Druckluft und Bremsen |
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Die Anwendung von
Druckluft
war seit der Einführung der damit betriebenen
Bremsen
ein wichtiger Bereich des mechanischen Aufbaus. Bei elektrischen
Lokomotiven
wurde diese komprimierte Luft auch für andere Aufgaben genutzt. Dabei
musste diese jedoch zuerst hergestellt werden. Wir beginnen damit, dass
wir die Abdeckung des
Vorbaus
zwei öffnen. So können wir einen Blick in den Innenraum und die dort
montierten Teile werfen.
Bei
den
Lokomotiven
mit den Nummern 10 601 bis 10 636 wurden zwei identische
Kompressoren
der Firma BBC zum Einbau vorgesehen. Die im
Vorbau
bezogene Luft wurde da-bei in einem
Aus diesem Grund sprach man beim Modell
auch von einem
Kolbenkompressor.
Zwei Exemplare wurden benötigt, damit die erforderliche Schöpfleistung auf
der Maschine erbracht werden konnte. Auf Bestreben der Schweizerischen Bundesbahnen SBB, die eine Reduktion bei den Ersatzteilen wünschte, wurde bei den Lokomotiven mit den Nummern 10 637 bis 10 714 ein Modell der Firma MFO eingebaut. Der
Kolbenkompressor
der MFO arbeitete nach den gleichen Prinzip, hatte jedoch eine deutlich
höhere Schöpfleistung erhalten. Aus diesem Grund konnte hier auf den
Einbau ein-es zweiten
Kompressors
verzichtet werden. Egal von welchem Hersteller der
Kompressor
effektiv ge-baut wurde, das Prinzip der Erzeugung von
Druckluft
war gleich. Mit einem
Kolben
wurde die im
Vorbau
bezogene und gefilterte Luft in ein geschlossenes System gepumpt. So lange
die dort bezogene Luft jene, die geschöpft wurde, nicht überstieg, wurde
der
Luftdruck
in der Leitung immer mehr erhöht. Wir haben damit die auf der
Lokomotive
benötigte Druckluft erzeugt. Die am
Kompressor
angeschlossene Leitung wurde am
Ölabscheider
vorbei geführt. In diesem Bauteil wurde allenfalls ausgeschiedene
Feuchtigkeit gesammelt. Dabei bestand diese aus Wasser, das aus der Luft
stammte und aus den
Schmiermitteln
des
Kompressors.
Die so entstandene und gesammelte Emulsion konnte im Unterhalt abgelassen
werden. Die Funktion des Ölabscheiders entsprach daher den später
verbauten
Wasserabscheidern. Geendet hatte die vom Kompressor stammende Leit-ung bei den beiden aussen unter dem Umlaufblech montierten Hauptluftbehältern. Durch die Montage der Behälter in unmittelbarer Umgebung des Kompressors und der damit verbundenen Erzeugung konnten lange Leitungen vermieden werden. Die Aufgabe der Behälter bestand jedoch
darin, kurz-fristig grosse Mengen an
Druckluft
bereitzustellen. Das war dank dem grossen Volumen kein Problem. Mit zunehmender Betriebsdauer der Kompressoren und bei geringem Verbrauch, stieg der Luftdruck im System der Druckluft immer mehr an. Im Gegensatz zur Luftpumpe der Dampfmaschinen stellte jedoch die elektrische Lösung nicht bei einem bestimmten Wert ab. Der Motor drehte so lange, bis der
Widerstand
zu gross war. Das war jedoch erst der Fall, wenn die maximalen Werte in
den Leitungen längst über-schritten waren. Damit es bei einer fehlerhaften Bedienung nicht zu Beschädigungen kommen konnte, war in der Zuleitung vom Kompressor ein Überdruckventil verbaut worden. Dieses
Ventil
öffnete automatisch wenn der eingestellte Wert von acht
bar
überschritten wurde. Die nun vorhandene Öffnung war so gross, dass der
Druck in der Leitung nicht mehr weiter ansteigen konnte. Da die
Druckluft
mit grossen Lärm entwich, sollte auch das Personal das Versäumnis
bemerken. Wenn wir wieder zu den
Hauptluftbehältern
zurückkehren und uns das Schema der Leitungen ansehen, dann fällt auf,
dass die beiden Behälter für unterschiedliche Zwecke vorgesehen wurden.
