Traktionsstromkreis

Letzte

Navigation durch das Thema

Nächste

Keine Überraschung war die Auslegung für das verwendete Stromsystem. Lange wollte man sich nicht mit einer Ausrüstung für mehrere Spannungen aufhalten. Der Triebwagen wurde für das eigene Netz beschafft und daher wurde er für eine Spannung von 15 000 Volt und 16 2/3 Hertz ausgelegt. Ein Umstand der nicht überraschend war, denn damals waren auch mit den neusten Modellen keine internationalen Einsätze geplant.

Die Spannung der Fahrleitung wurde mit einem Stromabnehmer auf das Dach des Triebwagens übertragen. Dabei montierte man über dem Dreh-gestell eins einen Scherenstromabnehmer.

Es handelte sich um jenes Modell, das bei den Loko-motiven der Baureihe Ae 6/6 verwendet wurde. Analog zum Triebwagen der BLS-Gruppe wurde auch hier auf einen zweiten Stromabnehmer ver-zichtet. Jedoch war hier der Platz dazu vorhanden.

Gehoben wurde der Stromabnehmer indirekt mit Druckluft. Diese Luft wurde mit einem Druck von wenigen bar über ein elektrisches Ventil in einen Zylinder gelassen.

Zur Isolation des Zylinders, erfolgte dieser An-schluss mit einem Schlauch. Durch die Kraft der Druckluft wurde jene der Senkfeder aufgehoben.

 Dadurch konnte die Hubfeder ihre Kraft entfalten und der Bügel hob sich. Das tat er jedoch nicht mehr ungehindert und der Vorgang endete, wenn der Fahrdraht berührt wurde.

Fehlte der Fahrdraht, konnte sich der Bügel nicht vollständig durchstrecken. Verhindert wurde dies durch die Höhenbegrenzung. So war gesichert, dass der Pantograf auch dann wieder gesenkt werden konnte, wenn die Schleifleiste den Fahrdraht verfehlte und weil dieser schlicht nicht vorhanden war. Eine Eigenart der Modelle, die hier verbaut wurden. Jedoch war der einzige Stromabnehmer so gut vor Beschädigungen geschützt.

Das Schleifstück hatte eine Breite von 1 390 mm erhalten und bestand aus den beiden seitlichen, nicht isolierten Notlaufhörnern und den beiden dazwischen verbauten Schleifleisten. Dank dieser doppelten Schleifleiste konnte man auf den zweiten Stromabnehmer verzichten. Jedoch gab es dabei ein Problem, denn die Staatsbahnen mussten sich über die Ausrüstung entscheiden. Es wurden daher an Stelle der Schleifstücke aus Aluminium solche mit Einlagen aus Kohle verwendet.

Wollte man den Stromabnehmer wieder senken, wurde die Druckluft schlag-artig aus dem Zylinder gelassen. Die Senkfeder wurde wieder aktiviert. Durch den schnellen Druckabfall entstand im Zylinder kurzfristig ein kleiner Unterdruck.

So wurde der Stromabnehmer schnell von der Fahrleitung abgezogen wurde. Danach konnte er sich durch die Schwerkraft und mit Hilfe der Senkfeder sanft senken und das Schleifstück kam in den entsprechenden Auflagen zu liegen.

Die so auf das Fahrzeug übertragene Fahrleitungsspannung wurde anschlies-send über eine sehr kurze Dachleitung mit dem auf dem Dach montierten Hauptschalter und dem parallel dazu verbauten Erdungsschalter verbunden.

Dabei war die Dachleitung wirklich sehr kurz ausgefallen, denn die beiden Schalter wurden unmittelbar hinter dem Stromabnehmer eingebaut. Es musste einfach der Abstand wegen dem Bügel überbrückt werden.

Der Erdungsschalter verband die Dachleitung mit der Erdung und schützte so das Personal, das an den Leitungen arbeiten musste. Er konnte nur einge-schaltet werden, wenn der Stromabnehmer gesenkt worden war.

Dazu war der Bedienschlüssel in der Zuleitung zum Pantograf gefangen. Wurde dieser Schlüssel entfernt, entleerte sich die Leitung und der Bügel wurde gesenkt. Jedoch musste dieser Vorgang optisch noch kontrolliert werden.

