Druckluft und Bremsen

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Sie werden es vermutlich bereits ahnen, denn auch im Bereich der Bremsen und der Ausrüstung mit Druckluft gab es zur Diesellokomotive der Baureihe Em 3/3 keine sehr grossen Unterschiede. Es kann grundsätzlich gesagt werden, dass es kaum grosse Unterschiede in diesen Bereichen zwischen den jeweiligen Fahrzeugen gab. Es ging auch hier darum, die Anzahl der Ersatzteile möglichst gering zu halten und so einheitliche Lösungen zu schaffen.

Erzeugt wurde die Druckluft in einem Kompressor. Dieser wurde im hinteren Vorbau montiert und er entsprach mit Ausnahme des Antriebes den Modellen, wie sie bei den an-deren Rangierlokomotiven verwendet wurden.

Daher kam auch bei der Baureihe Ee 3/3 IV ein mehrstufig arbeitender Kolbenkompressor zum Einbau. Von der Lei-stung her, wurde dieser Kompressor jedoch auf die spe-ziellen Bedürfnisse des Rangierdienstes ausgelegt.

Der Kompressor arbeitete meistens mit einer vom Druck abhängigen Regelung. Dabei überwachte ein Druck-schwankungsschalter den Druck in den Vorratsbehältern. Lag dieser bei einem Wert von unter acht bar, wurde die Druckluft vom Kompressor ergänzt.

War der übliche Druck erreicht, schaltete sich der Schalter wieder aus und der Kompressor stellte seine Arbeit ein. Ein Vorgang, der solange wiederholt wurde, bis durch die Steuerung darauf zugegriffen wurde.

Durch die mechanische Belastung im Kompressor wurde die Luft erwärmt. Gelangte sie anschliessend in die Leit-ung, fiel der Druck in sich zusammen.

Das war besonders stark ausgeprägt, wenn die Leitungen überhaupt keinen Druck besassen. Durch diesen Druck-abfall schied die Luft Feuchtigkeit in Form von Wasser aus. Durch die Vermischung mit den Schmiermitteln vom Kompressor, sprach man hier von einer Emulsion.

Da dieses Wassergemisch in den Leitungen nicht erwünscht war, musste es aus dem System entfernt werden. Gerade im Winter konnte Wasser gefrieren, was den Ventilen und den Leitungen nicht gut bekommen wäre. Daher wurde nach dem Kompressor ein Wasserabscheider eingebaut. Dieser sammelte die Emulsion, welche wiederum in einer Werkstatt über einen Ablasshahn abgelassen und fachgerecht entsorgt werden konnte.

Beim Kompressor war keine Beschränkung des Druckes vorhanden. Dieser arbeitete einfach, bis die Kraft des Motors nicht mehr ausreichte um die Luft zu verdichten. Die dabei möglichen Werte, waren jedoch für die Leitungen viel zu hoch. Daher musste der Druck begrenzt werden. Diese Aufgabe übernahm das Überdruckventil, welches die Leitung bei einem Druck von über zwölf bar öffnete und so die Druckluft ins Freie entliess.

Die vom Kompressor geschöpfte und anschliessend entwässerte Luft wurde in die im Rahmen montierten Luftbe-hälter geleitet. Wegen dem verfügba-ren Platz wurde das Volumen in den Hauptluftbehältern auf mehrere einzel-ne Baugruppen aufgeteilt.

Man erreichte so, dass bei normalen Betrieb der Kompressor nicht dauernd arbeiten musste. So lange dieses Volu-men jedoch nicht aufgefüllt war, blieb das vorher erwähnte Überdruckventil geschlossen.

Es handelte sich bei den Hauptluftbe-hältern auch um das Volumen der Druckluft, welches gespeichert wer-den konnte.

Wichtig war das hier, weil die Loko-motive ohne diesen Vorrat nicht ein-geschaltet werden konnte. Damit der Vorrat im abgestellten Zustand nicht durch die Leitungen entweichen konnte, wurden die Behälter mit Absperrhähnen versehen. Diese Hauptluftbehälterhähne verhinderten so recht gut einen ungewollten Verlust.

