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Traktionsstromkreis |
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Mit dem Fahrgastbereich
haben wir den mechanischen Teil des
Motorwagens
bereits abgeschlossen. Wir kommen damit zu den elektrischen Baugruppen.
Hier konnte schlicht nichts von den vorhandenen Fahrzeugen übernommen
werden, denn die Technik war sehr neu. Ja, sie war sogar so neu, dass im
Pflichtenheft
keine Angaben zur
Spannung
in der
Fahrleitung
gemacht wurden. Wir können es uns jedoch nicht so einfach machen.
Eine Anpassung, die den
Betrieb der Maschinen im
Kraft-werk
vereinfachte. Wir haben somit die erste Strecke für den einphasigen
Wechselstrom
von 15 000
Volt
und der er-wähnten
Frequenz
erhalten. Der
Triebwagen
musste dazu passen. Selbst bei der Wahl der Lieferanten gab es keine grossen Möglichkeiten. Bisher hatten erst zwei Hersteller damit Erfahrungen machen können und diese arbeiteten zusam-men.
Mit anderen Worten es
stellt sich die Frage nach einem Hersteller in der Schweiz und einem in
Deutschland. Für die
Motorwagen
fiel der Entscheid für die Firmen in der Schweiz. Der Grund war simpel,
denn diese drei Fahr-zeuge mussten schnell funktionieren.
Die
Fahrleitungsspannung
musste zuerst auf das Fahrzeug übertragen werden. Da die Strecke mit einer
Fahrleitung
nach dem Muster der Firma Siemens-Schuckert-Werke SSW versehen wurde,
kamen auch die
Stromabnehmer
von dieser Firma. Dabei wurde schlicht das Modell aus dem
Versuchsbetrieb
zwischen Seebach und Wettingen verwendet. Für die Strecke der Spiez –
Frutigen – Bahn SFB musste dieses Modell jedoch angepasst werden.
Es waren leicht aussehende und filigran konstruierte
Scherenstromabnehmer.
Auf der Waage wurde jedoch ein Gewicht von 300 Kilogramm gemessen. Da auf
dem Dach des
Triebwagens
zwei solche
Stromabnehmer
montiert werden mussten, war bereits hier ein ansehnliches Gewicht
vorhanden.
Isolatoren
verhinderten, dass die
Spannung
auf das Dach gelangen konnte. Bevor das jedoch möglich war, musste der
Bügel gehoben werden.
Damit konnte die
Hubfeder
ihre Kraft entfalten und den Bügel heben. Dieser Vorgang erfolgte, bis ein
Hindernis erreicht wurde. Fehlte dieses, streckte sich der
Stromabnehmer
jedoch durch und konnte nur noch mit Hilfe gesenkt werden. In der Regel wurde aber der Hebevorgang durch den Fahrdraht behindert. Dieser wurde dabei von einer einfachen Schleifleiste aus Aluminium berührt. Das Element war zudem mit den seitlichen Notlaufhörnern versehen worden und hatte eine Breite von 1 320 mm erhalten.
Das war letztlich der
grosse Unterschied zu den Modellen im Raum Zürich. Dort waren noch
Schleifleisten mit einer Breite von rund zwei
Meter vor-handen.
Um einen sicheren
Kontakt mit dem
Fahrdraht
zu ermöglichen, mussten beide Bügel gehoben sein. Um diese jedoch zu
senken, wurde im
Zylinder
die
Druckluft
entfernt. Damit gewann die
Senkfeder
wieder überhand und der
Stromabnehmer
senkte sich. Dank der Kraft der
Feder wurde der Bügel nun in seiner Tieflage gehalten. Damit wir
jedoch dem Stromfluss auf dem Fahrzeug folgen können, muss der
Stromabnehmer gehoben sein.
War der Bügel gehoben und
führte die
Fahrleitung
Spannung, wurde der Stromfluss über die
Stromabnehmer möglich. Damit bei den
Gelenken dieser Fluss nicht behindert
wurde, waren dort Litzen angebaut worden. Auf ein Kabel entlang der Holmen
wurde jedoch verzichtet. Das war möglich, weil auch Eisen ein guter Leiter
war. Letztlich wurde die Spannung vom Stromabnehmer mit weiteren Litzen
auf die Ausrüstung auf dem Dach übertragen.
