Antriebsstromkreis

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Das im Dieselmotor erzeugte Drehmoment wurde bei dieser Lokomotive, wie bei allen dieselelektrischen Maschinen der Schweizerischen Bundesbahnen SBB dazu genutzt, einen Generator anzutreiben. Diese Lösung hatte man schon bei den vorherigen Baureihen Bm 6/6 und Em 3/3 verwendet und sie hatte sich auch bei den diversen Traktoren bewährt. Der Vorteil lag dabei bei den ausgezeichneten Eigenschaften bei Langsamfahrt.

Die Räume vom Dieselmotor und Generator waren getrennt worden. So konnte verhindert werden, dass allenfalls austretendes Öl den Generator verschmutzte und dort mit einem Kurzschluss in Brand geraten konnte.

Schliesslich vertragen sich brennbare Schmiermittel und Elektrizität nicht besonders, wie man schon bei elektrischen Lokomotiven erfahren hatte. Daher versuchte man hier dieses Problem mit einer Trenn-wand zu lösen.

Den Platz fand der Generator im Vorbau an der Stelle, wo dieser auf die ganze Fahrzeugbreite erweitert wurde. Jedoch wurde der Platz dabei nicht vom Generator benötigt.

Die mit Keilriemen angetriebenen Baugruppen fan-den ihren Platz daneben, so dass die Breite des Vorbaus nicht mehr ausreichte. Daher wurde dieser vor dem Führerhaus auf die ganze Breite der Loko-motive verbreitert. Eine spezielle Eigenart dieser Lokomotive.

Die elektrische Energie wurde über den starr am Dieselmotor angeflanschten Hauptgenerator erzeugt. Dieser Hauptgenerator wurde von der SAAS entwickelt und hatte die Typenbezeichnung G 8-808 bekommen. Auf Grund seiner Bauweise erzeugte der Generator einen Gleichstrom. Auch hier verwendete man diese Spannung aus dem Grund der einfacheren Regulierbarkeit. Somit gab es im Vergleich mit der Baureihe Bm 6/6 keine grossen Unterschiede.

Während einer Stunde konnte der Hauptgenerator bei 1 200 Umdrehungen pro Minute eine Leistung von 760 kW erzeugen. Dabei betrug der abgegebene Strom bei einer Spannung von Volt 1 620 Ampère. Seine Dauerleistung betrug bei gleicher Drehzahl 770 kW mit 1 440 Ampére. Die Spannung an den Klemmen betrug dabei 550 Volt. Die höhere Leistung des Generators war auf Grund des geringeren Stromes möglich.

So kam es, dass die Lokomotive eine höhere Leistung dauernd erzeugen konnte. Trotzdem werden es aufmerksame Leser bereits bemerkt haben, dass die Leistung deutlich unter den Werten des Dieselmotors lag. Ein vermeintlicher Fehler, der aber durch die über Keilriemen angetriebenen Baugruppen, wie dem Kompressor und der Hydraulikpumpe, relativiert wird. Selbst die Ölpumpe und die Wasserpumpe musste der Dieselmotor antreiben.

Der Hauptgenerator war fremderregt und wurde von einem gemischt erregten Erregergenerator mit der notwendigen Energie gespeist. Der Erregergenerator selber wurde durch den Dieselmotor und der Drehzahl der Kurbelwelle erregt. Eine Selbsterregung des Hauptgenerators, wie bei der Baureihe Bm 6/6 gab es jedoch nicht. Das war möglich, weil für die Speisung der Hilfsbetriebe eine andere Lösung gewählt wurde.

Die Lösung mit dem fremderregten Generator musste bei der Lokomotive gewählt werden, da der Hauptgenerator fest mit dem Dieselmotor verbunden war und dadurch nicht stillstehen konnte. So lange die Erregung beim Hauptgenerator jedoch fehlte, gab dieser keine Leistung ab. Die Lokomotive konnte so längere Zeit mit laufendem Dieselmotor stehen, ohne dass Energie für die Fahrmotoren erzeugt wurde.

