Umbau in Ae 4/6 III

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Baujahr: 1961 Leistung: 1 690 kW / 2 300 PS
Gewicht: 80 Tonnen V. max.: 110 km/h
Normallast: Nicht bekannt Länge: 18 340 mm
                       

Da es sich bei der Baureihe Am 4/6 um eine Versuchslokomotive handelte, verzichte ich auf die sonst hier vorhandenen Umbauten und Änderungen. Diese waren auch nicht so umfangreich. Daher werden diese im Betriebseinsatz erwähnt. Es gab jedoch ein Umbau, der die Lokomotive deutlich veränderte, denn aus dem Modell mit Gasturbine sollte eine besondere elektrische Lokomotive entstehen. Ein Umbau, den es noch nie gab.

Aus einer speziellen Maschine mit Gasturbine sollte eine elektrische Lokomotive für mehrere Strom-systeme werden. Auch jetzt kam die Idee wieder aus den Kreisen der Industrie.

Diese waren bei der Entwicklung von neuen Trieb-zügen, die von den Schweizerischen Bundesbahnen SBB für den Internationalen Verkehr bestellt wur-den. Um die speziellen Bauteile für den RAe TEE II zu erproben, benötigte man einen Versuchsträger.

Da zu jener Zeit die Lokomotive Am 4/6 mit einem Defekt an der Gasturbine in der Hauptwerkstätte weilte, kam die Idee auf, diese dazu zu verwenden. Das Fahrwerk mit den elektrischen Motoren war ideal und betrieblich hätte man damit auch den anfälligen Triebwagen BDe 4/4 II auf der Strecke von Genève nach La Plaine unter die Arme greifen können. Das einzige Problem war, dass die Lösung mit Gleichstrom von 3000 Volt nicht umgesetzt werden konnte.

Durch den Umbau wurde die Lokomotive so stark verändert, dass man nicht erkennen konnte, dass es sich um die ehemalige Lokomotive mit Gasturbine handelte. Einfach gesagt, wurde nur ein einziger Bereich der Vorstellung nicht verändert. An allen anderen Punkten setzte man aber an und das sorgte dafür, dass sich das Gesicht der Lokomotive deutlich veränderte. Wir sehen nun den Umbau mit den bekannten Schritten an.

Vom ursprünglichen Aufbau wurde nur der Rahmen beibehalten. Auf diesem wurde ein komplett neuer Kasten aufgebaut. Dabei wurde dieser nach den aktuellen Regeln erstellt. Das bedeutet unweigerlich, dass die einzelnen Bleche mit der elektrischen Schweisstechnik verbunden wurden. Auch jetzt beginnen wir mit den beiden Seitenwänden, die weiterhin identisch aufgebaut wurden und so nur einmal angesehen werden müssen.

In den Seitenwänden gab es nur im oberen Bereich Öffnungen. Diese umfassten sowohl Lüftungsgitter als auch Fenster. Die bei-den vorhandenen Seitenfenster wurden dabei zwischen den drei grösseren mit senkrechten Lamellen versehenen Lüftungsgittern eingeklemmt.

So war der Maschinenraum immer noch sehr gut belüftet, was nun wegen den elektrischen Baugruppen deutlich wichtiger war, als vorher mit der Gasturbine.

Auch die beiden Führerstände wurden komplett neu aufgebaut. Dabei wurde aber nicht mehr eine neue Lösung gewählt. Man bediente sich einfach am Bauprogramm der Baureihe Ae 6/6.

Dort zweigte man zwei Führerstände in der Ausführung der Lokomotiven mit Städtewappen ab. So bekam die Reihe Ae 4/6 III ein komplett neues Erscheinungsbild und die ursprüngliche Loko-motive mit den runden Fronten war nicht mehr zu erkennen.

Auch nicht mehr zu erkennen war der tragende Rahmen. Da beim Führerständ der Reihe Ae 6/6 der Stossbalken im Führer-stand integriert wurde, verdeckte dieser nun den alten Rahmen. Die Lokomotive wirkte dadurch deutlich moderner, als sie wirklich war und wer sich nicht auf die Puffer achtete, konnte meinen, dass es ein Modelle der Reihe Ae 6/6 war. Zwar gab es anfänglich noch ein Merkmal, denn das Wappen fehlte.

Neu wurde an der Stelle der bisherigen Schienenräumer die neuen besseren Bahnräumer verwendet. Auch hier bezog man diese aus dem Bauprogramm der Reihe Ae 6/6. Das sorgte dafür, dass die Kosten für den neuen Kasten gering gehalten wurden, denn man nahm einfach die Ersatzteile der grossen Serie und schweisste diese zu einem neuen Kasten zusammen. Sie sehen, auch jetzt sollte nicht viel Geld aufgewendet werden.

