Die Steuerung der Lokomotive |
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Bei der Steuerung einer
Lokomotive handelt es sich um ein
Stromnetz,
das unabhängig von der
Spannung
in der
Fahrleitung
funktionieren muss. Dieses wird neu auch als
Bordnetz bezeichnet. Als die
hier vorgestellte Lokomotive gebaut wurde, nannte man dieses System noch
Steuerstromnetz.
Die Funktionen werden wir nun genauer ansehen und dabei beginnen wir mit
der Versorgung des Netzes mit der benötigten Energie.
Wie bei den zuvor abgelieferten
Lokomotiven achtete man auch hier darauf, dass man eine
Spannung
wählt, die bereits vorhanden war. Begünstigt wurde das bei dieser
Lokomotive jedoch auch durch die Forderung, dass die Maschine mit den
Triebwagen
der Baureihe
RBe 4/4 in
Vielfachsteuerung
verkehren musste. Daher gab indirekt dieser Triebwagen die Vorgaben für
das auf der Lokomotive verbaute
Steuerstromnetz.
Die
Spannung
betrug 36
Volt
Gleichstrom.
Diese Spannung hatte sich in der Schweiz durchgesetzt und war in erster
Linie auf die zur Stützung benötigten Batterien abgestimmt worden. Dank
den
Batterien
stand das
Bordnetz auch zur Verfügung, wenn die
Lokomotive noch ausgeschaltet war. Ein Punkt, den man
bei der Wahl eines solchen Netzes nicht vernachlässigen darf, ist auch die
Versorgung im Betrieb.
Die benötigten
Batterien
wurden bei der
Lokomotive im Bereich zwischen den beiden
Drehgestellen in einem Kasten, der
unter dem Untergurt angeordnet war, eingebaut. Dieser
Batteriekasten war
so ausgelegt worden, dass bei geöffnetem Deckel die Batterien über diesen
Deckel aus dem Fach gezogen werden konnten. Eine Lösung, die schon früher
zur Vereinfachung des Tausches gewählt wurde und daher keine Neuerung war.
Diese Modelle bewährten sich seit Jahren und wurden in genormten
Baugrössen angeboten. Dabei bestanden die bei den Bahnen verwendeten
Blei-batterien
aus insgesamt neun Zellen, so dass eine
Spannung
von 18
Volt
entstand. Damit die Spannung von 36 Volt erreicht wurde, mussten die beiden Batterien in Reihe geschaltet werden. So entstand letztlich eine gut funktion-ierende Stützung des Steuerstromnetzes.
Jedoch durften diese
Batterien
nur eine begrenzte Zeit alleine für die Versorgung genutzt werden, da sie
sich mit zunehmender Dauer immer mehr entluden. Richtzeit für die
aufgerüstete
Lokomotive lag dabei bei rund 30 Minuten.
Daher mussten die
Batterien
wieder geladen wer-den, wenn die
Lokomotive eingeschaltet war. Dazu war an den
Hilfsbetrieben ein statisches
Batterie-ladegerät
vorhanden. Dieses lieferte eine
Spannung
von rund 40
Volt
und lag so leicht über den Batterien. So war gesichert, dass die Batterien
ab dem Ladegerät geladen wurden. Das
Ladegerät
war zudem so ausgelegt worden, dass es zusätzlich auch die Steuerung
versorgen konnte.
Die Steuerung umfasste, wie es der Name schon vermuten lässt, die
Funktionen zur Steuerung der
Lokomotive. Daneben wurden aber auch die notwenigen
Überwachungen der Baugruppen über die Steuerung betrieben. Diese
Schutzeinrichtungen bestanden aus den im Schrank des
Führerstandes
eins montierten
Relais.
Diese waren so ausgelegt worden, dass es eingesprochenes Relais leicht
erkannt werden konnte.
In diesem Fall wurde jedoch zusätzlich eine
Zwangs-bremsung
ausgelöst und der Zug kam zum Stehen. Ein erneutes Einschalten war dann
jedoch nicht mehr möglich und die
Lokomotive musste abgeschleppt wer-den. Bei der komplett ausgeschalteten Lokomotive standen von der Steuerung nur sehr wenige Funktionen zur Verfügung. Diese umfassten in erster Linie lediglich die Beleuchtung der Führerstände und des Maschinen-raumes.
Während man den
Maschinenraum
bei eingeschaltetem Licht betreten konnte, musste der
Führerstand
im Dunkeln betreten werden. Erst dann war der Schalter für die
Beleuchtung
zugänglich und es gab auf der
Lokomotive Licht. Aktiviert wurde die Steuerung jedoch erst, wenn die Hauptluftbehälterhähne geöffnet wurden. Damit waren nun auch die ersten Funktionen der Überwachung aktiviert worden und die Lokomotive wurde für die be-vorstehende Einschaltung vorbereitet.
