Neben- und Hilfsbetriebe |
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Beginnen wir auch hier mit den Nebenbetrieben der
Lokomotive.
Wobei sich das hier nicht so einfach darstellen sollte. Der Grund war,
dass alle Bereiche, die nicht direkt mit der Traktion zu tun hatten, bei
dieser Baureihe als Nebenbetriebe bezeichnet wurden. Wir hier verwenden
jedoch die Unterscheidung in Neben- und
Hilfsbetriebe.
Damit bleibt für Sie alles gleich und Sie werden nicht durch
unterschiedliche Begriffe verwirrt.
Wie bei den meisten Maschinen in der Schweiz bestanden diese
Nebenbetriebe lediglich aus der eingebauten
Zugsheizung.
Benötigt wurde diese nur um
Reisezugwagen
zu heizen. Diese Zugsheizung war jedoch umfangreicher, als das heute der
Fall ist. Der Grund lag bei der Tatsache, dass es in der Zeit, in der die
Lokomotive gebaut wurde noch zwei
Spannungen
für die Zugsheizung gab. Daher mussten diese bereitgestellt werden.
Es wurden für die
Zugsheizung
an der Regulierwicklung des
Transformators
zwei
Anzapfungen
vorgesehen. So standen die Spannung von 800 und 1000
Volt
zur Verfügung. Es muss jedoch gesagt werden, dass von den ursprünglich
drei
Spannungen
noch zwei vorhanden waren. Als die ersten
Lokomotiven
dieser Baureihe in Betrieb kamen, war bereits klar, dass bei Bahnen mit
15 000 Volt und
Wechselstrom
mit 16 2/3
Hertz
1000 Volt verwendet werden.
Beide
Spannungen
wurden vom
Transformator
je einem eigenen Heizhüpfer zugeführt. Dabei waren diese beiden
Hüpfer
durch die Steuerung so verriegelt worden, dass sie nie gleichzeitig
geschlossen werden konnten. Die Wahl der Spannung erfolgte manuell durch
das
Lokomotivpersonal
auf der
Lokomotive.
Danach musste die
Zugsheizung
nur noch eingeschaltet werden und die Wagen wurden mit der entsprechenden
Spannung geheizt.
Hier gab es eine Vereinfachung bei den zuletzt abgelieferten
Maschinen. Diese hatten nur noch eine
Anzapfung
erhalten und boten daher nur noch die vereinheitlichte
Spannung
von 1000
Volt
an. Auf die geringere Spannung konnte verzichtet werden, weil die
entsprechend ausgerüsteten Wagen abgebrochen oder umgebaut worden waren.
Es sollte jedoch nicht nur bei dieser Veränderung bleiben, denn auch die
Leitung wurde vereinfacht.
Während
die
Spannungen
der beiden ersten
Lokomotiven
zu einem am
Stossbalken
auf der linken Seite angebrachten
Heizkabel
und zur rechts montierten Steckdose geführt wurden, hatten die weiteren
Maschinen dieser Baureihe nur noch die Steckdose erhalten. Dabei wurde das
Kabel, wenn es nicht benötigt wurde, in einer Blinddose gehalten. Diese
Blinddose war am Stossbalken unterhalb der
Griffstange
montiert worden und sie nahm den Stecker auf.
Der Verzicht auf das
Heizkabel
war 1950 mit der Einführung von
Hilfsheizkabeln
ermöglicht worden und betraf sämtliche
Lokomotiven
in der Schweiz. Man wollte damit verhindern, dass man bei der Verwendung
von mehreren Lokomotiven an einem Zug, fehlerhafte Schaltungen zwischen
den Fahrzeugen erstellen konnte. Das Hilfsheizkabel musste zuerst abgeholt
werden und das ist genug Zeit, sich zu überlegen, was man macht.
Kommen wir zu den eigentlichen
Hilfsbetrieben.
Diese wurden ab einer eigenen
Spule
im
Transformator
mit
Spannung
versorgt. Dank der eigenen Spule waren die Hilfsbetriebe gegenüber dem
Rest der Lokomotive galvanisch getrennt worden. Dadurch waren die
angeschlossenen Baugruppen gut vor der hohen Spannung aus der
Fahrleitung
geschützt. Eine spezielle Schutzschaltung überwachte die Trennung
gegenüber der Erde.
Wie bei den vorhandenen Baureihen legte man die
Spannung
der
Hilfsbetriebe
auch bei dieser
Lokomotive
auf 220
Volt
fest. Das erlaubte es, dass gewisse Bauteile so ausgeführt werden konnten,
dass sie überall verwendet wurden. Dazu gehörten zum Beispiel Motoren und
Widerstände.
