Beleuchtung und Steuerung

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Sowohl die Beleuchtung, als auch die Steuerung sind bei einem Fahrzeug wichtige Bereiche. Die früher erforderlichen aufwendigen Schaltungen in diesem Bereich, wurden mit der neuen Technik komplett neu aufgebaut. Sämtliche Funktionen der Steuerung, aber auch von der Beleuchtung wurden von einem Computer übernommen und auch durch diesen kontrolliert.

Durch die Anwendung von Rechnern, war die Gestaltung der elektrischen Versorgung deutlich wichtiger geworden, als das früher der Fall war. Jedoch blieb hier ein Grundsatz, denn auch jetzt musste dieser Bereich mit einer von der Fahrleitung unabhängigen Quelle versorgt werden. Zudem sollte auch noch eine Speicherung der Energie erfolgen, damit auch längere Zeit ohne Fahrleitungsspannung gearbeitet werden konnte.

Der Umfang dieser Anforderungen erhöhte sich bei einem Neigezug zusätzlich, so dass es sehr wichtig wurde, die Steuerung mit optimalen Schnittstellen und einer guten Versorgung zu versehen.

Schliesslich hatte hier die Steuerung nicht nur den Fahrbetrieb zu garantieren, sondern sie musste auch die Kastenneigung der einzelnen Wagen unab-hängig regeln.

Bei all der Technik, war die Dienstbeleuchtung des Triebzuges nicht gross verändert worden. Wie bei der Lokomotive Re 460 wurden in diesem Bereich neuartige Halogenlampen verwendet.

Diese wurden in der Front so angeordnet, dass da-raus ein A entstand. Unten konnten zudem noch Scheinwerfer aufgeblendet werden, so dass eine moderne Beleuchtung entstand.

Bei jeder Lampe war auch eine mit rotem Glas vor-handen. Somit konnte der Triebzug sämtliche erfor-derlichen Bilder zeigen. In der Regel war das vorne dreimal weiss und hinten zweimal rot.

Andere Bilder konnten vom Lokomotivpersonal ma-nuell eingestellt werden. Dabei wurde das Warnsig-nal sogar automatisch an beiden Enden des Zuges signalisiert. Eine Neuerung, die der Sicherheit dienen sollte.

Sowohl die Beleuchtung, als auch die Steuerung waren an einem eigens dazu vorgesehenen Bordnetz angeschlossen worden. Aktiviert wurden beide Bereiche mit dem öffnen der Hauptluftbehälterhähne. Damit war der Zug in einer Grundfunktion und die Versorgung der Rechner musste nun sichergestellt sein, denn sonst würde hier nichts mehr funktionieren.

Daher war auch hier das Bordnetz der Steuerung mit Batterien gestützt worden. Diese Blei-batterien, die den üblichen SBB-Batterien entsprachen, wurden in jedem Wagen montiert und dort von einem eigenen Ladegerät geladen.

Dieses Batterieladegerät übernahm zudem die Versorgung der Steuerung bei eingeschal-tetem Triebzug. Ein Punkt, der schon immer so gelöst worden war.

Eingebaut wurden die schweren Batterien in einem am unteren Rand des Kastens vorhan-denen Kasten. Dieser Batteriekasten, war so ausgelegt worden, dass die schweren Ele-mente mit der Hilfe von eingebauten Gleitbahnen und Hebewerkzeugen ausgewechselt werden konnten. Gerade hier war die Kompatibilität mit den vorhandenen Einrichtungen besonders wichtig.

Da die Batterien und somit das Bordnetz der Steuerung einer Hälfte über eine Leitung mit-einander verbunden waren, war das Bordnetz mit nicht weniger als drei Ladegeräten ge-stützt worden.

Wobei die hintere Hälfte jetzt noch auf den Wagen vier zurückgreifen konnte und es so in diesem Teil des Bordnetzes ein zusätzliches Batterieladegerät gab. Ein Totalausfall, war daher nahezu unmöglich.

Der Ausfall einer oder zwei Batterien hätte zu keinen grossen Einschränkungen geführt, denn die verbliebenen Batterien hätten die fehlenden Elemente puffern können. Trotzdem war es von der Handhabung her einfacher, wenn man die schweren Batterien nach den Normen der Bahnen gestaltete. So waren Ersatzteile nahezu an jedem Bahnhof vorhanden, wo schnell ein Wechsel durchgeführt werden konnte.

