Traktionsstromkreis

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Einen spannenden Punkt bot auch die elektrische Ausrüstung. In den Unterlagen war von einer Spannung von 15 000 Volt und 15 Hertz gesprochen worden. Das waren noch die Werte von der Versuchsstrecke zwischen Seebach und Wettingen, bei dem die AEG auch beteiligt gewesen war. Für die Versuche bei der BLS wurde die Frequenz leicht erhöht. Eine Massnahme, die den Aufbau der Maschinen in den Kraftwerken vereinfachte.

Die leicht höhere Frequenz von 16 2/3 Hertz konnte von der damaligen Technik ohne Umbauten umgesetzt werden. Wer nun aber meint, dass es dabei geblieben war, irrt sich. Die Lokomotive der AEG hatte eine komplett andere elektrische Ausrüstung erhalten, als wir kennen.

Dies begann schon beim Aufbau, der bei einer Störung nicht zum Totalausfall des Fahrzeuges führen sollte. Heute bezeichnet man solche Lösungen auch als Redundanz.

Die bisher immer wieder erwähnte Zweiteilung der Lokomotive wurde auch in diesem Teil weiter ver-folgt. An der Tatsache, dass es sich hier um zwei identische Hälften handelte, wurde auch beim elektri-schen Teil nichts mehr verändert.

Bei der nachfolgenden Betrachtung, kann man sich daher auch weiterhin nur die halbe Maschine ansehen. Jedoch werden Sie auch sehen, dass normalerweise beide Teile benötigt wurden.

Auch hier musste die Spannung aus der Fahrleitung auf das Dach der Lokomotive übertragen werden. Der dazu bei den anderen Modellen des Versuches verwendete Stromabnehmer stand dem Hersteller nicht zur Verfügung, da er einem Patent der anderen Firmen unterlag. Aus diesem Grund, war man gezwungen, die Abnahme der Spannung auf eine andere Art zu bewerkstelligen. Der Hersteller orientierte sich dabei beim Drehstrom.

Dort wurden Schleppbügel-Stromabnehmer verwendet. Diese erlaubten es bei den Maschinen für Stromabnehmer, die Abnahme der Spannung in der Fahrleitung weit entfernt zu ermöglichen. Im Bereich der Weichen war das wichtig. Hier war das Problem jedoch nicht so gross. Vielmehr fielen die Stromabnehmer auf, da sie sehr gut auf der Lokomotive zu erkennen waren. Es lohnt sich, wenn wir genauer hinsehen, denn üblich werden sollten die Bügel nicht.

Montiert wurde der Stromabnehmer auf dem Dach über dem Ma-schinenraum und somit sehr nahe beim Gelenk. Die beiden langen Holme wurde dabei seitlich am Kamin vorbei nach vorne geführt.

Ein Gelenk, oder eine Verbindung gab es jedoch nicht. Erst im Be-reich der Wippe war diese dann vorhanden. Dort war dann der spezielle Punkt zu finden, denn auch hier musste ja der Kontakt mit dem Fahrdraht hergestellt werden.

Das oben an den beiden Holmen montierte Schleifstück bestand aus Aluminium und es hatte die genormte Breite der Fahrleitung von 1 320 mm erhalten.

Dabei war dieses Bauteil in einer Wippe montiert worden. Die wurde mit Federn so gehalten, dass sie immer senkrecht nach oben stand. Damit war gesichert, dass nur dieser Teil mit der Fahrleitung in Kontakt kommen würde. Schliesslich sollten die Holme genug Abstand wahren.

Gehoben wurde der Schleppbügel-Stromabnehmer mit der Hilfe von Druckluft. Das Prinzip mit der Hub- und Senkfeder gab es daher auch hier. Spannender war jedoch das Verhalten des Bügels. Dieser hob sich, bis die Schleifleiste auf einen Widerstand traf. Fehlte dieser stand der Holm senkrecht nach oben und konnte nicht mehr gesenkt werden. Wenn jedoch der Kontakt erfolgt war, wurde die Wippe leicht gegen den Fahrdraht gepresst.

Damit wurde nun die Spannung übertragen. Jedoch veränderte sich die Situation in dem Moment, wo sich die Lokomotive bewegte. Durch die Reibung am Fahrdraht wurde die Wippe nach hinten gezogen. Damit wurde diese immer gezogen und die Federn verhinderten, dass es zur vollständigen Ablegung kam. Es war so ein sicherer Kontakt möglich. Trotzdem mussten auch bei dieser Lokomotive immer beide Stromabnehmer gehoben sein.

Diese beiden Schleppbügel gaben der komisch aussehenden Loko-motive noch den Rest. Wie gut diese Bügel funktionierten, soll hier nicht weiter verfolgt werden. Es war eine Versuchslokomotive und da gab es immer wieder spezielle Lösungen.

