Elektrische Motorwagen der Chur-Arosa Strecke - SCHLIEREN® Schweizerische Wagons- und Aufzügefabrik Schlieren

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Die elektrischen Motorwagen für die Chur-Arosa-Strecke der Rhätischen Bahn

Text: Florian Huber / rhb-info.ch
Bilder: Archiv Schlieren / Archiv RhB /


(Foto: SWS Archiv)

Der Aufschwung des weltbekannten Kurortes Arosa in den 50er Jahren ist damals auch für die Bahn von Chur nach Arosa nicht ohne Probleme Vorübergegangen. Die relativ schwierigen Streckenverhältnisse führten schon beim Bau der Bahn zu aussergewöhnlichen Lösungen, indem erstmals in Europa das Traktionssystem mit 2000 V Gleichstrom gewählt wurde. Der Betrieb wurde 1914 aufgenommen.


Die von Schlieren 1914 gelieferten Triebwagen BCFe 4/4 für die Eröffnung der Chur-Arosa Bahn (Foto: SWS Archiv)

Die aus der Anfangszeit stammenden Triebwagen wie im Bild oben, welche ebenfalls aus Schlieren geliefert wurden, wiesen eine Stundenleistung von je etwa 4 x 100 PS auf und  konnten bei 38t Tara höchstens 32t Anhängelast mit 20 km/h bergwärts befördern.

Um 1930 wurde ein weiterer Motorwagen mit etwa 600 PS Stundenleistung angeschafft und gleichzeitig an den fünf vorgenannten Fahrzeugen die Triebmotoren durch modernere neue Einheiten zu je rund 150 PS ersetzt. Es erwies sich auch als nötig, die Hauptstrom-Schalteinrichtungen zu verbessern und insbesondere die zur Speisung der Nebenbetriebe nötige Umformergruppe mit einer Spannungsreduktion von 2200 V auf 300 V in neuer Ausführung mit rund 8kW Leistung einzubauen. Die Wagen wurden zudem mit der Rekuperationsbremse ausgerüstet. Mit der elektrischen Ausrüstung konnten 48t Anhängelast bei etwas über 20 km/h in 60 Promille Steigung bergwärts befördert werden.


(Foto: SWS Archiv)

Die Konjunkturentwicklung und die einsetzende Reisefreudigkeit brachte erneute Intensivierungen im Verkehr. Schon 1954 wurden daher eingehende Untersuchungen durchgeführt, wie sich die Leistungsfähigkeit und Reiseannehmlichkeiten im Bahnbetrieb Chur – Arosa erhöhen liessen, ohne allzu zeitraubende oder kostspielige Neuentwicklungen und Risiken eingehen zu müssen.

Eine erste günstige Voraussetzung zeigte sich bei den Halbspannungsmotoren 2000/2 V, deren praktisch noch im Neuzustand befindliche aktive Eisenteile nach den Berechnungen der AG. Brown, Boveri & Cie. Baden, eine um etwa 35 % stärkere Ausnützung zulassen. Dazu mussten lediglich die Wicklungen umgestaltet, mit modernen Isoliermaterialien verlegt und mit neuen Kollektoren versehen werden. Dabei liessen sich die Motoren unverändert und ohne Mehraufwand mit der vollen Spannung von 1500 V im Misox einsetzen. Die höhere Spannung ergab dort gerade die gewünschte grösseren Streckengeschwindigkeiten. Auf diese Art konnten mit einem Bruchteil der sonst nötigen Kosten neuwertige Traktionsmotoren mit vielseitiger Verwendbarkeit geschaffen werden.

Ein anderer Teil, der nach gründlicher Revision sehr wohl brauchbar blieb, waren die Umformergruppen, die verschiedenen Nebenbetriebe wie Kompressor, Vakuumpumpe usw. spiesen und ebenfalls bei einer Neuanschaffung kostspielig geworden wären. Daneben konnten noch eine Anzahl bestehender weiterer Einzelteile wie Radsterne, Radkasten, Kleinteile usw. wieder verwendet werden. Bis zu einem gewissen Grade war es sodann möglich, Apparate und Zubehörteile, die auf andern Fahrzeutypen unter ähnlichen Bedingungen im Betriebe standen und geeignet erschienen, auch für die neuen Fahrzeuge vorzusehen, wie dies in der nachstehenden Beschreibung näher ausgeführt wird. Die restliche Ausrüstung war neu zu beschaffen; sie erforderte teilweise besondere Vorbereitungen und, wo nötig, Modellversuche.

