Traktionsstromkreis |
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Boten die beiden
Triebwagen
bisher keine grossen Erkenntnisse, sollte sich das mit der elektrischen
Ausrüstung auch nicht ändern. Bei der Baureihe CFe 2/6 fehlte es schlicht
am Mut, etwas zu verändern. Das von der BLS-Gruppe
ausgearbeitete und an die Hersteller abgegebene
Pflichtenheft
war so genau umschrieben worden, dass niemand auch nur eine Baugruppe
verändern wollte. Das galt eigentlich auch für die Maschinenfabrik
Oerlikon MFO. Die Triebwagen wurden für eine Fahrleitungsspannung von 15 000 Volt gebaut. Dabei besass der Wechselstrom eine Frequenz von 16 2/3 Hertz. Es war längst klar, dass in der Schweiz kaum mehr andere Systeme verbaut wurden.
Gerade durch die
Tatsache, dass die Schweizerischen Bundes-bahnen SBB und somit die
Staatsbahnen
auch dieses
Stromsystem
verwendeten, wurde diese Erkenntnis gefestigt. Trotzdem musste es erwähnt
werden.
Für die elektrische
Ausrüstung wurden die Maschinen der Baureihe
Ce 4/6 und dort die
Nummern 301 bis 307 genommen. Obwohl bereits bei vergleichbarer Grösse die
Fahrmotoren
mehr
Leistung
abgeben konnten, wurde hier darauf verzichtet. Hier kann wirklich gesagt
werden, dass es sich beim
Triebwagen
CFe 2/6 um eine halbe
Lokomotive
der Reihe
Ce 4/6 handelte. Da wir
vollständig sein wollen, werden wir uns den Teil trotzdem ansehen.
Tun wir so, als
hätten wir noch nichts von der
Lokomotive
der Baureihe
Ce 4/6 gehört. Daher
beginnen wir auch jetzt wieder auf dem Dach. Die
Spannung
aus der
Fahrleitung
musste auch jetzt auf das Fahrzeug übertragen werden. Damals wurden zur
sicheren Übertragung zwei
Stromabnehmer
benötigt. Diese konnten nicht frei auf dem Dach angeordnet werden. Ideal
waren die Positionen über Bereichen mit einem festen
Radstand.
Der kurze Kasten des
Triebkopfes
reichte dazu schlicht nicht aus. Zwar waren erste Ideen von neuen Lösungen
für einen
Stromabnehmer
vorhanden, aber die kamen hier nicht zur Anwendung. Daher musste die
elektrische Dachausrüstung auch auf den Wagen ausgedehnt werden. So war
eine ausreichende Distanz zwischen den beiden Bügeln vorhanden. Diese
Distanz war ein wichtiger Punkt, der nötig war, weil beide Stromabnehmer
gehoben wurden. Verbaut wurden Scherenstromabnehmer nach dem Muster der MFO. Diese kamen schon bei der Baureihe Ce 4/6 zur Anwendung und hatten sich dort bewährt.
Um diese zu heben,
musste mit der Hilfe von
Druckluft
die Kraft einer
Senk-feder
aufgehoben werden. Dadurch konnte die ebenfalls vorhandene
Hubfeder
ihre Kraft ausüben. Der Bügel wurde dadurch gehoben und das erfolgte, bis
er vollständig durchgestreckt war. Im Normalfall befand sich jedoch über dem Fahrzeug eine Fahrleitung. Den Kontakt mit dieser wurde mit einer einfachen Schleifleiste aus Aluminium hergestellt.
Das
Schleifstück
enthielt auch die beiden
Notlaufhörner
und stand senkreckt über dem Bügel. Wegen der Kraft, die von der
Hubfeder
ausgeführt wurde, hatte diese
Schleifleiste einen sicheren Kontakt mit dem
Fahrdraht.
Trotzdem mussten beide
Stromabnehmer
gehoben werden.
Wollte man den Bügel
wieder senken, musste die
Druckluft
im
Zylinder
entfernt werden. Da dieser Druckabfall schlagartig erfolgte, riss die
Senkfeder
mit Hilfe des Unterdruckes die
Schleifleiste vom
Fahrdraht
und senkte anschliessend den Bügel gegen die Kraft der
Hubfeder.
Da die Senkfeder eine leicht höhere Kraft hatte, wurde der
Stromabnehmer
auch in der Tieflage gehalten. Das Fahrzeug erreichte nun eine Höhe von
4 410 mm.
Um die so auf das Fahrzeug
übertragene
Fahrleitungsspannung zu nutzen, mussten die beiden
Stromabnehmer verbunden
werden. Dazu wurde auf dem Dach beider Teile eine
Dachleitung verbaut.
