Würden wir uns auf den Dächern der Lokomotiven bewegen, erlebten wir wirklich viel. Auf einer Reise durch die Geschichte würden wir schnell erkennen, dass sie sich veränderten. Bauteile die man früher als wichtig erachtete, sind bei den heute üblichen Ausführungen nicht mehr vorhanden. Neue Baugruppen kamen und sie sind alle wichtig. Dabei beginnen wir aber dort, wo man es gar nicht vermuten würde, beim Dach.

Allgemein nehmen wir an, dass das Dach einer elek-trischen Lokomotive einfach im Aufbau ist. Das ist nicht der Fall, denn mit Elektrizität sollte man wirk-lich keine Spässe anstellen.

So schützt das Dach nicht nur die inneren Werte der Lokomotive vor der Unbill der Natur, sondern auch vor den Gefahren der Elektrizität. Daher werden Metalle verwendet, auch wenn es leichtere Lösung-en geben würde. Der Schutz ist wichtig.

Hinzu kommt, dass um eine elektrische Leitung immer ein Magnetfeld entsteht. Dieses kann für Störungen sorgen und sollte daher nicht in das Fahrzeug gelangen.

So leicht sind magnetische Felder aber nicht abzu-schirmen, denn gerade Eisen ist sehr empfänglich für diese.

Bei Aluminium besteht die Gefahr weniger, aber es ist nicht ausgeschlossen, dass auch dort die Aus-wirkungen in den Innenraum gelangen konnten.

Aus diesem Grund werden Dächer von elektrischen Lokomotiven und allen anderen Fahrzeugen, die regelmässig unter einer Bügelfahrleitung mit hoher Spannung verkehren, farblich behandelt. An diese werden hohe Anforderungen gestellt. So muss das Metall gut geschützt werden und auch die magnetischen Auswirkungen mussten vermindert werden. Daher wird bei diesen beständigen Lacken auch Eisenglimmer beigemengt.

Eisenglimmer ist eine spezielle Abwandlung von Hämatit Fe₂O₃ und ist auch als Markennamen bekannt. Dabei handelte es sich um eisenhaltige Minerale deren Strukturen kubisch angeordnet wurden. Genau diesen Aufbau nutzt man, denn diese Kristalle fangen Magnetfelder regelrecht ein und damit können sie sich nicht mehr in einem Fahrzeug auswirken. Zudem gehen sie eine gute Verbindung ein, was ebenfalls gewünscht wird.

Wir haben den Aufbau des Daches bereits abge-schlossen, denn mehr ist gar nicht mehr nötig. Wobei es sollte so kräftig aufgebaut sein, dass es unter der Last der verbauten Baugruppen nicht zusammenbricht.

Bevor wir uns nun diesen Bauteilen zuwenden, ein Überblick. Das Bauteil auf dem Dach, das den grössten Platz auf diesem beansprucht, sehen wir gar nicht an. Der Stromabnehmer gehört zur Fahrleitung, denn dazu muss er passen.

Wenn wir diesen aber kurz ansehen, dann erken-nen wir, dass es Teile gibt, die einem Verschleiss unterworfen sind. Es müssen daher auf dem Dach der Lokomotive regelmässige Wartungen vorge-nommen werden.

Dabei muss das Personal auf dieses kommen. In einer Werkstatt sind daher Hebebühnen und an-dere Hilfsmittel wie normale Leitern vorhanden. Nur damit ist es längst nicht getan, denn es kann auch anders auf das Dach gelangt werden.

Nehmen wir an, der Stromabnehmer wurde we-gen einem Defekt an der Fahrleitung beschädigt. Das erfolgt nicht in einer Werkstatt.

Damit das Fahrzeug in den Unterhalt überführt werden kann, müssen die Trümmer gesichert werden. Dazu muss man auch in freier Wildbahn auf das Dach gelangen. Damit das geht, haben sich die Erbauer etwas ausgedacht und das ist so simpel, dass es nicht erwähnt wird, es ist eine Leiter.

Die als Dachleiter bezeichnete Aufstiegshilfe um das Dach zu erreichen ist bei vielen Lokomotiven vorhanden. Diese Leiter kann fest eingebaut, aber auch als separates Teil mitgeführt werden. Bei der mitgeführten Lösung handelte es sich jedoch um eine normale Leiter, die nicht näher erwähnt werden muss. Bei der fest eingebauten Dachleiter sind aber zusätzliche Vorkehrungen getroffen worden, denn man kann sich in Gefahr begeben.

Fest eingebaute Dachleitern sind im normalen Betrieb ein-geklappt und nicht so leicht zu erkennen. Wird die Leiter benötigt, können Riegel gelöst werden und die Leiter klappt aus.

