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Traktionsstromkreis
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Wenn Sie nun die Hoffnung hatten, dass es etwas einfacher werden könnte, muss ich Sie enttäuschen. Auch beim Aufbau des Stromkreises zur Traktion gab es deutliche Unterschiede zwischen den Lokomotiven. Dabei geht es nicht einmal um die im Laufe der Auslieferung kleiner und damit leichter werdenden Bauteile. Doch sehen wir uns diesen Teil der elektrischen Ausrüstung genauer an, denn nur so erkennen wir die Unterschiede.
Das Gewicht der Bauteile hatte lediglich bei der Entwicklung der ersten Serie eine bedeutende Rolle gespielt. Um auf die Laufachse der beiden Prototypen zu verzichten, musste nicht nur der mechanische Teil leichter werden. Auch die elektrische Ausrüstung musste ein paar Tonnen abspecken, damit man die Serie ohne die Laufachse bauen konnte. Das hatte jedoch überraschend geringe Auswirkungen auf den Aufbau.
Sowohl die beiden Prototypen, als auch die Lokomotiven der Baureihe Ee 3/3 wurden für eine Spannung in der Fahrleitung von 15 000 Volt und 16 2/3 Hertz ausgelegt. Damit war jedoch keine grosse Überraschung vorhanden. Die Maschinen der Reihe Ee 3/3 II waren natürlich auch für dieses System ausgelegt worden, jedoch wurde bei diesen Lokomotiven auch der Betrieb und einer Spannung von 25 000 Volt und 50 Hertz ermöglicht.
Auf die Lokomotive übertragen wurde die Spannung mit einem Stromab-nehmer. Dieser wurde auf dem Dach des Führerhauses montiert und war mit Ausnahme der Maschinen für die SNCF, als Scherenstromabnehmer in der damals üblichen Bauart ausgeführt worden.
Im Lauf der Lieferjahre wurden die Modelle immer wieder an der aktuellen Ausführung für Lokomotiven der Strecke angepasst. Daher hatte nahezu jede Teilserie ein anderes Modell erhalten.
Bei den erwähnten Lokomotiven der SNCF wurde hingegen ein französischer Einholmbügel montiert. Das erfolgte auf Wunsch aus Frankreich, da man so vorhandene Modelle als Ersatz verwenden konnte.
Diesen Stromabnehmer verloren die Maschinen bei der Rückkehr in die Schweiz wieder und er wurde dabei durch einen Einholmstromabnehmer nach Schweizer Norm ersetzt. Es sollten die einzigen Maschinen der Staatsbahn sein, die solche Bügel hatten.
Verändert hatten sich im Laufe der Jahre jedoch die im Stromabnehmer eingebauten Schleifstücke. Diese wurden lange Zeit aus Aluminium ausgeführt und erst bei den letzten ausgelieferten Lokomotiven kamen Schleifleisten aus Kohle zur Anwendung. Der Grund dafür war, dass sich die Schweizerischen Bundesbahnen SBB lange Zeit nicht entscheiden konnten, Elemente mit Kohle bei ihren Lokomotiven das ganze Jahr zu verwenden.
Anfänglich standen die zur sicheren Übertragung der Spannung bei einem Stromabnehmer erforderlichen doppelten Schleifleisten schlicht noch nicht zur Verfügung. Da jedoch der Platz für einen zweiten Stromabnehmer auf der kurzen Lokomotive fehlte, musste ein spezielles Schleifstück konstruiert werden. Nur so konnte die sichere Übertragung der Fahrleitungsspannung auf diesen Maschinen sichergestellt werden.
Auf dem üblichen Scherenstromabnehmer wurde daher eine Hilfskonstruktion, die als Schleifleistenhalter bezeichnet wurde, montiert. So wurden zwei einfache Schleifleisten im Abstand von einem Meter montiert.
Dank dieser grossen Wippe, war auch mit einem Stromabnehmer ein guter Kontakt mit der Fahrleitung möglich. Erst die Ein-führung der doppelten Schleifleisten verhinderten diese Kon-struktion auf diesen Lokomotiven.
Dank den beiden Federn konnte der erforderliche Anpressdruck leicht eingestellt werden. Fiel die Druckluft aus, senkte sich der Bügel automatisch. Bei den ältesten Lokomotiven war noch keine Höhenbegrenzung vorhanden, so dass sich der Bügel durchstrecken konnte.
