Wenn wir mit dem Traktionsstromkreis beginnen, dann behandeln wir die von der Firma Brown Boveri und Co gebaute elektrische Ausrüstung. Gemäss dem von den Schweizerischen Bundesbahnen SBB ausgearbeiteten Pflichtenheft, musste diese für eine Fahrleitungsspannung von 15 000 Volt Wechselstrom und 16 2/3 Hertz ausgelegt werden. Das mag heute etwas verwirrend sein, aber es handelte sich ja um die allerersten Modelle und daher war der Hinweis wichtig.

Bisher war dieser Wechselstrom nur von der Firma MFO bevorzugt worden. Die BBC war mit dem Drehstrom beschäftigt und konnte dort grosse Erfolge erzielen. Mit dem Bau der ersten Lokomotive für den einphasigen Wechselstrom hatte man in Baden bereits die Idee gehabt, eine Lösung zu präsentieren, die aus der Fahrleitung mit Wechselstrom ein für die Fahrmotoren passender Drehstrom machte. Die Zukunft wurde jedoch anders geschrieben.

Es mag überraschend klingen, aber die hier vorgestellte Lokomotive war wirklich eine der allerersten Maschinen für einphasigen Wechselstrom, die in Münchenstein gebaut wurden. Der Vorsprung in Oerlikon musste daher aufgeholt werden und so sah man wirklich innovative Ideen vor, die heute Standard sind. Für den Umrichter war es jedoch noch viel zu früh, doch es gab noch andere überraschende Ideen der Fachleute.

Beginnen wir über der Lokomotive. Die von den Schweizerischen Bundesbahnen SBB erstellte Fahrleitung entsprach in allen wichtigen Punkten der Lösung, wie sie bei der Lötschbergbahn angewendet wurde. Daher ergaben sich bereits erste Regeln, die von den Stromabnehmern eingehalten werden mussten. Jedoch gab es auch hier erst die Modelle des Herstellers in Oerlikon. Man musste auch hier eine neue Konstruktion erstellen.

Die Spannung aus der Fahrleitung wurde mit zwei auf dem Dach der Lokomotive montierten Stromabnehmern auf diese übertragen. Um nach Möglichkeit keine zu grossen Probleme mit der seitlichen Abweichung zu bekommen wurden diese über dem Drehpunkt der Drehgestelle montiert. Das führte dazu, dass diese auf den Dach nach innen verschoben werden mussten. Sie waren sehr nahe zusammen, was auch ein Merkmal der Reihe Fb 2x 2/3 war.

Da die beiden Stromabnehmer identisch waren, reicht es, wenn wir einen ansehen. Es handelte sich dabei um einen Scherenstromabnehmer der Firma BBC. Der Bügel war leicht aufgebaut worden und wurde mit Drahtzügen verspannt.

Gerade bei dieser Verspannung gab es erkennbare Unterschiede zum Modell aus Oerlikon. Technisch waren die beiden jedoch nahezu gleich aufgebaut worden. Trotzdem sehen wir genau hin.

Gehoben wurde der Stromabnehmer mit Hilfe von Druckluft. Dabei wurde diese mit zwei Federn unterstützt. Die Druckluft hob dabei nur die Kraft der Senkfeder auf. Daraufhin war es der Hubfeder möglich, den Bügel zu heben.

Dieser hob sich, bis er durch einen Widerstand daran gehindert wurde und drückte dann mit einem genau einstellbaren Anpressdruck gegen das Hin-dernis. Fehlte dieses, streckte sich das Bauteil durch und konnte nur noch mit Hilfe gesenkt werden.

Der Kontakt mit dem Fahrdraht wurde mit dem auf dem Bügel montierten und senkrecht aufstehenden Schleifstück hergestellt. Diese einfache Schleifleiste wurde mit Federn in der Stellung gehalten und bestand aus Aluminium. Dieses Metall war weicher, wie das Kupfer der Fahrleitung und daher erfolgte die Abnützung am Schleifstück. Der Aufbau war zudem so ausgeführt worden, dass diese Leiste auch gleich die erforderlichen Notlaufhörner ausbildete.

