Description technique des locomotives BUCO 304 et 304 L

FABRIQUE DE JOUETS A. BUCHERER & CIE, A. G. DIEPOLDSAU SG
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Les locomotives électriques BUCO 304 et 304 L d'origine, écartement 0, produites entre 1949 et 1959
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INTRODUCTION :
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Jusqu'à ce jour, il n'existait AUCUN texte en langue française, pour décrire la construction, l'exploitation et la maintenance des locomotives BUCO des types 304, 304 L, 314 et 314 L (« L » pour alimentation électrique par caténaire en plus du rail central); l'auteur de ce Blog-Internet a donc traduit les textes originaux BUCO rédigés en langue allemande, tout en ajoutant les schémas électro-magnético-mécaniques y relatifs, ainsi que quelques précisions rédactionnelles complémentaires et indispensables. Pour quelle raison avoir choisi ce type de locomotive, exécuté en deux sous-séries, soit une « de base » - 304 – (avec inverseur de marche manuel) et une « de luxe » - 314 -, (avec inverseur de marche électro-magnético-mécanique à surtension télécommandée de 24 V.) ?  Tout simplement parce que je considère, qu'au niveau du chemin de fer « jouet » à l'écartement 0 (échelle 1/43,5ème ou 1/45ème et désigné par « Tin-plate », soit, en jargon de collectionneur, assemblage par tôles embouties et imprimées), les locomotives BUCO 304 et 314 (Ae 4/6 CFF de la série 10801 à 10812 sous une forme raccourcie avec disposition des essieux 1-B-1 ou « 2/4 ») m'apparaissent comme les plus abouties et les plus élégantes dans cette catégorie du modélisme ferroviaire suisse (bien évidemment, il en est de même en ce qui concerne le matériel roulant remorqué, soit les voitures voyageurs, les fourgons et les wagons de marchandises, qui sont très finement exécutés, offrant une ambiance parfaitement réaliste de nos CFF des années 1940 à 1960, sans omettre la qualité d'exécution de la voie, des aiguillages, des signaux, de la caténaire et des bâtiments en bois.

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Alors que les locomotives 304 de base (produites de 1949 à 1959) ne sont alimentées en courant (phase) qu'au moyen du rail central (toit muni de deux pantographes fixes non fonctionnels), donc non équipées d'un interrupteur principal préalable, les 304 L (produites dès 1950, année de l'apparition de la caténaire, jusqu'en 1959) sont munies de deux véritables pantographes, ainsi que d'une ligne de toiture, lesquels permettent également la captation du courant au moyen du fil de la caténaire; dans ce cas, le commutateur, ou interrupteur principal en jargon ferroviaire, est monté à l'intérieur du toit de la locomotive. Après avoir manuellement et prudemment "déclipsé" le toit, le système peut ainsi être choisi selon le schéma figurant ci-dessous et permet donc d'appliquer quatre modes distincts pour l'enclenchement lors de la mise en service, soit:

 

1. Le moteur de traction est commuté sur la caténaire (chiffre 2), alors que l'éclairage est alimenté par le rail

    central (chiffre 4). Dans ce cas, la présence de deux transformateurs distincts est nécessaire

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2. Le moteur de traction et l'éclairage sont commutés sur l'alimentation par caténaire (chiffre 2)

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3. Le moteur de traction est commuté sur rail central (chiffre 4), alors que l'éclairage est activé au moyen de la

    caténaire (chiffre 2). Dans ce cas, la présence de deux transformateurs distincts est nécessaire

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4. Le moteur de traction et l'éclairage sont commutés sur le rail central (chiffre 4)

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5. Frotteurs des deux pantographes

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6. Plaque (sous tension) de fixation des deux frotteurs centraux inférieurs

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7. Frotteurs centraux inférieurs.

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Par le schéma figurant ci-dessus, la distribution du courant (phase) est clairement démontrée à partir de l'interrupteur principal central, monté sous le toit de la locomotive. Ainsi, le levier de commande mobile No 1, de gauche, destiné au moteur de traction, est relié par un câble bleu, alimentant l'enroulement statorique ; ce levier de commande peut également être branché, toujours au moyen d'un câble bleu, directement aux pantographes fonctionnels entrant en contact avec la caténaire, via le point d'alimentation No 2. Le levier de commande mobile No 3, de droite, est destiné à l'alimentation des feux frontaux, ainsi que de la prise de courant pour l'éclairage des voitures, placée au centre de l'une ou sur les deux  faces frontales de la caisse de la locomotive ; ce levier de commande peut également être branché, au moyen d'un câble vert, via le point d'alimentation No 4, aux deux prises de courant centrales inférieures appuyant sur le rail central. Le chiffre 5 concerne les frotteurs des deux pantographes, qui entrent en contact avec le fil de la caténaire ; le chiffre 6 définit la plaque commune (sous tension) réunissant les deux prises de courant inférieures, alors que le chiffre 7 concerne les deux prises de courant inférieures qui, elles-mêmes s'appuient sur le rail central. Ainsi, le déplacement correspondant des deux leviers de commande mobiles, permet les combinaisons d'alimentation souhaitées. Cela peut, par exemple, très bien convenir pour l'exploitation de deux trains, ou de de deux locomotives, circulant indépendamment l'une de l'autre sur la même voie. Une locomotive, alimentée avec les deux leviers de commande reliés par les câbles bleus, sera branchée sur la caténaire, alors que l'autre locomotive, commutée avec les câbles verts, sera alimentée au moyen du rail central.  Le courant de retour (masse) passe, dans les deux cas, sur les deux rails extérieurs de roulement, via la caisse et les roues de la locomotive, pour rejoindre le transformateur principal d'alimentation (tensions primaire de 220 V. et secondaire de16-24 V.).

