Traktionsstromkreis |
|||
Navigation durch das Thema | |||
Wenn ein Punkt bei diesen
Lokomotiven klar war, dann war es die
Spannung
in der
Fahrleitung.
Der
Wechselstrom
hatte seinen Siegeszug bei der Versorgung von Eisenbahnen in Angriff
genommen. Das war ja auch der Grund, warum diese Lokomotive überhaupt
gebaut wurde. Der Hersteller sah, dass hier die Zukunft zu finden war.
Gleichstrom
sollte bei der SAAS jedoch weiterhin seine Berechtigung bei kurzen
Nebenbahnen
haben. Damit es korrekt ist und weil es hier eine kleine Abweichung zu den ersten Modellen gab, müssen wir uns der Fahrleitung zuwenden. Ausgelegt wurde die Lokomotive für 15 000 Volt und 16 2/3 Hertz. Die Umschaltung auf die halbe Spannung, die bei den ersten Modellen noch verlangt wurde, gab es hingegen nicht mehr.
Dort wo es eine neue
Fahrleitung
gab, hatten die alten
Dampfmaschinen
ausgedient. Am Gotthard verschwanden sie sogar sehr schnell. Daher war auch die Übertragung der Fahrleitungs-spannung auf die Lokomotive keine grosse Über-raschung. Auf dem Kasten wurden oberhalb der beiden Führ-erstände zwei Stromabnehmer montiert. Optisch wurden sie ganz klar durch den Aufbau getrennt, so dass die Position logisch erschien.
Speziell war eigentlich nur, dass hier der Kunde, also die
Schweizerischen Bundesbahnen SBB, dem Lieferanten sagten, wo der Erbauer
die Bügel zu beziehen hatte.
So war gesichert, dass die
Scherenstromabnehmer
mit doppeltem Sprengwerk zur verbauten
Fahrleitung
passten. Die Reihe Be 4/7 besass daher die gleichen Bügel, wie sie bei den
Reihen
Be 4/6
und Ce 6/8 II montiert
wurden. Speziell war, dass dieser
Stromabnehmer
nur unter der Fahrleitung gehoben werden sollte, denn er konnte sich
vollständig durchstrecken. Zwar ergaben sich keine Schäden, aber gesenkt
werden konnte er nur noch mit manueller Hilfe.
Gehoben wurden die beiden
Stromabnehmer
mit
Druckluft.
Dabei diente diese nur dazu, die Kraft der
Senkfeder
zu überbrücken und gab so der
Hubfeder
die Chance ihre Kraft zu entfalten. Damit hob sich der Stromabnehmer. Um
den Bügel zu senken, musste einfach die Luft entfernt werden. Daraufhin
hatte die Senkfeder überhang und senkte den Bügel. Wobei das jedoch nur
klappte, wenn die Schere nicht zu stark durchgestreckt war. In Kontakt mit der Fahrleitung kam jedoch nur das Schleifstück. Dieses wurde aus Aluminium aufgebaut und bildete die Kontaktfläche und die seitlichen Notlaufhörner.
Wegen der einfachen Ausführung der 1 320 mm breiten
Schleifleiste mussten auch hier für
einen guten Kontakt beide
Stromabnehmer
gehoben werden. Ein Unterschied zu den anderen Baureihen gab es daher in
diesem Bereich noch nicht. Die Ideen der SAAS kamen erst jetzt zum Tragen. Die beiden Stromabnehmer wurden über einfache Trenner mit der Dachleitung und somit miteinander verbunden. Damit war ein sicherer Kontakt mit der Fahrleitung möglich.
Da hier sehr viele Teile über das Dach eingebaut wurden, waren in
dieser Leitung manuell bedienbare Schnittstellen vorhanden. Wurden diese
gelöst, konnte ein Teil des Daches zusammen mit der
Dachleitung
abgehoben werden. Bis heute hat sich daran nichts geändert.
An der
Dachleitung
angeschlossen wurde auch die
Blitzschutzspule.
Diese sollte verhindern, dass die hohen
Spannungen
der Blitze die Ausrüstung der
Lokomotive beschädigen konnten. Dazu besass die
Spule
spezielle Induktions-spiralen, diese waren optisch sehr gut zu erkennen.
Schlug ein Blitz in die
Fahrleitung
ein, wurde die Spule leitend und es kam zum
Kurzschluss
gegen das Dach. Die Versorgung der Fahrleitung wurde so ausgeschaltet.
