Wurden bisher lediglich Verbesserungen bei den bisherigen Lösungen umgesetzt, war das beim elektrischen Teil des Triebzuges nicht möglich. Diese Ausrüstung war ausgesprochen kompliziert geworden und musste neu entwickelt werden. Nur schon der Umstand, dass nicht weniger als vier Stromsysteme berücksichtigt werden mussten, ergaben grosse Probleme bei der Entwicklung. Diese Schwierigkeiten begannen bereits auf dem Dach.

Auch der Triebzug der Baureihe RAe TEE II bezog seine Energie aus der Fahrleitung. Dazu benutzte er ebenso klar einen der auf dem Dach des Maschin-enwagens montierten Stromabnehmer.

Doch bereits dort begann das Problem, denn die eigentlich dazu idealen Einholmstromabnehmer standen damals noch nicht zur Verfügung, man musste daher Scherenstromabnehmer verwenden. Diese benötigten jedoch deutlich mehr Platz.

Man konnte die Stromabnehmer nicht beliebig mon-tieren. Um einen sicheren Betrieb zu ermöglichen mussten sich die Schleifleisten so genau wie nur möglich über dem Drehpunkt der Drehgestelle be-finden.

Damit das ging, wurden hier jedoch spezielle Stromabnehmer verwendet. Diese hatten einen gekröpft ausgeführten Holm erhalten und konnten so deutlich näher montiert werden. Ähnliche Lös-ungen sollte es nie mehr geben, da nur kurze Zeit später die Einholmbügel eingeführt wurden.

Alle vier Stromabnehmer waren von der gleichen Bauart. Jeweils zwei Stück wurden über einem Drehgestell montiert. Sie wurden, wie das damals üblich war, mit Hilfe von Druckluft gehoben und mit Federkraft gesenkt. Daher wurden auch die beiden bekannten Federn verwendet. Durch Einstellungen an der Hubfeder konnten die in den einzelnen Ländern unterschiedlichen Anpressdrücke der Schleifleiste leichter eingestellt werden.

Bis hier war es einfach, aber bei den zu montierenden Schleifleisten wurde es deutlich schwerer. Da der Zug mit seinen vier Systemen acht Länder befahren sollte, war es nicht so leicht, eine Lösung zu finden. Jedes Land hatte seine eigenen Vorstellungen, wie die Schleifstücke ausgerüstet sein müssen. Gerade die Vielfalt an Werkstoffen mit der zulässigen Breite, übertraf die vorhandenen Bügel deutlich. Daher mussten andere Lösungen gesucht werden.

Mit den einzelnen Staatsbahnen traten die Schweizerischen Bundesbahnen SBB in Kontakt. Dabei musste die Lösung ganz klar eine Reduktion der Vielfalt sein. Zäh verliefen diese Bemühungen, aber letztlich fand man mit Hilfe der erlaubten Toleranzen eine Lösung und die sah vier verschiedene Schleifleisten vor. In der Folge war klar, dass gewisse Stromabnehmer in mehreren Ländern angewendet werden würden.

Nehmen wir zum Anfang den Stromabnehmer eins. Er wurde mit einem 1 950 mm breiten Schleifstück ausgerüstet, welches insgesamt vier Schleifleisten hatte. Dazu wurden einfach zwei Wippen nebeneinander montiert.

So konnten die aus Kupfer bestehenden Schleifleisten einen sich-eren Kontakt herstellen und dabei auch den notwendigen Primärstrom übertragen. Damit gefahren wurde ausschliesslich in Frankreich und dort auch nur unter 1 500 Volt Gleichstrom.

Der zweite beim gleichen Drehgestell montierte Stromabnehmer erhielt jedoch ein einfaches Schleifstück. Diese Wippe besass zudem nur eine Breite von 1 450 mm. Die Schleifleisten wurden, wie zuvor, mit Kupfer belegt.

Eine Lösung, die in Frankreich unter 25 000 Volt 50 Hertz Wechselstrom verlangt wurde. Gleichzeitig fuhr der Triebzug damit aber auch in Italien, wo die Fahrleitung mit 3 000 Volt Gleichstrom versorgt wurde.

Damit hätten wir schon die Hälfte der Stromabnehmer verwen-det und erst zwei Länder mit zwei Stromsystemen berück-sichtigt.

Daran änderte sich mit dem dritten Stromabnehmer auch nicht viel, denn hier kam der einheimische Bügel mit einer Wippe mit doppelten Schleifleisten aus Aluminium zur Anwendung. Die Breite betrug bei diesem Modell lediglich 1 320 mm. Damals war das die in der Schweiz verwendete Breite.