An den Hauptluftbehältern wurden schliesslich die Verbraucher angeschlossen. Dazu stand die direkt angeschlossene Speiseleitung zu Verfügung. Da es hier keine weiteren Begrenzungen gab, arbeitete diese Leitung mit einem variablen Druck von bis zu zehn bar. Hier wurden nicht so empfindliche Verbraucher, wie die Bremsen, die Scheibenwischer und die auf dem Dach des Führerhauses montierte Lokpfeife angeschlossen.

Da die Speiseleitung mittlerweile bei den modernem Rollmaterial für die Versorgung von gewissen Funktionen genutzt wurde, musste, wollte man diese Funktionen auch mit der Rangierlokomotive nutzen, die Leitung zu den beiden Stossbalken geführt werden. Dort konnten dann die Verbraucher mit einem Luftschlauch mit weissen Kupplungen und ebenso weissen Absperrhähnen verbunden werden.

Jedoch wurde an der Speiseleitung auch die nur auf die Lokomotive beschränkte Apparateleitung angeschlossen. Diese hatten einen festen Druck von sechs bar und diente den elektrischen Funktionen.

Wobei hier davon nur die auf einen bestimmten Druck angewiesenen Baugruppen angeschlossen wurden. Die restlichen Geräte, wie der Hauptschalter und der Stromabnehmer, wurden jedoch direkt an der variablen Speiseleitung angeschlossen.

Gerade den Stromabnehmer müssen wir uns kurz ansehen, denn dieser benötigte Druckluft um gehoben zu werden. Das ging jedoch nicht, wenn diese fehlte. Jedoch konnte ohne gehobenen Stromabnehmer keine Druckluft erzeugt werden.

Damit der Bügel trotzdem gehoben werden konnte, war auf der Lokomotive im Führerstand eine Handluftpumpe vorhanden. Diese arbeitete jedoch auch auf den Hauptschalter, so dass es eine an-strengende Arbeit war.

Damit kommen wir zu den Druckluftbremsen und damit zu den wichtigsten Verbrauchern der Druck-luft. Diese wurden direkt an der Speiseleitung angeschlossen und bestanden aus zwei unabhängig arbeitenden Systemen.

Dabei gab es jedoch beim Aufbau dieser Bremse mit zwei Kreise eigentlich keine grossen Unterschiede zur Lokomotive der Baureihe Em 3/3. Warum das so wichtig war, erkennen wir bei der direkten Bremse.

Die direkte Bremse der Lokomotive wurde als Rangierbremse bezeichnet. Gesteuert wurde diese Bremse durch ein Bremsventil der Bauart Charmilles. Dieses konnte nicht direkt beeinflusst werden und es steuerte die pneumatische Bremse der Lokomotive in Abhängigkeit mit der elektrischen Bremse. Erst wenn diese nicht ausreichte, wurde die direkte Bremse aktiviert und so eine Bremsung mit den mechanischen Bremsen ausgeführt.

Die gesteuerte Rangierbremse mit Unterstützung der elektrischen Bremse war bei elektrischen Rangierlokomotiven bisher nicht vorhanden. Jedoch wurde dieses System bei den Diesellokomotiven der Baureihen Bm 4/4 und Em 3/3 schon erfolgreich verwendet. Dort erkannte man, dass damit der Verschleiss bei den mechanischen Bremsen deutlich verringert werden konnte. Da die Ee 3/3 IV sonst schon sehr nahe verwandt war, setzte man diese Lösung auch hier ein.

Wir können somit bereits zum zweiten Bremssystem wechseln. Dieses war zudem als Sicherheitsbremse ausgelegt worden. Wie bei den anderen Fahr-zeugen verwendete man auch hier die automatische Bremse dafür.

Diese arbeitete mit einer Leitung, die auf einem Betriebsdruck von fünf bar gehalten wurde.

Erst, wenn dieser Druck unterschritten wurde, begann die Bremswirkung ein-zusetzen. Daher sprach man hier auch von einer indirekten Bremse.

