Elektrische Ausrüstung

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Das im Dieselmotor erzeugte Drehmoment wurde bei dieser Lokomotive, wie bei allen dieselelektrischen Maschinen dazu genutzt, einen Generator anzutreiben. Dabei waren die Räume vom Dieselmotor und Generator getrennt worden. So konnte verhindert werden, dass allenfalls austretendes Öl den Generator verschmutzte. Platz fand der Generator im Vorbau an der Stelle, wo dieser auf die ganze Fahrzeugbreite erweitert wurde.

Die elektrische Energie wurde anschliessend über den starr am Dieselmotor angeflanschten Hauptgenerator erzeugt. Dieser Hauptgenerator wurde von der SAAS entwickelt und hatte die Typenbezeichnung G 8-808. Es handelte sich beim Hauptgenerator um einen Gleichstrom-Generator. Da keine Rücksicht auf eine allfällige Fahrleitungsspannung genommen werden musste, konnte der Antriebsstrang mit Gleichstrom aufgebaut werden.

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 470 Volt 1'620 Ampère. Seine Dauerleistung betrug bei gleicher Drehzahl 770 kW mit 1'440 Ampère. Die Spannung an den Klemmen betrug dann 550 Volt. Die höhere Leistung war auf Grund des geringeren Stromes möglich. So kam es, dass die Lokomotive eine höhere Leistung dauernd erzeugen konnte.

Aufmerksame Leser haben es vermutlich schon bemerkt. Der Dieselmotor konnte eine wesentlich höhere Leistung erzeugen, als der Generator. Dieser scheinbare Fehler hatte aber wichtige Gründe. Die Leistung des Motors wurde ja nicht nur zum Antrieb des Generators genutzt, sondern es wurden diverse Pumpen direkt angetrieben. Diese benötigten jedoch einen Teil der Leistung, so dass es sinnvoll war, einen etwas kleineren Generator zu verwenden.

Der Hauptgenerator war fremderregt und wurde von einem gemischt erregten Erregergenerator gespeist. Der Erregergenerator selber wurde durch den Dieselmotor und der Drehzahl der Kurbelwelle erregt. Diese Lösung mit dem fremderregten Generator musste gewählt werden, da der Hauptgenerator fest mit dem Motor verbunden war. So lange die Erregung beim Hauptgenerator 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 von 850 Umdrehungen pro Minute bis zur maximalen Drehzahl. Die Lokomotive hatte dadurch trotz der formell vorhandenen 18 Fahrstufen einen nahezu stufenlosen Antrieb.

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 2 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 bestanden aus vier vierpoligen fremdventilierten Gleichstrommotoren. Diese hatten eine Leistung von 4x 160 kW, was eine verfügbare Leistung an den Triebachsen von 842 PS oder 740 kW ergab. Die Fahrmotoren wurden wie die restliche elektrische Ausrüstung von SAAS entwickelt und eingebaut. Die Typenbezeichnung der Fahrmotoren lautete Sécheron-F 427.

Diese Fahrmotoren waren sehr robust und für den geplanten Einsatz im Rangierdienst geeignet. Gerade Lokomotiven, die im Rangierdienst verwendet wurden, benötigten speziell abgestimmte Fahrmotoren, die gegenüber schnellen Wechseln der Drehzahl und Richtung resistent waren. Hinzu kamen noch die langsamen Drehzahlen beim Verschubdienst in Ablaufanlagen.

Ein gegenüber elektrischen Lokomotiven anderen Weg musste man bei der Gestaltung der elektrischen Bremse einschlagen. Im Gegensatz zu elektrischen Lokomotiven, wo man sich einfach mit einem umgekehrten Stromfluss in die Fahrleitung behelfen konnte, mussten bei der Bm 4/4 Widerstände und eine etwas kompliziertere Widerstandsbremse eingebaut werden.

Die Widerstände waren dabei nötig, um die beim elektrisch bremsen anfallende Energie in Wärme zu verwandeln. Auch die SBB konnten nicht mit elektrischen Motoren Dieseltreibstoff herstellen, so dass nur eine Vernichtung der Energie mit Widerständen möglich war. Diese Widerstände wurden auf dem Dach des Führerhauses montiert und durch den Fahrtwind gekühlt.

Beim elektrischen Bremsbetrieb arbeitete der Dieselmotor mit einer fixen Drehzahl von 600 Umdrehungen pro Minute. Dadurch erzeugte der Hauptgenerator einen festen Erregungsstrom für die Fahrmotoren. Diese erzeugten nun, durch diese Erregung und die Drehzahl einen elektrischen Strom, wie ein normaler Generator. Da im Bremsbetrieb die vier Fahrmotoren in Serie geschaltet wurden, war die elektrische Bremse nur mit allen Fahrmotoren funktionsfähig.