Bleiben noch ein Stromabnehmer und vier Länder mit unter-schiedlichen Stromsystemen. Ausgerüstet wurde dieser Strom-abnehmer wieder mit zwei Wippen mit jeweils zwei Schleifleisten aus Kohle.

Die Breite der Wippe lag mit 1 950 mm auf dem Wert des ersten vorgestellten Schleifstückes. Diese waren sich in allen Punkten gleich, wobei sich nur die Bestückung mit den Schleifleisten unterschied. Daher konnte der Stromabnehmer eins notfalls als Ersatz verwendet werden.

Befahren wurden mit dem Stromabnehmer vier, die Länder Deutschland, Österreich, Belgien und die Niederlande. Dabei kamen sowohl Gleichstrom mit 1 500 und 3 000 Volt, als auch der Wechselstrom mit 15 000 Volt und 16 2/3 Hertz über diesen Bügel auf das Fahrzeug. Die einzige nicht übertragene Spannung waren die 25 000 Volt aus Frankreich, da dort mit 1 450 mm ein schmales Schleifstückk für Fahrten unter Wechselstrom vorgeschrieben war.

Die so auf das Fahrzeug übertragenen unterschiedlichen Spannungen aus dem Fahrdraht wurden einer einzigen Dachleitung zugeführt. Diese verband somit die vier Stromabnehmer miteinander und diese wiederum mit den beiden montierten Hauptschaltern. Ebenso hier angeschlossen war die Systemwahl des Triebzuges. Diese kontrollierte, ab die Spannung und die Frequenz zum eingestellten Land passten.

Die Hauptschalter hatten die Aufgabe, das Fahrzeug unter den zugehörigen Systemen sicher zu trennen. Ein Hauptschalter besorgte die sichere Trennung des Fahrzeuges unter Wechselstrom mit den verschiedenen Spannungen. Der zweite Hauptschalter, der als Schnellschalter bezeichnet wurde, übernahm jedoch diese Aufgabe unter Gleichstrom. Beide waren so verriegelt worden, dass nur einer eingeschaltet werden konnte.

Beim Hauptschalter für Wechselstrom kam das Modell DBTF zur Anwendung. Dieser Drucklufthauptschalter war für Spannungen bis 25 000 Volt ausgelegt worden und konnte auch diese korrekt schalten.

Bei Gleichstrom funktionierte die Löschung des Lichtbogens unter 3 000 Volt nicht optimal. Daher konnte er unter Gleichstrom, wo der Lichtbogen längere stehen bleiben kann, nicht verwendet werden. Ein zweiter Hauptschalter musste eingebaut werden.

Daher wurde ein mit Druckluft betriebener Schnellschalter eingebaut. Dieser war nahezu identisch mit dem Hauptschalter für Wechselstrom. Jedoch wurde die Löschung des Funkens bei diesem Modell leicht verändert.

So konnten auch unter Gleichstrom hohe Ströme sicher geschaltet werden. Durch die Veränderungen reichte jedoch die Isolation nicht mehr für Spannun-gen von 25 000 Volt Wechselstrom, daher konnte auch er nicht überall ver-wendet werden.

Die Folge daraus war, dass optisch zwei identisch aussehende Schalter einge-baut wurden. Diese waren jedoch leicht verändert im Aufbau. Daher war es wichtig, dass hier von Haupt- und Schnellschalter gesprochen wurde. Wurde ein Ersatzteil benötigt, war es wichtig, dass das richtige geliefert wurde. Das war mit Schnell- und Hauptschalter jedoch kein so grosses Problem. Die sehen, man kann Teile auch mit der Bezeichnung unterschieden kann.

Damit keine Kurzschlüsse entstehen konnten, wurde mit der erwähnten Verriegelung verhindert, dass der Schalter einschalten konnte. Da dies jedoch zum Schutz nicht reichte, wurde eine zusätzliche Schutzschaltung aufgebaut. Diese trennte den Hauptschalter unter Wechselstrom von der Dachleitung und schaltete die Zuleitung zum Schnellschalter automatisch gegen Erde. Nur so konnte überhaupt die Leistung unter Gleichstrom sicher geschaltet werden.

Der Transformator musste speziell aufgebaut werden, damit er die optimale Leistung sowohl mit 16 2/3 Hertz, als auch mit 50 Hertz erbringen konnte. Das geht, jedoch sind die Leistungsdaten nicht immer identisch und es kam auch hier zu Abweichungen.

Dadurch entstanden die unterschiedlichen Werte zwischen 15 000 Volt und der deutlich höheren Spannung von 25 000 Volt. Es war also die Frequenz und nicht die Spannung die den Unterschied bewirkte.

