Die Simplex-Drehgestelle von BBC

Die Tatsache, dass bei Strassenbahnwagen während Jahren immer wieder dieselben Konstruktionsprinzipien für den mechanischen Teil Anwendung gefunden hatten und die meisten Wagen kein überragendes Fahrverhalten aufwiesen, veranlasste die Firma Brown Boveri & Cie. (BBC) zu Beginn der Dreissigerjahre, die Entwicklung neuartiger Laufwerke in Angriff zu nehmen. Um die Abwendung des Publikums vom Tram aufzuhalten, sollte dieses schneller und ruhiger fahren können und einen mit den aufkommenden Konkurrenzverkehrsmitteln Auto und Autobus vergleichbaren Komfort bieten.

In Zusammenarbeit mit BBC Mannheim baute die Waggonfabrik Uerdingen AG zwei vierachsige Triebwagen in leichter Stahlbauart für die von der Süddeutschen Eisenbahn-Gesellschaft betriebene, meterspurige Essener Strassenbahn. Die beiden sechsfenstrigen, 12,63 Meter langen Grossraum-Motorwagen («Lange Essener») kamen 1933 mit den Nummern 503 und 504  in Betrieb und zeichneten sich durch eine neuartige Drehgestellkonstruktion aus. Um eine möglichst grosse Gewichtseinsparung zu erzielen, war der in Längsrichtung angeordnete Motor so ausgebildet, dass dessen Stahlguss-Gehäuse mit oben angegossenem Drehzapfen selbst zum Drehgestellrahmen wurde.

Die Stadt Essen im Ruhrgebiet leistete 1933 Pionierarbeit mit dem ersten deutschen Grossraumwagen. Dies war zu einer Zeit, als in Europa noch viele Betriebe von zweiachsigen Fahrzeugen dominiert wurden.
© Essener Verkehrs AG (Sammlung TCB)

Die beidseitigen Drehmomentabgänge trieben beide Radsätze über Kegelradgetriebe mit Spiralverzahnungen an. Das Motorgehäuse stützte sich über vier Arme auf die Radsätze ab. Damit sich die Räder Gleisunebenheiten anpassen konnten, war ein Armpaar beweglich gelagert, was der entsprechenden Achse eine leichte Pendelbewegung von ± 1° um die Drehgestell-Längsachse ermöglichte. Zur Entlastung der Lager waren am Motorgehäuse Blattfedern angebracht, welche sich unter Vorspannung auf die beiden beweglichen Arme abstützten. Zur Dämpfung der auf beiden Radsätzen lastenden, unabgefederten Massen besassen die Triebräder zwischen Radkörper und Bandagen Gummieinlagen. Seitlich des Drehgestells angebrachte Federtöpfe nahmen die Schraubenfedern auf, auf welchen der Wagenkasten ruhte. Nach vierjähriger Betriebszeit mit guten Erfahrungen beschaffte Essen weitere zwanzig, leicht verkürzte Wagen mit den neuartigen Drehgestellen.

Unter der Leitung von Oberingenieur Franz Prantl entwickelte BBC das Uerdinger Drehgestell weiter und liess es unter dem Markennamen «Simplex-Drehgestell» patentrechtlich schützen. Ziel war, das Laufwerk für Überlandbahnen oder gar für Vollbahnen verwendbar zu machen und für höhere Achsdrücke zu ertüchtigen. Die gummigefederten Räder des Systems der Waggonfabrik Uerdingen eigneten sich nicht für Raddrücke über zwei Tonnen und die Abbremsung mit Radbremsklötzen (dementsprechend verfügten die Essener Wagen über Bandbremsen mit Bremstrommeln). Ausserdem wollte man die guten Erfahrungen, welche die SBB mit den mit BBC-Federantrieben ausgerüsteten Leichttriebwagen CLe 2/4 201–207 («Roter Pfeil») gemacht hatten, einfliessen lassen.

