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Traktionsstromkreis Typ II |
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Der
Traktionsstromkreis der
Lokomotive stellt auch gleich den Wechsel von der SLM
als Mechaniker zu den drei Firmen, die sich für den elektrischen Teil
verantwortlich zeigten, dar. Wurden bisher alle Lokomotiven der Baureihe
Ae 4/7 nahezu identisch gebaut, kommen wir nun zu den Unterschieden der
Elektriker und somit zu den Unterschieden bei den Maschinen. Diese wurden
daher von den Schweizerischen Bundesbahnen SBB in drei Typen unterteilt. |
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Typ I BBC |
Typ II MFO |
Typ III SAAS |
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Diese Unterteilung war lediglich zur Identifizierung nötig und konnte
meistens auf den Hersteller zugeschnitten werden. So kam es, dass es bei
den Ae 4/7 die Typen I (BBC), II (MFO) und III (SAAS) gab. Den
Traktionsstromkreis werden wir daher getrennt ansehen. Wobei so gross, wie
man meinen könnte, waren die Unterschiede jedoch nicht. Das führt leider
zu Doppelspurigkeiten, die aber wegen der Übersicht in Kauf genommen
werden müssen.
Kommen wir zu den
Lokomotiven vom Typ II. Diese wurden von der
Maschinenfabrik Oerlikon MFO gebaut. Dabei wurden von diesem Hersteller
die Maschinen mit den Nummern 10 917, 10 918 und 10 973 bis 11 002 mit der
elektrischen Ausrüstung versehen. Wobei die Lokomotiven mit den Nummern
10 917 bis 10 918 als
Prototypen
für die elektrische Ausrüstung der MFO vorgesehen waren. Beim Chaos der
Nummern führte das jedoch zu keiner Verbesserung.
Dabei wurde mit der Luft lediglich die Kraft der
Senkfeder
aufgehoben. In der Folge konnte die
Hubfeder
ihre Kraft entfalten und der Bügel wurde gehoben. Dieser Vorgang erfolgte,
bis der Bügel den
Fahrdraht
erreichte oder durchge-streckt war. Der Kontakt mit dem Fahrdraht wurde mit einfachen Schleifleisten aus Alumi-nium bewerkstelligt. Damit mussten auch diese Lokomotiven bei der Fahrt beide Stromabnehmer an den Fahrdraht anlegen.
Nur
bei einer Störung durfte mit einem Bügel gefahren werden. Wobei es dann
immer wieder Probleme mit dem Kontakt gab. Jedoch war das selten der Fall,
so dass es kaum zu diesen Problemen gekommen wäre.
Gesenkt wurde der Bügel mit Hilfe der
Senkfeder.
Diese überlagerte die Kraft der
Hubfeder
in dem Moment, wenn die
Druckluft
aus dem
Zylinder
entlassen wurde. Dadurch wurde der Bügel nach unten gerissen und senkte
sich. Durch die Kraft der Senkfeder war nun gesichert, dass der
Stromabnehmer
diese Lage beibehielt, was bei einer defekten
Lokomotive
ein wichtiger Punkt war, denn so hob sich der Bügel nicht durch den
Fahrtwind.
Die
von den
Stromabnehmern
auf das Dach der
Lokomotive übertragene
Fahrleitungsspannung
wurde dort in eine orange eingefärbte
Dachleitung
übertragen. Diese Dachleitung konnte geteilt werden und besass zwei
Trennmesser,
die dazu gedacht waren, einen defekten Stromabnehmer von der restlichen
Dachleitung zu trennen. Bedient wurden diese Trennmesser aus dem
Maschinenraum
heraus und somit aus sicherer Distanz.
Dadurch konnte allenfalls in diese induzierte
Fahrleitungs-spannung
keine Gefährdung mehr darstellen. Der Schalter durfte jedoch nur bedient
werden, wenn die
Stromab-nehmer
gesenkt waren. Daher war der Bedienhebel in der Luftleitung der Bügel
gefangen. Die bei den älteren Lokomotiven noch vorhandene Blitz-schutzspule war nahezu wirkungslos. Daher wurde sie hier nicht mehr eingebaut. Trotzdem musste die elektri-sche Ausrüstung vor einem Blitzschlag geschützt werden.
An
Stelle der
Spule
wurde nun ein
Überspannungsableiter
verwendet. Stieg die
Spannung
zu hoch an, reichte die Isolationstrecke nicht mehr und es kam zum
Lichtbogen.
In der Folge schaltete die Maschine aus. Ebenfalls an der Dachleitung angeschlossen war der Haupt-schalter. Dieser wurde von den Lokomotiven der Reihe Ae 3/6 I übernommen und hatte eine Ölfüllung. Diese Ölhaupt-schalter funktionierten sehr gut.