Im Normalbetrieb wurde die
Spannung
aus der
Fahrleitung
zur Mitte der
Lokomotive geführt. Dort war an der
Dachleitung
der
Hauptschalter
angeschlossen worden. Dieser diente dazu, dass die Maschine sicher von der
Versorgung getrennt werden konnte. Er hatte aber auch die Aufgabe, die
Fahrleitung vor Schäden auf dem Fahrzeug zu schützen. Somit war der
Schalter ein wichtiges Teil in der Leitung zum
Transformator. Gegenüber den anderen Baureihen gab es jedoch keinen neuen Hauptschalter. In dieser Zeit war es gelungen, ein wirklich gut funktionierendes Modell zu erschaffen. Daher wurde auch hier ein Ölhauptschalter eingebaut.
Der beim Öffnen des Schalters entstehenden
Lichtbogen
löschte man in einem Ölbad und verhinderte so einen grösseren Schaden.
Jedoch ergaben sich damit auch grössere Probleme, die noch nicht gelöst
waren. Je grösser der Strom bei einem Kurzschluss ist, desto kräftiger wird der Lichtbogen. Durch das in der Lösch-strecke befindliche Öl konnte dieser nicht mehr gelöscht werden. Das eingefüllte Transformatoröl verdampfte im Bereich des Lichtbogens, wo Temperaturen von bis zu 3000 Grad entstehen konnten.
Das dabei entstehende
Gas
war brennbar. Die
Elektrizität
sorgte dafür, dass der
Hauptschalter
explodierte. Daher wurde die maximale
Leistung
beschränkt. Die Leistung der Fahrleitung war so hoch, dass deren Spannung in den Leitungen für einen Menschen auch bei geöffnetem Hauptschalter zu hoch sein konnte.
Damit an der
Lokomotive gefahrlos gearbeitet werden konnte, war auf dem Dach
ein
Erdungsschalter
vorhanden. Wurde dieser betätigt, wurden die
Dachleitung,
sowie die Leitungen in der Maschine mit der Erde verbunden. Der benötigte
Schlüssel verhinderte, dass jetzt der Bügel gehoben werden konnte.
Nach dem
Hauptschalter
gelangte die Leitung mit der Hochspannung mittels einer Durchführung zum
Transformator,
der unmittelbar beim Hauptschalter eingebaut wurde. So wurden lange
Hochspannungsleitungen verhindert, was sicherlich eine gute Lösung beim
Schutz des Personals war. Zudem waren Transformatoren so schwer, dass sie
wegen den
Achslasten
in der Regel in der Mitte der
Lokomotive eingebaut werden müssen. Die Hochspannung der Fahrleitung wurde ohne weitere Massnahmen der Wicklung des Transformators zugeführt. Am anderen Ende wurde diese Spule über an den Rädern montierte Erdungsbürsten mit der Erde verbunden.
Diese Kontakte waren zum Schutz der
Lager,
denn dort hätte der
Strom
Schäden angerichtet. Mit der
Verbindung
zur Erde hin, haben wir mir dem
Kraftwerk
aber einen geschlossenen
Stromkreis,
es konnte ein Strom fliessen und
Leistung
über-tragen werden. Um Gewicht zu sparen, wurde der Transformator in Sparschaltung aufgebaut. Dank dieser konnte eine Wicklung eingespart werden. Das grosse Gewicht des Eisenkerns war jedoch wegen der Frequenz nicht zu umgehen.
Durch diesen Aufbau mussten aber sämtliche
Anzapfungen
in der vorher er-wähnten
Wicklung
eingebaut werden. Neben den Anschlüssen, die wir an-schliessend ansehen,
waren hier auch jene für die Neben- und
Hilfsbetriebe
vorhanden. Beim Stromkreis für die Traktion waren acht Anzapfungen erforderlich. Diese ergaben Spannungen zwischen 100 und 864 Volt. Damit haben wir die erforderlichen unterschiedlichen Spannungen, können diese jedoch noch nicht regulieren.
Bei den vorhandenen Maschinen wurde dazu ein
Stufenschalter
verwendet. Hier sollte jedoch eine durch die SAAS entwickelte Regelung der
Spannung
verwendet werden. Es lohnt sich, wenn wir daher genauer hinsehen.
