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Druckluft und Bremsen
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So richtig spannend wird die Lokomotive der Reihe Fc 2x 3/3 bei der Druckluft. Diese musste auf dem Fahrzeug herstellt werden und dabei sah die MFO eine Lösung mit zwei verschiedenen Modellen vor. Selbst der Hersteller nutzte daher diese Versuchslokomotive für Erprobungen. Um die Unterschiede zu erkennen, müssen wir die beiden Kompressoren ansehen und dabei beginne ich mit dem Modell, das etwas mehr Leistung hatte.
Ein im Maschinenraum eingebauter Kolbenkompressor der Firma MFO bezog die Luft im Inneren der Lokomotive über einen Anschluss mit einfachem Filter. Nach dem Filter führ-te eine kurze Leitung zu einem Zylinder.
Im Zylinder wurde die angesaugte Luft schliesslich in die Leitung gepumpt. Daher funktionierte er auf die gleiche Weise, wie eine Luftpumpe. Jedoch wurde hier für den Antrieb ein Motor und nicht Dampf verwendet.
Dieser Kolbenkompressor verfügte über eine gute Leistung, jedoch reichte diese bei langen Güterzügen nicht aus. Da-her wurde ein zweiter Kompressor verbaut. Diesen mon-tierte man ebenfalls im Maschinenraum und er wurde als Achskompressor bezeichnet.
Bei diesem wurde nach einem anderen Modus gearbeitet. Dabei wurde die Luft ebenfalls im Innenraum bezogen und mit einem einfachen Filter so gereinigt, dass kein Schmutz in die Leitung gelangte.
Bei der Funktion war aber der grosse Unterschied zu fin-den. Hier wurde mit den Motor eine Welle angetrieben. Diese Achse war so aufgebaut worden. Dass die Luft über eine Spirale durch die Kammer getrieben und anschliessend in die Leitung entlassen wurde. Damit wurde hier die Druckluft nicht stossweise, sondern dauernd geschöpft. Später wurde diese besondere Lösung auch als Schraubenkompressor bezeichnet.
Die Schöpfleistung des Achskompressors war davon abhängig, wie schnell sich die Spirale drehte und wie gut diese gegenüber dem festen Bereich abgedichtet werden konnte. Da ein Defekt dieser Dichtung nicht ausgeschlossen werden konnte, wurde in der Leitung ein Rückschlagventil eingebaut. Dieses war natürlich auch beim zweiten Kompressor vorhanden, denn selbst dort konnte ein Defekt nicht ausgeschlossen werden.
Die Druckluft von den beiden Kompres-soren wurde durch die Leitung in einen grossen Luftbehälter geleitet. Dieser wurde quer zur Fahrrichtung zwischen den beiden Drehgestellen eingebaut und war daher gut zu er-kennen.
Der Behälter hatte die Aufgabe, als grosses Volumen Schwankungen beim Verbrauch auszugleichen und so die Versorgung mit Druckluft zu sichern. Dadurch mussten die Kompressoren auch nicht dauernd arbeiten.
Öffnete dieses Ventil, gelangte die Druckluft in den Maschinenraum. Da dies unter grossem Lärm erfolgte, sollte das Personal darauf hingewiesen werden, dass der maximale Luftdruck in den Leitungen erreicht war. Die beiden Kompressoren konnten durch das Lokomotivpersonal manuell ein- und ausgeschaltet werden.
Es war aber auch eine automatische Regelung vorhanden. Bei dieser wurden die beiden Kompressoren über die Steuerung bedient. Ein Druckschwankungsschalter schaltete bei einem Druck von sechs bar die Geräte ein. War der Wert im System auf einen Wert von acht bar gestiegen, wurden die Kompressoren wieder ausgeschaltet. Eine Regelung, die sehr gut funktionierte und die dafür sorgte, dass immer genug Druckluft vorhanden war.
Da die Druckluft auch zur Inbetriebnahme der Lokomotive benötigt wurde, waren in der Zuleitung und den beiden abführenden Leitungen je ein Absperrhahn eingebaut worden. Wurden diese geschlossen, blieb der Vorrat im Luftbehälter auch über einen längeren Zeitraum erhalten. Ein Punkt, der gerade dann wichtig war, wenn die Maschine für den Unterhalt, aber auch für ein normales Stilllager abgestellt werden musste.
Wir haben die Druckluft erzeugt und in einem Behälter gespeichert. Zudem haben wir vorher erfahren, dass zwei Leitungen angeschlossen wurden. Die erste, die wir uns ansehen wollten, wurde als Apparateleitung bezeichnet.
Diese wurde für alle Verbraucher genutzt, die nicht mit den Bremsen zu tun hatten. Dazu gehörte die elektrische Ausrüstung, wie die Stromabnehmer, die wir später noch genauer ansehen. Aber auch andere Nutzer waren hier ange-schlossen.