Die Leittechnik des Zuges übernahm sämtliche Aufgaben der Kontrollen, die Aufträge und die Anzeigen. Dabei drückte sich bei diesem Fahrzeug die Leittechnik mit dunkel, blinkend und leuchtend aus.

Eine Sprachausgabe, war wegen den unterschiedlichen Sprachen in der Schweiz nicht sinn-voll. Zudem waren diese Systeme noch nicht weit verbreitet und daher auch nicht aus-reichend erprobt.

Leuchtete eine Taste oder Lampe, war sie eingeschaltet worden, oder die Steuerung ver-langte nach Aufmerksamkeit. Eine dunkle Lampe zeigte keine Aktivierung, oder befand sich im Normalzustand.

Blinkte die Taste, war der Zustand unbekannt. Im Letzten Fall musste das Lokomotivperso-nal eine Handlung vornehmen um einen klaren Zustand zu erreichen.

Der Triebzug wurde mit der Leittechnik Mitrac ausgerüstet, die in den Jahren immer weiterentwickelt wurde und die sehr Leistungsfähig war.

Viele Merkmale, die hier verwendet wurden, stammten von der Lokomotive Re 460. Dort wurde die Steuerung auch auf ähnliche Weise bedient, es waren hier jedoch wegen der Neigetechnik zusätzliche Funktionen vorhanden.

Die Steuerung arbeitete mit zwei autonomen Fahrzeugdatenbussen MVB (Multi-Vehicle-Bus), an welchen alle Rechner eines Halbzuges angeschlossen wurden. Sie haben richtig gelesen, auch hier war nur der halbe Zug vorhanden. Jedoch bedeutend war die Zweiteilung der Datenleitungen für die Traktions- und die Wagensteuerung innerhalb jeder Hälfte.

Gegenseitig benötigte Daten wurden über eine MVB-Brücke zwischen den beiden Leitungen übermittelt. Der MVB-Bus arbeite dabei bei kur-zen Distanzen mit Kabeln und elektrischen Signalen.

Diese waren bekannt, erprobt und bei der Anschaffung billig. Jedoch galten diese Kabel nicht als besonders Leistungsfähig und auf längeren Abschnitten gab es grosse Verluste.

Bei längeren Leitungen wurden deshalb Lichtwellenleiter und Licht ver-wendet. Der Vorteil lag bei den sehr geringen Verlusten, die bei Lichtwellenleitern entstehen und deren Unempfindlichkeit gegen elek-trische Störfelder.

Die Geschwindigkeit der einzelnen Signale war dabei nur unwesentlich schneller. Jedoch waren die Kosten hier deutlich höher.

Fremdgeräte wurden an diesen Fahrzeugdatenbus über spezielle Prints angeschlossen. Der Lokführer bediente daher nicht einmal eine Zugsicherung direkt.

Auch hier wurden die Signale dem Datenbus übermittelt und der gab die Signale und Quittungen weiter. Daher war wirklich alles an dieser Leit-technik angeschlossen worden, wobei wir aber immer noch einen hal-ben Zug haben.

Die Datenübertragung zwischen den beiden Halbzügen übernahm der WTB-Bus (Wired-Train-Bus). Über diesen Bus erfolgte die Traktionssteuerung beider Halbzüge vom besetzten Führerstand aus. Diese Lösung hatte den Vorteil, dass bei Ausfall der Leittechnik in einem Halbzug, die restliche Hälfte noch benutzt werden konnte. Der Zug konnte sich so auch jetzt in einen Bahnhof retten.

Bedienungshinweise, Zustands- und Störungsanzeigen wurden dem Personal über Farbbildschirme ausgegeben. Der Informationsgehalt dieser Bildschirme war auf die Bedürfnisse des Benutzers zugeschnitten worden.

Zug- und Lokomotivpersonal erhielten so nicht immer die gleichen Meldungen, sondern nur für sie speziell zugeschnittenen Informationen.

Dieses Diagnosesystem war daher sehr umfangreich ausgeführt worden. Eine Störung am WC wurde zum Beispiel dem Zugführer ausgegeben. So konnte er die ersten Handlungen und Kontrollen ausführen.

Der Lokführer konnte während dieser Zeit eine Störung an einem Strom-richter erhalten und diese behandeln. Weder der Zugführer, noch der Lok-führer wurden mit den Störungen des anderen belästigt.