Der Verwaltungsrat der Rhätischen Bahn beschloss anfangs 1955, die fünf ältesten Motorwagen Nr. 481 bis 485 in modernisierter Form zu  ersetzen, den sechsten Motorwagen aus dem Jahre 1930 zu verbessern und unter der Nummer 487 weiter zu betreiben und dazu einen ganz neuen  Motorwagen mit Nummer 486 bauen zu lassen. Es sei erwähnt, dass der Motorwagen mit Nummer 483 infolge grösserem Brandschaden damals schon seit einigen Jahren ausrangiert war, wichtige Einzelteile davon waren aber noch vorhanden.

Die Gesamtdisposition und die  Arbeitsüberwachung lagen in den Händen der Rhätischen Bahn, die ihrerseits verschiedene normalisierte Einzelteile und auch  Neumaterialien zur Verfügung stellte. Der mechanische Teil wurde durch Schlieren erstellt, die Traktionsmotoren baute die AG Brown, Boveri & Cie., Baden. Sie lieferte ausserdem weitere elektrische Zubehörteile. Die elektrische Hauptstromschaltapparatur mit Steuereinrichtung und deren Montage besorgten die Sécheron Werke AG, in Genf. Die Motorwagen waren damals mit einer Stundenleistung von 800 bis 1100 PS die stärksten Schmalspur-Adhäsionsmotorwagen der Schweiz.

Die Radsätze waren mit Pendelrollenlagern versehen, auf welche über ölgedämpfte Spiralfedern der sehr robust gebaute Drehgestellrahmen abgestützt war. Dieser trug der engen Kurven wegen auch die Puffer und Kupplungen, währenddem die vier zwischen den Rädern liegenden elektromagnetischen Schienenbremsen von je 5000 kg Vertikalzugkraft der Maschinenfabrik Oerlikon an direkt bei den Achsbüchsen angelenkten Rahmen aufgehängt waren.

Jedes Drehgestell wiurde an der Seite der Wagenenden durch einen Bahnräumer geschützt. An den vorlaufenden Rädern waren Druckluftsander angebracht. Jedes Rad wurde mittels zwei Gussklötzen mechanisch gebremst, und an allen acht Rädern waren fettgefüllte Molybdänstifte für die Spurkranzschmierung eingesetzt.

Die Achsenden trugen Erdungsbürsten, um den Stromdurchgang bei den Rollenlagern und  damit die Riffelbildung zu verhindern. Die Motoren trieben über Gerad- oder Schrägzahngetriebe die Räder an und besassen Eigenventilation mit Luftansaugung am Dach. An den Drehgestellrahmen waren die Wiegen mittels Schrägpendel und über Blattfedern aufgehängt, die ihrerseits in den Drehpfannen und seitlichen Abstützungen den Wagenkasten trugen. In der Längsrichtung begrenzten zwei Anschlagstücke das Spiel der Wiege.

Der Wagenkasten bestand aus einer allseits geschlossenen, geschweissten Stahlschale mit den nötigen Fenster-, Tür- und Bodenöffnungen sowie den entsprechenden Verstärkungen. Die Bleche waren am Boden 3 bis 5 mm dick, an den Seitenwänden 2.5 mm, am Dach 2 mm. In den Führerständen sowie im Gepäckabteil wurde ein Eichenholzboden beibehalten, in den Personenabteilen war ein Inlaidbelag aufgebracht. Das Gepäckabteil enthielt in einer Ecke den 2200 V unvermeidbaren, jedoch auf kleinste Masse begrenzten Raum für wichtige Hochspannungsapparate, vor allem Hauptschalter, Bremsumschalter, Wendeschalter, Motortrennschalter sowie verschiedene Relais und Kleingeräte.


