Replicabouw Siemens schakelkasten

Bij de restauratie van GTr 307 kwam het probleem naar voren dat een van de schakelkasten geheel miste, en de andere in zodanig slechte staat verkeerde dat we die niet meer durfden te gebruiken. Even was er sprake van om de wagen dan maar te voorzien van niet-originele kasten uit een oude werkwagen (het type nokkenkasten zoals op het laatst in de diverse twee-assers bij het GVB in gebruik was). Omdat zulke kasten technisch en zeker qua uiterlijk voor deze verder zo zorgvuldig gerestaureerde wagen absoluut niet passend zouden zijn hebben we besloten nieuwe naar origineel voorbeeld te bouwen. Na een klein onderzoek aan de bestaande sleepringkast bleek dat de constructie vrij simpel was, zodat het nabouwen te doen moest zijn (bijvoorbeeld een Union kast van de Amsterdamse tweeramers bevat veel meer lastige complicaties die maken dat nieuwbouw veel moeilijker zal zijn).

De keuze is gemaakt om twee nieuwe kasten te bouwen, in plaats van één nieuwe en de bestaande te reviseren. Op deze manier krijgt de wagen tenminste twee gelijke kasten en dat is later met onderhoud gemakkelijker. Bovendien konden we op deze manier zo lang mogelijk de originele als voorbeeld intact laten (dit is voor het doorgronden van bepaalde constructie-details nog erg waardevol gebleken).

Met de gietijzeren onder- en bovenkant en bronzen dekplaat als voorbeeld werden nieuwe exemplaren gegoten, waarna de basis van de kast met simpele strips en hoeklijn in elkaar gezet kon worden. Hierna kon begonnen worden met de bouw van het interieur.

Eerst moest de basis voor de schakelcontacten van de twee schakelwalsen gemaakt worden: twee houten blokken met richels waar de contacten op worden geschroefd. Gekozen is voor hardhout, wat na bewerking langdurig in lijnolie is geimpregneerd om vochtopname (en daarmee slechte isolatie) te voorkomen. De contacten zelf zijn gemaakt van messing strip wat in op maat gemaakte stukjes werd gezaagd (en waar nodig stuk voor stuk heet gestookt en in een hoek gezet). Daarna werden met zelf gemaakte malletjes de diverse gaatjes geboord en schroefdraad getapt. De roodkoperen kopjes werden voor ons gefreesd uit ronde staf. De laatste onderdelen bestonden uit de litzes voor de stroomdoorvoer (gemaakt van in reepjes gesneden vellen dun koper, naar origineel voorbeeld) en het bladveertje dat het contact zijn veerdruk geeft. Dit laatste leverde een lange zoektocht op om het juiste materiaal te vinden. Uiteindelijk bleek een postorderende metaalhandel, Salomons in Groningen, het juiste verendharde fosforbrons in zijn assortiment te hebben. Veel andere materialen kwamen van metaalhandel Granaat op de Oude Schans in Amsterdam, een unieke winkel!
Een kast bevat drie verschillende types contacten, in totaal zo'n 40 stuks per kast, bestaande uit 5 handgemaakte onderdelen en de nodige boutjes en moertjes.

De schakelwals bestaat uit een (van origineel nagegoten) onder- en bovenschijf op een as, met daaromheen een ronde koker van isolerend materiaal. Voor dit laatste werd bij een handel in kunststoffen pertinax buis gevonden. Na diverse testen wat betreft brandbaarheid, vochtopname en isolatiewaarde bleek dit ideaal voor het doel te zijn. Omdat de diameter iets verschilde van het origineel, was het overbrengen van het patroon van schroefgaten overigens niet eenvoudig (hiervoor heb ik van te voren 'geoefend' op een kunststof regenpijp). De doorverbindingen tussen de lamellen op de wals lopen aan de binnenkant van de wals, ook het aanbrengen daarvan was moeilijk en ingewikkeld.
De lamellen (de sleepringen waar dit type kast zijn naam aan ontleent) werden gemaakt van dezelfde strip als de contacten die in de juiste diameter rond werd gewalsd en in stukjes van de juiste grootte werd gezaagd. Dit leverde 9 verschillende types op. Met afstandbussen en messing bouten werden de lamellen op de wals gemonteerd.

