Entwicklung und Bestellung

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Die Entwicklung der neuen Baureihe für die Schweizerischen Bundesbahnen SBB begann in deren Büro in Bern. Dort musste das Personal zuerst einmal herausfinden, was im Betrieb benötigt wird. So definierte man das neue Triebfahrzeug nach dem Bedarf. Die gewünschte Maschine sollte zugkräftig sein, hohe Geschwindigkeiten erreichen und dabei sowohl vor Reise- als auch vor Güterzügen eingesetzt werden können.

Anders ausgedrückt wünschte man eine universell einsetzbare Lokomotive. Diese hätte mit allen Zügen auf dem gesamten Netz verkehren können. Man erhoffte sich so Einsparungen bei der Vorhaltung von Ersatzteilen. Ebenfalls erleichtert werden sollte, die Schulung des Personals, denn dieses musste nur einen einzigen Typ kennen lernen. Ein Prinzip, das auch die BLS im Jahre 1913 mit ihrer Baureihe Be 5/7 verfolgt hatte. Es funktionierte sogar noch recht gut.

Erstmals sollte also eine Universalmaschine entstehen, die sowohl am Gotthard, als auch im Flachland verwendet werden konnte. Solche Lokomotiven sollten in der Folge bei den Schweizerischen Bundesbahnen SBB immer wieder beschafft werden, wobei im Bestand der Staatsbahnen kaum eine Lokomotive so vielseitig eingesetzt wurde, wie die hier beschriebene Maschine. Nur, bis jetzt gab es diese noch gar nicht.

Auch wenn von Seiten des Bestellers in den Unterlagen vom Gotthard gesprochen wurde, erwartete man vergleichbare Werte auch auf der steilen Südrampe des Simplontunnels. Die Schweizerischen Bundesbahnen SBB sahen die Strecke über den Gotthard als Muster. In der Folge waren die nassgebenden Neigungen immer in diesem Bereich bei 26‰ angesiedelt worden. Eine für die Hersteller vereinfachte Lösung.

Blickte man in den Bestand der Schweizerischen Bundesbahnen SBB, waren zwar Lokomotiven mit vier Triebachsen vorhanden, aber allesamt waren zu langsam und gehörten zur ersten Generation von Lokomotiven. Die Technik war aber schon weit fortgeschritten, so dass eine geänderte Maschine dieser Typen nicht mehr in Frage kam. Jedoch war da noch die Baureihe Ae 4/8. Eine einzelne Maschine, die eigentlich nie weiterverfolgt werden sollte.

Die als Versuchslokomotive beschaffte Maschine konnte zwar die Geschwindigkeiten erreichen, war aber zu schwach geraten. Die vier Laufachsen ergaben ein sehr hohes totes Gewicht, was sich in der fehlenden Zugkraft auswirkte.

Die Lokomotive konnte gerade einmal das Pro-gramm der Maschinen mit drei Triebachsen er-füllen. Ein Nachbau war deshalb nicht sinnvoll. Die Ae 4/8 mit der Nummer 11 000 (ab 1929: 11 300) sollte deshalb ein Einzelstück bleiben.

Zudem war klar, die neue Lokomotive sollte keine Gelenklokomotive sein, sie sollte über einen Einzelachsantrieb verfügen und es sollte eine Rahmenlokomotive sein. Die Schweizerischen Bundesbahnen SBB zogen eine Lokomotive mit Rahmen der Drehgestellbauart vor, weil sie einfacher im Aufbau war. Im Unterhalt erschien diese Konstruktion zudem billiger. Heute wissen wir, dass Drehgestell-Lokomotiven unschlagbar sind, aber im Jahre 1925 war das noch anders.

Bei den Schweizerischen Bundesbahnen SBB erinnerte man sich dabei auch an eine Studie, die bei der Planung der Baureihe Ae 3/6 I angestellt wurde. Diese sah eine abgeänderte Maschine mit vier Triebachsen vor. Darauf konnte man aufbauen, denn die Zeit drängte und eine völlig neu konstruierte Lokomotive war nicht rechtzeitig verfügbar. Wenn man die Ae 3/6 I genauer betrachten würde, könnte man erkennen, dass die Lokomotive den anderen Maschinen in allen Punkten überlegen war.

