Elektrische Dampflokomotive |
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Bevor ich mit der Vorstellung dieser beiden
Lokomotiven beginne, muss ich wohl die elektrische
Dampflokomotive kurz erklären. Eine Idee, die wohl zum ersten April
niemand glauben würde. Eine herkömmliche Dampflokomotive sollte mit
Energie aus der
Fahrleitung
geheizt werden. Weltweit gibt es davon nicht so viele Modelle, denn auf so
eine Idee kommt eigentlich niemand. Es sei denn man ist in der Schweiz und
hat im Büro nichts zu tun. Wenn dann noch die Rechnung für die Kohlen auf den Tisch flattert, dann greift der gelangweilte Techniker zu einem Stück Papier, kritzelt etwas darauf und vergisst es. Dumm wird es nur, wenn diese Schnapsidee auf offene Ohren stösst. Mit anderen Worten, es sollte die Idee in
die Tat umgesetzt werden. Vorerst mit zwei
Prototypen
sollte die elektrische Dampflokomotive 1942 umge-setzt werden. Doch dazu
musste man ein Muster finden. Ideal erschien die Baureihe E 3/3. Diese sollte her-angezogen werden. Umgebaut werden sollten vor-erst die Nummern 8521 und 8522. Die mit diesen beiden Maschinen gemachten Erfahrungen, sollten letztlich in einer Serie verwirklicht werden. Eine irrsinnige Idee, die so eigentlich nur
in der Schweiz umgesetzt werden konnte. Gerade das Land, bei dem
Dampflokomotiven nie
Elektrizität
beassen. In anderen Ländern konnten solche Ideen bloss ein schmunzeln
hervorrufen. Ein Aprilscherz der keiner war. Bei beiden Maschinen handelte es sich um
normale
Lokomotiven der Reihe E 3/3. Sie verfügten weiterhin über
den
Kessel
mit
Feuerbüchse
und hatten eine ganz normale
Dampfmaschine.
Daran änderte sich bei der elektrischen Dampflokomotive nichts, aber auch
gar nichts. Sämtliche bisher vorhandenen Funktionen wurden durch den Umbau
nicht angetastet. Das Modell sollte am Schluss wirklich aussehen, als
hätte man es als Scherzartikel vorgesehen. Ein Scherz war die ganze Sache jedoch
mitnichten. Wie bisher sollte der
Antrieb
weiterhin durch Dampf erfolgen. Auch die Erzeugung des Dampfes durch ein
Feuer und durch die
Siederohre
im
Kessel
sollte weiterhin beibehalten werden. Das bedeute also, dass am Grundaufbau
der
Lokomotive nichts verändert wurden. Es blieb also trotz dem
Umbau eine ganz normale Dampflokomotive. Die elektrische Ausrüstung war
daher eigentlich nur eine Ergänzung.
Man
war bei der Firma BCC und bei den Schweizerischen Bundesbahnen SBB
wirklich zur Überzeugung gelangt, dass man das Wasser im
Kessel
auch elektrisch erhitzen und so kochen konnte. Man nutzte also einfach
elektrisch erzeugten Dampf um die
Dampfmaschine
zu betreiben. Daher auch die elektrische Dampflokomotive als Begriff für
ein Unding, das wirklich der ultimative
Antrieb
war. Dazu war aber eine neue elektrische
Heizung
nötig. Diese Lösungen kennen Sie vermutlich zu
Hause auch, sie stecken ihren Wasserkocher in die Steckdose und der
elektrische
Strom
erhitzt dieses so lange, bis es kocht. Sie nutzen dann das Wasser zum
aufgiessen eines Tees, oder für andere Zwecke. Unsere Dampflokomotive
nutzte nun den entstandenen Dampf für den
Antrieb.