De rijrichtingwals was van hout met een ijzeren onder- en bovenkant. Deze laatste werden in brons nagemaakt, omdat dat wat makkelijker te verwerken was. De wals werd gedraaid uit hetzelfde hout als de blokken voor de contacten. De contacten op deze wals zijn vrij simpele roodkoperen strips: deze wals wordt tenslotte nooit met stroom erop geschakeld. Bijzonderheid van deze wals is dat deze met de vorm van de onderkant via een arm de schakelwals op verschillende manieren blokkeert. Montage van één en ander moest dus nauwkeurig gebeuren, omdat dit anders niet goed zou werken.

Ook rijkruk en wagensleutel (in Amsterdam 'Paard' genoemd) waren niet meer aanwezig. Van oude tekeningen van Siemens werden in hout en kunststof modellen gemaakt. Van deze modellen zijn nieuwe exemplaren gegoten. Na afwerking werkelijk een schitterend gezicht!

Uiteindelijk werden al deze onderdelen in de kast gemonteerd, met de electrische doorverbindingen tussen de twee groepen contacten. Hierbij viel vooral op hoe slim dit ontwerp in elkaar zit: door een paar bouten los te halen pak je zo de schakelwals eruit, met vier bouten haal je in een keer het gehele interieur (de twee blokken met contacten) uit de kast. Op gebied van onderhoudsgemak leek Siemens in vergelijking met anderen zijn tijd ver vooruit!

Het laatste (en moeilijkste) punt was de blaasspoel met vonkenschotten. Grootste probleem hierbij was dat deze van de originele kast niet aanwezig was. Onderzoek van vergelijkbare schakelkasten van de HTM 164 in het Haags Openbaar Vervoer Museum en de A37 in het NZH museum leverde een idee voor de uiterlijke kenmerken en afmetingen op. Hierbij konden we uiteraard niet zien hoe de inhoud in elkaar zat, want irreversibel openmaken was uiteraard geen optie. In het tekeningenarchief van het GVB kon nog een tekening worden gevonden hoe de spoel gewikkeld moest worden. Deze konden bij GTI in Amsterdam Noord gewikkeld worden.

De vonkenschotten werden van modern asbestvervangend materiaal gemaakt (ook dit is een voordeel van nieuwbouw: ontasbesten is voor deze kasten niet aan de orde!). Na het maken van een proefmodel van hout en karton werd de stap gewaagd de echte spoelen te monteren. Ook hier is de maatvoering een moeilijk punt: de vonkenschotten moeten precies tussen de contacten en op de wals vallen, terwijl de spoel zelf op twee speciale contacten zijn stroom krijgt. Een probleem hierbij was dat door krimp bij nagieten van de originele delen van de kast deze een paar procent kleiner werden, terwijl de diverse onderdelen 1-op-1 zijn nagemaakt. De bevestiging van de blaasspoelen kwam terecht op een optelsom van al deze kleine afwijkingen, waardoor ze maar net in de kast passen. Bij eventuele nieuwbouw van meer kasten (als deze eerste keer succesvol blijkt) zal hiermee rekening gehouden worden.

Op dit moment heeft de eerste (zeer korte) proefrit plaatsgevonden (zie Laatste nieuws, en alles leek te werken. Natuurlijk moeten nog veel meer proefritten gereden worden om de kasten zwaarder te testen onder 'echte' omstandigheden (rijden en remmen op hogere snelheid).

Begin maart 2008 heeft de 307 op eigen kracht een 'echte' rit gereden, van de Lijsterbesstraat naar de remise Scheveningen. Ook deze rit hebben de schakelkasten goed doorstaan, dus het zelf bouwen van deze kasten lijkt een succes te zijn.
Zie hiervoor het Laatste nieuws item hierover.

Is het op deze manier nabouwen van originele Siemens OW-kasten ook na uitgebreider testen succesvol, dan zijn dit zo ver wij weten de eerste compleet nieuw nagebouwde replica's van originele sleepringkasten. Dit biedt dan interessante opties voor de toekomst: de nog op restauratie wachtende Amsterdamse Grootbordesser 339 heeft gelijke kasten gehad, maar ook de bij de Tramweg-Stichting bewaarde A327 en A106 hadden van oorsprong Siemens OW kasten. Ook de Amsterdamse Blauwe wagen 401 had in de begintoestand sleepringkasten, zij het van een later, op de huidige nokkenkasten gelijkend model. Met de bij de 307 opgedane ervaringen moet het mogelijk zijn ook deze kasten na te bouwen.