Traktionsstromkreis |
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Ausgelegt wurde die
elektrische Ausrüstung des
Triebwagens
für eine
Spannung
von 15 000
Volt
Wechselstrom
und eine
Frequenz
von 16 2/3
Hertz.
So klar diese für uns ist, die Schweizerischen Bundesbahnen SBB mussten
damals die Auslegung im
Pflichtenheft
genau angeben, denn damals besass selbst die
Staatsbahn
der Schweiz zwei unterschiedliche
Stromsysteme.
So hätte das Fahrzeug auch für
Drehstrom
ausgelegt werden können.
Auf
das Fahrzeug übertragen wurde die
Fahrleitungsspannung
mit den beiden auf dem Dach montierten
So war gesichert, dass
diese so genau wie nur möglich über der Gleisachse blieben. Ein Punkt, der
jedoch selten so genau wie hier berücksichtigt wurde. Gerade bei der oft
verwechselten Reihe Be 4/6 war das
ein Problem. Um die beiden Stromabnehmer zu heben, wurde Druckluft benötigt. Jedoch hob diese den Bügel nur indirekt. In einem Zylinder wurde die Kraft der Senk-feder aufgehoben und erlaubte so der Hubfeder ihre Kraft zu entwickeln.
Dank dieser Lösung
konnte der erforderliche Anpressdruck sehr einfach und genau eingestellt
werden. Zudem wurden hier Modelle verwendet, die schon bei den
Lokomotiven angewendet wurden.
Die
Hubfeder
hob den Bügel, bis dieser entweder durchgestreckt war, oder der
Fahrdraht
diesen Vorgang stoppte. Der Kontakt mit der
Fahrleitung
wurde mit einer
Schleifleiste sichergestellt. Diese bestand aus
Aluminium und war so ausgebildet worden, dass auch gleich die
Notlaufhörner
enthalten waren. Aus diesem Grund war deren Breite auf 1 320 mm beschränkt
worden. Es war daher eine damals normale Ausführung vorhanden.
Weil mit der einfachen
Schleifleiste aus Aluminium der sichere Kontakt
mit dem
Fahrdraht
nicht vorhanden war, mussten beide
Stromabnehmer
gehoben werden. Nur so war ein sicherer Kontakt vorhanden und die
Fahrleitungsspannung
wurde auf das Dach übertragen. Damit der
Strom
nicht über die
Gelenke
floss, waren dort Litzen eingebaut worden. Es war daher ein gut
funktionierendes Modell auf dem
Triebwagen
aufgebaut worden.
Um den
Stromabnehmer wieder zu
senken, wurde einfach die
Druckluft mit einem
Ventil
sehr schnell aus dem
Zylinder entlassen. Durch den plötzlichen Druckabfall entstand ein
Unterdruck und die
Schleifleiste wurde regelrecht vom
Fahrdraht
weggerissen. Der Bügel senkte sich nun mit der Kraft der
Senkfeder und
verblieb in der Tieflage. Einzig bei völlig durchgestrecktem Bügel
funktionierte dieser Vorgang nicht mehr.
Die beiden
Stromabnehmer wurden
mit einer
Dachleitung verbunden. Diese auf
Isola-toren aufgebaute Leitung
war mit Litzen am Stromabnehmer angeschlossen worden. Im Falle einer
Störung an einem der Stromabnehmer konnte die Dachleitung zum defekten
Modell mit einem im Fahrzeug bedienbaren
Trennmesser geöffnet werden. So
konnte sich der
Triebwagen
notfalls mit einem Stromabnehmer ans Ziel
retten. Zum Schutz der Ausrüstung vor zu hohen Spannungen in der Fahrleitung war an der Dachleitung eine Blitzschutzspule vorhanden. Diese war so ausgelegt, dass sie leitend wurde, wenn die Spannung zu hoch wurde.
Damit sollte der Blitz auf das
Dach und so über den Kasten und die
Drehgestelle zur Erde abgeleitet
werden. Es sollten so keine Schäden an der weiteren Ausrüstung entstehen
und auch die Fahrgäste waren so besser geschützt.
Ein
Erdungsschalter ermöglichte
es diese
Dachleitung und die Zuleitung zum
Transfor-mator mit dem Kasten zu
verbinden. Damit war die ganze elektrische Ausrüstung geerdet und man
konnte gefahrlos daran arbeiten. Damit es keine
Kurzschlüsse gab, konnte
der Erdungsschalter nur betätigt werden, wenn die beiden
Stromabnehmer
gesenkt waren. Dazu wurde deren Leitung unterbrochen und die
Druckluft
gelangte nicht mehr zum
Zylinder.
Um die restliche Ausrüstung des
Fahrzeuges sicher von der
Spannung in der
Fahrleitung zu trennen, war auf
dem Dach im Bereich des kleinen
Maschinenraumes ein
Hauptschalter montiert
worden. Hier wurde ein Modell verwendet, das sich bei den ersten
Lokomotiven der Schweizerischen Bundesbahnen SBB bewährte und das den
Lichtbogen mit einem Ölbad löschte. Daher sprach man hier korrekt von
einem
Ölhauptschalter. Um den Hauptschalter zu schalten, wurde Druckluft be-nötigt. Diese schloss die Kontakte mit Hilfe von zwei eingebauten Spulen. Da die Leistung bei diesen Modellen jedoch beschränkt war, musste verhindert werden, dass bei zu hohen Strömen der Schalter geöffnet wurde.