Das Laufwerk der Lokomotive war gut gebaut wor-den. Es wurde revidiert und an einigen Stellen der Rahmen verstärkt, beziehungsweise verbessert.

Die beiden mittleren Triebachsen waren bei der Reihe Am 4/6 einem grösseren Verschleiss unter-worfen, da das Spiel zu knapp bemessen war.

Da dieses nicht vergrössert werden konnte, wurden die beiden mittleren Triebachsen neu mit ge-schwächten Spurkränzen versehen.

Der neue Kasten musste auch mit einem Anstrich versehen werden. Dazu wurden die aktuellen Farben der Baureihe Ae 6/6 verwendet. Das bedeu-tet, dass der Kasten in einem etwas helleren grün gespritzt wurde.

Das Dach blieb weiterhin silbern und die neuen Bahnräumer waren hellgrau. Der Rahmen mit dem Laufwerk war jedoch etwas dunkler behandelt worden. Somit kann gesagt werden, dass es bei den Farben keine grossen Änderungen gab.

Neu waren jedoch die Bahnanschriften. Diese waren seit der Baureihe Re 4/4 auch an den Lokomotiven angebracht worden. Bei der hier vorgestellten Maschine wurden dazu die Abkürzungen SBB und CFF verwendet. Wie bei der Reihe Ae 6/6 waren sie auf beiden Seiten gleich ausgeführt worden. Da bekanntlich die Spannung von 3000 Volt Gleichstrom nicht umgesetzt werden konnte, war nicht zu erwarten, dass es zu Einsätzen im Tessin kam.

Geändert wurde auch die Betriebsnummer. Mittlerweile wurden auch bei den Diesellokomotiven fünfstellige Nummern verwendet. Die alte Nummer 1101 wäre also so oder so verschwunden. Da es sich nun aber um eine elektrische Lokomotive handelte, wurde die neue Nummer nach deren Regeln gewählt. Neu lautete diese daher 10 851 und die Ae 4/6 III wurde in der Nähe der Reihe Ae 4/6 eingereiht, obwohl es keine Verwandtschaft gab.

Kommen wir zum unveränderten Teil. Die Bremsen und die Anlage für die Druckluft wurde einfach mit neueren Elementen versehen, aber sonst nicht verän-dert.

Das zeigt auch hier, dass es bei den Arbeiten nicht um eine grundlegende Verbesserung handelte. Das war auch nicht möglich.

Das Fahrzeug verfügte als Am 4/6 schon über gut wirkende Bremsen und es kam nicht zu einer Stei-erung bei der Geschwindigkeit.

Entfernt wurde der thermische Teil, der auf dem Hilfsrahmen einfach ausgebaut werden konnte. Diese Lösung wurde nun für die neue elektrische Ausrüst-ung wieder verwendet.

Daher wurde auch diese auf einem eigenen Rahmen aufgebaut und dann in den Kasten eingebaut. Jedoch müssen wir uns nun mit der komplett neuen Lösung bei der elektrischen Ausrüstung befassen, denn bis auf die Fahrmotoren, war alles neu gebaut worden.

Das Besondere der elektrischen Ausrüstung begann bereits über dem Dach. In der dort gespannten Fahr-leitung konnten drei Spannungen vorhanden sein.

Das war das in der Schweiz bei den Schweizerischen Bundesbahnen SBB verwendete Stromsystem mit 15 000 Volt und 16 2/3 Hertz.

Ergänzt wurde dieses noch mit den beiden in Frank-reich verwendeten Systemen von 25 000 Volt und 50 Hertz Wechselstrom, sowie von 1 500 Volt Gleich-strom.

Diese Spannungen wurden mit zwei Stromabnehmern auf die Lokomotive übertragen. dazu wurden Scherenstromabnehmer der üblichen Schweizer Bauart verwendet. Unterschiedlich waren dabei nur die montierten Schleifleisten. Der Stromabnehmer eins war mit einer 1450 mm breiten Wippe und Leisten aus Kohle versehen worden. Benutzt wurde dieses Modell bei sämtlichen Fahrten, die unter Wechselstrom durchgeführt wurden.

Für die Fahrten mit Gleichstrom wurde der Stromabnehmer zwei montiert. Dieser hatte andere Schleifleisten aus Aluminium und die Wippe hatte eine Breite von 1950 mm erhalten.

