Elektrische Ausrüstung

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Zum Teil auch grössere Unterschiede gab es beim Aufbau dar elektrischen Ausrüstung. So wurden zum Beispiel die Bauteile kleiner und leichter, was zuerst einmal dazu führte, dass man bei den in Serie gebauten Lokomotiven auf die zusätzliche Laufachse verzichten konnte. Später wurden dann auch höhere Leistungen bei leichteren Lokomotiven möglich. Doch beginnen wir am besten mit der elektrischen Ausrüstung wie immer auf dem Dach.

Die elektrische Energie wurde aus dem Fahrdraht über den auf dem Dach des Führerhauses angebrachten Stromabnehmer der Lok zugeführt. Bei Ablieferung der ersten Lokomotiven mussten eigentlich wegen den einfachen Schleifleisten noch zwei Stromabnehmer am Fahrdraht angelegt werden. Da dies jedoch bei dieser kurzen Lokomotive nicht möglich war, musste man zu einem Trick greifen. Nur so konnte man trotz den einfachen Schleifleisten mit einem Stromabnehmer arbeiten.

Auf dem üblichen Scherenstromabnehmer wurde daher eine Hilfskonstruktion als Schleifleistenhalter montiert. So wurden zwei einfache Schleifstücke im Abstand von einem Meter montiert. Dank dieser grossen Wippe, war auch mit einem Stromabnehmer ein guter Kontakt mit der Fahrleitung möglich. Dieser Stromabnehmer konnte nach Einführung der doppelten Schleifleisten vereinfacht werden, so dass später abgelieferte Lokomotiven mit einfachen Scherenstromabnehmern ausgerüstet wurden.

Der Stromabnehmer wurde mit Druckluft gehoben und durch die Kraft von Federn gesenkt. Damit war gesichert, dass sich der Stromabnehmer ohne Druckluft automatisch senkte. Um den Anpressdruck des Stromabnehmers einzustellen war neben dieser Senkfeder auch eine Hubfeder vorhanden. So konnte der Abpressdruck mit Hilfe der Federn optimal eingestellt werden. Diese Lösung fand auch bei anderen Stromabnehmern Verwendung.

Die an die SNCF gelieferten Maschinen hatten Einholmstromabnehmer erhalten. Diese waren leichter, was bei der sonst schon recht schwer gewordenen Lokomotive zu einem willkommenen Gewichtsverlust geführt hatte. Es waren übrigens die einzigen Ee 3/3 der SBB, die je regulär mit Einholmstromabnehmer ausgerüstet wurden. Eine Anpassung der Lokomotiven der SBB erfolgte demnach nicht mehr.

Die vom Stromabnehmer der Fahrleitung entnommene Spannung wurde anfänglich vom Dach durch ein verkleidetes Hochspannungskabel dem im Vorbau 1 an der Führerstandwand montierten Ölhauptschalter zugeführt. Der Hauptschalter konnte so vom Führerstand aus mit einem senkrechten Handrad direkt bedient werden, ohne dass eine elektrische oder mechanische Fernbetätigung eingebaut hätte werden müssen.

Später erkannte man, dass die geringen Leistungen der Ee 3/3 durchaus keinen Hauptschalter benötigten. Dazu muss gesagt werden, dass der Ölhauptschalter nicht alle Kurzschlüsse sicher abschalten konnte. Die Dachsicherung wurde ab der Maschine mit der Nummer 16'381 verwendet. Bei den Lokomotiven wo man auf den Hauptschalter verzichtete wurde deshalb auf den Dach eine Dachsicherung als Kurzschlussschutz montiert.

Danach wurde die Spannung der Primärwicklung des Transformators zugeführt und dort zuerst auf 1000 Volt reduziert. Die zweite Spule hatte bei allen Lokomotiven der SBB 13 Anzapfungen. Die dabei abgegriffenen Spannungen änderten sich im lauf der Jahre. Bei den Lokomotiven 16'311 - 326 und den Prototypen lagen die Werte zwischen 118 Volt und 669 Volt. Die restlichen Lokomotiven hatten Werte zwischen 39/79 Volt und 472/464 Volt.

An die Anzapfung mit einer Spannung von 225 Volt wurden die Hilfsbetriebe der Lokomotive angeschlossen. Auf Grund seines Gewichts wurde der Transformator bei den Lokomotiven mit zwei Vorbauten im vorderen Vorbau und somit über den näher beisammen stehenden Achsen montiert. Dadurch konnten die Achslasten ausgeglichen werden. Die Maschinen 16'311 - 326 hatten den Transformator unmittelbar vor dem Führerhaus montiert bekommen.

Grundsätzlich kam bei allen Lokomotiven der SBB der gleiche Typ Transformator zur Anwendung. Das heisst, die später erfolgte galvanische Trennung der Hochspannung von den Bauteilen gab es hier nicht. Der Transformator war somit als Spartransformator ausgeführt worden. Auch hier entsprach vieles den ersten Streckenlokomotiven, die jedoch oft mehr Fahrstufen hatten.

