StStZ Ce 4/4 301-350 - WAGI Museum Schlieren

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StStZ Ce 4/4 301 - 350..
Author: Patrick Bigler
Quellen: SWS Archiv / sbz /

Im August 1929 lieferte die Wagonsfabrik Schlieren (SWS) und die Maschinenfabrik Oerlikon (MFO) erstmals zwei vierachsige Triebwagen vom Typ Ce 4/4 301-302 für die Städtische-Strassenbahn-Zürich StStZ. Nach erfolgreichen Testfahrten wurden in den Jahren 1930 und 1931 weitere Serien in Schlieren nachbestellt. Rasch erhielten die Triebwagen wegen ihres eher klobigen Aussehens damals den Übernamen "Elefant".


Ce 4/4 312 Ablieferungszustand SWS (Archiv Wagi Museum)

Einleitung / Bestellung

Der Gedanke, auf dem Strassenbahnnetz der Stadt Zürich vierachsige Motorwagen zu verwenden, war um 1929 nicht neu. Dagegen standen diesem Vorsatz aber einerseits die Geleise bzw. Kurvenverhältnisse am Paradeplatz. Anderseits wurde eingewendet, Vierachser seien wegen ihres grossen Gewichtes und wegen der begrenzten Ausnützung ihrer Platzzahl unökonomisch.

Durch den Umbau der Gleisanlage am Paradeplatz fiel der erste Einwand weg. Der Verkehr auf gewissen Hauptlinien hatte sich zudem durch den Ausbau der Aussenquartiere der Stadt derart gesteigert, dass mit einer guten Ausnützung der Platzzahl gerechnet werden konnte. In den Zeiten des Spitzenverkehrs wurde eine hohe Verkehrsfrequenz erreicht, so das selbst auf den Steilrampen der Linien 7 und 10 die Einführung von Dreiwagenzügen ins Auge gefasst werden musste. Um diesen Verkehr besser zu bewältigen, entschloss sich die Strassenbahn-Kommission zur Anschaffung von vorläufig 14 vierachsigen Motorwagen vom Typ Ce 4/4.


Prototyp Ce 4/4 301 auf der Linie 7 (Foto: MFO Archiv)

Zur Erprobung der Konstruktion wurden zwei Prototypen gebaut; der erste davon (Ce 4/4 301), anfangs August 1929 abgeliefert, wurde auf der Linie 5 getestet und schliesslich auf der Linie 7 dem Betrieb übergeben. Anfänglich wurden 14 Wagen auf den Linien 7 und 10 in Betrieb genommen. Eine zweite Serie von weiteren 16 Wagen wurde während dieser Zeit bei der Wagonsfabrik Schlieren in Auftrag gegeben.

Wagenbaulicher Teil

Der mechanische Teil dieser Wagen wurde von der Schweizerischen Wagons- und Aufzügefabrik AG Schlieren entworfen und ausgeführt. Der Grundriss musste unter Berücksichtigung der vorhandenen Kurven-verhältnisse vorne und hinten angepasst werden, um bei Kreuzungen in Kurven das vorgeschriebene Lichtraumprofil zu wahren.


Skizze StStZ Ce 4/4 (Archiv Wagi Museum)

Bei einer vorgeschriebenen Wagenbreite von 2,2m mit einer maximalen Zuspitzung auf 1,6m Wagenstirnbreite war die Länge des Kastens von 10,94m gegeben. Eine weitere Bestimmung für den Konstrukteur war der Betrieb mit zwei beladenen Anhängewagen 18t Anhängewicht auf 75 Steigung mit 25 km/h Geschwindigkeit. Aus diesen Daten ergab sich eine Tara des Motorwagens von 26t und eine Motorleistung von 320 PS, d.h. der verhältnismässig kurze vierachsige Wagen musste schwer gebaut werden.

