Elektrische Ausrüstung |
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Die Spannung der Fahrleitung wurde mit einem Stromabnehmer auf das Dach des Triebwagens übertragen. Dabei montierte man einen Scherenstromabnehmer, wie er schon bei den Ae 6/6 Lokomotiven erfolgreich verwendet wurde. Analog zum Triebwagen der BLS-Gruppe wurde auch hier nur noch ein Stromabnehmer über dem Führerstand eins montiert. Seit der Einführung der doppelten Schleifleisten erachtete man einen zweiten Stromabnehmer nicht mehr als nötig. Gehoben wurde der Stromabnehmer indirekt mit Druckluft. Diese wurde über ein elektrisches Ventil in einen Zylinder gelassen. Dort hob die Druckluft die Kraft der Senkfeder auf. Dadurch konnte die Hubfeder den Stromabnehmer heben und gegen den Fahrdraht drücken. Dabei konnte mit der Regulierung der Hubfeder der Anpressdruck des Schleifstückes sehr genau eingestellt werden.
Die so auf den Triebwagen übertragene Spannung wurde anschliessend über eine kurze Dachleitung mit dem auf dem Dach montierten Hauptschalter verbunden. Dieser Hauptschalter wurde mit Druckluft betrieben und konnte selbst Kurzschlüsse zuverlässig abschalten. Das Modell DBTF der BBC funktionierte zuverlässig, war schon bei vielen Fahrzeugen verwendet worden und galt als leichtes Modell. Daher war es nicht überraschend, dass hier auch dieses Modell verwendet wurde. Warum sollte man auch einen neuen Druckluftschalter entwickeln, wenn man einen funktionierenden hat. Der Hauptschalter wurde mit Druckluft betrieben. Wollte man den Druckluftschalter einschalten wurden zwei Ventile angesteuert. Das Einschaltventil war so überwacht, dass eine Störung, die ein einschalten des Triebwagens verhindern musste, nicht angesteuert werden konnte. War keine entsprechende Störung vorhanden, wurde das Ventil angesteuert und der Hauptschalter schloss den Kontakt und das Fahrzeug wurde eingeschaltet. Damit wurde die Haltespule des Hauptschalters aktiviert und der Hauptschalter blieb eingeschaltet. Auch dieses Ventil wurde überwacht, so dass bei einer Störung der Hauptschalter unverzüglich wieder ausgeschaltet wurde. War jedoch keine Störung vorhanden, blieb der Hauptschalter eingeschaltet und die Spannung konnte dem Transformator zugeführt werden. Dabei führte jede Störung, die hier hinterlegt war zum ausschalten des Triebwagens. 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 stromlos geschaltet wurde. War der Druck der Druckluft zu gering, konnte der Hauptschalter zwar eingeschaltet, aber nicht mehr ausgeschaltet werden. Parallel zum Hauptschalter war ein Erdungsschalter montiert worden. Dieser Schalter überbrückte einerseits den Hauptschalter, verband aber das ganze System für die Hochspannung mit dem Dach des Fahrzeuges und so mit der Erde. Damit diese Schaltung nicht ungewollt ausgeführt werden konnte, musste ein spezieller Schlüssel verwendet werden. Dieser Schlüssel senkte den Stromabnehmer und trennte so das Fahrzeug von der Fahrleitung, das nun gefahrlos geerdet werden konnte. Nach dem Hauptschalter folgte eine weitere Dachleitung. Damit wurde die Hochspannung in den Bereich über dem Maschinenraum geführt. Dort wurde dann die Dachleitung über eine Dacheinführung in das Innere des Triebwagens geführt und dort mit einem Hochspannungskabel verbunden. Das Kabel sorgte dann dafür, dass die Hochspannung unter den Wagenboden und so zum dort montierten Transformator gelangen konnte. Der Transformator musste aus Platzgründen unter dem Fahrzeug montiert werden und wurde daher etwas anders aufgebaut. Er war mit Transformatoröl gefüllt und entsprach so den üblichen in einem Maschinenraum stehenden Transformatoren anderer Fahrzeuge. Der