Eine weitere Ausnahme waren da die Mehrsystemmaschinen Ee 3/3 II, die einen speziellen Transformator erhalten hatten und so sowohl mit 15'000 Volt 16 2/3 Hertz, als auch mit 25'000 Volt 50 Hertz betrieben werden konnten. Solche Transformatoren müssen anders gebaut werden, da die Funktion eines Transformators stark von der Frequenz abhängig ist. Das zeigt sich meist in unterschiedlichen Leistungen.

Unterschiede gab es auch beim Transformator der BLS-Lokomotive, der dabei auch 15 Anzapfungen hatte. Diese Anpassung war wegen der geänderten Stufenschaltersteuerung der Lokomotive notwendig geworden. Gerade diese Lokomotive zeigt deutlich, wie man einen Transformator der Wahl der Fahrstufen und des Fahrmotors anpassen musste. Dabei unterschied sich der Transformator der BLS-Lokomotive jedoch nicht im Grundaufbau.

Der Transformator war zur besseren Isolation und Kühlung mit Transformatoröl gefüllt worden. Solche Transformatoren hatten gegenüber den Modellen mit Luftkühlung viele Vorteile. Zur Kühlung dieses Öls dienten beidseitig am Kessel montierte Kühltaschen. Diese wurden wiederum mit einem Ventilator abgekühlt, was letztlich zur Abkühlung des mit Hilfe einer Ölpumpe bewegten Öls führte.

Die zur Kühlung benötigte Kühlluft gelangte vom Dachbereich über einen separaten entlang des Führerhauses verlaufenden Kamin zum Ventilator und wurde danach durch die Kühltaschen ins Freie gepresst. Dazu waren seitliche Gitter vorhanden. In der ganzen Ventilation hatte es also keine Filtermatten, was dank dem Bezug der Luft im Dachbereich möglich war.

Bei den Prototypen und den Lokomotiven mit den Nummern 16'311 - 326 sowie bei der Nummer 16'350 wurden die Anzapfungen des Transformators einem BBC-Flachbahnstufenschalter, der von einem Steuermotor angetrieben wurde, zugeführt. Dieser Stufenschalter hatte 13 Fahrstufen erhalten, die mit einem Steuerkontroller eingestellt werden konnten. Zudem war ein Handbetrieb des Stufenschalters vorhanden.

Deutliche Veränderungen gab es bei den nachfolgenden Lokomotiven. Der eher träge laufende Stufenschalter war für den Rangierdienst nur bedingt geeignet, so dass nun ab der Lokomotive 16'331 eine schneller arbeitende Hüpfersteuerung eingebaut wurde. Die Anzapfungen wurden nun einer Batterie Hüpfer und einem nachgeschalteten Zusatztransformator zugeführt. Mit dieser Steuerung waren schnelle Schaltfolgen zu erreichen, die besonders im Rangierdienst Vorteile boten.

Die Lokomotive der BLS hatte ebenfalls eine Hüpfersteuerung, die 15 Fahrstufen schalten konnte. Die Hüpfersteuerung der BLS stammte, wie jene der SBB-Lokomotiven von SAAS in Genf. Im Gegensatz zur SBB übernahm SAAS hier auch gleich die Montage der gesamten elektrischen Ausrüstung. Bei Rangierlokomotiven schien sich somit die schnelle Hüpfersteuerung auch bei den SBB durchzusetzen.

Der Wendeschalter besorgte den Wechsel der Fahrrichtung. Er konnte nur bei der Stellung 0 des Stufenschalters, respektive bei ausgeschalteter Hüpfersteuerung umgeschaltet werden. Der Wendeschalter konnte dabei auch nur die Fahrrichtung ändern, der Einbau einer elektrischen Bremse war bei diesen Lokomotiven jedoch nicht vorgesehen. Man erachtete diese im Rangierdienst nicht als Vorteil und verzichtete daher darauf.

Der Fahrmotor war bei den ersten Lokomotiven von der gleichen Bauart wie der der Motor der Ae 3/6 I, daher wurde er auch mit höheren Spannungen betrieben. Er hatte im Rotor so genannte Widerstandsverbinder zwischen den Kollektorlammellen und der Rotorwicklung erhalten. Dadurch erwartete man Vorteile bei den geringen Geschwindigkeiten des Motors. Der Motor wurde im hinteren Vorbau montiert und trieb über ein Ritzel die Vorgelegewelle an.

Der Seriemotor mit separater Wendepolwicklung und ohmschen Wendepolshunts hatte anfänglich eine Leistung von 490 kW. Damit konnte die Lokomotive eine Anfahrzugkraft von 88.3 kN erzeugen. Die Stundenzugkraft lag bei einer Geschwindigkeit von 27.5 km/h bei 56.4 kN. Hier war also klar die Auslegung auf hohe Anfahrzugkräfte wichtig gewesen. Dieser Motortyp verbaute man bis zur Lokomotive mit der Nummer 16'376. Wobei dieser natürlich der aktuellen Technik angepasst wurde.

