Steuerung der Lokomotive

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Kommen wir zur Steuerung der Lokomotive und damit zu jenem Stromkreis, der unabhängig von den anderen Stromkreisen arbeiten musste. Schliesslich muss die Steuerung auch funktionieren, wenn die Spannung der Fahrleitung ausgefallen war. Das kann im Betrieb der Fall sein, aber auch schlicht und einfach, weil die Lokomotive noch nicht eingeschaltet wurde. Ich brauche daher bereits Steuerstrom zum Einschalten.

Wie bei allen Lokomotiven wurden dazu unter dem Kasten montierte Batterien vorgesehen. Diese Batterien lieferten die notwenigen Ströme über eine gewisse Dauer. In dieser Zeit musste die Maschine jedoch in Betrieb genommen werden. Erst danach wurde die Steuerung von der Lokomotive selber mit Energie versorgt. Trotzdem müssen wir die Batterien der Lokomotive genauer ansehen, denn an ihnen hing letztlich die Funktion der Lokomotive.

Man verwendete Bleibatterien mit einer Kapazität von 165 Ah. Die dabei massgebende Spannung betrug 52 Volt. Damit war die Batterie jedoch von der Spannung her schon viel höher, als die bisherigen Fahrzeuge der Schweiz, die mit 36 Volt arbeiteten.

Zudem entsprachen die 52 Volt nicht einmal dem doppelten Wert. Bei den Maschinen wurden diese speziellen Batterien jedoch so geschaltet, dass letztlich Spannungen zwi-schen 100 und 110 Volt vorhanden waren.

Besondere Herausforderung war dabei der hohe Stromverbrauch der elektronischen Komponenten, die auf der Lokomotive eingebaut wurden. Diese sorgten dafür, dass mit der Batterie trotz deren recht hohen Kapazität nur über eine Zeitspannung von zehn bis 15 Minuten gearbeitet werden konnte. Danach waren die Batterien jedoch so schwach, dass die Inbetriebnahme der Lokomotive nicht mehr sicher gelingen konnte.

Es versteht sich, dass man so wichtige Baugruppen, wie die Batterien optimal versorgt. Daher waren dazu auf der Lokomotive die entsprechenden Ladegeräte vorhanden. Diese übernahmen sowohl die Ladung der Batterien, als auch die Versorgung der Steuerung.

Damit haben wir bereits eine optimale Lösung für den regulären Betrieb gefunden. Trotzdem kann es aber sein, dass die Batterien geladen werden mussten, ohne dass man die Lokomotive einschalten konnte.

Die Batterien konnten auch ab einer externen Quelle geladen werden. Dazu waren an den Seiten unter dem Kasten die entsprechenden Steckdosen angebracht worden. Dort konnte man letztlich ein Kabel anschliessen, das die Spannung von 230 Volt und 50 Hz lieferte. Solche Kabel stecken Sie in jede Steckdose, so dass die entsprechenden Quellen auch in den Bahnhöfen vorhanden waren. Das notwenige Kabel wurde auf der Lokomotive mitgeführt.

Ab der externen Quelle konnten nur die Batterien geladen werden. Eine Versorgung der Steuerung wurde ausgeschlossen. So sicherte man, dass die Lokomotive mit eingestecktem Kabel bewegt werden konnte. Die Lösung mit der Versorgung der Hilfsbetriebe, wie es sie in den Depots der Schweiz gab, benötigte man nicht mehr. Eine normale Steckdose im Gebäude reichte zu Ladung der Batterien aus. Dank Adapter auf der Lokomotive funktionierte das sogar international.

Moderne Steuerungen auf Lokomotiven basieren auf Computer. Diese Geräte, die mittlerweile überall zur Steuerung von Funktionen genutzt werden, hatten auch den Weg auf die Lokomotiven gefunden. Dabei kamen anfänglich noch spezielle Programme zur Anwendung. Bei den hier beschriebenen Maschinen verwendete man jedoch ein handelsübliches Betriebssystem. Linux ist dabei ein System, dessen Software kostenlos genutzt werden kann.