Einer der
Kessel
war für die Apparate vorgesehen, der andere Behälter war für die
Bremsen.
Diese Aufteilung war auch in den Leitungen vorgesehen worden. Zudem waren
die beiden Luftkessel unterschiedlich ausgerüstet worden. Beginnen wir mit dem Hauptluftbehälter für die Apparate. Auch wenn Sie es mir nicht glauben, dieser Teil war wichtiger, als die Versorgung der Bremsen. Damit hier die wichtige Druckluft gespeichert werden konnte, waren auf beiden Seiten des Kessel die entsprechen Absperr-hähne vorhanden. Dank diesen konnte die
Druckluft
in diesem Behälter einge-schlossen werden und stand so auch nach längerer
Zeit zur Ver-fügung. Die an diesem Behälter angeschlossene Apparateleitung stand Verbrauchern auf der Lokomotive zur Verfügung. Dazu gehörten Bauteile der elektrischen Ausrüstung, aber auch mechanische Komponenten. Wichtig war nur, dass die
Bremsen
in der Regel nicht dazu ge-hörten. Das Problem dabei bestand gerade bei
den elektrischen Bauteilen, denn diese wurden benötigt um die
Druckluft
auf dem Fahrzeug zu ergänzen. Fehlte die Druckluft im Apparatebehälter konnte versucht wer-den, auch noch den Vorrat aus dem Behälter für die Bremsen zu nutzen. Dazu war ein
Absperrhahn
vorhanden, welcher die beiden Be-hälter verband. Wenn auch das nicht
ausreichte, konnten die
Stromabnehmer
nicht mehr gehoben werden. In der Folge fehlte die Energie um den Vorrat
wieder zu ergänzen. Ein grosses Problem, das gelöst werden musste. Der
Hauptschalter
konnte von Hand eingeschaltet werden. Bei den
Stromabnehmern
war dies jedoch nicht möglich. Daher konnte die für diese benötigte
Druckluft
manuell erzeugt werden. Dazu war eine
Handluftpumpe
verbaut worden. Damit nur die Bügel versorgt wurden, war ein Umschalthahn
vorhanden. Die Stromabnehmer wurden so gehoben, aber auch nur, wenn die
Dachleiter
richtig verriegelt war, denn diese senkte sonst die Bügel wieder.
