Traktionsstromkreis Typ III

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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.
Typ I BBC Typ II MFO Typ III SAAS
                       

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 war letztlich auch der Grund, warum bei der Bezeichnung der Index nicht geführt wurde.

Die in Genève beheimatete Firme Société Anonym des Ateliers de Sécheron (SAAS) zeigte sich für die Lokomotiven mit den Nummern 10 939 bis 10 951 und 11 009 bis 11 017 verantwortlich. Diese als Typ III bezeichneten Maschinen hatten, wie die Lokomotiven des Typs II aus Oerlikon keinen Stufenschalter erhalten und besassen ebenfalls eine Hüpfersteuerung, die sich aber von jener der Maschinenfabrik Oerlikon MFO deutlich unterschied.

Bei den in Genève gebauten Lokomotiven dieser Baureihe kamen die üblichen Stromabnehmer zu Anwendung. Diese Scherenstromabnehmer wurden, wie die älteren Modelle, mit Hilfe von Druckluft gehoben. Dabei wurde mit der Luft lediglich die Kraft der Senkfeder aufgehoben.

In der Folge konnte die Hubfeder ihre Kraft entfalten und der Bügel wurde ge-hoben. Dieser Vorgang erfolgte, bis der Bügel den Fahrdraht erreichte oder durchgestreckt war.

Es scheint, dass alle Hersteller die gleiche Lösung hatten. Das ist jedoch ein Trugschluss, denn das Modell wurde vom Besteller vorgeschrieben, da so die Anzahl der Modelle für den Ersatz verringert werden konnte. 

Der Kontakt mit dem Fahrdraht wurde mit einfachen Schleifstücken aus Aluminium 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 Spannung der Fahrleitung 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.

An dieser Dachleitung angeschlossen war neben dem Hauptschalter der Lokomotive auch ein Erdungsschalter. Dieser Schalter verband die Dachleitung, aber auch die restliche Leitung der Hochspannung mit der Erde. Dadurch konnte allenfalls in diese induzierte Fahrleitungsspannung keine Gefährdung mehr darstellen. Der Schalter durfte jedoch nur bedient werden, wenn die Stromabnehmer gesenkt waren. Daher war der Bedienhebel in der Luftleitung der Bügel gefangen.

Die bei den älteren Lokomotiven noch vorhandene Blitzschutzspule war nahezu wirkungslos. Daher wurde sie hier nicht mehr eingebaut. Trotzdem musste die elektrische 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 Füllung mit Öl. Diese Ölhauptschalter funktionierten sehr gut.

Die Probleme der ersten Maschinen mit den Primärström-en bei Kurzschlussen konnte eliminiert werden. In Fall eines Kurzschlusses wurde der Hauptschalter mit Hilfe eines Blockierrelais am Ausschalten gehindert. Daher musste der Speisepunkt auslösen.

Um den Ölhauptschalter 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 soll-te, war eine Bedienung des Schalters mit einem speziellen Schlüssel auch von Hand möglich. 

Da der Transformator das grösste und schwerste Bauteil der elektrischen Ausrüstung war, konnte dieser nicht mehr in der Mitte der Lokomotive aufgestellt werden.

Um trotzdem eine gute Abstützung zu erhalten, wurde er hinter dem Führerstand I und somit über dem Laufdreh-gestell eingebaut. Das bedingte auf dem Dach eine zweite Dachleitung, die nach dem Hauptschalter bis zur Durchführung im Dach des Maschinenraumes führte.

Damit gelangte die Spannung durch das Dach in den Transformator. Dieser war als Spartransformator aufgebaut worden und in dieser Primärwicklung 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 werden. Damit der Strom nun nicht über die Lager zur Erde abfloss, wurden bei den Triebachsen unterschiedlich lange Erdungsbürsten eingebaut.

Wie bei den anderen Maschinen dieser Baureihe hatten auch diese Lokomotiven am Transformator nur sieben Anzapfungen erhalten. Diese hatten gegenüber den anderen Maschinen erneut andere Spannungen, die sich aber kaum auf die Fahrmotoren auswirkten.

Die vom Transformator abgegriffenen Spannungen bewegten sich zwischen 103 und 516 Volt. Damit war hier die tiefste Spannung am Transformator vorhanden.

In Genève baute man deshalb eine Hüpferbatterie mit total 28 Hüpfern und drei zusätzlichen Überschaltdrosselspulen in die Lokomotive vom Typ III ein. So wurden letztlich jedoch nur 26 Fahrstufen erreicht.