Zu den bereits aktivierten Funktionen der Steuerung gehörten die
Sicherheitssteuerung
der
Lokomotive jedoch nicht die
Zugsicherung
derselben. Wie diese funktionierten, werden wir später noch erfahren. Um die Lokomotive in Betrieb zu nehmen, musste zuerst ein Führerstand aktiviert werden. Dazu war ein Steuerschalter für die Steuerung vorhanden.
Wurde dieser eingeschaltet, standen nun auch die weiteren
Funktionen zur Verfügung. Dazu gehörte das Heben des
Stromabnehmers,
das Einschalten des
Hauptschalters
und natürlich die Inbetriebnahme des
Kompressors.
Damit war die
Lokomotive eingeschaltet,
Fahrleitungsspannung
wurde angezeigt und die Maschine war betriebsbereit.
Sollte eine Störung anliegen, wurde der
Hauptschalter
durch ein
Überwachungsrelais
entweder sofort wieder ausgeschaltet, oder er konnte gar nicht
eingeschaltet werden. War die
Fahrleitungsspannung
zu tief, oder aber der
Stromabnehmer
gar noch nicht gehoben, erfolgte die Ausschaltung verzögert. Es war dann
die Aufgabe des Bedienpersonals herauszufinden, welche Störung das
Einschalten der
Lokomotive verhinderte und wie diese behoben werden
konnte.
Das
Lokomotivpersonal
gab daher nur noch Befehle und die Steuerung übernahm letztlich die
entsprechenden Funktionen automatisch. Übernommen wurde diese Art der
Steuerung von den
Triebwagen
der Baureihe
RBe 4/4. Um die Steuerung des Stufenwählers genauer kennen zu lernen, müssen wir die Befehle, die erteilt werden konnten und die dadurch durch die Steuerung ausgeführte Handlung ansehen.
Dabei kannte die
Lokomotive insgesamt sieben Befehle, die bei der
Steuerung eine Funktion auslösten. Dazu gehörte, dass mit Verbringen des
Fahrschalters
auf die Stellung ● die
Trennhüpfer
zu den
Fahrmotoren
ge-schlossen wurden.
Verbrachte man das Bedienelement wieder in die neutrale Stellung
wurden die
Trennhüpfer
wieder geöffnet. Wurde jedoch die Stellung ● im Bereich der Ansteuerung
für die
elektrische
Bremse aktiviert, wurden die Wendeschalter
umgeschaltet und erst anschliessend die Trennhüpfer aktiviert. Das
erfolgte umgekehrt bei der Wahl der neutralen Stellung. So dass in der
neutralen Stellung immer der Fahrbetrieb aktiviert war.
Im Fahrbetrieb wurden die Befehle zum Zuschalten der
Fahrstufen
mit drei unterschiedlichen Stellungen erteilt. Jede dieser Stellungen
löste bei der Steuerung des
Stufenwählers
eine leicht andere Funktion aus. Die Funktion blieb so lange aktiv, wie
die entsprechende Stellung eingestellt war. Die Zuschaltung konnte jedoch
mit Verbringen des Bedienelementes auf die Stellung ● unterbrochen werden.
Sank der
Fahrmotorstrom
wieder unter diesen Wert und eine neue Stufe konnte zugeschaltet werden,
machte das die Steuerung automatisch. Beendet wurde diese Zuschaltung
erst, wenn sämtliche
Fahrstufen
zugeschaltet waren. Bei der Stellung + des Fahrschalters arbeitete die Steuerung schneller. Jetzt wurden bis zu einem Fahrmotorstrom von 2 100 Ampère in der Sekunde drei Stufen zugeschaltet.
Danach reagierte die Steuerung gleich, wie bei der Stellung M. die
maximal zulässigen
Ströme konnten jedoch mit der Stellung ++
erreicht werden, denn jetzt wurde die Stellung + bis zum maximalen
Fahrmotorstrom
erweitert. Die Zuschaltung erfolgte jedoch nur noch mit einer Stufe pro
Sekunde. Auf der Stellung – wurde schliesslich ein Abschaltbefehl erteilt. Die Steuerung schaltete nun drei Stufen pro Sekunde ab und reduzierte so die Zugkraft. So konnte mit den Befehlen -, ●, M, + und ++ die Zugkraft der Lokomotive reguliert werden.
Der Vorteil dabei war, dass diese Lösung auch in
Verbindung
mit Fahrzeugen funktionierte, die andere Stromwerte hatten. Dazu gehörte
unter anderem auch der
Triebwagen
RBe 4/4.