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Par l'illustration ci-dessus, la desservance du sens de marche s'opère de la façon suivante : la poignée de commande b) et la barre d'activation, lui faisant suite, permettent de débloquer (de droite à gauche) le levier électro-aimanté vertical s'appuyant contre le noyau en fer doux du stator, entraînant à son tour le triangle cranté s'appuyant sur la roue dentée (non visible) commune au disque-inverseur multi-contacts de distribution du courant (au milieu en haut, sous la bobine du stator), commandant le sens de rotation du moteur de traction, ainsi que celui de l'éclairage (distribution du courant au moyen des trois lames de contact inférieures s'appuyant sur le disque).

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Admettons que la tige de commande b), se terminant par un gros bouton pour en faciliter la manutention, soit retirée, alors que la locomotive roule en marche avant. En coupant le courant (bouton-curseur ou volant du combinateur du transformateur ramené à « 0 »), la locomotive s'arrête. Si cette tige de commande b) est maintenant repoussée et bloquée (de gauche à droite), la locomotive est maintenue à l'arrêt, avec feux frontaux enclenchés, ainsi que l'éclairage des voitures voyageurs éventuellement accouplées ; dans cette position, apparaît un très léger bourdonnement à l'intérieur de la machine, indiquant ainsi que celle-ci est sous tension , cependant sans que cela ne provoque le moindre des risques électriques (surchauffement ou court-circuit) ; il faut toutefois veiller à ce que la tension demeure raisonnable et contribue ainsi à un éclairage réaliste. En outre, ce léger bourdonnement apporte une ambiance ferroviairo-électrique bienvenue et semblable à celle que l'on rencontre sur les "grandes" locomotives (dans la réalité, même encore aujourd'hui, une locomotive à l'arrêt, mais enclenchée, produit toujours un « bruit électrique », notamment en raison de l'induction). Maintenant, en retirant la tige, lors de la mise en marche, la locomotive changera de sens et partira en arrière. Conduire la locomotive avec la tige de commande retirée (déverrouillée) ne doit s'appliquer que pour des mouvements de manœuvre. Par contre, pour l'exploitation régulière en ligne, la tige de commande doit toujours être enfoncée/bloquée, ceci en pressant la pièce verticale électro-aimantée contre le noyau en fer doux du stator ; ainsi, le sens de marche choisi et/ou l'arrêt avec l'éclairage enclenché demeurent fixes. La pièce mobile verticale permet donc la distribution du courant au moteur de traction en actionnant le disque latéral central par légère rotation de celui-ci dans le sens des aiguilles d'une montre, disque multi-contacts réglant les différentes positions de marche et/ou d'éclairage. Avec ce système, les locomotives 304 et 304 L fonctionnent de la façon suivante : marche avant - arrêt avec l'éclairage enclenché - marche arrière - arrêt avec l'éclairage enclenché - marche avant -, etc..

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Les deux points a) d'extrémité du deuxième schéma ci-dessus sont destinés à la fixation de la caisse par vissage sur l'ensemble électromécanique intérieur de la locomotive. Afin d'augmenter l'adhérence, donc l'effort de traction, un contre-poids (en option) en acier est inséré à chacune des deux extrémités, au-dessus des deux plaques de fixation (en aluminium) de la caisse de la locomotive.

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Les locomotives BUCO doivent être périodiquement lubrifiées. Avec un fil, une aiguille ou encore une petite burette contenant de l'huile mécanique de bonne qualité, les divers engrenages réducteurs, les paires de paliers des essieux moteurs et porteurs et tout particulièrement ceux de l'axe d'induit C), doivent être régulièrement graissés. Pour accéder au point C), le toit de la locomotive doit être enlevé. Il est recommandé de n'apporter seulement qu'une à deux gouttes d'huile aux endroits concernés, mais de répéter l'opération selon la durée d'exploitation. Par contre, la surface du collecteur de l'induit ne doit jamais recevoir d'huile, sous peine de non fonctionnement du moteur de traction par suite d'encrassement isolant. Lors d'une exploitation continue et intensive, l'ensemble du mécanisme est à graisser régulièrement et aussi souvent que nécessaire. Suite à une longue période de non-exploitation (par exemple plusieurs jours, semaines ou mois), un graissage, ainsi qu'un contrôle préalable des contacts électriques (présence éventuelle d'oxydation nécessitant un nettoyage), doivent également être effectués. C'est la seule manière d'éviter une usure prématurée et de garantir ainsi un fonctionnement optimal.