Damit wird nun aber auch ein Ventil geöffnet. Diese ist mit der Leitung zum Stromabnehmer verbunden und die Pfeife warnt das Personal vor einem gehobenen Bügel. Daher kann die Leiter nur genutzt werden, wenn diese gesenkt sind.

Wichtig ist, dass Dachleitern kein Spielzeug sind und nur von geschultem Personal benutzt werden dürfen. Dabei ist ein Sturz ab der wackligen Leiter noch das geringste Pro-blem.

Zwar werden die Stromabnehmer gesenkt, aber niemand weiss, ob die Fahrleitung über dem Fahrzeug auch wirk-lich ausgeschaltet wird. Wer auf das Dach steigt, kommt dieser so nahe, dass es zu einem Überschlag der Spannung kommen kann.

Mit dem Begriff Überschlag bezeichnet man den Moment, wo die sich in einem Leiter befindliche Spannung auf ein geerdetes Bauteil über schlägt. In diesem Fall entsteht ein Lichtbogen, der einer Person sehr schnell gefährlich wer-den kann.

Diese ungewollten Überschläge sind daher gefährlich und sollten verhindert werden. Die grösste Gefahr befindet sich wirklich auf dem Dach einer elektrischen Loko-motive.

Mit der Dachleiter sind wir nun auf das Dach gelangt. Natürlich ist die Fahrleitung dabei ausgeschaltet und geerdet. Sie kann auch fehlen, aber das ist nicht wichtig. Das Dach ist mit Baugruppen übersäht und daher sind seitliche Stege hilfreich. Niemand macht gerne mit einem schweren Bauteil Turnübungen mit den sich auf dem Dach befindlichen Baugruppen und diese sollten wir uns nun etwas genauer ansehen.

An der Dachleitung sind die weiteren Baugruppen der elektrischen Lokomotive angeschlossen worden. Dabei kamen aber auch Bauteile dazu, die im inneren verbaut wurden. Zu diesen gehören die später noch vorgestellten Hauptschalter, denn diese trennten den Rest von der Dachleitung. Das konnte aber auch auf einfachere Weise erfolgen. Bevor wir jedoch dazu kommen, müssen wir die Leitung schützen.

Die Dachleitung und damit die in dieser übertragene elektrische Energie ist der Natur ausgeliefert. Dabei gibt es dort wirklich eine Sache, die jeder elektrischen Lokomotive gefährlich werden kann.

Wir kennen diese und fürchten uns oft auch davor. Letztlich ist es aber nicht mehr als ein Überschlag. Immer noch keine Ahnung, dann sollten Sie beim nächsten Blitz unter dem Bett hervorkriechen und sich ein Gewitter ansehen.

Diese Blitze sind unberechenbar, denn die Natur rechnet nicht. Daher können diese statt in den Boden einschlagen auch die elektrische Ausrüstung der Lokomotive treffen. Das sogar auch, wenn das Ziel ein anderes gewesen war, denn das Fahrzeug bewegt sich und kann so in die Gefahrenzone geraten. Ein Blitz in der elektrischen Lokomotive ist nicht ratsam, denn es kann sehr viel beschädigt werden und das will man nicht.

Auch andere von der Regel abweichende Spannungen sollten vermieden werden. Dabei ist die höhere Spannung der Blitze ein grosses Problem und diesem begegnete man seit es elektrische Lokomotiven gab. Um es gleich zu sagen, die damit erreichten Erfolge waren ausgesprochen gering. Mit einem Gewitter lässt es sich nicht spassen, denn davon versteht dieses nun wirklich nichts, denn es ist bitter ernst.

Der Spannungsschutz: Beginnen wir mit dem Spannungsschutz. Dabei ist der Name nicht zielführend, denn es geht eigentlich um den Schutz vor zu hohen Spannungen. Diese sind ebenso schlecht für die Lokomotive als zu geringe Werte. Jedoch sind die meisten zu hohen Spannungen durch Blitze verursacht und gerade bei den Bahnen für Wechselstrom nutzte man die, denn in der Natur gibt es wirklich nur noch Gleichstrom.

Ein erster Versuch Blitze in den Griff zu bekommen, war die Blitzschutzspule. Wieder so ein Unding von Wort. Dabei setzt es sich aus dem Blitz, dem Schutz davor und einer Spule zusammen.

Sie wurde einfach an der Dachleitung angeschlossen und mit dem Dach verbunden. Dabei war nun ein elektrischer Kontakt vorhanden und nun kommt der Teil mit der Spule ins Spiel. Was das ist spielt noch keine Rolle.