Da der Hauptgenerator unterschiedliche Spannungen und Ströme erzeugen konnte, musste bei der Lokomotive kein Stufenschalter zur Regelung der Drehzahl der Fahrmotoren eingebaut werden. Die unterschiedlichen Strom- und Spannungswerte wurden direkt durch die Drehzahl des Dieselmotors beeinflusst. Dabei veränderte sich die Drehzahl in 18 Stufen von 850 Umdrehungen pro Minute bis zur maximalen Drehzahl.

Die Lokomotive hatte dadurch trotz der formell vorhandenen 18 Fahrstufen einen nahezu stufenlosen Antrieb erhalten. Der Grund war beim Dieselmotor und dessen Eigenschaften zu suchen. Der Motor veränderte die Drehzahlen nicht schlagartig, wie das bei einem Stufenschalter der Fall gewesen wäre. In der Folge stieg auch der Strom an den Fahrmotoren fliessend an. Somit wurde nicht bemerkt, dass eine neue Stufe verwendet wurde.

Mit Hilfe des Generators wurde auch der Diesel-motor der Lokomotive gestartet. Dazu wurden die Erregerfelder umgepolt und von der Batterie mit Energie versorgt. Dadurch begann der Generator als Motor zu arbeiten und drehte sich.

Durch die feste Kupplung zum Dieselmotor wurde die Kurbelwelle bewegt. Durch die Eigenschaften und den Aufbau des Dieselmotors startete dieser lediglich auf Grund dieser Bewegung.

Besonders war, dass der Motor auch gestartet wer-den konnte, wenn keine ausreichende Spannung bei den Batterien vorhanden war. Dazu wurden die Fahrmotoren eins und zwei anders gruppiert.

Da diese Schaltung im Wendeschalter jedoch nicht vorgesehen war, musste man manuell eine neue Schaltung an der Trenntafel erstellen. Anschliessend konnte die Lokomotive mit einem anderen Trieb-fahrzeug angeschleppt werden.

Die vom Generator erzeugte Energie wurde den Wendeschaltern zugeführt. Diese wiederum sorgten für die richtigen Schaltungen, wie Fahren vorwärts oder rückwärts und für elektrisches Bremsen in beiden Fahrrichtungen.

Dabei wurden nicht, wie bei elektrischen Lokomotiven die Bauteile der Fahrmotoren allein umgruppiert, sondern es erfolgten umfangreichere Schaltungen. So wurden zum Beispiel in den Motoren unterschiedliche Spulen geschaltet.

Um bei den aufwendigen Wendeschaltern zu sparen, wurden immer zwei Motoren in Reihe geschaltet. Dadurch mussten nur zwei Wendeschalter eingebaut werden. Man hatte jedoch den Nachteil, dass bei Ausfall eines Fahrmotors gleich die halbe Lokomotive abgeschaltet werden musste. Das war jedoch vertretbar, denn solche Lösungen wählte man auch bei elektrischen Streckenlokomotiven. Es wurden immer die Fahrmotoren eines Drehgestells einem Wendeschalter zugeordnet.

Die Fahrmotoren der Lokomotive bestanden aus vier vierpoligen fremdventilierten Gleichstrommotoren. Diese für Wellenstrom ausgelegten Motoren waren sehr robust und bekundeten keine Probleme bei geringen Drehzahlen und hohen Strömen.

Daher hatten sie die gleichen Eigenschaften, wie die Seriemotoren der elektrischen Lokomotiven. Jedoch kam es beim Betrieb unter Gleichstrom nicht zur gefürchteten Drehmomentpulsation.

Die Typenbezeichnung der Fahrmotoren lautete Sécheron-F 427 und sie stammten aus dem Hause SAAS. Sie hatten eine maximale Leistung von 4x 160 kW, was eine verfügbare Leistung an den Triebachsen von 842 PS oder 740 kW ergab.

