzelnen Komponenten miteinander. In ihm beziehungsweise an ihm werden die Achslager geführt, über die wiederum die Radsätze gelagert sind.

Was ist ein Radsatz?

Ein Radsatz besteht bei der klassischen Eisenbahn aus zwei Rädern, die fest über eine gemeinsame Achse miteinander verbunden sind. Beide Räder drehen sich daher grundsätzlich mit derselben Drehzahl.

In einem typischen zweiachsigen Drehgestell befinden sich zwei solcher Radsätze. Bei schweren Lokomotiven gibt es auch dreiachsige Drehgestelle.

Wie dreht sich ein Drehgestell?

Das Drehgestell ist beweglich mit dem Fahrzeugkasten verbunden. Fährt das Fahrzeug in einen Gleisbogen, verdreht sich das Drehgestell gegenüber dem Aufbau und richtet sich stärker nach der Richtung des Gleises aus.

Diese Bewegung ist natürlich begrenzt. Leitungen, Federung, Dämpfer und weitere Bauteile müssen so konstruiert sein, dass sich das Drehgestell bewegen kann und trotzdem sicher mit dem Fahrzeug verbunden bleibt.

Drehzapfen und Drehzapfenlager

Bei vielen klassischen Konstruktionen spielt der Drehzapfen eine wichtige Rolle. Er verbindet Fahrzeugkasten und Drehgestell und ermöglicht die Drehbewegung zwischen beiden Bauteilen.

Über den Drehzapfen beziehungsweise die dazugehörige Lagerung können außerdem Kräfte übertragen werden. Je nach Konstruktion übernehmen zusätzliche Lenker, Lager oder andere Verbindungselemente einen Teil dieser Aufgabe.

Moderne Drehgestelle müssen deshalb nicht zwingend einen großen klassischen Drehzapfen besitzen. Die grundsätzliche Aufgabe bleibt jedoch gleich: Der Fahrzeugkasten muss sicher mit dem beweglichen Fahrwerk verbunden werden.

Primärfederung im Drehgestell

Zwischen Radsatz beziehungsweise Achslager und Drehgestellrahmen befindet sich bei vielen Fahrzeugen die Primärfederung.

Sie nimmt Stöße auf, die unmittelbar durch Unebenheiten des Gleises entstehen. Gleichzeitig muss sie die Radsätze zuverlässig führen. Dafür kommen je nach Fahrzeug beispielsweise Schraubenfedern, Gummielemente oder andere Federkonstruktionen zum Einsatz.

Auch sogenannte Konusfedern können Bestandteil solcher Fahrwerkskonstruktionen sein. Dabei handelt es sich um elastische Elemente, die neben der eigentlichen Federwirkung auch Führungs- und Dämpfungsaufgaben übernehmen können.

Was ist die Sekundärfederung?

Die zweite Federstufe liegt zwischen Drehgestell und Fahrzeugkasten. Sie wird als Sekundärfederung bezeichnet.

Während die Primärfederung sehr nah am Radsatz arbeitet, soll die Sekundärfederung vor allem Bewegungen vom Fahrzeugkasten fernhalten. Das verbessert bei Reisezugwagen und Triebzügen den Fahrkomfort erheblich.

Warum besitzen moderne Drehgestelle Luftfedern?

Bei modernen Reisezugwagen und Triebzügen kommen häufig Luftfedern als Teil der Sekundärfederung zum Einsatz. Dabei trägt ein mit Druckluft gefülltes Federelement einen Teil des Fahrzeugkastens.

Ein Vorteil besteht darin, dass sich das System an unterschiedliche Beladungen anpassen kann. Ob ein Fahrzeug leer oder voll besetzt ist, soll sich möglichst wenig auf die Höhe des Wagenkastens und auf den Fahrkomfort auswirken.

Dämpfer begrenzen zusätzlich unerwünschte Bewegungen des Fahrzeugkastens und des Drehgestells.

Welche Aufgabe haben Buchsen und Lager?

In einem Drehgestell bewegen sich zahlreiche Bauteile gegeneinander. Lager und Buchsen sorgen dafür, dass diese Bewegungen kontrolliert stattfinden und gleichzeitig Kräfte übertragen werden können.

Sie finden sich beispielsweise an Gelenken, Lenkern, Federungselementen oder bei der Verbindung zwischen Drehgestell und Fahrzeugkasten. Die genaue Ausführung unterscheidet sich je nach Fahrzeug erheblich.

Triebdrehgestell und Laufdrehgestell

Bei einem Triebdrehgestell werden ein oder mehrere Radsätze angetrieben. Bei modernen Elektrofahrzeugen befinden sich die Fahrmotoren häufig direkt im Bereich des Drehgestells.