Die Gleisanlage der Städtischen Strassenbahn Zürich StStZ, die an den meisten Endstationen Gleisschlaufen hatte, entwickelte den Gedanken der einseitigen, vom Publikum abgeschlossenen Führerkabine und der Mittelplattform mit einseitigen Doppelschiebetüren, die dem Kondukteur die bessere Überwachung von Ein- und Ausgang erlaubten.

Durch den gleichen Triebraddurchmesser von 6,1m wie bei den damals neuen zweiachsigen Motorwagen war es möglich, den ganzen Wagenboden in eine Ebene zu legen. Allgemein wurde auch begrüsst, dass nun die auf der Mittelplattform stehenden Passagiere einen ruhig fahrenden Teil des Wagens einnehmen können. Das eiserne Kastengestell wurde bottichartig konstruiert, nur auf einer Seite war die Mitte der Seitenwange durch ein gleich starkes Stahlgusstück unterbrochen, das als Einstiegtritt ausgelegt war.


Modell des Kastengestells in der Prüfmaschine (Archiv WAGI Museum)

Das Bild oben zeigt ein schematisches Modell des Untergestells im Masstab 1:10 aus Eisen. Auf dem Versuchstand unter hydraulischen Pressen, zwecks Vorprüfung der auftretenden maximalen Belastungspannungen mittels Spannungsmesser. Eine später vorgenommene analoge Nachprüfung des Untergestells in Naturgrösse hat die Vorprüfung bestätigt und deren Nutzen erwiesen. Das Kastengerippe ist aus Eichenholz, die Querwände dagegen sind aus Eschenholz und die Stühle und Füllungen aus Ulmenholz erstellt.


Innenansicht Ce 4/4 312 (Archiv Wagi Museum)

Zur äussern Verkleidung wurde Armco-Eisen verwendet. Alle grossen Seitenfenster in den Sitzräumen und das Führerfenster sind beweglich und ausbalanciert, alle kleinen obern Fenster als bewegliche Lüftungsfenster ausgebildet.

Drehgestelle

Beide Drehgestelle hatten einen Radstand von 1,55m. Ihr Rahmen war gegenüber der Achsbüchse durch Blatt- und Spiralfedern abgefedert, ausserdem war in diesen ein Wiegebalken eingebaut, der mittels Pincettefedern den Kasten trug.


Drehgestell Ce 4/4 (Archiv WAGI Museum)

Die Federung des Kastens gegenüber der Schiene war also eine dreifache. Die ersten beiden Versuchwagen erhielten Rollenlager-Achsbüchsen, die folgenden zwölf durchgehend Isothermos-Achsbüchsen, die auch für die neu bestellten 16 Wagen zur Anwendung kamen.


Skizze Drehgestell Ce 4/4 (Archiv WAGI Museum)

An den bis dahin abgelieferten Wagen wurden zwei Arten von Bremsen ausprobiert, und zwar bei den zwei ersten die 16-klötzige Innenbackenbremse, bei den übrigen die 8-klötzige Radklotzbremse. Die Innenbackenbremse arbeitete über ein entsprechendes Bremsgestänge auf mit Hart-Checco belegte Bremsklötze, die sich gegen die Innenseite von spezialgeformten Radbandagen pressten. Die Abnützung war minimal.

Die Bauart der Radklotzbremse war insofern von der normalen Bauart verschieden, als die verbindenden Bremsklotztraversen weggelassen und die Führung jedes einzelnen Klotzes an den starken Langträgern des Drehgestells gesucht wurde. Die 16 neu bestellten Wagen erhielten neben der Handbremse eine Luftdruckbremse; auch die bereits in Betrieb befindlichen Wagen sowie die zugehörigen Anhängewagen wurden nachträglich mit einer Luftdruckbremse ausgerüstet.