Zudem konnten nicht an die
Frequenz
gebundene Geräte sogar aus dem Bereich des mit 50
Hertz
betriebenen Netzes der Hauselektrik bezogen werden.
Alternativ
zur Versorgung ab dem
Transformator,
war auch eine Speisung der
Hilfsbetriebe
über eine aussen montierte Steckdose möglich. Diese Steckdosen für den
Depotstrom
waren auf beiden Seiten der
Lokomotive
vorhanden und sie waren in der Regel spannungslos. Wollte man die
Hilfsbetriebe ab Depotstrom versorgen, musste auf der Lokomotive ein
spezieller Schalter umgelegt werden. Erst jetzt konnte der Depotstrom
genutzt werden.
Dadurch war der
Transformator
von den
Hilfsbetrieben
getrennt. Das war wichtig, weil man mit dem
Depotstrom
auch den Transformtor hätte speisen können. Wäre das erfolgt, hätten sich
die hohen
Spannungen
der
Fahrleitung
in der
Lokomotive
aufbauen können. Im Unterhalt, wo dieser Depotstrom genutzt wurde, war
aber dieser Effekt nicht erwünscht, daher löste man dieses gefährliche
Problem mit einem umschaltbaren Anschluss.
Abgesichert wurden die
Hilfsbetriebe
der
Lokomotive
mit einer einfachen
Sicherung.
Diese Sicherung war für hohe
Ströme
ausgelegt worden und sollte eigentlich nur auslösen, wenn es
grundsätzliche Probleme gab. Der Grund lag in der Tatsache, dass die
angeschlossenen Baugruppen mit
Schaltautomaten
oder ebenfalls mit einfachen Sicherungen geschützt wurden. Die
Hauptsicherung war einfach zum Schutz der Hilfsbetriebe.
Hauptverbraucher der
Hilfsbetriebe
waren die Motoren der
Ventilationen.
Diese war so ausgelegt worden, dass sie in zwei Stufen arbeiten konnte.
Bei tiefer Geschwindigkeit wurde die Ventilation nur mit einer reduzierten
Spannung
versorgt. Dadurch sank die
Leistung
der Ventilation. Erst wenn schneller gefahren wurde, musste die volle
Leistung abgerufen werden. Diese Lösung erlaubte eine relativ leise
Lokomotive
im
Bahnhof. Die Ventilatoren bezogen die zur Kühlung benötigte Luft über die seitlichen Jalousien. Sie waren jedoch nicht unmittelbar dahinter montiert worden, so dass der Maschinenraum zur Beruhigung der angesaugten Luft benutzt werden konnte.
Jedoch hatte man damit den Nachteil, dass relativ viel Schmutz in
den
Maschinenraum
gelangen konnte. Ein Nachteil, der erst mit den späteren Baureihen besser
gelöst wurde. Bei der weiteren Verwendung wurde die Kühlung des Transformators und der Fahrmotoren getrennt. Das hat automatisch zur Folge, dass wir diese Trennung ebenfalls machen müssen.
Diese Trennung und die Tatsache, dass die
Lokomotiven
im Lau-fe der Ablieferung angepasst und verbessert wurden, sorgt alleine
schon dafür, dass die Betrachtung der
Ventilation
etwas aufwendiger wird, als das zu erwarten war.
Der
Transformator
und der
Stufenschalter
wurden nur indirekt mit Luft gekühlt. Vielmehr wurde das Gehäuse mit
speziellem
Transformatoröl
gefüllt. Dieses verbesserte einerseits die
Isolation,
sorgte aber auch dafür, dass die Leiter gekühlt wurden. Dank diesem Aufbau
konnte schwere Isolationen eingespart werden. Ein Punkt, der bei dieser
Lokomotive
besonders wichtig war. Trotzdem sollte der Transformator ein schwerer
Brocken sein.
Es lohnt sich, wenn wir das Gewicht etwas genauer ansehen. Bei
dieser Baureihe wurde an Stelle des Kupfers, Aluminium für die
Wicklungen
verwendet. Durch die
Kühlung
mit dem
Öl
wurde jedoch gegenüber den vergleichbaren Modellen nicht viel eingespart.
Der
Transformator
der Baureihe Ae 4/4 wurde mit einem Gewicht von knapp zehn Tonnen sehr
leicht. Normalerweise wog ein vergleichbarer Transformator alleine rund 20
Tonnen.
Das bei den
Spulen
erwähnte
Öl
wurde mit einer
Ölpumpe
künstlich in Bewegung versetzt. Dabei wurde der Motor dieser Pumpe ab den
Hilfsbetrieben
mit einer gleichbleibenden
Spannung
versorgt. Die spezielle Schaltung zur Reduktion der
Leistung
betraf daher nur die
Ventilation.
