Traktionsstromkreis |
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Die
Lokomotiven wurden für eine
Fahrleitungsspannung
von 15 000
Volt
und 16 2/3
Hertz
gebaut. Das war damals eigentlich noch nicht so klar, denn es gab erste
Bahnen, die mit einer Reduktion der
Spannung
arbeiteten. Doch der Erfolg auf der Strecke über den Lötschberg zeigte,
dass sich dieses System in der Schweiz durchsetzen wird. Andere Systeme
war bei der elektrischen Ausrüstung auch nicht zu berücksichtigen. Bereits nach der Fahrleitung, wurde es bei den Lokomo-tiven etwas komplizierter, denn es gab zwei unterschied-liche Elektriker. Die Entwicklung oblag der in Oerlikon ansässigen Maschinenfabrik MFO.
Diese wollte jedoch von der Übergabe der Pläne an die BBC nichts
wissen. Jedoch musste in Münchenstein eine nahezu identische Ausrüstung
verbaut werden. Die
Lokomotiven sollten vom Hersteller unabhängig eingesetzt werden
kön-nen. Um die Spannung auf das Fahrzeug zu übertragen, wurden auf dem Dach zwei identische Stromabnehmer montiert. Diese wurden so weit wie möglich voneinander entfernt. Das führte dazu, dass das Dach im Bereich der Front ver-längert werden musste.
Trotzdem ragte der gesenkte Bügel über das Dach hinaus. Das war
bereits bei der an die Schweizerischen Bundes-bahnen SBB gelieferten
Baureihe
Ce 6/8
II der Fall. Verwendet wurden Scherenstromabnehmer, wie sie damals üblich waren. Wobei es hier bereits erste erkennbare Unter-schiede zwischen den beiden Herstellern gab.
Diese
Stromabnehmer
unterschieden sich anhand der Posi-tion der
Isolatoren
und bei der Ausführung der Bügel. Wobei die Baureihe Be 4/6 die Modelle
der Maschinen aus dem Hause MFO hatte. Der Grund dafür war simpel, denn
dieser
Pantograph
wurde schon bei der Reihe
Be 5/7 verwendet.
Sehen wir uns diese Unterschiede an. Beim Modell der MFO, das auf
den Maschinen mit den Nummern 301 bis 307 und bei der Reihe Be 4/6
verwendet wurde, waren die
Isolatoren
in Längsrichtung angeordnet worden. Zudem wurde der Bügel mit Seilen
stabilisiert, die über Kreuz eingezogen wurden. Eine Querstange
stabilisierte zudem den Bügel. Sehr auffällig waren die Klammern, welche
die Kabel zu Stromführung fixierten. Beim Modell der BBC, wurde der Bügel leicht verändert. Das führte dazu, dass die Abspannung mit den Seilen verändert wurde. Der grösste Unterschied war jedoch, dass der Stromfluss über die Holme geführt wurde und lediglich kurze Litzen die Gelenke schonten.
Die
Isolatoren
wurden bei diesem
Stromabnehmer
jedoch quer zur Fahr-richtung eingebaut. Daher waren die unterschiedlichen
Bügel an diesem Punkt gut zu erkennen. Trotz diesen erkennbaren Differenzen, können wir uns auf einen Scheren-stromabnehmer beschränken. Sowohl beim Schleifstück, als auch bei der Funktion gab es keine Unterschiede.
So wurde der Bügel mit einer
Feder
in der Tieflage gehalten. Damit konnte sich der Bügel nicht ungewollt
heben, was besonders dann ein Problem war, wenn die
Lokomotive über Strecken ohne
Fahrleitung
geschleppt werden musste. Was damals oft der Fall war.
Wollte man den Bügel heben, musste mit Hilfe von
Druckluft
die Kraft der erwähnten
Senkfeder
aufgehoben werden. Dadurch gewann die
Hubfeder
an Überhand und der
Stromabnehmer
wurde gehoben. Das erfolgte so lange, bis dieser auf ein Hindernis traf.
