Traktionsstromkreis |
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Die elektrische
Ausrüstung der
Lokomotive Fc 2x 3/3 wurde von der MFO eingebaut. Die
Maschinenfabrik Oerlikon konnte man damals eigentlich nicht übergehen,
wenn es um Lokomotiven für den einphasigen
Wechselstrom
ging. Sie war 1902 der massgebende Initiator. Es erforderte damals sehr
viel Mut auf das System zu setzen. Der Mut wurde belohnt und wer
entsprechende
Triebfahrzeuge
suchte, musste in Oerlikon vorstellig werden.
Gerade die als MFO 2
bezeichnete Maschine war sicherlich der Pate für die erste
Güterzugsloko-motive
für eine
Spannung
von 15 000
Volt
und 16 2/3
Hertz.
Wobei auch hier beim Bau noch davon gesprochen wurde, dass 15 Hertz
verwendet wur-den. Die geringere Frequenz war eine Folge der Reduk-tion im Raum Seebach Wettingen. Die Erhöhung sollte keine grosse Rolle spielen und bedingte keinen Umbau.
Deutlich wichtiger war,
dass die erste grosse und auch nützliche
Lokomotive für einphasigen
Wech-selstrom
gebaut werden sollte. Damit musste auch gezeigt werden, dass das System
gut war. Mit der stärksten Lokomotive der Welt sollte das nicht so schwer
sein.
Auch wenn immer wieder
davon gesprochen wurde, dass diese Firma das Fahrzeug gebaut hat. Keine
davon war in der Lage eine elektrische
Lokomotive ohne Hilfe anderer Unternehmen zu bauen. Das
war hier bereits bei den
Stromabnehmern
der Fall, denn der Rutenbügel der MFO passte schlicht nicht zur
Fahrleitung,
die im Berner Oberland erstellt wurde. Daher wurden diese von den Siemens
Schuckert Werken SSW geliefert.
Es wurden auf dem Dach
der
Lokomotive zur Übertragung der
Spannung
aus der
Fahrleitung
zwei identische
Stromabnehmer
aufgebaut. Die wurden so positioniert, dass sie sich über den Drehpunkten
der
Drehgestelle
befanden. Das führte dazu, dass sie auch in engen
Kurven
ihre Position zur Gleisachse behielten. Ein Punkt, der wegen den
vorgenommenen Anpassungen an der Fahrleitung von sehr grosser Wichtigkeit
war.
Das erfolgte so lange,
bis der Bügel auf ein Hindernis traf. Fehlte dieses, strecke er sich
jedoch durch. Jetzt konnte der
Stromabnehmer
nur noch ma-nuell gesenkt werden. Den Kontakt mit dem Fahrdraht stellte eine auf dem Bügel montierte Schleif-leiste her. Diese Wippe war beweglich und sie wurde mit Federn senkrecht nach oben gehalten.
Die Ausführung der
einzelnen
Schleifleiste aus Aluminium umfasste jedoch auch die
Ausbildung der beiden
Notlaufhörner.
Die ganze Konstruktion erreichte dabei eine Breite von 1 320 mm. Ein Wert,
der durch die
Fahrleitung
vorgegeben war und der dem Hondrichtunnel geschuldet wurde.
Dank den erwähnten
Federn, konnte leicht eingestellt werden, mit wie grosser Kraft
der Bügel gegen den
Fahrdraht
drückte. Der hier verwendete Wert für den
Anpressdruck
lag bei 3.5 Kilogramm. So wurde ein guter Kontakt ermöglicht. Trotzdem
musste für eine sichere Übertragung der
Spannung
beide
Stromabnehmer
gehoben werden. Notfalls konnte sich die
Lokomotive aber auch mit einem Exemplar in einen
Bahnhof
retten.
Bleibt eigentlich nur
noch zu erwähnen, dass zum senken des Bügels die
Druckluft
schlagartig aus dem
Zylinder
entweichen musste. Der so entstehende Unterdruck riss die
Schleifleiste vom Draht. Das war wichtig,
damit ein sich allenfalls wegen der hohen
Spannung
bildender
Lichtbogen,
schnell gelöscht wurde. Danach fiel der Bügel auf die
Widerlager.
Dort wurde er durch die Kraft der
Senkfeder
in seiner Position gehalten.
An der auf
Isolatoren
aufgestellten
Stromschiene
wurden die einzelnen Komponenten der weiteren Dachausrüstung
ange-schlossen. Damit ein Bügel elektrisch abgetrennt werden konnte, war
bei jedem Anschluss desselben ein
Trennmesser
eingebaut worden. Von den angeschlossenen Komponenten sehen wir uns zu-erst die Blitzschutzspule an. Diese stellte eine elektrische Verbindung mit der Erde her. Da in der Spule durch den Wechselstrom ein induktiver Widerstand erzeugt wurde, gab es kein Kurzschluss.
