Traktionsstromkreis

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Wie so oft, beginnt dieser Teil ausserhalb der Lokomotive. Genauer über derselben mit der Fahrleitung. Diese war durch die Strecke vorgegeben. Das galt sowohl für die Spannung von 15 000 Volt, die Frequenz von 16 2/3 Hertz, als auch für der Aufbau. Erwähnt wurden diese Angaben im Pflichtenheft. Jedoch war mittlerweile klar, dass mit diesem System grundsätzlich gearbeitet werden würde. Normalspurige Strecken mit abweichendem System waren selten.

Auch wenn grossartig der Simplon bei den Anschriften erwähnt wurde, gehörte dieser den Staatsbahnen und die fuhren dort immer noch mit Drehstrom. Die Lokomotive wurde nur für den Betrieb unter Wechselstrom ausgelegt und konnte auch nicht mit Gleichstrom betrieben werden. Neu war hingegen, dass durchaus auch Strecken der Schweizerischen Bundesbahnen SBB befahren werden sollten. Deren Fahrleitung, passte jedoch zu jener der BLS-Gruppe.

Um die Fahrleitungsspannung auf das Dach zu übertragen wurden auch hier Stromabnehmer benötigt. Das hier verbaute Modell war jedoch eine Ent-wicklung der SAAS. Die Erfahrung mit der Reihe Be 4/6 zeigte, dass die Mon-tage über den Drehzapfen erfolgen musste.

Diese Bügel wurden für die Lokomotiven der Schweizerischen Bundesbahnen SBB entwickelt und sie bewährten sich dort sehr gut. Daher kam auch hier dieser Scherenstromabnehmer zur Anwendung. Die BLS-Gruppe profitierte so direkt von den gemachten Fortschritten.

Gegenüber den auf der Baureihe Be 5/7 verbauten Modellen der MFO, war der neue Stromabnehmer aus dem Hause Sécheron einfacher aufgebaut worden. So fehlten beim Bügel die zahlreichen Abspannungen und auch die Querstange zur Stabilisierung wurde weggelassen.

Neue diagonale Stangen im oberen Teil ergaben den gleichen Effekt. Positiv für das Fahrzeug war, dass dieser Pantograph deutlich leichter war, als das alte Modell.

Um diese Stromabnehmer zu heben, musste die Kraft einer Senkfeder mit Hilfe von Druckluft aufgehoben werden. So konnte die ebenfalls vorhandene Hubfeder den Bügel heben. Dieser Vorgang dauerte so lange, bis ein Widerstand vorhanden war. Durch die Kraft der Feder wurde ein einstellbarer Anpressdruck erzeugt. Wurde die Druckluft hingegen wieder entfernt, senkte sich der Stromabnehmer durch die Kraft der Senkfeder und mit Hilfe der Schwerkraft.

Bei den älteren Modellen wurde festgestellt, dass bei starkem Schneefall die Funktion der Senk- und Hubfeder nicht mehr optimal war. Durch den Flugschnee legte sich dieser in den Federn ab. In der Folge konnten diese ihre Kraft nicht mehr ausüben. Um hier eine Verbesserung zu erzielen, wurden die beiden Federn neu unter einer Haube angeordnet. Eine Lösung, die später auch bei anderen Bügeln verwendet werden sollte.

Bis jetzt hatten alle acht Lokomotiven die gleichen Bauteile. Das ändert sich, wenn wir uns den Schleifleisten zuwenden. Bei den Modellen der Baureihe Be 6/8 kamen die damals üblichen einfachen Schleifleisten aus Aluminium zu Anwendung. Daher mussten diese Maschinen zur sicheren Kontaktaufnahme beide Stromabnehmer heben. Ein Umstand, der jedoch während der Bauzeit verändert wurde und daher bekamen die Ae 6/8 andere Schleifleisten.

Die Reihe Ae 6/8 wurde mit einer Wippe und zwei Schleifleisten mit gemein-samem Notlaufhorn ausgerüstet. Diese Wippe sorgte dafür, dass beide Schleifstücke den Fahrdraht berührten. Dank der Beweglichkeit, war ge-sichert, dass in diesem Fall immer ein sicherer Kontakt vorhanden war.

Aus diesem Grund konnte mit nur einem Stromabnehmer am Fahrdraht ge-fahren werden. Da diese Lösung neu war, hoben jedoch auch diese Maschinen zur sicheren Übertragung beide Bügel.