Diese Leitung verlief auf der Seite über die ganze Länge des
Triebwagens.
Das war notwendig, weil auf beiden Teilen in der Mitte der dazu
beanspruchte Platz fehlte. Beim
Triebkopf
war der Stromabnehmer im Weg und
beim Wagen die Deckenlüfter. Abgestützt wurde diese Dachleitung mit einfachen Isolatoren. Dabei konnte sie bei den Stromabnehmern getrennt werden. Das war nötig, wenn dieses Teil gewechselt werden musste.
Bei der auf dem Wagen verlaufenden Leitung, war noch eine
Litze vorhanden. Diese
Verbindung war eingebaut worden, weil die
Dachleitung über die
Trennstelle bei der
Kurzkupplung geführt werden musste. Schaltungen waren
in dieser Leitung nicht vor-handen. Die Litze zwischen den beiden Fahrzeugen konnte leicht gelöst werden. So war es ohne grosse Probleme möglich, den Wagen in einer Werkstatt abzukuppeln. Das war notwendig, weil bei einer Lokomotive und bei einem Wagen andere Interwalle gelten.
Zudem
waren die Werkstätten dieser beiden Teilen oft aufgeteilt worden. Der
Steuer-wagen konnte in dem Fall auf der Seite des
Führerstandes ohne
Problem geschleppt werden.
Mit der
Dachleitung und deren
Ende haben wir die
Spannung
vom Wagen auf den
Triebkopf übertragen. Damit
können wir den Wagen bereits abschliessen, denn dieser hatte mit der
elektrischen Traktion nichts mehr zu schaffen. Damit beschränken auch wir
uns auf den Triebteil und dort musste die hohe
Fahrleitungsspannung mit einem Schalter
sicher getrennt werden. Besonders bei hohen
Strömen war das mit den
Stromabnehmern nicht möglich.
Bevor die
Spannung
jedoch dem
Schalter zugeführt werden konnte, mussten die beiden
Dachleitungen
verbunden werden. Das erfolgte über zwei Trenner, die vom
Maschinenraum
aus bedient werden konnten. So konnte jede Leitung elektrisch abgetrennt
werden. Ein wichtiger Punkt, der besonders bei Störungen sehr wichtig war.
Im Notfall konnte mit einem der beiden
Stromabnehmer die Fahrt noch bis zu
einem
Bahnhof erfolgen. Beide nun verbundenen Dachleitungen wurden danach mit dem Hauptschalter und dem Erdungsschalter verbunden. Eine Blitzschutzspule gab es jedoch, wie bei der Baureihe Ce 4/6, auch hier nicht.
Gerade die als Muster dienende
Lokomotive hatte
gezeigt, dass die Wirkung solcher
Wicklungen nicht immer aus-reichte. Zudem war
die Anzahl der Blitzschläge zu selten. Hier kam noch hinzu, dass dazu kaum
Platz vorhanden war. Während der Erdungsschalter dazu vorgesehen war, die komplette elektrische Ausrüstung gegen Erde zu schalten, hatte der Hauptschalter ein andere Aufgabe.
Mit diesem
Fernschalter sollte das Fahrzeug und damit die Traktion sicher von der
Fahrleitung getrennt werden. So einfach war das nicht, denn die hohe
Spannung
bot einige Gefahren. Insbesondere wenn der Schalter geöffnet
wur-de, entstand ein kräftiger
Lichtbogen. Gerade dieser Lichtbogen musste man verhindern. Daher wurden die Kontakte des Hauptschalters in einem Ölbad montiert. Dieses spezielle und nicht leitende Öl löschte den Lichtbogen.
Wegen dieser Füllung sprach man bei diesem Schalter von einem
Ölhauptschalter. Das hier verbaute Modell hatte sich schon bei anderen
Baureihen bewährt und kam insbe-sondere bei der Reihe
Ce 4/6
zum Einbau.
Auch hier wurde das
Pflichtenheft umgesetzt.
Für die Schaltung wurde
Druckluft benötigt. Diese schloss die Kontakte und die
Verbindung war
vorhanden. Wurde die Luft wieder entfernt, schaltete der Schalter aus und
im Bereich der Kontakte entstand der
Lichtbogen, der gelöscht wurde. War
dieser Effekt jedoch zu stark, konnte das
Öl
zu sehr erhitzt werden. Dabei
einstand Ölgas. Dieses wiederum war brennbar und daher wurden die
maximalen
Ströme durch die Steuerung beschränkt. Die beengten Platzverhältnisse und die Einhaltung der Achs-lasten führten nach dem Hauptschalter zu einer weiteren Dachleitung. Diese verlief nur auf dem Triebteil und nutze dabei die andere Seite.