Triebachse mit Innenbachenbremse (Archiv WAGI Museum)

An den vier Ecken des Drehgestells wurden Sandkasten mit Doppelschieberverschlüssen eingebaut, die durch ferngesteuerte Elektromagnete vom Führerstand aus in beiden Fahrrichtungen, also jeweils immer vor den Rädern betätigt werden konnten. Die Wagenkupplung war automatisch. Ausser der mechanischen Kupplung besorgte sie gleichzeitig die Kupplung der durchgehenden elektrischen Bremse durch Bremssolenoide und der elektromagnetischen Schienenbremsen der Anhängewagen.

Die optische Signaleinrichtung System StStZ und die Not-Alarmvorrichtung wurden zwischen den Fahrzeugen durch ein Kupplungskabel betätigt, das ermöglichte, vom Motorwagen und jedem Anhängewagen aus dem Führer das Lärmsignal zum sofortigen Stoppen zu geben. Licht und Heizung wurden auf dem Dach durch Kontaktrute und Gabel gekuppelt, wie dies beim Rollmaterial der StStZ allgemein der Fall war.


Mittelplattform Ce 4/4 312 (Archiv WAGI Museum)

Die Wagen hatten eine Länge von 11,54m über Puffer, eine Breite von 2,2m und einen Drehgestellabstand von 1,55m bei einer Tara von 25,6t. In den beiden Sitzplatzräumen waren 25 Sitz- und 4 Stehplätze und auf der Mittelplattform 28 Stehplätze, total also 57 Plätze vorhanden.

Elektrische Ausrüstung / Motor

Die Elektrische Ausrüstung, die aus der Maschinenfabrik Oerlikon (MFO) stammte, umfasste vier selbstventilierte Traktionsmotoren (mit doppelter Übersetzung 1:8,578), wie sie bereits beim damaligen Rollmaterial der (Strassenbahn Zürich Oerlikon-Seebach) und bei den zweiachsigen Motorwagen der Städtischen Strassenbahn Zürich (Nr. 9 bis 20) mit Erfolg verwendet wurden. Für die vierachsigen Motorwagen wurde die Einstundenleistung des Motors zu 80 PS bei 600 Volt vorgeschrieben. Somit standen die Zürcher Vierachser mit (ihren 4 X 80 PS, an den Triebrädern gemessen, hinsichtlich Leistung an erster Stelle der schweizerischen Strassenbahnwagen.


Führerstand Ce 4/4 312 (Archiv WAGI Museum Schlieren)

Es sei hier erwähnt, dass für solche Fahrzeuge auch Motoren mit einfacher Übersetzung, mit Motorwelle parallel zur Triebachse und zum Einbau innerhalb des gegebenen Radstandes studiert wurden, wobei sich zeigte, dass auch diese Lösung ohne weiteres möglich wäre. Der Entscheid fiel aber im Hinblick auf eine möglichst Einheitliche Ausführung der Motortypen zu gunsten des doppelt übersetzten Motors aus. Wegen ihrer relativ grossen Längsdimensionen nach aussen und im Bezug auf die Drehgestellmitte, waren die Motoren im Drehgestell federnd eingebaut.

Die Erfahrungen hatten inzwischen ergeben, dass diese Lagerung der Motoren aussenseitig des Radstandes für den Kurvenlauf der Fahrzeuge keine nachteiligen Folgen hatte. Die Erwärmungsversuche mit den selbstgelüfteten Motoren ergaben bei Einstundenleistung sehr gute Ergebnisse, indem sich für Anker, Feld und Hülfspole z.T. nahezu 50% unter den zulässigen Erwärmungen liegende Temperatursteigerungen ergaben. Das Geräusch beim Lauf, herrührend von Getriebe und Ventilator, war selbst bei Ankerdrehzahlen von 2000/min durchaus nicht störend.

Sämtliche Motorlager waren als Rollenlager gebaut. Auf Wunsch der damaligen Direktion der Strassenbahn wurden die Luftein- und Austritte für die Eigenventilation verschliessbar gemacht, um in den strengen Wintermonaten die Motoren ohne Lüftung laufen lassen zu können. Die Lüftungsklappen konnten durch einfache Handgriffe von der Reinigungsgrube aus geschlossen oder geöffnet werden.


