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Druckluft und Bremsen
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Auf der Lokomotive wurde für die Bremsen und weitere pneumatisch betriebene Apparate Druckluft benötigt. Für diese Druckluft wurde im Maschinenraum ein mit einem elektrischen Motor angetriebenen Kompressor montiert. Es kam dabei ein zweistufiger Rotationskompressor des Typs KLL 18 zur Anwendung. Dieser verfügte über eine maximale Förderleistung von 2 700 Litern pro Minute und war daher sehr leistungsfähig.
Die im Maschinenraum bezogene Luft wurde in der ersten Stufe auf einen Druck von zwei bar verdichtet. Danach gelangte sie über einen Wasserabscheider und einen Kühler zur zweiten Stufe, wo der Druck auf acht bar gesteigert wurde.
Auch jetzt folgten wieder ein Wasserabscheider und ein Kühler. Damit konnte vom Kompressor verhältnismässig trockene Druckluft erzeugt werden. Ein Ölabscheider verhinderte zudem, dass allenfalls in der Luft enthaltenes Öl in den Leitungen verteilt wurde.
Ein unmittelbar nach dem Kompressor eingebautes Über-druckventil beschränkte den Druck in der Leitung auf einen Wert von maximal 8.5 bar. Damit war gesichert, dass das Ventil nur geöffnet wurde, wenn der Druck in der Leitung jenen des Kompressors überstieg.
Ein zusätzliches Rückschlagventil verhinderte, dass zu ho-her Druck im System zum Kompressor und zum Über-druckventil gelangen konnte. Es wurde so verhindert, dass ein Defekt am Kompressor das System entleerte.
Die so erzeugte Druckluft gelangte schliesslich zu den Hauptluftbehältern. Diese speicherten den Vorrat. Dadurch musste der Kompressor nicht dauernd arbeiten und es stand immer genug Druckluft bereit.
Dank den in den Leitungen vorhandenen Absperrhähne war es möglich die Druckluft in den Behältern einzusperren und so für längere Zeit zu speichern. Der Grund dafür fand sich in der Tatsache, dass die Lokomotive ohne Druckluft nicht eingeschaltet werden konnte.
Von den Hauptluftbehältern gelangte die Druckluft in eine Leitung, die Speiseleitung genannt wurde. Diese Leitung wurde zu den beiden Stossbalken geführt und stand dort jeweils in zwei Luftschläuchen mit Absperrhahn und weissen Kupplungen zur Verfügung. Es war daher möglich, die fehlende Druckluft der Lokomotive über diese Leitung einzuspeisen, was eine Inbetriebnahme ohne Druckluft deutlich einfacher gestaltete.
Um die Lokomotive ohne Druckluft und ohne Hilfslokomotive in Betrieb zu nehmen, wurde eine Handluftpumpe eingebaut. Der noch bei der Maschine der Reihe Ae 8/14 mit der Nummer 11 852 vorhandene Hilfsluftkompressor gab es hier jedoch nicht mehr. Daher musste von Hand gearbeitet werden. Damit jedoch nicht das grosse Volumen der Hauptluftbehälter auch gefüllt werden musste, war in der Leitung der Handluftpumpe ein entsprechendes Ventil vorhanden.
Benötigt wurde die Speiseleitung wegen der eingebauten Vielfachsteuerung auch ausserhalb der Lokomotive. Bei der Ablieferung war die Baureihe Ae 4/6 die einzige Lokomotive im Bestand der Schweizerischen Bundesbahnen SBB, die eine solche Leitung besass und diese an den beiden Stossbalken zur Verfügung stellte. Die Leitung wurde auch später nur so ausgeführt, wenn das Fahrzeug über eine Vielfachsteuerung verfügte.
