Traktionsstromkreis |
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Mit dem Wechsel in dieses Thema kommen wir
zum Elektriker. Dafür war die Maschinenfabrik Oerlikon MFO verantwortlich.
Sie entwickelte die elektrische Ausrüstung dieser Maschine. Wichtigster
Punkt dabei war, dass sie zu einer
Spannung
in der
Fahrleitung
von 15 000
Volt
und 16 2/3
Hertz
passen musste. Vielmehr hatten die Schweizerischen Bundesbahnen SBB den
Elektrikern nicht vorgeschrieben. Diese konnten so frei wählen.
Merkmal dieses
Scherenstromabnehmers
war, dass die Holme zur Stabilisier-ung mit Drähten verspannt wurden. Dank
dieser Lösung konnte das Gewicht verringert werden. Angewendet wurde
dieses Modell auch bei der Baureihe
Ce 6/8 II. Der Stromabnehmer wurde pneumatisch gehoben. Dazu wurde Druckluft in einem Zylinder gelassen. Mit dem Druck wurde lediglich die Kraft der Senk-feder aufgehoben. Dadurch konnte nun die Hubfeder den Stromabnehmer heben. Das erfolgte bis ein
Widerstand
dies verhinderte. Fehlte dieser, streckte sich der Bügel soweit durch,
dass er nur noch mit Hilfe gesenkt werden konnte. Daher war es ratsam den
Stromabnehmer
unter der
Fahrleitung
zu heben. War jedoch ein Hindernis vorhanden, drückte
der Bügel nun das darauf montierte
Schleifstück
mit einem definierten Druck dagegen. So wurde gesichert, dass die 1320 mm
breite
Schleifleiste
aus Aluminium einen sicheren Kontakt mit dem
Fahrdraht
herstellte. Dieser Kontakt war jedoch nicht so gut, dass nur mit einem
Bügel gefahren werden konnte. Daher musste die
Lokomotive
zur sicheren Übertragung der
Spannung
beide
Stromabnehmer
heben. Wollte man den
Stromabnehmer
senken, musste die
Druckluft
aus dem
Zylinder
einweichen. Da dies schnell erfolgte, entstand einen kurzen Moment ein
Unterdruck im Zylinder. Der Stromabnehmer wurde daher leicht vom
Fahrdraht
weggerissen. Anschliessend konnte er sich mit Hilfe der Schwerkraft und
der
Senkfeder
wieder in Tieflage begeben. Die Senkfeder sorgte nun dafür, dass diese
Lage auch gehalten wurde. Es wäre nicht die Baureihe Ae 3/6 II, wenn
es keine Änderungen geben hätte. Die später abgelieferten
Lokomotiven
hatten ein anderes Modell erhalten. Dieses stammte von der BBC und es
wurde nach dem Typ C2 konstruiert. Seine Merkmale waren der etwas
leichtere Aufbau und die Tatsache, dass sich das Modell bei der Baureihe
Ae 3/6 I sehr gut bewährte. Daher beschlossen die Schweizerischen
Bundesbahnen SBB diesen Wechsel.
Die Fahrt musste dann mit dem verbliebenen
Exemplar fort-gesetzt werden. Das war zur Räumung einer Strecke durch-aus
kein Problem. In jeden Fall musste die Maschine an-schliessend zu
Reparatur. Wie schon bei den Lokomotiven für den Gotthard wurde auch hier an der Dachleitung eine Blitzschutzspule montiert. Sie hatte den Auftrag einen Blitzschlag in die Fahrleitung abzufangen und die hohen Ströme am Transformator vorbei gegen die Erde abzuleiten. So sollte die elektrische Ausrüstung der
Lokomotive
von den negativen Auswirkungen eines Blitzes geschützt werden. Die
Ableitung der
Spannung
erfolgte nun über den Kasten der Lokomotive. Kehren wir zum normalen Strompfad zurück, kommen wird nach der Blitzschutzspule zum Hauptschalter der Lokomo-tive. Dieser war dazu vorgesehen die elektrische Ausrüstung sicher von der Fahrleitung zu trennen. Wobei das gar nicht so einfach war, wie man
allgemein meinen könnte. Besonders gut kommt das bei dieser Baureihe zur
Geltung, denn es wurden tatsächlich zwei unterschiedliche Modelle beim
Hauptschalter
verwendet. Bei den ersten
Lokomotiven
mit den Nummern 10 401 bis 10 412 kam ein Modell mit rundem Gehäuse zur
Anwendung. Dieses war schon bei der Baureihe
Ce 6/8 II verwendet worden
und kam daher auch hier wieder zum Einsatz. Dabei wurden die Kontakte über
einen elektropneumatischen Schalter geschlossen. Deshalb benötigte dieses
Modell einen geringen Luftvorrat von ungefähr drei
bar.
