Traktionsstromkreis |
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Nachdem wir
die Fahrzeuge mechanisch aufgebaut haben, kommen wir jetzt zur Betrachtung
des elektrischen Teils. Bisher fielen die vielen Hinweise zu den
Unterschieden zwischen BCFZe 4/6 und CFZe 2/6 auf. Bei der nun
vorgestellten elektrischen Ausrüstung gab es diese Unterschiede auch.
Jedoch nicht mehr so gross, wie beim mechanischen Teil. Daher blicken wir
zuerst auf die Unterschiede zwischen den beiden Baureihen.
Die
elektrischen Ausrüstungen der BCFZe 4/6 und des CFZe 2/6 waren
grundsätzlich identisch. Der Unterschied bestand eigentlich nur in der
Tatsache, dass man beim CFZe 2/6 nur einen Antriebsstrang einbaute. Das
führte somit nur zu Unterschieden bei den Daten. Für die Vorstellung
können wir uns jedoch einen einfachen Weg wählen. Wir betrachten daher
beim BCFZe 4/6 nur einen der beiden Antriebsstränge genauer.
Doch
beginnen wir, wie bei jedem Fahrzeug, ganz oben am
Fahrdraht. Die
Triebwagen wurden für eine
Spannung
von 15 000
Volt
Wechselstrom mit einer
Frequenz von 16 2/3
Hertz ausgelegt. Diese musste einfach noch auf das
Fahrzeug übertragen werden. Dazu wurden auf dem Dach
Stromabnehmer
montiert. Dabei gab es bei den BCFZe 4/6 davon zwei und beim kleineren
CFZe 2/6 ein Modell. Daher war auch hier nur die halbe Ausrüstung
vorhanden. Es kam ein neuer leichter Scherenstromabnehmer zur Anwendung. Dieser hatte sich bei den Trieb-wagen CLe 2/4 der Schweizerischen Bundesbahnen SBB und bei den beiden Baureihen Ce 2/4 bewährt.
Es muss jedoch erwähnt werden, dass oft
iden-tische Modelle verwendet wurden, denn die
Strom-abnehmer
waren teuer
und nahmen bei der Vor-haltung von Ersatzteilen sehr viel Platz in
Anspruch. Man konnte so Ersatzteile sparen. Mit Ausnahme der verwendeten Schleifleisten, wa-ren die Scherenstromabnehmer identisch. Beim Triebwagen CFZe 2/6 musste man wegen dem ein-zelnen Stromabnehmer doppelte Schleifleisten ein-bauen.
Bei den
Triebwagen BCFZe 4/6 kamen jedoch nur
einfache
Schleifleisten
zur Anwendung. So mussten diese Triebwagen immer
beide
Stromabnehmer
heben. Nur so war eine saubere Kontaktabnahme mit
dieser Lösung zu garantieren.
Verwendet
wurden
Schleifleisten aus Aluminium, die eine Breite von 1320 mm hatten.
Dieses Metall war etwas weicher, als das Kupfer, das für die
Fahrleitung
verwendet wurde. So erfolgte ein grosser Teil des Abriebes beim
Schleifstück und nicht am
Fahrdraht. Es muss jedoch erwähnt werden, dass
damals diese Ausführung bei allen Bahnen verwendet wurde, denn man hatte
noch keine besseren Lösungen gefunden.
Gehoben
wurden die
Stromabnehmer
mit Hilfe von Druckluft. Diese hob in einem
Zylinder die Kraft der
Senkfeder auf. Damit konnte die
Hubfeder ihre Kraft
entfalten. Der Bügel hob sich, bis er auf einen
Widerstand traf und
drückte danach mit einer einstellbaren Kraft dagegen. Gab es diesen
Widerstand jedoch nicht, streckte sich der Bügel durch und konnte
anschliessend nur noch mit externer Hilfe eines Mitarbeiters gesenkt
werden.