Da der Druck in der Speiseleitung von jenem in den Hauptluftbehältern abhängig war, veränderte sich der Wert zwischen 6.5 und 8 bar. Sie stand vielen Verbrauchern der Lokomotive zur Verfügung und war daher eine wichtige Leitung. Neben den Bremsen waren diese Verbraucher bei den Sandern und bei der mit Druckluft betriebenen Pfeife zu finden. Es wurde hier eine Lokpfeife mit den üblichen Klängen eingebaut.
Jedoch benötigten einige Funktionen der elektrischen Ausrüstung einen stabilen Druck. Daher wurde über ein Reduzierventil die Apparateleitung mit einem Druck von sechs bar und eigenem Vorratsbehälter ange-schlossen. Auch diese Leitung war eigentlich nicht neu und es wurden mit einer Ausnahme die üblichen Verbraucher angeschlossen. Die Ausnahme bildete der bei den Maschinen mit den Nummern 10 807 bis 10 812 eingebaute Adhäsionsvermehrer.
Soweit entsprach das System der Druckluft mit Ausnahme der Leitungen an den Stossbalken den Maschinen der Baureihe Ae 8/14. Man konnte daher auf diese Ersatzteile zurückgreifen, was die Vorhaltung von speziellen Bauteilen verringerte. Gerade die grossen und schweren Kompressoren der Lokomotiven waren dabei sehr wichtig, da sie viel Platz wegnahmen. Für einen Wechsel des Kompressors musste jedoch das Dach abgehoben werden.
Damit kommen wir zum wichtigsten Verbraucher der Druckluft. Die pneumatischen Bremsen der Lokomotive wurden direkt an der Speiseleitung angeschlossen und so mit genügend Druckluft versorgt. Es wurden dabei auf der Maschine drei unabhängig voneinander arbeitende Druckluftbremsen eingebaut. Diese mussten jedoch wegen der hohen Höchstgeschwindigkeit von 125 km/h teilweise neu ausgelegt und verbessert werden.
Mit der eingebauten Schleuderbremse haben wir das einfachste Bremssystem der Lokomotive. Dieses wurde mit einem Druckknopf im Führerstand be-dient und erzeugte über das Steuerventil in den Bremszylindern der Triebachsen einen Druck von 0.8 bis 1 bar.
Verändert werden konnte dieser Druck jedoch nicht. Der Vorteil dieser Schleuderbremse war jedoch, dass sie ausgesprochen schnell wirkte und so der ge-wünschte Effekt schnell eintrat.
Damit konnte zwar nur eine leichte Bremswirkung aufgebaut werden, jedoch reichte diese aus um eine durchdrehende Triebachse abzufangen. Speziell war, dass diese Bremse auch auf der ferngesteuerten Maschine funktionierte.
Durch die Steuerung wurde diese Schleuderbremse jedoch so blockiert, dass diese bei einer Bremsung mit der elektrischen Bremse nicht angewendet wer-den konnte. So war gesichert, das nicht zu stark ge-bremst wurde.
Durch das Ventil wurde in die Regulierleitung mehr oder weniger Druckluft eingelassen und so eine Bremsung erzeugt. Dabei konnte ein maximaler Druck von 3.9 bar in den Bremszylindern erzeugt werden. Dabei galt das sowohl für die Trieb- als auch für die beiden Laufachsen.
Gebremste Laufachsen waren damals in der Schweiz noch nicht üblich, denn man sah den Nutzen einer Bremse an diesen Achsen nicht als gegeben. Jedoch wurden schon die drei grossen Ae 8/14 mit gebremsten Laufachsen in den Java-Drehgestellen versehen. Daher verwunderte es nicht, dass auch bei der Baureihe Ae 4/6 auf diese Bremse gesetzt wurde. Damit konnte die Regulierbremse jedoch erstmals alle Achsen der Lokomotive bremsen.
Die Regulierleitung wurde zu den Stossbalken geführt und stand dort mit jeweils zwei den anderen Fahrzeugen zur Verfügung. Dabei kamen Leitungen mit Kupplungsköpfen die ein Rückschlag-ventil hatten, zur Anwendung.
