Druckluft und Bremsen

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Die Anlage für die Druckluft und die pneumatischen Bremsen wurde von der Firma Knorr Bremsen AG geliefert. Da der Hersteller der Ausrüstung bei den Angaben zu diesen aufgeführt wurde, war das bei den Anschriften zu erkennen. Diese wurden mit dem Kürzel KE angeführt und damit war dieser Hersteller festgelegt worden. Wir jedoch beginnen auch hier mit der Herstellung der Druckluft, denn ohne ging schlicht nichts mehr.

In einer als eigene Baugruppe ausgeführten Luftaufbereitungsan-lage wurden die Bauteile für die Erzeugung der Druckluft einge-baut. Um diese zu erzeugen war in der Anlage ein Schrauben-kompressor von Typ SL20-5-65 eingebaut worden.

Mit diesem wurde die im Maschinenraum bezogene Luft verdich-tet und in die Leitungen entlassen. Auch wenn hier von einem Luftpresser gesprochen wurde, bei der Erzeugung gab es kaum Unterschiede.

Speziell war die Ansteuerung des Motors. Auf diese hatte das Lokomotivpersonal keinen Einfluss mehr. Alleine der verbaute Druckschwankungsschalter war zuständig. Bei einem Vorrat von 8.5 bar wurde der Kompressor gestartet und Druckluft erzeugt.

Wurde der Luftdruck von zehn bar erreicht, stoppte die Anlage wieder. Da jedoch ein Defekt einen Dauerbetrieb des Luftpres-sers zur Folge hatte, musste der Wert im System beschränkt werden.

Es waren zwei Überdruckventile verbaut worden. Dabei war je-doch nur eines für den maximalen Luftdruck verantwortlich. Es beschränkte den Wert im System auf zwölf bar.

Damit haben wir nun komprimierte Luft, die so aber noch nicht dem System zugeführt werden konnte. Luft hatte die Eigenschaft, Wasser bei sinkendem Luftdruck auszuscheiden. Was in der Natur für Wolken sorgt, hat in einem System für Druckluft nichts zu verlieren.

Aus diesem Grund wurde dem Kompressor ein Lufttrockner mit zwei Kammern nachgeschaltet. Dieser entnahm das Kondensat aus der Luft und leitete dieses einem einfachen Abscheider zu. Dort wurde das Kondensat schliesslich wieder in die Umwelt entlassen. Die Probleme von früher konnten mit neuen Schmiermittel eliminiert werden. Daher war die Entlassung kein Problem und wir müssen das System weiter verfolgen.

Die vom Luftpresser erzeugte und anschliessend aufbereitete Druckluft wurde den Hauptluftbehältern zuge-führt. Diese dienten dazu, einen kurz-fristig grösseren Verbrauch aufzufan-gen und so das System stabiler zu halten.

Jedoch wurde die Druckluft auch be-nötigt, um die Lokomotive in Betrieb zu nehmen. Aus diesem Grund konnte der Vorrat mit Absperrhähnen einge-schlossen werden. Daher war die nor-male Funktion vorhanden.

Bei geöffneten Hauptluftbehälter-hähnen strömte die Druckluft in die Speiseleitung. Da auch hier die üb-lichen Bezeichnungen nicht verwendet wurden, müssen wir uns mit der Hauptluftbehälterleitung befassen.

Da so lange Wörter nicht leicht zu schreiben und zu lesen waren, wurde sehr oft die Abkürzung HBL verwendet. Für uns reicht es jedoch, dass diese HBL der bekannten Speiseleitung entsprach und sie auch so aufgebaut wurde.

Neben den anschliessend betrachteten Verbraucher, muss noch erwählt werden, dass die HBL auch zu den beiden Stossbalken geführt wurde. Dort teilte sie sich und stand in zwei Luftschläuchen mit Absperrhähnen bei Bedarf auch der Anhängelast zur Verfügung. Zur Kennzeichnung der Leitung wurden der Bediengriff und die Kupplung in weisser Farbe gehalten. Diese Farbe entsprach den internationalen Normen.

