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Neben- und Hilfsbetriebe
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Beginnen wir die Betrachtung der nicht direkt mit dem Antrieb der Maschine verbunden elektrischen Einrichtungen, mit den Nebenbetrieben. Diese waren für die Lokomotive sehr wichtig, da die Baureihe Re 4/4 schliesslich für den Einsatz als Schnellzugslokomotive für den Personenverkehr vorgesehen war. Gerade dort wurde die Spannung dieser Einrichtung, für die Heizung der Wagen benötigt. Daher wurden damals diese Nebenbetriebe auch als Zugsheizung bezeichnet.
Die Spannungen für die Zugsheizung wurden von der Primärwicklung abgenommen. Dort waren zwei Anzapfungen, die Spannung von 800 und 1000 Volt erzeugten. Jede Leitung wurde anschliessend zu einem eigenen Hüpfer geführt. Welcher davon geschaltet wurde, war von der Steuerung abhängig. Die Heizhüpfer waren jedoch so verschlossen, dass immer nur einer eingeschaltet werden konnte. So wurde ein Kurzschluss zwischen den Anzapfungen verhindert.
Nach dem Heizhüpfer wurde die Messung des in der Leitung vorhandenen Stromes vorgenommen. Wurden die eingestellten maximalen Werte überschritten, löste die Steuerung den Hauptschalter aus. Dieser Wert lag bei den Lokomotiven mit den Nummern 401 bis 426 bei maximal 500 Ampère. Die restlichen Maschinen mit den Nummern 427 bis 450 hatten jedoch nur noch einen maximalen Strom von 450 Ampére erhalten.
Eine weitere Aufbereitung der Heizspannung fand jedoch nicht mehr statt. Daher wurden die Leitungen zu den am Stossbalken unter dem rechten Puffer montierten Heizsteckdosen geführt. Das bisher auf der gegenüberliegenden Seite montierte Heizkabel kam jedoch nicht mehr zu Ausführung. Damit war die Reihe Re 4/4 die erste Lokomotive der Schweizerischen Bundesbahnen SBB, die dieses Kabel seit Auslieferung nicht mehr besass.
Es musste daher immer das Heizkabel der Reisezugwagen verwendet werden. Musste ausserordentlich die Heizung ab einer Vorspannlokomotive erfolgen, kamen spezielle Hilfsheizkabel, die bei grösseren Bahnhöfen vorrätig waren, zum Einsatz. Auf den Steuerwagen wurden diese Kabel sogar mitgeführt. Eine Lösung, die so gut funktionierte, dass man in der Schweiz grundsätzlich auf die Kabel bei den Lokomotiven verzichten konnte.
Die Rückleitung der Spannung in der Zugsheizung erfolgte über die bei den Wagen angebrachten Erdungsbürsten. Damit musste nur eine Leitung gezogen werden. Auf der Lokomotive hatte diese Einrichtung daher zur Folge, dass die Primärwicklung eine Anzapfung erhalten hatte. Wobei genau genommen hier noch zwei vorhanden waren, weil es noch vereinzelte Wagen für 800 Volt im Bestand der Staatsbahnen gab.
Mehr gab es bei der Zugsheizung der Maschinen jedoch nicht mehr, so dass wir uns den Hilfsbetrieben zuwenden können. Diese beschränkten sich auf die Lokomotive. Jedoch waren hier die benötigten Spannungen schon sehr früh genormt worden. Der Vorteil dieser Norm, werden wir später noch erfahren, denn er lag eigentlich gar nicht auf der Maschine, denn dort wurde einfach ein Abgriff im Transformator benötigt.
Die Hilfsbetriebe wurden daher ab der separat ausgeführten Hilfsbetriebewicklung mit einer Spannung von 220 Volt versorgt. Es war die einzige Wicklung, die mit Kupfer aufgebaut wurde. Sie war zudem auf der Seite mit der Erdung mit der Primärspule verbunden. Theoretisch hätte die Spannung daher auch dort abgenommen werden können. Die eigene Spule bot jedoch den Vorteil, dass die hier verwendete Spannung sehr genau eingestellt werden konnte.