Man bezeichnete die mit fünf bar ge-füllte Leitung auch als Hauptleitung. Diese wurde zu beiden Stossbalken geführt und stand dort auch ange-hängten Fahrzeugen zur Verfügung.

Damit diese nicht mit der Speiseleitung verwechselt werden konnte, waren hier die Kupplungen und die Absperrhähne mit roter Farbe gekennzeichnet worden. Zudem passten die verwendeten Kupplungen auch nicht zusammen, so dass keine Fehler möglich waren.

Da nun die automatische Bremse erst auf einen Abfall des Druckes reagierte, jedoch der Bremszylinder für die Kraft Druckluft benötigte, wurde ein Steuerventil eingebaut. Dieses Ventil war von der Bauart Lst 1 und es wurde schon bei vielen Lokomotiven eingebaut. Es handelte sich zudem um ein mehrlösiges Bremsventil, das zudem für den Einbau einer Hochleistungsbremse ausgelegt wurde und so auch die R-Bremse ermöglichte.

Hier kommen wir nun aber zu einer sehr speziellen Situation. Theoretisch hätte die Lokomotive die Kräfte einer R-Bremse erzeugen können, da diese jedoch von der Geschwindigkeit abhängig zugeschaltet wurde, stand sie nicht zur Verfügung, weil die entsprechenden Kontakte schlicht nicht angeschlossen wurden. Ähnliches galt auch für die beim Steuerventil mögliche G-Bremse, denn diese konnte auf der Maschine nicht eingestellt werden.

Nun eigentlich hätte sich die R-Bremse das Lst 1 gar nicht aktivieren können. Die Werte für die Bremse wurden bei Lokomotiven so festgelegt, dass diese bei 60 km/h eingeschaltet wurden. Da dies der Höchst-geschwindigkeit der hier vorgestellten Maschine entsprach, hätte sich die R-Bremse auch bei aktiven An-schluss gar nicht aktivieren können. Da diese Umstellung jedoch vom V-Messer beeinflusst wurde, hätten andere Werte gelten können.

Somit arbeitete das Steuerventil lediglich mit der P-Bremse. Man nutzte somit nicht alle Funktionen des Ventils, konnte aber so die gleichen Bauteile, wie bei anderen Baureihen verwenden. Da nun vom Brems-ventil der Bauart Lst 1 bestimmte Drücke vorgegeben waren, kann der maximale Druck im Bremszylinder leicht festgelegt werden. Dieser Wert betrug auch hier 3.9 bar und entsprach so der Höhe der üblichen Personenzugsbremse.

Bleibt eigentlich nur noch zu erwähnen, dass bei dieser Lokomotive auch eine Schleuderbremse vor-handen war. Diese wurde im Betrieb vielfach benötigt und sie erlaubte geringe Bremskräfte bei den mechanischen Bremsen. Dazu wurde im Bremszylinder ein Druck von 0.8 bar erzeugt. Angewendet wurde diese Bremse bei durchdrehenden Rädern, jedoch auch bei gewissen Aufgaben im Rangierdienst, die wir später noch kennen lernen werden.

Um die von den pneumatischen Bremsen erzeugten Drücke in eine mechanische Kraft umzuwandeln, wur-den Bremszylinder benötigt. Davon wurden bei dieser Lokomotive zwei Stück eingebaut. Dabei wurde der Kolben bei beiden Zylindern mit Hilfe der Druckluft ausgestossen. Wurde die Druckluft jedoch wieder entlassen, wurde mit Hilfe einer eingebauten Feder dafür gesorgt, dass sich der Kolben wieder in die ur-sprüngliche Position begab.

Die Lösung mit zwei Bremszylindern erlaubte eine geteilte Bremse, was bei einem Defekt an einem Teil nicht zum Ausfall der vollen Bremskraft führen konnte. Dabei wurde an jedem Bremszylinder ein Bremsgestänge angeschlossen. Jedes wirkte dabei auf eine der äussern Achsen und auf die Hälfte der mittleren Triebachse. Somit war die mittlere Achse als einzige von beiden Bremszylindern beeinflusst. Eine Lösung, die auch bei der Baureihe Ae 6/6 angewendet wurde.