In dem Fall drückte die
Feder
mit einer Kraft, die ungefähr sechs Kilogramm entsprach gegen den
Fahrdraht.
Fehlte dieses Hindernis jedoch streckten sich die Bügel komplett durch.
Den Kontakt mit dem
Fahrdraht
stellte ein
Schleifstück
aus Aluminium sicher. Diese stand senkrecht über dem Bügel und wurde mit
Hilfe von
Schraubenfedern
in dieser Position gehalten. Die Breite wurde auf die bereits vorhandene
Fahrleitung
der
Bergstrecke
am Lötschberg abgestimmt und betrug daher 1 320 mm. Da jedoch bei diesen
Bügeln nur eine
Schleifleiste vorhanden war, mussten für einen sicheren
Kontakt beide
Stromabnehmer
gehoben werden. Es bleibt nur noch der Senkvorgang und wir können die Scherenstromabnehmer doch noch abschliessen. In diesem Fall wurde über ein Ventil die Druckluft entlassen. Die Senk-feder gewann nun wieder und zog den Bügel nach unten in die Tieflage.
Durch den schlagartigen Druckabfall, wurde das
Schleifstück
jedoch schnell vom
Fahrdraht
entfernt. Keinen Erfolg hatte man jedoch, wenn der Bügel durchgestreckt
war, er konnte dann nur noch von Hand gesenkt werden. Die mit den Stromabnehmern auf das Dach der Lokomotive übertragene Fahrleitungsspannung wurde einer Dachleitung zugeführt. Diese stand auf Isolatoren und verband die bei-den Pantographen untereinander und mit dem Haupt-schalter. Damit das Dach abgehoben werden konnte, wurden an den Trennstellen Litzen eingebaut. Zur Abtrennung eines de-fekten Stromabnehmers, konnte jedoch manuell aus dem Maschinenraum ein Trennmesser geöffnet werden. Damit wir wirklich die Hersteller unterscheiden können, montierte die BBC auf ihren Lokomotiven eine Blitzschutz-spule ein und verband diese mit der Dachleitung.
Diese sollte verhindern, dass ein Blitzschlag die elektrische
Ausrüstung beschädigte, da die hohe
Spannung
die
Spule
leitend machte. Bei der MFO sah man den Nutzen dieser Einrichtung nicht
als sinnvoll an, daher wurde auf den Einbau einer solchen Spule
verzichtet.
Auf allen
Lokomotiven wurde der gleiche
Hauptschalter
verwendet. Das war keine so grosse Überraschung, denn das verwendete
Modell, war so gut, dass keine anderen Lösungen gesucht wurden. Montiert
wurde er in der Mitte der Lokomotive und somit in der Nähe des
Transformators.
Das führte dazu, dass nach dem Schalter nur noch eine sehr kurze
Dachleitung
eingebaut werden musste. Parallel war noch ein
Erdungsschalter
vorhanden. Der elektropneumatisch betriebene Ölhauptschalter hatte die Schaltkontakte in einem mit Öl gefüllten Gehäuse. Wurde der Schalter geöffnet, entstand durch die hohe Spannung ein Lichtbogen, der im Öl gelöscht wurde.
Durch die Anwendung von mehreren Kontakten, konnte mit dem
Schalter eine maximale
Spannung
von 100 000
Volt
geschaltet werden. Jedoch war der durch den
Haupt-schalter
fliessende
Strom
das grössere Problem. War der Strom und damit die geschaltete Leistung zu hoch, entstand ein kräftiger Lichtbogen. Beim Löschen im Öl wurde dieses zu stark erwärmt, so das Ölgas entstehen konnte. Dieses konnte explosionsartig verbrennen.