Auf der Lokomotive wurde sämtlich Verbraucher an dieser Leitung angeschlossen. Wo der Luftdruck nicht passte, wurden nach dem Anschluss Druckreduzierventile eingebaut. Eine Lösung, die seit Jahren angewendet wurde und die dafür sorgte, dass auf eine Apparateleitung verzichtet werden konnte. Auch hier war das Gewicht entscheidend und wir kommen nun zu den Verbrauchern und dabei war der erste Punkt sogar ein Problem.

Sowohl die vier Stromabnehmer, als auch der Hauptschalter für Wechsel-strom, benötigten Druckluft um geschaltet zu werden. Das ging nicht, wenn diese fehlte.

Ohne Energie aus der Fahrleitung konnte die Druckluft nicht erzeugt werden. Mit der Speiseleitung, oder eben mit der HBL, konnte der Vorrat von einem anderen Triebfahrzeug geliefert werden. Jedoch war nicht gesichert, dass dieses verfügbar war.

Somit musste die dringend benötigte Druckluft mit von der Spannung in der Fahrleitung unabhängigen Lösungen erzeugt werden. Da die von früher be-kannte Handluftpumpe längst nicht mehr zeitgemäss war, wurde ein Hilfsluft-presser eingebaut.

Mit diesem Hilfsluftkompressor wurde die Druckluft mit einem ab den Bat-terien angetriebenen Kolbenkompressor erzeugt. So stand dann die Luft für die Bügel zur Verfügung.

Aktiviert wurde der Hilfsluftpresser automatisch. War der Vorrat in dem verbauten Hauptluftbehältern auf einen Wert von unter 4.8 bar gesunken, aktivierte sich mit Hilfe der Steuerung der Hilfsluftkompressor.

Das war so lange der Fall, bis die normale Lösung aktiviert werden konnte. Auch in dem Fall war die Steuerung für die einzelnen Schritte verantwortlich. Wir haben nun aber in jedem Fall Druckluft auf dem Fahrzeug.

Wenn wir nun wirklich zu den von den Bremsen unabhängigen Verbrauchern kommen, dann können wir die elektrische Ausrüstung ausblenden, denn die beiden wichtigen Bereiche Stromabnehmer und Hauptschalter AC haben wir ja bereits behandelt. Es wird nun aber wichtig, dass wir noch einige mit Druckluftt betriebene bekannte Baugruppen aufgreifen, denn diese funktionierten nur, wenn Druckluft verfügbar war.

Bereits kennen gelernt haben wir die Sandstreueinrichtungen. Der dazu benötigte Quarzsand wurde in unterschiedlich grossen Behältern mitgeführt. In den kleineren Ausführungen fanden 50 Kilogramm platz, in den grösseren Behältern waren es 75 kg.

Da davon jedoch acht Stück eingebaut worden waren, führte die Lokomotive einen Vorrat von 500 Kilogramm mit, was einer halben Tonne entsprach und eine grosse Menge darstellte.

Der Quarzsand aus den Behältern wurde nun mit Hilfe von Druckluft durch die Rohre gepresst und auf die Schienen gestreut. Damit dieser auch auf diesen liegen blieb, wurde die Anlage mit einem Luftdruck von fünf bar betrieben.

Die dabei verteilte Menge war jedoch so gering, dass der Vorrat für längere Zeit ausreichte und so konnte die Anlage bei Bedarf auch dauerhaft betrieben werden und das war hier wichtig.

Auch bekannt ist die Spurkranzschmierung. Das hier verwendete Schmiermittel war sehr zäh, denn es sollte ja nicht gleich abgewaschen werden. Damit dieses auf die Spurkränze gelangte, musste das Mittel mit Hilfe von Druckluft durch eine Düse verteilt aufgetragen werden. Wann diese Schmierung jedoch erfolgte, war durch die Steuerung geregelt worden. Dabei gab es je nach Land andere Zeitabstände zu beachten.

Ebenfalls an der HBL angeschlossen wurden der Sitz des Lokführers und die auf dem Dach der Führerkabine montierten Makrofone. Diese elektrisch angesteuerten Bauteile erzeugten einen nach vorne gerichteten Schall. Dabei waren für das Personal zwei Tonlagen verfügbar. Das akustische Signal konnte unterschiedlich laut erteilt werden. Die in der Schweiz bekannte Tonfolge konnte jedoch nur schwer erzeugt werden.