Beim Erdungsschalter war auch der Überspannungsableiter vorhanden. Dieser war so aufgebaut worden, dass eine hohe Spannung, wie sie bei einem Blitzschlag, oder bei Fahrleitungen mit 25 000 Volt entstehen konnte, nicht durch die Spulen, sondern über den Kasten abgeleitet wurden. Eine sehr einfache Schutzeinrichtung, die aber grössere Schäden an der elektrischen Ausrüstung verhinderte. Durch den Kurzschluss wurde zudem der Hauptschalter ausgelöst.

Der Hauptschalter diente dem Lokomotivpersonal dazu, das Fahrzeug jeder-zeit von der Spannung der Fahrleitung zu trennen. Dabei wurde ein bewährtes Modell aus dem Hause BBC verbaut.

Dieser als Modell DBTF bezeichnete Drucklufthauptschalter funktionierte auf den Lokomotiven der Reihe Ae 6/6 zuverlässig und er konnte auch die hohen Ströme bei Kurzschlüssen sicher und zuverlässig abschalten. Zudem war er gegenüber den anderen Modellen sehr leicht.

Dieser Hauptschalter der BBC wurde, wie man es vom Namen her vermuten kann, mit Druckluft betrieben. Wollte man den Schalter einschalten, wurden zwei Ventile angesteuert.

Das Einschaltventil war so überwacht, dass es bei einer Störung, die ein ein-schalten des Triebwagens verhindern musste, nicht angesteuert werden konn-te. War keine entsprechende Störung vorhanden, wurde das Ventil ange-steuert und der Hauptschalter schloss den Kontakt. Das Fahrzeug wurde ein-geschaltet.

Damit wurde die Haltespule des Hauptschalters aktiviert und der Schalter blieb in der Folge eingeschaltet. Auch dieses Ventil wurde überwacht, so dass bei einer Störung der Druckluftschalter unverzüglich wieder ausgeschaltet wurde. War jedoch keine Störung vorhanden, blieb der Hauptschalter dank dieser Spule eingeschaltet und die Spannung aus der Fahrleitung konnte ohne weitere Behandlung dem Transformator zugeführt werden.

Wollte man den Hauptschalter ausschalten, erfolgte das in zwei Schritten. Zuerst wurde das Ausschaltventil aktiviert. Dadurch wurde ein Kolben von einem Kontakt abgezogen und so die Verbindung geöffnet. Der dabei entstehende Lichtbogen wurde mit Hilfe von Druckluft ausgeblasen. Erst jetzt öffnete sich das Trennmesser des Hauptschalters, das so immer stromlos geschaltet wurde. Jedoch gab es hier ein kleines Problem.

Konnte der Lichtbogen wegen zu geringer Druckluft nicht sicher gelöscht werden, wurden die Kontakte dadurch beschädigt. Damit das nicht passieren konnte, wurde der Druck in der Leitung überwacht.

War dieser zu gering und reichte nicht zum Ausblasen, verhinderte die Niederdruck-blockierung, dass der Hauptschalter durch die Steuerung ausgeschaltet werden konnte. Ein Schönheitsfehler, der aber bei zu geringem Vorrat genutzt wurde.

Nach dem Hauptschalter folgte eine weitere Dachleitung. Die nach hinten zur Mitte des Fahrzeuges geführt wurde. Über dem kleinen Maschinenraum wurde die Spannung aus der Fahrleitung schliesslich in das Fahrzeug geführt.

Dort war jedoch nicht der Transformator, sondern ein Hochspannungskabel vorhanden. Dieses leitete die Spannung durch den Maschinenraum unter den Boden des Triebwagens und erst dort zum Transformator.

Der Transformator musste aus Platzgründen mittig unter dem Fahrzeug montiert werden und wurde daher etwas anders aufgebaut, als bei den Lokomotiven. Auch hier endete die Spannung der Fahrleitung jedoch in der Primärwicklung. Diese Spule besass lediglich eine Anzapfung und sie wurde mit der Erde verbunden. Dazu waren an den Triebachsen vier unterschiedlich lange Erdungsbürsten vorhanden. Damit konnte nun Leistung übertragen werden.

Damit kommen wir zum eigentlichen Traktionsstromkreis, denn dieser wurde bei den neusten Fahrzeugen galvanisch komplett von der Spannung der Fahrleitung getrennt. Dadurch konnte im Stromkreis der Fahrmotoren viel Gewicht für Isolationen eingespart werden. Wir haben damit aber eine sekundäre Wicklung erhalten, die über nicht weniger als 28 Anzapfungen verfügte. Dort konnten Spannung zwischen 33 und 513 Volt abgegriffen werden.