Bei der
elektrischen
Bremse standen jedoch bein
Fahrschalter
nur die Stellung -, ● und + zur Verfügung. Diese funktionierten nun genau
gleich, wie im Fahrbetrieb, wobei nun aber die Stromwerte der elektrischen
Bremse als Massstab genommen wurden. Ein Punkt, der bei der Bedienung der
Lokomotive berücksichtigt werden musste. Für die
Vielfachsteuerung
wurden jedoch nur die Stellungen des Bedienelementes benötigt und nicht
die Stellungen der
Fahrstufen.
Jedoch war es problemlos möglich, auch ferngesteuert zu werden. Selbst die Kombination mit Steuerwagen und an-deren Baureihen war dabei möglich.
Dabei gab es jedoch nur die Begrenzung auf maximal zwölf an der
Viel-fachsteuerung
angeschlossene
Fahrmo-toren. Eingebaut wurde das System IIId, das sich bei den Triebwagen der Baureihe RBe 4/4 bewährt hatte. Daher war auch eine Kombination mit diesem Triebwagen kein Problem. Dabei wurde das Kabel vom Typ III verwendet. Dieses war in den meisten Reisezugwagen eingebaut worden. Die
Leitungen für die
Beleuchtung
der
Fahrgasträume
und die Türsteuerung wa-ren bei allen Systemen identisch belegt worden.
Die
Steuerleitung,
die mit dem Kabel III durch mehrere Fahrzeuge führen konnte, durfte nur
bei ausgeschalteter
Lokomotive verbunden werden. Hätte man das Kabel
und somit die Steuerleitung bei eingeschalteter Lokomotive gekuppelt,
hätte es im
Steuerstromnetz
zu einem
Kurzschluss
kommen können. Die Lokomotive hätte dadurch schwere Defekte erlitten und
hätte nicht mehr eingesetzt werden können. Der Grund lag im notwendigen
drehen des Steckers in der Steckdose.
Auf der
Lokomotive war ein
Triebfahrzeug-Trennschalter
vorhanden. Mit Hilfe dieses Schalters war es möglich, mit der Maschine
auch andere Fahrzeuge in der
Vielfachsteuerung
zu simulieren. So war auf der Stellung 1 die Lokomotive normal in Betrieb.
Auf der Stellung 1/2 wurde aus dem Triebfahrzeug ein
Steuerwagen
und auf 0 ein Zwischenwagen. Das ermöglichte auch defekte Lokomotiven in
der
Verbindung
zu behalten.
Dieser
Schleuderschutz
ersetzte dabei die Ohren und Augen des Lokführers und er war auch auf der
bedienten
Lokomotive aktiviert. Daher konnte die Funktion
immer genutzt werden, was betrieblich keine Einschränkungen bedeutete. Dieser Schleuderschutz funktionierte in drei Stufen. Bei der ersten Stufe wurde dem Lokführer eine schleudernde Achse mit einer Warnlampe ange-zeigt. Er konnte nun Gegenmassnahmen ergreifen. Reich-ten diese nicht aus, aktivierte die Steuerung an der abweichenden Achse eine Bremsung mit der Schleuderbremse.
Erst wenn diese Massnahme auch nicht ausreichte, wurde dem
Stufenwähler
ein Abschaltbefehl erteilt und die
Zugkraft
reduziert. Führten die Massnahmen des Schleuderschutzes und des Personals nicht zum Erfolg, kam der Über-drehzahlschutz zum Einsatz.
Dieser
Überdrehzahlschutz
überwachte, ob die
Achsen
nicht schneller als
Höchstgeschwindigkeit
plus 10 % drehten. Taten sie das, wurde die
Lokomotive ausgeschaltet. So konnte mit der
Lokomotive der Baureihe Re 4/4 II maximal 154 km/h gefahren werden. Bei
der Lokomotive der Baureihe Re 4/4 III lag der Wert jedoch bei 137 km/h.
Die Einrichtung des
Schleuderschutzes
funktionierte auch, wenn die
Achsen
ins Rutschen gerieten. Es wurde jetzt der integrierte
Gleitschutz
aktiviert. Beim Gleitschutz entfiel die Stufe zwei mit der
Schleuderbremse, da ja zusätzliches bremsen kontraproduktiv gewesen wäre.
Daher waren hier nur die Stufen eins und drei aktiv. Jedoch konnte die
Einrichtung nicht erkennen, ob alle Achsen identisch am Gleiten waren.