Daher wurde das
Gas
mit Explosionsklappen aus dem Ge-häuse geführt. Trotzdem konnten nicht
beliebige
Ströme
geschaltet werden. Besonders bei den hohen Werten bei
Kurzschlüssen
konnte es zur Explosion kommen. Die nun geschaltete Fahrleitungsspannung wurde dem Transformator zugeführt. Obwohl es zwischen den beiden Herstellern Unterschiede gab, war der Aufbau bei allen Lokomotiven gleich.
Selbst bei der
Leistung
gab es keine Unterschiede bei den beiden Modellen, denn diese wurde bei
allen Maschinen mit 800 kVA angegeben. Eine elektrische Leistung, da der
Transformator
bekanntlich nur die
Spannung
umwandelt und keine Wirkleistung erzeugt.
Die
Spannung
aus der
Fahrleitung
wurde einer Wicklung
zugeführt. Um das Gewicht zu verringern, wurde der
Transformator
in einer Sparschaltung aufgebaut. Daher waren hier die notwendigen
Anzapfungen
vorhanden. Bei diesen gab es sowohl bei der Anzahl, als auch bei den
abgegriffenen Spannungen Unterschiede. Jedoch wurde bei allen Maschinen
die
Spule
über die
Drehzapfen
mit den an den
Achsen
vorhandenen
Erdungsbürsten
verbunden. Wenn wir nun die Anzapfungen für den Stromkreis zu den Fahrmotoren ansehen, beginnen die Unterschiede wieder. Dabei gab es Differenzen bei den Spannungen und bei der Anzahl der Anzapfungen.
Mit anderen Worten, wir kommen nicht darum herum, die Regelung
getrennt anzusehen. Beide Hersteller mussten dabei das gleiche Problem
lösen, denn die immer höheren
Spannungen
mussten so geschaltet werden, dass es keinen Ausfall gab. Beginnen werde ich mit den Lokomotiven, die von der Maschinenfabrik Oerlikon MFO gebaut wurden. Die Modelle aus Münchenstein sehen wir uns anschliessend genauer an. Dabei soll es jedoch keine Wertung der beiden Hersteller sein.
Die
Lokomotiven aus Oerlikon hatten schlicht die tieferen Nummern
und die kom-men bekanntlich zuerst. Sehen wir uns daher die Stufenregelung
der Maschinen mit den Nummern 301 bis 307 etwas genauer an. Bei den Maschinen der MFO wurde ein Stufenschalter verwendet. Dieser kam schon bei den bekannten Lokomotiven Ce 6/8 II der Schweizerischen Bundes-bahnen SBB zu Anwendung.
Daher können wir annehmen, dass es mit den dort verwendeten
Modellen keine Probleme gab. Daher wurde hier ein Nockenschaltwerk
eingebaut. Dieses war jedoch nicht in der Lage, die
Spannung
ohne Unterbruch zu schalten. Daher wurde dieser
Stufenschalter
ergänzt.
Die je nach Schritt wurden sowohl ein
Lastschalter,
als auch eine
Drosselspule
geschaltet. Dabei wurde zuerst die neue Stufe über diese
Spule
angeschlossen und dann die bisherige geöffnet. Danach konnte die neue
Fahrstufe
zugeschaltet werden. Die Drosselspule war daher nur für die Begrenzung des
Stromes
vorhanden. Zudem wurde sie nur kurz belastet und konnte daher leichter
ausgeführt werden. Für die
Lokomotive
ergaben sich so 16 Fahrstufen.
Auch die Leute bei der BBC in Münchenstein gingen keine komplett
neuen Wege. So wurde hier auch ein
Stufenschalter
benutzt, den es schon bei der Baureihe
Be 4/6 der
Schweizerischen Bundesbahnen SBB gab. Genau genommen handelte es sich hier
um einen
Flachbahnstufenschalter.
Der Name rührte von den hier verwendeten flachen Gleitbahnen. Diese
Kontaktbahnen wurden mit einem
Gleitschuh
bestrichen, der so die Schaltungen ausführte.