Lag dieser tiefer, musste der
Hauptschalter
von Hand eingeschaltet werden.
Das führte dazu, dass dieses Modell auch
normal einge-schaltet werden konnte, wenn gar keine
Druckluft
vorhan-den war. Daher benötigten diese
Lokomotiven
etwas we-niger Druck, denn es musste bekanntlich nur noch der
Stromabnehmer
gehoben werden. Beide Modelle löschten den beim Ausschalten entstehen-den Funken in einem Ölbad. Sie gehörten daher zur Grup-pe der Ölhauptschalter. Diese Modelle funktionierten gut, hatten jedoch den Nachteil, dass nur beschränkte Ströme sicher geschaltet werden konnten. Wurden diese jedoch überschritten
verhinderte ein
Blok-kierrelais, dass der
Hauptschalter
ausgeschaltet werden konnte. So wurde verhindert, dass dieser wegen der
Über-last Schaden nehmen konnte. Eine Notauslösung war bei beiden Modellen vorhanden. Diese wurde genutzt, wenn der Hauptschalter nicht mehr auf die elektrischen Signale reagierte. Dazu musste im Führerstand ein an der Decke montierter grüner Griff um-gelegt werden. Der
Hauptschalter
wurde nun rein mechanisch geöffnet und stand anschliessend wieder bereit,
eingeschaltet zu werden. Wobei das bei einer Notauslösung kaum zu erwarten
war. Nach dem
Hauptschalter
wurde die
Spannung
in das
Innere des Fahrzeuges geführt. Die Leitung endete schliesslich beim
entsprechenden Anschluss des
Transformators. Eine an dieser Leitung
angebrachte Messeinrichtung kontrollierte, dass der
Strom
nicht zu gross
wurde. Trat dies trotzdem ein, wurde die Steuerung aktiviert und der
Hauptschalter und damit die
Lokomotive
ausgeschaltet. Es war daher eine
Kontrolle des
Primärstromes vorhanden.
Die Hochspannung aus der
Fahrleitung
wurde schlicht mit der
Primärwicklung
verbunden. Diese war am anderen Ende mit drei
Erdungsbürsten an den
Triebachsen auf Erde geschaltet, so dass ein geschlossener
Stromkreis
entstand. Neben dem rein ohmschen Widerstand des Kupfers, kann noch das durch den Strom erzeugte induktive Magnetfeld hinzu. Durch die induktive Last reduzierte sich der Strom in der Spule auf den gewünschten Wert. Es war ein Aufbau, wie er immer wieder verwendet wurde. Speziell war
eigentlich nur, dass da-von über dem
Drehgestell lediglich ein Stück
eingebaut wurde. Die Reihe
Ce 6/8 II zeigte, dass dies ganz gut
funktionierte. Mit Hilfe des induzierten Magnetfeldes wurde die zweite eingebaute Spule aktiviert. Dadurch entstand dort eine sekundäre Spannung. Bei dieser gab es zwischen den Lokomotiven deutliche Unterschiede. Dabei war die Anzahl
Anzapfungen noch identisch, denn in
jeder Spule waren acht solche vorhan-den. Durch die Schaltung der beiden
Wicklungen entstanden 16 unterschiedliche
Spannungen, die den Motoren zur
Verfügung standen. Der eigentliche Unterschied bei den beiden verbauten Transformatoren fand sich bei den abge-griffenen Spannungen. So wurden bei den Lokomotiven mit den Nummern 10 401 bis 10 420 Werte zwischen 134 und 536 Volt gemessen. Die oberen Nummern hatten jedoch Werte zwischen 99 und
545
Volt erhalten. Zudem besass de-ren
Transformator etwas mehr
Leistung
und daher war er etwas schwerer ausgefallen, als das ältere Modell. Vielmehr gibt es beim
Transformator im
Stromkreis der
Fahrmotoren nicht zu erwähnen. Die
Anzapfungen wurden nun mit dem
Stufenschalter verbunden und dort so geschaltet, dass für die Motoren
unterschiedliche
Spannungen entstanden. Wegen den beiden verwendeten
Spulen, waren auch zwei Stufenschalter auf der
Lokomotive vorhanden. Diese
waren identisch aufgebaut worden, so dass wir nur ein Exemplar ansehen
müssen.