Damit war wegen den Schleifstücken klar, es gab kein Modell, das als Ersatz dienen konnte. Weil nun aber nur ein Bügel gehoben werden konnte, waren zwei Schleifleisten verbaut worden. Bei Gleichstrom waren es sogar vier Leisten, die benötigt wurden.

Auf dem Dach wurden die beiden Stromabnehmer nicht mit der Dachleitung verbunden, sondern lediglich der Bügel mit dem Hauptschalter. Wir beginnen daher die weitere Betrachtung bei Fahrten mit Wechselstrom.

Hier wurde zur Schaltung ein mit Druckluft betriebener Hauptschalter ver-wendet. Dieser Drucklufthauptschalter war leicht und die verbaute Bauart DBTF war auch bei anderen Baureihen erfolgreich verwendet worden.

Nach dem Hauptschalter kam nun jedoch zuerst der Stufenschalter. Diese neu-artigen Hochspannungsstufenschalter hatten sich bei anderen Baureihen bewährt.

Daher kam auch hier so ein Modell zur Anwendung. Die nun vorhandenen einzelnen Fahrstufen wurden im Transformator auf einen für die Fahrmotoren passenden Wert verringert. Dabei war der Wandler so aufgebaut worden, dass er mit beiden Frequenzen betrieben werden konnte.

Die veränderliche Spannung vom Transformator musste nun auf die Fahrmotoren abgestimmt werden. Da seinerzeit bei der Am 4/6 mit Gleichstrom gearbeitet wurde, kam hier ein Gleichrichter mit Siliziumdioden zum Einbau. Da mit diesen Dioden kein reiner Gleichstrom entstehen konnte, wurden die Fahrmotoren bei Fahrten unter Wechselstrom mit einem Wellenstrom betrieben. Auswirkungen auf die Motoren hatte das jedoch nicht.

Wurde mit Gleichstrom gefahren, änderte sich der Pfad bereits auf dem Dach. Hier wurde zur Schaltung ein mit Druckluft betriebener Gleichstromschnell-schalter verbaut.

Diese Schalter waren für die verwendete Spannung optimiert worden und sie unterschieden sich nicht gross vom vorher vorgestellten Drucklufthaupt-schalter, der bei Wechselstrom verwendet wurde. Sie sehen, es gab sehr oft nur geringe Unterschiede beim Aufbau.

Da Gleichstrom nicht transformiert werden kann, musste eine andere Schalt-ung für die Fahrmotoren gefunden werden. Damals eine gängige Methode um bei Gleichstrom Fahrstufen zu erhalten, waren Anfahrwiderstände.

Ergänzt mit der Möglichkeit die Fahrmotoren sowohl parallel, als auch seriell anzuschliessen, ergaben dann die erforderliche Anzahl Fahrstufen. Nun aber gab es einen reinen Gleichstrom, der zu den Fahrmotoren geführt wurde.

Auch jetzt wurde ein einfacher Aufbau gewählt und daher keine elektrische Nutzstrombremse eingebaut. Da die Netze für Gleichstrom nicht aufnahme-fähig waren, hätte nur eine Widerstandsbremse verbaut werden können.

Der Verzicht war überraschend, da die umgebaute Lokomotive deutlich leichter wurde und daher die erlaubten Achslasten kein Problem gewesen wären. Die Reihe Ae 4/6 III war daher ein Versuchsträger und das hatte sich nicht geändert.

Weiterhin vorhanden war die Zugsheizung. Diese wurde bei Fahrten mit Gleichstrom mit der Spannung von 1500 Volt betrieben. Bei einem Einsatz unter Wechselstrom war das Problem jedoch grösser, da bei den beiden Systemen unterschiedliche Spannungen vorhanden waren. Daher war im Transformator eine eigene Spule mit Anzapfung vorhanden. Auf die Führerstände hatte das keinen Einfluss, da diese nun mit den Hilfsbetrieben geheizt wurden. 

Gerade die Hilfsbetriebe stellten grössere Anforder-ungen an die Spannung. Diese mussten bei allen drei in der Fahrleitung vorkommenden Stromsystemen richtig funktionieren.

Daher wurde bei Fahrten unter Wechselstrom die unterschiedliche Fahrleitungsspannung mit einer An-zapfung ausgeglichen.

Danach wurde nur noch ein Gleichrichter verbaut. So konnte eine Spannung bei den Hilfsbetrieben von 180 Volt Gleichstrom erreicht werden.