Bei einem
Defekt an einem der
Stromabnehmer konnte die Leitung jedoch durch das
Personal getrennt werden. So konnte sich der
Motorwagen noch in einen
Bahnhof retten. Eine Neuerung war die Blitzschutzspule. Diese war direkt an der Dachleitung angeschlossen worden und verband diese mit dem Dach. Der Widerstand im Betrieb mit Wechselstrom war jedoch so gross, dass kein Kurzschluss entstehen konn-te.
Trotzdem erfolgte eine geringe Ableitung der
Spannung gegen die Erde, was
jedoch in so geringem Masse erfolgte, dass der Verbrauch vernachlässigt
werden konnte. Erfolgte nun ein Einschlag eines Blitzes in die Fahrleitung, oder in die Dachleitung, wurde die Blitzschutzspule leitend. Das erfolgte, weil die natürliche Spannung des Blitzes aus Gleichstrom bestand.
Dieser konnte in der
Spule kein
Magnetfeld und somit kein
Widerstand erzeugen. Es entstand so ein
Stromfluss gegen die Erde und die
Fahrleitung wurde wegen der Überlast
ausgeschaltet. Auf dem
Triebwagen sollten so Schäden verhindert werden.
Der
an der
Dachleitung angeschlossene
Hauptschalter diente der Trennung des
Motorwagens von der
Fahrleitung. Der
Triebwagen konnte also trotz
gehobenen
Stromabnehmern ausgeschaltet werden. Dabei bestand jedoch das
Problem, dass eine hohe
Spannung geschaltet werden musste. Die ersten
Versuche hatten gezeigt, dass der in dem Fall entstehende
Lichtbogen
grosse Schäden anrichten konnte. Daher kam nun ein neues Modell zum
Einbau.
Dieses hatte die Aufgabe den Lichtbogen sicher zu löschen und so zu verhindern, dass es zu Schäden kommen konn-te.
Wegen dem
Transformatoröl im
Schaltbereich wurde bei diesem Modell auch von einem
Ölhauptschalter
gespro-chen. Das es damit auch Probleme gab, war damals noch unbekannt.
Wir haben damit die Fahrleitungsspannung auf das Fahr-zeug übertragen. Diese musste nun aber noch aufbereitet werden. Die dazu erforderlichen Baugruppen befanden sich jedoch unter dem Fahrzeug.
Sie waren entweder am Kasten aufgehängt, oder im
Dreh-gestell verbaut worden. Das bedeutete jedoch auch, dass die
Spannung
nun durch den Kasten geführt werden muss-te. Dazu wurde ein Kabel benutzt. Dieses Hochspannungskabel musste jedoch vor dem Zu-griff der Reisenden geschützt werden. Daher wurde es in der Mitte des Fahrzeuges beim Waschraumes zur Toilette nach unten geführt.
Eine einfache Abdeckung verhinderte, dass dieses Kabel von den
Leuten beschädigt werden konnte. Wir haben damit einen der wenigen
Bereiche mit Technik im Kasten kennen gelernt. Alle weiteren Baugruppen
fanden unter dem Kasten einen Platz.
Geendet hatte dieses Kabel beim
Transformator. Dort wurde die
Spannung aus der
Fahrleitung einer
Spule
zugeführt. Diese wiederum war mit der Erde verbunden worden. Damit der
Strom nicht über die
Lager fliessen konnte, wurden dazu an allen
Achsen
Kontaktbürsten montiert. Diese
Erdungsbürsten waren unterschiedlich lange
und sie mussten im Unterhalt regelmässig kontrolliert werden, da sie einem
gewissen Verschleiss unterlagen.
Eine Lösung, die sehr viel Gewicht einsparen
konnte, jedoch keine galvanische Mit dem Transformator haben wir auch den Punkt er-reicht, wo sich die einzelnen Bereiche der elektri-schen Ausrüstung trennten. Wir werden daher später wieder zu diesem Punkt zurückkehren.
Hier wollen wir nun dem
Stromkreis
folgen, der für die Fahrmotoren
benötigt wurde. Dabei war er auch mit sehr
viel Aufwand verbunden, denn der Motor musste geregelt werden. Das
erfolgte mit mehreren
Anzapfungen in der
Wicklung. Die einzelnen Anzapfungen wurden mit Schaltelemen-ten verbunden. Diese wurden als Schütze bezeichnet. Diese Schützensteuerung war neu und so zeichnete sie sich durch eine schnelle Schaltfolge aus.
