Lokomotivtechnik

 Lokomotive ( auch kurz Lok genannt), sind die treibenden Einheiten eines Zuges . Von anderen Schienenfahrzeugen mit Eigenantrieb unterscheidet sich die Lokomotive dadurch, dass sie nur als Antriebsmaschine und nicht für die Beförderung von Passagieren oder Fracht vorgesehen ist. Man teilt Lokomotiven  in Personenzug-, Güterzug- oder Rangierloks ein. Seit 1968 nutzt die Deutsche Bundesbahn (DB) ein siebenstelliges Ziffernsystem, um Lokomotiven nach ihrer Bauart einzuordnen. So bezeichnet beispielsweise die erste Ziffer die Fahrzeugart

Triebwagen bestehen aus der Antriebseinheit (Kopf) und dem Transportteil (Steuer - und Mittelwagen ) die eine Einheit bilden und werden nur in Ausnahmefällen getrennt.( ICE , 624 , Cargo Sprinter )

Bauartnummern der Lokomotiven.

 

Dampflokomotiven (1804-1976)

Die erste Antriebsart war der Dampfantrieb bei den  Dampflok .
Die Dampflok nutzt, ähnlich wie die Dampfmaschine, die Expansionskraft von Wasserdampf als Antriebskraft aus. Den Antrieb auf die Treibachse bewerkstelligen mindestens zwei Arbeitszylinder , bei einigen Hochleistungsloks auch 3 oder 4 Arbeitszylinder  , es gab auch Dampflok die über   einen Dampfturbinen - Antrieb verfügten . Die Antriebskolben der Dampflok sind über Kuppelstangen mit den Treibachse verbunden , auf jeder Seite werden meistens 3-5 Räder angetrieben. Durch diese Anordnung ist eine hohe Zugkraft gewährleistet. Die Geschwindigkeitsregulierung während der Fahrt gelingt durch entsprechende Änderung der Zylinderfüllung. Über einen Kolbenschieber wird die Dampfzufuhr zu den Arbeitszylindern gesteuert. Dieser Schieber wird von der Treibachse über eine Hebelmechanik angetrieben. Heizmaterial (Holz , Kohle, Schweröl) und Wasser werden in einem so genannten Schlepptender mitgeführt – Tenderloks führen beides in entsprechenden Kästen mit sich. Versuchsweise gab es auch Dampflokomotiven mit stirnseitigem Führerstand , was eine bessere Beobachtung der Strecke durch den Lokführer ermöglicht.

  DIESELLOKOMOTIVE  1909-2001
Im Lauf der Zeit wurde die Dampflokomotive durch mit Dieselmotoren ausgerüstete Loks ersetzt. Dieselloks  befahren heute noch nichtelektrifizierte Strecken , und werden viel im Rangierdienst eingesetzt. Es gibt dieselhydraulische Loks , die Kraft des Motor wird über ein Flüssigkeitsgetriebe auf die Achse übertragen. Das Getriebe erhöht beim Anfahren oder bei langsamer Fahrgeschwindigkeit das jeweilige Drehmoment der Motoren. Die Kraftübertragung bei der dieselelektrischen Lok geschieht durch die Kombination des Dieselmotors mit einem Dreh- oder Gleichstromgenerator. Der Dieselmotor ist dabei direkt mit einem Generator verbunden. Der Antrieb der Achse wird dann wie bei einer Elektrolok bewerkstelligt , in der Regel hat jede Achse einen eigenen Elektromotor. Schon 1909 wurde der erste vierachsige Dieseltriebwagen mit elektrischer Kraftübertragung bei der Preußisch-Hessischen Staatsbahn in Dienst gestellt. Bis ca.1930 wurden aber nur Nebenbahn und Industriedieselloks in großer Zahl gebaut .Nach 1930 war es aber auch , durch bessere Dieselmotoren und Kraftübertragung, möglich  auch großer Diesellokomotiven zu bauen .Schon 1931 fuhr dann der erste Dieseltriebwagen die Höchstgeschwindigkeit von 230 km/h ,gibt es bis jetzt einen schnelleren ?

  ELEKTROLOKOMOTIVE  (1881-2001)
Elektrolokomotiven, kurz E-Loks, verwenden Strom als Antriebsenergie , der aus der Fahrleitung entnommen wird (15000 Volt 16 2/3 Hz bis 600 A )diese befindet sich  in einer Höhe ca 4,5bis 5,5 Meter über der Schienenoberkante .  E-Loks erhalten die elektrische Energie (Strom) aus  einer Oberleitung  , eine Ausnahme ist die so genannte Akkumulatorlok (nur bei Privatbahnen ,Zechenverkehr). Bestimmte S-Bahn beziehen den Strom aus einer Stromschiene (Hamburg/Berlin) 1000 Volt Gleichstrom. In Europa werden leider  unterschiedliche Stromsysteme für die Bahn benutzt. So gibt es z. B. in Österreich, der Schweiz und in Deutschland einheitlich das Einphasen-Wechselstrom-System mit einer Spannung von 15 Kilovolt (1 Kilovolt entspricht 1 000 Volt) und einer Frequenz von 16,2/3 Hertz. In anderen Ländern wird dieses System nicht einheitlich oder mit anderen Werten verwendet. So nutzt man  in Frankreich zum Teil das Einphasen-Wechselstrom-System mit 25 Kilovolt Spannung und einer Frequenz von 50 Hertz. Im Gegensatz dazu speist man in den Niederlanden und Großbritannien das Bahnstromsystem teilweise mit Gleichstrom (1,5 Kilovolt) – in Italien und Belgien Gleichstrom mit 3 Kilovolt. Das bedeutet das Elektro-Lokomotiven die im Grenzüberschreitendem Verkehr eingesetzt werden als Mehrfrequenzloks gebaut werden müssen. Als Fahrmotor sind bei den Einheitslokomotive im Einphasen-Wechselstrom-Betrieb so genannte Reihenschlussmotoren eingebaut. Neubaulokomotiven sind in der Lage den Einphasen-Wechselstrom in Drehstrom umzuwandeln, was den Einsatz von verschleißarmen Drehstrommotoren ermöglicht.  Die Hochspannung wird in den Loks heeruntertransformiert , von ca. 15000 V auf bis zu ca.500 V und an die Fahrmotoren weitergeleitet .Ein sogenanntes Schaltwerk sorgt dafür das der Lokführer die Leistung des Fahrmotors regulieren kann , es bietet die Möglichkeit die Spannung die zu dem Fahrmotor geleitet wird zwischen 0 Volt und 500 Volt einzuregeln, in 28 Stufen kann der Lokführer die Leistung einstellen. Drehstromlokomotiven – zu denen auch der ICE zählt – verfügen über hochmoderne Leistungselektronik und so genannte Drehstrom-Asynchron-Motoren.

Der Gesamtwirkungsgrad der Dieselloks und Elektromotiven ist fast gleich ,da bei der Herstellung des Stroms in den Kraftwerken der Wirkungsgrad leider nicht sehr gut ist.


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