Neben- und Hilfsbetriebe |
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Ich beginne auch hier die Betrachtung mit
den
Nebenbetrieben.
Die in der Schweiz von den
EVU
eingesetzten
Lokomotiven
verkehrten im
Güterverkehr.
Dort waren Züge, bei denen diese benutzt werden mussten, selten. Jedoch
gab es sie und bei der Maschine handelte es sich ja um eine vom Hersteller
in Deutschland entwickelte
Universallokomotive.
So waren sie vorhanden und wir müssen sie genauer ansehen, denn es gab
Unterschiede. Auch jetzt gilt, dass bei den Lokomotiven für den reinen Einsatz unter Wechselstrom nicht alle Lösungen vorhanden waren. Hier kann bereits erwähnt werden, dass die geringe Heizspannung von 320 Volt der Rhätischen Bahn RhB auch von den dort einsetzbaren Maschinen nicht angeboten wurde. Das war kein Problem, da die hier
eingesetzten Wagen der
Normalspur
üblich versorgt wurden. Fahrzeuge der RhB wurden nicht gekuppelt. Die Spannungen waren nicht bei allen Systemen identisch. Dabei war das bei den Bahnen mit Gleichstrom klar, denn dort wurde einfach die normale Spannung aus der Fahrleitung zur Zugsammelschiene geführt. An diesem Prinzip wurde auch bei der hier
vorgestellten
Lokomotive nichts grundlegend verändert und wir können uns dem
Wechselstrom
zuwenden und dort wurde schon früh die Tatsache genutzt, dass die
Spannung
angepasst werden konnte. Bahnen, die mit 15 000
Volt
und 16.7
Hertz
verkehrten, hatten sich im Lauf der Jahre für eine
Spannung
von 1000 Volt entschieden. Als sich in Frankreich die Spannung von 25 000
Volt und 50 Hertz durchzusetzen begann, mussten die in den Wagen
eingebaute Widerstandsheizungen für
Gleichstrom
versorgt werden. Daher wurde hier eine Spannung von 1500 Volt genommen.
Die Unterschiede waren so entstanden und das musste berücksichtig werden. Die
Spannungen
bei
Wechselstrom
wurden nicht mit
Anzapfungen
von der
Primärwicklung
abgenommen. An deren Stelle trat eine weitere
Sekundärspule.
Diese war mit der Erde verbunden und so galvanisch nicht getrennt worden.
Jedoch konnten die Spannungen genau eingestellt werden und die
Unterschiede wurden mit einer Anzapfung in dieser Heizwicklung erzeugt. Da
die
Frequenz
mit dem Magnetfeld übertragen wurde, passte diese. Die beiden Anzapfungen wurden von der Steuerung je nach der Wahl des Systems zuge-schaltet. Das galt auch für die Anschlüsse bei Gleichstrom. Durch die verbauten Verschlüsse konnte verhindert werden, dass es zu Kurzschlüssen kam. Mit der Wahl haben wir nun aber eine
einzige Leitung mit den entsprechenden Werten für die
Zugsammelschiene
erhalten. Daher folgten nun das übliche Schaltelement und die Mess-ung des
Stromes. Über einen Heizschütz und den Stromwandler zur Erkennung von Kurzschlüssen, wurde die Heizspannung zu den am Stossbalken montierten Steckdosen geführt. Auf der Lokomotive gab es keine Anschlüsse für die Zugsammelschiene. Diese wurde wirklich nur von der
Anhängelast
genutzt. Das ist auch der Grund, warum hier von den
Nebenbetrieben
gesprochen wurde. Wir müssen nun aber den
Stossbalken
noch ansehen. Bei jedem
Stossbalken
waren unter den
Puffern
die üblichen
Heizsteckdosen
montiert worden. Diese doppelte Ausführung war vorhanden, weil bei
modernen
Reisezügen
die
Ströme
so hoch sein konnten, dass die Steckdose damit überfordert gewesen wäre.