Die funktionierten oder versagten und man konnte sie weiter entwickeln. Von den Bahnen mit Drehstrom hatte man erste Er-fahrungen gesammelt und diese stimmten die Fachleute optimi-stisch.

Trotz dem scheinbar fehlenden Platz auf dem Dach gab es eine Dachleitung. Diese wurde über dem Faltenbalg mit einer lösbaren Verbindung versehen. So waren die beiden gehobenen Stromab-nehmer miteinander verbunden worden.

Es war daher auch hier eine sichere Abnahme der Spannung vor-handen. Die nun sich nun auf dem Dach befindliche Spannung aus der Fahrleitung musste weiter verarbeitet werden und daher wurde die Dachleitung zum Kamin geführt.

Im Kamin befand sich der Hauptschalter, der die weitere elektrische Ausrüstung sicher von der Spannung in der Fahrleitung trennte. Das hier verwendete Modell entsprach den anderen Lösungen. Die Kontakte waren in einem Ölbad eingelegt, so dass der Schaltfunke darin gelöscht werden konnte. Es war daher ein normaler Ölhauptschalter verbaut worden. Damals gab es keine anderen Schalter für die hohe Spannung von 15 000 Volt Wechselstrom.

Die Schaltung wurde mit Druckluft vorgenommen. Dabei bestand das Problem, dass bei einer zu hohen Belastung das gefährliche Ölgas entstehen konnte. Dieses war brennbar. Dank dem Kamin konnte das Gas jedoch nach oben abziehen und so gefahrlos in die Umwelt entlassen werden. Wir haben somit eine Funktion des Kamins kennen gelernt. Auch das Hochspannungskabel war daher darin gut vor Schäden geschützt worden.

Mit diesem Kabel wurde die Spannung aus der Fahrleitung zum Transformator geführt. Dieser war im Vorbau eingebaut worden. Wobei eher gesagt werden muss, dass er der Vorbau war.

Die bei der Vorstellung der Aufbauten erwähnten Lamellen waren Teil des Ge-häuses und sie dienten zur Kühlung des Transformators. Diese werden wir uns später noch ansehen müssen, denn zuerst wollen wir uns der Spule zuwenden.

Der Transformator besass eine einzige Wicklung und war daher in Sparschaltung aufgebaut worden. Diese wurde am anderen Ende mit dem Kasten verbunden. Spezielle Erdungsbürsten bei den Triebrädern führten die Spannung letztlich zur Schiene ab.

Damit war ein geschlossener Stromkreis entstanden und es konnte Leistung auf das Fahrzeug übertragen werden. Es gab hier keinen Unterschied zu den anderen Baureihen.

An dieser Spule waren schliesslich die Anzapfungen für die diversen Verbraucher angeschlossen worden. Wir lassen nun die anderen Bereiche weg und sehen uns den Traktionsstromkreis genauer an.

Dazu wurden in der Wicklung mehrere Anschlüsse mit unterschiedlichen Spann-ungen benötigt. Diese wurden wiederum so geschaltet, dass der Fahrmotor letzt-lich sein Drehmoment erzeugen konnte. Doch genau hier begannen die Unter-schiede.

Zwar wurden die einzelnen Anzapfungen des Transformators mit einer Batterie von elektropneumatischen Schützen verbunden, aber das war es auch schon. Die Beschaltung dieser mit Druckluft betriebenen Hüpfer darf nicht mit den Lösungen, wie sie zum Beispiel damals bei der Baureihe Ce 2/4 verwendet wurde, verwechselt werden. Die 17 vorhandenen Schütze wurden hier unterschiedlich beschaltet, so dass wir genau hinsehen müssen.

Nur ein Teil der Schütze wurde zur Regelung der Spannung am Stator genutzt. Dabei waren die Anzapfungen so damit verbun-den worden, dass die Spannung in mehreren Schritten auf einen Wert von bis zu 1 235 Volt gesteigert werden konnte.

Dabei führte der kurze Unterbruch bei der Schaltung jedoch nicht zu einem grossen Problem, da der Motor anders gesteuert wurde. Schliesslich haben wir ja erst einen Teil der Hüpfer ver-wendet.

Die noch verbliebenen Hüpfer wurden genutzt, um die Erregung des Motors zu verändern. Dabei entstand je nach verwendetem Schütz ein anderes Verhältnis bei der Übersetzung am zusätzlich verbauten Erregertransformator.

Dadurch wurde nun der Strom in der Wicklung des Rotors verändert. Auch jetzt wurde damit sowohl die Zugkraft, als auch die Drehzahl des Motors verändert. Der Stator und der Rotor waren daher separat geregelt worden.

