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37. Die Lötschbergbahn-Lokomotiven der Maschinenfabrik Oerlikon.

Die für den Betrieb der Lötschbergbahn bestimmte schwere Gebirgslokomotive der Bauart C—C ist für eine Dauerleistung von 2000 PS gebaut.

Ihre Hauptmaße sind die folgenden:

Spurweite 1,435 m
Ganze Länge über Puffer 15,020 „
Größte Kastenbreite 2,970 „
Höhe des Daches über Schienenoberkante 4,100 „
Höhe des Kastenfußbodens 1,500 „
Drehzapfenabstand 5,200 „
Gesamter Radstand 10,700 „
Radstand des Drehgestells 4,050 „
Triebraddurchmesser 1,350 „
Breite der Radreifen 0,140 „

 

Die Gewichte sind folgendermaßen verteilt:

Mechanischer Teil einschließlich Bremse 46 t
Elektrischer Teil 44 „
Insgesamt 90 t
Reibungsgewicht 90 t
Größter Achsdruck 15 „
Gewicht eines Drehgestells ohne Motor 18,5 „
Gewicht eines Motors einschl. Zahngetriebe 9,8 „
Gewicht eines Transformators 5,5 „

 

Die Arbeitsgrößen der Lokomotive sind folgende:

Zahnradübersetzung 1: 3,25
Gewöhnliche Fahrgeschwindigkeit 42 km/St
Höchste Fahrgeschwindigkeit 70 km/St
Betriebsmäßige Zugkraft am Haken 10 000 kg
Höchsterreichbare Zugkraft am Haken 13 000 kg
Fahrdrahtspannung 15 000 Volt
Wellenzahl des Wechselstroms 10 in der Sekunde.

Der mechanische Teil der Lokomotive, die durch Fig. 211 in Ansicht und Schnitt veranschaulicht wird, ist von der Schweizerischen Lokomotiv- und Maschinenfabrik Winterthur gebaut.

Die Lokomotive besitzt zwei Drehgestelle mit fest eingebautem Motor, die bereits in Fig. 172 dargestellt worden sind. Auch über die Einzelheiten des Zahntriebs dieser Drehgestelle ist bereits in Abschnitt 25 gesprochen worden.

Der einteilige eiserne Kasten ruht mittels je zwei Pfannen auf den Rahmenblechen der Drehgestelle. Die in den Drehgestellen allseitig beweglichen Drehzapfen sitzen in einem Längsträger, der die eigentliche Verbindung der beiden Drehgestelle bildet. Auf diesem Längsträger sind auch die schweren Teile der elektrischen Ausrüstung gelagert. Den Schaltplan der Lokomotive zeigt Fig. 212; seine Einzelheiten erläutern sich an Hand der Ausführungen in Abschnitt 29.

Aus den Niederspannungswicklungen der Transformatoren fließt der Strom über die Schützen (Hüpfschalter) Hi Hu, die Drosselspulen A Ti, A Tu, die Fahrtrichtungswalze VW und eine Umschaltvorrichtung W zu den Motoren M. Im regelrechten Betrieb sind alle diese Teile hintereinandergeschaltet. Um aber auch jede Motor-Transformatorgruppe außer Betrieb setzen zu können, kann diese mit Hilfe der Umschaltvorrichtung UV abgeschaltet und der Stromkreis innerhalb der anderen Motor-Transformatorgruppe geschlossen werden.

Die Transformatoren Ti und Tu liefern auch den Strom für sämtliche Hilfsmaschinen, so für das Gebläse, die Luftpumpe, die Umformergruppe und die Heizung.

Durch einen Umschalter können diese Vorrichtungen an den einen oder anderen Transformator angeschlossen werden.

Der Stromabnehmer ist nach der Bauart Siemens-Schuckert als Scherenstromabnehmer ausgeführt. Er ist bereits in Fig. 176 abgebildet und dort näher beschrieben worden.

Der Hauptölschalter Aa besitzt einen Schaltwiderstand. Er wird von den Führerständen aus mittels Gleichstroms eingeschaltet und durch einen Auslösemagneten ausgeschaltet.

Ein Zeitrelais und ein Nullstromrelais besorgen die selbsttätige Ausschaltung. Außerdem kann der Schalter vom Führerstand aus von Hand ausgelöst werden.