Die Computer der Steuerung versorgten ein Netzwerk mit den Informationen. Dieses auf der Lokomotive verwendete Netzwerk, das durchaus mit den Technologien des uns bekannten Internets verglichen werden konnte, wurde für den Fahrzeugdatenbus genutzt. Dieser Fahrzeugdatenbus versorgte alle Baugruppen mit den erforderlichen Informationen und diese meldeten ihren Schaltzustand wieder an den Fahrzeugrechner zurück.

Bei mit Fahrzeugrechner gesteuerten Maschinen ist ein Diagnosesystem ein wichtiger Bestandteil. Das Bedienpersonal konnte schlicht nicht mehr in alle Baugruppen sehen. Ein Thyristor oder Transistor, der nicht mehr richtig funktioniert, kann nicht mit Hammer und Meissel gelöst werden. Bei einem Hüpfer funktionierte diese Lösung natürlich sehr gut. Das hatte auch zur Folge, dass die entsprechenden Werkzeuge nicht mehr vorhanden waren.

Die Diagnose auf den Lokomotiven erfasst dabei die aufgetretene Störung. Sie setzte unverzüglich die Schutzmassnahmen in Gang. Das konnte sein, dass die Lokomotive ausgeschaltet wurde.  Gleichzeitig wurde eine Störmeldung durch das System erstellt und an das Bedienpersonal ausgegeben. Dabei erfolgte neben einer akustischen Information auch eine Textmeldung. Diese enthielt Massnahmen zur Behebung der Störung.

Speziell war, dass man hier auf die Behebung der Störung durch das Personal setzte. Im Vergleich dazu soll die Re 460 erwähnt werden, die mit einfachen Handlungen im Führerstand repariert werden konnte.

Die Lösung von Bombardier erlaubte jedoch dif-ferenzierte Meldungen und Handlungen, die zur Eingrenzung benutzt werden konnten. Ein Stromrichter konnte vielleicht noch genutzt werden, aber eben nicht mehr normal.

Wurde die Störung soweit es ging behoben, lieferte die Diagnose die entsprechenden Einschränkungen, die auf der weiteren Fahrt beachtet werden mussten. Zur Erinnerung über die Störung wurde diese am Bildschirm angezeigt.

Die Reparatur erfolgte jedoch in einer Werkstätte, das Fahrpersonal hatte auch nur die Informationen, die zur weiteren Fahrt benötigt wurden. Im Depot gab es andere Lösungen.

So wurde die Lokomotive in einem Depot mit einem Rechner verbunden. Dort konnten die vorhandenen Störungen abgerufen werden. So erkannte das Personal in den Werkstätten einen Schaden im Detail und konnte so die korrekten Massnahmen ergreifen. Dank einer Datenübermittlung mit GSM und GPS an den Hersteller, war sogar telefonischer Support kein Fremdwort mehr. Man hätte daher durchaus auch eine Hotline einrichten können.

Damit haben wir die grundlegende Steuerung der Lokomotive bereits abgeschlossen. Die weiteren Informationen zur effektiven Steuerung durch das Personal erfolgen im Abschnitt „Bedienung der Lokomotive“. Jedoch gab es auch Einrichtungen die vorhanden waren, die klar der Steuerung zugeschlagen wurden, denn das Personal hatte diese letztlich nur noch zu bedienen, oder konnte in gewissen Bereichen gar keinen Einfluss nehmen.

Zu diesen Einrichtungen gehören natürlich die auf den Lokomotiven installierten Zugsicherungen. Dabei hatten die hier vorgestellten Lokomotiven nicht die gleiche Ausrüstung erhalten. Das spiegelte sich im Länderraster wieder. Die Zeiten, wo Lokomotiven ohne Zugsicherung in einem Land verkehren durften, sind vorbei. Vielmehr benötigen die Maschinen eine Vielzahl von Einrichtungen. Die folgende Tabelle soll die Länderpakete kurz aufzeigen.