Damit hatte man bei der SAAS das Pflichtenheft in diesem Punkt jedoch übertroffen, denn gefordert wurden von den Schweiz-erischen Bundesbahnen SBB lediglich 21 Fahrstufen. Jedoch war das wegen der Schaltung nicht möglich.

Die Steuerung nach SAAS musste so ausgelegt werden, dass maximal bis zu fünf Hüpfer gleichzeitig geschlossen wurden. Die minimale Anzahl Hüpfer war vorhanden, wenn jedoch vier Hüpfer geschlossen wurden. So floss der Strom gleichmässig durch die Stromteiler. Diese vielen Schaltungen bewirkten akustisch jedoch, dass die schnelle Schaltung wirklich schnell klang. Das brachte den Maschinen vom Typ III jedoch den Übernamen «Asthmatrucke» ein.

Da es bei den ersten beiden Stufen jedoch eine unsymmetrische Belastung der Überschaltdrosselspulen gab, mussten diese zum Schutz der Stromteiler schnell geschaltet werden. Bei den letzten beiden theoretisch möglichen Stufen 27 und 28 war diese Asymmetrie jedoch ebenfalls vorhanden. Daher wurden diese beiden Stufen betrieblich nicht genutzt. Die Lokomotive hatte daher nur 26 Fahrstufen zur Verfügung. Trotzdem war damit eine feine Abstufung vorhanden.

Die Wendeschalter dieser Lokomotiven entsprachen jenen der Maschinen vom Typ I und wurden ebenfalls elektropneumatisch betrieben. Die vier Wendeschalter wurden ebenfalls mit einer durchgehenden Welle ab einem einzigen Wendeschaltermotor umgesteuert. Daher war es auch hier nicht möglich, die Lokomotive vom Typ III mit einer elektrischen Bremse auszurüsten. Das obwohl die SAAS in diesem Bereich auch über Erfahrungen verfügte.

Durch die grosse Anzahl Hüpfer stieg auch hier das Gewicht gegenüber der Maschine vom Typ I leicht an. Die Lokomotive hatte daher exakt das im Pflichtenheft von den Schweizerischen Bundesbahnen SBB vorgegebene Gewicht von 120 Tonnen und gliederte sich dabei zwischen der Maschine der BBC (118 Tonnen) und der MFO (123 Tonnen) ein. Sie konnte auch das geforderte Metergewicht noch einhalten und musste nicht künstlich verlängert werden.

Die an den Wendeschalteen angeschlossenen Fahrmo-toren, waren auch bei den Modellen des Typs III parallelgeschaltet worden. Daher konnte auch hier durch Abheben der Kontakte ein defekter Fahrmotor abgetrennt werden.

Die Reduktion entsprach daher den Lokomotiven des Typs I und es gab im Gegensatz zum Typ II keine weiteren Einschränkungen zu beachten. Damit waren sich die drei Typen in diesem Punkt identisch.

Alle Lokomotiven erhielten 16-poligen Einphasen-Serie-motoren. Diese Motoren hatten sich schon bei den früheren Lokomotiven der Schweizerischen Bundesbahnen SBB bewährt.

Sie wurden bereits kurz nach deren Einführung zu den üb-lichen Motoren für Lokomotiven unter Wechselstrom. In-nerhalb der Serie unterschieden sie sich jedoch bei der Leistung, was klar auf die rasante Entwicklung dieser Fahrmotoren zurückzuführen ist.

Die vier Fahrmotoren hatten insgesamt 3 120 PS oder 2 296 kW Leistung erhalten. Dabei galt auch hier, dass die Motoren, wie bei den Lokomotiven der MFO von der Firma BBC in Münchenstein geliefert wurde.

Damit konnte die Bedingung mit den identischen Fahrmotoren weitestgehend eingehalten werden. Auch die SAAS profitierte dabei vom späteren Baubeginn und so konnten auch hier ausschliesslich die verbesserten Modelle verbaut werden.

Die Anfahrzugkraft lag bei allen Lokomotiven bei 196 kN. Die Leistungsgrenze wurde, wie im Pflichtenheft gefordert, bei 65 km/h erreicht. Dabei war noch eine Zugkraft von 127 kN vorhanden. Es bleibt bei den Maschinen der SAAS nur noch zu erwähnen, dass auch hier die gleichen Normallasten angewendet wurden. Durch die grössere Anzahl Fahrstufen konnte die Zugkraft jedoch feiner reguliert werden, was theoretisch höhere Werte erlaubt hätte.

 

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