Sie wurden mit elektrischen Signalen geschaltet und
erlaub-ten so die Zuschaltung der einzelnen
Anzapfungen. Jedoch konnten so
die
Fahrmotoren noch nicht betrieben werden, da bei jeder Schaltung ein
Unterbruch entstand. Daher wurden die einzelnen geschalteten Anzapfungen an die Überschaltdrosselspule angeschlossen. Diese hatte ledig-lich die Aufgabe zwei Anzapfungen so zu verbinden, dass den beiden Fahrmotoren eine Spannung zugeführt werden konnte. Die beiden Zuleitungen vom
Transformator
wurden mit Löschschaltern zu- oder abgeschaltet. Es entstand so eine
unterbruchsfreie Versorgung mit unterschiedlichen
Spann-ungen für die
beiden Motoren. Es entstanden so insgesamt 17 Fahrstufen. Jedoch gab es bei den Differenzen der Spannung zwischen den Modellen Unterschiede. So
wurden die Differenzen bei den unteren Nummern und den ersten vier
Fahrstufen etwas sehr grob abgestimmt. Die mit deutlich unterschiedlichen
Spannungen versorgten
Fahrmotoren änderten die Drehzahl, beziehungsweise
den
Strom
daher sehr schlagartig. Die
Lokomotive nahm einen richtigen Satz
nach vorne. Aus diesem Grund wurde bei den
Lokomotiven mit den
Nummern 10 421 bis 10 460 ein veränderter
Transformator eingebaut. Durch
die Entwicklung beim Bau solcher Modelle, konnte bei gleichem Platzbedarf
eine höhere
Leistung abgerufen werden. Trotzdem reduzierte sich das
Gewicht noch. Sie sehen, wie rasant damals die Entwicklung der
Transformatoren voranging. Hinzu kam noch, dass diese kaum Schäden hatten. Wir haben damit eine veränderliche und
unterbruchsfreie
Spannung erhalten. Diese musste nur noch den
Fahrmotoren
zugeführt werden. Damit diese jedoch in unterschiedlichen Richtungen
drehten, wurde in der Leitung ein
Wendeschalter eingebaut. Bei diesen gab
es nur einen kleinen Unterschied. So wurden mit Ausnahme einer
Lokomotive
die Wendeschalter nur für die Wahl der Fahrrichtung benutzt. Die
Umstellung erfolgte mechanisch. Bei der
Lokomotive
mit der Nummer 10 401 kam jedoch
ein elektropneumatisch gesteuerter
Wendeschalter zu Anwendung. Dieser
hätte es theoretisch erlaubt die Maschine mit einer
Vielfachsteuerung zu
versehen. Das war nicht vorgesehen, jedoch konnten diese Wendeschalter die
Fahrmotoren
zusätzlich umgruppieren. Damit entstand hier die Möglichkeit,
die Lokomotive mit einer
elektrischen
Bremse zu versehen.