Um einen sicheren Kontakt mit der Fahrleitung zu bekommen, reichte diese Lösung jedoch nicht. Daher mussten für die Fahrt immer beide Stromabnehmer gehoben werden. Die wir nun aber mit dem Entweichen der Druckluft wieder senken. Der schlagartige Druckabfall sorgte dafür, dass die Schleifleiste weggerissen wurde. Danach besorgte die Senkfeder, dass der Bügel sanft auf die Auflagen fiel und dort liegen blieb. 

Die so mit den beiden Stromabnehmern auf das Dach der Lokomotive übertragene Spannung der Fahrleitung wurde in die Dachleitung abgeführt. Mit dieser waren die beiden Scherenstromabnehmer verbunden worden.

Zusätzlich angeschlossen wurde ein Erdungsschalter, ein Hauptschalter und die Blitzschutzspule. Dabei sollte diese Spule den Gleichstrom eines Blitzes gegen das Dach der Lo-komotive ableiten und so von der Ausrüstung fern halten.

Wir kommen nun zum Hauptschalter und das klingt einfa-cher, als es war. Die auf den Lokomotiven verbauten Model-le mussten hohe Stromwerte bei sehr hohen Spannungen schalten.

Das war nicht so leicht, da sich zwischen den Kontakten Lichtbogen bilden konnten. Diese technisch erzeugten Blitze, konnten dazu führen, dass die Kontakte verbrannt wurden. Deshalb musste man verhindern, dass dieser Licht-bogen entstand.

Das löste man damit, dass die Kontakte in einem Ölbad montiert wurden. Der nun entstehende Lichtbogen wurde in diesem speziellen Öl gelöscht und konnte keinen Schaden mehr anrichten.

Wegen den Kontakten im Transformatoröl wurde das Modell von den Fachleuten als Ölhauptschalter bezeichnet. Man hatte so einen guten Schalter für die Lokomotiven bekommen. Nachteilig war, dass seine Leistung beschränkt war.

Bei zu grosser Last verdampfte das Öl durch den Lichtbogen. Das nun im Öl gesammelte Ölgas wurde an die Oberfläche verdrängt. Da es sich nicht, wie der Dampf in einem Kessel sammeln konnte, wurde das Gas über eine Entlüftung aus dem Bauteil gelassen. So sollte verhindert werden, dass der Hauptschalter durch einen Funken explodieren konnte. Das war leicht möglich, da Ölgas leicht brennbar ist.

Parallel zu diesem Ölhauptschalter war noch ein Erdungsschalter verbaut worden. Dieser wurde geschlossen, wenn am elektrischen Teil arbeiten aus-geführt wurden.

In dem Fall war die ganze Ausrüstung mit der Erde verbunden und es konnten keine hohen Spannungen entstehen. Hier waren bereits Massnahmen vorhan-den, die auf den Erfahrungen mit den beiden Versuchslokomotiven und den Maschinen der BLS beruhten.

Die hohe Spannung wurde nun dem Transformator zugeführt. Das erfolgte auf dem Dach und so wurde die Fahrleitungsspannung nicht in den Maschinenraum geführt.

Daher durfte dieser auch betreten werden, wenn die Lokomotive einge-schaltet war. Wichtig war das, weil damals noch regelmässige Kontrollen der Technik verlangt wurden. Doch nun zum Transformator, der wirklich nur noch in der Einzahl genannt werden musste.

Jedoch bildete der Transformator das grösste und schwerste Bauteil. Um die Achslasten  auszugleichen, wurde er daher in der Mitte aufgestellt. Das führte dazu, dass die beiden inneren Triebachsen sehr hohe Werte erreichten, denn wegen der auch bei der Laufachse nötigen Achslast stimmte die Verteilung in den Achsen nicht mehr. Einen anderen Einbauraum konnte man auch nicht wählen, denn das hätte das Problem verschärft.

Um Gewicht zu sparen, war der Transformator in der Sparschaltung aufgebaut worden. Es war also nur eine Spule vorhanden, die um einen Eisenkern angeordnet wurde. Verbunden war diese Wicklung mit dem Hauptschalter und den an den sechs Triebachsen angebrachten Erdungsbürsten. So entstand ein Stromkreis und es konnte vom Kraftwerk Energie auf die Lokomotive übertragen werden. Wir können uns die Anzapfungen ansehen.