Selbst der Wasserkocher war eine Nummer grösser, denn er wurde mit 15 000
Volt
und 16 2/3
Hertz
aus der
Fahrleitung
betrieben. Die beiden für diesen Versuch
abkommandierten Maschinen wurden als
Prototypen
bezeichnet und die Arbeiten wurden durch die Schweizerischen Bundesbahnen
SBB ausgeführt. Die
Hauptwerkstätte
in Yverdon hatte den Auftrag bekommen. Die neu benötigten Teile wurden von
der Firma Brown Boveri und Co BBC in Baden geliefert. Uns interessieren
eigentlich nur die neuen Teile, die bei den beiden Maschinen verbaut
wurden. Auf dem Dach des
Führerhauses
wurde ein normaler
Stromabnehmer
montiert. Es kam dabei ein
Scherenstromabnehmer
der den damals ausgelieferten elektrischen
Triebfahrzeugen
entsprach, zur Anwendung. So konnte bei diesem Versuch jedoch auf
spezielle Modelle verzichtet werden. Dabei war aber auch in diesem Fall
Druckluft
erforderlich, welche die Kraft der
Senkfeder
aufhob. Der Bügel wurde mit der Kraft von
Federn
gehoben. Bekannt wurde der Stromabnehmer, der übrigens doppelte Schleifleisten besass, nur wegen der Tatsache, dass er auf einer herkömmlichen Dampf-lokomotive aufgebaut wurde. Dass er jedoch sowohl bei den
Triebwagen
CLe 2/4 und bei der
Lokomotive Ae 4/6
ebenfalls gute Arbeit leistete, war niemandem so richtig klar. Das Mo-dell
auf dem
Führerhaus
einer Dampflokomotive sah jedoch so komisch aus, dass er in aller Munde
war. Die Spannung der Fahrleitung wurde dem vor dem Führerhaus auf dem Kessel montierten Transformator zugeführt. Dieser wandelte die Hochspannung aus der Fahrleitung auf eine geringere Spannung um.
Anzapfungen
waren nicht vorgesehen, da damit nur der Dampferzeuger be-trieben werden
sollte. Andere Funktion wurden nicht elektrisch betrieben. Auch eine
aktive
Kühlung
der Bauteile war keine
Option,
es war wirklich sehr einfach. Gekühlt wurde der
Transformator,
der mit
Öl
befüllt wurde, mit dem Fahrtwind. Dieser strömte am Gehäuse vorbei und
nahm dabei die Wärme auf. Diese Lösung beim Bau von Transformatoren und
das
Kühlmittel
entstammte ebenfalls den elektrischen
Lokomotiven. Bei der Baureihe E 3/3 war jedoch das Problem,
dass vom
Kessel
ebenfalls etwas Wärme abgegeben wurde. Aus diesem Grund war die
Kühlung
auch gewährleistet, wenn die Lokomotive stand. Die
Spannung
aus dem
Transformator
wurde den Heizelementen über massive vom Dach zu den
Wasserkästen
geführten Leitern zugeführt. Diese mussten so massiv sein, denn darin
floss bei einer Spannung von lediglich 20
Volt
ein
Strom
von 6 000
Ampère,
was für beide Heizelemente einen stolzen Wert von 12 000 Ampére ergab. Die
Isolation
konnte wegen der sehr geringen Spannung jedoch sehr einfach ausgeführt
werden und stellte nur eine geringe Gefahr dar. Die Heizelemente arbeiteten grundsätzlich auf Kurz-schluss, so dass nur der maximal mögliche Strom be-schränkt werden musste. Die Spannung im Heizelement lag dabei auf lediglich 20 Volt und war somit bei einem ungefährlichen Wert angelangt. Deshalb enstanden auch keine Probleme mit
der
Isolation,
wenn die Leiter mit dem Wasser in Kontakt kamen. Das ergab für die
elektrische
Heizung
jedoch eine
Leistung
von gesamthaft 960 kW. Damit entsprach die Heizleistung der elektrischen Aus-rüstung in etwa dem Wert, der vom Feuer bei optimalem Ausbau erbracht werden konnte. Es wurde deshalb keine Steigerung vorgenommen. Das war auch nicht vorgesehen, da hier die
Leistung
durch die
Dampfmaschine
beschränkt wurde. Ob es zu Anpass-ungen in diesem Bereich bei einer Serie
vorgekommen wäre, können wir nur vermuten. Diese gab es nicht und so blieb