(Foto: SWS Archiv)

Alle Fensterscheiben in den Seiten- und Stirnwänden, Türen usw. waren aus splitterfreiem Sekuritglas hergestellt. In den Abteilen 1. Klasse waren dieselben Polstersessel eingebaut wie in den Anhängewagen der Rhätischen Bahn, ebenso wiesen die Bänke der 2. Klasse eine ähnliche Kunstlederpolsterung auf, wie die erwähnten Wagen.

Die Nylonstoren waren durchsichtig und luftdurchlässig. Die Quergepäckträger und übrigen Beschlägeteile entsprachen den damals  neusten Ausführungen im Fahrzeugbau. Das Gepäckabteil enthielt eine einfache Posteinrichtung. Mit Rücksicht auf den möglichen Einmannbetrieb wurden die Eingangstüren zur Mittelplattform elektropneumatisch betätigt. An den Stirnwänden fanden sich die normalen Durchgangstüren  mit Übergangsbrücken und alle Kupplungen.

Unter den mechanischen Traktionseinrichtungen und Apparaturen sei vor allem eine auf alle acht Räder wirkende Bremseinrichtung zu erwähnen, die entweder als Handbremse mittels Kurbel oder durch Druckluft betätigt werden konnte. Die Druckluftbremse wirkte nach dem auf der Strecke Bellinzona – Mesocco für den ganzen Zug angewendeten System durch einen Zylinder mit zugehörigem Gestänge, Stopexregler und Übertragungshebeln. Die Druckluft wurde einem unter dem Wagenboden liegenden Behälter entnommen. Daneben war noch ein Vakuum-Leitungssystem mit zugehörigem Führerbremsventil eingebaut für die in den Anhängewagen vorhandene Vakuumbremsapparatur.

Beide Systeme waren in dem Sinne durch ein Übertragungs-Funktionsventil miteinander verbunden, dass auf der Strecke Chur – Arosa bei Talfahrt  der Motorwagen für sich elektrisch und der angehängte Zug mittels der Vakuumapparatur gebremst werden konnte. Bei 30cm Vakuum und weniger trat automatisch die Druckluftbremse des Motorwagens mit in Funktion, und die elektrische Bremse wurde ausgeschaltet, sobald der Zylinderdruck auf 1.5 atü gestiegen ist.

An den Führerbremsventilen, mit denen stufenweise gebremst und gelöst werden konnte, war die Sanderbetätigung  eingebaut, die Sandbehälter selbst waren im Wagenkasten untergebracht.  Mit zu den Traktionseinrichtungen im weiteren Sinn gehörten die pneumatischen Fensterwischer, dann der Bremsluft-Druckwächter, die Rücksehspiegel, die auf der linken Führerstandsseite ausklappbar waren, die Signalpfeife, deren Betätigungsknopf auf der Achswelle des Steuerkontrollers im Führerstand befestigt war, und die Handpumpe zum Heben des Pantographen bei Inbetriebsetzung des Fahrzeugs.

Der Hauptstromkreis 2200 V führt vom druckluftbetätigten Pantographen  mit Doppelwippe und Aluminium-Schleifstücken am parallel angeschalteten  Resorbit-Blitzschutz von Brown, Boveri vorbei zum elektropneumatisch gesteuerten Hauptschalter, der bei 2500 V bis zu 2000 Ampère sicher abzuschalten vermochte. Von dort gelangte die Energie zur Schaltkombination aus: Motorgruppenausschalter, Wendeschalter und  Bremsumschalter. Dieser letztere enthielt die Stellungen Widerstandsbremse-Fahren-Rekuperationsbremse. Hierauf durchfloss der Strom die elektropneumatische Stufenschütze, dann die vier Traktionsmotoren und die zugehörigen Anfahr- und Bremswiderstände und  floss schliesslich zur Erde. Die Anfahr- und Bremswiderstände waren in Runddraht ausgeführt, doppelt isoliert und auf dem Dach untergebracht.

Die Feldwicklungen der Motoren waren zweiteilig ausgeführt, damit die sonst  parallel geschalteten Hälften für die Rekuperationsstromkreise in Serie geschaltet werden konnten. Am Steuerkontroller waren 16 Serie-, 12 Parallelfahr und je zwei Shuntstufen sowie 14 Bremsstufen vorhanden, mit denen sich die Anfahrcharakteristik verwirklichen liess. Um Fehlwirkungen zu vermeiden, wurden gewisse Verriegelungen und  Zwangsfunktionen in die Steuerung eingebaut. So konnten z. B. die elektrischen Bremsstufen nur zur Wirkung gebracht werden, wenn zuerst auf den Stufen 1 bis 3 abgewartet wurde, bis die Bremsschaltung hergestellt war.