Um es gleich zu erwähnen, diese Wicklung ist sehr wichtig. Denn wir werden im Verlauf dieses Artikels immer wieder an diese Stelle zurück kehren. Dabei wird die benötigte Spannung immer mit Anzapfungen abgenommen.

Innerhalb der Maschine gab es somit mit dem Transformator nur einen Verbrau-cher, der mit der Spannung aus der Fahrleitung betrieben war. Es waren sonst tiefere Spannungen, die jedoch immer noch gefährlich sein konnten.

Das werden wir gleich erkennen, denn wir sehen uns nun den Teil für die Fahr-motoren an. Es war der Fahrmotorstromkreis. Dieser wurde mit verschiedenen Spannungen betrieben.

Dabei mussten diese noch ohne einen Unterbruch verändert werden. Für die Lösung der BBC wurden daher beim Transformator 18 Anzapfungen vorgesehen. Diese führten Spannungen zwischen 230 und 1 300 Volt. Das waren immer noch hohe Werte.

Da ja schon sehr früh die Idee mit der Umrichtertechnik verworfen wurde, musste für die Regelung der Spannung ein Stufenschalter verbaut werden. Da bis-her nur die von der MFO entwickelten Nockenschalter vorhanden waren, musste die BBC eine eigene Lösung finden.

Noch konnte man nicht ahnen, dass man mit dem Erstling ein hervorragendes Bauteil entwickeln sollte. Es lohnt sich, wenn wir etwas genauer hinsehen. Die BBC verwendete eine als Flachbahnstufenschalter bezeichnete Lösung.

Dieser Schalter hatte Gleitkontakte, die auf den flachen Gleitbahnen mit den Spannungen vom Transformator, verschoben wurden. Je nach Position der Gleitkontakte, war eine bestimmte Spannung eingestellt und diese wurde den Fahrmotoren zugeführt. Durch die flache Bauweise dieser miteinander verbundenen Gleitbahnen, bekam der Stufenschalter schliesslich seinen Namen.

Um eine Fahrstufe ohne Unterbruch der Spannung zu schalten, waren mehrere Schritte notwendig. Im ersten Schritt wurde mit einem Lastschalter die nächste Anzapfung zugeschaltet. Damit es zwischen den beiden Anzapfungen nicht zu einem Kurzschluss kommen konnte, war die neue Spannung über einen Widerstand verbunden wurden. Dieser Überschaltwiderstand erlaubte es, dass nun zwei Anzapfungen verbunden waren.

Beim zweiten Schritt wurde nun der Lastschalter der ersten Fahrstufe geöff-net und die Verbindung unterbrochen. Die Versorgung der Motoren erfolgte nur noch über den Widerstand.

Wichtig dabei war, es kam zu keinem Unterbruch und die Spannung kam von der neuen Anzapfung. Daher wurde die Stufe mit dem Lastschalter direkt angeschlossen und der Überschaltwiderstand wurde nicht mehr benötigt. Die Schaltung ist abgeschlossen.

Da sich nun auch der Schlitten auf der Flachbahn verschob, konnten immer wieder die gleichen Lastschalter verwendet werden. Dabei wurde einer mit Widerstand und einer ohne benötigt.

Die Schwachstelle war der Überschaltwiderstand, denn dieser durfte nicht zu lange mit hohen Strömen durchflossen werden. Daher dauerte der Schalt-vorgang für eine Fahrstufe nur gerade eine Sekunde, was damals recht schnell war.

Wie überzeugt man in Münchenstein von diesem Flachbahnstufenschalter war, zeigt sich in der Tatsache, dass davon nur ein Exemplar verbaut worden war. Bei den Modellen der Firma MFO waren noch zwei Stufenschalter vorhanden.

Doch damit haben wir auch die Spannung so verändert, dass sie den Fahrmo-toren zugeführt werden konnte. Das war jedoch nicht direkt möglich, da die Lokomotive in zwei Richtungen fahren sollte.

Erst jetzt kam bei dieser Lokomotive die Teilung des Stromkreises. Damit wurden die beiden Drehgestelle nun separat versorgt. Da es dazwischen je-doch keinen Unterschied gab, können wir uns auf ein Drehgestell beschränken.