Um den Bügel
im Normalfall zu senken, wurde einfach die
Druckluft schlagartig
entlassen. Durch den kurzen Moment mit einem Unterdruck, wurde das
Schleifstück von
Fahrdraht gerissen. Danach sorgte die Kraft der
Senkfeder
dafür, dass sich der
Stromabnehmer
senkte und in den Auflagen zu liegen
kam. Dank der
Feder blieb er auch während der Fahrt in dieser Position,
was wichtig war, wenn das Fahrzeug abgeschleppt werden musste. Damit beide Antriebsstränge bei den Triebwagen BCFZe 4/6 mit beiden Stromabnehmern verbunden werden konnten, musste man bei diesen Modellen eine Dachleitung einbauen.
Diese sorgte dafür, dass die beiden Bügel über das Dach und das
Gelenk hinweg miteinander elektrisch verbunden wa-ren. So war gesichert,
dass wirklich beide Antriebsstränge immer eine optimale Versorgung mit der
Spannung
hatten. Die Dachleitung bestand aus Kupferprofilen, die auf Isolato-ren abgestützt wurden. Lediglich im Bereich des Gelenkes wurden diese Leitung beweglich ausgeführt. Es kamen dabei Litzen aus Kupfer zur Anwendung.
Eine
Unterteilung der
Dachleitung war jedoch nicht nur in diesem Bereich
möglich. So konnten bei den BCFZe 4/6 die beiden
Stromabnehmer
ebenfalls
von der Leitung getrennt werden. Wichtig war das bei einem Defekt. Beim Triebwagen CFZe 2/6 mit nur einem Stromabnehmer konnte diese Dachleitung entfallen. Ab nun waren jedoch alle Bauteile der elektrischen Ausrüstung für jedes Trieb-drehgestell gleich.
Das heisst, bei den Modellen der
Baureihe BCFZe 4/6 waren alle Bauteile ab diesem Punkt doppelt vorhanden.
Wären die beiden Wagenkästen der BCFZe 4/6 nicht mit der
Dachleitung
verbunden worden, hätte man von zwei kurgekuppelten
Triebwagen sprechen
können.
Es wurde bei
allen
Triebwagen eine kurze
Dachleitung benötigt, die von den
Stromabnehmern zur
Dachsicherung führte. Man verzichtete hier auf den
Einbau eines
Hauptschalters. Diese Lösung konnte man wählen, weil die
Leistung dieser
Triebzüge eher bescheiden war und man so keine Probleme
erwarten sollte. Somit war aber der Triebwagen eingeschaltet, wenn der
Bügel die
Fahrleitung berührte und dort
Spannung
vorhanden war. Diese Sicherung diente als Kurzschlussschutz und konnte nicht ersetzt wer-den, wenn sie einmal ansprechen sollte. Der dabei entstehende Lichtbogen wurde über seitliche Hörner abgeleitet, so dass er nicht stehen bleiben konnte.
Die reguläre Ausschaltung des Fahrzeuges erfolgte daher einfach durch
sen-ken der
Stromabnehmer. Dabei entstand zur
Fahrleitung hin ein
Lichtbogen, der erst erlosch, wenn sich der Bügel genug gesenkt hatte. Nach der Dachsicherung wurde die Fahrleitungsspannung dem ebenfalls auf dem Dach montierten Transformator zugeführt. Dieser wurde dabei über dem Triebdrehgestell montiert.
So
waren dort die
Achslasten gegenüber dem
restlichen Fahrzeug höher. Da-mit konnte eine gute Ausnützung der
Zugkraft erreicht werden. Jedoch er-kaufte man sich einen markanten und sehr
gut zu erkennenden Aufbau über diesen Bereichen.
Über die als
Primärspule bezeichnete
Wicklung wurde eine elektrische
Ver-bindung zu den
bei den
Rädern montierten
Erdungsbürsten erstellt. So war das Fahrzeug
auch über die
Schienen
mit dem
Kraftwerk verbunden und es konnte ein
elektrischer Strom fliessen. Durch die Spule und die im Transformator
erzeugten Magnetfelder wurde dieser
Strom jedoch begrenzt. Es entstand so
kein
Kurzschluss und es wurde die notwendige Energie übertragen.
