Die klassischen Lösungen für die Nebenbetriebe waren bei Triebzügen schon immer selten. Durch den Verzicht auf eine klassische Zugsammelschiene mit Einspeisung ab Hilfslokomotive konnten viele Probleme beseitigt werden. Der Grund fand sich bei den drei verbauten Stromsystemen für 16 2/3 Hz, für 50 Hz und für 3000 Volt Gleichstrom. Die genormten Zugsammelschienen dieser Systeme verfügten über drei unterschiedliche Spannungen.

Vorteile hätten sich bei der klassischen Zugsammelschiene eigentlich nur ergeben, wenn der Triebzug geschleppt wor-den wäre. Das Konzept sah in diesem Fall jedoch vor, dass die Fahrzeuge geräumt werden sollten.

Damit wurde diese Idee wieder hinfällig und daher war der Konstrukteur bei der Wahl für die Nebenbetriebe frei. Das bedeutete jedoch nicht, dass es nun einfacher würde. Schliesslich konnte man diesen Bereich nun den verbauten Baugruppen anpassen.

Die Lösung bei diesem Fahrzeug war simpel, denn eine Zug-sammelschiene gab es nicht mehr. Die Versorgung der Heizungen und Klimaanlagen erfolgte über die Hilfsbetriebe.

Eine Lösung, die bei Führerständen schon immer so gelöst wurde und nun auch bei den anderen Bereichen angewendet werden sollte. Aus diesem Grund mussten die Hilfsbetriebe umfangreicher werden, denn sie benötigten jetzt deutlich mehr Leistung.

Für die Versorgung der Hilfsbetriebe kehren wir wieder zu einem der vier Umrichter zurück. Welchen Antriebsstrang wir dabei benutzen, ist jedoch egal, da es für alles eine Rückfallebene gab.

Bei diesem Triebzug wurde der Traktionsumrichter identisch ausgeführt, das galt auch für die Anschlüsse der Hilfsbetriebe. Mit anderen Worten, den hier vorgestellten Strang gab es in einem Triebzug nicht weniger als vier Mal. Damit war genug Leistung verfügbar, auch wenn eine Einheit ausfiel.

Die Energie für die Hilfsbetriebe stammte aus dem Zwischenkreis. Jedoch war die dort verwendete Spannung von 3 600 Volt für den Bereich zu hoch. Sie musste reduziert werden und das ging mit Gleichstrom nicht so einfach. Zwar hätte man das im Umrichter für die Hilfsbetriebe machen können, aber dann wären Verluste und ein grosses Gewicht entstanden. Beides wollte man bei der Entwicklung jedoch verhindern.

Aus diesem Grund wurde für die Versorgung der Hilfsbetriebe am Zwischenkreis ein Wechselrichter angeschlossen. In diesem Stromrichter wurde die Spannung aus dem Zwischenkreis wieder in einen normalen Wechselstrom umgewandelt. Dabei hatte dieser sowohl eine feste Spannung, als auch eine feste Frequenz. Eine Regelung der Leistung gab es daher nicht und auch die an diesem Netz angeschlossenen Baugruppen waren sehr bescheiden.

Mit einem Trenntransformator wurde die Spannung für die Hilfsbetriebe auf einen für diese passenden Wert verringert. Dieser Spannungswandler hatte den Vorteil, dass die Netze auch galvanisch getrennt werden konnten. Durch die freie Wahl der Frequenz konnte zudem das Gewicht verringert werden. Bekanntlich benötigen solche Bauteile bei ansteigender Frequenz weniger Eisen. Eisen bedeutet aber auch Gewicht.

Der nun vorhandene Wechselstrom mit passender Spannung wurde jedoch nicht genutzt, sondern unmittelbar einem Gleichrichter zugeführt. Dieser erzeugte nun den für den Umrichter der Hilfsbetriebe erforderlichen Zwischenkreis. An diesem waren schliesslich die beiden für die Hilfsbetriebe erforderlichen Wechselrichter angeschlossen worden. Es waren daher je zwei Stromkreise für die vielen Anlagen vorhanden.

Damit haben wir diesen Teil fast abgeschlossen. Die aufwendig aufgebaute Lösung zeigte aber deutlich, wie gering das Gewicht der neuen Stromrichter mit IGBT ist. Selbst mit dem zusätzlichen Stromrichter und dem verbauten Transformator war die Anlage immer noch leichter, als wenn man eine Leitung vom grossen Modell durch den Zug geführt hätte. Wobei wegen den Verlusten hohe Spannungen nötig gewesen wären.

Beginnen wird mit dem Stromrichter für den ersten Teil der Hilfsbetriebe. In den Schemen wurde die hier angeschlossene Leitung mit AUX 1 bezeichnet und sie wurde durch den Triebzug geführt.