Dabei haben wir die Sandstreueinrichtung bereits kennen gelernt. Diese wurde über ein Ventil geregelt. Wurde dieses geöffnet, strömte die Druckluft in die Leitung und riss dabei den Quarzsand mit. Dessen Reibung sorgte dann dafür, dass der Druck gesenkt wurde.
Weiter war auch die auf dem Dach montierte Lokpfeife an dieser Apparateleitung angeschlossen worden. Diese wurde von den Dampflokomotiven übernommen und nun statt durch Dampf mit Druckluft betrieben. Da jedoch der Luftdruck deutlich geringer war, gab es einen anderen Klang und die Pfeife war zudem deutlich leiser. Trotzdem konnte sie die Aufgabe noch korrekt erfüllen. Sie sehen, wo es ging, wurde nichts Neues verbaut.
Das Ventil zur Pfeife war so aufgebaut worden, dass es je nach Zugkraft mehr oder weniger Druckluft durchleitete. Damit konnte der Lokführer das akustische Signal so gestalten, wie er es für richtig und angemessen hielt. Das in der Schweiz bekannte Signalbild wurde daher durch das Personal erzeugt und nicht durch die Technik. Damals kam sie zudem noch mehr zum Einsatz, da die Bremser damit die Aufträge erhielten.
Mit den Bremsern sind wir bei den Druckluftbremsen der Lokomotive angelangt. Diese wurden nun an der zweiten Leitung angeschlossen. Da sie zur Speisung der Bremsen genutzt wurde, bezeichnete man sie als Speiseleitung.
Auf der Lokomotive wurde die Doppelbremse der Firma Westing-house eingebaut. Diese bestand effektiv aus zwei unterschiedlichen Bremssystemen, die beide auf unterschiedliche Weise wirken. Gemeinsam war, dass sie an der Speiseleitung angeschlossen und so mit einem Luftdruck von sechs bis acht bar versorgt wurden. Bei keiner der vorgestellten pneumatischen Bremsen wurde ein solcher Wert benötigt. Die Reduktion fand dabei in den Ventilen statt.
Einfach im Aufbau war die direkt wirkende Regulierbremse. Hier wurde die von der Speiseleitung stammende Druckluft im Regulierbremsventil in einen veränderlichen Luftdruck zwischen null und 3.5 bar umgewandelt. Dabei konnten zwischen diesen Eckwerten alle erdenklichen Luftdrücke in der angeschlossenen Leitung erzeugt werden. Diese feine Regulierung der Kräfte war letztlich für den Namen dieser Bremse nach Westinghouse verantwortlich.
Die Regulierleitung wurde nicht nur den beiden Bremszylindern, sondern auch den Stossbalken zugeführt. In beiden Stossbalken wurde die Leitung geteilt und nach einem Absperrhahn in einen Luftschlauch entlassen. Die speziellen hier montierten Kupplungen waren so ausgelegt worden, dass sie auch unter Druck leicht gelöst werden konnten. Wichtig war das bei nur einer Zugstrennung, da so nicht die Schläuche abgerissen wurden.
Da bei der Trennung der Leitung die Anhängelast nicht abgebremst werden konnte, hatte sie keine Sicherheits-funktion.
Diese Leitung musste geschlossen sein, damit sich darin ein Luftdruck von fünf bar aufbauen konnte. Erst bei diesem Wert galt diese Westinghousebremse als gelöst und betriebsbereit. Mit anderen Worten, diese automatische Bremse musste zuerst vorbereitet werden, denn sonst hätte sie nicht korrekt funktioniert.
Auch jetzt wurde diese als Hauptleitung bezeichnete Leitung, zu den Stossbalken geführt. Dort wurde sie ebenfalls geteilt und endete in je einem Absperrhahn mit Luftschlauch. Damit die beiden Bremsleitungen nicht vertauscht werden konnten, wurden bei dieser zweiten Bremse andere Kupplungen verwendet. Auch sie lösten sich bei einer Zugstrennung leicht. Damit hatte jeder Stossbalken der Maschine vier Luftschläuche erhalten.
Eine Bremsung wurde mit dieser automatischen Bremse nur eingeleitet, wenn der Druck in der Hauptleitung unter 4.6 bar abgesenkt wurde, das konnte erfolgen, wenn die Leitung geöffnet wurde, aber auch, wenn mit dem Bremsventil bewusst eine Bremsung erfolgen sollte. Somit reagierte dieses Bremssystem auf den Abfall des Luftdruckes in der Hauptleitung und konnte daher auch als Sicherheitsbremse genutzt werden.
Das Problem der Westinghousebremse war jedoch, dass so im Bremszylinder kein ausreichender Luftdruck er-zeugt werden konnte. Daher musste zwischen diesem und der Hauptleitung ein Steuerventil eingebaut werden.