Es kam hier ein Stufenschalter zur Anwendung, der mit Niederspannung betrieben wurde. Dadurch konnten die zu schaltenden Spannungen zwar reduziert werden jedoch wurde der Strom in den Kontakten entsprechend höher.

Bei der auf dem Triebwagen installierten Leistung konnte jedoch auf die aufwendige Lösung, wie sie bei den Loko-motiven verwendet wurde, verzichtet werden. Es war daher ein etwas einfacherer Aufbau möglich geworden.

Der Stufenschalter wurde im Maschinenraum über dem Transformator montiert. Dieser wurde als Stufenwähler mit einer runden Kontaktbahn versehen. Entwickelt wurde auch er von der Firma BBC.

Angewendet wurde er bereits bei den Baureihen Ae 4/6 und Ae 6/6 und war damit erprobt. Lediglich die Schaltge-schwindigkeit pro Stufe wurde beschleunigt, so dass mit diesem Modell bis zu drei Fahrstufen pro Sekunde geschal-tet werden konnten.

Die Schaltung der 28 Fahrstufen erfolgte in vier Schritten. Zuerst wurde die neue Fahrstufe parallel zur vorhandenen Stufe über einen Widerstand geschaltet.

Dieser Überschaltwiderstand verhinderte Kurzschlüsse in den Windungen zwischen den beiden Anzapfungen. Im nächsten Schritt der Schaltung wurde dann die bisherige Stufe ausgeschaltet. Die Fahrmotoren wurden nun über den Überschaltwiderstand mit Spannung versorgt.

Im dritten Schritt wurde dann die neue Fahrstufe zugeschaltet. Damit waren nun die Stufe und der Widerstand auf der gleichen Anzapfung. So konnte dieser ausgeschaltet werden. Damit entstand eine Schaltung, die ohne den Unterbruch des Stromflusses auskam.

Dabei durfte der Überschaltwiderstand jedoch nur kurze Zeit eingeschaltet werden. Daher war dessen Schaltdauer von der Steuerung überwacht. Diese konnte in dem Fall den Hauptschalter auslösen.

Die Zuschaltungen der Anzapfungen und des Widerstandes erfolgten im Stufenwähler über Kontaktbahnen. Damit diese bei den Schaltungen nicht beschädigt wurden, wurden in den Leitungen die entsprechenden Lastschalter eingebaut.

Dort konnte der entstehende Funke mit Druckluft ausgeblasen werden. Damit konnte der Abbrand reduziert werden. Jedoch entstanden so im Stufen-schalter selber keine Schaltfunken, was dessen Betriebssicherheit verbesserte.

Wir haben nun eine veränderbare Spannung erhalten. Diese wurde jetzt zu den Wendeschaltern geführt. Für jeden Fahrmotor wurde ein eigener Wende-schalter vorgesehen, der mit einem Trennhüpfer zur Schnellabschaltung ergänzt wurde.

Damit konnten die Fahrmotoren so umgruppiert werden, dass die Fahrricht-ung geändert wurde. Es wurden aber auch die Schaltungen hergestellt, damit die elektrische Bremse aktiviert werden konnte.

Die Wendeschalter befanden sich im mittleren Maschinenraum auf der Seite des Stufenschalters. Bei einer Störung an einem der Schalter oder Hüpfer mussten die Türen in der Seitenwand von aussen geöffnet werden.

Erst dann stand der Zugang zu den Wendeschaltern im Maschinenraum zur Verfügung und die Störung damit konnte behoben. Daher waren Störungen an den Wendeschaltern eine zeitraubende Angelegenheit für das Lokomotivper-sonal.

Wir sind damit zu den im Drehgestell eingebauten Fahrmotoren gekommen. Diese waren Parallel angeschlossen worden, so dass bei einem Defekt nur ein Fahrmotor abgetrennt werden musste. Es wurde so nur ein Viertel der Leistung verloren. Bei einem defekten Wendeschalter war jedoch ein Totalausfall vorhanden, da diese so miteinander verbunden wurden, dass alle benötigt wurden. Ein Umstand, der aber keine grösseren Probleme verursachen sollte.