Die Maschine zeigte deutlich, was im BBC-Einzelachsantrieb nach Buchli steckte. Das war ein Punkt, den die Schweizerischen Bundesbahnen SBB hoch werteten, denn man wollte nicht wieder die Probleme der Reihe Ae 3/5 erleben. Die neue Lokomotive sollte gut funktionieren. Schlicht sollte die Zugkraft der Baureihe Be 4/6 mit der Baureihe Ae 3/6 I kombiniert werden. Jetzt musste das nur noch der entsprechenden Industrie verkauft werden.

Die Schweizerischen Bundesbahnen SBB erarbeiteten deshalb ein Pflichtenheft, das viele Punkte genau regelte. Den ausge-wählten Erbauern waren somit in vielen Bereichen die Hände gebunden worden.

Das war neu, denn bisher gewährte die Staatsbahn viele Frei-heiten. So konnten die Hersteller ihre Ideen umsetzen. Die Folge davon waren letztlich drei unterschiedliche Baureihen mit der Bezeichnung Ae 3/6. Das durfte nicht mehr passieren.

So war klar vorgeschrieben, dass die Lokomotive die Achs-anordnung 2’Do1’ haben muss. Diese Achsfolge war also vom Besteller zwingend vorgeschrieben und sollte nicht geändert werden. Hier könnte aber ein Problem entstehen, denn die Geschichte zeigte, dass die Be 5/7 der BLS nicht so ruhig um die Kurven fuhr, wie das die Baureihe Ce 6/8 II mit den Drehgestellen tat. Doch die Vorgabe war klar, man erwartete diese Achsfolge.

Gleiches galt für den BBC-Einzelachsantrieb nach Buchli. Somit stand schnell fest, dass die Lokomotive die Typenbezeichnung Ae 4/7 erhalten sollte. Damit haben wir im mechanischen Teil genau die Kombination der Einleitung erhalten. Oft wird deshalb die Baureihe Ae 4/7 als eine um eine Triebachse erweiterte Maschine der Reihe Ae 3/6 I sei. Dies stimmt jedoch nicht, da die neue Maschine völlig neu konstruiert werden musste.

Was auf den ersten Blick unkonventionell erscheint, war klar durchdacht und erst noch mit modernen Ideen zu vertreten. Die einheitlichen Antriebe und Triebachsen konnten die Kosten beim Unterhalt senken, denn es mussten weniger spezielle Ersatzteile beschafft und an Lager gehalten werden. Das senkte Kosten und schaffte in den Werkstätten auch Platz. Die Vorteile lagen damit klar auf der Seite der Schweizerischen Bundesbahnen SBB.

Wie das jedoch gemeint war, zeigt die Bestellung. Der mechanische Teil wurde bei der Schweizerischen Lokomotiv- und Maschinenfabrik in Winterthur SLM bestellt. Dort sollte das Laufwerk, der Kasten, die Führerstände und die Antriebe eingebaut werden. Diese Hülle wurde anschliessend dem Elektriker übergeben, der daraus eine Lokomotive machte. Daher waren diese Teile gänzlich von der elektrischen Ausrüstung unabhängig.

An die elektrische Ausrüstung waren jedoch grosse Anforderungen gestellt worden, denn die Lokomotive sollte bei einer Höchstgeschwindigkeit von 100 km/h noch eine genügend grosse Zugkraft für die Steilrampen des Gotthards und des Simplons haben. Wobei natürlich diese Geschwindigkeit in den genannten Steigungen wegen den Kurven gar nicht gefahren werden konnte. Hier war daher den Herstellern eine gewisse Freiheit eingebaut worden.