Damit war das Dach jedoch
ausgefüllt und der weitere Teil der elektrischen Ausrüstung musste sich im
Maschinenraum befinden. Dazu wurde die hohe
Fahrleitungsspannung mit einer
Dachdurchführung im Bereich des
Führerstandes ein-geleitet. Das Ziel der Leitung war der hier eingebaute Transfor-mator. Dieser wurde jedoch nicht von der Baureihe Ce 4/6 übernommen. Da eine geringere Traktionsleistung verlangt wurde, konnte dieser Wandler angepasst werden.
So konnte auch Gewicht gespart
werden. Trotzdem blieb das Bauteil schwer, so dass die Abstützung über die
vordere
Triebachse und die sich in diesem Bereich befindliche
Lauf-achse
erfolgte. Im Gehäuse des Transformators wurde die Spannung der Wicklung zugeführt. Diese war in Sparschaltung ausgeführt worden und hatte alle benötigten Anzapfungen erhalten.
Eine
Bauweise, die das Gewicht des Bauteils deutlich ver-ringerte. Jedoch
mussten die
Isolationen der Leitungen verstärkt werden. Bei den hier
vorgestellten
Triebwagen war jedoch nur so die verlangte
Leistung möglich.
Der Grund ist simpel, der
Transformator hatte nicht das halbe Gewicht.
Auf der Erdungsseite wurde
die
Wicklung mit den
Erdungsbürsten und so mit den
Achsen verbunden. Diese
waren jedoch nicht nur an den
Triebachsem vorhanden. Um einen sicheren
Kontakt zu bekommen, mussten mehr als zwei Bürsten verwendet werden. Wir
haben mit der
Wir wollen uns nun dem wichtigsten Verbraucher annehmen. Bei einer Loko-motive, aber auch bei einem Triebwagen ist das die Traktion. Ohne diese hätten wir einfach etwas komische Wagen.
Die meisten in der
Wicklung vorhandenen
Anzapfungen wurden
daher für die Regelung des
Fahrmotors genutzt. Diesen Teil wollen wir uns
jetzt ansehen. Sie müssen einfach bedenken, dass wir später wieder an
diesen Punkt zurückkehren werden. Bei der Regelung der Zugkraft müssen wir kurz das Pflichtenheft bemühen. Dieses sah vor, dass an wichtigen Orten Bauteile verwendet werden, die es innerhalb der BLS-Gruppe bereits gab.
Als Muster diente die Baureihe
Ce
4/6. Das haben wir schon
oft bestätigt bekom-men. Der beim Muster verwendete
Stufenschalter war
jedoch für den
Triebwagen zu gross und auch zu schwer. Das hätte zu
Problemen mit den
Achslasten geführt. Die beteiligten Stellen hatten erkannt, dass der Stufenschalter zu langsam war. Bei einem Triebwagen, der im Nahverkehr seine Arbeit verrichtete, war das aber hinderlich.
Deshalb wurden hier die klaren Vorgaben der BLS-Gruppe mit
deren Zustimmung angepasst. Daher lohnt es sich wirklich, wenn wir die
neuen Lösungen ansehen, denn diese sollte gerade bei der BLS-Gruppe eine
erfolgreiche Karriere an den Tag legen. Von den Anzapfungen des Transformators wurden insgesamt zwölf Stück für die Traktion genutzt. Diese wurden mit elektropneumatisch betriebenen Hüpfern verbunden. Diese Schalter wurden mit Druckluft betrieben und sie konnten auch hohe Ströme sicher schalten. Dazu wurde der Lichtbogen einfach in einem Kamin gelöscht.
Aufmerksame Leser haben sicherlich festgestellt, dass hier
deutlich mehr
Druckluft benötigt wurde. Auch wenn die Hüpfer sehr schnelle Schalter waren, sie konnten die Spannung für den Fahrmotor nicht ohne Unterbruch erhöhen. Der Grund war, dass dabei immer zwei Anzapfungen verbunden werden mussten.
Das hätte zu einem
Kurzschluss im
Transformator geführt. Dieser musste jedoch begrenzt, beziehungsweise
verhindert werden. Daher konnten die
Hüpfer
nicht direkt mit dem
Fahrmotor
ver-bunden werden. Damit eine Regelung der Spannung ohne Unterbruch erfolgen konnte, mussten die einzelnen Anzapfungen mit Überschaltdros-selspulen verbunden werden. Diese hatte die Aufgabe, die während der Schaltung auftretenden Kurzschlüsse zu beschrän-ken.