In dem Fall mussten beide Kabel benutzt werden. Jedoch gab es dieses auf
einer Seite des Wagens nur einmal und daher fehlte dieses gerade bei der
Lokomotive. Um die zweite Leitung zu ermöglichen, wurde
jedoch kein
Heizkabel
an der
Front
montiert. Es wurde jedoch im
Maschinenraum
ein entsprechendes Kabel aufgelegt. Diese konnte bei Bedarf benutzt
werden. Jedoch diente es nicht als
Hilfsheizkabel,
da es nicht über Kreuz gekuppelt werden konnte. Bei der geschleppten
Lokomotive
war ja die Steckdose auf der richtigen Seite vorhanden und das Kabel
reichte für die Leitung aus. Damit können wir die Nebenbetriebe bereits be-schliessen. Diese wurden nicht gross genutzt und die erwähnte Leitung zu den Stossbalken lief durch die Lokomotive, also konnte die Zugsammelschiene ohne Probleme durch das Fahrzeug geführt werden. Jedoch war das bei den
Hilfsbetrieben
nicht mög-lich, denn um diese zu versorgen, war eine andere Lösung
vorhanden und dazu müssen wir nun endlich wieder zum
Zwischenkreis
zurück kehren. Ab diesem Zwischenkreis wurde ein Hilfsbetriebe-umrichter versorgt. Dieser war so aufgebaut wor-den, dass ein Drehstrom mit einer Spannung von 400 Volt entstand. Die dabei vorhandene Frequenz konn-te jedoch geregelt werden. Ob der
Umrichter
eine feste
Frequenz
hatte, oder nicht, war mit der Steuerung geregelt worden und das war bei
einem Ausfall wichtig, dann konnten die Anschlüsse leichter auf einen
anderen
Stromrichter
geschaltet werden. An der Lokomotive waren seitlich Steckdosen für das Landesnetz mit der passenden Spannung vor-handen. Diese wurden jedoch nicht mehr gleich ge-nutzt, wie das bei den Hilfsbetrieben der Fall gewe-sen war. Es war ein Anschluss, der die Klimaanlagen
und die Ladung der
Batterien
ermöglichte. Gerade bei letz-teren ging ohne schlicht nichts mehr. Die
Lokomo-tive
könnte in dem Fall nicht mehr eingesetzt werden und daher dieser
Anschluss. Wir haben nun aber vier
Hilfsbetriebeumrichter HBU
bekommen. Diese wurden so aufgeteilt, dass bei jedem
Drehgestell
zwei
Stück vorhanden waren. Während einer davon mit fester
Frequenz
arbeitete,
war der zweite mit einer variablen Frequenz im Einsatz. Diese wurden mit
Nummern versehen. Dabei gab die erste Nummer das Drehgestell an. Die
zweite Ziffer unterteilte dann in die veränderliche Schaltung 1.1 und die
feste Schaltung 1.2. Bevor wir die einzelnen Zuordnungen zu den Um-richtern ansehen, betrachten wir die Bereiche, die durch die Hilfsbetriebe gekühlt werden mussten. Das waren der Transformator, die Stromrichter und die Fahrmotoren. Wenn wir beim
Transformator beginnen, haben wir ein Bauteil,
das aus Tradition mit Flüssigkeit gekühlt wurde. Dabei kam jedoch nicht
mehr das
Trans-formatoröl
zur Anwendung, da dieses brennbar war und die
Umwelt schädigte. Das Gehäuse des Transformators wurde mit Pol-yolester gefüllt. Diese Flüssigkeit verbesserte die Isolation zwar nicht ganz so gut, konnte aber die Wärme sehr gut aufnehmen. Der Vorteil war, dass
dieses Mittel keine Umwelt-schäden anrichten konnte. Das war wichtig, weil
der
Transformator
unter der
Lokomotive
und somit nahe über den
Schienen montiert werden musste. Damit das
Kühlmittel
in Bewegung war, musste es mit einer Pumpe bewegt werden. Diese Pumpe spedierte das
Kühlmittel des
Transformators
in die beiden Kühltürme. Dort war ein
Kühler vorhanden und
die Wärme wurde an die Umwelt abgegeben. Dabei war beim
Transformator
speziell, dass er als einziges Bauteil genau genommen von drei
Umrichtern
gekühlt wurde. Das war die Pumpe mit fester
Frequenz und die zwei
Ventilatoren
der beiden
Drehgestelle. So sollte aber die Belastung der
beiden Türme ausgeglichen werden. Auch die
Stromrichter wurden mit Flüssigkeit gekühlt.