Die erzeugte Energie wurde ohne weitere Behandlung den beiden Bremswiderständen auf dem Dach zugeführt. Die Leistung der elektrischen Bremse war ganz klar auf den Einsatz im Rangierdienst ausgelegt. So besass die elektrische Bremse eine maximale Stromstärke von 2'600 Ampère, die jedoch nur im Rangierdienst zulässig war. Im Streckenbetrieb konnte auf eine Zeit von maximal 45 Minuten mit 700 Ampère elektrisch gebremst werden.

Die Ventilation und Kühlung der Fahrmotoren erfolgte ab einem eigenen Ventilator. Dieser drückte die im Vorbau angesaugte Luft durch, in der Lokomotivbrücke eingebaute, Luftkanäle. Ab diesen Luftkanälen erfolgte dann die Zuleitung zu den in den Drehgestellen montierten Fahrmotoren. Nach den Fahrmotoren wurde die Luft unterhalb der Lokomotive wieder ins Freie entlassen.

Diese Lösung der Fremdventilation hatte sich schon bei elektrischen Lokomotiven bewährt. Die durch die Fahrmotoren strömende Luft wurde vorgängig gereinigt und war frei von grösseren Schwebeteilen und trocken. Dadurch wurde die Wärme optimal abgeführt und verhinderte, dass sich Schmutz und Feuchtigkeit in den Fahrmotoren ansammeln konnte. Die Motoren blieben so stets sauber.

Der Hilfsbetriebestromkreis wurde mit dem durch einen Zahnriemen direkt vom Hauptgenerator angetriebenen Hilfsgenerator erzeugt. Dieser Hilfsgenerator war mit einer Spannungsregelung ausgerüstet, so dass die Hilfsbetriebe-Spannung bei jeder Drehzahl des Dieselmotors 140 Volt betrug. Seine Leistung von 16.7 kW reichte für die angeschlossenen Geräte vollkommen aus.

Zu den Hilfsbetrieben gehörten kaum Bauteile, die von den elektrischen Lokomotiven her bekannt waren. Dazu gehörten zum Beispiel die Motoren der Ventilation zu den Fahrmotoren, aber auch zu den Wasserkühlern. Diese wurden direkt vom Dieselmotor angetrieben und benötigten daher keine elektrischen Motoren.

Trotzdem waren viele andere Bauteile angeschlossen, die speziell für eine Diesellokomotive nötig waren, deshalb musste diesem Punkt eine etwas grössere Beachtung geschenkt werden.

Die Batterieladung verbrauchte bei der Bm 4/4 einen Grossteil der zur Verfügung stehenden Leistung. Diese Diesellokomotiven verfügten im Gegensatz zu den elektrischen Lokomotiven über eine viel grössere Batteriekapazität. Die war nötig, weil die Lokomotive mit Hilfe dieser Batterien gestartet wurde. Diese Starterbatterien mussten daher schneller wieder geladen werden und mussten kurzfristig hohe Leistungen abgeben können.

Ein Batterieladegerät war jedoch nicht vorhanden. Das war möglich, weil man auf der Lokomotive mit Gleichstrom arbeitete. Da die Batterien und der Hilfsgenerator dadurch fest miteinander verbunden waren, musste eine Sperrdiode eingebaut werden. So konnte sich die Batterie nicht im Stillstand über den Generator entladen. Auch hier zeigte sich ein Unterschied, denn durch das Gleichstromnetz konnte auf ein aufwändig konstruiertes Batterieladegerät verzichtet werden. Man begnügte sich deshalb mit einer Diode und einer Begrenzung des Ladestroms.

Weitere Hilfsbetriebe der Lokomotive waren die Steuerung der Erregung und die Fensterheizung. Die Beleuchtung wurde wie bei anderen Lokomotiven über die Batterien versorgt. Die Fensterheizung, die benötigt wurde um die Festigkeit des Glases zu erhalten, war im Gegensatz zur Führerraumheizung elektrisch ausgeführt worden.

Auch der sonst übliche Kompressor fehlte in den Hilfsbetrieben der Lokomotive. Der Kompressor wurde direkt über einen Zahnriemen vom Generator aus angetrieben, und bei Bedarf zu oder abgeschaltet. Im Gegensatz zu elektrischen Lokomotiven konnte die Bm 4/4 auch ohne Luft in Betrieb genommen werden. Elektrische Lokomotiven benötigen Luft für die Ansteuerung der Bauteile, wie Stromabnehmer oder Hauptschalter.

Zum Schluss muss noch erwähnt werden, dass die Bm 4/4 keine Heizeinrichtung zum Heizen von Reisezugwagen besass. Auch hier, konnte darauf verzichtet werden, weil das im vorgesehenen Einsatzgebiet nicht vorgesehen war. Die Hilfswagenmannschaft wäre vor allem im Winter bis zur Einführung eigener Heizsysteme im Hilfswagen froh darüber gewesen.

 

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