Radsatz

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Ein Radsatz (engl. wheelset) bei Schienenfahrzeugen besteht aus der Radsatzwelle und den beiden Radscheiben, je nach Einsatzfall sind auf der Welle auch noch Bremsscheiben und/oder Zahnräder für den Antrieb montiert.

Der Radsatz überträgt das Gewicht des Fahrzeugs auf die Schienen. Während der Fahrt übernimmt er die Führung des Fahrzeuges auf dem Gleis und überträgt die Beschleunigungs- und Bremskräfte auf die Schienen.

Die beiden Radscheiben sind mit der Radsatzwelle in der Regel starr verbunden, sie können sich gegenüber dieser nicht drehen. Hierdurch und die kegelförmige Ausbildung der Laufflächen (Neigung 1:40) wird der sogenannte Sinuslauf ermöglicht, der das Fahrzeug in der Spur hält. Im Unterschied zu einer Achse überträgt die Radsatzwelle also auch ein Drehmoment.

Zur Fixierung der Räder werden sie auf die Welle aufgepreßt, wobei teilweise die Radnabe auf 250 °C erwärmt wird (Pressfügen). Lediglich in einigen Ausnahmefällen sind die Radscheiben nicht fest mit der Radsatzwelle verbunden. Bei Radsätzen mit verstellbarer Spurweite lassen sich die Radscheiben auf der Radsatzwelle verschieben, eine Verdrehung gegeneinander wird jedoch verhindert. Losradfahrwerke werden erst in jüngster Zeit entwickelt; sie benötigen zur Spurführung eine zusätzliche Ansteuerung, da das Prinzip des Sinuslaufes zur Spurführung durch die unabhängig sich drehenden Räder nicht wirkt.

Die Radsatzlager befinden sich in der Regel außerhalb der Radscheiben (Außenlagerung). Unter anderem bei Personenwagen in Amerika, Straßenbahnen und Metrotriebzügen können sie auch innerhalb der Radscheiben liegen, wodurch sich durch die geringere Kragweite ein günstigerer Kraftfluss einstellt. Die Treibachsen von Dampflokomotiven haben ebenfalls eine Innenlagerung, da die Treibstangen außen vor den Rädern angeordnet sind. Auch andere [Triebfahrzeug]]e besitzen zur Übertragung der Antriebskräfte zusätzliche, am Radsatz angebrachte Elemente wie Zapfen an den Radscheiben, eine gekröpfte Achswelle bei Dampflokomotiven oder zusätzliche Wellensitze für das Zahnrad des Antriebs bei Elektrolokomotiven und Zahnradlokomotiven. Moderne Fahrzeuge, die anstelle direkt auf die Radlaufflächen einwirkender Bremsklötze mit Scheibenbremsen ausgestattet sind, haben zusätzliche Bremsscheiben. Diese sind entweder an den Radscheiben oder auf eigenen Sitzen auf der Radsatzwelle angebracht.

Der Radsatz unterliegt hohen Beanspruchungen im Betrieb. Die Radsatzwelle wird durch das auf die Lager einwirkende Gewicht auf Biegung beansprucht. Weil sich der Radsatz beim Rollen des Fahrzeuges dreht, ist dies eine Wechselbeanspruchung. Die Radscheiben müssen Kräfte von Spurführung und Antrieb bzw. Bremse übernehmen. Bei Klotzbremsen kommt eine zusätzliche Belastung durch die Erwärmung der Laufflächen hinzu. Die zwischen Rad und Schiene bzw. Bremsklotz entstehende Reibung trägt zudem Material ab, wodurch die Laufflächen ihre Form und ihren Durchmesser verändern oder Flachstellen erhalten.

Aus diesem Grund müssen Radsatzwelle und Radscheibe regelmäßig nachgemessen und auf Risse abgesucht werden. Die Rissprüfung erfolgt heute mit einer Ultraschallprüfung, Wirbelstromprüfung oder Magnetpulverprüfung. Früher konnten nur visuelle Prüfungen durchgeführt werden. Daher hatten Dampfloks rote Räder, in deren Farbe Risse leichter zu erkennen waren. Bei Güterwagen werden die Radscheiben zur Prüfung mit einem Hammer angeschlagen. Aus dem Abprall des Hammers und dem Klang der Radscheibe kann auf das Vorhandensein von Rissen geschlossen werden. Die Laufflächen werden bearbeitet, bei Erreichen der Grenzwerte werden Radreifen bzw. Radscheibe ausgetauscht.

Die Kennzeichnung der Radsatzfolge ist in DIN 30052 festgelegt.