Beleuchtung und Steuerung

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Wenn wir zur Beleuchtung und zur Steuerung kommen, erreichen wir einen Bereich, der auch Punkte enthält, die anders platziert werden können. Je komplizierter die Technik aufgebaut wurde, desto mehr mussten die Ingenieure in die Steuerung investieren. Ein verklebter Hüpfer konnte noch mit Hammer und Meissel gelöst werden. Was macht man aber, wenn ein Thyristor nicht mehr richtig funktionieren will?

Auf jeden Fall benötigt man für diese Bereiche ein Bordnetz, das auch zur Verfügung stand, wenn der Hauptschalter geöffnet wurde.

Es musste jederzeit sicher vorhanden sein und dah-er musste die Energie für dieses Stromnetz auf der Lokomotive gespeichert werden.

Die Speicherung von elektrischer Energie ist recht einfach, das Problem ist nur, dass deswegen mit Gleichstrom gearbeitet werden musste. Das hatte sich in all den Jahren nicht geändert.

Um die elektrische Energie zu speichern, wurden Bleibatterien verwendet. Bei diesen erzeugte eine Zelle, die aus einer Platte mit Blei und einer mit Bleioxyd bestand, eine Spannung von zwei Volt Gleichstrom.

Nachteil war die zusätzlich benötigte Säure, die ge-fährlich war. Aber die Akkumulatoren waren so gut, dass sie seit Jahren eingebaut wurden. Dabei wurden sogar hier die genormten und bei den Bahnen üblichen Behälter verwendet.

Ein Behälter hatte neun Zellen enthalten, die in Reihe geschaltet wurden. So stand eine Spannung von 18 Volt zur Verfügung. Mit zwei solchen Behältern konnte schliesslich die für die Steuerung und Beleuchtung erforderliche Spannung von 36 Volt geschaffen werden. Wir haben die Versorgung, die jedoch nur wenige Minuten zur Speisung aller Funktionen der Lokomotive geeignet waren. Zudem benötigten die Batterien Unterhalt.

Im Unterhalt konnten Bleibatterien nicht so leicht ausgebaut werden. Das Gewicht eines Behälter belief sich auf rund 400 Kilogramm. Auch zwei kräftige Männer heben das nicht aus der Maschine. Daher wurde unter dem Kasten der Lokomotive ein von der Seite her zugänglicher Batteriekasten eingebaut. Dank dessen Aufbau konnten die Akkumulatoren mit den vorhandenen Hebemitteln entnommen und ausgetaucht werden.

War die Lokomotive eingeschaltet, wurden die mit 220 Volt ver-sorgten Hilfsbetriebe automatisch aktiv. Damit begann auch das Batterieladegerät mit seiner Arbeit.

Da nun eine etwas höhere Spannung abgegeben wurde, änderte sich der Stromfluss in den Leitungen zu den Batterien. Das hatte zur Folge, dass die Bleibatterien wieder geladen wurden. Da nun von diesen aber keine Spannung bezogen werden konnte, über-nahm diese Aufgabe das Ladegerät.

Die nun durch das Ladegerät versorgten Bereiche des Bordnetzes wurden jetzt mit einer gering höheren Spannung betrieben. Die Steuerung konnte das verkraften und lediglich bei der Beleuchtung konnte das etwas hellere Licht erkannt werden. Wobei dieser Effekt so gering war, dass er nicht von allen Leuten erkannt werden konnte. Wir sind damit aber bei den Verbrauchern angelangt und können uns daher der Beleuchtung zuwenden.

Beleuchtungen gab es bei einer Lokomotive an vielen Orten. Diese befanden sich aussen und bildeten die Dienstbeleuchtung. Im Innenraum gab es aber auch Licht, das oft vergessen ging. Wir hier wollen daher in der Lokomotive beginnen, denn dort gab es mehr Lampen, als das bei anderen Baureihen der Fall war. Sie wurden zudem noch öfter benutzt. Der Aufbau der Lokomotive Re 450 begünstigte dieses Verhalten zusätzlich.