Die von den beiden Stromabnehmern auf das Dach der Lokomotive über-tragene Fahrleitungsspannung wurde der Dachleitung zugeführt. Diese ver-band sowohl die beiden Pantographen miteinander und diese mit dem Hauptschalter in der Mitte der Lokomotive.

Damit ein defekter Stromabnehmer abgetrennt werden konnte, waren einfache Trennmesser vorhanden. Diese konnten aus dem Maschinenraum heraus geöffnet werden, so dass dazu das Dach nicht betreten werden musste.

Nicht mehr vorhanden war die Blitzschutzspule. Deren Funktion war nicht optimal, da ein Blitzschlag trotzdem zu Schäden führen konnte. Zudem waren solche Treffer selten, daher konnte man auf die Spule verzichten. Zum Schutz der Anlagen war ein einfacher Überspannungsableiter vorhanden. Dieser erzeugte einen Kurzschluss, wenn die Spannung deutlich über den üblichen 15 000 Volt lag. So sollte ein besserer Schutz erzielt werden.

Mit dem Hauptschalter wurde die Lokomotive zum Fahrdraht geschaltet, oder davon getrennt. Es kam hier das sich bei den bisherigen Baureihen bewährte Modell mit einer Löschstrecke in einem Ölbad zur Anwendung. Es zeigte sich hier, wie gut diese Ölhauptschalter waren. Die Funktion war zwar gegeben, aber die Löschstrecke konnte nur eine bestimmte Leistung abschalten. Wurde diese überschritten, konnte die Lokomotive explodieren.

Um dieses Problem zu bekämpfen, wurde nicht der Haupt-schalter geändert. Ein bei der Steuerung zum Hauptschal-ter eingebautes Relais sorgte dafür, dass die Kontakte bei zu hohen Strömen nicht mehr geöffnet werden konnten.

Der in diesem Fall vorhandene Kurzschluss musste durch den Speisepunkt der Fahrleitung abgeschaltet werden. So sollte verhindert werden, dass sich Ölgas bilden konnte und dieses die Lokomotiven in Brand setzte.

Die im Ölhauptschalter geschaltete Spannung aus dem Fahrdraht wurde erneut einer Dachleitung zugeführt. Diese zog man in die Mitte der Lokomotive.

Dort erfolgte schliesslich die Einführung in den Maschinen-raum und der Anschluss der Leitung am Transformator. So konnte verhindert werden, dass Leitungen mit Hoch-spannung im Innern der Lokomotive geführt werden muss-ten. Eine durchaus übliche Massnahme der damaligen Zeit.

Der Anschluss der Leitung erfolgte an der primären Spule des Transformators. Diese Primärwicklung war an ihrem anderen Ende mit dem Kasten verbunden wurden.

Die Rückleitung der Spannung zum Kraftwerk erfolgte ab dort mit Litzen auf die Drehgestelle und an den Trieb-achsen mit Erdungsbürsten auf die Schienen.

Die sechs Bürsten in den beiden Drehgestellen waren dabei unterschiedlich lange und die Kürzeste war mit einem Widerstand versehen worden, der den Strom beschränkte. Eine Lösung, die nicht neu war und die in dieser Form immer noch verwendet wird.

Dadurch konnte ein Strom fliessen und Leistung vom Kraftwerk übertragen werden. Auf den Aufbau des Transformators hatten die unterschiedlichen Datenblätter der acht Lokomotiven keinen Einfluss.

Da jedoch im Lauf der Jahre Verbesserungen umgesetzt wurden, konnte mit der gleichen Technik eine leicht höhere Leistung übertragen werden. Wie sich das auswirkte, werden wir später noch genauer ansehen, denn noch muss die Spannung verringert werden.

Die Wicklung enthielt auch die Anzapfungen für die angeschlossenen Verbraucher. Für den Traktionsstromkreis waren zwölf Abgriffe in der Spule vorhanden. Auf die galvanische Trennung wurde jedoch verzichtet.

Der Grund war simpel, denn mit dieser Bauweise konnte sehr viel Gewicht eingespart werden. Man versuchte das verfügbare Gewicht so gut es ging in Leistung zu investieren. Die Nachteile waren hier nicht so gross, wie man meinen könnte.