Bei den Lokomotiven wurden die gesamten Hilfsbetriebe abgesichert und dabei vor zu hohen Belastungen geschützt. Dabei verwendete man bei den Maschinen mit den Nummern 401 bis 426 ein Relais. Bei den Lokomotiven mit den Nummern 427 bis 450 kam jedoch eine einfache Sicherung zur Anwendung. Diese Lösung war eigentlich üblich, so dass die unteren Nummern in diesem Punkt einen speziellen Fall waren, der aber auch funktionierte.
Nach der Absicherung wurde die Spannung dem Depotumschalter zugeführt. Dieser spezielle Schalter konnte die gesamten Hilfsbetriebe vom Transformator trennen und einer seitlich an der Lokomotive angebrachten Steckdose zuschalten. Mehr war nicht, aber genau hier lag der Grund für die Spannung von 220 Volt, denn der Anschluss war bei allen Baureihen der Schweizerischen Bundesbahnen SBB identisch ausgeführt worden.
Wurden die Hilfsbetriebe mit Depotstrom versorgt, konnten sie im normalen Rahmen genutzt werden. Jedoch war die Absicherung nicht mehr auf der Lokomotive, sondern in der Versorgung des Depotstromes. Dort war eine zerstörungsfreie Sicherung vorhanden. So konnten Störungen an den Hilfsbetrieben leichter und ohne Schäden geprüft und behoben werden. Jedoch bot der Depotstrom noch einen weiteren Vorteil, den wir gleich erfahren werden.
Diese schaltete dabei den Kompressorschütz so, dass die Druckluft ergänzt wurde, oder nicht. Eine Lösung, die schon bei anderen Baureihen so gelöst wurde. Es muss je-doch gesagt werden, dass der Kompressor kaum auf ande-re Weise angeschlossen werden konnte.
Wurden die Hilfsbetriebe jetzt ab dem Depotstrom betrie-ben, konnte die Druckluft der Lokomotive ohne Schwier-igkeiten mit dem Kompressor ergänzt werden. Ein Vor-gang, der jedoch nur in einem Depot funktionierte. An den anderen Orten blieb nur die Handluftpumpe.
Diese war wichtig, weil die installierte Leistung so ausge-legt wurde, dass die Baugruppen diese nur erbringen konnten, wenn sie ausreichend abgekühlt wurden. Das erlaubte, dass diese Bauteile leichter werden konnten. Ein Vorteil, der gerade bei der hier vorgestellten Lokomotive sehr wichtig war.
Beginnen wir die Betrachtung der Kühlung mit dem Transformator. Dieser wurde in einem Gehäuse eingebaut und dieses mit speziellem Öl befüllt. Dabei hatte dieses Transformatoröl gute Eigenschaften bei der Isolation. Es konnte so das Gewicht der Isolation teilweise eingespart werden. Jedoch wurde dieses Öl auch für die Kühlung des Transformators genutzt. Dabei war das Prinzip einfach, denn das Öl wurde von den warmen Leitern erhitzt.
Damit frisches Kühlmittel zu geführt wurde, musste dieses zirkulieren. Zu einem gewissen Teil übernahm dies das Öl selber durch die Veränderung der Dichte. Die Rückkühlung erfolgte am Gehäuse. Wurde jedoch Leistung benötigt, reichte diese primitive Art der Kühlung nicht mehr aus. Daher musste das Kühlmittel künstlich in Bewegung gesetzt werden. Dazu war eine von den Hilfsbetrieben versorgte Ölpumpe vorhanden.
Dieser Ölkühler gab die Wärme in die Umgebung ab und verringerte so die Temperatur des Kühlmittels. Damit diese Kühlung noch verbessert werden konnte, wurde der Ölkühler künstlich mit frischer Luft versorgt und dazu verwendete man die Fahrmotorventilation.