Wurde mit diesem
Stufenschalter
eine neue
Fahrstufe
geschaltet, erfolgte das in vier Schritten. Dabei wurde zuerst mit einem
Lastschalter
ein
Überschaltwiderstand
zur bestehen Stufe geschaltet. Der
Widerstand
war zur Beschränkung des
Stromes
eingebaut worden, denn er wurde mit der nächsten
Anzapfung
verbunden. Das heisst, jetzt wurden die
Fahrmotoren
sowohl von der bestehenden Stufe, als auch über den Widerstand versorgt.
Im zweiten Schritt wurde die bestehende Stufe ausgeschaltet. Die
Triebmotoren
wurden nun über den
Widerstand
versorgt. Da jedoch der dritte Schritt mit der Zuschaltung der neuen Stufe
unverzüglich erfolgte, war der Widerstand nur kurz belastet. Als Abschluss
wurde der Widerstand wieder abgeschaltet. So war es möglich mit dem
Stufenschalter
13
Fahrstufen
zu schalten. Die Maschinen der BBC hatten daher weniger Stufen. Wir haben nun eine veränderliche Spannung erhalten. Diese konnte den Fahrmotoren zugeführt werden. Wobei zur Änderung der Drehrichtung eine Umpolung erfolgen musste.
Dazu war jedem
Triebmotor
ein
Wendeschalter
zugeteilt worden. Auch wenn zwei unterschiedliche Elektriker verwendet
wurden, gab es bei den Wende-schaltern funktional keine Veränderungen. Das
war eine Folge des verlangten vereinfachten Aufbaus. Umgeschaltet wurden die Wendeschalter mit einer elektropneumatischen Lösung. Von Hand konnten mit einem Hebel die Kontakte beim Wendeschalter abge-hoben werden.
So war es möglich, ein
Fahrmotor
von der Versorgung abzutrennen. Das war wichtig, wenn es zu einem Defekt
gekommen war. Wir können nun aber fest-stellen, dass die
Druckluft
im elektrischen Bereich überall eingesetzt wurde, wo es zu Schaltungen
kam. Der Wendeschalter konnte jedoch nur die Fahrrichtung mit dem Wendepol verändern. Eine Umpolung der Fahrmotoren für einen elektrischen Bremsbetrieb war nicht vorhanden.
Damals war diese neuartige
elektrische
Bremse auf Strecken mit
starken Gefällen
vorgeschrieben worden. Die kräftigen Steigungen auf der Strecke nach
Schwarzenburg wurden nicht in die Liste der betroffenen Abschnitte
aufgenommen. Daher konnte man sich dieses zusätzliche Gewicht problemlos
ersparen.
Nur dank solchen Massnahmen war es überhaupt möglich geworden, die
geringen verlangten
Achslasten
bei der geforderten
Leistung
einzuhalten. Egal ob nun eine
Nutzstrombremse
der MFO, oder eine
Widerstandsbremse
der BBC verbaut worden wäre. Die zusätzlichen Bauteile und die deutlich
höhere Zahl der Kontakte an den
Wendeschaltern
hätten das Gewicht in unzulässiger Weise erhöht. Sie sehen, man sparte
überall.
Wenn wir nun zu den
Fahrmotoren
kommen, erahnen Sie es vermutlich. Die vorher im mechanischen Teil
erwähnten Änderungen bei den
Getrieben
war ein Indiz. Wenn zwei Elektriker am Werk sind, die Getriebe verändert
wurden und der
Transformator
anders aufgebaut war, können die
Triebmotoren
nicht identisch sein. Daher beginnen wir auch hier mit den Nummern 301 bis
307 und damit mit den Maschinen die in Oerlikon gebaut wurden. Die Maschinenfabrik Oerlikon MFO verwendete bei ihren Maschinen zwei zehnpolige kompensierte Seriemotoren mit ohmschen Wendepolshunts. Letztere wurden auf dem Dach montiert und dort in Aufbauten vor dem Wetter geschützt.