So war klar gefordert worden, dass die Lokomotive auf Strecken mit 2 ‰ Steigung 600 Tonnen schwere Züge mit 90 km/h befördern musste. Auf 12 ‰ sollten mit unveränderter Last noch 65 km/h möglich sein. Für den Gotthard und daher für Steigungen von bis zu 26‰, forderte man noch 360 Tonnen bei 65 km/h. Somit erwarten die Schweizerischen Bundesbahnen ab Steigungen von 12‰ erste Einbussen bei der verfügbaren Zugkraft.

Die Zahlen alleine zeigen die er-wartete Steigerung nicht auf. Die sieben Jahre alte Baureihe Be 4/6 schaffte am Gotthard Lasten von bis zu 300 Tonnen und fuhr dabei mit 45 km/h.

Bei der neuen Lokomotive er-wartete die Staatsbahn eine Steigerung von 60 Tonnen und erst noch eine Steigerung bei der Geschwindigkeit auf 65 km/h.

Dies sollte im Pflichtenheft le-tztlich auch das grösste Problem sein und die geforderte Normallast sollte nicht erreicht werden.

Die zulässigen Achslasten wurden mit 20 Tonnen auf den Triebachsen und mit 15 Tonnen auf den Laufachsen angegeben. Maximal waren damit eigentlich 125 Tonnen möglich gewesen. Die Schweizerischen Bundesbahnen erwarteten jedoch, dass die Lokomotive nicht schwerer als 120 Tonnen sein sollte. Eine Toleranz von lediglich 2% wurde den Erbauern jedoch zugestanden. Mit den geforderten Normallasten keine leichte Aufgabe.

Die Lokomotive durfte jedoch eine Meterlast von 7,2 t/m nicht überschreiten. Damit konnte die Maschine auf Strecken eingesetzt werden, die über die Streckenklasse C3 verfügten. Es war also klar, dass die neue Lokomotive nicht auf allen Nebenstrecken eingesetzt werden konnte. Hier muss erwähnt werden, dass davon eigentlich nur Nebenbahnen betroffen waren, denn dort gab es noch Strecken, die nur die Streckenklasse B erlaubten.

Damit hatte man die Lokomotive definiert und das Pflichtenheft wurde der Industrie übergeben. Die einzelnen Hersteller konnten anhand dieser Angaben ihre Vorschläge einreichen. Damit waren jedoch viele Ideen durch das Pflichtenheft vernichtet worden. Was jedoch im Pflichtenheft fehlte, war eine elektrische Bremse, so dass es hier sicherlich von den Herstellern abhing, was letztlich angeboten wurde und diese Angebote sehen wir uns an.

Da die Schweizerische Lokomotiv- und Maschinenfabrik SLM in Winterthur den mechanischen Teil erstellen sollte, wurde dort eine Lokomotive vorgestellt, die der Baureihe Ae 3/6 I entsprach und lediglich um eine Triebachse er-weitert wurde.

Damit hatte es der Mechaniker eigentlich noch einfach, denn das war ja die Forderung der Schweizerischen Bundesbahnen SBB. Leichte konstruktive Anpassungen wurden jedoch vorgesehen, so dass die Maschine mo-derner wirken sollte.

Die Brown Boveri und Co BBC in Münchenstein sah eine elektrische Ausrüstung vor, die über den bewährten Stufenschalter der Baureihe Be 4/6 geregelt werden sollte.

Eine elektrische Bremse wurde nicht vorgesehen und ge-genüber der Baureihe Ae 3/6 I sollten leicht stärkere Mo-toren verbaut werden. Bei der Leistung sah man 2 300 kW oder 3 125 PS vor. Sie haben richtig gesehen, man richtete sich nun nach den kW und nicht mehr nach den PS.

Besonders war hier, dass die BBC bei der elektrischen Ausrüstung auch komplett neue Wege vorgeschlagen hatte. Darunter befand sich eine ganze spannende Idee. Bei der Baureihe Ae 4/7 sollte die Spannung der Fahrleitung in einem Umrichter umgeformt werden. Damit hätten hier auch andere Fahrmotoren, wie solche für Drehstrom, verwendet werden können. Die Idee war damals jedoch so absurd, dass sie nicht weiterverfolgt wurde.