Baureihe

Nummern

CH

D

I

A

Re 482 000 – 034 X X    
Re 482 034 – 049 X X   X
Re 484 001 – 021 X   X  
Re 485 001 – 020 X X   X 1)
Re 486 501 – 510 X X X X

1) Teilweise mit Österreichpaket

Sie sehen, dass letztlich vier Länderpakete vorhanden waren. Davon gab es im Bereich der Zugsicherungen jedoch nur drei Länder zu beachten. Das Länderpaket Österreich hatte dabei die Zugsicherungen aus Deutschland. Es hatte jedoch einen Einfluss auf die im Länderpaket Schweiz verwendeten Systeme. Sie sehen, es gab Einflüsse, die beachtet werden mussten. Wir sehen und nun die Zugsicherungen der Pakete genauer an.

Schweiz: Da alle hier vorgestellten Lokomotiven in der Schweiz verkehren konnten, waren natürlich die in der Schweiz vorhandenen Zugsicherungen auf der Maschine vorhanden. Im Länderpaket Schweiz waren daher die Systeme Integra-Signum und ZUB 262ct vorhanden. Diese wurden auf den konventionellen Strecken in der Schweiz benötigt. Das in der Schweiz ebenfalls benötigte ETCS wird separat vorgestellt werden.

Bei Integra-Signum konnte die Lokomotive die notwenigen Signale mit einem in der Mitte des Drehgestells vorhandenen Magneten anstossen. Dieser Magnet konnte durchaus als permanenter Magnet ausgeführt sein.

Jedoch waren die Lokomotiven so nicht für Österreich zugelassen, so dass bei den Lokomotiven mit dieser Zulassung ein schaltbarer Magnet eingebaut wurde. Auf die Zugsicherung in der Schweiz hatte das jedoch keinen Einfluss.

Integra-Signum war in der Lage die üblichen Meldungen zu vermitteln. Dabei erfolgte mit einem Dauerton und einer gelben Anzeige die Information der Warnung.

Wurde diese nicht betätigt, erfolgte eine Zwangsbremsung. Diese wurde unvermittelt ausgelöst, wenn die Lokomotive unrechtmässig an einem roten Signal vorbei gefahren war. Dabei sprach die Zugsicherung mit der Haltauswertung an. Diese konnte jedoch nur noch im Maschinenraum zurück gestellt werden.

Ein Nachteil von Integra-Signum war, dass es nur punktförmige Informationen übermittelte. Die Haltauswertung der Signale musste zudem mit einer speziellen im Rangierbetrieb verwendeten Taste umgangen werden.

Dabei darf nicht vergessen werden, dass dieses System beinahe 70 Jahre alt war und immer noch verwendet wurde. Trotzdem strebte man in der Schweiz schon seit Jahren eine Umstellung auf andere Systeme an.

Die Bemühungen in der Schweiz sorgten dafür, dass den Lokomotiven auch ZUB 121 eingebaut werden musste. Dieses System wurde für Fahrzeuge jedoch nicht mehr angeboten. Vielmehr kam eine weiter entwickelte, aber mit dem ursprünglichen System kombinierbare Lösung zu Anwendung. Diese Lösung nannte sich ZUB 262ct und war auf den hier vorgestellten Maschinen eingebaut worden. Dabei wurden längst nicht alle möglichen Funktionen der Erweiterungen genutzt.

ZUB 121 diente in der Schweiz nur zur Überwachung von Bremskurven oder von einschränkenden Geschwindigkeiten. Daneben wurde mit diesem System lediglich die Höchstgeschwindigkeit des Zuges kontrolliert. Fehlerhafte Eingaben wurden nicht kontrolliert. Trotzdem war das System in den meisten hier vorgestellten Lösungen im Vorteil. Für das System ZUB 262ct sprachen auch die Erweiterung ETM und die damit verbundenen Balisen.

