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Elektrische Dampflokomotive
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Bevor ich mit der Vorstellung dieser beiden Lokomotiven beginne, muss ich wohl die elektrische Dampflokomotive kurz erklären. Die beiden Maschinen mit den Nummern 8521 und 8522 waren ganz normale Rangierlokomotiven der Reihe E 3/3. Sie verfügten über den Kessel mit Feuerbüchse und hatten eine ganz normale Dampfmaschine. Daran änderte sich bei der elektrischen Dampflokomotive nichts, aber auch gar nichts.
Wie bisher sollte auch jetzt der Antrieb weiterhin durch Dampf erfolgen. Auch die Erzeugung des Dampfes durch ein Feuer und durch die Siederohre im Kessel sollte beibehalten werden. Das bedeute also, dass am Grundaufbau der Lokomotive nichts verändert wurden. Es blieb also trotz dem Umbau eine ganz normale Dampflokomotive. Die elektrische Ausrüstung war daher eigentlich nur eine Ergänzung.
Man war bei den SBB zur Überzeugung gelangt, dass man das Wasser im Kessel auch elektrisch erhitzen und so kochen konnte. Der Rest der Lokomotive konnte daher so bleiben, wie es war. Man nutzte also einfach elektrisch erzeugten Dampf um die Dampfmaschine zu betreiben. Daher auch die elektrische Dampflokomotive. Dazu war aber eine elektrische Heizung nötig.
Diese kennen Sie vermutlich zu Hause auch, sie stecken ihren Wasserkocher in die Steckdose und der elektrische Strom erhitzt dieses so lange, bis es kocht. Sie nutzen dann zwar das Wasser, aber am Prinzip ändert sich nichts. Warum sollte das bei einer Dampflokomotive nicht auch gehen? Womit wir nun bei der elektrisch geheizten Dampflokomotive angelangt wären. Wir haben also eine elektrische Dampflokomotive erhalten.
Die Idee kam, als im zweiten Weltkrieg die Lieferungen von Kohlen immer schwerer wurden. Die Rangierlokomotiven operierten dabei immer wieder unter der Fahrleitung, so dass man diese doch zum heizen des Wassers nutzen konnte. Diese Einsätze der Dampflokomotive unter der Fahrleitung waren nicht selten. Es fehlte einerseits an elektrischen Lokomotiven und andererseits befuhren diese Maschinen auch Bereiche ohne Fahrleitung.
Die Idee wurde dann vorerst als Versuch bei zwei Lokomotiven umgesetzt. Man behielt sich aber das Recht vor, später weitere Lokomotiven damit auszurüsten. Die beiden Lokomotiven waren als Prototypen geplant worden. Ausgeführt wurden die Arbeiten in der Hauptwerkstätte Yverdon. Die elektrischen Bauteile lieferte die BBC in Baden nach Yverdon.
Auf dem Dach der Lokomotive wurde ein normaler Stromabnehmer montiert. Dieser wurde mit der auf der Lokomotive vorhandenen Druckluft gehoben und durch die Kraft einer Feder gesenkt. Dieser übliche Scherenstromabnehmer war von gewöhnlicher Bauart, wurde bei vielen elektrischen Lokomotiven verwendet und war nicht besonders auffällig. Bekannt wurde der Stromabnehmer, der übrigens doppelte Schleifleisten besass, nur wegen der Tatsache, dass er auf einer Dampflokomotive aufgebaut wurde.
Die Spannung der Fahrleitung wurde auf der Lokomotive dem vor dem Führerhaus auf dem Kessel montierten Transformator zugeführt. Dieser wandelte die Spannung der Fahrleitung auf eine Spannung um, die für die Dampferzeuger passend war. Anzapfungen gab es beim Transformator jedoch nicht, er hatte nur die Aufgabe die Spannung zu reduzieren und wurde für die Regelung der Leistung nicht benötigt, da es keine solche gab.
