Elektrische Ausrüstung BFe 4/4 II

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Die grösste Besonderheit dieser beiden Triebwagen fand man über deren Dach. Sie wurden für den Einsatz auf der Strecke zwischen Genève Cornavin und La Plaine gebaut. Die dort vorhandene Fahrleitung wurde jedoch nach den Normen der SNCF aufgebaut. Es handelte sich dabei um die Version, die für Gleichstrom von 1500 Volt ausgelegt worden war. Das war am speziellen Feederdraht zu erkennen, der über dem Fahrdraht gezogen wurde.

Über dem Gepäckabteil musste daher ein Stromab-nehmer aufgebaut werden, der zu dieser Fahr-leitung der SNCF passte. Dabei wurde ein Scheren-stromabnehmer üblicher SBB-Bauart verwendet.

Wie bei den anderen Baureihen wurde dieser mit Hilfe von Fede gehoben und gesenkt. Geregelt wur-de deren Kraft mit Hilfe der Druckluft in einem Zylinder. Diese hob die Kraft der Senkfeder auf und der Bügel wurde durch die Hubfeder gehoben.

Angepasst werden musste jedoch das Schleifstück. So wurde eine Wippe nach den Normen der SNCF eingebaut. Neben der grösseren Breite waren auch die eingebauten Schleifleisten anders.

Bei Bahnen mit Wechselstrom kamen neu Modelle aus Kohle zur Anwendung. Da deren Funktion bei Gleichstrom noch nicht restlos geprüft wurde, wur-den hier Schleifleisten aus Metall benutzt. Wegen den hohen Strömen wurde Kupfer benutzt.

Die vom Stromabnehmer auf das Fahrzeug übertragene Spannung der Fahrleitung wurde mit einer kurzen Dachleitung in den Bereich mit dem Apparateschrank übertragen. Dort befand sich der Hauptschalter, der das Fahrzeug sicher von der Fahrleitung trennte und der wegen der Gleichspannung speziell aufgebaut werden musste. Deshalb müssen wir uns diesen Schalter genauer ansehen, denn hier findet sich eine Überraschung.

Eingebaut wurde ein elektropneumatisch betriebener Gleichstromschnellschalter. Bei diesem Modell wurde der Lichtbogen mit Hilfe von Druckluft ausgeblasen und so gelöscht. Das Prinzip kennen wir von den Drucklufthauptschaltern der Bauart DBTF, die gleich aufgebaut worden waren. Da dieser jedoch für Wechselstrom ausgelegt war, musste für den Einbau in diesen beiden Triebwagen eine wichtige Änderung vorgenommen werden.

Lichtbögen bei Gleichstrom sind beständiger als jene bei Wechselstrom. Damit dieser gelöscht werden kann, musste stärker gepustet werden. Mit dieser Anpassung war der DBTF auch als Schnellschalter für Gleichstrom geeignet.

Die weiteren Funktionen, wie der parallel geschaltete Erdungsschalter und die möglich Betätigung von Hand waren auch hier vorhanden. Daher konnten auch hier die Bauteile aus den Lagern genutzt werden.

Der sonst übliche Transformator gab es hier nicht, da diese bei Gleichstrom keine Funktion haben. Das führte nun aber dazu, dass der Platz für das schwere und recht klobige Bauteil nicht benötigt wurde.

So war hier viel Platz vorhanden und der wurde anders genutzt. Wir hingegen sind bereits bei der Regelung für die Fahrstufen, denn diese wurde mit der Fahrleitungsspannung von 1500 Volt Gleichstrom betrieben und das ergab umfangreiche Schaltungen.

Keinen Unterschied zu den anderen Baureihen gab es bei der Regelung. Die Drehzahl und das Drehmoment werden mit der Spannung verändert. Da bei Gleichstrom keine Anpassung mit einem Transformator erfolgen kann, muss-ten dazu Widerstände und spezielle Schaltungen verwendet werden. Die dafür benötigten Schaltelemente waren als Hüpfer aufgebaut worden. Für die Regelung der Zugkraft gab es davon 19 Stück.

Neben den zwölf Anfahrhüpfer gab es noch die drei Überschalthüpfer und die vier Shunthüpfer. Mit diesen konnten die Fahrmotoren geschaltet und die Widerstände zu oder abgeschaltet werden. Da es bei den vorhandenen Modellen der Schweizerischen Bundesbahnen SBB kein vergleichbares Modelle gab, müssen wir uns die Funktion anhand der Zuschaltung von Fahrstufen ansehen und dabei beginnen wir mit dem geringsten Wert.

Bei der ersten Fahrstufe wurden die vier Fahrmotoren in Reihe geschaltet und es waren sämtlich Anfahrwiderstände zuge-schaltet worden. Es war nun die geringste Spannung an jedem Fahrmotor vorhanden.