Wir haben
damit dem primären
Stromkreis
abgeschlossen. Die für die Traktion
benötigte Energie wurde über das sich im Eisenkern befindliche Magnetfeld
auf die sekundäre
Spule
übertragen. Damit war dieser Stromkreis galvanisch
und somit elektrisch von der
Fahrleitungsspannung isoliert worden.
Es war so möglich die
Isolation
in diesem Bereich schwächer und somit
leichter auszuführen. Ein Punkt, der damals üblich war.
Die
Spannungen der sich in dieser
Wicklung befindlichen mehreren
Anzapfungen
stellten unterschiedliche Werte zur Verfügung. Dabei wurde eine maximale
Spannung von 626
Volt erreicht. Jedoch konnten diese Werte noch nicht für
die
Fahrmotoren verwendet werden, denn der Wechsel zwischen den jeweiligen
Anzapfungen muss ohne Unterbruch erfolgen und das war nur mit speziellen
Schaltungen ohne Probleme möglich.
Die
unterschiedlichen
Spannungen
ab der
Sekundärspule wurden einer
Batterie
von mechanisch pneumatisch betätigten
Schützen zugeführt. Diese
Hüpfer
schalteten die einzelnen
Anzapfungen. Jedoch waren auch sie zu langsam und
diese Schaltung ohne Unterbruch zu ermöglichen. Daher wurden zusätzlich
ein
Überschaltwiderstand und eine Drosselspule eingebaut. So versorgten
immer zwei angeschlossene Anzapfungen die
Fahrmotoren mit Energie. Auch wenn hier von einer Schützensteuerung gesprochen wurde, handelte es sich um eine übliche Hüpfersteuerung. Der Unter-schied beim verwendeten Namen sorgte für diese Verwirrung.
Jedoch muss erwähnt werden, dass
Schützen und
Hüpfer eigent-lich gleich betrieben wurden. Da hier jedoch eine Ansteuerung
mit
Druckluft umgesetzt wurde, wäre der Begriff Hüpfer richtig angewendet
worden. Eine Unterscheidung, die bei der BLS-Gruppe jedoch nicht gemacht
wurde. Es entstand in der Hüpferbatterie eine veränderliche Spannung, die ohne Unterbruch in einzelnen Schritten geschaltet werden konnte. Diese einzelnen Schritte wurden auf 15 Stück begrenzt. Damit hatte der Triebwagen die gleiche Anzahl der Fahrstufen.
Dabei blieb es auch bei den
Triebwagen BCFZe 4/6, denn die dort mögliche
Wechselschaltung wurde nicht umgesetzt. So waren auch hier diese Anzahl
Fahrstufen identisch. Dazu musste jedoch durch den ganzen Zug eine Welle
geführt werden.
Wir haben
nun eine veränderbare
Spannung, die eigentlich den beiden
Fahrmotoren
zugeführt werden konnte. Da sich diese so jedoch nur in einer Richtung
hätten drehen können, wurde nach der
Hüpferbatterie ein
Wendeschalter
eingebaut. Dabei war jedoch nur ein Stück vorhanden. Bei einem Defekt
hätte dieser zum Ausfall des Zuges beim
Triebwagen CFZe 2/6 geführt.
Jedoch funktionierten Wendeschalter sehr zuverlässig.
Der
Wendeschalter stellte die notwendigen Schaltungen für die
Fahrmotoren zur
Verfügung. Das heisst, er sorgte für die richtigen Schaltungen der
Fahrrichtungen. Dazu polte er das Wendepolfeld der Fahrmotoren so um, so
dass diese in die andere Richtung drehten. Gleichzeitig besorgte der
Wendeschalter auch die Schaltungen für die elektrische
Widerstandsbremse.
Daher musste ein sehr umfangreiches und daher schweres Modell eingebaut
werden. In jedem Drehgestell waren zwei Fahrmotoren eingebaut worden. Diese wurden in Reihe geschaltet und daher nur mit der halben Spannung betrieben. Eine einfache Lösung, die aber bei einem defekten Motor zu grossen Be-schränkungen geführt hätte.