Die Ölpumpe lief immer mit der gleichen Drehzahl. Jedoch war deren
Funktion mit einem Druckwächter ebenfalls überwacht worden. Bei den Lokomotiven mit den Nummern 251 und 252 wurde das Transformatoröl von der Ölpumpe einer aussen an der Loko-motive unter dem Kasten zwischen den beiden Drehgestellen angebrachte Kühlschlange zugeführt.
Die Pumpe sorgte dafür, dass das erwärmte
Transformatoröl
durch die Leitungen gepresst wurde und sich so am Metall, das durch den
Fahrtwind abgekühlt wurde, abkühlen konnte. Wir haben daher eine passive
Kühlung
erhalten. Bei den restlichen Lokomotiven dieser Baureihe verbesserte man die Kühlung des Transformators. Daher montierte man den Kühler im Maschinenraum und kühlte in künstlich mit einem Ventilator.
Dadurch wurde die Wärme des
Öls
jedoch in den
Maschinenraum
abgegeben und dieser somit erwärmt. Damit beim
Transforma-tor
und damit im Maschinenraum keine zu grosse Hitze entstand, wurden die
Lüftungsgitter in diesem Bereich vergrössert. Kommen wir nun zu den Fahrmotoren. Jedem Drehgestell wurde ein eigener Ventilator zugestanden. Auch hier bezog der Ventilator die für die Kühlung benötigte Luft im Maschinenraum.
Dabei wurde angesaugte Luft im
Ventilator
beschleunigt und über die Kühlkanäle zu den
Fahrmotoren
geschickt. Durch die Fahrmotoren hindurch erreichte die
Kühlluft
schliesslich unter der
Lokomotive
wieder das Freie und hatte dabei ihre Aufgabe bereits wieder erledigt.
Diese
Ventilation
besorgte in erster Linie die
Kühlung
der
Wicklungen
der
Fahrmotoren,
schützte aber die in den
Drehgestellen
eingebauten Motoren auch vor eindringendem Schmutz und Feuchtigkeit. Diese
künstliche Belüftung reinigte daher auch die Fahrmotoren, so dass der vom
Kollektor
kommende feine Abrieb der
Kohlen
ins Freie geblasen wurde. Die Folge waren trockene und immer saubere
Fahrmotoren. Da für die Erregung der elektrischen Bremse eine eigene Spannung benötigt wurde, war eine Umformergruppe an den Hilfsbetrieben angeschlossen worden. Diese Umformergruppe sorgte letztlich für die benötigte Gleichspannung.
Dabei setzte man hier im Gegensatz zu den
Roten Pfeilen
der Schweizerischen Bundesbahnen SBB nicht mehr auf die Erregung ab den
Batterien.
Die Folge war, dass die
elektrische
Bremse von der
Fahrleitung
abhängig war. Bevor wir uns den letzten Verbrauchern im Maschinenraum zuwenden, betrachten wir die beiden Führerräume. Dort wurden ab den Hilfsbetrieben die zahlreichen Heizungen, die Anzeige der Spannung in der Fahrleitung und eine Steckdose mit der notwenigen Energie versorgt.
Diese Ausrüstung der
Führerräume
war durchaus üblich. Dazu gehörte auch die
Ölwärmeplatte,
die auf der Lokomotive eigentlich nicht mehr benötigt wurde. Über einen von der Druckluft unabhängigen Schütz wurde der Motor des Kompressors angeschlossen. Hier musste man diese Lösung wegen den häufigen Schaltungen und der Tatsache, dass der Schütz auch funktionieren musste, wenn zuerst die Druckluft hergestellt werden musste, wählen.
Daher war der
Kompressor
immer in der Lage die von der Steuerung benötigte
Druckluft
herzustellen. Ein Umstand, der auch dem Personal dienlich sein konnte. Stand die Lokomotive in einem Depot und hatte man keine Druckluft, konnte der Depotstrom über die vorhandenen Steckdosen angeschlossen werden. Dadurch wurden die Hilfsbetriebe und somit der Kompressor mit Energie versorgt.
Der
Kompressor
erzeugte nun die benötigte
Druckluft,
ohne dass die
Lokomotive
eingeschaltet sein musste. Die unbeliebte und schweisstreibende Arbeit mit
der
Handluftpumpe
konnte daher vermieden werden.
Abschliessen können wir die Betrachtung der
Hilfsbetriebe
mit der Ladung der
Batterien.
Dazu wurde zur
Batterieladung
im
Maschinenraum
eine
Umformergruppe
eingebaut. Die Umformergruppe erzeugte den von den Batterien benötigten
Gleichstrom.
Dabei reichte die
Leistung
aber aus, zusätzlich noch die Steuerung der Lokomotive zu versorgen.
Gerade dieser Punkt war wichtig, wollte man eine gut funktionierende
Maschine erhalten.
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