Die einzelnen
Spannungen
der acht
Anzapfungen
wurden der Regelung zugeführt. Dazu verwendete man in Meyrin neue, als
Hüpfer
bezeichnete, Schaltelemente. Diese elektropneumatischen Schalter konnten
mit
Druckluft
geschaltet werden. Zudem wurde der sich beim Öffnen des Schalters
entstehende
Lichtbogen
mit dieser Luft ausgeblasen. Daher war von den Hüpfern immer ein Geräusch
zu hören, das sich zwischen einem Zischen und einem Knallen lag. Bei der Lokomotive kamen insgesamt 18 solche Hüpfer zum Einbau. Sie wurden zu zwei Batterien mit je neun Schaltern zu-sammengefasst. Diese waren auf beiden Seiten des Transfor-mators eingebaut worden.
Dabei verbanden die
Hüpfer
eigentlich nur die
Anzapfungen
mit den nachfolgenden Bauteilen. Diese bestanden aus einem zu-sätzlichen
Transformator
und drei
Drosselspulen.
Der Trick hier war jedoch die Schaltfolge der Hüpfer. Die von der SAAS entwickelte Schaltfolge sah vor, dass immer mehrere Hüpfer die Anzapfungen über den zusätzlichen Trans-formator und die drei Drosselspulen so verbanden, dass ohne Unterbruch eine andere Spannung entstand.
Es entstanden daher bei der
Hüpfersteuerung
nach SAAS nicht weniger als 28
Fahrstufen.
Zudem konnten diese sehr schnell geschaltet werden, da die Stellung des
Kontrollers unverzüglich umgesetzt wurde.
Wie gut diese
Hüpfersteuerung
der
Lokomotive wirklich war, konnte man damals noch nicht erahnen.
Heute wissen wir, dass in der Schweiz diese Regelung viele Jahre bei
erfolgreichen Lokomotiven und
Triebwagen
verwendet wurde. Als Beispiel soll hier neben der Baureihen
Re 4/4 I auch der legendäre
Triebzug
RAe TEE II erwähnt werden.
Sicherlich gute Vertreter, die klar zeigen, dass man in Meyrin mit dieser
Idee nicht so falsch lag.
Die nun vorhandene regulierbare
Spannung
wurde den
Wendeschaltern
zugeführt. Diese besorgten die Anschlüsse an die
Jedem Zwillingsmotor war ein Wendeschalter zugeordnet worden. Dabei sollten wir uns aber die Frage stellen, was denn das für ein Motor ist? Die Antwort ist dabei sehr simpel, denn bei einem Zwil-lingsmotor handelt es ich um zwei baugleiche Motoren, die zu einer Gruppe verbunden wurden und die gemeinsam eine Achse antrieben.
Daher hatte die Baureihe Be 4/7 nicht weniger als acht
Fahrmotoren
vorgesehen. Davon müssen wir uns zuerst zwei ansehen. Es wurden ganz normale Seriemotoren mit separatem Wendepol verwendet. Diese waren robust und für den Bahnbetrieb geeignet. Zwei solche Motoren wurden in Reihe geschaltet und einer Triebachse zugeordnet.
Da diese nun zwei identische Motoren hatte, wurde diese
Gruppe
als Zwillingsmotor bezeichnet. In den Unterlagen gab es diese beiden
Fahrmotoren
nicht mehr, da sie als eine feste Einheit angesehen wurden. Weil wir damit eine recht komplizierte Schaltung erhalten haben, zeigte sich diese auch für das Personal so.
Damit sich dieses orientieren konnte, wurde der Schalt-plan der
Lokomotive am
Transformator
an einer Tafel angeschlagen. Zumindest bei der neu ausgelieferten
Maschine, war das darauf abgebildete Schema zu erkennen. Später sorgte der
Schmutz dafür, dass das
Lokomotivpersonal
bei einer Störung nach der Ursache suchen musste.
Die vier parallel über den eigenen
Wendeschalter
angeschlossenen Zwillingsmotoren, erzeugten eine
Anfahrzugkraft
von 200 kN. Im Vergleich zur Baureihe
Be 4/6
lag die Maschine leicht höher, so dass in diesem Punkt ohne Probleme das
gleiche Programm gefahren werden konnte. Ein Punkt, der jedoch aus dem
gemeinsamen
Pflichtenheft
bekannt war. Schliesslich sollte die neue Maschine aus Meyrin die
Leistungen
der
Lokomotive aus Münchenstein erbringen. Während der Dauer einer Stunde konnte noch eine Zugkraft von 116 kN erzeugt werden. Dabei wurde eine Geschwindigkeit von 56 km/h erreicht. Zum Vergleich auch jetzt wieder die Reihe Be 4/6, wo bei 52 km/h noch eine Zugkraft von rund 92 kN aufgebracht werden konnte.