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Préalablement au remplacement des balais usés en charbon et en bronze (utilisé pour le nettoyage du collecteur - treillis ultrafin enroulé sur lui-même -), le toit de la locomotive doit être « déclipsé » (si possible simplement avec les mains, sans l'utilisation d'un outil, afin d'éviter toute griffure), alors que la caisse doit être démontée. Pour cette opération, le bouton d'extrémité de la tige b) doit tout d'abord être dévissé et enlevé, afin que la caisse de la locomotive puisse ensuite être éloignée, ceci  après avoir retiré les deux vis de fixation de celle-ci selon points a), ainsi que des deux contre-poids en fonte sur le châssis, vis placées aux extrémités à l'intérieur de la locomotive. Pour le retrait des balais usés, dévisser prudemment les deux gros capuchons situés devant le collecteur, retirer les balais avec leur ressort, puis nettoyer, à l'aide d'un coton-tige imbibé d'un peu d'alcool ou de benzine rectifiée, les deux logements destinés aux balais. Après cette opération, préalablement à la mise en place des nouveaux balais avec leur ressort, se munir d'un outil pointu ultra fin et l'introduire prudemment entre les trois lamelles du collecteur, de façon à éliminer la poussière de charbon accumulée et pouvant, avec le temps, provoquer un court-circuit par pontage entre les lamelles, qui doivent toujours demeurer parfaitement isolées entre elles. Une fois le nouveau balai en charbon, ainsi celui en treillis de bronze mis en place, procéder au remontage de la locomotive dans l'ordre inverse de celui du démontage. Toutefois, à l'heure actuelle, les deux balais sont très souvent identiques, désormais formés de matériaux composites assemblés et pressés (charbon + poussière de cuivre). Les balais peuvent être obtenus auprès des fournisseurs de matériel BUCO.

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Les frotteurs No 5 usés des pantographes (voir premier schéma ci-dessus), pivotant dans le sens longitudinal autour des deux axes de maintien d'extrémité, sont aisément échangeables.  Il suffit de légèrement presser ces frotteurs dans le sens latéral avec la main, afin de les dégager des axes en question, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser une pince ou d'un tout autre outil, puis de les remplacer par de nouveaux frotteurs, en veillant à préalablement correctement placer la paire de ressorts de maintien des pantographes en position élevée ou abaissée.

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L'échange des deux frotteurs centraux inférieurs usés No 6, nécessaires à la prise de courant sur rail central, s'effectue de la façon suivante : Il faut, tout d'abord, dévisser (vis No 7) le premier frotteur, puis le remplacer immédiatement par un nouveau en le revissant ; ensuite seulement, répéter l'opération, en démontant le deuxième frotteur et en le remplaçant à son tour par un nouveau. Cette façon de pratiquer constitue une procédure obligatoire car, en démontant directement les deux frotteurs en même temps, la plaque de maintien en métal (non visible), reliant les deux frotteurs en question et fixée à l'intérieur de la plaque isolante du châssis, se désolidarise de cette dernière, pour tomber à l'intérieur du châssis parmi le mécanisme, ce qui exige ainsi le démontage complet de la locomotive, donc opération à absolument éviter, si non nécessaire.

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En matière d'entretien, la première des règles absolues consiste en effet à, tout d'abord, toujours scrupuleusement et préalablement examiner la façon dont tout objet a été fabriqué, puis ensuite se conformer aux directives relatives à sa maintenance !

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Ci-dessus, locomotive "de base" BUCO 304 dans son aspect d'origine (produite de 1949 à 1959, avec toit sans ligne de toiture et muni de pantographes fixes "jouet" non fonctionnels, ainsi que corps de roues de couleur rouge). A gauche (face arrière de la locomotive), sont bien visibles: la tige de commande (se terminant par un gros bouton pour en faciliter la manutention - mouvement horizontal avant-arrière -) de l'inverseur de marche manuel, les deux prises de courant pour l'éclairage des voitures voyageurs, ainsi que les feux frontaux factices. Par contre, ci-dessous, le même modèle, mais transformé en 304 L (à partir de 1950 - année du début de la production de la caténaire - et jusqu'en 1959, avec toit muni de la ligne de toiture et des pantographes réalistes). C'est en 1959 que cesse la production originale de BUCO, reprise de 1962 à 2009 par Krähenbühl à Thoune, puis par BUCO à Bauma dès 2011.

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Locomotive 304 d'origine avec face "avant", munie de la paire de feux frontaux. La tige de commande de l'inverseur manuel, ainsi que les deux prises de courant pour l'éclairage des voitures voyageurs, sont placées sur l'autre face frontale "arrière", qui n'est pas visible.