nur diese Lösung. Weiteres elektrisches Bauteil der Lokomotive war die Umwälzpumpe, welche von einer unter dem Führerhaus montierten Batterie versorgt wurde. Das bedeutete somit, dass die Umwälzpumpe auch arbeitete, wenn die Anlage nicht aktiviert war. So konnten die sehr heissen Teile des
Wasserkochers durch das Kesselwasser gekühlt werden. Sollten sie sich
Fragen, ob Sie es richtig vermuten, das Wasser wurde wirklich im
Wasserkasten
gekocht und dann mit der
Um-wälzpumpe
dem
Kessel
zugeführt. Da jedoch weiterhin ein Vorrat mitgeführt
werden muss-te, baute man vor dem bisherigen
Wasserkasten
einen neuen, etwas flacher, dafür länger aufgebauten
Tank
ein. Dieser platzierte man auf dem Umlaufblech. Die Seite der
Lokomotive wurde dadurch stark verbaut. Die Sicht auf den
Bereich der Maschine wurde jedoch nicht so stark beschränkt. Doch sehen
wir uns die
Umwälzpumpe
etwas genauer an, denn auch die war nicht ohne. Das Kühlmittel Wasser wur-de dem Kessel an seiner tiefsten Stelle entnommen. Die mit Gleichstrom betrie-bene Umwälzpumpe presste das Wasser aus dem Kessel mit einer Geschwindigkeit von fünf Litern pro Sekunde durch die Rohre des Dampf-erzeugers. Das war eigentlich die ein-zige wichtige
Änderung am
Kessel,
denn durch diese Pumpe wurde das Kessel-wasser zwangsweise dem
Dampferzeuger zugeführt und dort auch erhitzt. Durch den Druck wurde der
warme Teil weggedrückt. Dabei floss der elektrische
Strom
direkt durch die Rohre. Dadurch entstand in den Leitungen ein beschränkter
Kurzschluss,
der diese sehr stark erhitzte. Das darin fliessende Wasser aus dem
Kessel
wurde somit als
Kühlmittel
genutzt und dabei unverzüglich gekocht. Da eigentlich das vorhandene
Kühlmittel zu schwach war. Das war jedoch den Effekt, den man erreichen
wollte. Man musste also berechnen, wie hoch der Kurzschlussstrom sein
kann. Das erhitzte Wasser wurde anschliessend
oben wieder in den
Kessel
geleitet. Durch die Überlastung des
Kühlmittels
verdampfte dieses teilweise und im Kessel stieg der Druck ständig an. Der
so im Dampferzeuger entstandene Dampf wurde also wieder in den Kessel
geführt und dort mit dem Dampf, der eventuell parallel dazu noch von der
Feuerbüchse
erzeugt wurde, vermischt. Danach wurde dieses Dampfgemisch im
Dampfdom
gesammelt. Mehr gab es nicht mehr. Man erhitzte das
Wasser daher nicht mehr mit dem Feuer, sondern mit den Heizelementen.
Dabei konnten die beiden
Heizungen
parallel betrieben werden. Im Betrieb sollten diese beiden
Prototypen
eine sensationell kurze Vorheizzeit aufweisen. Zumindest dann, wenn dazu
die Energie aus der
Fahrleitung
und das Feuer genutzt werden konnte. Doch es gab noch die
Batterie,
und die dürfen wir nicht vergessen. Bei der verbauten Batterie handelte es sich um ein übliches Modell. Er wurden zwei Behälter mit einer Spannung von 18 Volt und einer Kapazität von 100 Ah verwendet. Diese Bleibatterien waren in Reihe geschaltet worden, so dass die Spannung verdoppelt wurde. Es gab auf diesen Maschinen also ein
Bordnetz
mit der damals üblichen
Spannung
und das ergab Mög-lichkeiten, die bei Dampflokomotiven bisher nicht
umgesetzt wurden. Die beiden Maschinen wurden nicht mehr mit den alten Laternen beleuchtet, sondern es kamen in den alten Lampen montierte Glühbirnen zur Anwend-ung. Dadurch konnte die Helligkeit verbessert wer-den. Ein Punkt, der zwar im
Rangierdienst
nicht so wichtig war, der aber deutlich aufzeigte, dass man auch in diesem
Bereich neue Wege gehen sollte. Bei der Ladung der
Batterien
orientierte man sich an den elektrischen Modellen. Soweit dazu, jedoch war bei
Dampflokomotiven die Akustik immer ein Thema. Wie passen die
Auspuff-schläge zur tatsächlichen Geschwindigkeit. Doch war von so einer
Lokomotive im Stillstand zu hören. Nahezu nichts und
allenfalls nur das zischen des
Hilfsbläsers.
