Traktionsstromkreis

Letzte

Navigation durch das Thema

Nächste

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 Erdung auf das Gleis aber den geschlossenen Stromkreis erhalten und es wurde elektrische Energie auf das Fahrzeug übertragen. Diese wurde von den einzelnen Verbrauchern genutzt.

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. Um diese hier jedoch einsetzen zu können, musste ein Luftdruck vorhanden sein, der unabhängig von der Arbeit des Kompressors war. Dazu wurde an dem Luftbehälter eine zweite als Apparateleitung bezeichnete Leitung abgenommen. Der hier maximal vorhandene Luftdruck betrug sechs bar.

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.

 

Letzte

Navigation durch das Thema

Nächste
Home SBB - Lokomotiven BLS - Lokomotiven Kontakt

Copyright 2022 by Bruno Lämmli Lupfig: Alle Rechte vorbehalten