Damit kommen wir zu den mit Druck-luft betriebenen Bremsen. Diese wur-den direkt an der HBL angeschlossen und bestanden bei Lokomotiven aus zwei unabhängig arbeitenden System-en.

Diese funktionierten auf unterschied-liche weise auf die mechanischen Bau-teile der Bremse.

Dabei beginnen wir auch hier mit der einfacher aufgebauten Lösung. Es han-delte sich dabei um eine direkte Bremse, die nur auf dem Fahrzeug wirkte.

Bei der direkten Bremse wurde von einem Bremsventil Druckluft zu den Zylindern geführt.

Da keine weiteren Bauteile dazwischen geschaltet wurden, konnte diese sehr genau reguliert werden. Der maximal mögliche Luftdruck im Bremszylinder war auf 3.3 bar beschränkt worden. Höher musste der Druck wegen den verbauten Bremsen nicht angesetzt werden. Ein sehr einfaches Bremssystem, das nicht immer angewendet wurde.

Wie die bei älteren Baureihen vorhandene Rangierbremse, wurde auch die direkte Bremse in diesem Bereich eingesetzt. Zudem nutzte man die direkte Bremse um das Triebfahrzeug vor ungewolltem losrollen zu schützen. All diese Funktionen wurden bei mitgeführter Anhängelast noch mit der Funktion ergänzt, dass so die Lokomotive unabhängig von der automatischen Bremse arbeiten konnte. Beim kuppeln von Wagen war das wichtig.

Wir hingegen kommen damit zum zweiten auf der Lokomotive verbauten Bremssystem. Bei diesem wurde mit einen Bremsventil eine als Hauptluftleitung bezeichnete Hauptleitung gefüllt. Die HLL wurde ebenfalls zu den Stossbalken geführt und dort geteilt. Die Absperrhähne und die Kupplungen waren nun rot behandelt worden. Zudem waren die Kupplungen so angeordnet, dass die HLL nicht mit der HBL vertauscht werden konnte.

Bei dieser als automatische Bremse bezeichneten Druckluftbremse wurde diese HLL mit einem Luftdruck von fünf bar gefüllt.

War dieser Wert vorhanden, galt diese Bremse als gelöst und wenn in der Leitung kein Luftverlust erkennbar war, galt auch die Bereitschaft.

Wir jedoch haben nun das Problem, denn die Bremsung wurde mit einer Absenkung eingeleitet und so konnten die Zylinder nicht direkt angesteuert werden.

Um die Bremsung mit Druckluft zu er-möglichen, musste bei dieser indirek-ten Bremse ein Steuerventil eingebaut werden.

Gerade dieses Steuerventil war so wichtig, dass bei den Anschriften der Hersteller aufgeführt werden musste. Dabei werden wir nun aber eine Überraschung erleben, denn das hier verbaute Ventil stammte von den modernen Wagen für Reisezüge und es konnte auch auf ähnliche Weise eingestellt werden.

Die Einstellmöglichkeiten dieses Steuerventils lies die Wirkung der G-Bremse des Güterverkehrs, der üblichen Personenzugsbremse und der R-Bremse zu. Diese waren auch wirksam, wenn die Lokomotive geschleppt wurde. Der Aufbau war zudem so, dass es sich um ein mehrlösiges Bremsventil handelte. Damit hatte die Lokomotive eine klassische Hochleitungsbremse erhalten, die nun Druckluft zu den Bremszylindern führte und so wirksam war.

Bevor wir zu den mechanischen Bauteilen kommen, müssen wir noch die weitere Lösung anzeigen. Bei der Lokomotive war eine EP-Bremse verbaut worden und sie besass die NBÜ nach den Standards der Deutschen Bahn DB. Von dieser Seite her konnte mit der Lokomotive auch ein Reisezug ohne grössere Probleme geführt werden. Hinderlich war dabei aber die Höchstgeschwindigkeit von 140 km/h, da das zu langsam war.