Das änderte sich jedoch mit dem Umbau und die beiden
Prototypen
bekamen einen ganz eigenen Sound. Der war jedoch nur beim Stillstand und
bei gehobenem Bügel zu hören. Erinnern Sie sich an die alten
Heizschlangen, die benutzt wurden, bevor es die Wasserkocher gab? Bei
diesen war deutlich hörbar, wie das Wasser an der heissen Heizschlange
verdampft wurde. Bei der hier vorgestellten
Lokomotive war das nicht anders nur war in etwa die
500-fache
Leistung
vorhanden. Zumindest während dem Stillstand, waren daher ungewöhnliche
Geräusche aus dem Innern der Maschine zu vernehmen. Die elektrische Heizung funktioniert so lange mit der vollen Leistung, wie der Strom eingeschaltet war. War der Druck von zwölf bar im Kessel erreicht, öffnete sich wie bisher das Sicherheitsventil und liess den Druck ab. Die Anlage musste nun durch das
Lokomotivpersonal
ausgeschaltet werden, denn eine Regulierung der Heizleistung war, im
Gegensatz zum Betrieb mit einem Feuer, elektrisch nicht möglich. Dazu
wurde einfach der Bügel gesenkt. Das in Form von Dampf entnommene Wasser wurde wie bisher mit Hilfe des Injektors im Kessel ergänzt. Die Arbeit des Personals unterschied sich daher kaum von einer anderen Dampflokomotive. Einzig der neue Schalter für den
Wasserkocher war etwas speziell. Dieser wurde betätigt, der Bügel hob sich
und der Kocher legte los. Dabei ging aber wirk-lich die Post ab. Ein
Beispiel soll das verdeutlichen und dazu nehmen wir den kalten
Kessel. Bevor uns das ansehen, musste Druckluft vorhanden sein. Da die Luftpumpe nicht arbeiten konnte, waren beim Luftkessel Abschlusshähne vorhanden. Die
Leistung
war so gross, dass die elektrische
Heizung
die kalte
Lokomotive innerhalb einer Stunde auf Betriebsbereitschaft
heizen konnte. Bei einem Feuer dauerte diese Zeit viel länger, da zuerst
das Feuer erzeugt und ausgebaut werden musste. Erst mit etwas Druck im
Kessel
konnte die volle Leistung des Feuers erreicht werden. In dieser Zeit holte
die elektrische Einrichtung viel Zeit heraus, da sie ja sofort die volle
Leistung erzeugte. Mit dem so erzeugten Dampf konnte die
Lokomotive etwa 20 Minuten betrieben werden. Der
Stromabnehmer
konnte sogar gesenkt werden und die Maschine auch in Abschnitten ohne
Fahrleitung
verkehren. Musste diese Zeit im
Rangierdienst
jedoch verlängert werden, musste die
Rangierlokomotive
zuerst wieder eine Fahrleitung aufsuchen und Wasser kochen. Das war jedoch
für den Betrieb hinderlich. Jedoch haben wir immer noch die normale
Dampflokomotive. Deshalb unterhielt man bei den Lokomotiven in der Feuerbüchse zusätzlich noch ein normales Feuer. Das lief, wie man so schön sagt, auf Sparflamme und verbrauchte so weniger Kohle. Es musste nur gelegentlich kontrolliert werden. Wurde das Feuer benötigt, konnte der
Brennstoff ergänzt werden und das Wasser im
Kessel
wurde wieder auf die gewohnte Weise erwärmt. Die Vor-heizzeit war dabei
