Ausgelegt wurde die Lokomotive für eine Fahrleitungsspannung von 15 000 Volt Wechselstrom mit einer Frequenz von 16 2/3 Hertz. Gerade hier waren keine Änderungen zu erwarten, denn das System funktionierte gut und an den Grenzen waren zu jener Zeit teilweise gar keine anderen Systeme vorhanden. So lohnte es sich nicht, mehrere Stromsysteme zu verwirklichen. Ein Vorteil, denn so konnte Gewicht gespart werden.

Auf das Fahrzeug übertragen wurde die Spannung der Fahrleitung mit zwei auf dem Dach montierten Stromabnehmern. Dabei kam für die Baureihe Ae 4/6 ein von der BBC neu entwickeltes Modell zu Anwendung.

Dieses war dank einfacherer Bauweise gegenüber den vorherigen Versionen um 250 kg leichter ausge-fallen. Damit konnte bereits auf dem Dach eine hal-be Tonne eingespart werden. Ein wichtiger Punkt, bei der Reduktion des Gewichtes.

Die Schleifstücke der Lokomotive waren 1 320 mm breit und wurden mit zwei Schleifleisten und dem gemeinsamen Notlaufhorn ausgerüstet. Damit wur-de es erstmals möglich mit nur einem gehobenen Stromabnehmer zu fahren.

Eine Neuerung, die nach dieser Baureihe grund-sätzlich eingeführt wurde und die für den Stromab-nehmer der Reihe Ae 4/6 sprach. Es war jedoch nicht frei wählbar, welcher Bügel gehoben wird.

Die beiden Stromabnehmer wurden nicht mit den gleichen Schleifleisten ausgerüstet. Man musste hier eine Vorgabe der Schweizerischen Bundesbahnen SBB berücksichtigen. Für den Betrieb im Winter mit Raureif und Eisbildung wurden die bisherigen Modelle aus Aluminium verwendet. Im Sommer wurde mit dem anderen Stromabnehmer gefahren, der Leisten aus Kohle erhalten hatte. Noch sollten diese im Winter nicht benutzt werden.

Um einen Stromabnehmer zu heben, musste mit Hilfe von Druckluft die Kraft der Senkfeder aufgehoben werden. Dadurch wurde es der ebenfalls vorhandenen Hubfeder möglich, den Bügel zu heben. Dank den beiden Federn war es leicht möglich, den Anpressdruck des Stromabnehmers optimal einzustellen und so einen guten Kontakt zu ermöglichen. Dieser Anpressdruck betrug wenige Kilogramm, so dass der Bügel mit einem Finger gehoben werden konnte.

Eine Neuerung war die bei diesem Stromabnehmer vorhandene Höhenbegrenzung. Diese verhinderte, wenn der Stromabnehmer nicht unter dem Fahrdraht gehoben wurde, dass er sich durchstrecken konnte. Das war zwar ein selten vorkommendes Problem, verhinderte aber bei Entgleisungen des Stromabnehmers, dass dieser in zu grosser Höhe zusätzliche Schäden an der Fahrleitung anrichten konnte. So sollte das Tragseil geschont werden.

Wollte man den Stromabnehmer wieder senken, wurde einfach die Druckluft entfernt. Dadurch entstand ein kurzer Unterdruck, so dass der Bügel vom Fahrdraht wegerissen wurde. Anschliessend besorgte die Kraft der Senkfeder, die nun wieder überwiegte, dass der Stromabnehmer langsam gesenkt wurde und anschliessend in den dazu vorgesehenen Auflagen liegen blieb. Es konnte somit nicht durch den Fahrtwind gehoben werden.

Die beiden Stromabnehmer waren mit einer Dachleitung aus Kupfer mit einander verbunden worden. So gelangte die Spannung der Fahrleitung unabhängig vom gehobenen Stromabnehmer zum Hauptschalter der Lokomotive. Diese Dachleitung konnte an mehreren Stellen getrennt werden, so dass defekte Bauteile leicht von der elektrischen Ausrüstung getrennt werden konnten. Zudem wurde es so möglich Teile des Daches abzuheben.

Bevor wir zum Hauptschalter kommen, müssen wir den auf dem Dach montierten Erdungsschalter betrachten. Dieser diente dazu, die Ausrüstung der Lokomotive mit der Erde zu verbinden. Das galt gleichermassen für die Stromabnehmer, als auch für den Transformator. Daher war der Schalter so ausgelegt worden, dass er die Ausrüstung vor und nach dem Hauptschalter mit dem Dach der Lokomotive und somit mit der Erde verband.