Dazu wurde jedoch ein zusätzlicher
Hüpfer
benötigt. Jedoch
müssen wir, damit wir die Wirkung dieser sehr einfachen Lösung verstehen,
anhand einer Schaltung den Anstieg bei der
Zugkraft genauer ansehen.
Die Schaltung einer
Fahrstufe
erfolgte in drei Schritten. Dazu wurde im ersten Schritt der zwölfte
Hüpfer geschlossen. Damit erfolgte zusätzlich ein Stromfluss über die
Drosselspule. Dabei beschränkte die
Spule den entstehenden
Kurzschluss
zwischen den
Anzapfungen. Der
Fahrmotor erhielt somit die Energie ab
zwei Abgriffen am
Transformator. Da jedoch die Belastung dieser Drossel
hoch war, mussten die weiteren Schritte schnell erfolgen.
Der
Hüpfer der bisherigen
Fahrstufe wurde geöffnet und anschliessend jener der neuen Stufe
zugeschaltet. Der
Fahrmotor wurde nun sowohl über die Drossel, als auch
über die neue Stufe mit elektrischer Energie versorgt. Damit konnte mit
dem letzten und damit dritten Schritt der Hüpfer zwölf geöffnet werden.
Der Schaltvorgang war beendet. Bei jeder weiteren Fahrstufe wiederholten
sich die beschriebenen Schritte. Da nun der zwölfte Hüpfer keine eigene Fahrstufe anbieten konnte, waren nur die anderen Schalter die Stufenhüpfer. Die Hüpfersteuerung für den Trieb-wagen CFe 2/6 konnte daher total elf Stufen anbieten.
Eine scheinbar geringe Anzahl, die aber wegen der vorgesehenen
Höchstge-schwindigkeit von 65 km/h kein so grosses Problem ergab. Wer sich
mit den Modellen Ce 4/6 und
Fe 4/4 der Schweizerischen Bundesbahnen SBB
befasste, weiss, dass dort weniger Stufen vorhanden waren. Wir haben damit eine veränderliche Spannung erhalten, die ohne Ausfall geschaltet werden konnte. Eine weitere Veränderung fand jedoch nicht mehr statt, jedoch musste noch die Drehrichtung des Motors und damit indirekt die Fahrrichtung des Triebwagens verändert werden.
Für diesen Vorgang mussten
nur die
Spulen im
Fahrmotor,
genauer im
Rotor anders gruppiert werden. Eine Aufgabe, die von
einem
Wendeschalter über-nommen wurde. Dazu polte der Wendeschalter einfach die Wicklung des Wendepols gegenüber dem Rotor um und schon begann sich der Motor in die andere Richtung zu drehen. Ein einfacher Vorgang.
Weitere
Schaltmöglichkeiten, wie die benötigte
Gruppierung des Motors für die
Verwirklichung einer
elektrischen
Bremse, war nicht vorhanden. Daher
besassen diese
Triebwagen, wie die
Lokomotiven der Reihe
Ce
4/6, keine
solche
Bremse. War bisher kaum etwas von der Baureihe Ce 4/6 übernommen worden, änderte sich das beim verbauten Fahrmotor. Hier handelte es sich um genau das von der MFO für die Lokomotive gebaute Modell.
In Anbetracht, dass sonst kaum auf diese Punkte
geachtet wurde, stellt sich die Frage nach dem Warum. Bei der elektrischen
Ausrüstung waren die
Fahrmotoren immer wieder von Schäden befallen, daher
musste diese am
Lager vorhanden sein.
Verwendet wurde hier ein
zehnpoliger
Seriemotor. Dieser
Wechselstrom-motor war kompensiert worden
und er besass einen ohmschen Wende-polshunt. Der im
Maschinenraum verbaute
Motor konnte eine
Leistung von 379 kW oder 515 PS abgeben und verfügte
über eine
Anfahrzugkraft von
40 kN. Die
Leistungsgrenze wurde bei 36 km/h
erreicht und die jetzt noch am
Rad verfügbare
Zugkraft sank auf einen Wert von
29.4 kN
Das waren durchaus
bescheidene Werte, die mit neuen Motoren leicht übertroffen werden
konnten. Die Auswirkungen auf den
Triebwagen waren dramatisch. So konnte
in den Steigungen kaum mehr als ein oder zwei Wagen mitgegeben werden. Im
Vergleich zur
Lokomotive war das deutlich tiefer. Jedoch musste der
Motorwagen ja noch den eigenen Wagen mitziehen und das ging an der
Anhängelast weg.
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