Diese wurde nun durch Ausschalten der einzelnen Widerstände so lange erhöht, bis die vier Fahrmotoren in Reihe an der Spannung der Fahrleitung lagen. An jedem Motor war nun ein Wert von 375 Volt vorhanden.

Um weitere Fahrstufen zuschalten zu können wurden die Fahr-motoren neu gruppiert. Innerhalb der Drehgestelle blieb die Schaltung der Fahrmotoren in Reihe. Jedoch wurden nun die beiden Seiten parallel geschaltet.

Zusätzlich wurden aber auch die Anfahrwiderstände zuge-schaltet. Weitere Stufen wurden wieder mit Ausschalten der Widerstände erzeugt. Waren die Fahrmotoren direkt ange-schlossen lag die Spannung bei 750 Volt.

Da wegen der Belastung die Anfahrwiderstände nur kurz belastet werden durften, haben wir erst zwei dauerhafte Fahrstufen erhalten. Um diese zu erhöhen, wurden zusätzlich noch drei Stufen mit der Feldschwächung erzeugt. Erst wenn auch diese durchgeschaltet waren, stand an den Fahrmotoren auch die volle Leistung zur Verfügung. Die Widerstände wurden auf dem Dach des Fahrzeuges nur durch den Fahrwind gekühlt.

Für die Wahl der Fahrrichtung und die Umschaltung für die elektrische Bremse waren zwei Wendeschalter vorhanden. Jeder davon war einem Drehgestell zugeordnet worden. Durch abheben der Kontakte konnte ein Drehstell auch abgetrennt werden. Wobei dann die Fahrstufe mit den vier in Reihe geschalteten Fahrmotoren nicht mehr möglich war. Es wurden damit auch Fahrstufen verloren, was bei Wechselstrom nicht der Fall war.

Damit kommen wir zu den vier Fahrmotoren. Es kamen normale Motoren für den Betrieb mit Gleichstrom zum Einbau. Diese Gleichstrommotoren unterschieden sich vom Aufbau her nicht gross von den Seriemotoren.

Die kennen wir von den Fahrzeugen mit Wechselstrom. Jedoch waren nun deutlich weniger Schaltungen im Motor vorhanden, was den Motor etwas einfacher machte und der auch etwas weniger Gewicht hatte.

Auch bei diesen Fahrmotoren wollen wir uns die Leistung und die Zugkräfte ansehen. Der Triebwagen konnte eine Anfahrzugkraft von 107.9 kN erzeugen. Damit waren hier deutlich höhere Werte vorhanden, als das bei den als Muster dienenden Modellen der Baureihe BFe 4/4 der Fall war.

Der Grund lag hier in der Tatsache, dass durch den Aufbau die gleich grossen Fahrmotoren verbaut werden konnten, jene für Gleichstrom dabei aber etwas mehr Leistung hat-ten.

Für die Bestimmung der Leistung wurde auch hier die Zugkraft genommen, die vom Fahrzeug während einer Stunde erbracht werden konnte.

Diese Leistungsgrenze lag bei einer Geschwindigkeit von 59.8 km/h und die nun verfügbare Zugkraft wurde mit 65.7 kN angegeben. Der gering erscheinende Wert war eine Folge davon dass mit diesem Triebwagen lediglich eine Höchstgeschwindigkeit von 100 km/h erreicht werden sollte.

Uns fehlt nur noch die Berechnung der während einer Stunde verfügbaren Leistung. Diese wurde hier mit 1089 kW angegeben. Nun lag der Triebwagen für Gleichstrom bei den Werten die auch von der Baureihe BFe 4/4 erbracht werden konnten. Wegen der tieferen Leistungsgrenze konnte mit dem hier vorgestellten Fahrzeug etwas mehr Zugkraft abgerufen werden. Jedoch mussten auch hier die Motoren bei der Last gekühlt werden.

Um den Aufbau zu vereinfachen, wurde für die Fahrmotoren eine Eigenventilation eingebaut. Bei dieser wurde von der Motorwelle ein Ventilator abgetrieben. Dieser bezog die Luft über die im Dach eingebauten Lüftungsgitter.

Dazu erzeugte der Lüfter im Kanal ein Unterdruck. So wurde die Kühlluft regelrecht in den Kanal gerissen. Nach der Beschleu-nigung wurde die kalte Luft durch den Motor ins Freie gedrückt und dabei erwärmt.

So einfach diese Ventilation war, sie konnte die volle Leistung erst erbringen, wenn schnell gefahren wurde, denn auch hier war diese von der Drehzahl abhängig.

Da diese zudem nicht funktionierte, wenn der Triebwagen stand, war von dem BFe 4/4 II kaum ein Geräusch zu vernehmen. Einzig die Umformergruppe und der Kompressor waren zu hören. Doch dazu kommen wir später, denn der Triebwagen hatte auch eine elektrische Bremse.