Schlug aber ein Blitz
ein, wurde dessen
Gleichstrom
über die
Blitzschutzspule
abgeleitet und so die elektrische Aus-rüstung der
Lokomotive vor den Gefahren der hohen
Spann-ung
geschützt. Da wir den Traktionsstromkreis, der hier als Hauptstrom-kreis bezeichnet wurde, weiter betrachten, folgen wir der Spannung.
Diese wurde von der
Dachleitung
auch einem
Hauptschalter
zugeführt. Dieser Schalter diente der sicheren Trennung der
Lokomotive von der
Fahrleitung.
Das dabei verwendete Modell besass eine Füllung aus
Öl
in der die Schaltkontakte montiert worden waren. Wegen dieser Füllung,
wurde von
Ölhauptschalter
gesprochen.
Der hier verwendete
Ölhauptschalter
hatte sich schon bei den Versuchen im Raum Seebach als sehr vorteilhaft
erwiesen. Die Schaltung erfolgte mit
Druckluft
und der beim Öffnen des Schalters entstehende
Lichtbogen
wurde im
Transformatoröl
gelöscht. Es konnten so keine Schäden entstehen. Da das
Öl
durch den Schaltfunken so stark erhitzt wurde, das Ölgas entstehen konnte,
war das Gehäuse des
Hauptschalters
nicht verschlossen worden.
In diesem Fall wurde
die Dachausrüstung und die Leitung nach dem
Haupt-schalter
mit der Erde verbunden. So konnten nun gefahrlos Arbeiten an der
elektrischen Ausrüstung vorgenommen werden. Die Bedienung erfolgte daher
manuell mit einem einfachen Griff. War bisher die elektrische Ausrüstung der Lokomotive einfach ausgeführt worden, änderte sich das nach dem Hauptschalter. Bei einem Ausfall der folgenden Bauteile stand immer noch die halbe Leistung zur Verfügung.
Wir können uns nun aber
auf einen Strang beschränken. Welchen wir dabei benutzen, spielt keine
Rolle. Ich wähle das
Drehgestell
eins, das sich bekanntlich beim identisch nummerierten
Führerraum
befand. Nun wurde die geschaltete Fahrleitungsspannung geteilt und gelangte so zum Transformator, der dem benachbarten Drehgestell zugeordnet war. Dort wurde die Leitung schliesslich an einer Spule angeschlossen
Es handelte sich
dabei um die einzige
Wicklung
des
Transformators.
Daher erfolgte der Aufbau in der leichteren Sparschaltung. Wichtig war
das, da ja die
Achslasten
in jeden Fall eingehalten werden mussten.
Die
Spule
wurde am anderen Ende mit der
Lokomotivbrücke
und über Litzen mit dem
Drehgestell
verbunden. Die Rückleitung der
Spannung
zum
Kraftwerk
erfolgte schliesslich über die an allen
Achsen
montierten
Erdungsbürsten.
Es entstand so ein geschlossener
Stromkreis
und es konnte
Leistung
übertragen werden. Die nun entstehenden induktiven
Widerständen
in der
Wicklung
erzeugten dank einem Eisenkern ein Magnetfeld.
Diese wurde von der MFO
vorgesehen, falls die
Fahrleitungsspannung
wegen mit Russ verschmutzten
Isolatoren
verringert werden musste. Die hier vorgestellte Maschine war damit aber
alleine, denn sonst gab diese Möglichkeit nicht. Alle weiteren Anzapfungen dienten jedoch den Verbrauchern. Wenn wir uns spä-ter mit den Neben- und Hilfsbetrieben befassen, kommen wir wieder an diese Stelle zurück.
Wir folgen weiter dem
Hauptstromkreis der
Lokomotive und dieser besass für den
Fahrmotor
mehrere
Anzapfungen.
Der maximale Wert bei der
Spannung
erreichte hier einen Wert von 420
Volt.
Diese konnte aber in mehreren Schritten auf diesen Wert erhöht werden. Das grosse Problem dabei war, dass die Erhöhung der Spannung so erfolgen musste, dass diese nicht ausfiel. Jedoch wurden so zwei Anzapfungen verbunden, was zu einem Kurzschluss geführt hätte.
Die Lösung für das
Problem, war die schnell arbeitende
Schützensteuerung.
Auch wenn sie hier so genannt wurde, eigentlich waren die Schaltelemente
als elektropneumatische
Hüpfer
ausgeführt worden und man konnte auch von
Hüpfersteuerung
sprechen.