Damit konnte eine Anfahrzugkraft von 220 kN erzeugt werden. Die Dauerzugkraft der Lokomotive wurde mit 130 kN angegeben und wurde bei 17.5 km/h erreicht. Damit war die Lokomotive für den Rangierdienst ausge-legt worden.

Es wurde auf der Lokomotive eine elektrische Wider-standsbremse eingebaut. Diese Bremse wurde verwendet um den Verschleiss bei den Bremsklötzen im Rangierdienst zu vermindern und um die starken Gefälle mit der alleinfahrenden Lokomotive zu befahren. Ein Vorteil, der letztlich zum Erfolg der Reihe Bm 4/4 gegenüber der Baureihe Bm 6/6 führte, da diese keine solche Bremse besass. Jedoch war die Umsetzung nicht einfach.

Es musste gegenüber von elektrischen Lokomotiven ein anderer Weg eingeschlagen werden. Im Gegensatz zu elektrischen Lokomotiven, wo man sich einfach mit einem umgekehrten Stromfluss in die Fahrleitung behelfen konnte, mussten bei der Baureihe Bm 4/4 Widerstände verwendet werden. Diese Art der elektrischen Bremse war von den Triebwagen BDe 4/4 her bereits bekannt, jedoch benötigte sie viele Widerstände, die gekühlt werden mussten.

Dabei erfolgte die Kühlung der Bremswiderstände durch den Fahrtwind. Aus diesem Grund wurden sie auch auf dem Dach montiert. Bei der Baureihe Bm 4/4 war das nicht anders.

Jedoch konnten auf dem kurzen Dach nicht so viele Widerstände, wie gewünscht montiert werden. Zu-dem waren im Rangierdienst die Geschwindigkeiten gering. In der Folge war auch der Fahrtwind nicht so stark, dass eine optimale Kühlung möglich war.

Beim elektrischen Bremsbetrieb arbeitete der Diesel-motor mit einer fixen Drehzahl von 600 Umdreh-ungen pro Minute. Dadurch erzeugte der Hauptgene-rator einen festen Erregungsstrom für die Fahrmo-toren.

Diese erzeugten nun, durch diese Erregung und die Drehzahl, wie ein normaler Generator, einen elek-trischen Strom. Da im Bremsbetrieb die vier Fahr-motoren in Serie geschaltet wurden, war die elektrische Bremse nur mit allen Fahrmotoren funk-tionsfähig.

Die von den Fahrmotoren erzeugte elektrische Energie in Form von Gleichstrom wurde ohne weitere Behandlung den beiden auf dem Dach montierten Widerständen zugeführt. Dort wurde die Energie schliesslich in Wärme umgewandelt. Wegen der geringen Anzahl Bremswiderstände musste die Leistung der elektrischen Bremse genau berechnet und auf den Einsatz der Lokomotive abgestimmt werden. Daher ergaben sich besondere Werte.

So wurde die Leistung der elektrischen Bremse war ganz klar auf den Einsatz im Rangierdienst ausgelegt. Dort sollte damit die Lokomotive ohne die Bremsklötze verzögert werden. Daher war mit 2 600 Ampère eine sehr hohe maximale Stromstärke vorhanden. Zugelassen war dieser Wert während der Dauer von drei Minuten. Das reichte aus, damit mit der Lokomotive aus den üblichen 30 km/h angehalten werden konnte.

Im Streckendienst konnte die elektrische Bremse während der Dauer von 45 Minuten nur noch mit 700 Ampère belastet werden. Nur so, war während dem längeren Betrieb eine ausreichende Kühlung garantiert. Jedoch konnten damit keine grossen Bremskräfte erzeugt werden. Die Leistung reichte dabei nur aus, damit die alleine fahrende Lokomotive in Beharrung gehalten werden konnte. Um anzuhalten musste mit der Luft gebremst werden.

 

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