Die zwölf Anzapfungen wurden schliesslich zur Regelung der Spannung geführt. Dabei kam bei diesen Lokomotiven die Schaltung zur Anwendung, die man bei der SAAS für die Maschinen der Schweizerischen Bundesbahnen SBB entwickelt hatte.

Daher wurden die einzelnen Anzapfungen des Transformators mit einem Schaltelement verbun-den. Dieses wurde vom Hersteller als Schütz bezeichnet. Es lohnt sich, daher, wenn wir etwas genauer hinsehen.

Im Gegensatz zu den üblichen elektropneumatischen Hüpfern, wurden hier andere Bauteile verwendet. Diese wurden nicht mehr elektrisch, sondern nur noch mechanisch angesteuert. Diese Veränderung führte dazu, dass man von einer Schützensteuerung sprach.

Die Funktion für die Übertragung der Spannung war jedoch unverändert. Der Grund für den Wechsel war, dass man sich gegenüber der Hüpfersteuerung weniger Störungen erhoffte.

Eine Nockenwelle steuerte die einzelnen Ventile der Schütze und schaltete diese so, dass die gewünschten Verbindungen erstellt wurden. Die Nocken auf der Welle verhinderten jedoch, dass feindliche Schütze geschaltet werden konnten. Eine Lösung die bei Verbrennungsmotoren angewendet wurde. Nur wurden hier an der Stelle von Ventilen, die Schütze angesteuert. Jedoch war auch dieser Schütz nicht schnell genug um die Spannungen ohne Unterbruch zu schalten.

Die von den Schützen geschaltete Spannung wurde anschliessend Drosselspulen zugeführt. Diese Spulen waren mit ihren Endan-schlüssen immer an einem Schützen angeschlossen worden.

Deren mittlere Anzapfung wurde einer weiteren Drosselspule zugeführt. Das erfolgte so lange, bis letztlich nur noch die Leitung mit der Spannung für die Fahrmotoren übrigblieb. Diese Überschaltdrosselspulen führten jedoch zu einem Gewicht, so dass die Einsparungen gering waren.

Dank den Überschaltdrosselspulen war es möglich, die Fahrstufen ohne Unterbruch der Spannung zu schalten. Zudem konnte die mögliche Anzahl der Fahrstufen angepasst werden.

In der Folge wurde aus den zwölf Anzapfungen 24 Fahrstufen mit den entsprechenden Spannungen erzeugt. Gerade diese Reduk-tion der Schaltelemente, war eine Besonderheit der SAAS, denn damit wurden deutlich weniger Anzapfungen benötigt, als bei einem Stufenschalter.

Nach der Schützensteuerung, beziehungsweise nach den Drosselspulen, wurde die Spannung mit unterschiedlicher Höhe den Wendeschaltern zugeführt. Diese stellten die notwendigen Schaltungen für die Fahrrichtungen her. Für jede Triebachse war ein eigener Wendeschalter vorhanden. Daher konnte mit abheben der Kontakte bei diesem Schalter eine Triebachse abgetrennt werden. Eine Reduktion der Zugkraft war jedoch die Folge.

Die drei Wendeschalter eines Drehgestells wurden mechanisch zusammengeschaltet. Dadurch wurden diese Schalter pro Drehgestell nur mit einer Regelung versehen. Fiel daher einer der drei  Wendeschalter wegen einem Defekt aus, hatte die Lokomotive nur noch die halbe Leistung zur Verfügung. In diesem Fall musste diese Regelung durch das Personal ausgeschaltet und der Wendeschalter in der Mittelstellung blockiert werden.

Jeder Triebachse waren zwei Fahrmotoren zugeordnet worden. Das hatte zur Folge, dass diese Lokomotive effektiv zwölf Motoren hatte.

Da jedoch die beiden einer Achse zugeordneten Einheiten in Reihe geschaltet wurden, konnte bei jeder Triebachse nur die Abtrennung beider Motoren erfolgen.

Daher wurde in diesem Fall auch von sechs Zwillings-motoren gesprochen. Wir befassen uns jedoch vorerst nur mit einem Fahrmotor, denn alle waren gleich aufgebaut.

Es kamen fremdventilierte, sechspolige Reihenschluss-motoren mit Kompensations- und geshunteten Wende-polwicklungen zum Einbau. Bis zu diesem Punkt, galt die Einheitlichkeit auch für die beiden Baureihen.