Die
Probleme der ersten Maschinen mit den
Strömen
bei
Kurzschlüssen
konnten eliminiert werden. In Fall eines Kurzschlusses wurde der
Hauptschalter
mit Hilfe eines
Blockierrelais
am Ausschalten gehindert. Daher musste der
Speisepunkt
auslösen.
Um den
Hauptschalter einzuschalten, wurde
Druckluft benötigt. Mit Hilfe einer
Spule wurde der Schalter bewegt und durch die Druckluft die Kontakte
geschlossen. Damit wurde gleichzeitig die Haltespule aktiviert und der
Schalter blieb eingeschaltet. Fiel diese ab, schaltete der Hauptschalter
wieder aus. Da er jedoch auch ohne Druckluft eingeschaltet werden sollte,
war eine Bedienung des Schalters mit einem speziellen Schlüssel auch von
Hand möglich.
Damit gelangte die Spannung durch das Dach in den Transformator. Dieser war als Spartrans-formator aufgebaut wurden und in der Spule waren mehrere Anzapfungen vorhanden. So konnten dort unterschiedliche Spannungen abgegriffen werden.
Damit ein
Strom fliessen konnte, musste die
Spannung der
Fahrleitung mit der Erde
verbunden waren. Dazu wurde die
Spule des
Transformators an deren anderem
Ende mit dem Gehäuse verbunden. Bei der Maschinenfabrik Oerlikon beschritt man einen anderen Weg für die Schaltung der Fahr-stufen. Statt dem bei den Maschinen der BBC verwendeten Stufenschalter mit Hilfstransformator kam hier eine schnelle Hüpfersteuerung zur Anwendung.
Diese
Hüpfersteuerung musste dabei
ebenfalls mit den sieben vorhandenen
Anzapfungen des
Transformators
arbeiten. Diese hatten jedoch
Spannungen zwischen 104 und 519 Volt
erhalten. Auch die Lokomotiven aus dem Hause MFO mussten über 21 Fahrstufen verfügen. Diese waren daher auch nicht direkt möglich und so musste auch die Maschinenfabrik Oerlikon zu zusätzlichen Schaltungen greifen.
Man wählte
hier statt dem beim Typ I verwendeten Hilfstransformator, den Weg über
zwei zusätz-liche Drosselspulen und zwei Spannungsteiler. Damit konnten
zusammen mit den 17
Hüpfern die 21
Fahrstufen erzeugt werden.
Wobei als
Besonderheit die Stufen eins und zwei erwähnt werden müssen. Bei diesen
beiden
Fahrstufen betrug die
Spannung an den
Fahrmotoren 81
Volt und lag
ebenfalls unter jener der
Anzapfung. Jedoch wurden auf der Stufe eins nur
die Fahrmotoren eins und zwei versorgt, so dass zwischen den beiden Stufen
zwar ein Unterschied in der
Zugkraft bestand, jedoch bei der Spannung
keine Unterschiede festgestellt werden konnten.
Möglich
wurde diese Lösung dank den beiden Spannungsteiler. Diese
Spule waren
parallelgeschaltet worden und versorgten jeweils zwei
Fahrmotoren. Daher
stand bei Ausfall eines der Spannungsteiler war damit immer noch die halbe
Leistung vorhanden. Jedoch bestand nun die Einschränkung, dass die ersten
beiden
Fahrstufen nicht optimal arbeiteten. Die maximal mögliche
Spannung
bei dieser Lösung konnte nur den Wert der
Anzapfung erreichen.
Es bleibt
noch zu erwähnen, dass die Steuerung der
Fahrstufen mit Hilfe der
Hüpfer
sehr schnell war. Die
Lokomotive konnte jede Fahrstufe ohne jegliche
Verzögerung schalten. Damit wirkten dazu die Maschinen von Typ I mit dem
Stufenschalter eher langsam. Ein Effekt, der schon bei anderen Baureihen
genutzt wurde und der hier auch so vorgesehen war. Es bleibt jedoch zu
erwähnen, dass damit kaum Gewicht eingespart werden konnte.
Bis jetzt
waren sämtliche Maschinen nach dem Muster der MFO identisch aufgebaut
worden. Die beiden ersten Maschinen, also die Nummern 10 917 und 10 918
hatten einfache
Wendeschalter nach dem Muster der
Lokomotiven des Typs I
erhalten. Damit hatten diese beiden Modelle ebenfalls keine
elektrische
Bremse erhalten und unterschieden sich hier von den restlichen Maschinen
des Typs II, die wir nun genauer ansehen wollen.