Wer in die Maschine gelangte und in den Führerstand wollte, musste durch den Maschinenraum gehen. Dabei bestanden die Wege dort aus dem Quergang bei den Türen und dem üblichen Durchgang zum anderen Ende des Fahrzeuges. Dieser wurde mittig angeordnet und daher gelangte schlicht kein Tageslicht mehr an diesen Ort. Die im Maschinenraum an mehreren Stellen montierten Lampen mussten daher den ganzen Tag eingeschaltet werden.

Schalter für die Beleuchtung gab es bei den seit-lichen Türen und auch bei den beiden anderen Zu-gängen. Damit die klassische Wechselschaltung auch hier umgesetzt werden konnte, musste eine ein-fache Steuerung verbaut werden.

Diese bestand aus einem einfachen Schrittschalter, der bei jeder Betätigung eines Schalters den Ma-schinenraum erhellte, oder verdunkelte. Wir haben so die Funktion, wie Sie sie von den Treppen-häusern kennen.

Auch die beiden Endbereiche wurden mit Licht versehen. So war an der Decke im Führerstand eine Lampe montiert worden, die einfach mit einem Schalter bedient wurde. Wichtig war, dass dieser von der Sitzposition des Lokführer bedient werden konnte.

Gerade in der dunkeln Tageszeit mussten eventuell wichtige Schreibarbeiten erledigt werden. Das ging aber nur, wenn während dieser Zeit im Raum ein Licht brannte.

Die Beleuchtungen der Instrumente waren mit der Dienstbeleuchtung verbunden. Wurde diese einge-schaltet, waren auch die Anzeigen mit einem Licht erhellt worden.

Wir kommen damit zu den aussen montierten Lampen und werden dabei schnell feststellen, dass in diesem Bereich gespart wurde. Auf der Seite des Gepäckabteils gab es schlicht keine einzige Lampe. Auch an der Front waren diese nach anderen Regeln montiert worden.

Im Bereich oberhalb der beiden Zerstörungsglieder wurde je eine Lampe montiert. Diese stammte aus den Reihen der LKW und sie wurde schon bei den Triebwagen RBDe 4/4 verbaut. Der Vorteil dieser Lampen war, dass nun auch ein Volllicht erzeugt werden konnte. In der Regel war das normale Licht vorhanden, das nun aber als Abblendlicht bezeichnet wurde. Auf beiden Seiten waren aussen rote Lampen für das Zugschlusssignal vorhanden.

Das war es auch schon und wir können zur Steuerung übergehen. Wie, es fehlt noch die dritte Lampe? Diese gab es schlicht nicht mehr!

Die Konstrukteure der Lokomotive fanden, dass das über dem Frontfenster montierte weisse Linienband als dritte Lampe genommen werden konnte.

Die Anzeigen dort wurden über die Steuerung der Durchsagen eingestellt. Sie leuchtete daher weiss und konnte so als dritte Lampe genutzt werden.

Eigentlich hätten sich die Ingenieure der Erbauer damit zufrieden gegeben. Doch die Schweizerischen Bundesbahnen SBB verlang-ten, dass an der Front auch drei rote Lampen in Form eines A gezeigt werden mussten.

Dieses Warnsignal war sehr wichtig und daher musste im Front-fenster am oberen Rand noch eine Lampe mit einem Notrot verbaut werden. So konnten nahezu alle Signalbilder korrekt gezeigt werden und nur das Spitzensignal war komisch.

Wir haben die Beleuchtungen bald geschafft, denn uns fehlt nur noch ein Bereich, der auch mit Licht versorgt wurde. Der Gepäckraum war nach den Regeln eines normalen Gepäckwagen aufgebaut worden.

Er besass daher auch zwei Griffe für die Notbremse. Die Lampen hingegen wurden zusammen mit der Beleuchtung der Wagen geschaltet. War diese eingeschaltet, leuchte auch das Linienband an den beiden Fronten des Zuges.

Hingegen war die klassische Steuerung einer Lokomotive verschwunden. Während man schon bei früheren Baureihen erste Lösungen mit elektronischen Bauteilen umgesetzt hatte, kam nun der nächste Schritt und das waren die Computer. Genauer genommen wurde von einem Rechner gesprochen und dieser war auch nicht so aufgebaut worden, wie wir uns einen Computer vorstellen. Vielmehr hatte er klare Aufgaben.