Die vom Stromabnehmer der Fahrleitung entnommene Spannung wurde durch diesen auf das Dach der Lokomotive übertragen. Hier begannen jedoch die Unterschiede. Bei den Prototypen und bei den Lokomotiven der Baureihe Ee 3/3, wurde bis zur Nummer 16 376, wie bei der Maschine für die BLS und bei den Ee 3/3 II, sowie den in Frankreich eingesetzten Modellen, durch ein Kabel in den vorderen Vorbau geführt. Es gab somit auf dem Dach kaum elektrische Ausrüstung.
Im vorderen Vorbau, bei den Maschinen mit den Nummern 16 311 bis 16 326 der Bereich vor dem Führerhaus, war an der Wand zum Führerstand schliesslich der Hauptschalter mit dem erforderlichen Erdungsschalter vorhanden. Dabei kam ein Ölhauptschalter zur Anwendung. Dieser wurde im Gegensatz zu den Lokomotiven der Strecke nicht mehr elektrisch angesteuert, sondern er konnte mit einem speziellen Handrad manuell eingeschaltet werden.
Ein Problem dieses Ölhauptschalters war, dass er nicht alle Ströme bei einem Kurzschluss aufnehmen konnte und daher blockiert werden musste. Da die geringe Leistung jedoch auch eine andere Lösung erlaubte, wurden die rest-lichen Lokomotiven mit einer auf dem Dach montierten Sicherung versehen.
Durch die Dachsicherung änderte sich auch die Zuleitung der Spannung, denn nun wurde auch der Erdungsschalter auf dem Dach des Führerhauses montiert und diesen zudem parallel zur Sicherung geschaltet.
Erst anschliessend an diesen Schalter war dann das Hochspannungskabel ange-schlossen worden, das durch den Kanal vor dem Führerhaus in den vorderen Vorbau geleitet wurde. Wie bei den Lokomotiven mit Hauptschalter wurde die Spannung nun zum Transformator geführt.
Beginnen wir beim Transformator mit den beiden Prototypen und der Baureihe Ee 3/3 bei den Schweizerischen Bundesbahnen SBB und der Post. Sie alle hatten den gleichen Transformator in der gleichen Schaltung bekommen und können somit zusammengefasst werden.
Die Spannung aus der Fahrleitung wurde der Wicklung des Transformators zugeführt. Diese besass diverse Anzapfungen und wurde mit der Erde verbunden. Es war somit ein Transformator, der in der Sparschaltung gebaut wurde und so leichter im Aufbau war. Es handelte sich daher um einen damals durchaus üblichen Spartransformator, der wegen den Abmessungen der Lokomotiven einfach etwas kleiner gebaut werden musste.
Da die Lösung bei der Baureihe Ee 3/3 II nicht opti-mal war, entwickelte man für die nach Frankreich gelieferten Maschinen einen etwas anderen Transformator. Dieser arbeitete unter beiden Stromsystemen optimal und kam bei 50 Hertz nicht mehr in die Sättigung. Jedoch wurde er grösser, so dass diese Lokomotiven bei den Hauben des entsprechenden Vorbaus deutlich höher wurden, als dies bei den vergleichbaren Maschinen der Schweiz war.
Da wir erst zwei Transformatoren kennen gelernt haben und nur noch eine Baureihe fehlt, musste diese den dritten Transformator erhalten. Da hier mit der SAAS ein anderer Elektriker am Werk war, wurde der Transformator logischerweise von dieser Firma gebaut. Das galt auch für die anschliessende Regelung der Fahrstufen. Daher benötigte man bei dieser Lokomotive zwei Anzapfungen mehr. Die Ee 3/3 der BLS-Gruppe hatte somit 17 Anzapfungen bekommen.
Wir kommen somit zur Regelung der Fahrstufen. Dabei beginnen wir erneut bei den Prototypen. Diese müssen jedoch mit den Nummern 16 311 bis 16 326 ergänzt werden. Hier wurde ein von der BBC entwickelter Stufenschalter eingebaut. Dieser konnte die Anzapfungen so verbinden, dass insgesamt 13 Fahrstufen erzeugt werden konnten. Damit die Schaltung ohne Unterbruch erfolgte, war zusätzlich ein Überschaltwiderstand und zwei Lastschalter vorhanden.
Bei allen mit Stufenschalter ausgerüsteten Lokomotiven mussten die einzelnen Fahrstufen schnell geschaltet werden. Daher war die vorhandene Schaltge-schwindigkeit etwas höher, als das bei den Lokomotiven der Strecke der Fall war.