Bei den
Lokomotiven nach dem Baumuster der MFO kamen umfangreichere
Wendeschalter
zum Einbau. Diese waren auch nicht mit einer Welle verbunden worden, da
die
Lokomotive unterschiedliche Stellungen der einzelnen Wendeschalter
benötigte. Neben der Wahl der Fahrrichtung konnten diese Wendeschalter die
vier
Fahrmotoren auch so gruppieren, dass damit ein elektrischer
Bremsbetrieb möglich wurde.
Die
elektrische
Bremse dieser
Lokomotiven war jedoch eine Herausforderung,
denn noch nie wurde eine solche
Bremse in eine fertig entwickelte
Lokomotive eingebaut. Die MFO konnte dabei jedoch mit der schon bei der
Baureihe
Ce 6/8
II verwendeten Behn-Eschenburg-Schaltung eine brauchbare
Lösung präsentieren. Dazu wurden aber zusätzliche Bauteile benötigt, was
die Lokomotive wegen der
elektrischen
Bremse schwerer werden liess.
Die
Leistung
der elektrischen
Bremse war jedoch eher bescheiden, sie erfüllte jedoch
die Vorgaben der Schweizerischen Bundesbahnen SBB und vermochte die
Lokomotive mit zehn
Bremsstufen in Gefällen bis 27 ‰ bei 65 km/h in
Beharrung zu halten. So konnte diese Lokomotive dank dieser
Nutzstrombremse auf den
Steilrampen des Gotthards und Simplons alleine die
Talfahrt bewältigen, was letztlich von den
Staatsbahnen auch gefordert
wurde.
Mit den
zusätzlichen Bauteilen für die elektrische
Nutzstrombremse wurde die
Lokomotive schwerer. Um die benötigten
Bremswiderstände besser kühlen zu
können, wurden diese auf dem Dach montiert. Daher waren die Maschinen mit
der
elektrischen
Bremse an den beiden grünen Abdeckungen auf dem Dach
leicht zu erkennen. Jedoch sollte es nicht nur bei diesen Veränderungen,
die durch den Einbau benötigt wurden, bleiben.
Auch bei den
Lokomotiven der MFO wurden letztlich die
Fahrmotoren parallel
angeschlossen. Auch hier konnte daher ein defekter Fahrmotor durch Abheben
der Kontakte abgetrennt werden. Dabei verlor die Lokomotive jedoch nicht
nur ein Viertel der
Zugkraft, sondern die
elektrische
Bremse fiel aus und
stand daher nicht mehr zur Verfügung. Der Grund dafür waren die beim
Bremsbetrieb in Reihe geschalteten Erregerwicklungen.
Wegen den
neuen Bauteilen wurde die
Lokomotive 123 Tonnen schwer. Damit wurde die
Forderung im
Pflichtenheft nicht erfüllt. Da nun aber auch die geforderte
Meterlast nicht mehr erreicht wurde, musste die Lokomotive der MFO
verlängert werden. Diese Verlängerung erfolgte mit einem Balken aus
Eichenholz, der zwischen
Stossbalken und
Puffer eingebaut wurde. Damit das
nicht so gut zu erkennen war, wurden der Balken mit Blech verkleidet.
Alle
Lokomotiven des Typs II erhielten 16-poligen Einphasen-Seriemotoren. Diese
Motoren hatten sich schon bei den früheren Lokomotiven der Schweizerischen
Bundesbahnen SBB bewährt und wurden bereits kurz nach deren Einführung zu
den üblichen Motoren für Lokomotiven unter
Wechselstrom ernannt. Die
Motoren wurden jedoch nicht von der MFO hergestellt, sondern sie wurden
von der BBC nach Oerlikon geliefert.
Die vier
Fahrmotoren hatten eine
Stundenleistung von insgesamt 3 120 PS oder 2 296 kW
erhalten. Durch den späteren Bau dieser Maschinen, konnte die MFO davon
profitieren, dass grundsätzlich die verbesserten Fahrmotoren eingebaut
worden waren. Jedoch zeigten diese
Lokomotiven auch, dass es grundsätzlich
auch bei anderen Typen möglich gewesen wäre, eine elektrische
Nutzstrombremse einzubauen, denn die funktionierte mit jedem Motor.
Die
Anfahrzugkraft lag bei den
Lokomotiven vom Typ II bei 196 kN. Die
Leistungsgrenze wurde, wie im
Pflichtenheft gefordert, bei 65 km/h
erreicht. Dabei war noch eine
Zugkraft von 127 kN vorhanden. Trotz des
etwas höheren Gewichtes dieser Maschinen wurden die Lokomotiven vom Typ II
für die gleichen
Normallasten zugelassen. Betrieblich fand sich der
einzige Unterschied bei der
elektrischen
Bremse dieser Modelle.
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