Dabei erzeugte dieser Hilfsbetriebestromrichter einen Drehstrom, der eine Spannung von 400 Volt und 50 Hertz erreichte. Eine Regelung der den Nutzern zugeführten Energie war jedoch nicht vorhanden. Daher konnten hier nicht alle Geräte angeschlossen werden.

Eine Auflistung der angeschlossenen Verbraucher würde den Umfang spren-gen. Sie können sich jedoch ganz einfach merken, dass die an dieser Hilfsbe-triebe-Leitung angeschlossenen Baugruppen mit einer festen Spannung versorgt wurden.

Die so mit  belieferten Geräte konnten ein- oder ausgeschaltet wer-den. Dazu gehörten die Klimaanlagen, aber auch die beiden Kompressoren. Daher ersetzte die Leitung auch die nicht vorhandene Zugsammelschiene.

Bevor wir und die Nutzer ansehen, kehren wir zurück zum Zwischenkreis für die Hilfsbetriebe. Der zweite hier angeschlossene Stromrichter unterschied sich und er versorgte die Leitung AUX 2. Der hier erzeugte Drehstrom konnte wegen der Steuerung des Stromrichters an die verlangte Leistung angepasst werden. Daher befand sich in dieser Leitung eine Spannung, die sich zwischen 160 und 400 Volt bewegte. Hier waren die Abnehmer geringer.

Wenn wir nun die so versorgten Hilfsbetriebe etwas genauer ansehen wollen, dann finden wir an AUX 2 jene Verbraucher, die an den Bedarf angepasst wurden. Das waren sehr oft Bereiche, die während dem Betrieb des Fahrzeuges eine gewisse Belästigung für die Fahrgäste bedeutete. Jedoch auch solche, die schnell an den Bedarf angepasst werden konnten. So angesteuert wurden traditionell eigentlich nur die Kühlanlagen.

Auch hier wurden die stark belasteten Baugruppen der elektrischen Ausrüstung künstlich gekühlt. Wir finden hier natürlich die üblichen Verdächtigen, wie der Transformator, die Stromrichter und die Motoren.

Teile die sehr schwer waren und mit einer guten Kühlung leichter gebaut werden konnten. Da hier drei Lösungen umgesetzt wurden, müssen wir uns die Kühler der einzelnen Bau-gruppen genauer ansehen.

Der Beginn macht der Transformator. Bei diesem konnte das Gewicht verringert werden, wenn dünnere Leiter verwendet und wenn die Isolation reduziert wurde. Aus diesem Grund wurden solche Geräte traditionell mit einer Flüssigkeit gekühlt.

Das dabei verwendete Transformatoröl übernahm die zusätzliche Isolation und führte die Wärme wirksam von den Leitungen ab. Eine Lösung, die nur in einem Punkt verändert wurde.

An Stelle des früher verwendeten Transformatoröls, wurde hier die Kühlflüssigkeit mit Ester ausgeführt. Dabei boten diese Ester die gleichen Eigenschaften, wie die bisher verwendeten Öle. Dabei boten sie jedoch den grossen Vorteil, dass bei einem Defekt der Schaden für die Umwelt deutlich verringert werden konnte. Im Gegensatz zum Transformatoröl konnten die Ester in der Umwelt leicht abgebaut werden.

Durch die übertragene Leistung wurden die Wicklungen sehr heiss. Der Ester nahm nun diese Wärme auf und musste sie danach wieder abgeben. Damit die natürliche Zirkulation verstärkt werden konnte, wurde eine Pumpe eingebaut. Diese setzte dabei die Kühlflüssigkeit in Bewegung und mit der Pumpe wurde der Ester durch die Steigleitungen auf das Dach des Wagens befördert. Sie haben richtig gelesen, die Leitung führte auf das Dach.

Auf dem Dach wurden schliesslich die Kühler montiert. Diese ga-ben die vom Ester abgeführte Luft an die Umwelt ab. Dabei wur-de ein Ventilator verwendet, der die Luft von der Seite bezog, dann durch den Kühler presste und schliesslich die erwärmte Luft auf dem Fahrzeug ins Freie entliess.

Dieser Effekt wurde durch den Fahrtwind noch verstärkt. So war eine gute Rückkühlung vorhanden, die jedoch nahezu das ganze Dach des Wagens nutzte.

Die Leitung wurde daher auf Druck belastet. Wie bei einer Zen-tralheizung in einem Haus, wurde das Kühlmittel durch den Wa-gen geführt. Änderungen im Volumen wurden mit einem Expan-sionsgefäss ausgeglichen.