Wir
werden uns die weiteren Verbraucher der elektrischen Ausrüstung später
noch genauer ansehen. Jedoch waren an der
Apparateleitung
auch Teile des mechanischen Teils angeschlossen worden und diese wollen
wir nicht vernachlässigen. Sie wurden nur benötigt, wenn genug
Druckluft
vorhanden war und das war der Grund, warum die
Handluftpumpe
mit dem Umschalthahn versehen worden war. Doch nun zu den Bauteilen. Versorgt wurde die auf dem Dach des Führerhauses montierte Lokpfeife. Diese wurde von den Dampf-lokomotiven übernommen und nun mit Druckluft betrieben. Das hatte zur Folge, dass sie einen etwas anderen Klang erzeugte und nicht mehr so laut war. Ein im
Führerstand
montierter Griff öffnete ein
Ventil,
so dass die
Druckluft
zur
Pfeife
gelangte. Je nach der
Zugkraft
am Griff ertönte ein anderer Klang und auch die Lautstärke konnte geregelt
werden. Des weiteren waren auch die
Sandstreueinrichtungen,
die
Antriebe
für die Wischer und
Manometer
an der
Apparateleitung
angeschlossen worden. Dabei dienten die Manometer nur der Kontrolle des in
den Behältern vorhandenen Druckes. Genau genommen wurde nur jener des
Apparatebehälters kontrolliert. Doch der dort gemessene Wert war auch beim
Behälter für die
Bremsen
vorhanden. Daher kehren wir zu diesem zurück. Beim Luftbehälter für die Bremsen, konnte die Druckluft ebenfalls eingeschlossen werden. Dazu war jedoch in der Zuleitung vom Kompressor nur ein Rückschlagventil eingebaut worden. In der Leitung zu den Bremsventi-len baute man jedoch einen üblichen Absperrhahn ein. Damit konnte zwar der Luftvorrat
eingeschlossen werden, jedoch war nicht gesichert, dass der Druck
er-halten blieb. Da die
Bremsen
jedoch erst auf der Fahrt benötigt wurden, kein Problem. Es wird nun Zeit, dass wir zu den
Druckluftbremsen
kommen. Diese wurden von dem zuvor vorgestellten Luftbehälter mit der
Druckluft
versorgt. Verbaut war jedoch die immer wieder erwähnte Doppelbremse nach
Westinghouse.
Diese teilte sich aber in zwei unabhängig arbeitende
Bremssysteme
auf. Beginnen werden wir dabei mit der einfacher arbeitenden
direkten Bremse,
die damals als
Regulierbremse
bezeichnet wurde. Bei der
direkten Bremse
wurde über ein entsprechendes
Bremsventil
Druckluft
vom
Hauptluftbehälter
in eine Leitung entlassen. Das verbaute
Ventil
erlaubte dabei eine Regulierung bis zu einem Wert von 3.5
bar.
Dabei konnte bis zu dem Wert jedoch jeder beliebige
Luftdruck
eingestellt werden. Wegen dieser Regulierung wurde diese
Bremse
als
Regulierbremse
bezeichnet. Sie war damals sowohl auf den
Lokomotiven,
als auch bei den
Reisezugwagen
vorhanden. Damit die
Anhängelast
auch mit dieser
Bremse
abgebremst werden konnte, endete die Leitung nicht nur bei den
Bremszylindern.
Vielmehr wurde sie zu den beiden
Stossbalken
geführt und dort geteilt. Mit den beiden
Luftschläuchen,
die über eine spezielle
Kupplung
und einen
Absperrhahn
beim Stossbalken verfügten, konnten die Wagen angeschlossen werden. Die
Kupplung war so ausgelegt worden, dass sie bei einer
Zugstrennung
geöffnet wurde. Gerade in dem vorher vorgestellten Fall, fiel die
Regulierbremse
aus und konnte nicht mehr genutzt werden. Damit aber
trotzdem mit dem Zug angehalten werden konnte, wurde das zweite von
Westinghouse bei der Doppelbremse vorhandene
Bremssystem
genutzt. Diese
wurde damals als