ungewöhnliche Montageort führte jedoch dazu, dass die Kühlung des Transformatoröls nicht mit der Kühlung der von anderen Baugruppen kombiniert werden konnte. Daher wurde das Öl mit einer Ölpumpe einen Ölkühler zugeführt und dort abgekühlt. Dieser Ölkühler wurde mit Luft, die auf der Seite des Fahrzeuges durch die Lüftungsgitter angesaugt wurde, gekühlt. Dazu trieb der eigens dazu eingebaute Ventilator die Luft durch den Ölkühler unter dem Fahrzeug wieder ins Freie. Dadurch entstand eine von den Fahrmotoren unabhängige Kühlung des Transformators. Im Transformator wurde die Spannung, die vom Dach zugeführt wurde, der primären Wicklung zugeführt. Diese Wicklung war am anderen Ende über die vier Erdungsbürsten des Triebwagens mit der Erde verbunden. Durch die elektromagnetischen Felder im Transformator wurde ein Scheinwiderstand erzeugt, der den Kurzschlussstrom beschränkte. So konnte ein Strom fliessen und Leistung übertragen werden. An dieser primären Wicklung war dann noch eine Anzapfung für die Zugsheizung, die mit 1‘000 Volt versorgt wurde, vorhanden. Diese wurde über einen Stromwandler zum Heizhüpfer geführt. Der Stromwandler beschränkte den maximalen Strom auf der Zugsammelschiene dabei auf 600 Ampère. Wurde dieser Wert überschritten, schaltete das angeschlossene Relais automatisch den Hauptschalter und somit das Fahrzeug aus. Die Spannung der Zugsheizung wurde nun den Fahrgasträumen und den beiden unter dem jeweils rechten Puffer montierten Heizsteckdosen zugeführt. Auf die Anbringung eines Heizkabels verzichtete man hingegen beim RBe 4/4. So musste immer das Kabel der angehängten Wagen benutzt werden. Für den Fall, dass einem Zug Zusatzwagen beigestellt wurden, war in den Steuerwagen ein Hilfsheizkabel vorhanden. Der Triebwagen selber besass jedoch kein Hilfsheizkabel.
Ab einer sekundären Spule wurde der Stufenschalter mit Spannung versorgt. Die Anzapfungen hatten eine Spannung, die bis 566 Volt gesteigert werden konnte. Damit kam ein Stufenschalter zur Anwendung, der mit Niederspannung betrieben wurde. Zudem war der Fahrmotorstromkreis dank dieser zweiten Stufe galvanisch von der Hochspannung getrennt worden. Man konnte so etwas Isolation sparen, da der Stromkreis nicht gegen Hochspannung isoliert werden musste. Der Stufenschalter wurde im Maschinenraum über dem Transformator montiert. Es kam hier ein von der BBC entwickelter Stufenschalter, der als Stufenwähler bezeichnet wurde, zur Anwendung. Der Vorteil dieses Modells war, die schnelle und regulierbare Schaltfolge, die mit bis zu drei Stufen in der Sekunde arbeiten konnte. Das war wesentlich schneller, als bei älteren Modellen, wie es sie zum Beispiel bei den älteren Lokomotiven vom Typ Ae 6/6 gab. 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 zweiten Schritt 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. Mit dem vierten und letzten Schritt wurde die Schaltung mit dem Ausschalten des Widerstandes abgeschlossen. Damit entstand eine Schaltung, die ohne den Unterbruch des Stromflusses auskam. Dabei durfte der Überschaltwiderstand nur kurze Zeit geschaltet werden. Deshalb wurde dessen Schaltdauer überwacht und der Triebwagen ausgeschaltet, sollte dieser Wert überschritten werden. Die Wendeschalter stellten die notwendigen Schaltungen für die Umgruppierungen der Fahrmotoren zur Verfügung. Jedem Fahrmotor wurde ein eigener Wendeschalter zugeordnet. Dabei schaltete der Wendeschalter die Fahrrichtung des Triebwagens. Jedoch war auch die Umgruppierung der Fahrmotoren in den Wendeschaltern vorgesehen. Die Schaltungen der Wendeschalter erfolgten mit Druckluft über spezielle Ventile. Die Wendeschalter befanden sich im mittleren Maschinenraum