Damit eine schnellere Schaltfolge erreicht werden konnte, wurde neu eine Batterie von Hüpfern eingebaut. Diese hatte bei den Maschinen der Schwei-zerischen Bundesbahnen SBB und bei der SNCF 13 Hüpfer erhalten. Bei der BLS waren es deren 15.
Die mittlere Anzapfung diente der Versorgung des Fahrmotors. Wurde nun eine Stufe geschaltet, war ein Hüpfer immer geschlossen und ein neuer Hüpfer zugeschaltet. Dank dem zusätzlichen Transformator konnte so eine unter-bruchsfreie Versorgung ermöglicht werden.
Wurde dieser geöffnet, fiel die Zugkraft aus und der Stufenschalter konnte spannungslos abgeschaltet werden. Jedoch musste mit der Zuschaltung ge-wartet werden, bis die Stufen abgeschaltet waren. Bei den Hüpfern konnte man jedoch gleich wieder loslegen.
Um die Fahrrichtung der Lokomotive zu ändern, wurde ein Wendeschalter eingebaut. Dieser Wendeschalter war sehr einfach aufgebaut worden und er änderte lediglich die Fahrrichtung der Maschine. Eine Möglichkeit, die Lokomotive in den elektrischen Bremsbetrieb umzuschalten gab es bei Rangierlokomotiven nicht, da deren Nutzen angezweifelt wurde und die elektrische Bremse zudem nur in starken Gefällen vorgeschrieben war.
Der Wendeschalter konnte nur bei der Stellung «0» des Stufenschalters, respektive bei ausgeschalteter Hüpfersteuerung umgeschaltet werden. Da nun aber in jedem Fall beim Stufenschalter gewartet werden musste, bis dieser abgelaufen war, konnte bei den Hüpfern augenblicklich die Fahrrichtung geändert werden. Es entstanden so sehr flinke und schnelle Lokomotiven, die ideal für den Rangierdienst in Bahnhöfen geeignet waren.
Mit dem Wendeschalter hatten wir wirklich einen Punkt gefunden, der bei allen Lokomotiven gleich gelöst wurde. Jedoch ändert sich dies nun wieder, denn die Fahrmotoren wurden laufend verbessert und somit verändert. Es geht jetzt nicht mehr anders, wir müssen uns daher jeden Typen einzelnen ansehen. Beginnen wir mit den beiden Prototypen und den Lokomotiven bis zur Nummer 16 376, der aus dem vorhandenen Bestand genommen wurde.
Bei den Lokomotiven bis zur zuvor erwähnten Maschine mit der Nummer 16 376 wurde ein modifizierter Serie-motor eingebaut. Es handelte sich dabei um ein Modell, das bei der Lokomotive Ae 3/6 I ebenfalls vorhanden war.
Jedoch war hier eine höhere Spannung vorhanden. Zudem wurden zwischen den Lamellen des Kollektors Widerstän-de eingebaut. Dadurch erwartete man beim Fahrmotor Vorteile bei den geringen Geschwindigkeiten im Rangier-dienst.
Dieser Seriemotor mit separater Wendepolwicklung und ohmschen Wendepolshunts hatte eine Leistung von 490 kW erhalten. Damit konnte die Lokomotive, beziehungsweise der Fahrmotor, eine Anfahrzugkraft von 88.3 kN erzeu-gen.
Die Stundenzugkraft lag bei einer Geschwindigkeit von lediglich 27.5 km/h und erreichte einen Wert von 56.4 kN. Hier war also klar die Auslegung auf hohe Anfahrzugkräf-te wichtig gewesen.
So konnte ab der Lokomotive mit der Nummer 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, wobei die massgebende Geschwindigkeit beibehalten wurde. Somit stand nur etwas mehr Zugkraft zur Verfügung.
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 Maschinen lag und so noch mehr auf die Anfahrzugkraft geachtet wurde.
Damit bleibt lediglich noch der Motor bei den Lokomotiven der Baureihe Ee 3/3 II. Dieser musste wegen dem Betrieb mit zwei unterschiedlichen Frequenzen so ausgelegt werden, dass durch zusätzliche Schaltungen von Wicklungen das erzeugte Magnetfeld angepasst werden konnte. So erreichte man, dass die Lokomotiven der SNCF die gleiche Leistung bei den unterschiedlichen Spannungen abrufen konnten. Bei den etwas älteren Ee 3/3 II war bei 50 Hertz etwas mehr Leistung vorhanden.
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