So konnte man bei dieser Leitung auf Absperrhähne verzichten. Zur Kennzeichnung wurde der Kopf der Kupplung mit roter Farbe gekennzeichnet. Eine An-passung an die restlichen Fahrzeuge der damaligen Zeit.
Benötigt wurde die Regulierbremse bei entsprechend ausgerüsteten Zügen auf langen Talfahrten und im Rangierdienst. Jedoch gab es bei der Baureihe Ae 4/6 noch die Lokomotive in Vielfachsteuerung, die grund-sätzlich immer an der Regulierbremse angeschlossen wurde.
Jedoch konnte sich die Kupplung der Regulierleitung lösen und dann war das angehängte Fahrzeug, bezieh-ungsweise der Zug, nicht mehr von der Spitze aus regulierbar. Daher musste noch eine Sicherheitsbremse eingebaut werden.
Diese indirekt wirkende Bremse wurde als automa-tischen Bremse bezeichnet und sie galt wegen dem Aufbau mit einer Hauptleitung als Sicherheitsbremse. Daher musste sie die Lokomotive auch aus 125 km/h ausreichend abbremsen können. Das war mit den bisherigen Lösungen schlicht nicht möglich.
An der Hauptleitung, die mit fünf bar gefüllt wurde, konnte man nichts verändern. Auch sie wurde zu den Stossbalken geführt und stand in jeweils zwei Luftschläuchen mit Absperrhahn zu Verfügung. Dabei wurden die Schläuche der Hauptleitung zwischen der Steuer- und der Regulierleitung angeordnet und rot eingefärbt. Wir haben damit nicht weniger als sechs Druckluftleitungen. Bei einer Doppeltraktion mussten davon die drei Stück einer Seite gekuppelt werden.
Es handelte sich daher um eine Hoch-leistungsbremse, die etwas genauer betrachtet werden muss.
Damit konnte in den Bremszylindern ein maximaler Druck von 3.9 bar er-zeugt werden. Die automatische Bremse hatte in dieser Stellung die gleiche Bremskraft zur Folge, wie das bei der Regulierbremse der Fall war. Ein Punkt, der später bei der Berechnung der Bremsen noch wichtig werden wird, denn bisher gab es keinen Unterschied zu anderen Baureihen.
Fuhr die Lokomotive jedoch schneller als 60 km/h wurde die R-Bremse zugeschaltet. Damit wurde der Druck in den Bremszylindern zusätzlich erhöht und erreichte in den Laufachsen einen Druck von maximal sechs bar. Bei den Triebachsen wurden hingegen bis zu 6.8 bar erzeugt. Der Unterschied beim Druck, war der geringeren Achslast der Laufachsen geschuldet, denn bei vergleichbarem Druck hätten diese blockiert.
Da in der Hauptleitung jedoch nur ein Druck von maximal fünf bar vorhanden war, wurde der höherer Druck über einen Anschluss der Speiseleitung zur Verfügung gestellt. Daher musste dieses Steuerventil nicht nur an der Hauptleitung, sondern auch an der Speiseleitung angeschlossen werden. Das erfolgte mit einer Einrichtung, die den höheren Druck anhand der Absenkung in der Leitung der automatischen Bremse regelte.
Sank die Geschwindigkeit unter 50 km/h wurde die R-Bremse automatisch ausgeschaltet und es wirkte wie-der die normale Personenzugsbremse. Wirksam war diese Bremse jedoch nur, wenn der Bremsumschalter entsprechend auf R eingestellt wurde.
Damit war diese Erhöhung der Bremskraft bei An-wendung der ebenfalls vorhandenen G-Bremse nicht mehr aktiv. Was kein Problem war, da Güterzüge nicht so schnell unterwegs waren, dass die R-Bremse benötigt worden wäre.