Jedoch wurde die zeitliche Differenz dazu genutzt, den Motoren andere Kennzahlen zu geben. Daher müssen wir nun zwischen den Be 6/8 und den Ae 6/8 unterscheiden. Begonnen wird natürlich mit den älteren Modellen.

Jeder Motor hatte bei der Baureihe Be 6/8 eine Leistung von 386 PS erhalten. Bei einer maximalen Spannung von 398.5 Volt betrug der maximale Strom 890 Ampère.

Die Tourenzahl lag bei 1 180 Umdrehungen pro Minute. Wichtiger war jedoch bei einer Lokomotive die Anfahrzugkraft. Diese wurde für jeden Motor mit 27 kN angegeben. Während der Dauer einer Stunde konnte jedoch noch eine Zugkraft von 19.9 kN abgerufen werden.

Da die vier Lokomotiven der Baureihe Ae 6/8 einige Jahre später ausgeliefert wurden, gab es Veränderungen. In der Folge sollten diese Maschinen die gleichen Motoren bekommen. Das galt jedoch nur für deren Aufbau, das Gewicht und die Abmessungen. Wegen den neuen Fertigungsmethoden konnte nun aber eine höhere Leistung abgerufen werden. Daher müssen wir uns deren Leistungsdaten etwas genauer ansehen.

Die Motoren waren in der Lage etwas höhere Ströme zu verkraften. Dadurch stieg die maximale Anfahrzugkraft auf 29 kN pro Fahrmotor. Bei einem einzelnen Triebmotor mag der Anstieg gering sein, aber auf die Lokomotive hochgerechnet, bedeutete das eine Steigerung um 24 kN. Mit einer Anfahrzugkraft von 348 kN war die Maschine sehr gut bestückt worden. Mit Ausnahme der Doppellokomotiven und der Reihe Re 6/6, sollte der Wert nicht mehr so schnell erreicht werden.

Wenn wir uns aber die Leistungsgrenze ansehen, erkennen wir, dass es bei der dort verfügbaren Zugkraft kaum mehr Unterschiede gab. Hier konnte jeder Fahrmotor 20.4 kN abgeben. Zur Reihe Be 6/8 war das eine Steigerung um 0.5 kN, oder total um 6 kN. Dabei lag die massgebende Geschwindigkeit bei 54 km/h und somit leicht über den älteren Modellen. Sie sehen, dass sich die höheren Ströme nur bei der Anfahrzugkraft auswirken konnten.

Damit mit der Lokomotive die starken Gefälle der Bergstrecke in alleiniger Fahrt absolviert werden konnten, musste eine verschleisslose Bremse vor-handen sein.

Aus diesem Grund wurden die Wendeschalter so aufgebaut, dass die Umschaltung der Fahrmotoren auf den elektrischen Bremsbetrieb möglich wurde.

Die nun umgeschalteten Triebmotoren wurden so gruppiert, dass sie durch eine Fremderregung be-gannen elektrische Energie zu erzeugen.

Daher wurden die Fahrmotoren ab dem Transfor-mator mit Wechselstrom aus der Fahrleitung fremd-erregt. Damit begannen die zwölf Motoren elek-trische Energie zu erzeugen.

Diese Energie wurde dann den im Maschinenraum montierten gusseisernen Widerständen zugeführt und dort in Wärme umgewandelt. Diese Widerstands-bremse ermöglichte eine alleinige Talfahrt der Lokomotive auf der Bergstrecke mit bis zu 27 ‰ Gefälle.

Die Leistung dieser elektrischen Widerstandsbremse konnte während der Fahrt mit Hilfe der Schützensteuerung geregelt werden. Dabei wurde mit den Schützen die Erregung der Fahrmotoren und so deren Leistung verändert. So konnte die elektrische Bremse in 13 Bremsstufen reguliert werden. Es war also möglich, den Bremsstrom dem Gefälle der Strecke anzupassen und so die Geschwindigkeit zu regulieren. Ein Punkt, der bei der Fahrt wichtig war.

Da die elektrische Bremse eine Fremderregung hatte, die ab dem Transformator erfolgte, konnte sie nur genutzt werden, wenn die Spannung in der Fahrleitung vorhanden war. Kam es jedoch zum Ausfall derselben, konnte mit der Lokomotive nicht mehr elektrisch gebremst werden. Auf der Talfahrt musste daher nach den Vorschriften auf dem nächsten Bahnhof angehalten werden. Ein Punkt, der aber bei den meisten Triebfahrzeugen galt.

 

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