Da damals von den Triebfahrzeugen nicht in die Fahrleitung mit Gleichstrom eingespiesen werden konnte, musste eine Widerstandsbremse verbaut werden. Diese war mit relativ wenig Gewicht zu bekommen. Der Grund sind die auf dem Dach des Fahrzeuges montierten Anfahrwiderstände. Bei der elektrischen Bremse wurden diese einfach als Bremswiderstände benutzt. Es waren daher nur wenige zusätzliche Bauteile vorhanden.

Die nun fremderregten Fahrmotoren erzeugten einen elektrischen Strom, der in den Widerständen in Wärme umgewandelt wurde. Dadurch wurden die Motoren an der Drehung gehindert und der Zug verzögert. Speziell waren die Bremsstufen, denn manuell konnten davon sieben verwendet werden. Arbeitete die elektrische Bremse mit dem Automat, waren jedoch 14 Bremsstufen vorhanden. Es war also eine feinere Regelung möglich.

Anders gelöst wurde die Schaltung der Fahrmotoren bei der Widerstandsbremse. Es wurden nicht mehr alle vier Motoren in Reihe erregt. Vielmehr wurden diese nur in den Drehgestellen in Serie geschaltet. Die beiden Seiten waren jedoch parallel.

So konnte die elektrische Bremse auch bei Ausfall eines Fahrmotors immer noch mit der halben Leist-ung benutzt werden. Eine deutliche Verbesserung gegenüber den Modellen für Wechselstrom.

Damit kommen wir zu den Nebenbetrieben. Diese waren bei Triebwagen immer etwas umfangreicher ausgefallen. Direkt ab der Fahrleitung wurde für die Schaltung der Leitung der Heizhüpfer versorgt.

War dieser geschlossen, wurde die Spannung zu den auf dem Triebwagen verbauten Teilen und zu den An-schlüssen an den beiden Enden geführt. Dabei waren die Verbraucher auf dem Fahrzeug einfache Wider-stände in den Abteilen.

Die Heizung der Abteile für die Reisenden war mit unter den Sitzbänken eingebauten Widerständen ausgeführt worden. Diese Lösung entsprach den Leichtstahlwagen und sie wurde hier aus einen besonderen Grund gewählt. Mit Thermostaten konnte die Leistung so eingestellt werden, dass die Abteile mit einer angenehmen Temperatur versehen wurden. Grössere Veränderungen gegenüber den erwähnten Wagen gab es nicht.

Zusätzlich wurde die Leitung auch zu den beiden Stossbalken geführt. Dort endete sie unter dem rechten Puffer in einer Steckdose. Diese war nach den üblichen Normen aufgebaut worden und nur auf der Seite mit dem Personenübergang wurde auch das Heizkabel montiert. Das war zu erwarten, die hier ja auch die Wagen und der Steuerwagen angeschlossen wurden. So konnte als die Leitung durch den Zug geführt werden.

Jetzt kommen wir zur speziellen Situation. In der kalten Jahreszeit wurden die Abteile des Zuges vor-geheizt. Dabei erfolgte die Versorgung bei Pendel-zügen ab dem Fahrzeug. Dazu musste dieser Trieb-wagen jedoch in einem Gleis mit Gleichstrom stehen.

War das nicht möglich, konnte nun aber eine Vorheiz-anlage angeschlossen werden. Mit der Spannung von 1000 Volt Wechselstrom konnten die Widerstände mit geringerer Leistung erwärmt werden.

Neben den Nebenbetrieben gab es auf diesem Trieb-fahrzeug auch noch die den technischen Belangen dienenden Hilfsbetriebe. Auch diese wurden direkt ab der Fahrleitung mit Spannung versorgt. Der hier sonst übliche Depotumschalter gab es nicht mehr.

Jedoch war die Sicherung vorhanden, denn auch diese Bereiche mussten vor Kurzschlüssen geschützt wer-den. Die hier verbauten Elemente entsprachen nicht den üblichen Ausführungen.

Wenn wir uns die Verbraucher ansehen, denn haben wir den Kompressor zu Erzeugung von Druckluft be-reits kennen gelernt.

Neben diesem hatten wir auch viele kleinere Verbraucher angeschlossen. Dazu gehörten die Heizung im Führerstand und die dortige Anzeige der Fahrleitungsspannung. Die sonst üblichen Steckdosen gab es jedoch nicht mehr, denn diese hätten ja schlicht nicht zur Spannung von 1500 Volt Gleichstrom gepasst.

Ein grosser Verbraucher war nur noch die Umformergruppe. Bei dieser wurde mit einem von den Hilfsbetrieben versorgten Motor ein Generator angetrieben. Hier waren es sogar zwei Generatoren. Einer wurde für die Steuerung benötigt und der zweite war für die Erregung der elektrischen Bremse vorgesehen. Beide liefen also immer und erzeugten die für die Verbraucher benötigte Energie. Das war alles was man hörte, es sei denn der Kompressor lief.

 

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