Diese beiden Abdeckungen waren zu einem grossen Teil dafür
verantwortlich, dass die beiden
Stromabnehmer
nach aussen verschoben wurden. Doch spannender ist natürlich der Motor. Es waren einfach aufgebaute Wechselstrommotoren. Da-bei muss erwähnt werden, dass sich hier das Gewicht in Bezug zur Leistung deutlich verringert hatte. Eine Folge der bereits gemachten Fortschritte bei der Montage von elektrischen Motoren.
Wir müssen auch wissen, dass die Technik mit solchen
Fahrmotoren
in Oerlikon entwickelt wurde. Doch damit kommen wir zu den anderen
Lokomotiven und den Mo-dellen der Baureihe Be 4/6. Die in Münchenstein montierten Lokomotiven der BBC hatten ebenfalls Seriemotoren erhalten. Jedoch wurde hier die Anzahl Pole erhöht, so dass davon zwölf Stück vorhanden waren.
Die Shunts der Wendepolwicklung wurden auch hier auf dem Dach
montiert. Die Abdeckungen wurden etwas anders ausgeführt, so dass auch in
diesem Bereich die Unterschiede gut zu erkennen waren. Doch damit haben
wir noch nicht alle Veränderungen.
Bei den
Wechselstrommotoren
der BBC waren noch Kompensationswicklungen und Widerstandsverbinder
vorhanden. Diese Widerstandsverbinder wurden zwischen dem
Kollektor
und der Ankerwicklung eingebaut. Damit konnte die Funktionsweise des
Motors etwas verbessert werden. Jedoch blieben die wichtigen
Leistungsdaten mit den Modellen der MFO identisch. Betrieblich sollten die
veränderten Motoren keine grossen Auswirkungen haben. Bei den genauen Eckdaten gab es bei der Reihe Ce 4/6 zwischen den beiden Herstellern leichte Unter-schiede. Diese blenden wir jedoch nicht aus, obwohl es wirklich nur geringe Abweichungen waren.
So hatten alle
Lokomotiven eine
Anfahrzugkraft
von 110 kN erhalten. Diese konnte während der Dauer von drei Minuten bis
zur
Leistungsgrenze
abgerufen werden. Bei dieser Grenze war der Unterschied leicht anders. Die Lokomotiven aus dem Hause MFO erreichten die Leistungsgrenze bei 35 km/h und es konnte nun eine Zugkraft von 80 KN abgerufen werden. Die Modelle der BBC kamen bei 36 km/h an ihre Leistungsgrenze und es konnte nun eine Zugkraft von 75 kN abgerufen werden.
Sie sehen, die Werte waren wirklich nahe beisammen und die
Abweichungen bei der
Zugkraft
am
Rad
war auch eine Folge der geänderten
Getrie-be
und daher fehlt uns noch die Reihe Be 4/6. Da bei der Reihe Be 4/6 eine Steigerung der Höchst-geschwindigkeit auf 75 km/h erfolgte, veränderten sich die Werte.
Bei der
Anfahrzugkraft
gab es zu den Modellen der Baureihe Ce 4/6 keine Abweichung und so konnten
auch hier 110 kN abgerufen werden. Der Grund ist simpel, denn es wurden
schlicht die gleichen
Fahrmotoren
aus dem Hause BBC verbaut und in diesem Bereich spielten die
Getriebe
keine so grosse Rolle.
Wegen der geänderten
Übersetzung
wurde die
Leistungsgrenze
nun bei 43.5 km/h erreicht. Die jetzt abrufbare
Zugkraft
lag noch bei 63.5 kN. Sie sehen, die
Getriebe
hatten nun Auswirkungen auf die Werte. Jedoch kann gesagt werden, dass
hier die gleichen Kennlinien für die
Seriemotoren
galten. Auch der
Transformator
wurde bei der
Leistung
nicht angepasst. Es waren daher wirklich nur die mechanischen Anpassungen.
Daher ergibt die Leistungsgrenze gute Vergleichsmöglichkeiten.
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