Wurde mit der Lokomotive unter Gleichstrom gefah-ren, musste eine andere Lösung für die Reduktion der Spannung gefunden werden.

Diese sollte ja gleich bleiben und daher wurde eine Umformergruppe verbaut. Nur so war es damals mög-lich, mit geringen Verlusten eine Reduktion der Gleich-spannung zu erhalten.

Ein Punkt, der zeigt, wie schwer es damals war, eine Lokomotive zu erbauen, die mit drei Systemen arbei-ten konnte.

Bei den angeschlossenen Verbrauchern wurden die üblichen Verdächtigen benutzt. Neben dem Kompressor war das die Ventilation des Transformators, die Ladung der Batterien und viele kleinere Bauteile, wie Steckdosen. Besonders war eigentlich nur, dass diese im Gegensatz zu den anderen elektrischen Baureihen mit Gleichstrom betrieben wurden und hier für die Batterieladung, die Beleuchtung und die Steuerung eine Umformergruppe verwendet werden musste.

Erst 1964 kam dann noch die Ventilation für die Fahrmotoren hinzu. Da die umgebaute Lokomotive vermehrt im Güterverkehr eingesetzt werden sollte, reichte die bisherige Eigenventilation nicht mehr aus. Der Grund waren die hohen Zugkräfte bei geringer Geschwindigkeit. Womit wir eigentlich bei einem wichtigen Punkt angelangt sind, denn die Leistungsdaten der Lokomotive wurden durch den Umbau verändert.

Bei der Anfahrzugkraft konnte der Wert leicht gesteigert werden. Hatte die Reihe Am 4/6 einen Wert von 127 kN erhalten, konnte nach dem Umbau 145 kN abgerufen werden. Deutlicher war jedoch der Unterschied bei der Leistungsgrenze. Bisher konnte bei 50 km/h eine Zugkraft von 75 kN abgerufen werden. Neu lag die Zugkraft bei 77 kN und daher nur unwesentlich höher. Die massgebende Geschwindigkeit lag nun aber bei 79 km/h.

Daraus resultierte, dass die Lokomotive mit der elektrischen Ausrüstung bei einem geringeren Gewicht eine leicht höhere Leistung hatte. Damit ist nun auch klar, dass bei der ursprünglichen Version die Leistung durch die Gasturbine beschränkt wurde. Zudem zeigte sich hier schön der Vorteil der elektrischen Traktion, denn nur diese konnte bei hohen Geschwindigkeiten auch noch ausreichend hohe Zugkräfte erzeugen.

Die Steuerung wurde auch punktuell angepasst. Das System wurde auf einfache Weise ausgewählt. Je nach dem Stromabnehmer, der gehoben wurde, fuhr die Lokomotive mit Gleich- oder Wechsel-strom.

So konnte man aufwendige Schaltungen vermeiden. Jedoch bestand die Gefahr, dass der falsche Bügel gehoben wurde.

Besonders tragisch hätte das geendet, wenn unter Wechselstrom der Gleichstromschnellschalter für Gleichstrom geschlossen worden wäre.

Zum Schutz der Ausrüstung wurde daher eine Spannungsprüfung eingebaut. Die gab den Gleichstromschnellschalter erst frei, wenn sich in der Fahrleitung Gleichstrom befand. So konnte der sonst in diesem Teil entstehende Kurzschluss verhindert werden. Bei der Ausrüstung für Wechselstrom war das Problem zwar auch vorhanden, aber die Auswirkungen waren längst nicht so schlimm, denn die Isolationen waren ja für Werte bis 25 000 Volt ausgelegt.

Angepasst werden musste auch die Sicherheitssteuerung. Besass diese bisher nur den Schnellgang, kam neu auch der Langsamgang hinzu. Diese Wachsamkeitskontrolle war nun erforderlich, der Führerstand von der Reihe Ae 6/6 genommen wurde und diese für sitzende Bedienung ausgelegt war. Die Lokomotive konnte daher nach dem Umbau auch sitzend bedient werden. Zudem passten nun die Distanzen zu den anderen Baureihen.

Die Zugsicherung der Schweiz wurde nicht verändert. Jedoch wurde nun auch die Einrichtung verbaut, die bei den SNCF verwendet wurde. Der Grund dafür war, dass mit der umgebauten Lokomotive auch Fahrten auf der Strecke zwischen Genève und La Plaine ausgeführt werden sollten. Diese war mit der französischen Zugsicherung Krokodile ausgerüstet worden. So konnte die Ae 4/6 III auch in Frankreich gesichert verkehren.

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