Die Blitzschutzvorrichtung besteht aus einer Hörnerfunkenstrecke, einer Drosselspule und einem in Öl eingebetteten Erdungswiderstand von 3500 Ohm, der aus Konstantan-Asbestbändern hergestellt ist.

Jeder der beiden Transformatoren, Fig. 213, ist für eine Dauerleistung von 1000 kVA bei künstlicher Luftkühlung gebaut. Die Hüpfschalter gestatten, den Transformatoren in acht Abstufungen Spannungen von 0 bis 430 Volt zu entnehmen.

Durch den Umschalter c g beziehungsweise d gg können die beiden Hälften der Hochspannungswicklung hintereinander oder nebeneinander geschaltet werden, so daß die Transformatoren mit 15 000 Volt und mit 7500 Volt betrieben werden können.

Die Niederspannungswicklungen der beiden Transformatoren sind über die Hüpfschalter hintereinander mit den beiden Motoren geschaltet; ihre Verbindungsleitung ist an Erde gelegt, so daß die Spannung der Motoren gegen Erde höchstens 420 Volt beträgt.

Die Spulen haben Zylinderform und sind übereinander auf die wagerecht gelagerten Eisenkerne aufgeschoben. Durch die Schlitze der letzteren und zwischen den Spulen wird die Kühlluft durchgetrieben.

Der Wirkungsgrad der Transformatoren liegt bei Belastungen zwischen 200 und 1300 kVA über 95%.

Die Schützenschalter sind auf dem Transformator aufgebaut, um die Verbindungsleitungen nach Möglichkeit zu kürzen. Sie werden durch Gleichstrom gesteuert und sie sind derartig gegeneinander verriegelt, daß von jeder Gruppe immer nur ein Schalter geschlossen sein kann. Sie besitzen Haupt- und Nebenstromschlußstücke, so daß Funken nur an den letzteren entstehen können. Der Abreißfunke wird magnetisch gelöscht. Der Fahrtwender ist als Walze ausgebildet und wird ebenfalls durch Gleichstrom durch Vermittlung von Zugmagneten gesteuert. Eine Stromschlußvorrichtung meldet die jeweilige Stellung des Fahrtwenders UW durch je ein mit v und r bezeichnetes Glühlampenpaar in den Führerständen.

Die Motoren besitzen 12 Pole und arbeiten mit phasenverschobenen Wendefeldern (vgl. Abschnitt 6). Der Ständer ist in Fig. 214 dargestellt, während der Läufer bereits in Fig. 157 abgebildet wurde.

Der Motor kann ohne künstliche Kühlung eine Stundenleistung von 1000 PS entwickeln, während er diese Leistung bei künstlicher Kühlung dauernd abgibt.

Die Ständerwicklung besteht aus der Erreger- und Ausgleichswicklung, die sich um einen halben Polabstand übergreifen. Innerhalb der Ausgleichswicklung befindet sich auf je einem Zahn die Wendepolwicklung, deren Strom durch einen parallel geschalteten induktionsfreien Widerstand in der Phase verschoben werden kann. Dieser Widerstand ist unmittelbar unter dem Motor im Drehgestell untergebracht. Die Wicklung, eine Parallelwicklung, ist durch glimmerisolierte Kupferstäbe gebildet, die in den halbgeschlossenen Nuten untergebracht sind.

Der Läufer besitzt ebenfalls halbgeschlossene Nuten, die um den Betrag einer Teilung schräg gestellt sind, um Oberschwingungen zu vermeiden.

Bei den Versuchen wurde zwischen Halblast und Vollast ein Wirkungsgrad von 90 % und bei Geschwindigkeiten von 30 km und mehr ein Leistungsfaktor von über 0,95 gemessen.

Die Bürstenhalter sind an einem drehbaren Ring befestigt. Der Luftspalt beträgt 3 mm.

Für den Betrieb der Steuerung und der Lokomotivbeleuchtung dient eine Gleichstromanlage, die aus einem Umformer und einer Akkumulatorenbatterie besteht.