Westinghousebremse bezeichnet. Jedoch entsprach dieses
Bremssystem der heute bekannten indirekten, oder auch
automatischen Bremse. Auch bei der Westinghousebremse wurde über ein Bremsventil eine Leit-ung ab dem Luftbehälter mit Druckluft versorgt. Diese zweite Leitung wurde als Hauptleitung bezeichnet. Sie endete nicht nur bei den Bauteilen auf der Lokomotive, sondern auch bei den beiden Stossbalken. Dort wurde sie geteilt und stand eben-falls in zwei Luftschläuchen mit Ab-sperrhahn der Anhängelast zur Verfüg-ung. Dabei waren jedoch andere Kupplungen vorhanden. Die Hauptleitung arbeitete anders, als das bei der Regulierbremse vorhanden war. Um hier die Bremsen zu lösen, musste in der Leitung ein Druck von fünf bar vorhanden sein. Wurde dieser Wert nun über
das
Bremsventil, oder durch eine Trennung im Zug abgesenkt, sprach die
Bremse
an. Sie wirkte daher auch, wenn in der
Hauptleitung keine
Druckluft
vorhanden war. Das war auch der Grund, warum immer wieder von
automatischer Bremse gesprochen wurde. Damit nun aber bei der Reduktion des
Luftdruckes auf
der
Lokomotive eine
Bremsung erfolgen konnte, musste in der Leitung zum
Bremszylinder ein
Ventil
verbaut werden. Bei diesem Ventil handelte es
sich um ein
Steuerventil der
Bauart
Westinghouse. Dieses Ventil war
einlösig. Mit anderen Worten, bei einer Erhöhung des Luftdruckes wurde die
Bremse
wieder vollständig gelöst. In dem Fall wirkte nur noch die vorher
vorgestellte
Regulierbremse. Wurde eine
Bremsung eingeleitet, steuerte das
Ventil
um und es wurde
Druckluft
aus einem Hilfsluftbehälter zu den beiden
Bremszylindern geführt. Je nach Einstellung des
Steuerventil erfolgte das
mit der schnelleren
Personenzugsbremse, oder mit der langsamen
G-Bremse.
In jedem Fall wurde im Bremszylinder ein maximaler
Luftdruck von 3.9
bar
erreicht. Sie sehen, dass nun eine leicht höhere
Bremskraft, als bei der
Regulierbremse
vorhanden war.
Auf der
Lokomotive wurden zwei
Steuerventile verbaut.
Eines davon war für die beiden
Bremszylinder der
Triebachsen vorgesehen.
Das zweite
Ventil
versorgte jedoch die zwei
Damit haben wir eine Lösung erhalten, die aus zwei Teilen bestand. Auf die
Triebachsen entfiel dabei ein Anteil von 60%. Nur bei den ersten vier
Maschinen mit den Nummern 10 601 bis 10 604 war der Anteil mit 50% etwas
tiefer. Bremsen bei einem Laufdrehgestell waren in der Schweiz durchaus üblich und sie wurden erfolgreich bei den Lokomotiven A3t der Gotthardbahn eingeführt. Die hier noch vorhandene einzelne Laufachse war jedoch nicht mit einer Bremse versehen worden. Auch das war durchaus
üblich, da in der Schweiz in der Regel
Laufachsen nicht abgebremst wurden.
Wir jedoch haben damit bei den mechanischen Teilen der
Bremse
zwei
Lösungen erhalten. Wir beginnen mit den
Bremsen bei den drei
Trieb-achsen. Für diese waren zwei
Bremszylinder vorhanden. Diese wurden
durch die zugeführte
Druckluft
ausgestossen und so die
Bremsung
eingeleitet. Wurde die Druckluft wieder entlassen, sorgte eine
Rückholfeder dafür, dass die Bremsen richtig gelöst wurden. Ein Prinzip,
das auch bei anderen Baureihen so gelöst wurde und das galt auch für das
am Bremszylinder angeschlossene
Bremsgestänge. Das
Bremsgestänge an einem
Bremszylinder sorgte
dafür, dass die Kraft der
Druckluft
auf die
Klotzbremse übertragen wurde.