Charakteristische Kurven des Motors.
P Motorleistung in kW am Triebrad.
Z Zugkraft in kg am Triebradumfang.
n Totaler Wirkungsgrad (einschl. Getriebe).
v Fahrgeschwindigkeit.

Der Kontroller war für direkte Steuerung gebaut. Trotz der relativ hohen Motorleistung war diese Steuerungsmethode durch Verwendung von Kurvenscheibenkontrollern mit Abwälzkontakten Bauart Oerlikon möglich. Die vier Motoren wurden im Fahrbetrieb paarweise in Serie oder parallel geschaltet, sodass bei Parallelschaltung jeder Motor mit der vollen Netzspannung arbeiten konnte. Die bei Anfahrten auf Steigungen von über 70‰ mit Wagenzügen bis 50t auftretenden Stromspitzen erreichten Werte bis 700 A, die dank der sorgfältig durchkonstruierten Kontaktfinger ohne jede Schwierigkeit geschaltet werden.


Führerstand Ce 4/4 312 (Archiv WAGI Museum)

Für die elektrische Kurzschlussbremsung wurden alle vier Motoren nach einer neuartigen Schaltung parallel geschaltet, bei der das sogenannte Pendeln vermieden wurde. Die Umschaltwalze war so eingerichtet, dass durch einfaches Verstellen des Umschaltgriffes bei allfälligem Motordefekt mit nur einem Motorpaar gefahren oder elektrisch gebremst werden konnte. Die Anfahr- und Bremswiderstände, die mit Rücksicht auf das Anwenden der Kurzschlussbremsung bei Talfahrt grosszügig bemessen wurden, waren aus Gusselementen zusammengesetzt und auf dem Wagendach unter einem Verdeck montiert. Als Bremswiderstände konnten diese bei Betriebsbremsungen das ganze Motorwagengewicht auf allen Gefällen abbremsen.

Bau der Ce 4/4 Triebwagen in der SWS Schlieren (Archiv WAGI Museum)

Die auf dem Zürcher Strassenbahnnetz vorkommenden Gefälle verlangten den Einbau starker Notbremsen. Als solche wurden an jedem Drehgestell zwei elektromagnetische Schienenbremsen angebracht, d.h. pro Motorwagen vier Stück, mit einer totalen Ansaugkraft von 16t.

Diese Schienenbremsmagnete konnten entsprechend der von der MaschinenfabrikOerlikon seinerzeit entworfenen Sicherheitsschaltung wahlweise durch den Kurzschlusstrom der Motoren, durch Fahrleitungstrom, oder durch Kurzschluss- und Fahrleitungstrom ausgelöst werden. Bei trockenen Schienen konnte diese Bremsgarnitur eine Bremskraft, parallel zu den Schienen gemessen, von rund 2t ausüben, bei nassen Schienen konnte diese auf 1,3t sinken. In Kombination mit der Kurzschluss- oder auch mit der Luftdruckbremse konnte der Wagen auf dem steillsten Gefälle des Tramnetzes mit kurzem Bremsweg zum Stehen gebracht werden.

Technische Daten StStZ Ce 4/4 301 - 350

L.ü.K:                                             12`360mm
Breite:                                             2170mm
Höhe:                                             3880mm
Achsformel:                                    Bo`Bo
Leergewicht:                                   25,1 t (301, 302)
                                                      25,5 t (303–314)
                                                      26,8 t (315–350)

Sitzplätze:                                      25
Stehplätze:                                     35
Reibungsgewicht:                           62,6t

Umbezeichnung:                            Ce 4/4 1301 - 1350 (1947)
                                                      Be 4/4 1301 - 1350 (1956)
Ausmusterung:                               1967 - 1972
Erhalten::                                        1321, 1330, 1350*


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