auf der Seite des Stufenschalters. Bei einer Störung an einem der Schalter mussten die Türen in der Seitenwand von aussen geöffnet werden. Erst dann stand der Zugang zu den Wendeschaltern zur Verfügung und die Störung konnte behoben. Daher waren Störungen an den Wendeschaltern eine zeitraubende Angelegenheit für den Lokführer. Als Fahrmotoren wurden normale Seriemotoren mit separatem Wendepolfeld eingebaut. Diese Motoren waren sehr robust und daher für den Bahnbetrieb bestens geeignet. Jeder Motor konnte eine maximale Anfahrzugkraft von rund 42 kN erzeugen. Das ergab für den Triebwagen eine maximale Zugkraft von 167 kN. Die Stundenleistung eines Fahrmotors wurde bei 80 km/h erreicht und betrug 515 kW. Dabei konnte dieser noch eine Zugkraft von 22 kN erzeugen. Somit besass der Triebwagen eine ausgesprochen hohe Dauerzugkraft. Jeder Fahrmotor wurde mit einem Trennhüpfer an den zugehörigen Wendeschalter angeschlossen. Bei einem defekten Fahrmotor konnte der Trennhüpfer abgesperrt werden. Da dieser aber nur von aussen für die Kontrolle zugänglich war, wurden beim RBe 4/4 in einem solchen Fall die Trennmesser, die vom Zwischengang aus erreichbar waren, geöffnet. Dabei konnte jedoch immer jeder Fahrmotor einzeln abgetrennt werden, so dass nur 1/4 der Zugkraft verloren ging. Die elektrische Bremse des Triebwagens arbeitete als Nutzstrombremse zurück in die Fahrleitung. Man verwendete die schon bei den 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 elektrische Leistung ab, die den drei restlichen Fahrmotoren als Erregung dienten. So erregt gaben diese dann Wechselstrom ab, der über den Transformator an die Fahrleitung abgegeben wurde. Geregelt wurde die elektrische Bremse mit der Erregung des Fahrmotors vier. Dieser Erregermotor gab dann die entsprechenden Spannungswerte an die restlichen Fahrmotoren ab. Damit arbeiteten diese mit einer stabilen Leistung und ermöglichten so eine stark wirkende elektrische Bremse. So konnte eine recht hohe Leistung für die elektrische Bremse erreicht werden. Daher war der Triebwagen auch auf starken Gefällen in der Lage einen grossen Teil der Anhängelast abzubremsen. Dadurch konnte der Verschleiss bei den Bremsen zusätzlich verringert werden. Die Schaltung hatte jedoch den Nachteil, dass die elektrische Bremse nur zur Verfügung stand, wenn alle Fahrmotoren betriebsbereit waren. Es kann aber gesagt werden, dass stärker wirkende elektrische Bremsen erst mit den Drehstrommotoren möglich wurden. Eine dritte im Transformator montierte Spule diente der Versorgung der Hilfsbetriebe. Die dabei abgenommene Spannung betrug 220 Volt. Damit entsprach das damit aufgebaute Netz demjenigen anderer Fahrzeuge. So konnten einige Baugruppen von anderen Fahrzeugen verwendet werden. Zudem konnte man sich bei Schaltern auch im Bereich der Landesversorgung mit Ersatzteilen eindecken. Die Hilfsbetriebe des Triebwagens waren sehr umfangreich. Die Verbraucher, die daran angeschlossen wurden, entsprachen jedoch in vielen Punkten dem Aufbau von Lokomotiven. Nur musste man hier wegen den Platzverhältnissen andere Lösungen für die gleichen Probleme finden. Es lohnt sich daher, wenn wir diese Verbraucher der Hilfsbetriebe genauer ansehen. Eine am Triebwagen angebrachte Steckdose ermöglichte über einen Umschalter die Versorgung der Hilfsbetriebe ab einer externen Versorgung. Diese Depotsteckdose wurde im Unterhalt des Fahrzeuges benötigt, da so zum Beispiel die Leistung der Ventilation im Depot kontrolliert werden konnte. Dabei standen jedoch sämtliche Hilfsbetriebe, wie während dem Betrieb, ohne Einschränkungen zur Verfügung. Ein fehlender Luftvorrat hätte zum Beispiel so ergänzt werden können.