Der in Fig. 215 abgebildete Umformer (UG im Schaltplan) besteht aus einem Wechselstrom-Induktionsmotor und einem Gleichstromerzeuger von 1,2 kW. Der Motor wird durch ein phasenverschobenes Hilfsfeld als Drehfeldmotor angelassen. Die Batterie besteht aus 2×18 Elementen mit einer Kapazität von 81 Amperestunden. Die Umformergruppe setzt sich selbsttätig in Betrieb, sobald die Lokomotive Spannung erhält.

Der Motor dieser Gruppe wird durch einen Umschalter an die fünfte Anzapfung eines der beiden Transformatoren angeschlossen. Die Gleichstrommaschine G ist anfangs von der Batterie und den Lampen abgeschaltet und die Batterie an die Lampen angeschlossen.

Sobald die Gleichstrommaschine die volle Drehzahl und Ladespannung erreicht hat, wird der Umschalter, dessen Ansicht Fig. 216 zeigt, mittels eines Gleichstromrelais aus der im Schaltplan gezeichneten Stellung nach rechts gedreht und die Schaltung für die Ladung hergestellt. Damit in dieser Stellung die Lampen keine höhere Spannung als 35 Volt bekommen, ist in dieser Stellung dem- Lampenstromkreis ein Widerstand vorgeschaltet. Der Umschalter bewirkt ferner den Kurzschluß des Widerstandes, der während des Anlaufs der Feldwicklung des Motors vorgeschaltet ist und die Ausschaltung der Hilfsfeldwicklung.

Für die Beleuchtung der Lokomotive sind sechs Deckenlampen im Maschinenraum, eine abblendbare Deckenlampe in jedem Führerraum, je eine Instrumentenlampe, eine Lampe für den Dienstfahrplan und an jeder Stirnseite drei Signallampen vorgesehen.

Die Führerstände werden durch je drei Heizkörper von 600 Watt geheizt. Die Heizkörper für die Sandkasten verbrauchen etwa 100 Watt. Für die Zugsheizung können den Transformatoren 100 kW bei 300 Volt entnommen werden.

Die zur Kühlung der Transformatoren und Motoren erforderliche Druckluft wird durch das Gebläse V erzeugt, welches aus einem Niederdruck-Ventilator, Bauart Sulzer, und einem Reihenschlußmotor von 10 PS besteht. Die Luft wird aus dem Maschinenraum angesaugt und in einen am Boden längs der Wand verlaufenden Kanal getrieben, von wo sie durch zwei breite Anschlußkanäle zu den Transformatoren gelangt. An den Enden des wagerecht verlaufenden Kanals sind noch Öffnungen vorgesehen, um auch im Bedarfsfall die Motoren kühlen zu können.

Die Luftpumpengruppe besteht aus einem Reihenschlußmotor von 9 PS und einem Westinghouse-Verdichter. Ein selbsttätiger Schalter R schaltet den Motor an und ab. Sollte dieser Schalter aus irgendeinem Grunde versagen, so kann er kurzgeschlossen werden, worauf die Luftpumpe vom Führerstand aus von Hand gesteuert wird.

Über den Schaltvorgang ist noch folgendes zu bemerken. Zum ersten Anlegen des Stromabnehmers dient eine Handluftpumpe. Nachdem der Stromabnehmer aufgerichtet ist, kann der Hochspannungsschalter Aa am Führertisch in die Stellung a e gebracht werden. Das ist aber nur möglich, wenn durch geeignete Drehung des Hahnes der zum Abnehmer führenden Luftleitung der damit verbundene Steuerstromschalter AS eingeschaltet wurde. Jetzt stehen die Transformatoren unter Spannung und es wird die Luftpumpe angelassen. Darauf wird die Fahrtrichtung durch den Führerschalter v—r eingestellt, worauf sich die Umschaltwalze UW umlegt und die Fahrtrichtung durch die entsprechende Glühlampe zurückmeldet. Nun erst kann der Fahrschalter gedreht werden, und zwar entspricht jeder Umdrehung der Führerkurbel eine Schaltstellung, die durch einen Zeiger auf einem Zifferblatt kenntlich gemacht wird. Sobald der Fahrschalter aus der Nullage gedreht ist, kann die Umschaltwalze infolge mechanischer Verriegelung nicht mehr gedreht werden. —

In jüngster Zeit ist von der gleichen Firma eine noch größere Lokomotive gebaut worden, deren Ansicht in Fig. 217 dargestellt ist. Sie besitzt die Achsenanordnung 1—E—1 und besitzt einen Kuppelrahmenantrieb.

