Von Wolfgang Blum

Was haben der InterCityExpress (ICE) der Deutschen Bundesbahn und primitive Ochsenkarren gemeinsam? Beide besitzen starre Achsen. Jeweils zwei gegenüberliegende Räder sind fest miteinander verbunden und drehen sich daher immer gleich schnell.

„Das Prinzip des starren Radsatzes galt in 150 Jahren Geschichte der Eisenbahn als gottgegeben“, spottet Fritz Frederich. „Auch heute noch benutzen es nahezu alle Schienenfahrzeuge.“ Frederich ist Leiter des Instituts für Schienenfahrzeuge und Fördertechnik der RWTH Aachen. Er beließ es nicht bei seiner Kritik und entwickelte neuartige Fahrwerke, bei denen sich die Räder unabhängig voneinander drehen können. Beim Automobilbau seit Jahrzehnten üblich, befindet sich die Einzelradaufhängung bei der Bahn jedoch erst im Versuchsstadium.

Was für Primitivkulturen die angemessene Technik darstellt, ist nicht unbedingt für superschnelle Züge geeignet. In der Tat besitzt der herkömmliche Radsatz einige schwerwiegende konstruktionsbedingte Nachteile.

In Kurven muß das innere Rad eine kürzere Distanz zurücklegen als das äußere. Da beide aber gleich schnell rotieren, rutschen ihre Laufflächen über das Gleis. Doch was für Hochgeschwindigkeitszüge weit schlimmer ist: Auch auf gerader Strecke verhalten sich die üblichen Fahrwerke keineswegs optimal. Sie schlingern vielmehr ständig ein bißchen hin und her. Damit sie in der Spur bleiben, ohne daß der Spurkranz dauernd gegen die Schiene knallt, haben die Räder innen einen größeren Radius als außen (siehe Zeichnung). Der Unterschied ist zwar nicht groß – er beträgt nur wenige Millimeter –, aber folgenreich: Fährt der Waggon nicht exakt in der Mitte des Gleises, sondern ein kleines Stück links davon, dann legen die Räder auf der linken Seite bei einer Umdrehung eine weitere Strecke zurück als auf der anderen. Dadurch stellt sich die Achse – oder das doppelachsige Drehgestell – ein kleines Stück schräg nach rechts. Das Fahrwerk kehrt so von selbst zur Mitte zurück – allerdings nicht lange. Da keine Kraft wirkt, um die Achse wieder geradezurichten, gerät es zu weit auf die rechte Seite. Sodann beginnt das gleiche Spiel von vorn: Diesmal fährt die rechte Seite schneller als die linke und die Achse wird schräg nach links ausgelenkt.

Solche Pendelbewegungen sind bei konventionellen Fahrwerken unvermeidlich. Und: Je schneller der Waggon, desto heftiger der Wellenlauf. Eisenbahner können ihn nur dämpfen, indem sie doppelachsige Drehgestelle verwenden. Sollen Züge hohe Geschwindigkeiten erreichen, sind sie sogar gezwungen, je zwei Achsen miteinander zu koppeln, um wenigstens ein halbwegs ruhiges Fahrverhalten zu ermöglichen. Einen hohen Verschleiß an Rad und Schiene können sie damit nicht vermeiden.

Laufwerke, bei denen sich die Räder unabhängig voneinander drehen, schaffen solche Probleme nicht. Geraten sie aus der Gleismitte, rutschen sie durch die Schwerkraft wieder in die Mitte der Schiene zurück. Dafür sorgt das gekrümmte Profil der Räder: Ihre Lauffläche ist innen steiler als außen. Dadurch stellen sie sich auch automatisch in Kurven richtig ein. Wie die klassischen Drehgestelle lenken sich die neuen Fahrwerke selber.