Die Auswirkungen für das betroffene Fahrzeug waren da-her
jedoch gleich, wie wenn ein
Wendeschalter ausge-fallen wäre. Beim BCFZe 4/6
war immerhin noch die halbe
Leistung
vorhanden. Als eigentliche Fahrmotoren verwendete man übliche Rei-henschlussmotoren mit separatem Wendepolfeld. Dieser für einphasigen Wechselstrom mit 16 2/3 Hertz entwik-kelte Seriemotor, bewährte sich seit Jahren sehr gut.
Dank verbesserten Techniken in der Herstellung
durde die-ser immer kleiner und somit
leichter. Gleichzeitig gelang es auch die
Leistung
zu erhöhen. Die hier
vorgestellten
Triebwagen profitierten beim Gewicht. Bei einer Drehzahl von 1600 Umdrehungen pro Minute konnte jeder Fahrmotor bei einer Klemmenspannung von 313 Volt eine Leistung von maximal 240 PS erzeugen.
Damit erreichte er eine
Anfahrzugkraft von 15 kN. Hoch-gerechnet auf ein
Drehgestell
bedeutete das eine
Zugkraft
von 30 kN. Wobei sich nun die geänderten Getriebe
in den
Achsantrieben beim
Triebwagen CFZe 2/6 bemerkbar machten, denn dort
konnte so die Zugkraft am
Rad erhöht werden.
Die
Leistung
der
Fahrmotoren war daher bei allen Modellen identisch. Daher konnten
diese über die Dauer einer Stunde noch eine
Zugkraft von 8 kN erzeugen.
Bei den BCFZe 4/6 wurde dieser Wert bei 76 km/h erreicht. Durch die
geänderten
Getriebe lag diese
Leistungsgrenze
beim
Triebwagen CFZe 2/6 bei
45 km/h. Auf schwach geneigten Abschnitten war so noch eine ansprechende
Beschleunigung mit geringer Last möglich. Somit wurden diese Triebwagen als Alleinfahrer kon-zipiert. In der Folge mussten sie, um die starken Gefälle befahren zu können, mit einer verschleiss-losen Bremse versehen werden.
Daher wurde bei den
Triebwagen eine
elektrische
Bremse
eingebaut. Wie das bei der BLS-Gruppe üblich war und wie dies auch bei den
CLe 2/4 der Schwei-zerischen
Bundesbahnen SBB erfolgte, kam eine
Widerstandsbremse auf diesen Modellen
zum Einsatz. Beim Bremsbetrieb wurden die Fahrmotoren umgrup-piert. Sie wurden nun ab einer Umformergruppe mit Gleichstrom fremderregt. Dadurch erzeugten die sich drehenden Fahrmotoren ebenfalls eine Gleichspann-ung.
Diese wurde letztlich
den auf dem Dach montierten
Widerständen zugeführt. Dort wurde die
elektrische Energie in Wärme umgewandelt und durch den Fahrt-wind
abgeführt. Als Nebeneffekt verzögerte der
Triebwagen.
Geregelt
wurde diese
elektrische
Bremse
durch die Veränderung der Fremderregung. So
konnte eine von den vorhandenen
Fahrstufen unabhängige elektrische Bremse
eingebaut werden. Die
Triebwagen konnten daher die elektrische Bremse
lediglich in 12
Bremsstufen regulieren. Somit gab es drei Stufen weniger,
als beim Fahren. Trotzdem reichte die
Bremskraft
aus, um den Triebwagen
mit Hilfe der elektrischen Bremse abzubremsen.
Die mit
Gleichstrom betriebenen
Widerstandsbremsen der damaligen Zeit erreichten
Leistungen, die durchaus dem leichten
Triebfahrzeug eine ausreichende
Verzögerung verschaffen konnten. Nachteilig war nur die bei tiefen
Geschwindigkeit nicht mehr ausreichende
Bremskraft. Die hier üblichen
Werte, hätten beim CFZe 2/6 durchaus Probleme bereiten können. Da die
Reduktion der Geschwindigkeit mit den
Getrieben erfolgte, waren die
massgebenden Werte jedoch tiefer.
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