Jedoch das Verhalten. In einer Spule entstehen bei Wechselstrom Magnetfelder. Das hat zur Folge, dass der Wert für den Widerstand erhöht wurde. Mit anderen Worten, es floss nur ein sehr geringer Strom gegen die Erde ab.

Dieser konnte nicht verhindert werden. Jedoch hat-te dieses induktive Feld den Widerstand so hoch an-gesetzt, dass es kaum ein durchkommen für den Strom gab und das wird als Spannungsabfall bezeichnet.

Jeder der schon einmal im elektrischen Bereich gearbeitet hat, wurde schon mit Schaufel, Wischmopp und Besen losgeschickt um im Labor den Spannungsabfall zu wischen. Dort war der Empfang dann doch etwas demütigend, denn wie sollte der Neuling wissen, dass Spannungsabfall anfällt, aber nicht mehr weggewischt werden muss. Wir sind etwas ernster und daher verzichten wir auf den Besen, diesen überlassen wir den Hexen.

Mit Spannungsabfall wird der Verlust bei der Spannung angegeben und dieser war nun bei der Blitzschutzspule extrem hoch. Der Grund für diesen Abfall war nichts geringeres als der Wechselstrom. Schlug nun ein Blitz ein, geriet Gleichstrom in die Leitung. Dieser passierte die Spule ohne Spannungsabfall und es kam zu einem einfachen Kurzschluss. Damit sollte die Versorgung der Fahrleitung ausgeschaltet werden.

Speziell bei der Blitzschutzspule war, dass sie sogar funktionierte, wenn deutlich geringere Wert bei Gleichstrom vorhanden waren. Der Grund ist das in der Spule fehlende Magnetfeld, dass unweigerlich zum Kurzschluss führen musste.

Was aber so schön klingt, ist es nicht, denn bei Blitzen funktionierte die Blitzschutzspule nicht im-mer korrekt und zudem hatte das Bauteil ein recht hohes Gewicht, das man sich sparen wollte.

Deutlich leichter als die Blitzschutzspule war der einfache Hochspannungsableiter. Dieser arbeitet nicht mehr mit der Art der Spannung, sondern mit deren Wert.

Dazu wurden zwei Kontakte im Abstand so einge-baut, dass bei einem gewissen Wert die Luft leitend wurde. So konnte in dem Bereich ein Lichtbogen entstehen. Der Kurzschluss blieb stehen und musste ebenfalls in der Fahrleitung abgeschaltet werden.

Die Überspannungsableiter funktionierten nach dem Prinzip der Luftisolation. Die normale Spannung kann zwischen den Kontakten mit der Luft isoliert werden.

Jedoch auch nur, wenn die Luftfeuchtigkeit nicht zu hoch ist. Steigt die Spannung an, kommt es zum Lichtbogen und der Blitz wird auf das Dach abgeleitet. Daher auch die Bezeichnung Hochspannungsableiter. Ein einfaches Bauteil, das kaum Gewicht hatte.

Ob nun mit einer Blitzschutzspule auf der Lokomotive gearbeitet wurde, oder ein Hochspannungsableiter verbaut war, so richtig gut war es nicht. Bei Blitzen wird sehr schnell gearbeitet. Nur die Zeit, bis der Kurzschluss aufgebaut ist, reicht aus um zu wüten. Der Blitz geriet in den Innenraum und gerade das wollte man wirksam verhindern. Dort kann man Kurzschlüsse schlicht nicht mehr brauchen, also muss ein Schutz her.

Man spricht von einem Blitzschlag und meint damit den Zeitpunkt, wenn der Blitz zündet. In dem Moment fliessen durch den nun entstehenden Lichtbogen hohe Ströme in die elektrische Leitung.

Zusammen mit der hohen Spannung reicht die Energie aus, um auch stabile Bauteile zu be-schädigen. Der Baum auf dem Feld ist oft ein Zeuge der Kraft eines Blitzschlages und dort erkennt man die Auswirkungen.

Ein Blitzschlag ist daher immer gefährlich. Ich kann das so unterschreiben, auch wenn es nicht immer zu Schäden kommt. Blitze besitzen immer einen Stromfluss in eine Richtung.

Verläuft diese vom Bauteil weg, erfolgt der Blitzschlag in den Wolken. Nur darauf kann man sich nicht verlassen, denn solche Blitze sind ausgesprochen selten. Der Blitzschlag ist nur sehr kurz, aber er kann wirklich brutal wirken.

Auch wenn man es nicht annehmen würde, Blitzschläge in elektrische Leitungen sind selten. Der Kontakt erfolgt mit der Erde und es kommt daher nur zum Einschlag, wenn sich der Blitz verirrt. Es kann nicht ausgeschlossen werden, aber ein Blitzschlag auf eine Lokomotive ist sehr selten und nicht immer sorgt er auch für Schäden, denn die elektrische Ausrüstung ist nicht schlecht vor diesem Ereignis geschützt.