Es waren auf der Lokomotive zwei Ventilatoren vorhanden, die jedem Drehgestell zugeteilt waren. Diese waren im Bereich der Fahrmotoren angeordnet worden. Mit einem Motor von den Hilfsbetrieben in Bewegung versetzt, bezogen die Ventila-toren die Luft für die Kühlung der Bauteile im Maschinenraum.
Von den Ventilatoren in Bewegung versetzt, wurde die Luft unter leichtem Über-druck durch die Kanäle gepresst. Dabei passierte diese den Ölkühler und führte so die vom Transformatoröl abgegebene Wärme ab.
Anschliessend gelangte die Kühlluft zu den beiden Fahrmotoren. Auch dort durch-strömte sie die Teile und nahm die Wärme auf. Anschliessend wurde die Luft im Bereich der beiden Drehgestelle wieder ins Freie entlassen.
Gerade bei geringen Geschwindigkeit war der Lärm so hoch, dass er die Fahrgäste in den Bahnhöfen behinderte. Besonders die zahlreichen Hallen dröhnten in diesem Fall förmlich. Damit eine Besserung eintreten konnte, lief die Ventilation nur auf halber Leistung.
Diese Reduktion der Leistung für die Ventilation erreichte man mit den beiden Fahrmotoren. Wurden diese in Reihe angeschlossen, liefen sie mit ungefähr der halben Leistung und der Lärm reduzierte sich. Erst bei einer Geschwindigkeit, die höher als 30 km/h lag und bei mehr als sechs Stufen wurde die Ventilation so umgeschaltet, dass nun die volle Leistung vorhanden war. Der Lärm wurde nun vom Fahrgeräusch überdeckt.
Die Motoren der Ventilatoren waren, wie der Motor der Ölpumpe, mit einer gemeinsamen Sicherung ange-schlossen worden. Fiel die Ventilation teilweise aus, war auch die Kühlung des Transformators nicht mehr gesichert, weil die Ölpumpe ebenfalls nicht mehr lief.
Auch diverse kleinere Verbraucher hingen an den Hilfsbetrieben. Diese fand man in den beiden Führer-ständen. Dazu gehörten die dort eingebauten Heizungen für den Raum, das Pedal und die Frontscheiben.
All diese Heizungen waren mit Widerständen aufgebaut worden. Es stand jedoch auch eine Steckdose zur Verfügung, die mit 220 Volt 16 2/3 Hertz beschriftet, normale Lampen aus dem Landesnetz versorgen konnte. Ausser den Lampen gab es jedoch kaum passende Geräte in den Läden zu kaufen.
Speziell war die Anzeige der Fahrleitungsspannung. Diese Anzeige erfolgte bei allen Lokomotiven dieser Baureihe über die Hilfsbetriebe. Eigentlich keine Neuerung, da dies schon früher so gelöst wurde. Es wurden jedoch die Versuche mit der Detektion der vergangenen Jahre nicht mehr umgesetzt. Trotzdem gab es bei den Lokomotiven mit den Nummern 401 bis 426 ein Problem mit der Anzeige der Spannung, das gelöst werden musste.
Wurde die Lokomotive ab einem Steuerwagen ferngesteuert, konnte die Anzeige der Spannung im Steuerwagen nicht direkt an den Hilfsbetrieben angeschlossen werden. Damit das ging, wurde eine Schaltung eingebaut, die dafür sorgte, dass die Anzeige auch auf die Vielfachsteuerung und so in den Steuerwagen übertragen wurde. So wurde die Spannung auch beim Steuerwagen angezeigt. Das funktionierte auch, wenn zwei Lokomotiven vereint wurden.
Zum Schluss bleibt noch die Umformergruppe, die mit einer einfachen Sicherung und einem Lastschutzschalter angeschlossen wurde. Dabei wurde der Motor angetrieben einfach und spezielle Schaltungen suchte man vergebens. Damit lief dieser Umformer automatisch an, wenn die Hilfsbetriebe mit Spannung versorgt wurden. In der Folge setzte auch der Generator der Umformergruppe ein und gab die gewünschte Gleichspannung ab.
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