In der Werkstatt konnten jedoch alle Störungen mit einem Notebook über die vorhandenen Schnittstellen ausgelesen werden. Dort befanden sich schliesslich auch die detaillierten Informationen zum Zustand, als die Störung eintrat und zum betroffenen Bauteil.

Die Werkstatt sah welcher Thyristor von der Störung betroffen war. Das Loko-motivpersonal erkannte nur den Stromrichter.

Einen eigenen Bereich stellte der Neigerechner dar. Er wurde für die Kastenneigung benötigt und regelte die Neigungen der einzelnen Kasten. Dabei sendete er die Signale über die vorher erwähnten Bussysteme weiter. Doch sehen wir uns diesen Rechner genauer an, denn es war das Geheimnis der Neigezüge und der darin verbauten Neigetechnik.

Der Verlauf der Strecke wurde über das jeweils am vordersten Fahrwerk des Zuges montierte Sensorpaket detektiert und direkt an den Neigerechner des Zuges im besetzten Führerstand gelei-tet.

Dieser befand sich bekanntlich an der Spitze und kannte so die Reihenfolge. Der Rechner hatte so seine Aufgabe bekommen und berechnete nun die erforderliche Kastenneigung.

Dieser Rechner errechnete anhand der aktuellen Fahrgeschwin-digkeit und den Kräften im Gleis den Sollneigewinkel des ge-samten Zuges und meldete diese Werte an die einzelnen Wagen.

Somit fühlte der Zug die Kurve und löste anhand dieser Info, die Handlung für den ganzen Zug aus. Die restlichen Wagen neigten sich anhand ihrer Position im Zug.

Umfangreiche Datenbanken mit Strecken, mussten daher nicht hinterlegt werden. Die Neigetechnik war daher auch aktiv, wenn der Neigezug eine ablenkende Weiche befuhr.

Daher konnte beobachtet werden, wie sich die Kasten beim Befahren eines Spurwechsels leicht neigten. Damit konnte auch hier der Fahrkomfort für die Reisenden erhöht werden.

Auf Strecken, die nicht für Neigezüge hergerichtet wurden, ar-beite die Neigetechnik des Triebzuges normal weiter. Da nun hier jedoch der Überschuss bei der Fliehkraft nicht überbrückt werden musste, neigte sich der Kasten nur leicht

Eventuell bewegten sich die Neigeantriebe auch gar nicht. Der Reisende bemerkte das durch eine angenehme Fahrt, weil die einzelnen Kurven und Bögen wegen der geringen Querbeschleunigung nicht bemerkt wurde.

Die Technik war damit auch in der Lage S-Kurven zu befahren, dabei hatten die Wagenrechner während dem Befahren unterschiedliche Informationen, was dazu führte, dass sich die einzelnen Wagen unterschiedlich neigen konnten. Ein Punkt, der bei sich schnell folgenden Kurven sehr wichtig war und der andere Neigezüge stark gefordert hatte. Hier ging es mit den Rechnern sehr einfach.

Meldete eine Störung den Ausfall eines Neigerechners, oder dieser eine fehlerhafte Information, wurde der Lokführer unverzüglich über den Ausfall der Neigetechnik informiert. Damit erfuhr der Lokführer unverzüglich, dass er die Kurve grundsätzlich zu schnell befuhr und den Zug abbremsen musste. Er konnte danach versuchen, diese Störung mit dem Diagnosesystem zu beheben.

Notfalls konnte die Fahrt auch mit funktionslosem Neigesystem fortgesetzt werden. Der Zug verkehrte dann jedoch nach der Zugreihe R. Wobei jetzt nicht mehr die vollen Bremskräfte abgerufen werden konnten und berechnet werden durften. Es war daher eine deutliche Reduktion bei der Geschwindigkeit zu erwarten. In gewissen Bereichen des Netzes musste sogar auf die Zugreihe A verzögert werden.

Damit die Neigezüge der Kapazität angepasst wer-den konnten, wurden sie mit einer Vielfach-steuerung ausgerüstet. Diese Vielfachsteuerung be-wirkte, dass auch ein Zugbus vorhanden war.

Dieser übertrug die Informationen von zwei Zügen über die Kupplung. Dabei wurden alle Störungen auf beiden Zügen angezeigt. Das Personal hatte jedoch nun die Anzeige, dass die Störung auf dem Fahr-zeug zwei aufgetreten war.