Von der Maschinenfabrik Oerlikon MFO wurde eine ähnliche elektrische Ausrüstung für die Reihe Ae 4/7 vorgeschlagen, jedoch sollte die Regelung der Fahrstufen durch Hüpfer erfolgen. Bei der Anzahl Fahrstufen war man sogar ein wenig über der geforderten Menge. Damit sollte eine feinfühlige Regelung der Zugkraft möglich sein. Gerade bei schweren Anfahrten schien dies ein grosser Vorteil zu sein, da die Kraft besser aufgebaut werden konnte.

Zudem erachtete man in Oerlikon eine elektrische Bremse als sinnvoll. Diese war in den Gefällen des Gotthards für alleine fahrende Lokomotiven vorgeschrieben.

Daher sah die MFO bei ihrer Maschine eine elektrische Nutzstrombremse nach Behn-Eschenburg vor, wie sie schon bei der Baureihe Ce 6/8 II sehr erfolgreich umge-setzt worden war.

Hier muss erwähnt werden, dass es damals nur der MFO möglich war, solche Bremsen zu verwirklich. Andere Hersteller nutzten Widerstände.

Bei der Société Anonym des Ateliers de Sécheron SAAS beabsichtige man eine elektrische Ausrüstung, die eben-falls mit Hüpfern gesteuert wurde.

Speziell hier war, dass man in Genève als Abgrenzung von den beiden anderen Herstellern des elektrischen Teils die Möglichkeit einer Vielfachsteuerung vorgesehen hatte. Jedoch erachtete man auch hier eine elektrische Bremse als nicht unbedingt notwendig und verzichtete daher darauf.

Den Auftrag zum Bau von vorerst zwei Prototypen erteilten die Schweizerischen Bundesbahnen SBB im Oktober 1925. Die beiden Lokomotiven sollten von der SLM (mechanischer Teil) und von der BBC (elektrische Ausrüstung und Antriebe) erbaut werden. Sie sollten die Fahrzeugnummern 10 901 und 10 902 erhalten. Die beiden Lokomotiven hatten je eine Leistung von 2 300 kW oder 3 120 PS und die Bezeichnung Ae 4/7 erhalten.

Bei der anschliessenden Bestellung wurden auch die unterlegenen Anbieter MFO und SAAS berücksichtigt. Jedoch konnten diese nicht frei arbeiten, denn der mechanische Teil blieb identisch. Damit auch die Antriebe von BBC und die Fahrmotoren. Bei der eigentlichen elektrischen Ausrüstung waren sie jedoch weitestgehend frei und konnten so ihre Erkenntnisse bei der Lokomotive zumindest bei den in Serie gebauten Maschinen einbringen.

SAAS verzichtete jedoch beim Bau auf die Vielfach-steuerung. Damit sollte keine solche Einrichtung verwendet werden. Den Vorteil sahen die Schwei-zerischen Bundesbahnen SBB zudem nur bei Trieb-wagen, die so mit Steuerwagen verkehren konnten.

Bei den Lokomotiven befürchtete man wegen den Erfahrungen mit den beiden Be 4/6 ein kompliziertes System, das nur schwer eingerichtet werden könn-te. Daher der Verzicht.

Insgesamt wurden die Lokomotiven der Baureihe Ae 4/7 in vier weiteren Losen bestellt. Die letzte Bestellung wurde am 21. April 1931 frei gegeben. Es entstanden so 127 nahezu identisch aussehende Lokomotiven. Elektrische Unterschiede sollten aber erneut vorhanden sein. Trotzdem verzichtete man bei den Schweizerischen Bundesbahnen SBB auf die Führung eines Index. Die Lokomotiven hatten daher durchwegs die Bezeichnung Ae 4/7 erhalten.