So war mit dem Antriebsleitgerät (ALG) ein Rech-ner vorhanden, der sich um alle Belange der Fahr-motoren und der Stromrichter kümmerte.

Dieses Gerät hatte daher die Aufgabe die beiden Umrichter so zu regeln, dass die Stromrichter die Spannung erzeugten, die effektiv benötigt wurde.

Einen Einfluss auf dieses System, das in sich ar-beitete, hatte nur der zweite verbaute Rechner. Jedoch wurden von dem ALG auch Statusmeldungen an die Steuerung übermittelt.

Der zweite Rechner bildete das Fahrzeugleitgerät FLG. Wir können diesen Teil schlicht als das Hirn der Lokomotive ansehen. Bei den nachfolgenden Betrachtungen und Handlungen wurde das FLG beeinflusst und so die gewünschte Änderung verfolgt.

Sie sehen, einen direkten Einfluss auf die Steuerung hatte auf dieser Lokomotive eigentlich nur noch das FLG. Doch mehr wollen wir nicht damit ver-lieren, denn wir haben noch viele Punkte zu betrachten.

Wie jeder Computer benötigten sowohl das ALG, als auch das FLG ein Betriebssystem. In den Jahren, wo die Lokomotive gebaut wurde, gab es noch nicht die heute bekannten Systeme.

Zudem hätten solche Programme nicht den gewünschten Effekt gehabt. Aus diesem Grund wurde ein eigenes für diesen speziellen Zweck entwickeltes Betriebssystem geschaffen. Die Lokomotive Re 450 arbeitete damit mit MICAS-S, das schon erprobt war.

Viele Aufgaben, bei denen bisher der Lokführer in bestimmtem Rahmen eine Handlung vornehmen musste, wurden vom FLG übernommen. Dazu gehörte zum Beispiel die Regelung der Ventilation. Diese regelte sich, wie wir schon erfahren haben mit der Temperatur. War diese jedoch weit genug gesunken und das Fahrzeug bewegte sich nicht, wurde die Ventilation gänzlich ausgeschaltet. Der bisher dazu vorhandene Knopf gab es nicht mehr.

Auch andere Regelungen arbeiteten so und in gewissen Bereichen wurden die Vorgaben vom Lokführer automatisch umgesetzt. Ein solcher Punkt war die Regelung der gefahrenen Geschwindigkeit.

Diese wurde anhand der Vorgaben des Bedieners durch das FLG ausgewertet und mit der gefahrenen Geschwindigkeit verglichen. Die Anpassung war damit so genau, dass Abweichungen von den Vorgeben im Bereich von geringen Werten lag.

Gerade die Regelung der Geschwindigkeit ist ein gutes Beispiel für die Arbeit des FLG und des ALG. Mit dem FLG wurden die Werte verglichen. Mussten diese korrigiert werden, schickte das Fahrzeugleitgerät den Auftrag an das Antriebs-leitgerät.

Dieses wiederum stellte die Frequenz für die Fahrmotoren und deren Spannung neu ein. Ein Vorgang der in Bruchteilen von Sekunden erfolgte und daher eine genaue Regelung ergab.

Anhand der beiden Beispiele haben wir gesehen, dass durch die Rechner Aufgaben übernommen wurden und dass die Vorgaben des Lokführers umgesetzt wurden. Weitere Punkte die vom Lokführer verstellt werden konnten, werden wir im nächsten Kapitel mit der Bedienung ansehen.

Hier fehlt uns noch ein Punkt der neuen Rechner und das war die Diagnose und die Überwachung. Beide Aufgaben wurden dem FLG übertragen.

Für die Diagnose waren die Schnittstellen im Fahrzeug verteilt worden. Dort wurden Zustände gemessen und anschliessend durch das FLG ausgewertet.

Entsprachen diese nicht den verlangen Werten, wurde durch das Steuergerät automatisch eine Schutzfunktion aktiviert. Das konnte vom ausgeben einer Fahrsperre, bis zur Auslösung der Hauptschalters führen. Aufgaben die auch bei der klassischen Steuerung so gelöst wurden.