recht kurz, da ja das Kessel-wasser schon heiss war. Die Anlage auf den beiden Lokomotiven funktion-ierte recht gut, auch wenn es sich um eine rabiate Lösung handelte. Jedoch ergab sich bei der Kenn-zeichnung ein Problem. Die Kombination zwischen den Baureihen E
3/3 und Ee 3/3 passte zu keiner
Serie. Daher wurden diese beiden
Prototypen
mit der recht komisch anmut-enden Bezeichnung E(e) 3/3 versehen. Die
elek-trische Dampflokomotive war Tatsache geworden. Mit den zusätzlichen Baugruppen haben die beiden Lokomotiven auch beim Gewicht etwas zugelegt. Insbesondere der Transformator wog eine Menge. Aber auch die anderen Teile waren nicht so
leicht. Beim Besuch der Waage konnte festgestellt werden, dass die beiden
Prototypen
rund sieben Tonnen schwerer wurden. Mit 42 Tonnen lag ihr Gewicht aber
immer noch unter den elektrischen Maschinen, die deutlich schwerer waren. Die Kosten für den Umbau einer
Lokomotive beliefen sich auf 100 000 Franken. Dabei konnte
man im Tag rund 700 bis 1 200 Kg
Kohle
einsparen. In einem Jahr bedeutete das eine Kosteneinsparung von rund 36
000 Franken. Die Anlage war somit nach drei Jahren bezahlt. Wobei
natürlich während den Versuchen nicht immer auf optimale Werte geachtet
wurde. Trotzdem waren drei Jahre für eine alte Dampflokomotive recht
lange. Die beiden Rangierlokomotiven mit den Nummern 8521 und 8522 wurden einer Erprobung zugeführt. Die Technik sollte zeigen, dass so ein Umbau durchaus erfolgreich sein könnte. Nach heutigen Gesichtspunkten, war die
elektrische Dampflokomotive gar nicht so schlecht unterwegs. Sie konnte
auf Abschnitten ohne
Fahrleitung
fahren und ausser verdampftem Wasser gab es kaum einen Ausstoss. Dumm
dabei war nur, dass Wasserdampf auch nicht gut ist. Nach den Versuchen wurden die beiden Maschinen durch die Werkstätte wieder zu gewöhnlichen Dampflokomotiven umgebaut. Die zeitliche Abfolge dieses Einsatzes wird dann im Betriebseinsatz noch genauer erwähnt werden. Hier sollte eigentlich nur eine ganz
spezielle
Loko-motive vorgestellt werden, denn wie Sie jetzt ja
wissen, es waren zwei elektrische Dampfloko-motiven, die man bei den
Schweizerischen Bundes-bahnen SBB im Einsatz hatte. Was man aber nicht vergessen darf, ist die
Tat-sache, dass die beiden
Prototypen
grundsätzlich wie eine normale elektrische
Rangierlokomotive
die
Leistung
aus der
Fahrleitung
bezog, aber danach auch auf Abschnitten ohne Fahrleitung verkehren konnte.
Man hatte so eine
Zweikraftlokomotive
geschaffen, die erst später mit
Dieselmotoren
gebaut wurden. Wobei, dies wirklich nur ein Nebeneffekt war, denn man
wollte
Kohlen
sparen. Zum Schluss stellt sich nur noch die Frage,
warum die Einrichtung nicht in Serie ging. Der Grund waren die guten
Erfahrungen mit den neuen
Diesellokomotiven.
Diese waren nun bereit, so dass sich ein Umbau nicht mehr aufdrängte. Die
noch vorhandenen E 3/3 sollten in den nächsten Jahren von der neuen
Baureihe Em 3/3 abgelöst werden.
Doch eines wissen wir sicher, die elektrische Dampflokomotive war kein
Aprilscherz.
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