Mit den vorhandenen 17 Schützen dieser speziellen Hüpfersteuerung konnten so nahezu beliebig viele Kombinationen gebildet werden. Mit anderen Worten, wenn wir eine Anzahl Fahrstufen benennen wollten, müssen wir eine komplizierte Rechnung vornehmen. Das sparen wir uns und gehen davon aus, dass die Veränderungen in sehr vielen Arten erfolgen konnte. Ein Punkt, der sicher einen grossen Einfluss auf die später vorgestellte Bedienung hatte.

Sie werden es vermutlich bereits erahnt haben, aber diese Ansteuerung war mit einem Reihenschlussmotor schlicht nicht umsetzbar. Es musste ein anderer Fahrmotor verwendet werden. Das war eigentlich keine so grosse Überraschung, den wegen den Patenten, konnte die Firma AEG nicht auf dem Motor der MFO setzen. Sie sehen, dass es nicht leicht war. Jedoch war die Lösung der AEG auf den ersten Blick nicht so schlecht.

Verwendet wurde ein kompensierter Repulsionsmotor der Bauart Winter-Eichberg. Dieser war mit den benötigten getrennten Erreg-ungen für den Stator und den Rotor versehen worden.

Ein Fahrmotor, der sehr langsam lief und der feinfühlig geregelt wer-den konnte. Das führte dazu, dass das Drehmoment ohne ein zusätz-liches Getriebe mit den Kuppelstangen auf die beiden Triebachsen übertragen werden konnte.

Eine grosse Verwendung erlangte dieser Motor bei den Bahnen in Deutschland und in Frankreich. In der Schweiz sollte sich dieser Fahrmotor nicht gross durchsetzen.

Neben der hier vorgestellten Lokomotive, gab es bei der Rhätischen Bahn RhB noch ähnliche Motoren. Das Problem dieses Motors bestand beim Unterhalt, aber auch bei den gigantischen Blindströmen. Wir werden unmittelbar nach der Vorstellung noch etwas genauer betrachten.

Wenn wir die Kenndaten dieser Motoren ansehen, erkennen wir, dass sie für den Bahnbetrieb sehr gut geeignet erscheinen. Die Repulsionsmotoren können dank der speziellen Regelung stossfreie Zugkräfte erzeugen und so ohne Zugkraftsprünge beschleunigen. Die hohen Drehmomente des Motors ergeben eine grosse Zugkraft, die zudem sehr fein reguliert werden konnte. Das Verhalten bei der Beschleunigung entsprach den Dampfmaschinen.

Es wurde bei dieser Maschine ein achtpoligen Fahrmotor verwendet. Der Kollektor besass dabei insgesamt 24 verschiebbare Bürsten. Diese teilten sich jedoch in die Kurzschlussbürsten und in die Erregerbürsten auf. Wegen den hohen Strömen hatte jedoch jeder Kontakt fünf Bürsten erhalten. Für einen Fahrmotor ergab das jedoch insgesamt 120 Kohlebürsten. Deutlich mehr, als bei den damals verendeten Motor der Firma MFO.

Bei der massgebenden Höchstgeschwindigkeit von 75 km/h hatte der Fahrmotor eine Drehzahl von 320 Umdrehungen in der Minute erhalten. Das war so langsam, dass auf das Getriebe verzichtet wurde. Es entstand so eine direkte Abhängigkeit.

Mit anderen Worten, bei langsamer Fahrt drehte sich der Motor kaum. Die Bürsten aus Kohle wurden dadurch sehr stark belastet. In der Folge mussten diese sehr oft gewechselt werden.

Bei fahrender Lokomotive fielen diese Motoren durch intensive Bürstenfeuer auf. Diese Funken hat-ten Auswirkungen. Sowohl Radio, als auch allfällige andere Signale wurden gestört.

Da damals die Zugsicherung noch nicht so weit fortgestritten war, gab es noch keine Einflüsse auf die festen Anlagen. Damals war das Feuer eine optische Erscheinung, die durchaus gottesfürchtige Leute in Angst und Schrecken versetzen konnten.

Wesentlich grösser war das Problem jedoch bei der Blindleistung. Gerade bei geringer Drehzahl war deren Anteil sehr hoch. Das belastete die Versorgung. Letztlich waren diese Probleme sehr gross bei der BLS. Die elektrische Energie der Bahngesellschaft von den Bernischen Kraftwerken BKW bezogen. Diese waren über Blindleistung ihn den Anlagen gar nicht erfreut. Bei einer Serie hätte das Netz verstärkt werden müssen.

Das Gewicht für den in einer Hälfte eingebauten Fahrmotor wurde mit 14 Tonnen angegeben. Da er nicht gleichmässig auf die beiden Triebachsen verteilt wurde, ergaben sich Probleme bei den Achslasten. Seitlich in der Achse resultierte sogar ein Unterschied bei den Radlasten von drei Tonnen. Aber auch zwischen den beiden Triebachsen gab es Differenzen. Das führte dazu, dass die Lager stark belastet wurden und, dass der zugelassene Wert von 16 Tonnen überschritten wurde.

 

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