Die
Lokomotive aus Meyrin war jetzt schon deutlich besser
aufgestellt, denn auch wenn es nur 24 kN waren, die Maschine war dabei
erst noch etwas schneller. Es muss hier noch erwähnt werden, dass der Ver-gleich mit den damals vorhandenen Maschinen der Baureihe Be 4/6 angestellt wurde. Diese wurde ab der Nummer 12 313 mit etwas mehr Leistung versehen, blieb jedoch auch dann unter der Lokomotive der SAAS. Es zeigt sich so klar, wie gut die erste Maschine in Meyrin gebaut wurde.
Dieser Vergleich war auch nur möglich, da für beide Baureihen im
Pflichtenheft
die gleichen Anforder-ungen gestellt wurden. Da bei den Schweizerischen Bundesbahnen SBB bei diesen Werten die Leistung für die Unterlagen bestimmt wird, sehen wir und diese nun an.
Bei der Reihe Be 4/7 konnte jeder
Fahrmotor
eine
Leistung
von 445 kW erzeugen. Es stand so für die
Lokomotive eine Leistung von 1 780 kW zur Verfüg-ung.
Damals wurde dieser Wert jedoch in PS ange-geben und dort wurden 2 400 PS
erreicht. Auch jetzt blieben die Maschinen der Reihe
Be 4/6
dahinter.
Auf die Betrachtung der
Dauerleistung
verzichten wir. Dieser Wert wurde betrieblich nicht erreicht, denn es gab
nur eine Strecke, bei der während einer Stunde die
Zugkräfte
so hoch lagen und das war jene von Bodio nach Airolo. Danach sank die
Belastung im
Tunnel
wieder so, dass die
Lokomotive genug auskühlen konnte. Jedoch stand dann oft
die Talfahrt an und für diese wurde vom Besteller eine
elektrische
Bremse gefordert. Auch bei der SAAS musste man bei dieser Bremse auf eine Lösung mit Widerständen setzen. Der Grund dafür war simpel, denn die bei der Reihe Ce 6/8 II verbaute Rekuperationsbremse nach Behn-Eschen-burg war ein Patent der MFO.
Man hätte daher diese
Bremse
dort beziehen und bezahlen müssen. Weil man jedoch die eigenen Fähigkeiten
beweisen wollte, wurde hier eine
Widerstandsbremse
nach eigener Vorstellung einge-baut. Die Reihe Be 4/7 gehörte, wie die Baureihe Be 4/6, zu den Lokomotiven mit einer Widerstandsbremse. Dabei wurden während dem Bremsbetrieb die Fahrmotoren von einem Zusatztransformator erregt.
Zudem wurden die Motoren bei der Erregung in Reihe geschaltet, so
dass die
elektrische
Bremse nur bei allen funktionierenden
Fahrmotoren
angewendet werden konnte. Ein Punkt, der aber lange Jahre bei-behalten
bleiben sollte.
Abhängig von der Erregung war daher die
Leistung
der
Fahrmotoren.
Dazu wurde diese mit Hilfe der
Hüpfersteuerung
geregelt. Durch diese Erregung mit dem
Wechselstrom
des
Transformators
gaben die Fahrmotoren auch diese
Spannung
ab. Diese wiederum wurde in den im
Maschinenraum
eingebauten
Widerständen
in Wärme umgewandelt. Das war speziell, denn bei der Reihe
Be 4/6
wurden diese
Bremswiderstände
durch den Fahrtwind auf dem Dach gekühlt.
Die
Leistung
der
elektrischen
Bremse reichte aus, um der
Lokomotive im Gefälle des Gotthards eine alleinige
Talfahrt zu ermöglichen. Das war auch im
Pflichtenheft
so gefordert worden. Somit war dies kein Nachteil und die Maschine wirkte
dank dem aufgeräumten Dach sehr elegant. Doch damit mussten sich die
Erbauer für die
Kühlung
der
Bremswiderstände,
die zum Teil auch als Wendepolshunts genutzt wurden, sorgen.
|
|||
Letzte |
Navigation durch das Thema |
Nächste | |
Home | SBB - Lokomotiven | BLS - Lokomotiven | Kontakt |
Copyright 2021 by Bruno Lämmli Lupfig: Alle Rechte vorbehalten |