Aus diesem Grund war im
Triebwagen
ein
Blockierrelais eingebaut worden. Sprach dieses
Relais an, konnte der
Motorwagen nicht mehr ausgeschaltet werden. Der Ölhauptschalter konnte von den Führerständen des Triebwagens aus auch mit einer mechanischen Notaus-lösung ausgeschaltet werden. Diese Notausschaltung des Hauptschalters war jedoch ab einem Steuerwagen, oder einem anderen Triebwagen jedoch nicht mehr möglich.
Sie funktionierte nur auf dem
betreffenden Fahrzeug. Es musste daher jedes Fahrzeug einzeln
ausgeschaltet wer-den, wenn die Steuerung nicht mehr funktionierte. Nach dem Hauptschalter wurde die Spannung dem gröss-ten und schwersten Bauteil zugeführt. Das war der Trans-formator und der wurde, damit in den Abteilen nicht zu viel Platz verloren ging, unter dem Fahrzeug montiert.
Das führte dazu, dass für die
Hochspannung ein Kabel ein-gebaut werden musste. Dieses
Hochspannungskabel
verlief ebenfalls im
Maschinenraum und war so sehr gut vor unbe-dachten
Zugriffen geschützt.
Das Kabel endete im unter dem
Fahrzeug montierten
Transformator. Dieser wurde, um Gewicht zu sparen, in
der so genannten Sparschaltung aufgebaut. Dabei wurde eine geteilte
Spule
verwendet. Der obere Bereich sorgte dafür, dass zuerst die hohe
Spannung
reduziert wurde. Erst im zweiten Teil der
Wicklung erfolgten schliesslich
die benötigten
Anzapfungen. Das war eine Lösung, die eine hohe
Leistung
bei geringem Gewicht ermöglichte.
Das zweite Ende dieser
Damit war
ein geschlossener
Stromkreis vorhanden und es konnte
Leistung auf das
Fahrzeug übertragen werden. Viel mehr gab es im eigentlichen Bereich der
Hochspann-ung nicht mehr. Um weiter dem Traktionsstromkreis zu folgen, begeben wir uns zu den Anzapfungen, die für die Fahrmotoren vorgesehen waren. Genau genommen wurden nur zwölf Spannungen dafür vorgesehen.
Sie haben es richtig gelesen, für die
Versorgung der
Fahr-motoren reichten bei diesen
Triebwagen
lediglich zwölf
unterschiedliche
Spannungen, die am
Transformator ab-genommen wurden. Das
war deutlich weniger, als bei
Lokomotiven.
Die zwölf
Anzapfungen des
Transformators wurden zu einer ebenfalls unter dem Fahrzeug montierten
Batterie elektropneumatisch betätigter
Schütze geführt. Diese sollten
zusammen mit den Stromteilerspulen die für die
Fahrmotoren veränderliche
Spannung erzeugen. Dabei ergaben sich jedoch wegen der Schaltung nur noch
elf nutzbare
Fahrstufen. Eine ausgesprochen geringe Anzahl, die aber
begründet werden konnte.
Der
Triebwagen musste
ferngesteuert verkehren können. Aus diesem Grund musste jede
Fahrstufe mit
einem eigenen Signal übermittelt werden. Das erfolgte in eigenen Leitungen
und so wären bei mehr Stufen so viele Leitungen nötig geworden, dass das
verwendete Kabel vom Personal nicht mehr gekuppelt werden konnte. Zudem
war man damals davon überzeugt, dass diese Beschränkung im
Nahverkehr
keine Auswirkungen haben sollte. Diese Regelung der Spannung wurde schon auf den Lokomotiven Be 4/7 erprobt und kam bei der Baureihe Ae 3/5 ebenfalls zum Einbau. Wobei dort deutlich mehr Stufen verwendet wurden.
Beim Hersteller konnte man so schon auf ersten Erfahrungen
auf-bauen und beim hier vorgestellten Fahrzeug sollte auch nicht die
Steuerung, sondern die Anzahl der Stufen das grösste Problem darstellen
und das wollen wir uns ansehen. Durch die Reduktion der Anzahl Fahrstufen, wurden die Unter-schiede bei den einzelnen Spannungen deutlich erhöht. In der Folge ruckte es jedes Mal, wenn wieder eine Stufe geschaltet wurde.
Da dies jedoch nur wenige Male erfolgte, konnte das
Problem ignoriert werden. Unangenehm war es jedoch für die Reisenden, denn
die merkten jede Stufe, die vom Lokführer geschaltet wurde. Wobei damals
kaum auf Komfort geachtet wurde.