Um mit der Druckluft eine Bremsung der Lokomotive zu ermöglichen mussten Bremszylinder benutzt werden. Bei diesen wurde mit dem Luftdruck ein Kolben so bewegt, dass die Bremse aktiv wurde.

Eine Rückholfeder sorgte dafür, dass der Kolben beim entfernen der Luft in die ursprüngliche Position wech-selte. So weit waren hier kaum Veränderungen mög-lich, jedoch wurde jedes Rad mit einem eigenen Zylinder versehen.

Dabei waren nicht alle Bremszylinder identisch aufge-baut worden. Bei jeder Achse war bei einem Zylinder noch eine Federspeicherbremse vorhanden.

Diese wurde als Feststellbremse der Lokomotive be-nötigt und die Bremse wurde mit der Kraft einer Feder ausgeführt.

Um diese Einrichtung zu lösen, musste in einem Zylinder ein Luftdruck von 5.5 bar erzeugt werden. Wie gut diese Feststellbremse wirkte, zeigt ein Blick auf die Daten.

Bei der Feststellbremse waren die Unterschiede zwischen den Ländern vorhanden. In der Schweiz konnte damit ein Bremsgewicht von 18 Tonnen erreicht werden. Bei den anderen Ländern galt jedoch der UIC-Wert von 46 Tonnen. Dieser Wert war auch in der Schweiz vorhanden, er durfte jedoch wegen den geltenden Regeln nicht angerechnet werden. Doch damit stellt sich die Frage, mit was für Teilen denn effektiv gebremst wurde.

Wegen dem im Drehgestell kaum verfügbaren Platz, wurden Radscheibenbremsen benutzt. Bei diesen Scheibenbremsen wird die Bremsscheibe auf dem Radkörper montiert und die Bremszange greift seitlich an diese Fläche.  Bei der Funktion gab es zu den bekannten Wellenbremsscheiben keinen Unterschied, auch wenn bei den Rädern die thermische Belastung verringert werden musste. Aber das hatte kaum Auswirkungen.

Da die Bremszylinder direkt bei der Scheibenbremse montiert wurden, konnte auf den Aufbau eines Bremsgestänges verzichtet werden. Jede Bremsein-heit war daher in sich gesehen eine Baugruppe.

Um deren Leistung zu erkennen, müssen wir noch die Bremsrechnung durchführen. Dazu müssen wir nun aber das Gewicht der Lokomotive kennen. Bei der Baureihe wurde in dem Fall von einem Wert von 87 Tonnen gesprochen.

War bei der automatischen Bremse die Güterzugs-bremse aktiviert, konnte für die Bremsrechnung ein Bremsgewicht von 79 Tonnen angerechnet werden. In dem Fall war nun ein Bremsverhältnis von 91 % vorhanden.

Ein für die G-Bremse sehr guter Wert, da hier ja nicht die volle Bremswirkung gerechnet wurde. Auf den Abzug konnte nicht verzichtet werden, da die Berechnungen immer mit der P-Bremse erfolgten.

Wurde die Personenzugsbremse angewendet, erhöhte sich das Bremsgewicht auf 93 Tonnen. Wenn wir nun die Bremsrechnung durchführen, kommen wir auf 106 %. Bei der wirksamen Bremsstellung konnte nun aber auch die höhere Bremsstufe der R-Bremse angerechnet werden. Im dem Fall war nun einen Gewicht von 131 Tonnen vorhanden. Das ergab ein Bremsverhältnis von 150 %, was für eine Lokomotive des Güterverkehrs ein sehr guter Wert war.

Noch höhere Werte konnten bei der Bremsrechnung mit der Anrechnung der elektrischen Bremse erreicht werden. Zulässig war das aber nur bei der Personenzugsbremse und der R-Bremse. Diese wurden in der Schweiz jedoch nicht angerechnet und zudem wurde dazu die elektrischen Ausrüstung benötigt und von dieser kennen wir kaum etwas. Daher wird es Zeit, wenn wir uns diesem Thema zuwenden, denn der Teil stellte das grösste Gewicht dar.

 

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