ETM und somit die Datenübertragung ab Balisen war nur bei den Lokomotiven vorhanden, die keine Ausrüstung für ETCS Level 2 hatten. Das waren bei der Ablieferung alle mit Ausnahme der Re 486. Mit Hilfe von ETM konnten die Informationen von Euro-Signum und Euro-ZUB ebenfalls ausgewertet werden. Die Lokomotive war somit auf einem aktuellen Stand. Bei Ablieferung natürlich vom Besteller so verlangt.

Deutschland/Österreich: Kommen wir zu den nördlichen und östlichen Nachbarn der Schweiz. Im entsprechenden Länderpaket waren die Zugsicherungssysteme PZB und LZB mit CIR-ELKE vorhanden. Damit konnten die Lokomotiven mit Ausnahme der Baureihe Re 484 auch in Deutschland ohne Einschränkungen befahren. Für Österreich musste die Zugsicherung der Schweiz jedoch mit einem schaltbaren Magneten ausgerüstet werden.

Die punktförmige PZB konnte mit der in der Schweiz verwendeten Zugsicherung Integra-Signum verglichen werden. Die PZB wurde dabei jedoch mit Bremskurven nach ZUB 121 versehen und konnte so die Bremsung auf ein Halt zeigendes Signal besser kontrollieren. Trotzdem war auch dieses System nicht mehr auf dem aktuellen Stand der Technik und bereits veraltet, als die ersten Lokomotiven dieser Baureihe gebaut wurden.

Die LZB wird landläufig mit den Triebzügen ICE und damit mit den schnellen Zügen in Verbindung gebracht. Jedoch wurde die LZB auch auf anderen Strecken zur Steigerung der Leistung verwendet. Dazu gehört die von Basel ausgehende Strecke. Die Erweiterung der LZB war mit CIR-ELKE auch auf den Lokomotiven vorhanden, so dass eine aktuelle Ausrüstung mit Zugsicherungssystemen auch in Deutschland vorhanden war.

Italien: Das letzte System, das wir uns schnell ansehen wollen, ist Italien. Es wurde auf den Lokomotiven der Baureihen Re 484 und Re 486 eingebaut. Auch in Italien wurden die aktuellen Zugsicherungssysteme mit den notwenigen Erweiterungen eingebaut. Dazu musste in den betreffenden Lokomotiven sogar eine eigene Bedienung eingebaut werden. Wie diese ausgeführt wurde, erfahren Sie im Teil „Bedienung der Lokomotive“.

Speziell erwähnen will ich in Italien die Tatsache, dass die vorhandenen Zugsicherungen beim Führerstand angeschrieben werden mussten. Das erfolgte mit speziellen Symbolen. Je nach System waren mehr oder weniger Symbole vorhanden. Die Zugsicherungen für Italien werde ich jedoch nicht weiter vorstellen, da deren Funktion in den Grundzügen den bereits vorgestellten Systemen entsprach.

ETCS Level 2: Die Einrichtung ETCS Level 2 kann eigentlich nicht mehr als reine Zugsicherung angesehen werden. Mit Ausnahme der Lokomotive Re 486 war ETCS bei Ablieferung bei den anderen Lokomotiven nicht vorhanden. Das war jedoch kein Problem der Lokomotiven, sondern gehörte eher zum Punkt, dass dieses System bei Ablieferung in Einsatzgebiet nicht vorhanden war. Weiter auf diese Führerstandssignalisation eingehen werde ich hier jedoch nicht mehr.

Der Wechsel der einzelnen Länderpakete erfolgte im Stillstand und durch das Bedienpersonal. Dabei musste der Stromabnehmer gesenkt und die pneumatische Bremse abgesperrt werden.

Erst danach konnte mit dem Systemwechsel begonnen werden. Der Lokführer wählte am Display einfach das gewünschte Länderpaket aus und der Fahrzeugrechner übernahm die restlichen Aufgaben. Dazu gehörten die korrekten Schaltungen und die Aktivierung des Länder-paketes.