Simplex-Drehgestell des Ce 4/4 1 der Biel–Meinisberg-Bahn (BMB). Der längs eingebaute Motor bildete den Drehgestellrahmen und trieb beide Radsätze über Kegelradgetriebe an.
© Werkaufnahme BBC (Sammlung Dominik Madörin, CH-Ettingen)

1937 bot sich die Gelegenheit, diese Ideen beim neuen Motorwagen Ce 4/4 1 der damaligen Biel–Meinisberg-Bahn (BMB) zu realisieren. Wieder bildete der beide Radsätze über Kegelradgetriebe antreibende Motor mit seinem Gehäuse den Drehgestellrahmen. Die Pendelachse entsprach bis auf ein zusätzliches sphärisches Lager neben dem Kegelrad ebenfalls dem Uerdinger Vorbild. Der andere Radsatz war über Arme, welche sich in vertikaler Richtung bewegen konnten, an das Motorgehäuse angelenkt. Über Schraubenfedern stützten sich die beiden Gabelenden des Motorgehäuses auf die Lenker und damit auf den Radsatz ab. Der Antrieb dieser Schwingachse erfolgte über einen BBC-Federantrieb, bestehend aus einem auf die Achse aufgeschrumpften Mitnehmerstern, der mit seinen sechs Armen zwischen die Federtöpfe griff, welche am konischen Triebzahnrad angeflanscht waren. Die Speichenräder waren klotzgebremst. Dem Ce 4/4 1 der BMB war nur eine kurze Einsatzzeit in Biel beschieden. 1940 wurde der Bahnbetrieb eingestellt und der Wagen an die Lugano–Cadro–Dino-Bahn (LCD) veräussert, wo er bis 1970 in orange-weissem Anstrich und mit der neuen Nummer 10 verkehrte.

Simplex-Drehgestelle liessen sich trotz entsprechender Bemühungen der BBC nicht vermarkten. Viele Betriebe waren dem Einmotor-Antrieb gegenüber skeptisch eingestellt, da bereits geringe Unterschiede bei den Raddurchmessern zu erheblichen Leistungseinbussen und Verschleiss führten. Ausserdem waren die Kegelradgetriebe lärmig und schlecht einstellbar.

Für hohe Geschwindigkeiten und grosse Leistungen wäre zwar auch die Pendelachse mit einem Federantrieb versehen worden. Der Nachteil, dass nur ein Motor beide Achsen antrieb, hätte aber weiter bestanden. Erst die Idee, zwei Motoren einzubauen und beide Achsen als Schwingachsen auszubilden, führte zum Erfolg. Bei den nun als Simplex 1 bezeichneten Drehgestellen bildeten die beiden quer eingebauten Motoren einen Teil des Drehgestellrahmens. Kegelradgetriebe wurden überflüssig, und der Federantrieb konnte einem Federscheibenantrieb Platz machen, bei welchem die Antriebswelle vom Anker nach dem Ritzel durch die als Hohlwelle ausgebildete Ankerwelle geführt wurde. Zwischen den Motoren konnte nun auch eine für einen weichen Lauf und höhere Geschwindigkeiten unabdingbare Wiege untergebracht werden. Die Rückkehr zu gefederten Rädern verbesserte Laufkomfort und Verschleissverhalten. Alle wichtigen Hebelgelenke waren mit stoss- und geräuschdämpfenden Silentblocs versehen.

Nicht aus der Spielwaren-Abteilung, sondern aus der Eisenbahn-Ausstellung bei Jelmoli: Simplex-1-Drehgestell für die Zürcher Leichtmotorwagen Ce 4/4 401 ff.
© Armin Wanner (Sammlung Andreas Spaar, CH-Arlesheim)

Die ersten Fahrzeuge, welche Simplex-1-Drehgestelle untergesetzt bekamen, waren die ab 1941 in Betrieb genommenen Zürcher Leichtmotorwagen Ce 4/4 401 ff. (siehe auch Das blaue Wunder). Sie verfügten über zwei GLM-0640-Halbspannungsmotoren von BBC mit einer Stundenleistung von je 50 PS. Der Radsatzabstand betrug 1ʼ625 mm, der Laufkreisdurchmesser 660 mm.

Die Verwendung von stärkeren Motoren des Typs G 25 (65 PS) bei späteren Bestellungen für Zürich und Bern bedingte die Vergrösserung des Radsatzabstands auf 1ʼ700 mm. Für die schweren Standardmotorwagen wie die Zürcher Ce 4/4 1371 ff. und die Basler Ce 4/4 401 ff. oder für Überlandfahrzeuge entwickelte BBC das Drehgestell Simplex 2. Mit 2 x 90 PS war es bedeutend höher motorisiert. Grössere Motoren und Räder mit einem Laufkreisdurchmesser von 770 mm zogen eine nochmalige Vergrösserung des Radsatzabstands auf 1ʼ850 mm nach sich. Wiege und Kastenabstützung erfuhren ebenfalls Verbesserungen.

Simplex-2-Drehgestell eines Ce 4/4 der Basler Verkehrs-Betriebe (BVB).
© Werkaufnahme BBC (Sammlung Dominik Madörin, CH-Ettingen)