Um die Vielfachsteuerung einrichten zu können, musste ein Zug mit deaktiviertem Führerstand abge-stellt werden. Dabei spielte es keine Rolle, ob er ausgeschaltet war, oder ob die Parkstellung einge-schaltet wurde.

Dabei lassen wir nun die Aufgaben, die wegen den Klappen und wegen der automatischen Kupplung vorgenommen werden mussten, weg. Es geht hier nur um die Lösungen der Leittechnik.

Mit dem zweiten Zug, wurde nun mit langsamer Fahrt an den ersten Zug angefahren. Die Kupp-lungen wurden mechanisch verriegelt und auch die pneumatischen Systeme wurden verbunden.

In einem zweiten Schritt wurden die elektrischen Leitungen gekuppelt. Die dazu in der Kupplung erforderlichen Schritte wurden durch diese selber geregelt, so dass keine Beeinflussung vom Fahrzeug erfolgen musste.

Im eingeschalteten Zug wurde nun eine Fahrsperre eingerichtet, weil der mittlere Führerstand eingerichtet war. Aus diesen war eine Bedienung jedoch unmöglich, so dass man eine Fahrsperre vorsah. Damit war die Vielfachsteuerung der beiden Züge bereits eingerichtet. Man konnte nun auch den zweiten Zug in die Parkstellung verbringen.

Die Leittechnik überprüfte nun den Zustand der beiden Züge. Waren diese nicht gleich, wurde jener Zug, der im tieferen Level arbeitete, auf den höheren Zustand des zweiten Zuges angehoben. So konnte es passieren, dass ein zweiter Zug den Stromabnehmer automatisch hob, ohne dass das Personal eine Handlung ausführen musste.

Soweit hätten wir nun die wichtigsten Funktionen der Steuerung und der Leittechnik kennen gelernt. Damit wäre es dem Zug problemlos möglich zu fahren. Jedoch fehlen noch Einrichtungen, die eingebaut werden mussten, die jedoch nur indirekt mit dem Fahrzeugdatenbus verbunden wurden. Es waren Baugruppen, die zum Teil mit den erwähnten Prints angeschlossen wurden.

Ein seit vielen Jahren wichtiger Punkt, war die Kontrolle der Einsatzfähigkeit des Lokführers. Diese Einrichtungen stellen sicher, dass der Zug auch angehalten wird, wenn der Lokführer nicht mehr reaktionsfähig ist. Diese Sicherheitseinrichtungen mussten daher auch hier vorgesehen werden und es kam die in der Schweiz übliche Lösung mit Sicherheitssteuerung zur Anwendung.

Die eingerichtete Sicherheitssteuerung arbeitete, wie jene der Lokomotive Re 460, im tieferen Geschwindigkeitsbereich mit Hilfe einer Wegmessung. Bei höheren Geschwindigkeiten wech-selte sie dann für den Lokführer unbemerkt auf eine zeit-bestimmte Messung.

Es wurde so berücksichtigt, dass mit reiner Wegmessung die Reaktionszeit bei Geschwindigkeiten über 160 km/h zu kurz ge-worden wäre.

Auch die Bedienung mit dem Pedal und den beidem Funktionen «Schnellgang» und «Langsamgang» wurde nicht verändert. Die Distanzen entsprachen den üblichen Werten.

Auch sonst, gab es eigentlich für das auf der Lokomotive Re 460 geschulte Personal bei der Bedienung der Einrichtung keinen Unterschied. Das galt auch für den Knopf, der das Pedal ersetzen konnte.

Bediente der Lokführer die Einrichtung nicht korrekt, wurde zu-erst eine akustische Warnung ausgegeben. Blieb die erwartete Reaktion jedoch aus, wurde durch die Leittechnik eine Fahr-sperre erzeugt und die Hauptleitung entleert.

Der Neigezug wurde somit mit einer Zwangsbremsung verzögert und kam letztlich zum Stehen. Auch hier war eine Rückstellung jederzeit möglich.

Dank der Fahrsperre konnte der Hauptschalter eingeschaltet belassen werden. Dieser Punkt erlaubte, dass die Zwangsbremsung zu einem grossen Teil mit der elektrischen Bremse umgesetzt wurde. Der im Triebzug verbaute Bremsrechner besorgte dabei die Regelung zusammen mit der pneumatischen Bremse auf den nicht angetriebenen Fahrzeugen.