Hier konnte jedoch wegen der benutzten Technik auch mit Wasser gekühlt
werden. Diese Flüssigkeit konnte die Wärme sehr gut aufnehmen. Jedoch
bestand der Nachteil, dass dieses Mittel im Winder gefrieren konnte. Damit
das nicht erfolgen konnte, wurde das Wasser mit einem
Frostschutzmittel
durchsetzt. Jedoch bestand noch ein anderes Problem, das die Höhe betraf. Je höher sich das Fahrzeug befand, desto eher verdampfte das Wasser und nahm daher die Wärme nicht mehr so gut auf. Die im Handbuch aufgeführte maximale Höhe wurde mit 1400 Meter über Normalnull angegeben. In der Schweiz gab es keine passende Strecke, die grössere
Höhen erreichte und auch in Europa war sie sehr selten zu finden. Doch
damit müssen wir das Wasser ebenfalls rückkühlen und dazu war eine
Wasser-pumpe vorhanden. Diese schickte das Kühlmittel zum benachbarten Kühlturm. In diesem wurde die Wärme mit einem Wasserkühler an die Luft abgegeben. Hier war nun jede Pumpe in dem Umrichter mit fester Frequenz ange-schlossen. Je nach
Drehgestell
war das 1.2 oder 2.2. Der im Kühlturm
verbaute
Ventilator war jedoch am
Umrichter
mit variabler
Frequenz
ange-schlossen worden. Bevor wir jedoch dazu kommen, fehlen noch die
Fahrmotoren. Gekühlt wurden die
Fahrmotoren
mit einem
Ventilator.
Die dazu erfor-derliche Luft wurde im Dachbereich angezogen, gereinigt und
beruhigt. Durch den Kühlturm gelang sie unter das Fahrzeug und in die
Drehgestelle. Dabei war sie bereits durch die montierten
Kühler erwärmt
worden. Das war kein Problem, da die Fahrmotoren hohe Temperaturen
vertragen konnten. Diese konnten im Betrieb durchaus erreicht werden. Nachdem die Luft in den
Fahrmotoren
die Wärme und den
Schmutz aufgenommen hatte, konnte sie unter dem Fahrzeug ins Freie
entlassen werden. Das waren bekannte Lösungen, die gut funktionierten,
jedoch konnte der
Bremswiderstand nicht so gekühlt werden. Daher müssen
wir diesen noch ansehen, denn es war hier eine ganz besondere Lösung
vorhanden und die
Kühlung
erfolgte ebenfalls mit Luft, aber das war
üblich. Der Bremswiderstand musste nur bei den Lokomo-tiven mit Gleichstrom gekühlt werden und das auch nur, wenn mit diesen Systemen gefahren wurde. Bei den Modellen für den reinen Betrieb mit Wechsel-strom fehlte dieser Widerstand. Das war auch einer der Gründe, warum diese
Ma-schinen ein leicht geringeres Gewicht bekommen hatten. Doch sehen wir
uns die
Kühlung
an, die nur bei den Modellen Vectron MS vorhanden war. Wurde der Bremswiderstand benötigt, konnte er in kurzer zeit sehr heiss werden. Da für die Luftkühlung daher viel Leistung benötigt, wurde der Widerstand ab den Kreisen 1.1 und 2.1 versorgt. Stand
einer davon nicht zur Verfügung reduzierte die Steuerung die
Leistung der
elektrischen
Bremse
so, dass es nicht zur Überhitzung kam. Nun fehlt und
eigentlich nur noch der Weg der Luft, die für die
Kühlung
benötigt wurde. Die
Kühlluft
wurde für den
Bremswiderstand
umgeleitet. Daher wurde sie nicht mehr unter dem Fahrzeug ins Freie
entlassen, sondern gelangte im Bereich des Daches in die Umwelt. Der Grund
für diese Massnahme war, dass die Luft so heiss werden konnte, dass es für
Personen, die an der
Lokomotive
vorbeigingen gefährlich werden konnte. Nur
schon diese Massnahme zeigt, dass hier eine sehr grosse Belastung
vorhanden war. Es muss auch hier erwähnt werden, dass die grösste Leistung bei den Hilfsbetrieben einer Lokomotive für deren Kühlung benötigt wird. Das zeigt sich auch, dass hier eine Aufteilung auf die beiden Drehgestelle erfolgte und sich so jedes selber kühlen konnte. Bei aktiver Widerstandsbremse reichte diese nicht mehr aus und daher wurde dieser Bereich aufgeteilt. Die verbaute Ventilation reicht aber für den Betrieb auf Bergstrecken aus. Um die weiteren Verbraucher anzusehen und den
Hilfsbetriebeumrichtern zuordnen zu können, müssen wir jene mit variabler