Von den
Abmessungen her handelte es sich bei den Mo-toren für die Reihe Ae 3/6 II
somit um die grössten je an die Schweizerischen Bundesbahnen SBB
ausgelieferten Modelle. Bei den Fahrmotoren handelte es sich um 16polige Serie-motoren. Sie besassen einen eigenen Wendepol und im Dachaufbau montierte Shunts. Mit Ausnahme des hohen Gewichtes, entsprachen diese Motoren den damals üb-lichen Modellen. Im Vergleich konnten die beiden
anderen Elektriker je-doch bei gleicher
Leistung kleinere Motoren
verwenden, da es dort wegen dem verwendeten Einzelachsantrieb einfach ein
Stück mehr gab. Die Fahrmotoren wurden so geschaltet, dass der Stator und der Rotor in Serie betrieben wurden. Mit speziellen Schaltungen war es jedoch möglich, auch nur mit einem Fahrmotor zu arbeiten. Dabei musste jedoch die
Leistung
halbiert und die
Zugkraft entsprechend den dazu vorhandenen Formeln
berechnet werden. Daher sollten wir uns die tech-nischen Werte der
Fahrmotoren
ansehen und da interessiert uns nicht der Wert von 10.2
Tonnen. Die
Fahrmotoren
konnten eine
Anfahrzugkraft von
16 700 kg erzeugen. Nach heutiger Schreibart entsprach dieser Wert
ungefähr 167 kN. Diese Kraft konnte nahezu bis zur
Leistungsgrenze bei 60
km/h gehalten werden. Im Dauerbetrieb der Motoren, der bei den
Schweizerischen Bundesbahnen SBB mit 60 Minuten angenommen wurde, konnte
noch eine
Zugkraft von 9100 kg erzeugt werden. Eine Reduktion auf nicht
einmal die Hälfte.
Die vom Besteller erwünschte hohe
durchschnittliche Ge-schwindigkeit konnte so von diesen Maschinen
eingehalten werden. Doch das hatte auch direkte Auswirkungen auf die
Leistung der beiden
Fahrmotoren. Während einer Stunde, konnte jeder Motor eine
Leistung von 775 kW abrufen. Auf die
Lokomotive
hochgerechnet bedeutete
das, dass nun eine Leistung von nicht weniger als 1 550 kW abgerufen
werden konnte. Es waren somit eigentlich 2 200 PS vorhanden. In den
Unterlagen wurde jedoch von einem Wert von 1 470 kW, oder von 2 000 PS
gesprochen. Trotzdem war das für eine Lokomotive mit drei
Triebachsen eine
erstaunliche Leistung. So trocken dargestellt bieten diese Werte nicht viel.
Wenn wir jedoch Vergleiche anstellen, wird die Arbeit der MFO deutlich.
Mit der
Leistung hatte man die beiden anderen Elektriker, die mit drei
Fahrmotoren
arbeiten konnten, geschlagen. Mit Nachbesserungen gelang der
BBC noch eine Steigerung. Die Leistung lag zudem nur unwesentlich unter
jeder der
Schnellzugslokomotive am Gotthard, die immerhin vier
Triebachsen
hatte. Damit bleibt und eigentlich nur noch die
Lokomotive
mit der Nummer 10 401. Diese galt als eigentlicher
Prototyp und daher
wurde sie im Unterschied zur Serie und den anderen für das
Flachland
gebauten Lokomotiven mit einer
elektrischen
Bremse ausgerüstet. Hier muss
jedoch erwähnt werden, dass gerade die MFO in diesem Bereich damals
führend war und man diesen Vorteil auch bei den hier vorgestellten
Lokomotiven nutzen wollte. Bei der Funktion der
elektrischen
Bremse orientierte
man sich bei der MFO an der Baureihe
Ce 6/8 II. Die dort angewendete
Schaltung nach Behn-Eschenburg funktionierte sehr zuverlässig und
erreichte ansehnliche Werte. Daher kam diese elektrische Bremse auch hier
zur Anwendung und gerade im
Flachland hätten damit ein grosser Teil der
Strecken ohne Anwendung der
Druckluftbremsen befahren werden können. Der Nachteil dieser
elektrischen
Bremse war
vermutlich der Auslöser, dass sie nicht weiterverwendet wurde. Durch die
umfangreichen Umgruppierungen und die für die Schaltung benötigten
Bremsdrosselspulen und der
Bremswiderstand erhöhten das Gewicht der
Lokomotive. Da die
Achslasten der Lokomotive mit der Nummer 10 401 aus dem
Ufer gelaufen waren, wurde abgespeckt und das erfolgte letztlich mit dem
Verzicht auf die elektrische Bremse.
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