Gekühlt wurde der Transformator mit Öl und dem Fahrtwind, der am Gehäuse vorbei geführt wurde. Das Transformatoröl stammte auch von elektrischen Lokomotiven und hatte hier auch die Aufgabe, die Wicklungen zu isolieren und zu kühlen. Dabei war hier aber eine etwas höhere Temperatur vorhanden, da der Transformator auf dem heissen Kessel stand.
Die Spannung aus dem Transformator wurde den Heizelementen über massive vom Dach zu den Wasserkästen geführten Leitern zugeführt. Diese mussten so massiv sein, denn darin floss bei einer Spannung von lediglich 20 Volt ein Strom von 6'000 Ampère, was für beide Heizelemente einen stolzen Wert von 12'000 Ampère ergab. Zum Vergleich seien hier die Fahrmotoren der Re 4/4 II erwähnt. Diese hatten einen maximalen Strom von knapp über 3'00 Ampère. Die Isolation konnte wegen der geringen Spannung jedoch sehr einfach ausgeführt werden und stellte nur eine geringe Gefahr dar.
Die Heizelemente arbeiteten grundsätzlich auf Kurzschluss, so dass nur der maximal mögliche Strom beschränkt werden musste. Die Spannung im Heizelement lag dabei auf lediglich 20 Volt und war somit bei einem ungefährlichen Wert angelangt, was auch keine Probleme verursachte, wenn die Leiter mit dem Wasser in Kontakt kamen. Das ergab für die elektrische Heizung eine Leistung von gesamthaft 960 kW.
Weiteres elektrisches Bauteil der Lokomotive war die Umwälzpumpe, welche von einer unter dem Führerhaus montierten Batterie versorgt wurde. Das bedeutete somit, dass die Umwälzpumpe auch arbeitete, wenn die Anlage nicht aktiviert war. So konnten die sehr heissen Teile des Wasserkochers durch das Kesselwasser gekühlt werden.
Das Wasser wurde dabei dem Kessel an seiner tiefsten Stelle entnommen. Die mit Gleichstrom betriebene Umwälzpumpe presste das Wasser aus dem Kessel durch die Rohre des Dampferzeugers. Das war eigentlich die einzige wichtige Änderung am Kessel, denn durch die Umwälzpumpe wurde das Wasser zwangsweise dem Dampferzeuger zugeführt und dort erhitzt. Danach leitete man das erzeugte Wasser/Dampf Gemisch oben wieder in den Kessel.
Dabei floss der elektrische Strom direkt durch die Rohre. Dadurch entstand in den Rohren ein beschränkter Kurzschluss, der diese sehr stark erhitzte. Das darin fliessende Wasser wurde somit als Kühlmittel genutzt und dabei unverzüglich gekocht. Da eigentlich das vorhandene Kühlmittel zu schwach war, nur, war das ja den Effekt, den man ereichen wollte. Man musste also berechnen, wie hoch der Kurzschlussstrom sein kann, dass die Rohre so weit gekühlt werden können, dass sie nicht beschädigt wurden.
Durch die Überlastung des Kühlmittels Wasser verdampfte dieses teilweise und im Kessel stieg der Druck ständig an. Der so im Dampferzeuger entstandene Dampf wurde also wieder in den Kessel geführt und dort mit dem Dampf, der eventuell parallel dazu noch von der Feuerbüchse erzeugt wurde vermischt. Danach wurde dieses Dampfgemisch im Dampfdom gesammelt und stand dann ganz normal der Dampfmaschine zur Verfügung.
Sie können sich das etwa so vorstellen, wie die älteren Wasserkocher, die eine Heizschlange hatten, die in die Flüssigkeit, die sich in einem Glas befand, gesteckt wurde. Dann steckten sie den Kocher ein und warteten, bis das Wasser kochte, danach mussten Sie das primitive Gerät wieder ausschalten um es abzustellen. Erst moderne Wasserkocher brachten bessere Lösungen, doch sie arbeiten immer noch nach diesem Prinzip.