Jedoch war diese immer noch zu langsam, dass
damit eine Schaltung ohne Unterbruch möglich wurde. Daher waren die
Schütze mit
Überschaltdrosselspulen verbunden worden. So konnte der
Kurzschluss zwischen den
Anzapfung vermindert werden.
Wegen den
Drosselspulen mussten
jedoch immer mehrere
Schütze zur gleichen Zeit geschlossen sein.
Aufmerksame Leser haben sich vermutlich ab der Bezeichnung gewundert.
Diese Art der Stufenschaltung wurde später als
Hüpfersteuerung bezeichnet.
Es war die gleiche Funktion und dabei wurden die Schütze und
Hüpfer nicht
überall unterschieden. Hier hätte man daher auch von einer
Hüpferbatterie
sprechen können.
Jedoch hatte sich
schon bei der
Druckluft gezeigt, dass die
Apparateleitung zu den
Stossbalken geführt wurde. Elektrisch wurde der
Motorwagen daher für den
Einbau einer
Fernsteuer-ung ab einen anderen
Triebwagen, oder ab einem
speziellen Wagen vorgesehen. Wir haben nun eine veränderliche Spannung erhalten. Damit das Fahrzeug jedoch in beiden Richtungen fahren konnte, mussten die Motoren anders gruppiert werden. Dazu wurden Wende-schalter vorgesehen.
Dabei wurde für jeden
Fahrmotor
ein
eigener Schalter vorge-sehen. Da nun am
Wendeschalter die Kontakte
abgehoben werden konnten, war es so möglich einen Fahrmotor bei einem
Defekt elektrisch abzutrennen.
Es war den beiden
Wendeschaltern des
Motorwagen nur möglich die beiden Fahrrichtungen
einzustellen. Die Möglichkeit, die Motoren für eine
elektrische
Bremse neu
zu gruppieren gab es nicht. Der Grund dafür ist simpel, denn solche
Lösungen waren damals schlicht nur bei den Bahnen mit
Drehstrommotoren
vorhanden.
Bei
Wechselstrom waren solche
Bremsen schlicht kein Thema. Daher lassen
wir es auch hier dabei sein.
Bei den
Fahrmotoren
wurden
achtpolige fremdventilierte
Reihenschlussmotoren mit phasenverschobenem
Wendepol verwendet. Diese später auch als
Seriemotor bezeichneten Motoren
unterlagen einem Patent der Firma MFO. Sie hatten sich bei der
Lokomotive
MFO 2 bereits bewährt. Zu Erinnerung sei erwähnt, dass es sich dabei um
die erste Direktmotorlokomotive für einphasigen
Wechselstrom auf der Welt
handelte.
Es lohnt
sich, wenn wir diese Motoren etwas genauer ansehen. Dabei beginne ich mit
dem Gewicht. Es handelte sich mit einem Gewicht von 4.4 Tonnen schlicht um
das schwerste Bauteil. Mit den beiden Fahrmotoren konnte eine Anfahrzugkraft von 3.7 Tonnen erzeugt werden. Damals wurden diese Angaben noch nicht mit Kilonewton gemacht. Vereinfacht kann jedoch erwähnt werden, dass 37 kN abgerufen werden konnten.
Ein Wert, der im
Vergleich zu den damals verkehrenden
Dampfmaschinen eher bescheiden war.
Jedoch musste der
Motorwagen damit in der Regel auch keine Züge ziehen. Bei einer Geschwindigkeit von 45 km/h wurde die Leist-ungsgrenze erreicht. Dabei stand noch eine Dauerzugkraft von 2.5 Tonnen zur Verfügung.
Die
Leistung betrug nun 450
PS, oder 330 kW, wie wir die Leistung heute bezeichnen würden. Nun lag der
Motor-wagen jedoch bereits über einigen Dampflokomotiven. Es zeigte sich,
dass mit der neuen Technik höhere Geschwindigkeiten auch mit Last erreicht
werden konnten.
Bei diesen drei
Triebfahrzeugen
wurde daher bei der
Anhängelast in
den bis zu 15.5 ‰ steilen Steigung auf der Strecke zwischen Spiez und
Frutigen ein Wert von 120 Tonnen zugestanden. Damit konnte der im
Pflichtenheft verlangte
Salonwagen mitgeführt werden. Wobei dann die
Höchstgeschwindigkeit
von 70 km/h nicht mehr erreicht wurde. Diese drei
Motorwagen wurden damit aber zu den schnellsten Triebfahrzeugen im Berner
Oberland.
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