Über die Primärspule, die lediglich zwei Anzapfungen besass, wurde die Leitung schliesslich mit der Erde verbunden. Es entstand dadurch ein Stromfluss und Leistung konnte übertragen werden. Die Rückleitung zum Kraftwerk erfolgte ab dem Gehäuse über die an den Achsen angebrachten Erdungsbürsten.

Unterschiede zu anderen Lokomotiven gab es bisher eigentlich nicht, jedoch fehlte hier die Anzapfung für die Zugsammelschiene. Ein Punkt, der klar zeigt, wie eng die Möglichkeiten bei einem Transformator lagen.

Dank der zweiten Wicklung, die für den Traktionsteil benötigt wurde, war eine galvanische Trennung im Transformator vorhanden. Diese Lösung wurde seit einigen Jahren angewendet, wobei man bei den Lokomotiven damals die Regelung der Spannung sogar auf die Seite mit der Hochspannung verlegt hatte. Hier ging das jedoch nicht und man verwendete wieder die Regelung auf der Seite der Niederspannung.

Diese Sekundärspule hatte diverse Anzapfungen erhalten, die einer Batterie mit Hüpfern zugeführt wurden. Diese Hüpfer schalteten, wie das bei anderen Triebfahrzeugen auch der Fall war die Wechselspannungen so, dass kein Unterbruch des Stromflusses entstand.

Sie haben es richtig vermutet, dass es sich hier um eine ganz gewöhnliche Hüpfersteuerung han-delte. Lediglich die Anzahl der Fahrstufen war mit 34 vergleichsweise hoch. Die unterschiedlichen Frequenzen spielten jetzt auch keine Rolle mehr, da diese wirklich nur im Transformator für Probleme sorgten.

Da der Transformator eine feste Übersetzung hatte, musste hier die unterschiedliche Spannung am Eingang berücksichtigt werden. Damit die Werte an den Fahrmotoren identisch waren, wurde im unteren Bereich eine Anzapfung vorgesehen. Diese wurde je nach System zugeschaltet und ermöglichte so, dass einheitliche Spannungen vorhanden waren. Der Wert dieser Spannung lag mit 1 500 Volt vergleichsweise hoch, war jedoch dem Gleichstrom geschuldet.

Die Hüpfersteuerung griff die Spannung auf den Anzapfungen des Transformators ab und leitete diese zu den nachgeschalteten Gleichrichtern.

Statt der üblicherweise zur Glättung der Spannung verwendeten Überschaltdrosselspulen, mussten beim RAe TEE II zum Schutz der eingebauten Gleichrichter Überschaltwiderstände verwendet werden. Das war jedoch ein unwesentlicher Unterschied, der teilweise auch bei üblichen Lokomotiven angewendet wurde.

Die unterschiedliche Spannung ab der Hüpferbatterie hatte nun bei beiden Stromsystemen mit Wechselstrom die gleiche Spann-ung erhalten. Die Frequenzen waren jedoch weiterhin unter-schiedlich.

Damit diese nun auch noch einheitlich wurde, folgten die beiden eingebauten Gleichrichter. Diese erzeugten schliesslich aus dem bisherigen Wechselstrom einen Wellenstrom, der letztlich zum Umschalter für die Betriebsart geführt wurde.

Bevor wir jedoch zu diesem Punkt kommen, müssen wir uns etwas genauer mit den Gleichrichtern befassen. Wurden diese bisher meistens mit Quecksilberdampfröhren hergestellt, waren seit wenigen Jahren die ersten Halbleiter vorhanden. Dazu gehörten neben den Modellen mit Germanium, auch die gut funktionierenden Dioden aus Silizium. Daher wurde bei diesem Triebwagen zur Gleichrichtung der Spannung ein Brückengleichrichter mit Siliziumdioden verwendet.

Damit haben wir nun einen Gleichstrom erhalten und könnten zu diesem Pfad wechseln. Bevor wir das tun, muss noch eine besondere Lösung dieses Triebzuges erwähnt werden. Die später noch genauer vorgestellten Anfahrwiderstände wurden auch bei Fahrten und Wechselstrom verwendet. Bei geringer Spannung waren kaum Verluste zu erwarten und der Zug konnte dank diesen Widerständen seidenweich anfahren, was zu einem noblen Triebzug passte.

Mit dem Umschalter für die Betriebsart, können wir wieder zur Dachleitung gehen, denn hier kam auch die Spannung an, wenn mit Gleichstrom gefahren wurde. Dabei war der Pfad bis zu diesem Umschalter wirklich sehr einfach, denn es wurde vom Schnellschalter lediglich eine Leitung zu diesem Bereich gezogen.