Neu war auch der Hauptschalter. Besassen die bisher abgelieferten Loko-motiven noch Ölhauptschalter, kam bei der Baureihe Ae 4/6 erstmals ein mit Druckluft betriebenes Modell zum Einbau.

Dieser Drucklufthauptschalter hatte gegenüber den älteren Ölhauptschaltern viele Vorteile. Bei den Maschinen der Reihe Ae 4/6 war klar das geringere Ge-wicht ausschlaggebend. Aber auch die Fähigkeit Kurzschlüsse sicher zu schalten, war ein grosser Vorteil.

Da jedoch Druckluft zum Löschen des Lichtbogens benötigt wurde, konnte er nur bei genügend Druckluft ausgeschaltet werden. Erfolgte dies jedoch bei zu geringem Vorrat, konnte der Hauptschalter beschädigt werden.

Eine Niederdruckblockierung sollte daher diese Schaltung verhindern, was je-doch dazu führte, dass in diesem Moment nur das Unterwerk die Lokomotive ausschalten konnte. Ein Vorfall, der jedoch selten eintreten sollte.

Vom Hauptschalter wurde die Spannung mit einer weiteren Dachleitung zum mitten in der Lokomotive montierten Transformator geführt. Dieser hatte das grösste Gewicht und musste daher möglichst in der Mitte montiert werden.

Zudem musste dieser für eine hohe Leistung ausgelegt werden. Das waren alles Punkte, die gegen eine Reduktion einer Laufachse sprachen. Damit man den Platz hatte, wurde in diesem Bereich das Dach erhöht.

Das Problem mit der Grösse war mit den Veränderungen beim Dach noch einfach zu lösen, führte jedoch wegen dem sonst flachen Dach zu einem komischen Buckel. Um die Wert beim Luftwiderstand zu verbessern, wurde die Erhöhung abgeschrägt ausgeführt, so dass eine elegante Form entstand. Jedoch konnte nur so das flache Dach bei der Baureihe Ae 4/6 verwirklicht werden. Ein Umstand, der hier wirklich deutlich ins Bild fiel.

Viel erreichen konnte man beim Transformator, wenn man hier beim Gewicht Einsparungen vornahm. Hinzu kam der Mangel bei den Rohstoffen, der hier klar beim fehlenden Kupfer zu finden war.

Notgedrungen wurde ein vergleichbares Metall gesucht. Dieses fand man beim elektrisch ebenfalls gut leitenden Aluminium. Jedoch waren die Festigkeit und die Werte nicht so gut. Daher ver-suchte man, wo es nur ging Kupfer zu verwenden.

Dadurch konnte schon einmal Gewicht eingespart werden. Jedoch reichte der Werkstoff alleine nicht aus und so musste auch an anderen Orten Gewicht gespart werden. Schon bei den Lokomotiven der Baureihe Ae 8/14 hatte man diese Lösung angewendet und sie hatte sich bewährt. Da man damit wertvolles Kupfer sparen konnte, wurde diese Lösung gewählt. Es macht jedoch bei uns die Betrachtung etwas komplizierter.

Auch wenn wir hier von einem Transformator sprechen, grundsätzlich gesehen waren es zwei Transformtoren, die im gleichen Gehäuse platziert wurden. Diese Lösung mit zwei Trans-formatoren würde einige Jahrzehnte später beim Bau der Baureihe Re 6/6 auch optisch erkenn-bar. Hier war ein gemeinsames Gehäuse vorhanden und so sprach man von Spulen und nicht von Transformatoren. Ein wichtiger Punkt bei der nun folgenden Definition.

Die Spannung der Fahrleitung wurde ohne weitere Schaltungen der Regulierwicklung zugeführt. Diese Wicklung bildete in sich gesehen einen eigenen Transformator, der in der Sparschaltung eines Autotransformators ausgeführt wurde.

Daher besass diese Spule mehrere Anzapfungen, die zu den jeweiligen Verbrauchern geführt wur-den. Welche der Anzapfung zu welchem Verbraucher gehörte, werden wir später genauer be-trachten.

Damit ein geschlossener Stromkreis entstehen konnte, wurde die Spule schliesslich mit dem Gehäuse verbunden. Dieser Anschluss war über den Rahmen und die vier unterschiedlich langen Erdungsbürsten mit den Schienen verbunden worden. Dadurch entständen ein geschlossener Stromkreis und der fliessende Strom konnte Leistung übertragen. Damit war das einfache und grundlegende Prinzip der Transformation vorhanden.