Auch wenn es sich hier
um sehr schnelle Schaltelemente handelte, die einzelnen
Anzapfungen
konnten auch mit der
Hüpfersteuerung
nur mit einem Unterbruch, oder einem
Kurzschluss
geschaltet werden. Sowohl der Kurzschluss, als auch der Unterbruch war
nicht gut, da so die
Zugkraft
bei der Beschleunigung aussetzte um dann schlagartig wieder zu kommen.
Diese Schläge waren weder für den Fahrkomfort, noch für die Technik gut
und mussten verhindert werden.
Um eine
unterbruchsfreie Zuschaltung der
Fahrstufen
zu erhalten, wurde an den
Schützen
ein Hilfstransformator zugeschaltet. Dieser Zusatztransformator war so
geschaltet worden, dass jede Stufe eine eigene
Anzapfung
hatte. Dabei verhinderte die
Spule
den
Kurzschluss.
Später sollten hier einfachere
Drosselspulen
verwendet werden. Das Prinzip war jedoch nahezu identisch. Es mussten
daher auch mehrere
Hüpfer
geschlossen sein.
Die
Fahrleitungsspannung
war mit dieser
Hüpfersteuerung
nun soweit aufbereitet worden, dass sie dem
Fahrmotor
zugeführt werden konnte. Damit sich dieser jedoch in zwei Richtungen
drehen konnte, wurde noch ein
Wendeschalter
verwendet. Dieser einfache Schalter war so ausgelegt worden, dass die
beiden Fahrrichtungen durch Umgruppierung der
Wicklungen
eingestellt werden konnten. Weitere Schaltungen waren jedoch nicht mehr
möglich.
Das betraf die bei
schweizerischen
Lokomotiven oft erwähnte
elektrische
Bremse. Diese Rekuperationsbremse
war damals schlicht noch nicht bekannt. Mit dem geteilten
Bremsgestänge
war eine Talfahrt auf der
Bergstrecke
kein Problem. Jedoch wollen wir zuerst hoch kommen und dazu benötigte die
Lokomotive
Zugkraft.
Diese erzeugte ein Motor, der jedoch auch Defekte erleiden konnte und in
dem Fall erfolgten die Schaltungen beim
Wendeschalter.
Ein defekter
Fahrmotor konnte
durch abheben der Kontakte elektrisch abgetrennt werden. Die
Lokomotive
konnte dann noch mit halber
Leistung verkehren. Diese Schaltung war
wichtig, damit der
Transformator weiter betrieben werden konnte. Der Grund
lag bei den dort angeschlossenen Neben- und
Hilfsbetrieben. So war nur der
defekte Fahrmotor weg. Die Einbusse betraf daher nur die
Zugkraft, die auf
die Hälfte reduziert wurde.
Es handelte sich dabei um Motoren, die nach den Patenten
der MFO aufgebaut wurden. Sie sollten später bei vielen Baureihen
verwendet werden. An diesem technologischen Vorsprung sollte die Baureihe
Fb 2x 2/3 der AEG scheitern.
Der Seriemotor hatte eine Dauerleistung von 1 000 PS (882 kW) erhalten. Mit den beiden eingebauten Motoren konnte somit der doppelte Wert abgerufen werden. Die Maschine der MFO war die stärkste Lokomotive der Welt.
Wobei das natürlich vom
Hersteller so gesehen wurde. Dumm war eigentlich nur, dass der Titel nach
drei Jahren weg war, weil noch höhere
Leistungen abgerufen werden konnten.
Doch wichtiger sind andere Eckdaten. Die Anfahrzugkraft der Lokomotive wurde mit 12 900 Kilogramm angegeben. Da wir heute mit diesen Zahlen nicht viel Anfangen können, kann gesagt werden, dass 130 kN abgerufen werden konnten.
Diese
Zugkraft reduzierte sich mit zunehmender
Ge-schwindigkeit. Bei der
Leistungsgrenze
von 42 km/h stand noch eine
Zugkraft von 100 kN zur Verfügung. Diese
Stundenleistung an der Motorwelle
konnte dabei dauerhaft erzeugt werden.
Die
Lokomotive
hatte somit
durchaus eine ansprechende Restzugkraft erhalten und war daher ideal für
schwere
Güterzüge geeignet. Die Angaben der Werte waren damals noch nicht
wie heute geregelt worden, darum auch die Angaben mit PS, die etwas
bessere Werte in den Unterlagen zum Fahrzeug ergab, als jene in Kilowatt.
Bei der
Zugkraft kannten man den Wert Kilonewton gar noch nicht, so dass
die beindruckenden Werte in Kilogramm entstanden.
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