Eine Aufbereitung der Spannung fand daher vor der Wahl des Systems gar nicht statt. Daher wurden auch die Fahrmotoren unterschiedlich geschaltet. Sie müssen bedenken, dass es bei Gleichstrom ohne grosse Verluste nicht möglich ist, andere Werte zu erhalten.

Besonders wichtig war dieser Umschalter bei Fahrten unter Gleichstrom. Da dort bisher noch keine Regelung der Spannung erfolgte, musste diese nun eingebaut werden. Daher standen bei Fahrten unter Wechselstrom auch die Widerstände, die nicht nur hier benötigt wurden, zur Verfügung. Doch nun wird es Zeit, wenn wir zur Regelung der Spannung bei Gleichstrom kommen und da spielt die Schaltung der Fahrmotoren eine wichtige Rolle.

Bevor wir uns genauer der Regelung zuwenden, muss gesagt werden, dass bei Fahrten unter Wechselstrom die Fahrmotoren in jedem Drehgestell parallelgeschaltet wurden. Daher konnte bei einem defekten Fahrmotor noch mit um einen Viertel reduzierter Leistung gefahren werden. Unter Gleichstrom war die Sache so jedoch nicht so leicht möglich, da dort die Schaltung der Fahrmotoren verändert wurde und daher lohnt sich ein genauer Blick.

Bei Fahrten unter Gleichstrom wurden die Fahrmotoren mit 750 oder 1 500 Volt betrieben. Somit standen eigentlich schon zwei Fahrstufen zur Verfügung, das reichte aber noch nicht, um eine optimale Fahrt mit den Triebzug zu ermöglichen. Auch hier sollte der Zug über 34 Fahrstufen verfügen. Aus diesem Grund wurden diverse Schaltungen vorgesehen, die je nach Schaltung unterschiedliche Zugkräfte erzeugen konnten.

Dabei müssen wir uns aber nur die ersten 17 Fahrstufen genauer ansehen, denn die weiteren 17 Fahrstufen erfolgten einfach mit der geänderten Schaltung bei den Fahrmotoren. Wichtig für uns sind jedoch die Werte an der Klemme der Motoren, denn diese Spannung betrug maximal 750 Volt, da sie nun im Drehgestell in Reihe geschaltet wurden. Bei den Stufen 18 bis 34 waren sie jedoch Parallel und wurden mit 1 500 Volt versorgt.

Bei den Stufen 1 bis 12 wurden bei 750 Volt an den Motoren die 12 Widerstandstufen geschaltet. Danach konnte der Motor in der Stufe 13 unter der vollen Spannung von 750 Volt wirtschaftlich betrieben werden. Die Stufen 14 bis 17 arbeiteten dann mit der Feldschwächung.

Den Vorteil dieser Schwächung des Feldes waren die geringen Verluste und die damit mögliche Steiger-ung der Leistung. Erste Erfahrungen hatte man damit bei der elektrischen Bremse der Reihe Ae 6/6 gemacht.

Wurde die Fahrstufe 18 jedoch eingestellt, erfolgte eine grössere Umschaltung im Maschinenwagen. Die beiden Fahrmotoren wurden nun mit Hüpfern auf parallelen Betrieb umgeschaltet und gleichzeitig schaltete der erste Anfahrwiderstand wieder zu. Die Schaltung von vorhin wiederholte sich nun wieder. Lediglich die Spannung an den Fahrmotoren war unterschiedlich hoch. Eine andere Lösung unter der Fahrleitung mit Gleichstrom gab es damals noch nicht.

Verkehrte der Triebzug unter einer Fahrleitung mit 1 500 Volt Gleichstrom wurden die beiden Drehgestelle parallel betrieben. Auch jetzt war es dem Triebzug noch möglich mit einem defekten Motor die Fahrt fortzusetzen. Es stand einfach die halbe Leistung zur Verfügung. Wurde jedoch unter 3 000 Volt gefahren, wurden die beiden Drehgestelle in Reihe geschaltet und dort die Spannung halbiert. Dadurch konnte nur gefahren werden, wenn alle Motoren funktionierten.

Schliesslich folgten dann noch die Wendeschalter, die unter allen Stromsystemen benutzt wurden, da wir jetzt einheitliche Spannungen an den Fahrmotoren hatten. Diese Wendeschalter besorgten die notwendigen Umschaltungen der Fahrrichtung und gruppierten die Fahrmotoren für den elektrischen Bremsbetrieb neu. Jeder Fahrmotor hatte dabei seinen eigenen Wendeschalter erhalten. Das war jedoch wegen der Umgruppierung bei Gleichstrom nötig geworden.