Die Zugsicherungseinrichtungen waren auf die Anforderungen der Schweizerischen Bundes-bahnen SBB ausgelegt worden und umfassten die für die Strecken der Staatsbahnen notwendigen Systeme ZUB 121 und Integra-Signum.

Beide erwähnten Einrichtungen waren mittlerweile zum Standard geworden und gehörten in der Schweiz auf normalspurigen Bahnen zum Standard.

Die Funktionen der Einrichtungen waren dem Lokomotivpersonal bekannt, so dass hier keine Schulung erfolgen musste. So wusste dieses auch, wie eine von den Systemen erzeugte Fahrsperre und Zwangsbremsung wieder gelöst werden konnte.

Wobei jetzt die Diagnose des Triebzuges hilfreich war, denn diese meldete parallel dazu, welches System die Fahrsperre verursachte.

Die vorher erwähnten Zugsicherungen funktionierten nur mit entlang der Strecke aufgestellten Signalen. Diese Anlagen waren jedoch nicht, oder nur bedingt, für Geschwindigkeiten über 160 km/h geeignet. Da der Triebzug jedoch planmässig mit bis zu 200 km/h verkehren sollte, wurde dem Neigezug eine weitere Einrichtung eingebaut, die für solche Geschwindigkeiten ausgelegt wurde.

Es handelte sich dabei um eine neue Technologie, die auf den Regeln von ERTMS aufbaute. Dieses korrekt als ETCS bezeichnete Zugsicherungssystem wurde auf der Neubaustrecke vorgesehen und musste daher auch beim Triebzug eingebaut werden. Dabei gab es jedoch wegen der sehr neuen Technologie einen kleinen Unterschied zwischen den Triebzügen.

Bei der Ablieferung der ersten 24 Züge war dieses System jedoch noch nicht bereit, so dass diese Neigezüge noch nicht damit ausgerüstet waren. Das war kein Fehler der Triebzüge, denn die Geräte waren noch nicht bereit und so konnten die Züge bereits verkehren. Sie wurden nach der Auslieferung der Teile mit den mittlerweile erhältlichen Geräten nachgerüstet.

Die für Geschwindigkeiten über 160 km/h geeignete Lösung mit dem Level 2 von ETCS signalisierte die für die Fahrt benötigten Daten direkt in den Führerstand. Damit wurden entlang der Strecke keine Lichtsignale mehr benötigt.

Für die korrekte Bestimmung der Position wurden im Gleis in regel-mässigen Abständen Balisen benötigt. Die entsprechenden Empfänger montierte man natürlich auch am Triebzug.

Um die Fahrinformationen auf das Fahrzeug zu übertragen, wurden Funksignale benötigt. Daher wurde der Triebzug damit ausgerüstet und auch die Lösung für den mittlerweile landesweit eingeführten Sprach-funk baute man ein.

Dabei wurden jedoch unterschiedliche Technologien benötigt, so dass wir den Funk etwas genauer ansehen müssen.

Beim Funk wurde der analoge Zugfunk 88 und der VZFK-90 eingebaut. Diese Funksysteme waren zur Zeit der Auslieferung auf den Strecken der Schweizerischen Bundesbahnen SBB für den Sprachfunk verwendet wor-den.

Sie wurden auch bei den neuen Neigezügen eingebaut. Wobei auch hier nicht alle Züge gleich ausgerüstet waren. Nur die erste Serie hatte beide Systeme.

Mit der zweiten Serie stand die Technik für ETCS Level 2 bereit. Daher wurde dort ein Funkgerät eingebaut, das auch den benötigten Datenfunk erzeugen konnte. Dazu wurde die Lösung nach GSM-R benötigt, welche auch für den Sprachfunk benutzt werden konnte. Jedoch war das Streckennetz noch nicht damit ausgerüstet worden, was dazu führte, dass in diesem Gerät auch der analoge Funk ermöglicht werden musste.

Daher konnte der Sprachfunk hier auf den VZFK-90 umgestellt werden. Jedoch war es nicht möglich auch die komplexen Lösungen für den ZFK 88 zu modulieren. Aus diesem Grund wurde auf diese nur im Raum Zürich umgesetzte Technik verzichtet. Daher hatten diese Triebzüge nicht mehr alle analogen Funksysteme zur Verfügung, was aber wegen der anstehenden Umstellung kein Problem war.

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