Das Bremsgestänge konnte mit einem automatischen Bremsgestängesteller der Marke Stopex automatisch dem Verschleiss der Bremsklötze angepasst werden. Diese wiederum wurden nicht direkt am Gestänge angeschlossen, sondern sie wurden in speziellen Sohlenhaltern eingebaut. Diese Lösung ermöglichte leichtere Elemente und vereinfachte so den Wechsel der Bremssohlen. Zudem konnte so die Wirkung etwas verbessert werden. 

In jedem Sohlenhalter wurden zwei Bremsklötze eingebaut. Es kamen auch hier Bremssohlen aus Grauguss zur Anwendung. Somit konnten diese aus den vorhandenen Beständen der Baureihe Em 3/3 ergänzt werden.

Für jede Achse bedeutete das jedoch, dass acht solcher Bremssohlen vorhanden waren. Die Lokomotive selber hatte somit insgesamt 24 Bremsklötze erhalten, was eine gute Abbrems-ung der Maschine erlauben sollte.

Wurde eine Bremsung eingeleitet, sorgte die Druckluft dafür, dass der Kolben im Brems-zylinder ausgestossen wurde. Damit bewegte sich das Bremsgestänge und presste nun die Bremssohlen mit Kraft gegen die Lauffläche des Rades.

Dort wurde die Reibung erhöht und das Rad wirksam an der freien Drehung gehindert. Die Lokomotive verzögerte damit dank dieser Wirkung der klassischen Klotzbremse und konnte so auch angehalten werden.

Mit dem bisherigen Aufbau der Bremse kann nun gerechnet werden. Damit dies ohne grosse Probleme möglich war, wurde die Bremskraft nicht in Kilonewton angegeben. Diese Kraft wurde für die Bremsrechnung in den Unterlagen in ein sogenanntes Bremsgewicht umgewandelt.

Bei der Maschine wurde daher für die Bremsen ein Gewicht von 41 Tonnen erreicht. Bei einem Gewicht der Lokomotive von 48 Tonnen wurde damit ein Bremsverhältnis von 85% erreicht.

Zur Sicherung der abgestellten Lokomotive war eine von der Druckluft unabhängige Hand-bremse als Feststellbremse vorhanden. Die im Führerstand montierte Kurbel wirkte dabei über einen Kettenzug direkt auf das Bremsgestänge des zweiten Bremszylinders.

Somit war diese Handbremse zur Hälfte auf die mittlere und vollständig auf die dritte Trieb-achse wirksam. Eine Lösung, die schon bei der Reihe Em 3/3 angewendet wurde.

Da bei der Rangierlokomotive nur eine Handbremse vorhanden war, wurde auch nur von die-ser ein Bremsgewicht erzeugt. Dieses wurde in den Unterlagen mit einem Wert von zehn Tonnen angegeben. Mit den hier vorhandenen 20% war es nicht möglich, die Lokomotive auch auf steileren Strecken sicher abzustellen. Da jedoch Rangierlokomotiven selten auf sehr steilen Strecken verkehrten, war das keine grosse Einschränkung.

Jedoch gab es bei dieser Rangierlokomotive eine ganz spezielle Situation. Dank der elektrischen Bremse und dem zweigeteilten Bremsgestänge, war diese Maschine als einzige elektrische Rangierlokomotive in der Lage auch starke Gefälle in alleiniger Fahrt zu befahren. Das war eine direkte Folge der nahen Verwandtschaft mit den Lokomotiven der Baureihe Em 3/3, die im mechanischen Bereich nicht verleugnet werden kann.

Bevor wir jedoch zum nächsten Kapitel kommen, stellen wir die bisher aufgebaute Lokomotive auf die Waage. So wurde für den mechanischen Teil ein Gewicht von 31 Tonnen angegeben. Das entsprach jedoch nicht dem Wert der Baureihe Em 3/3, da bei der hier vorgestellten Lokomotive bekanntlich auf den thermischen Teil einer Diesellokomotive verzichtet wurde. Elektrisch war die Ee 3/3 IV jedoch eine grosse Sensation und nicht ein Teil der Reihe Em 3/3.

 

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