Als Fahrmotoren kamen normale Wellenstrommotoren bei diesem Triebzug zur Anwendung. Diese Motoren eigneten sich bei mit Gleichstrom betriebenen Bahnen gut und war-en die einzige Lösung bei einem solchen Fahrzeug.

Jedoch zeigten diese Motoren auch ein gegenüber den Seriemotoren verändertes verhalten. Gerade die gefürch-tete Drehmomentpulsation trat bei den Wellenstrommo-toren deutlich seltener auf.

Die Fahrmotoren erzeugten zusammen eine Anfahrzug-kraft von 172,6 kN bei 15 000 Volt Wechselstrom. Bei den anderen drei Stromsystemen konnte sogar ein Wert von 188.3 kN abgerufen werden.

Das mag überraschen, jedoch wirkte sich in diesem Punkt der Transformator, der nur mit einem Drittel der Fre-quenz betrieben wurde aus. Sie sehen, es gab deutliche Unterschiede und das ausgerechnet dort, wo die steilen Strecken zu finden waren.

Bei der Dauerzugkraft lag der Wert bei 15 000 Volt Wechselstrom bei 81.6 kN und bei den anderen Stromsy-stemen bei 79.8 kN. Somit haben wir jetzt nahezu identische Werte erhalten.

Jedoch gab es bei der angegebenen Leistungsgrenze, also genauer bei der massgebenden Geschwindigkeit, Unterschiede zwischen den vier Stromsystemen. Daher müssen wir uns diese Leistungsgrenze etwas genauer ansehen, denn die Werte zeigen ein anderes Bild.

Fuhr der Triebzug unter Wechselstrom mit 16 2/3 Hertz, war die Grenze bei ungefähr 93 km/h zu finden. Das war für die Bergstrecken am Gotthard ideal, da dort selten schneller gefahren werden konnte. Bei Gleichstrom wurde der Wert bereits bei 70 km/h erreicht. Wobei es hier deutliche Unterschiede geben konnte, die von der genauen Spannung in der Fahrleitung abhängig war. Bleibt noch das Netz mit 50 Hertz und die dort massgebende Geschwindigkeit von 90 km/h.

Die elektrische Bremse, die für das Befahren der Al-penbahnen nötig war, musste als Widerstandsbremse ausgeführt werden. Der Grund dafür lag bei den verwendeten Wellenstrommotoren, die nicht für jedes System den passenden Strom hätten erzeugen können.

Zudem konnte man damals mit der Technik aus Gleichstrom noch keinen Wechselstrom erzeugen. Bei Bahnen, die mit Gleichstrom betrieben wurden konnten jedoch keine Nutzstrombremsen verwendet werden.

Daher behalf man sich der Widerstandsbremse, die mit Gleichstrom betrieben wurde. Gerade die Trieb-wagen BDe 4/4 und die roten Pfeile zeigten, dass mit dieser elektrischen Bremse gute Werte erzielt wer-den konnten.

Zudem konnten diese Bremsen auch von der Fahr-leitung unabhängig betrieben werden. Das hatte den Vorteil, dass die vier Systeme des Triebzuges bei der elektrischen Bremse absolut keine Rolle mehr spielten.

In der Bremsschaltung wurden die Fahrmotoren ab dem Bremserreger, der vom Hauptumformer gespeist wurde, fremderregt. Da dieser jedoch nur Spannung liefern konnte, wenn die Fahrleitungsspannung vorhanden war, funktionierte die Bremse nicht ohne Fahrleitung. Die so erregten Fahrmotoren arbeiteten nun auf die Anfahrwiderstände, welche jedoch alleine nicht ausreichten. Daher war auf dem Dach ein zusätzlicher Bremswiderstand vorhanden.

Die elektrische Bremse des Triebzuges RAe TEE II konnte als Verzögerungsbremse ab der maximalen Geschwindigkeit von 160 km/h, ohne Hilfe der Druckluftbremse eingesetzt werden. Wobei wir bedenken müssen, dass dabei nicht mit den üblichen Bremswegen gearbeitet werden konnte. Vielmehr sollte mit den Widerständen bei Reduktionen der Geschwindigkeit gefahren werden.

Die elektrische Bremse war dabei auch imstande, allein den voll belegten Zug auf den Gefällen von bis zu 33 ‰ in Beharrung zu halten. Nachteilig war nur, dass bei geringer Geschwindigkeit kaum eine Bremsleistung zur Verfügung stand, aber das konnte vernachlässigt werden. Um in diesem Fall die Bremswege einzuhalten, musste mit der Druckluftbremse nachgeholfen werden.