Die Maße und Arbeitsgrößen dieser Lokomotive ergeben sich aus folgender Zusammenstellung:

Größte Länge über die Puffer gemessen 16,000 m
Gesamtradstand 11,340 „
Starrer Radstand 4,500 „
Triebraddurchmesser 1,350 „
Laufraddurchmesser 0,850 „
Kurbeldurchmesser 0,600 „
Zahnradübersetzung 1:2,23
Gewicht des mechanischen Teils 47,3 t
Gewicht des elektrischen Teils 49 „
Reibungsgewicht 78,2 t
Größter Achsdruck 16,6 „
Leistung während 1,8 Stunden 2 500 PS
Zugkraft bei dieser Leistung, am Radumfang gemessen 13 500 kg
Geschwindigkeit bei dieser Leistung 50 km in der Stunde
Größte Geschwindigkeit 75 km in der Stunde
Größte Zugkraft beim Anfahren 18 000 kg

Abgesehen von der größeren Leistung unterscheidet sich diese Lokomotive von der vorher beschriebenen in erster Linie durch die Art der Steuerung; an Stelle der Hüpfschalter ist eine Schaltwalze großer Abmessungen getreten, die mit dem Transformator nach Fig. 218 zusammengebaut ist.

Die feststehenden federnden Stromschlußstücke dieses Stufenschalters stehen mit den Abzweigungen des Transformators in unmittelbarer Verbindung. Beim Übergang von einer zur anderen Schaltstufe wird in der gebräuchlichen Art eine als Spartransformator wirkende Drosselspule eingeschaltet.

Eine mit der eigentlichen Schaltwalze zwangläufig gekuppelte Nebenwalze besorgt die Ein- und Ausschaltung des einen oder des anderen Stromkreises des Spartransformators, so daß an der Hauptwalze überhaupt keine Funkenbildung auftritt. Es sind zwölf Spannungsstufen vorgesehen und die Spannung kann zwischen 90 und 520 Volt geregelt werden. Der Stufenschalter wird durch einen kleinen Gleichstrommotor angetrieben, der dauernd läuft und einen aus der Abbildung ersichtlichen Klinkenmechanismus in dauernde Schwingungen versetzt. Dieser schwingende Teil besitzt zwei Klinken, die jede für sich vom Führerstand aus elektromagnetisch eingeschaltet werden können. Je nachdem die eine oder andere Klinke mit dem Klinkenrad in Eingriff kommt, dreht sich die Schaltwalze in der einen oder anderen Richtung. Dieser Stufenschalter ist für die höchste Stromstärke von 3600 Ampere gebaut.

Zwischen den beiden mit Stufenschaltern zusammengebauten Transformatoren liegen, wie Fig. 219a und b zeigt, die beiden Motoren, deren Aufbau demjenigen bei der C—C-Lokomotive entspricht. Auch hier ist der Zahntrieb fest mit dem Motor zusammengebaut. Auf den Motoren sitzen die Fahrtwender, die durch Zugmagnete gesteuert werden. Der Aufbau oberhalb der Motoren zeigt einen in das Lokomotivdach eingebauten Ventilator, der die warme Luft aus dem Motorraum absaugt. Neben dem Ventilator sind die Widerstände sichtbar, welche zur Erzeugung der phasenverschobenen Wendefelder der Wendepolwicklung parallel geschaltet werden. Sie liegen also im Luftstrom des Ventilators und werden auf diese Weise wirksam gekühlt.

Die Nebeneinrichtungen der Lokomotive entsprechen im großen und ganzen denjenigen, wie sie bei der Lokomotive C—C beschrieben worden sind.

Zu bemerken ist noch, daß jeder Transformator durch einen besonderen Ventilator gelüftet wird. Die Hilfsmotoren werden vom Haupttransformator mit 118 Volt und die Zugsheizung (ca. 300 Ampere) mit 325 Volt gespeist.

Bei den Versuchsfahrten ergab sich eine Phasenverschiebung cos j = 0,95 und ein elektrischer Wirkungsgrad der ganzen Lokomotive bis zu 88 %.