Danach wurden die gewonnenen Erkenntnisse beim Bau von Fahrmotoren auch bei den Rangierlokomotiven durch höhere Leistungen bemerkbar. So konnte ab der Lokomotive 16'381 und bei der BLS-Maschine die Anfahrzugkraft auf 98.1 kN erhöht werden. Die entsprechende Stundenzugkraft lag mit 60.8 kN auch etwas höher. Somit stand nun etwas mehr Zugkraft zur Verfügung, was im Rangierdienst sicherlich von Vorteil war.

Eine weitere Erhöhung der Zugkraft erfolgte ab der Lokomotive mit der Nummer 16'421. Nun kam ein viel kräftiger Motor zum Einbau, so dass hier die Anfahrzugkraft auf 117,7 kN gesteigert werden konnte. Die Stundenzugkraft erhöhte sich dabei auch leicht und lag bei 68.7 kN. Bemerkenswert bei diesen Lokomotiven war, dass die massgebende Geschwindigkeit mit 26.5 km/h unter allen anderen Lokomotiven lag und so noch mehr auf die Anfahrzugkraft geachtet wurde.

Die Kühlung des Fahrmotors erfolgt analog dem Transformator über einen an der anderen Frontwand montierten Kamin und den Ventilator. Hier gab es nur bei den Lokomotiven mit den Nummern 16'311 - 326 eine Abweichung, da durch das seitliche Führerhaus nur ein Luftkanal benötigt wurde. Das waren aber die einzigen Abweichungen.

Die ganze Fahrmotorventilation wurde aber der Lokomotive mit der Nummer 16'381 massiv vereinfacht. Ein einziger Ventilator saugte die Luft über den Kamin und durch die Kühltaschen an. Danach presste der Ventilator die Kühlluft noch durch den Motor ins Freie. So war hier nur noch ein Ventilator nötig, was ebenfalls dazu führte, dass die Lokomotive leichter wurde.

Damit man mit der Lokomotive auch Reisezugwagen vorheizen, beziehungsweise normal heizen konnte, wurde den Lokomotiven eine Zugsheizung eingebaut. Die anfänglich bei den Prototypen noch vorhandenen drei Spannungen von 600, 800 und 1000 Volt, wurden bei den restlichen Maschinen auf 1'000 Volt reduziert und so die Schaltung vereinfacht. Diese Anpassung konnte erfolgen, da die werte vereinheitlicht wurden. Das anfänglich noch vorhandene Heizkabel wurde bei später abgelieferten Lokomotiven nicht mehr angebracht.

Die Leistung der Zugsheizung war so ausgelegt, dass diese im Stillstand höhere Werte liefern konnte, als bei fahrender Lokomotive. So war es möglich, dass die Lokomotive auch während der Fahrt geringe Ströme liefern konnte und so eine Erhaltungsheizung möglich war. Mussten abgestellte Wagen vorgeheizt werden, konnte die Lokomotive mit nahezu der ganzen Transformatorleistung heizen.

Die Hilfsbetriebe der Lokomotive wurden mit einer Spannung von 220 Volt betrieben. Sie waren dazu an der Anzapfung angeschlossen, die 225 Volt zur Verfügung stellte. Damit lag die Spannung zwar etwas höher, aber immer noch innerhalb der geltenden Toleranz. Somit war klar, dass die Hilfsbetriebe im gleichen Rahmen aufgebaut wurden, wie das bei den Streckenlokomotiven der Fall war. Daher konnten auch wo es möglich war die gleichen Bauteile verwendet werden.

Im vorderen Vorbau war neben dem Ventilator für den Transformator auch der Kompressor zur Erzeugung von Druckluft angeschlossen. Sowohl die Ventilation, als auch der Kompressor konnte ein- oder ausgeschaltet werden. Dabei war beim Kompressor auch eine vom vorhandenen Druck geregelte automatische Steuerung vorhanden. Die Ventilation arbeitete in zwei unterschiedlichen Stufen.

Auch im anderen Vorbau waren Hilfsbetriebe notwendig geworden. So war auch hier ein Ventilator vorhanden. Er diente zur Kühlung des Fahrmotors und war elektrisch mit jenem des Transformators verbunden, so dass nur beide Ventilatoren arbeiten konnten. Neben dieser Ventilation waren noch die Umformergruppe zur Batterieladung und die damals noch obligatorische Ölwärmeplatte vorhanden. Ab der Lokomotive 16'441 kam kein Umformer mehr zur Anwendung, sondern man baute ein Batterieladegerät ein.

Bleiben nur noch die an den Hilfsbetrieben angeschlossenen Bauteile im Führerstand. So wurde die Spannung der Fahrleitung mit der Spannung der Hilfsbetriebe an einem Voltmeter angezeigt. Des Weiteren waren auch die Heizungen im Führerraum an den Hilfsbetrieben angeschlossen worden. Grundsätzlich waren also auch hier keine besonderen Bauteile vorhanden. Die Hilfsbetriebe waren somit schon früh standardisiert worden.

 

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