Da nun aber der Lokführer direkt keine Relais mehr hatte, die er überprüfen konnte, fehlten im die Angaben. Daher wurde durch das Diagnosesystem eine Störung ausgegeben. Diese wurde mit einer einfachen LED auf einer Tafel im Führerstand angezeigt.

Zudem leuchtete eine Entpannungstaste auf. Mit dieser konnte die Panne mit einfachen Handlungen behoben werden. Die Störung blieb zwar, das Fahrzeug konnte aber wieder fahren.

Auch wenn die Anzeige mit Tafel mit den heutigen Erfahrungen primitiv erscheinen mag, sie funktionierte. Jedoch reichte diese Info nicht für das Personal der Werkstatt aus. Mit der Angabe Stromrichter zwei ausgefallen, war keine Reparatur möglich.

Daher konnte an einer seriellen Schnittstelle ein Computer angeschlossen werden. So wurde der Speicher ausgelesen und mit dem passenden Programm, konnte der defekte Thyristor gefunden werden.

Bei den Sicherheitseinrichtungen der Lokomotive Re 450 waren die Vorgaben der Schweizerischen Bundesbahnen SBB zu berücksichtigen. Daher wurden hier die klassischen Systeme eingebaut, diese jedoch über das FLG geregelt. Die Werte der Sicherheitssteuerung ASEGA wurden daher über das FLG an den Lokführer übermittelt. Dieser reagierte dann entsprechend den Vorschriften. Ausgegeben wurden dabei der Schnell- und der Langsamgang.

Die Wachsamkeitskontrolle, arbeitete wie das Sicherheitselement, in Form des Schnellganges, mit einer Wegmessung. Diese war nach den Regeln der ASEGA vorhanden, nur wurden die Werte durch das FLG ermittelt. Das erlaubte es dem Fahrzeug auch, diese Werte für andere Aufgaben zu nutzen. Das wurde mit der Messung der Zugslänge genutzt. Diese konnte vom Lokführer aktiviert werden und sie gab ein Signal aus, wenn der Punkt vom Schluss erreicht war.

Nicht grundsätzlich anders arbeitete die Zugsicherung Integra-Signum. Diese konnte die Meldungen «Warnung» und «Halt» ausgeben. Mit der Haltaus-wertung war diese Einrichtung auf dem aktuellen Stand.

Jedoch war diese punktförmig arbeitende Zugsicherung für den Betrieb einer S-Bahn nicht ausreichend und zudem waren die Schweizerischen Bundes-bahnen SBB daran auch diese zu erneuern. Hier wurde das umgesetzt.

Neu war die Zugbeeinflussung ZUB 121. Diese Einrichtung arbeitete mit festen Punkten im Gleis und den Daten des Zuges. Bei einer Ermässigung wurde so eine Bremskurve berechnet, die den Bremsweg bis zum Stillstand überwachte.

Um die Fahrt nach einer Bremskurve fortsetzen zu können, wurde eine Befreiung aktiviert, die aber den erlaubten Wert für die Geschwindigkeit auf 40 km/h beschränkte und so keine schnelle Fahrt erlaubte.

Mit der Zugsicherung war man so sehr aktuell und das galt auch für die Gespräche zwischen Lokführer und Fahrdienstleiter. Die Bahnhöfe der S-Bahn sollten nicht mehr zwingend mit Personal besetzt werden.

Zudem sollte auch kein Zugführer mehr mitfahren. Mit anderen Worten, die bisherigen Möglichkeiten mit den Gesprächen war nicht mehr möglich. Der am Gotthard bei Güterzügen verwendete Funk war gut, aber veraltet.

Aus diesem Grund wurde ein neues Funksystem entwickelt, das ebenfalls auf der S-Bahn in Zürich umgesetzt werden sollte. Diese System wurde ZFK 88 genannt und es erlaubte bidirektionale Verbindungen.