Mit dem Blitzschlag können wir die Unbill der Natur etwas beherrschen. All diese Massnahmen finden immer auf dem Dach statt. Der Grund ist simpel, denn man will diese hohe Spannung nicht im Gehäuse, wo sich Leute befinden. In einem Fahrzeug sind sie zudem sehr gut vor einem Blitzschlag geschützt. Letztlich ist der Schrecken das grösste Problem. Auf diesen kann ich verzichten und mit dem Gewitter spasst man nicht.

Die Dachsicherung: Kommen wir zur Dachsicherung. Nur schon mit dem Begriff Sicherung verbinden wir viele Bereiche des Lebens. Elektrisch gesehen ist eine Sicherung nur ein Bauteil, das einen zu hohen Strom in der Leitung mit einem Schmelzdraht abschaltet.

Somit arbeitet auch die Dachsicherung nach diesem Prinzip. Ein zu hoher Strom führt zur Zerstörung ein-es Drahtes. Der Strom wird in dem Fall unterbrochen.

Jedoch muss man bei der Dachsicherung die hohe Spannung noch berücksichtigen. Daher sind diese Dachsicherungen speziell aufgebaut werden.

Bei einem Defekt an der Sicherung musste die elek-trische Lokomotive jedoch abgeschleppt werden. Zwar wurde Draht für den Ersatz mitgeführt, aber dann musste das Dach aufgesucht werden.

Da war doch noch was mit der Fahrleitung und der dort vorhandenen Fahrleitungsspannung?

Steigt der Strom zu stark an, wird der Faden glühend und bricht. Die Sicherung brennt im wahrsten Sinne des Wortes durch. Nun steigt zwischen den beiden Kontakten die Spannung an und es entsteht ein Lichtbogen. Dieser Lichtbogen wandert den Trichter hoch und wird so durch die grösser werdende Distanz gelöscht. So schaltet man bei hohen Spannung mit einer Sicherung aus. Zu Hause ist das einfacher.

Auch wenn die Dachsicherung gut war, die wirklich grossen Leistungen konnte man damit nicht schalten. Daher wurden andere Schaltelemente verbaut, die wir gleich ansehen werden. Es wird nun Zeit, dass wir die elektrische Energie auf dem Dach in die Lokomotive leiten und das ist nicht so einfach, wie sie denken, denn es sollte kein Kurzschluss entstehen und auch das Wasser auf dem Dach nicht ins Fahrzeug gelangen.

Die Dachdurchführung: Wirklich gross ist die Phantasie bei den Leuten der Elektrotechnik nicht. Wird Spannung von einem Dach in den Innenraum ge-führt, spricht man von einer Dachdurchführung.

Lassen wir dabei das Dach wieder weg, sind wir noch nicht viel Schlauer. Eine Durchführung ist ein kompaktes Bauteil, das trotz seinem einfachen Aufbau sehr wichtig ist, denn nur so kommt Spannung ins Gehäuse.

Als die Welt noch in Ordnung war, konnte man sich diesen Schritt ersparen. Nun aber muss irgendwann die aus der Fahrleitung bezogene Spannung in das Fahrzeug gelangen.

Ideal dazu geeignet ist die Durchführung. Bei dieser wird ein elektrischer Leiter innerhalb einer Isolation geführt. Diese wiederum wird am Blech des Daches montiert. Einfach, aber nun gelangen die Magnetfelder ins Fahrzeug und daher werden Durchführungen geschirmt.

Der Aufbau dieser erwähnten Durchführung ist nicht so einfach. Man kann doch auch ein Kabel nehmen? Gute Idee, wenn da die scharfen Kanten beim Blech nicht wären.

Diese können die Isolation beschädigen und zu einem Kurzschluss führen. Gerade bei Fahrzeugen, wo sich bewegen ist das nicht so einfach, denn das Kabel nur ganz bleiben. So oder so, die Spannung gelangte nun in das Fahrzeug und wir können vom Lokomotivdach steigen.

Ach ja, beinahe hätte ich es vergessen. Solche Durchführungen kennen Sie von zu Hause. Es gibt sie nahezu bei jedem Gerät. Eine Verstärkung verhindert, dass das Kabel geknickt wird. Teilweise ist sogar eine drehbare Lösung vorhanden. In all den Fällen wird nur dahin gearbeitet, dass das Kabel, genauer dessen Isolation nicht beschädigt werden. Sie sehen, auch wenn andere Begriffe benutzt werden so gross anders ist es nicht.