Der Triebwagen hatte nicht weniger als drei Ventilatoren eingebaut bekommen. Dabei dienten zwei im Dachbereich montiere Ventilatoren der Kühlung der Fahrmotoren. Der Motor zum Ventilator wurde mit einem Lastschalter direkt an den Hilfsbetrieben angeschlossen. Jeder Ventilator kühlte dabei die Fahrmotoren in einem Drehgestell. Dabei wurde die angesaugte Luft durch einen Kanal bei den Plattformen in die Drehgestelle gepresst. Ein dritter Ventilator besorgte die Kühlung des Transformators. Da er die benötigte Luft nicht im Dachbereich beziehen konnte, war er unter dem Fahrzeug eingebaut worden. Die benötigte Luft wurde dabei im seitlichen Bereich der Maschinenräume angezogen und dann durch den Ölkühler gepresst. Auch der Motor dieses Ventilators war nur über einen Lastschalter angeschlossen worden. Damit entstand bei der Ventilation ein grosser Unterschied zu den Lokomotiven. Stand bei den SBB ein Fahrzeug still, konnte der Lokführer mit einem Druckknopf die Ventilation abstellen und so für Ruhe sorgen. Das war besonders im Winter, wenn die Fahrzeuge im Freien eingeschaltet abgestellt wurden, wichtig. Beim Triebwagen war dieser Druckknopf jedoch nicht vorhanden, so dass in einem solchen Fall die Lastschalter ausgeschaltet werden mussten. Im Betrieb liefen die Ventilatoren jedoch dauernd. Damit der Lärm in den Bahnhöfen trotzdem reduziert werden konnte, wurden die Ventilatoren so angeschlossen, dass sie eine Funktion „schwach“ und eine Funktion „Stark“ hatten. Fuhr der Triebwagen langsamer, als ca. 30 km/h oder stand still, liefen die Ventilatoren nur auf der Stufe schwach. Damit wurde wesentlich weniger Lärm erzeugt und die Triebwagen galten als relativ leise Fahrzeuge. Auch die Ölpumpe, welche das Öl des Transformators zum Ölkühler beförderte, war über einen eigenen Lastschalter angeschlossen worden. Auf die Lösung mit der Kombination mit dem Ventilator zum Ölkühler verzichtete man hingegen. Dabei wurde die Funktion der Ölpumpe, wie jene der Ventilatoren, durch die Fahrzeugsteuerung überwacht. Daher war sie für den Betrieb ebenso wichtig, wie die Ventilation der Fahrmotoren und des Transformators. Als weiterer motorischer Verbraucher der Hilfsbetriebe galt der Kompressor, der unter dem Fahrzeug montiert wurde. Er war mit einer Sicherung an den Hilfsbetrieben angeschlossen worden und konnte mit einem Schütz geschaltet werden. Hier musste man jedoch einen elektromagnetischen Schützen verwenden, da die bei Hüpfern benötigte Druckluft ja zuerst vom Kompressor erzeugt werden musste. Somit hätte mit einem Hüpfer keine Druckluft erzeugt werden können. Einige Verbraucher waren im Führerstand anzutreffen. So wurde die Anzeige der Fahrleitungsspannung ab den Hilfsbetrieben versorgt. Somit war diese Anzeige jedoch nur vorhanden, wenn der Triebwagen eingeschaltet war. Diese Lösung hatte man bei den schweizerischen Bundesbahnen SBB nach mehreren Versuchen mit anderen Einrichtungen, als einzig praktikable Lösung angesehen. Die Lösung mit Spannungswandlern vor dem Hauptschalter kam erst viele Jahre später und wurde beim RBe 4/4 nie umgesetzt. Auch die Heizungen im Führerraum waren im Gegensatz zu den Fahrgasträumen über die Hilfsbetriebe angeschlossen worden. So konnte der Lokführer seinen Arbeitsplatz unabhängig von der Zugsheizung erwärmen. Besonders die Fensterheizung war daher auch im Sommer wichtig, wo anfänglich die Zugsheizung nicht eingeschaltet war. Daher griff man hier zur Lösung, die man auch bei Lokomotiven verwendete. Dabei galten jedoch für den Lokführer in etwa die gleichen Komfortansprüche, wie in den Abteilen. Das führte dazu, dass besonders im Winter spezielle Weisungen erstellt werden mussten. So galt es beim Triebwagen die Türen zum Führerraum und zu den Abteilen zu öffnen. Damit konnte die warme Luft aus dem Abteil auch in den Führerstand gelangen. War das Triebfahrzeug eingeschaltet abgestellt, musste der Lokführer dafür sorgen, dass auch der Führerraum warm wurde. Er ging somit genauso vor, wie bei Lokomotiven. Abschliessen wollen wir die Hilfsbetriebe und somit die elektrische Ausrüstung mit der Batterieladung. Bisher verwendete man hier eine Umformergruppe. Beim Triebwagen wurde jedoch ein neuer Weg beschritten und die Batterieladung neu mit einem Batterieladegerät bewerkstelligt. Dabei war die Batterieladung dauernd an den Hilfsbetrieben angeschlossen und konnte vom Lokomotivpersonal nicht geschaltet werden.
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