Der Vorteil dieser Lösung war simpel, denn die Leitungen be-nötigten weniger Platz als Kanäle und die Kühlluft belästigte die Fahrgäste nicht so stark. Es konnte so sehr viel Patz für die Kundschaft gewonnen werden.

Wenn wir nun dem Stromfluss folgen, kommen wir nach dem Transformator zu den Stromrichtern. Diese mussten ebenfalls gekühlt werden und auch hier wurde auf eine Kühlung mit Flüssigkeiten gesetzt.

Dabei boten die verwendeten IGBT Teile den grossen Vorteil, dass sie mit nahezu jeder Flüssigkeit gekühlt werden konnten. Dabei bot gerade das normale Brauchwasser ohne Aufbereitung bei der Anschaffung den geringsten Preis.

Brauchwasser hatte jedoch auch Nachteile und diese fanden sich im Winter, denn durch die tiefen Werte bei den Temperaturen führten dazu, dass es sich wieder ausdehnte. Das war so lange kein Problem, wie das Wasser flüssig war. Gefror es jedoch, entstanden Kräfte, die so gross waren, dass die Leitungen gesprengt werden konnten. Das musste natürlich verhindert werden und daher wurde eine andere Lösung gewählt.

Die Lösung für die Kühlung der Stromrichter fand man jedoch an anderer Stelle. Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren, wie zum Beispiel Diesellokomotiven, wurde für die Kühlung der Motoren Kühlwasser verwendet.

Dieses wurde, damit es nicht gefrieren konnte, mit Frost-schutzmittel versehen. Dabei waren die mittlerweile verwen-deten Mittel auch für die Umwelt nicht mehr bedenklich und daher kam diese Lösung auch hier zur Anwendung.

Der Hersteller verwendete dabei bei der Kühlung den schönen Begriff eines Wasser-Glykol-Gemisches. Glykole werden jedoch schon lange dazu verwendet, das Wasser vor dem Gefrieren zu schützen.

Da sie auch bei den vielen Verbrennungsmotoren verwendet wurden, kam hier normales Kühlwasser zur Anwendung. Der grosse Vorteil dabei war, dass die Flüssigkeit in grossen Mengen zu geringen Preisen erhältlich war und dass man es nahezu überall beziehen konnte.

Das bei diesem Triebzug verwendete Kühlwasser verhinderte, dass das Wasser in den Leitungen auch bei Werten von -40°C gefrieren konnte.

Auch in diesem Punkt unterschied sich die Lösung nicht von den Automobilen. In Westeuropa wurde Kühlwasser auf diesen Wert ausgelegt, da im langjährigen Mittel diese Werte in der Schweiz nur an wenigen Stellen unterschritten werden. Jedoch konnte der Zug die Gemeinde La Brévine nicht erreichen.

Auch bei der Kühlung der Stromrichter musste das Kühlwasser wieder abgekühlt werden. Wie schon beim Transformator, wähle man den Weg auf das Dach. Mit der Kühlwasserpumpe wurde es zum Kühler auf dem Dach befördert. Dort erfolgte die Rückkühlung mittels eines Lüfters. Diesen gab es auch im Stromrichter, so dass dort die Luft besser zirkulieren konnte. Auch hier war zur Regelung des Druckes in den Leitungen ein Expansionsgefäss vorhanden.

Auch wenn es technisch möglich gewesen wäre, die Fahrmotoren wurden nicht mit Flüssigkeit gekühlt. Hier kam die klassische Lösung mit Luft zur Anwendung. Diese wurde von einem Ventilator beschleunigt und durch die Kanäle in den Motor gepresst.

Dort nahm sie dann die Wärme auf und führte diese unter dem Fahrzeug wieder ins Freie. Die Kühlung der Fahrmo-toren war daher die einzige Lösung, die Luftkanäle be-nötigte.

Der Vorteil dieser Lösung bestand hier bei der Tatsache, dass durch die Ventilation die Motoren gereinigt und ge-trocknet wurden. Gerade die Trocknung war wichtig, denn bei Fahrten durch den Schnee wurde dieser von den führenden Fahrzeugen aufgewirbelt.

Der Bereich mit den Fahrmotoren befand sich daher schnell in einem regelrechten Schneesturm. Die feinen Kristalle gelangten in jede Ecke, durch die Lüftung, wur-den sie aus dem Motor geblasen.

Jedoch bildeten die Hilfsbetriebe einen grossen Verbrau-cher von Energie, der auch anfiel, wenn der Triebzug nicht bewegt wurde.

Um die neuen Vorgaben in Bezug auf die Einsparung von Energie einzuhalten, wurden die Hilfsbetriebe geregelt. Dabei wurden insgesamt fünf Betriebszustände definiert. Diese müssen wir uns ansehen, denn gerade in diesem Punkt wurden deutlich mehr Lösungen umgesetzt, als bei anderen Baureihen.