Durch die weitere Entwicklung der Software, war es bei der Lokomotive Re 486 theoretisch erstmals auch möglich geworden ein Wechsel des Länderpaketes bei rollendem Fahrzeug durchzuführen.

Dabei funktionierte der Wechsel auch auf einer ferngesteuerten Lokomotive, die mit dem gleichen Paket der Software ausgerüstet war. Eine Nachrüstung der anderen Bauarten, war bei Ablieferung der Re 486 bereits vorgesehen.

Bei modernen Lokomotiven ist es schon fast selbstverständlich, dass eine Vielfachsteuerung vorhanden ist. Selbst die Möglichkeit Maschinen in Pendelzügen, oder wie es in Deutschland heisst, in Wendezügen einzusetzen ist eine Forderung, die allgegenwärtig vorhanden ist. Da machten die Bahngesellschaften der hier vorgestellten Triebfahrzeuge keine Ausnahme. Doch dabei waren die Lokomotiven etwas eigen.

Die Maschinen dieser Baureihen verfügten über die Möglichkeit mehrere Fahrzeuge ab einem einzigen Führerstand zu bedienen. Diese Steuerung wurde als Mehrfachtraktionssteuerung ZMS bezeichnet und sie lies die Verbindung von bis zu vier Maschinen zu. Eine spezielle Stellung des Umschalters liess auch die Doppeltraktion mit Hilfe von ZDS zu. Diese war jedoch nur als Rückfallebene vorhanden.

Mit Hilfe eines Schalters musste die Lokomotive für den Vielfachsteuerbetrieb umgestellt werden. Dabei wurde mit dem Schalter schlicht nur der Zugdatenbus zugeschaltet.

Damit wurden nun auch Daten über die UIC-Leitung übertragen. So musste für die Einrichtung nur umgeschaltet und das UIC-Kabel gekuppelt werden.

Dazu mussten lediglich die Führerstände deaktiviert ein. Man konnte die Leitungen bei eingeschalteten Lokomotiven kup-peln.

Es war zudem eine Fernsteuerung der Maschinen ab Steuerwagen möglich. Diese mit ZWS bezeichnete Stellung wurde jedoch im Güterverkehr nicht verwendet.

Es war eine Funktion, die daran erinnerte, dass die Lokomotiven der Bauarten TRAXX eigentlich übliche Uni-versallokomotiven waren.

So war natürlich auch ein Betrieb ab Steuerwagen kein Problem. Die Steuer-ung war dazu vorbereit und so fehlten lediglich die passenden Steuerwagen.

Es war nicht möglich die Vielfachsteuerungen dieser Lokomotiven mit anderen Maschinen von SBB Cargo oder von der BLS AG elektrisch zu kombinieren. Die Vielfachsteuerung war jedoch auch möglich, wenn zwischen den Lokomotiven ein Fahrzeug mit UIC-Leitung vorhanden war. Die Signale wurden einfach durch das geschleppte Fahrzeug hindurch geleitet und so die Vielfachsteuerung baugleicher Lokomotiven ermöglicht.

Zum Abschluss der Steuerung kommen wir zu den Lokomotiven, die auch nach Italien verkehren konnten. Die erhöhten Brandschutzanforderungen für Italien machten den Einbau einer Feuerlöschanlage auf diesen Lokomotiven unumgänglich. Sie war sogar in den Bestimmungen über die Zulassung vorhanden. Letztlich eine Forderung, die nicht so schlecht war, denn ein Brand führte schon oft dazu, dass die wertvolle Lokomotive verloren war.

Diese Anlage war daher auch für den Betrieb in den Basistunnels der Alpen vorteilhaft und minimierte das Risiko eines Brandes der Lokomotive. Bedingt durch die hohen Umweltschutzvorschriften in Europa und aus Gewichts- und Platzgründen wurde eine Hochdruckwassernebel-Löschanlage ausgewählt. Ausgelöst wurde sie durch die in der Lokomotive vorhandene Brandmelder. Diese Brandmelder waren auch bei den anderen Lokomotiven vorhanden.

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