Die
Bremsklötze wurden nun gegen die
Lauffläche gepresst und so das
Rad an
der freien Drehung gehindert. Durch die nun vorhandene Reibung wurde der
Bremsbelag abgenutzt und gleichzeitig erwärmt. Damit dieser Verschleiss
ausgeglichen werden konnte, war im Bremsgestänge ein manuell verstellbarer
Gestängesteller vorhanden. Jeder Bremszylinder wirkte mit zwei Bremsklötzen beidseitig mit je einem Klotz pro Seite auf das Trieb-rad der äusseren Achse. Zusätzlich wurde aber auch noch ein Bremsklotz der mittleren Triebachse am Bremsgestänge angeschlossen. Dabei war es aber der
gegenüberliegende Klotz. Mit anderen Worten, die mittlere
Triebachse wurde
von zwei
Bremszylindern abgebremst und die wirkten über Kreuz auf die
Lauffläche des
Rades. Dadurch wirkte jeder Bremszylinder auf insgesamt sechs Bremsklötze, die auf 1.5 Achsen verteilt wur-den. Insgesamt wurden die Triebachsen der Lokomo-tive mit zwölf Klötzen abgebremst, was damals einem guten Wert bei der Klotzbremse bedeutete. Jedoch müssen wir
bedenken, dass hier die
Bremse für eine
Höchstgeschwindigkeit von 90 km/h
ausge-legt worden war und es keinen helfenden
Tender
gab. Trotzdem wurde die
Bremskraft noch mit den Bremsen
des
Laufdrehgestells ergänzt. Bevor wir zu den Bremsen des Laufdrehgestells kom-men, müssen wir noch ein grosses Problem lösen. Die vorgestellten Bremssysteme arbeiteten mit Druckluft. Fehlte diese jedoch, war auch die Wirk-ung der Druckluftbremsen nicht mehr gegeben. Daher musste noch eine rein
mechanisch wirkte Lösung eingebaut werden. Aus diesem Grund wurde an den
beiden Gestängen jeweils eine vom benach-barten
Führerstand aus bediente
Handbremse einge-baut. Die
Handbremse war als
Spindelbremse ausgeführt
worden und sie konnte mit einer Arretierung gesichert werden. Daher durfte
diese rein mechanisch wirkende
Bremse zur Berechnung des
Stillhaltebremsgewichtes genutzt werden. Bei der Baureihe Ae 3/6 I wurde
für jede Handbremse ein
Bremsgewicht von 24 Tonnen angegeben. Mit den
beiden Kurbeln konnte somit ein Wert von 48 Tonnen erreicht werden. Das
entsprach rund 50%. Um den Teil der mechanischen Bremsen abzuschliessen, müssen wir jedoch noch zum Steuerventil des Laufdreh-gestells wechseln. Auch hier waren zwei Bremszylinder eingebaut worden. Wegen dem fehlenden
Platz war für jede Seite ein
Jeder Bremszylinder wirkte zudem auf beide Seiten. Die beiden von der Druckluft ausgestossenen Kolben drückten über ein kurzes Bremsgestänge einen Bremsklotz gegen die Lauffläche des Rades. Um
auch hier die Abnützung des
Bremsbelages in der Werkstatt nachzustellen,
war eine entsprechende Vorrichtung verbaut worden. Diese Drehgestellbremse
der
Bauart
Gotthardbahn hatte vier weitere
Bremsklötze, die zur
Verzögerung beitrugen. Mit den nun bei dieser
Lokomotive vorhandenen 16
Klötzen konnte bei der
P-Bremse ein
Bremsgewicht von 65 Tonnen erreicht
werden. Bei der
Bremsrechnung ergab das bei einem Gewicht der Lokomotive
von 95 Tonnen ein Verhältnis von 68 %. Da aber die Maschinen der Baureihe
Ae 3/6 I unterschiedliche Gewichte hatten, konnte der Wert ändern. Die
hier gemachten Angaben gelten deshalb für die schwersten Modelle und daher
wurde das Verhältnis nicht schlechter. Wurde im besetzten
Führerstand die
Güterzugsbremse
eingestellt, verringerte sich das
Bremsgewicht auf einen Wert von 60
Tonnen. Die
Lokomotive erreichte so noch ein
Bremsverhältnis von 63%. Der
Grund für die Reduktion um fünf Tonnen lag bei der Tatsache, dass bei der
G-Bremse das
Laufdrehgestell nicht abgebremst wurde. Jedoch war damit auch
klar, dass die Baureihe Ae 3/6 I für alle Arten von Zügen gedacht war.
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