Damit kommen wir auch zum Wendeschalter der auf der Lokomotive verbaut wurde. Dieser war jedoch auch in einem anderen Punkt ausgesprochen wich-tig, denn es gab eine Änderung.

Nach dem Abschluss der Bauarbeiten war bei der Lokomotive keine elektri-sche Bremse vorhanden. Diese Vorschrift wurde jedoch noch vor der Über-gabe an die Schweizerischen Bundesbahnen SBB eingeführt und daher musste die fertige Lokomotive wieder ins Werk zurückkehren und es kam zum Umbau, der eigentlich gar keiner war, denn es wurde von der ursprünglichen Idee nicht nur die Laufachse neu vorgesehen.

Der Wendeschalter besorgte die korrekte Gruppierung der Wicklungen in den Fahrmotoren. So konnte deren Drehrichtung und somit die Fahrrichtung geändert werden. Jedoch erfolgten in den Wendeschaltern auch die Umgruppierung für den elektrischen Bremsbetrieb. Zudem konnten hier die bei Störungen erforderlichen Abtrennung vorgenommen werden. Bei dieser Lokomotive führte das dazu, dass ein Drehgestell und damit die halbe Leistung verloren ging.

Der Grund für diese Einschränkung war die Schaltung bei den Fahrmotoren. Die beiden in einem Drehgestell verbauten Motoren waren in Reihe geschaltet worden und wurden so nur mit der halben Spannung betrieben. Bei einem Defekt an einem Motor musste der Stromkreis unterbrochen werden. Damit fielen die Fahrmotoren aus. Eine Umgruppierung war wegen der sonst zu hohen Spannung auch nicht mehr möglich.

Wir kommen nun zu den vier baugleichen Fahrmotoren der Lokomotive. Hier wurden für Wechselstrom geeignete Seriemotoren verbaut. Wichtiger als der Aufbau waren die Daten für die Leistung.

Mit den Reihenschlussmotoren konnte eine Anfahrzugkraft von 26 000 Kg er-zeugen. Damals wurden die Zugkräfte noch so angegeben. Heute eher bekannte Werte wären in diesen Fall 260 kN, was ansehnlich war.

Ein weiterer wichtiger Punkt war die Leistungsgrenze. Diese wurde hier be-reits bei einer Geschwindigkeit von 41 km/h erreicht. Die jetzt noch verfü-gbare und eine Stunde zugelassene Zugkraft betrug 15 600 kg.

Was immer noch einem Wert von 156 kN entspricht. Die jetzt abgerufene Leistung wurde mit 2 370 PS angegeben. Auch hier kennen wir mit 1 750 kW andere Werte. Dabei kam diese Beschränkung nicht von den Motoren.

Ausgesprochen spannend wird es nun, wenn wir zur elektrischen Bremse kommen. Anfänglich war diese gar nicht vorgesehen. Als es jedoch bei der MFO Herrn Behn-Eschenburg gelang eine elektrische Nutzstrombremse zu entwickeln, änderte sich das.

Die für den Güterverkehr gedachte Lokomotive der MFO bekam diese elektrische Bremse und sie versprach grosse Vorteile bei den Talfahrten, da so nicht die Bremsklötze verschliessen wurden.

Die BBC musste daher nachziehen, jedoch konnte nicht nach dem gleichen Prinzip gearbeitet werden, denn die MFO war sehr schnell mit dem Patent auf dieser Bremse. Trotzdem sollte auch der Prototyp der BBC mit einer Rekuperationsbremse versehen werden. Da diese einmalig bleiben sollte, müssen wir einen sehr genauen Blick auf diese Einrichtung werfen. Wichtig dabei war, dass sie auch funktionierte, wenn ein Drehgestell ausgefallen war.

Sie haben es richtig gelesen, die elek-trische Bremse funktionierte mit der halben Leistung. Anfänglich war dies sogar so ausgeführt worden. Die volle Leistung konnte erst nach Beginn der Versuchsfahrten abgerufen werden.