Eine grössere Serie Lokomotiven sollte es in der Schweiz erst wieder mit der Baureihe Re 4/4 II zusammen mit der Re 4/4 III geben, die dann aber die Ae 4/7 um Längen überholte und mit nahezu 300 Lokomotiven die grösste Serie der Schweizerischen Bundesbahnen SBB blieb. Die Ae 4/7 konnte aber den zweiten Rang lange über ihr Ausscheiden hinaus behalten. Was deren gute Konstruktion untermauerte und die erhoffte einheitliche Lokomotive ergab.

Obwohl diese Lokomotiven optisch identisch waren, gab es im elektrischen Bereich gewaltige Unterschiede, die hier noch nicht im Detail behandelt werden sollten. Damit Sie sich trotzdem ein Bild machen können, liste ich hier die Maschinen auf. Dabei müssen Sie aber bedenken, dass alle drei Hersteller hier nur als Elektriker aufgeführt sind und sämtliche Antriebe und die Motoren von der BBC stammten. Mechanisch stammten alle Lokomotiven aus Winterthur.

BBC MFO SAAS
10 901 – 10 916 10 917 – 10 918 10 939 – 10 951
10 919 – 10 938 10 973 – 11 002 11 009 – 11 017
10 952 – 10 972    
11 003 – 11 008    
11 018 – 11 027    
                       

Ihnen ist sicherlich aufgefallen, dass man anhand der Nummern nicht auf eine bestimmte Zuordnung der Gruppen schliessen konnte. So waren die einzelnen Elektriker durch die Serie verteilt. Eine Lösung, die bei späteren Bestellungen aufgenommen wurde und sich bis zum Zusammenschluss der Elektriker behaupten konnte. Intern wurden die Indexe I BBC, II MFO und III SAAS jedoch noch geführt, jedoch nie angeschrieben.

Bevor wir nun zu den eigentlichen Lokomotiven und deren Aufbau kommen, muss noch erwähnt werden, dass die Schweizerischen Bundesbahnen SBB mit der Leistung dieser Lokomotive am Gotthard nicht vollumfänglich zufrieden waren. Der Grund war, dass die in Steigungen bis 26‰ geforderten Anhängelasten nicht ermöglicht werden konnten. Die Baureihe Ae 4/7 musste sich mit 320 Tonnen begnügen und lag damit 40 Tonnen unter dem Pflichtenheft.

Zwar wären mit den Zugkräften höhere Lasten theoretisch möglich gewesen. Jedoch klemmten die vier Triebachsen in den engen Radien. Dadurch musste mehr Kraft für die Überwindung des Rollwiderstandes aufgebracht werden. Damit sank aber die mögliche Anhängelast. Hätte man mehr Zugkraft gehabt, hätten die Lasten gezogen werden können. Jedoch war das mit der damaligen Technik noch nicht möglich gewesen.

Das Problem Gotthard sollten schliesslich die Maschinen der Baureihe Ae 8/14 lösen. Dabei fällt die Lokomotive mit der Nummer 11 801 auf. Dieses Exemplar sah optisch nahezu ähnlich aus, wie die Reihe Ae 4/7, hatte jedoch von diesem Modell lediglich die Antriebe erhalten. Alle anderen Punkte waren für den Gotthard angepasst worden. Daher wird die Nummer 11 801 in diesem Artikel nicht näher erwähnt werden. Sie finden die Angaben dazu auf der entsprechenden Seite zur Reihe Ae 8/14.

Beschafft wurde diese gigantische Lokomotive im Anschluss an die Reihe Ae 4/7. Sie können also im direkten Vergleich erkennen, wie sich die Technik während dem Bau der Baureihe Ae 4/7 veränderte. Jedoch wollen wir uns nun eine der erfolgreichsten Lokomotiven der Schweiz genauer ansehen und dabei kommen wir zuerst zur Arbeit der Schweizerischen Lokomotiv- und Maschinenfabrik SLM, die auch Anpassungen vorgenommen hatte.

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