So primitiv löste man das auch hier, nur dass das Wasser durch die Heizschlange floss. Die Heizung funktioniert so lange mit der vollen Leistung, wie der Strom eingeschaltet war. War der Druck von 12 bar im Kessel erreicht, öffnete das Sicherheitsventil und liess den Druck ab. Die Anlage musste nun durch das Lokomotivpersonal ausgeschaltet werden, denn eine Regulierung der Heizleistung war, im Gegensatz zum Betrieb mit einem Feuer, nicht möglich.
Nun konnte mit der Lokomotive mit ausgeschalteter Dampferzeugung gefahren werden, bis der Druck wieder auf den kritischen Wert sank. Man musste nun erneut die Anlage einschalten und das Wasser kochen. Das in Form von Dampf entnommene Wasser wurde wie bisher mit Hilfe des Injektors im Kessel ergänzt. Die Arbeit des Personals unterschied sich daher kaum von einer anderen Dampflokomotive. Einzig der Schalter für den Wasserkocher war etwas speziell.
Die Leistung war so gross, dass die elektrische Heizung die kalte Lokomotive innerhalb einer Stunde auf Betriebsbereitschaft heizen konnte. Bei einem Feuer dauerte diese Zeit viel länger, da zuerst das Feuer erzeugt und ausgebaut werden musste. Erst mit etwas Druck im Kessel konnte die volle Leistung des Feuers erreicht werden. In dieser Zeit holte die elektrische Einrichtung viel Zeit heraus, da sie ja sofort die volle Leistung erzeugte.
Mit dem so erzeugten Dampf konnte die Lokomotive etwa 20 Minuten betrieben werden. Der Stromabnehmer konnte sogar gesenkt werden und die Lokomotive auch in Abschnitten ohne Fahrleitung verkehren. Musste diese Zeit verlängert werden, musste die Lokomotive zuerst wieder eine Fahrleitung aufsuchen und Wasser kochen. Das war jedoch für den Betrieb hinderlich.
Deshalb unterhielt man bei den Lokomotiven in der Feuerbüchse zusätzlich noch ein normales Feuer. Das lief, wie man so schön sagt, auf Sparflamme und verbrauchte so wenig Kohle. Es musste nur gelegentlich kontrolliert werden. Wurde das Feuer benötigt, konnte der Brennstoff ergänzt werden und das Wasser im Kessel wurde wieder auf die gewohnte Weise erwärmt. Die Vorheizzeit war dabei recht kurz, da ja das Kesselwasser schon heiss war.
Die Anlage auf den beiden Lokomotiven funktionierte recht gut, auch wenn es sich um eine rabiate Lösung handelte. Die beiden Lokomotiven wurden somit als E(e) 3/3 bezeichnet. Die Kosten für den Umbau beliefen sich auf 100'000 Franken. Dabei konnte man im Tag 700 - 1'200 Kg Kohle einsparen. In einem Jahr bedeutete das eine Kosteneinsparung von rund 36'000 Franken. Die Anlage war somit nach drei Jahren bezahlt.
Die Lokomotiven wurden später wieder zu gewöhnlichen Dampflokomotiven umgebaut. Die zeitliche Abfolge dieses Einsatzes wird dann im Betriebseinsatz noch erwähnt werden. Hier sollte eigentlich nur eine ganz spezielle Lokomotive vorgestellt werden, denn wie Sie jetzt ja wissen, es waren zwei elektrische Dampflokomotiven, die man bei den SBB im Einsatz hatte.
Was man aber nicht vergessen darf, ist die Tatsache, dass die Lokomotive grundsätzlich wie eine elektrische Rangierlokomotive die Leistung aus der Fahrleitung bezog, aber danach auch auf Abschnitten ohne Fahrleitung verkehren konnte. Man hatte so eine Zweikraftlokomotive geschaffen, die erst später mit Dieselmotoren gebaut wurden. Wobei, das wirklich nur ein Nebeneffekt war, denn man wollte Kohlen sparen. Das Ende des Dampfverkehrs war aber auch damit nicht aufzuhalten.
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