Jedoch kommen wir nun zum Stufenschalter und noch nicht zum Abschluss des Transformators. Wie das genau gemeint ist, erfahren wird sofort, denn die meisten Anzapfungen dienten der Versorgung der Fahrmotoren.

Dabei konnten für die Fahrmotoren die unterschiedlichen Spannungen abgegriffen werden. Jedoch waren diese mit bis zu 15 000 Volt für die Motoren schlicht noch zu hoch. Vorerst können wir dies jedoch ignorieren.

Der Stufenschalter für die Lokomotive der Baureihe Ae 4/6 wurde von der BBC in Münchenstein entwickelt und war als Stufenwähler mit 26 Fahrstufen ausgeführt wor-den.

Dieser Wähler war zusammen mit den Spulen des Trans-formators im gleichen Gehäuse eingebaut worden. Da-durch wurden zwar gefährliche Spannungen geschaltet, jedoch konnte die Menge des benötigten Metalls deutlich reduziert werden. Daher erfolgte hier eine grosse Ge-wichtsminderung.

In seiner als Kreisbahn ausgeführten Bauweise konnte der Stufenwähler die entsprechenden Anzapfungen zu den Fahrmotoren schalten. Gegenüber den älteren Modellen hatte dieser Stufenschalter zwei deutlich Neuerungen erhalten. So wurde er mit Hochspannung betrieben und er erlaubte eine schnellere Schaltfolge. Gegenüber den vorhandenen Lokomotiven der Baureihe Ae 8/14 wurde der Wähler rund doppelt so schnell.

Trotz der schnellen Schaltfolge, war der Stufenwähler immer noch zu langsam um eine unterbruchsfreie Versorgung zu ermöglichen. Daher wurden die Kontakte des Stufenschalters einerseits den Lastschaltern zugeführt und andererseits an den beiden Überschaltwiderständen angeschlossen. Bei der Schaltung einer Fahrstufe wurde daher die neue Stufe immer zuerst über den Widerstand versorgt und anschliessen die Schaltung endgültig ausgeführt.

Die nun vorhandene Spannung konnte in 26 verschiedene Werte eingestellt werden und die Schaltung erfolgte ohne Unterbrüche. Jedoch lag deren Wert mit bis zu 15 000 Volt über den bei den Fahrmotoren erlaubten Spannungen.

Zudem sollten die Fahrmotoren zur Sicherheit elektrisch nicht mit der Hoch-spannung verbunden sein. Daher wurde die Spannung für die Motoren von den Lastschaltern wieder zum Transformator geführt.

In der nun angeschlossenen zweiten Wicklung des Transformators waren keine zusätzlichen Anzapfungen mehr vorhanden. Sie wurde in den Schemen der Baureihe Ae 4/6 als Primärspule bezeichnet.

Daher wurde die erste Wicklung im Stromkreis auch als Regulierwicklung bezeichnet. Wie bei der zuvor vorgestellten Wicklung wurde diese Spule mit der Erde verbunden. Damit war auch hier ein geschlossener Kreislauf vorhan-den und es konnte ein elektrischer Strom fliessen.

Die zweite Spule dieses zweiten Transformators, wurde als Sekundärwicklung bezeichnet. Sie ermöglichte die galvanische Trennung der Fahrmotoren, da sie weder mit den anderen Spulen noch mit der Erde verbunden war.

Durch die geänderte Anzahl Windungen, wurde an den beiden Anzapfungen dieser Wicklung geringere Werte abgenommen. Die Spannung für die Motoren lag dabei bei Werten zwischen 55 und 950 Volt.

Um die Drehrichtung der Fahrmotoren und damit die Fahrrichtung der Loko-motive zu ändern, wurden Wendeschalter benötigt. Jeweils ein Wendeschalter wurde für zwei Fahrmotoren einer Triebachse benötigt.

Dabei wurden die beiden Fahrmotoren in Serie an den Wendeschaltern angeschlossen. Neben der Umstellung der Fahrrichtung, erfolgte hier auch die Umgruppierung der Fahrmotoren für den elektrischen Bremsbetrieb.

Die Wendeschalter waren elektropneumatisch angetrieben worden. So konn-ten sie auch von einer zweiten Lokomotive aus beeinflusst werden. Zudem wurden hier auch die Abtrennung vorgenommen, wenn ein Fahrmotor einen Defekt hatte.

Dabei wurde die Luftzufuhr unterbrochen und der Wendeschalter in die neutrale Stellung verbracht. Damit war der Stromkreis unterbrochen und eine Umstellung des Wendeschalters konnte auch nicht mehr erfolgen.