Zudem konnte der Eingabeterminal auch dazu genutzt werden, die für ZUB 121 benötigten Zugdaten einzugeben. Auch der Funk war so neu, dass die Baureihe Re 450 die erste Lokomotive war, die damit ausgerüstet wurde.

Bevor wir zur Bedienung der Lokomotive kommen, müssen wir noch einen Punkt ansehen. Es ist die auf der Maschine verbaute Vielfachsteuerung. In diesem Bereich war das Pflichtenheft klar, eine Kombination mit anderen Baureihen war nicht vorgesehen.

Sie wurde bereits für den Pendelzug benötigt. Ohne den Einbau einer solchen Einrichtung war es schlicht nicht möglich mit der Lokomotive in beide Richt-ungen zu fahren.

So konnten die Entwickler neue Systeme nutzen und dabei wählten diese ein bei der Deutschen Bahn schon erfolgreich verwendetes System. Es sollte eine Lösung benutzt werden, die keine schweren Kabel mehr benötigte.

Die zudem auch in der Lage war, deutlich mehr Informationen zu über-mitteln. Alle Bauteile dazu wurden daher von der ABB in Mannheim in die Schweiz geliefert und dann in die Lokomotive Re 450 eingebaut.

Eingebaut wurde daher die Zeitmultiplexe Mehrfachtraktion Steuerung ZMS. Diese nutze codierte Signale um die Angaben zu übertragen. Das führte dazu, dass weniger Leitungen, als beim System Vst IIId der Fall war.

Benötigt wurden. Für die ZMS konnten so freie Adern in der UIC-Leitung, die wegen dem Funk und den Durchsagen so oder so vorhanden war, genutzt werden. Es wurde kein Kabel mehr benötigt. An den Enden war zudem die automatische Kupplung zuständig.

Im System ZMS wurde jeder Bereich, der eine Bedienung erlaubte als Schnittstelle angesehen. Da maximal drei Züge kombiniert werden sollten, waren das insgesamt sechs Punkte. Von diesen wurde ein Bereich als Master definiert. Dieser befand sich zwingend am Ende der Komposition. Alle anderen Führerstände waren Slave, die ihre Meldungen an das FLG des Masters schickten. Der Master teilte auch die Aufgaben mit.

Da nun mit der ZMS auch Daten der beteiligten FLG übermittelt werden konnten, war die Diagnose in der Lage bei einer Störung auch das Fahrzeug zu melden. Bei der Behebung der Störung konnte daher klar erkannt werden, welche der beteiligten Lokomotiven davon betroffen war.

Für die Behebung musste daher nicht mehr zum Havarist gegangen werden. Eine Ver-einfachung die den Betrieb mit den Pendelzüge beschleunigen sollte.

Noch ein Problem der Vielfachsteuerung war der Schutz der Triebachsen. Sass der Lok-führer auf dem Fahrzeug, konnte er ein Durchdrehen der Räder erkennen. Bei einem Abstand von 300 Meter war das nicht mehr möglich.

Aus diesem Grund wurde ein Schleuder- und Gleitschutz verbaut. Die Regelung desselben und auch die Massnahmen wurden vom FLG übernommen und dabei wurden auch Vorgaben an das ALG übermittelt.

Dieser Schleuderschutz funktionierte sehr gut und er konnte in einer Werkstatt eingestellt werden. Das erlaubte es der Lokomotive Re 450 auch bei schlechtem Zustand der Schienen eine optimale Beschleunigung zu erreichen.

Minutenlange Fahrten im Bereich des Makroschlupfes waren kein Problem. Eher ein Problem waren die dann zu hörenden Geräusche, die durchaus ein Belästigung für die Fahrgäste bedeuten konnte.

Soweit können wir die Steuerung der Lokomotive Re 450 beenden. Viele hier nicht im Detail erwähnten Vorgaben hingen jedoch direkt mit den Handlungen des mit der Bedienung betrauten Lokführers zusammen. Das ist jedoch ein Punkt, der mit der Bedienung betrachteten werden sollte. Daher beschliessen wir die sehr umfangreiche Steuerung der Maschine und begeben uns zum nächsten Kapitel, wo die Bedienung behandelt wird.

 

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