Um die Steuerung abzuschliessen, müssen wir uns noch mit den
Einrichtungen befassen, die überwachten, ob der Lokführer seine Arbeit
korrekt ausführte. Dabei beginne ich mit der
Sicherheitssteuerung,
die vollumfänglich aktiviert wurde, wenn die
Hauptluftbehälterhähne
geöffnet wurden. Dabei arbeitete diese nach einem passiven System und war
nur im Hintergrund aktiv. Bedient wurde sie in erster Linie mit einem
Pedal.
Erfolgte darauf keine Reaktion des
Lokomotivpersonals
wurde nach weiteren 50 Metern der
Hauptschalter
ausgeschaltet und eine
Zwangsbremsung
eingeleitet. Der Lokführer konnte diese Bremsung jederzeit mit Bedienung
des
Pedals
wieder aufheben. Die Wachsamkeitskontrolle wurde automatisch aktiviert, wenn die Lokomotive rollte und das Pedal niedergedrückt wurde. Der nun angestossene Langsamgang reagierte erst nach einer Distanz von 1 600 Meter.
Dabei wurde ein Warnton ausgegeben. Das
Lokomotivpersonal
konnte nun eine Handlung am
Fahrschalter,
oder an den pneumatischen
Bremsen
vornehmen. Auch die Aktivierung des
Schnellganges
verhinderte das Ansprechen. Nach einer weiteren Distanz von 200 Meter war dann auch beim Langsamgang Schluss und die Lokomotive wurde ausgeschaltet und eine Zwangsbremsung eingeleitet.
Damit war die
Lokomotive mit den aktuellen Einrichtungen
versehen worden. Speziell dabei war nur, dass diese auch auf den
ferngesteuerten Fahrzeugen aktiviert wurde. Da dort jedoch das
Pedal
nicht gedrückt wurde, wurde dessen Funktion ebenfalls über die
Vielfachsteuerung
übermittelt.
Im Gegensatz zur
Sicherheitssteuerung
wurde die
Zugsicherung
der
Lokomotive mit dem obligaten Öffnen der
Hauptluftbehälterhähne
nur aktiviert, jedoch nicht scharf geschaltet. Diese Schaltung erfolgte
nur, wenn der Hahn zu den
Bremsventilen
geöffnet wurde und so die
Bremsen
in Betrieb waren. Das ermöglichte auch einen Einsatz der Lokomotive in
Vielfachsteuerung,
ohne das die Zugsicherung dabei ansprechen konnte.
Dabei wurde beim Befahren eines Signals in der Stellung
Warnung
ein Impuls an den Empfänger der
Lokomotive ausgelöst. Diese Warnung wurde dem
Lokführer akustisch und optisch mit einer gelben Lampe angezeigt.
Reagierte der Lokführer nicht auf diese
Warnung
wurde nach 50 Meter die
Lokomotive ausgeschaltet und eine
Zwangsbremsung
eingeleitet. Die Distanz kam vom im Hintergrund aktivierten
Schnellgang.
Die Bremsung konnte mit dem
Quittierschalter
jedoch jederzeit zurück gestellt werden. Diese Warnung konnte von
sämtlichen Lokomotiven der Baureihen Re 4/4 II und Re 4/4 III ausgewertet
werden.
Die
Lokomotiven, die ab 1973 ausgeliefert wurden,
wurden mit der verbesserten
Zugsicherung
ausgerüstet. Daher war bei diesen Lokomotiven auch die neu eingeführte
Haltauswertung
vorhanden. Diese führte dazu, dass bei Vorbeifahrt an einem Halt zeigenden
Signal automatisch und unverzüglich die Lokomotive ausgeschaltet wurde und
eine
Zwangsbremsung
eingeleitet wurde. Die Rückstellung konnte erst beim Stillstand mit einer
speziellen Taste erfolgen.
Um mit den
Lokomotiven mit
Haltauswertung
im Notfall ein Halt zeigendes Signal, mit einem Befehl oder speziellem
Signal zu überfahren, hatte der Lokführer eine Taste zur Überbrückung der
Haltauswertung. War diese eingeschaltet, war nur der Empfang der
Warnung
möglich. Es erfolgte jedoch keine Bremsung und die Quittierung erfolgte
automatisch. Genutzt wurde diese Taste aber auch im
Rangierdienst.
Die
Lokomotiven der Baureihe Re 4/4 III der
Schweizerischen Bundesbahnen SBB wurden als einzige Maschinen mit einem
Zugfunk
ausgerüstet. Da diese Lokomotiven für den
Güterverkehr
am Gotthard angeschafft wurden, montierte man bei diesen Maschinen den
dort benötigten
Gotthardfunk.
Dieser Bestand aus dem Bediengerät, einem Mikrophon, einem
Lautsprecher
und der auf dem Dach montierten Antenne.
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