Bei der Baureihe Ae 4/6 wurden nicht weniger als acht Fahrmotoren eingebaut. Jeder Triebachse waren somit zwei Motoren zugeordnet worden. Elektrisch gesehen, waren die Fahrmotoren identisch ausgeführt worden.

Bei den Gehäusen gab es jedoch je nach verfügbarem Material solche aus Stahlguss, oder solche aus ge-schweisstem Stahlblech. So gab es zwar optische, aber keine technischen Unterschiede. Daher können wir uns auf einen Motor beschränken.

Da jede Triebachse zwei Motoren erhalten hatte, musste der Durchgang durch den Maschinenraum in der Mitte angeordnet werden. Lediglich im Bereich des Transformators musste dieser zur Seite verschoben werden.

Jedoch war mit dieser Lösung eine ausgeglichene Rad-last bei den Achsen möglich geworden. Die Lokomotive stand daher im Gegensatz zur Baureihe Ae 4/7 mit einseitigem Antrieb nicht schief auf den Geleisen.

Es kamen kompensierte Seriemotoren mit separatem Wendepolfeld zum Einbau. Diese hatten sich in den Jahren vorher bestens bewährt und gehörten zum Standard von elektrischen Lokomotiven für Wechselstrom. Im Lauf der Jahre wurden diese Wechselstrommotoren jedoch so klein, dass man diese Lösung wählen konnte. Kleinere Motoren bedeutete natürlich auch geringeres Gewicht. So konnten letztlich die Leistungen der Lokomotiven erhöht werden.

Die ohmschen Wendepolshunts zu den Fahrmotoren wurden bei den ersten vier Maschinen noch aussen unter der Längswand montiert. Sie wurden durch ein Gitter vor mechanischen Beschädigungen geschützt und durch den Fahrtwind gekühlt. Bei den restlichen Maschinen wurden sie, wegen den Erfahrungen mit den ersten vier Lokomotiven jedoch im Maschinenraum platziert, so dass es auch hier zu sichtbaren Unterschieden kam.

Jeder Motor hatte während der Dauer einer Stunde eine Leistung von 525 kW erhalten. Was für die Lokomotive eine gesamte Stundenleistung von 4 100 kW ergab.

Die maximale Anfahrzugkraft lag bei der Baureihe Ae 4/6 bei rund 218 kN und sie konnte während längerer Zeit aufgebaut werden.

Während der massgebenden Stundenleistung wurde die Zugkraft mit 173 kN angegeben. Erreicht wurde diese bei einer Geschwindigkeit von 85 km/h.

Die bewährte Schaltung der elektrischen Bremse nach Behn-Eschenburg wurde bei der Baureihe Ae 4/6 nicht mehr verwendet. Man wählte hier eine neuartige Er-regermotor-Schaltung.

Bei dieser Schaltung funktionierte der linke Fahr-motor eins als Erreger für die drei übrigen Fahr-motorgruppen.

Der rechte Fahrmotor eins drehte im Bremsbetrieb leer mit. Vereinfacht kann man sagen, dass die erste Achse der Erregergenerator für die restlichen Achsen war.

Diese Bremsschaltung funktionierte aber nur, wenn alle Fahrmotorgruppen betriebsbereit waren. Fiel einer der acht Fahrmotoren aus, war auch keine elektrische Bremse vorhanden. Die Ausnahme bildete hier natürlich der Fahrmotor eins rechts, der bei der elektrischen Bremse nicht benötigt wurde. Diese Schaltung brachte einen wesentlich verbesserten Leistungsfaktor, bot aber weiterhin die Stabilität der Schaltung nach Behn-Eschenburg.

Die Feldwicklung des Erregermotors wurde für dessen Erregung aus einem eigenen Transformator gespeist. Die im Rotor erzeugte Spannung erregte anschliessend die restlichen Fahrmotoren. Die von diesem erzeugte elektrische Energie wurde über den normalen Strompfad zum Transformator und anschliessend in die Fahrleitung abgegeben. Daher hatte die Lokomotive eine elektrische Nutzstrombremse hoher Leistung erhalten.

Da die elektrisch erzeugte Bremskraft der Reihe Ae 4/6 beträchtlich höher war, als bei früheren Schaltungen, musste dafür gesorgt werden, dass sich elektrische und pneumatische Bremse nicht überlagern konnten. Das hätte zum Blockieren und gleiten von Radsätzen geführt. Deshalb wurde durch die Steuerung sobald der Druck in den Bremszylindern der Triebachsen einen Wert von 1.2 bar überstieg, die elektrische Bremse ausgeschaltet.