Es war also unmöglich, aus hohen Fahrgeschwindigkeiten für Betrieb und Material schädliche Bremsstösse auszulösen. Ferner wurde  bei einer Notbremsung bei der Betätigung von Luft- und Schienenbremse der Hauptschalter automatisch unterbrochen, auch schaltete dieser nur auf den Fahrstufen 1 und 2 unmittelbar ein. Blieb die Fahrdrahtspannung  länger als etwa eine Sekunde aus, so warf das Nullspannungsrelais den Hauptschalter heraus, wodurch die Anfahrt wieder aus der 0-Stellung  begonnen werden musste. Die elektropneumatischen Stufenschütze der Sécheron-Werke entsprachen demselben Typ, der in den modernisierten Bernina- und Chur-Arosa-Motorwagen mit bestem Erfolg im Betrieb stand  und bei 2500 V bis zu 200 Amp. abschaltete. Der hohen Spannung wegen mussten für die Feldschwächung induktive Shunts gewählt werden.

Die Widerstandsbremsschaltung war so eingerichtet, dass die erzeugte Leistung auch bei gesenktem Stromabnehmer die Hilfsbetriebe zu speisen vermochte und so z. B. die ungehinderte Talfahrt bei fehlender Fahrdrahtspannung sicherte. An das Nebenstromnetz von 2200 V war die Heizeinrichtung «Therma» und «Accum» von insgesamt 27 kW Leistung angeschlossen. Sie war in drei Stufen regulierbar, wurde mittels besonderer Schütze betätigt und durch entsprechende Hochspannungssicherungen geschützt. Rutenkupplungen auf dem Dach über den Stirnwänden dienten der Übertragung auf die Anhängewagen.

Vielfachsteuerung und Einmannausrüstung konnten an Hand der gewählten Apparatur verhältnismässig gut verwirklicht werden. Bei der ersteren waren ausser den eigentlichen Fahr- und Bremsvorgängen noch verschiedene Einzelfunktionen auf den zweiten Triebwagen übertragen, so z.B. die Türbetätigung, das Sanden usw., ebenso aber auch über eine Signallampe die Überwachung des Luftdruckes im andern Fahrzeug. Damals neu im Rollmaterial der Strecke Chur – Arosa war sodann die Einmannausrüstung nach dem wegabhängigen System BBC mit Pedalen in den Führerräumen. Beim Loslassen des Pedals wurden durch das im Gang gesetzte Schneckenrad nach etwa 30m Weg ein Summerton hörbar und, sofern der Wagenführer dann nicht handelte, nach weiteren 30m Weg der Hauptschalter ausgelöst und die Luftbremsen des Zuges in Tätigkeit gesetzt. Gleiche Wirkung trat nach der Ruhestromanordnung beim Ziehen eines Notbremsgriffes ein.


(Foto: SWS Archiv)

Die erwähnten Motorwagen bewährten sich viele Jahre auf der Strecke Chur –  Arosa. Nur während den ersten Betriebsjahren waren auch Einsätze auf der Strecke Bellinzona – Mesocco zu verzeichnen. Äusserlich sind nur einige wenige farbliche Anpassungen an Logo und Zierleiste zu verzeichnen. Ansonsten blieben die Fahrzeuge bis zum Schluss weitgehend im Originalzustand. Nach der Umelektrifizierung der Chur-Arosa-Strecke im Jahr 1997 sind alle Fahrzeuge dieser Serie abgebrochen worden. Nur zwei davon gelangten an die Chemin de Fer de La Mure in Frankreich.   

Legende:

RhB: Rhätische Bahn
BBC: Brown, Boveri & Cie. AG, Baden
MFO: Maschinenfabrik Oerlikon
SAAS: Ateliers de Sécheron SA, Genf
(Quellen: „Schweizerische Bauzeitung“, Zeitschrift „Elektrische Bahnen“, diverse Unterlagen aus dem Archiv der RhB)


 
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