Verwendet wurde das damals übliche Steuerventil der Bauart W1 von der Firma Westinghouse Bremsen. Dieses hatte sich bewährt und es funktionierte gut. Dabei war zu beachten, dass die verwendete Ausführung einlösig wirkte.
Wurde die Hauptleitung auf einen Wert unter 4.6 bar abgesenkt, steuerte das Ventil um. Es strömte nun Druckluft in den Bremszylinder und die Bremse zog an. Ab diesem Wert konnte nun der Luftdruck im Zylinder immer weiter erhöht werden. Dazu musste einfach die Hauptleitung abgesenkt werden. Maximal war ein Druck im Bremszylinder von 3.9 bar möglich. Wie schon erwähnt, führte ein Anstieg zur vollständig gelösten Bremse.
Speziell war, dass das Steuerventil die Zufuhr der Druckluft zum Bremszylinder verstellen konnte. Dazu musste jedoch ein Steuersignal eingestellt werden. Hier wurde diese Bremsumstellung jedoch nicht eingebaut. Das führte dazu, dass diese Lokomotive für Güterzüge nur mit der Personenzugsbremse versehen wurde. Ein Widerspruch, der kurz erläutert werden muss. Bei einer Güterzugslokomotive würde man die G-Bremse erwarten.
Ob bei einem Fahrzeug die P-Bremse, oder die viel langsamere Güterzugsbremse wirkte, war vom Steuerventil abhängig. Auch wenn bei der Lokomotive die schnellere Lösung verwendet wurde, galt das nicht für den angehängten Zug. Wobei um 1910 bereits erste Güterzüge mit der Personenzugsbremse geführt wurden. Lediglich bei langen und schweren Zügen war mit zu hohen Kräften auf den Puffern zu rechnen.
Beide vorgestellten Druckluftbremsen wirken auf einen Bremszylinder. Dabei war in jedem Drehgestell ein solcher eingebaut worden. Die Druckluft sorgte dafür, dass ein Kolben ausgestossen wurde. Wurde die Luft jedoch wieder auf den normalen Wert der Umgebung abgesenkt, sorgte eine Rückholfeder dafür, dass sich der Kolben in die ursprüngliche Lage begab. Die pneumatische Bremse wurde so sicher wieder gelöst.
Damit das nicht passieren konnte, war in jedem Führer-stand eine Handbremse eingebaut worden. Diese wirkte rein mechanisch auf das Bremsgestänge und sorgte so dafür, dass die mechanischen Bremsen nicht gelöst wurden. Somit konnten so auch alle Achsen gebremst werden.
Die als Spindelbremse ausgeführte Handbremse konnte in Notfällen auch dazu genutzt werden, das rollende Fahr-zeug anzuhalten. Wurde sie jedoch dazu genutzt die abgestellte Lokomotive zu sichern, wurde die Kurbel mit einem Stift gesichert.
Damit sind wir bei den mechanischen Bremsen der Lokomotive angelangt. Das sowohl an der Handbremse, als auch am Bremszylinder eines Drehgestells angebaute Bremsgestänge veränderte die Bewegung so, dass die Bremsbeläge gegen die Laufflächen der Räder gepresst wurden. Dadurch wurden diese an der freien Drehung gehindert und das Fahrzeug damit verzögert. Wir haben die gewünschte Bremswirkung.
Mit auf die Lauffläche wirkten Bremsbelägen haben wir eine Klotzbremse erhalten. Dabei wurde jedes Rad mit einem Bremsklotz versehen. Der Platz des Laufwerkes erlaubte keine Steigerung, da der dazu notwendige Platz im kurzen Drehgestell nicht vorhanden war. Trotzdem sollte die Lokomotive ein ansprechende Wirkung der Bremsen bekommen. Diese passte somit zur Höchstgeschwindigkeit der für Güterzüge gedachten Lokomotive.
Die Wirkung der Klotzbremse führte zu einem Verschleiss. Damit dieser nicht bei der Lauffläche erfolgte, wurden Bremsklötze aus Grauguss verwendet. Diese waren weicher und daher erfolgte der Abrieb dort. Selbst die dabei entstehende Wärme wurde vom Klotz aufgenommen. Das abgetragene Metall war heiss und wurde in die Umwelt entlassen. Dabei konnte es sich sowohl in der Farbe und sogar im Metall einbrennen.
Der Verschleiss bei den Bremsklötzen führte jedoch auch dazu, dass der Weg bis zur Lauffläche immer länger wurde. Das führte zu einer schlechteren Wirkung der Bremse. Um das auszugleichen, wurde im Gestänge ein Bremsgestängesteller eingebaut. Dieser musste im regelmässigen Unterhalt durch das Personal der Depots nachgestellt werden. Die Bremse der Baureihe Fc 2x 3/3 entsprach somit den damals üblichen Lösungen.
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