Frequenz ansehen. Wir kennen sie bereits, denn hier angeschlossen wurden
in erster Linie die
Ventilatoren zur
Kühlung. Dabei wurde deren
Leistung
mit der Frequenz reguliert. Das erfolgte durch die Steuerung und von der
Temperatur abhängig. Nur wenn der
Bremswiderstand aktiviert wurde, war die
volle Leistung vorhanden. Damit wird es Zeit, dass wir die beiden Umrichter ansehen, die mit einer festen Frequenz arbeiten. Bei beiden galt, dass sie die Versorgung des benachbarten Führerraumes übernahmen. Dort wurde die
Spannung für die
Heizungen und die Klimaanlage
benötigt. Die Heizungen
betrafen die
Frontfenster, die Beinnische und den Fussboden. Ne-ben diesen
Heizelementen waren aber noch Steck-dosen für das Landesnetz vorhanden. Viele Funktionen der Führerstände waren über die Steuerung geregelt. Jedoch gab es Bereiche, die mehr Leistung erforderten und daher versorgte man diese mit den Spannung ab den Hilfsbetrieben. Dazu
gehören auch die Ladestationen für die elek-tronischen Arbeitsgeräte des
Lokomotivpersonals. Wobei bei den internationalen Modellen von BLS, SBB I und WRS
auch Lösungen vorhanden waren, die auf dem Fahrzeug montiert wurden. Bei den einseitig angeschlossenen Baugruppen begin-ne ich für einmal mit dem HBU 2.2. Wie es aus der Bezeichnung ersichtlich ist, befinden wir uns bei diesem Drehgestell. Hier war die Pumpe für die
Wasserkühlung des
Stromrichters vorhanden. Jedoch nicht jene für den
Transformator
und der Grund ist die gleiche Verteilung der Lasten. So
konnte bei einem Ausfall leichter umgestellt werden. Probleme ergaben sich
erst, wenn mehr als einer der
Umrichter
ausfiel. Zu den grössten Verbraucher an HBU 2.2 gehörte der
Luftpresser. Mit Ausnahme der Motoren für die
Lüfter
wurden alle mit einer
festen
Frequenz betrieben, denn es musste eine gleich bleibende
Leistung
vorhanden sein und das war beim
Kompressor
sehr wichtig, denn ohne diesen
konnte mit der Lokomotive
nicht gross gearbeitet werden. Daher war es auch
wichtig, dass dieser Anschluss leicht auf den HBU 2.1 umgestellt werden
konnte. Wenn wir nun zum Hilfsbetriebeumrichter HBU 1.2 kommen, treffen wir auf den letzten und er war ebenso wichtig, wie die anderen. Was ich schon vorher erwähnt habe, galt auch hier, es war der benachbarte Führerstand angeschlossen worden. Zudem noch die Steckdosen für 230
Volt
und 50
Hertz, die auf dem Fahrzeug montiert worden wa-ren. An diesen
konnten normale Arbeitsgeräte ange-schlossen werden und das war im
Unterhalt wichtig. Ebenso vorhanden war hier auch die Pumpe für die Wasserkühlung der Stromrichter. Jedoch fanden wir hier auch die Pumpe der Flüssigkeitskühlung des Transformators. Damit war dieser einseitig
angeschlossen worden, obwohl die
Kühlung
auf beide Kühltürme verteilt
wurde. Mit dem wissen, können wir ausschliessen, dass es ein unwichtiger
HBU war. Es ging wirklich nur um die Verteilung und hier war für diese
Pumpe noch Energie vorhanden. Der Grund ist, dass die noch fehlende
Batterieladung
nicht so viel Energie benötigte, wie das beim
Kompressor
der Fall war. Es
war noch
Leistung
vorhanden und die wurde für die noch offene Pumpe
benutzt. Damit sind wir aber bereits bei der Ladung für die auf dem
Fahrzeug verbauten
Batterien angelangt. Diese war so dimensioniert worden,
dass sie daneben auch die Versorgung der Steuerung ohne Probleme
übernehmen konnte. Sollte das
Batterieladegerät
ausfallen, war ein
Betrieb nicht mehr möglich. Daher wurde für diese Baugruppe ein
Notfallprogramm vorgesehen. Diese Notlösung bestand aus einem einfachen
Transformator und einem daran angeschlossenen
Gleichrichter. Das reichte
um die Steuerung zu übernehmen, jedoch nicht mehr für die Ladung der
verbauten
Batterien. Man konnte mit der
Lokomotive
noch in den Unterhalt
fahren.
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