Als Fahrmotoren wurden normale Seriemotoren mit sepa-ratem Wendepolfeld und Kompensationswicklung einge-baut. Diese für Wechselstrom ausgelegten Motoren waren sehr robust und daher für den Bahnbetrieb bestens geeignet.

Jeder konnte eine maximale Anfahrzugkraft von rund 42 kN erzeugen. Das ergab schliesslich für den Triebwagen eine maximale Zugkraft von 167 kN. Damit lag man hier im Bereich des Pflichtenheftes.

Die Stundenleistung eines Fahrmotors wurde bei einer Ge-schwindigkeit von 80 km/h erreicht und betrug nun 515 kW. Dabei konnte dieser jedoch noch eine Zugkraft von 22 kN erzeugen.

Somit besass der Triebwagen der Baureihe RBe 4/4 mit 88 kN bei 80 km/h eine ausgesprochen hohe Dauerzugkraft. Diese musste bei höheren gefahrenen Geschwindigkeiten für die weitere Beschleunigung ausreichen, da nicht mehr weiter zugeschaltet werden konnte.

War die Höchstgeschwindigkeit erreicht, betrug die Rest-zugkraft immer noch rund 51 kN. Damit sank auch hier die Zugkraft nur auf einen Wert, der es auch erlaubte kurze Steigungen mit der maximalen Geschwindigkeit zu befahren. Damit wollte man eine ausgeglichene Fahrt erreichen. Eine Verbesserung gegenüber den älteren Modellen, die in den Steigungen teilweise massive Verluste bei der gefahrenen Geschwindigkeit erlitten.

Um die im Pflichtenheft geforderte elektrische Bremse zu ermöglichen, mussten nun die Fahrmotoren neu gruppiert werden. Dazu wurden die Wendeschalter so umgestellt, dass ein elektrischer Bremsbetrieb ermöglicht wurde. Da nun aber sämtliche Fahrmotoren benötigt wurden, stand die elektrische Bremse nicht mehr zur Verfügung, wenn ein Motor abgetrennt werden musste. Ein Umstand, der damals durchaus üblich war.

Die elektrische Bremse des Triebwagens arbeitete als Nutzstrombremse zurück in die Fahrleitung. Man verwendete die schon bei der Baureihe Ae 4/6 erfolgreich eingesetzte Erregermotorschaltung. Dabei wurde im Bremsbetrieb der Fahrmotor vier vom Transformator aus über den Stufenwähler fremderregt. Der so erregte Fahrmotor gab mit Hilfe des drehenden Antriebes elektrische Leistung ab, die den drei restlichen Fahrmotoren als Erregung dienten.

So erregt gaben diese dann Wechselstrom ab, der wiederum über den Transformator an die Fahrleitung abgegeben wurde. Speziell war, dass damit eigentlich nur drei Motoren Leistung abgaben. Daher erwartet man keine ausgeglichenen Ströme. Das war jedoch nicht der Fall, da der Motor vier durch die Erregung der drei anderen Modelle so stark belastet wurde, dass sich die Ströme ausglichen. Die Funktion war daher optimal ausgelegt worden.

Geregelt wurde die elektrische Bremse mit der Erregung des Fahrmotors vier. Dieser Erregermotor gab dann die entsprechenden Spannungswerte an die restlichen Fahrmotoren ab und bestimmte so die abgegebene Leistung. Damit arbeiteten diese mit einem stabilen und hohen Fahrmotorstrom. Sie ermöglichten so eine stark wirkende elektrische Bremse, wie es sie auch bei den in Serie gebauten Lokomotiven der Baureihe Ae 6/6 gab.

Es konnte eine recht hohe Leistung für die elektrische Bremse erreicht werden. Daher war der Triebwagen auf langen und starken Gefällen des Gotthards in der Lage einen grossen Teil des Zuges abzubremsen. Dadurch konnte der Verschleiss bei den mechanischen Bremsen zusätzlich verringert werden. Damit die Räder jedoch nicht blockierten, wurde bei Anwendung der pneumatischen Bremse die elektrische Bremse durch öffnen der Trennhüpfer ausgeschaltet.

 

Letzte

Navigation durch das Thema

Nächste
Home SBB - Lokomotiven BLS - Lokomotiven Kontakt

Copyright 2019 by Bruno Lämmli Lupfig: Alle Rechte vorbehalten