Mit Ausnahme der Schleuderbremse, die nur auf die Triebachsen wirkte, wurden mit den Bremsen die glei-chen Bremszylinder mit Druckluft versehen. Ein spezielles Ventil sorgte dafür, dass immer die höchste Bremskraft wirkte.
Damit kommen wir aber zu den mechanischen Bremsen der Lokomotive, die ebenfalls der höheren gefahrenen Geschwindigkeit der Maschine angepasst werden musste und so deutlich bessere Bremskräfte ermöglichte.
Da die Bremskräfte bei den Triebachsen höher sein durften, wurden hier etwas grössere Bremszylinder verwendet. So besassen die Zylinder der Laufachsen einen Durchmesser von zehn Zoll, jene der angetriebenen Achsen hatten jedoch einen Durchmesser von zwölf Zoll erhalten.
An jedem Bremszylinder war ein Bremsgestänge mit einem automatischen Gestängesteller der Marke Stopex angeschlossen worden. Dieser regelte den maximalen Kolbenhub der Bremszylinder anhand der Abnützung der eingebauten Klotzbremse. Durch die Lösung mit diesem Bremsgestängesteller konnten auch der Unterhalt verringert werden. Jedoch war die gleichbleibende Bremskraft bei der Baureihe Ae 4/6 viel wichtiger.
Das Bremsgestänge wiederum wirkte mit jeweils zwei Bremsklötzen pro Rad auf die Laufflächen der zugehörigen Achse. Wobei diese das Rad von beiden Seiten abbremsten und so wie eine Zange zusammengezogen wurden. Damit waren bei der Lokomotive der Baureihe Ae 4/6 total 24 Bremsklötze vorhanden. Im Vergleich dazu hatten vergleichbare Maschinen, wie zum Beispiel die Reihe Ae 4/7 deutlich weniger Bremsklötze erhalten.
Der von der Druckluft ausgestossene Bremszylinder veränderte das Bremsgestänge so, dass es die Bremsklötze der Klotzbremse gegen die Laufflächen der jeweiligen Achse presste. Dadurch wurde die Reibung erhöht und die Achse an der freien Drehung gehindert. Es setzte auf der Lokomotive eine Verzögerung ein. Durch die Reibung wurde die kinetische Energie in den Bremsklötzen in Wärme umgewandelt. Diese wurde wiederum über die Bremsklötze aus Grauguss abgeleitet.
Spannender werden jedoch die Bremsrechnung mit den pneumatischen Bremseinrichtungen. Beginnen wir hier mit der Regulierbremse und bei der automatischen Bremse mit der normalen Stellung für die P-Bremse. Jetzt konnte ein Bremsgewicht von 67 Tonnen erzeugt werden. Das Bremsverhältnis betrug damit bei Anwendung dieser Bremsen 63%. Im Vergleich zu anderen Lokomotiven der damaligen Zeit, war das schon ein guter Wert.
Da die G-Bremse eine etwas andere Bremswirkung zur Folge hatte, musste hier das Bremsgewicht auf 63 Tonnen reduziert werden. Trotzdem verfügte die Lokomotive auch jetzt noch über sehr gut wirkende Bremsen, denn das Verhältnis sank nur unwesentlich und betrug jetzt 60%, was immer noch ein hoher Wert gegenüber den älteren Modellen bedeutete. Wir sehen, dass nur schon jetzt gute Bremsen vorhanden waren.
Mit Anwendung der R-Bremse konnte ein Bremsgewicht von 89 Tonnen gerechnet werden. Das Gewicht der Lokomotive änderte sich natürlich nicht, so dass auch jetzt mit 105 Tonnen gerechnet werden konnte. Damit ergab sich ein Bremsverhältnis von 85%, was im Vergleich zu den damaligen Triebfahrzeugen nicht einmal von allen Triebwagen erreicht wurde. Die Bremsen waren damit für eine Geschwindigkeit von 125 km/h ausgelegt worden.
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