Dabei können Sie dann einfach die doppelten Zahlen nutzen. Hier werde ich diese Werte in Klammer aufführen, denn nur so kann auch genau erkannt werden, was mit dieser Nutzstrom-bremse möglich war.

Um mit der Lokomotive in den elektrischen Bremsbetrieb zu wechseln, musste zuerst ein Phasenumformer mit Hilfe eines Handrädchens angelassen werden. Dazu musste man jedoch mit der Lokomotive noch nicht gleich in den Bremsbetrieb wechseln. So konnte diese Arbeit vor dem Befahren des Gefälles ausgeführt werden. Das erleichterte die Bedienung der elektrischen Bremse etwas. Jedoch musste man vorausdenken.

Wollte man in den eigentlichen Bremsbetrieb wechseln, musste der Stufenschalter auf Stellung «Null» verbracht werden. Die Lokomotive rollte durch die Schwerkraft angetrieben weiter. Anschliessend konnten die Wendeschalter auf «Bremsen» gestellt werden. Dazu wurde der Griff zum Wendeschalter mit der entsprechenden Stellung versehen. Die Bedienung der elektrischen Bremse war daher nur in Vorwärtsrichtung des entsprechenden Führerstandes möglich.

Die Fahrmotoren wurden nun so umgruppiert, dass die elektrische Bremse benutzt werden konnte. Da diese Umgruppierung eine gewisse Zeit benötigte, musste man zuwarten, bis die entsprechende Meldelampe im Führerpult leuchtete und die Bereitschaft anzeigte. Die elektrische Bremse war nun so weit vorbereitet, dass mit dem Bremsvorgang begonnen werden konnte. Nur schon dieser Aufwand zeigt, es war eine Bremse für Talfahrten.

Nun konnte langsam bis zur Geschwindigkeit passenden Fahrstufe zugeschaltet werden. War diese erreicht, schalteten die Fahrmotorschalter automatisch zu und die Motoren begannen Energie zu erzeugen. Über den Stufenschalter arbeiteten sie nun auf den Transformator und erzeugten so elektrische Energie, die an die Fahrleitung abgegeben wurde. Zur Regulierung konnte die Bremskraft mit dem Stufenschalter eingestellt werden.

Wurden Stationen befahren, die bekanntlich am Gotthard allesamt in horizontaler Lage gebaut wurden, konnte man die Lokomotive im Bremsmodus belassen. Die Maschine we-chselte daraufhin im flachen Bahnhof automatisch auf Zug-kraft.

Nach diesem wurde wieder generatorisch gefahren. Der Lokführer hatte dazu keinerlei Aufgaben auszuführen. Diese elektrische Bremse war, wenn sie einmal eingerichtet war, sehr bedienerfreundlich.

Ein Fehler war nun aber, dass das Lokomotivpersonal kaum erkennen konnte, in welchem Modus sich die Lokomotive nun befand. Das hätte bei Störungen zu gefährlichen Situa-tionen führen können.

Damit das Fahrpersonal wusste, wie die Maschine gerade ar-beitete, war ein Wattmeter montiert worden. Anhand dieses Messgerätes erkannte der Lokführer, ob nun Energie an die Fahrleitung abgegeben wird, oder ob Energie bezogen wird.

Die Bremskraft dieser elektrischen Bremse war im Gegensatz zur Lösung der MFO schlicht gigantisch. So konnte ein Zugsgewicht von 150 (300) Tonnen in Beharrung gehalten werden. Das waren Werte, die erst mit der Baureihe Ae 6/6 und der Nummer 11 403 wieder erreicht wurden. Um die Bremse auszuschalten, wurden die Schalter geöffnet und der Stufenschalter danach wieder auf «null» verbracht. Mit dem Wendeschalter wurden die Motoren neu gruppiert.

Nicht ausgeschaltet werden musste der Phasenumformer. Jedoch war es eine sehr komplizierte Bedienung, deren Aufwand sich nur bei langen Talfahrten lohnte. Wer sich in der Hektik nicht an die beschriebene Reihenfolge hielt, riskierte die Lokomotive zu verlieren. In dem Fall konnte nur noch der Hauptschalter verhindern, dass es zu schweren Schäden kam. Die Lösung der MFO war einfacher und kam daher weiter zum Einbau.