Wie der elektrische Antrieb funktioniert, findest du ausführlicher im Artikel Elektrolokomotive einfach erklärt.

Ein Laufdrehgestell besitzt dagegen keinen eigenen Fahrantrieb. Es übernimmt vor allem die Führung des Fahrzeugs, trägt einen Teil des Gewichts und sorgt für einen ruhigen Lauf.

Drehgestelle bei Diesellokomotiven

Auch bei Diesellokomotiven hängt die Konstruktion des Drehgestells von der Art der Kraftübertragung ab.

Bei dieselelektrischen Lokomotiven sitzen elektrische Fahrmotoren häufig direkt an den Radsätzen der Drehgestelle. Der Dieselmotor treibt zuvor einen Generator an.

Bei einer dieselhydraulischen Lok wird die Leistung dagegen über ein hydraulisches Getriebe und anschließend mechanisch zu den Radsätzen übertragen. Mehr dazu findest du unter Diesellokomotive einfach erklärt.

Welche Rolle spielt das Drehgestell beim Bremsen?

Ein großer Teil der Bremsanlage befindet sich unmittelbar am Fahrwerk. Dazu gehören je nach Fahrzeug beispielsweise Bremsscheiben, Bremszangen oder klassische Bremsklötze.

Weil sich die Bremskräfte möglichst direkt auf die Radsätze auswirken sollen, ist das Drehgestell ein geeigneter Ort für viele Bremskomponenten.

Bo’Bo’ und Co’Co’: Was hat das mit dem Drehgestell zu tun?

Bei Lokomotiven verrät die Achsfolge einiges über den Aufbau der Drehgestelle.

Eine Lok mit der Achsfolge Bo’Bo’ besitzt beispielsweise zwei Drehgestelle mit jeweils zwei einzeln angetriebenen Radsätzen. Insgesamt hat die Lok damit vier angetriebene Achsen.

Bei Co’Co’ befinden sich dagegen drei einzeln angetriebene Radsätze in jedem der beiden Drehgestelle. Solche Konstruktionen eignen sich unter anderem für Fahrzeuge, die hohe Zugkräfte übertragen sollen.

Drehgestelle bei Reisezugwagen und Güterwagen

Bei langen Reisezugwagen sind zwei Drehgestelle seit Jahrzehnten die typische Bauform. Sie ermöglichen lange Wagenkästen und gleichzeitig einen guten Lauf durch Kurven.

Auch schwere und lange Güterwagen besitzen häufig Drehgestelle. Durch mehrere Radsätze lässt sich das Fahrzeuggewicht auf mehr Achsen verteilen, wodurch die zulässige Achslast eingehalten werden kann.

Warum hat nicht jeder Eisenbahnwagen Drehgestelle?

Bei kurzen und vergleichsweise leichten Fahrzeugen können zwei einzelne Radsätze ausreichen. Zahlreiche ältere Güterwagen und kleinere Nebenbahnfahrzeuge wurden deshalb ohne Drehgestelle gebaut.

Mit zunehmender Fahrzeuglänge, höherem Gewicht und steigender Geschwindigkeit werden Drehgestelle jedoch immer wichtiger.

Drehgestelle auf der Modellbahn

Auch bei der Modelleisenbahn sind Drehgestelle beweglich gelagert. Dort ist ihre Beweglichkeit sogar besonders wichtig, weil die verwendeten Gleisradien im Verhältnis zum Vorbild extrem eng sein können.

Bei vielen Modelllokomotiven sitzen Antrieb und Stromabnahme teilweise oder vollständig im Drehgestell. Verschmutzte Räder, schwergängige Drehgestelle oder falsch sitzende Stromabnehmer können deshalb schnell zu Fahrproblemen führen.

Für Spur N findest du dazu auch meinen Ratgeber Spur-N-Lok reinigen und warten.

Drehgestell kurz erklärt

Das Drehgestell ist das bewegliche Fahrwerk unter Lokomotiven, Wagen und Triebzügen. Es fasst mehrere Radsätze zusammen und kann sich gegenüber dem Fahrzeugkasten verdrehen. Dadurch können lange und schwere Schienenfahrzeuge sicher durch Kurven fahren.

Primär- und Sekundärfederung sorgen gemeinsam mit Dämpfern für einen ruhigen Lauf. Bei Triebdrehgestellen kommen Fahrmotoren und Getriebe hinzu. Je nach Fahrzeug finden sich außerdem Bremsen und zahlreiche Lager- und Führungselemente direkt im Drehgestell.

Weitere Grundlagen zu Fahrzeugen, Signalen und Bahnbetrieb findest du in meiner Übersicht Eisenbahn-Technik einfach erklärt. Dort sind die einzelnen Themen übersichtlich miteinander verknüpft.