Beim Betriebsmodus 1 handelte es sich um den normalen Modus. Dieser war aktiv, denn sich der Zug bewegte. Während der Fahrt wurden die höchsten Werte auch bei den Hilfsbetrieben erreicht. Je nach Situation, mussten die Kühlungen bei den Bauteilen auf die volle Leistung hochgefahren werden. Eine Tatsache, die schon früh mit der einfachen Umschaltung bei der Ventilation berücksichtigt wurde. Gerade bei hohen Geschwindigkeiten war das wichtig.

Wurde der Zug jedoch in die Parkstellung verbracht, wechselten die Hilfs-betriebe in den zweiten Modus. Angewendet wurde diese Lösung bei einem Wechsel der Fahrrichtung. Die von der Fahrt noch stark erhitzten Bauteile musste daher noch abgekühlt werden.

Es war deshalb eine Nachventilation vorhanden, die je nach Bedarf reduziert werden konnte. Damit konnte auch verhindert werden, dass die Reisenden zu sehr belästigt wurden.

Am Ende der Tagesleistung wechselte der Triebzug in den Schlummerbetrieb. Das hatte nun Auswirkungen auf die Hilfsbetriebe. Diese wurden weiter redu-ziert. Nur noch die für den Betrieb erforderlichen Funktionen waren vorhan-den.

Diese wurden mit dem vierten Modus zudem noch energieoptimiert. Der Zug benötigte jetzt sehr wenig Energie aus der Fahrleitung. Daher kam diese Lösung zur Anwendung, wenn eine längere Abstellung vorgesehen war. Zudem war von Fahrzeug kaum etwas zu hören.

Bei all den bisher vorgestellten Betriebszuständen war der Zug fahrbereit und konnte bei Besetzung mit Personal auch wieder bewegt werden. Die Steuer-ung sorgte dafür, dass nun der Betriebszustand der Hilfsbetriebe angepasst wurde. Bei der fünften Möglichkeit wurde jedoch durch die Steuerung eine Fahrsperre gesetzt. Der Triebzug konnte jetzt nicht bewegt werden. Zudem konnte das Fahrzeug auch ausgeschaltet sein.

Daher müssen wir uns den Betriebsmodus mit der Fremdeinspeisung etwas genauer ansehen. Wie es der Name schon verrät, die Zufuhr für die Hilfsbetriebe kam nun von einer anderen Quelle. Früher wurde dazu der Depotstrom genutzt. Beim hier vorgestellten Triebzug konnten damit jedoch nicht die gleichen Funktionen genutzt werden. Jedoch war der Punkt, dass nun Kabel angeschlossen wurden mit dem Depotstrom identisch.

Fremdeinspeisungen waren bei den Wagen A, D, G und L vorhanden. Wobei der Anschluss beim Wagen G nur für den Speisewagen vorgesehen war. Dadurch wurde es möglich, dass mit dieser Einspeisung dieser Teil des Triebzuges genutzt werden konnte.

Sie haben richtig gelesen, die Küche konnte in gewis-sen Bereichen auch ab einer externen Quelle mit Ener-gie versorgt werden. Doch damit bleiben uns noch die drei anderen Steckdosen.

Bei den Wagen A, D und L wurden Teile der Hilfs-betriebe versorgt. Das waren jedoch längst nicht mehr die üblichen Verbraucher. Hier standen jetzt lediglich noch die Kühlungen zur Verfügung.

Der Zug konnte daher mit einer externen Quelle gekühlt werden. Das war eigentlich nur nötig, wenn das Triebfahrzeug präsentiert werden sollte und es dabei nicht über eine Fahrleitung mit Energie versorgt werden konnte.

Die Steckdosen des Triebzuges waren so aufgebaut worden, dass sie direkt an das Landesnetz ange-schlossen werden konnten. Die dabei verwendeten Kupplungen wurden nach den entsprechenden Normen aufgebaut.

Das führte jedoch dazu, dass auch die entsprechenden Werte angewendet wurden. Bei einer Spannung von 400 Volt Drehstrom mit 50 Hertz konnte mit den Leitungen ein maximaler Strom von 63 Ampère auf das Fahrzeug übertragen werden.

Die erforderliche Umschaltung auf den Betriebszustand der Fremdeinspeisung, erfolgte automatisch in dem Moment, wenn ein Kabel angeschlossen wurde. Damit wurde auch gleich die Fahrsperre für den Triebzug aktiviert. Das erlaubte den Anschluss auch, wenn der Triebzug eingeschaltet war. Jedoch begeben wir uns damit auch in den Bereich der Steuerung und diese wird auch hier in einem eigenen Kapitel vorgestellt.