In der
Hüpferbatterie entstand
eine regulierte und unterbruchs-frei veränderbare
Spannung. Damit nun die
Drehrichtung der Motoren geändert werden konnte, mussten
Wendeschalter
eingebaut werden. Dabei zeigten diese gleich auf, wie die einzelnen
Motoren geschaltet wurden. Ein Punkt, der besonders bei Störungen an einem
der
Fahrmotoren besonders wichtig war. Eine Vereinfachung entstand auch
weil keine
elektrische
Bremse vorhanden war.
Jedem
Drehgestell war ein
eigener elektropneumatisch betriebener
Wendeschalter zugeordnet worden.
Das hatte zur Folge, dass bei einem defekten Wendeschalter die halbe
Leistung verloren ging. Da die
Fahrmotoren
zudem seriell an den Schaltern angeschlossen wurden, verlor in diesem Fall
der
Triebwagen ebenfalls die
halbe Leistung. Eine Lösung, die auch bei den meisten
Lokomotiven von
damals umgesetzt wurde. Durch die Schaltung in den Wendeschaltern wurde lediglich das Statorfeld im Seriemotor so geändert, dass es eine andere Polung besass. Damit drehten diese je nach Schaltung in eine andere Richtung.
Der
Triebwagen konnte somit seine Fahrrichtung
ändern. Die von der
Fahrleit-ung kommende
Spannung war nun bereit für die
Versorgung der
Fahrmotoren. Doch noch müssen wir uns die Sache mit der
elektrischen
Bremse genauer ansehen. Wir wissen heute, wie wichtig solche Zusatzbremsen bei Zügen im Nahver-kehr sind. Damals bedeute eine elektrische Bremse jedoch Gewicht. Dieses Gewicht konnte nicht mit Leistung genutzt werden.
Aus diesem Grund beschlossen die Schweizerischen
Bundesbahnen SBB, dass nur auf den Strecken, wo diese
Bremse
vorgeschrieben ist, eine
elektrische
Bremse verwendet wird. Es war daher
ein folgenschwerer Entscheid des Be-stellers. Kommen wir nun zu den vier Fahrmotoren. Bei den Triebwagen wurden nor-male Seriemotoren mit separaten Wendepol verwendet. Dieser robuste Motor war für den Betrieb bei den Eisenbahnen ideal geeignet.
Und
bis zum Durchbruch anderer Lösungen, kamen die Erbauer kaum mehr an diesem
Modell vorbei. Die grossen Experimente waren vorbei und seit weni-gen
Jahren stand der Sieger bei den
Fahrmotoren fest. Jeder Fahrmotor konnte eine Leistung von 148 kW erzeugen und lieferte dabei eine Anfahrzugkraft von 2 250 kg. Auf den Triebwagen hochgerechnet ergab das eine Zugkraft von 9 000 kg und eine Leistung von 592 kW. Die Zugkraft entspricht in etwa dem heutigen Wert von 90 kN.
Diese
Leistung konnte jedoch nur zur
Beschleunigung genutzt werden. In den Unterlagen sah man dafür drei bis
vier Minuten vor. Da nur auf 75 km/h be-schleunigt wurde, kein zu grosses
Problem. Die Dauerzugkraft bei diesem Fahrzeug wurde mit 43,6 kN angegeben. Damit erfolgte eine deutliche Reduktion, was dem Charakter des Nahverkehrs ent-sprach.
Auf die Angabe
einer Stundenzugkraft wurde bei diesem
Triebwagen jedoch verzichtet. Der
Grund war simpel, denn im
Nahverkehr musste der
Motorwagen kaum so lange
hohe
Zugkräfte aufbauen, denn das war damals wirklich nur auf der
Gotthardbahn der Fall gewesen.
Damit die Motoren dieser
Leistungsklasse kompakter gebaut und so im
Drehgestell verbaut werden
konnten, mussten sie künstlich gekühlt werden. Diese
Kühlung
erfolgt
einerseits durch den Fahrtwind, der um die Gehäuse strömte und durch Luft,
die künstlich durch den Motor gepresst wurde. Dabei war gerade die letzte
Lösung sehr wirksam, da auch eine Reinigung erfolgte. Jedoch bedeute sie
auch viel Gewicht, was hier gespart wurde.
Statt auf eine sehr wirksame
fremde
Ventilation
mit speziellen
Ventilatoren
setzte man bei diesem
Triebwagen auf eigenventilierte
Fahrmotoren. Bei dieser werden an der
Motorwelle Lüfterräder montiert, die den künstlichen Luftstrom durch den
Fahrmotor erzeugten. Es war eine extrem einfach aufgebaut und zudem sehr
leichte Ventilation vorhanden. Insbesondere das geringe Gewicht, war hier
massgebend, den es musste wirklich gespart werden.
Ein Nachteil dieser
Ventilation
war, dass die optimale
Kühlung erst bei höheren Geschwindigkeiten korrekt
arbeitete. Gerade bei kleinen Geschwindigkeiten und somit geringen
Drehzahlen der Motoren, vermochten die Flügel nur wenig Luft in den Motor
zu pressen. Jedoch waren gerade in diesen Situationen die grössten
Leistungen gefragt, da man ja schnell beschleunigen wollte. Entsprechend
ausgelegt werden mussten die
Fahrmotoren.
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