Die Baureihe 151


Geschichte

Planung und Bau 

Die Baureihe 151 ist die Nachfolgebaureihe der bis 1973 gebauten Baureihe 150. Erste Überlegungen zur Entwicklung der neuen Baureihe setzten im Jahr 1969 ein, als die Deutsche Bundesbahn dringend darauf angewiesen war, ihre Wettbewerbsposition gegenüber dem Straßengüterverkehr zu verbessern und aufgrund des wirtschaftlichen Aufschwungs ständig steigende Transportanforderungen zu bewältigen waren. Um diese Ziele zu erreichen, wurde ein neues betriebliches Leitprogramm für den Güterzugdienst beschlossen, das auf 5 ‰ Steigung Schnellgüterzüge von 1000 t mit 120 km/h, Eilgüterzüge von 1200 t mit 100 km/h und Durchgangsgüterzüge von 2000t mit 80 km/h vorsah. Die Leistungsfähigkeit der Baureihe 150 reichte hierfür weder nach Zugkraft noch nach Geschwindigkeit aus. Zudem war seit jeher seitens des Betriebsdienstes an der Baureihe 150 kritisiert worden, dass deren Zugkraft oberhalb von 80 km/h stark einbrach und bei Geschwindigkeiten über 80 km/h und höheren Zugkräften häufig Fahrmotorschäden auftraten. Es wurde daher die Entwicklung einer neuen Lok für den schweren Güterverkehr notwendig. Mit der Entwicklung des elektrischen Teils beauftragte das BZA München die Firma AEG-Telefunken, mit dem Fahrzeugteil die Maschinenfabrik Krupp. Weil die neue Lok so schnell wie möglich zur Verfügung stehen sollte, schied eine völlige Neuentwicklung, die alle Fortschritte der Technik hinsichtlich Lauftechnik und elektrischer Ausrüstung verwirklicht hätte, von vornherein aus. Es wurde daher zunächst die Möglichkeit untersucht, die Baureihe 150 durch eine geänderte Getriebeübersetzung auf 120 km/h zu bringen und deren Fahrmotor EKB760 in seiner thermischen Belastbarkeit durch eine Wicklungsisolierung der Klasse F statt B deutlich zu steigern. Diese Überlegungen wurden jedoch sehr schnell fallen gelassen, nachdem sich herausstellte, dass eine solche Baureihe 150 nur die Eilgüterzüge von 1200 t mit 100 km/h befördern könnte. Der Blick der Ingenieure von AEG und des BZA München fiel nun auf den ursprünglich von den Siemens-Schuckert-Werken entwickelten Fahrmotor WBM 372-22 der Baureihen 110, 139 und 140. Dieser Fahrmotor war deutlich leistungsfähiger, mit bereits über 4800 Stück in den genannten Baureihen im Einsatz und hatte sich außerordentlich gut bewährt. Es zeigte sich, dass eine mit diesem Fahrmotor ausgerüstete 6-achsige Lokomotive das neue Betriebsprogramm voll erfüllen könnte, wenn der Fahrmotor nicht wie bisher mit Materialien der Klasse B, sondern der Klasse F isoliert würde. Weil mit diesem Fahrmotor die Drehgestelle der Baureihe 150 nicht mehr verwendet werden konnten und auch infolge des leistungsfähigeren und schwereren neuen Transformators ein neuer Lokkasten notwendig wurde, waren die Ingenieure in der Gestaltung dieser Teile frei und nahmen Anleihen bei der Baureihe 103. Im Übrigen wurden so weit wie möglich bewährte und bereits in großer Zahl vorhandene Komponenten aus den Baureihen 110/140 verwendet.

Am 21. November 1972 wurde die erste Lokomotive 151 001 von AEG und Krupp ausgeliefert, es folgten elf weitere Vorserien-Lokomotiven, die ausgiebig erprobt wurden, bevor die Serienlieferung begann. Wie bereits bei den Einheitselektroloks wurden neben den Entwicklerfirmen AEG und Krupp auch die Firmen BBC und Siemens am Bau des elektrischen Teils und die Firmen Henschel und Krauss-Maffei am Bau des Fahrzeugteils der Serienloks beteiligt. Insgesamt wurden 170 Loks beschafft, die zunächst in Hagen und Nürnbergbeheimatet waren.

Die ursprüngliche Lackierung der BR 151 war das grün/schwarz der Güterzugelloks, später abgelöst durch eine Farbgebung in ozeanblau/beige bzw. orientrot. Entsprechend dem aktuellen DB-Farbschema sind fast alle Loks inzwischen in verkehrsrot lackiert; das letzte Exemplar mit der grünen Farbgebung war die 151 049, eine designierte Museumslok der DB, welche allerdings mit Einholmstromabnehmern nachgerüstet wurde und Anfang 2008 ebenfalls in verkehrsrot lackiert wurde.

Einsatz

Prinzipiell sind die 151er auch für den Reisezugdienst geeignet, sie wurden früher planmäßig auf den Rampen der Frankenwaldbahn nach Probstzella und bei Lokmangel z.B. rund um Stuttgart oder auf der Ruhr-Sieg-Strecke eingesetzt. Heute ist dies auf Grund der fehlenden (mittlerweile zur Pflicht gewordenen) TürblockierungTB0 nicht mehr möglich.

Zwanzig Lokomotiven wurden ab 1976 mit der automatischen Mittelpufferkupplung Bauart Unicupler (AK69e) ausgerüstet zur Beförderung schwerer Erzzüge in Doppeltraktion von den Nordseehäfen zu den Stahlwerken Peine-Salzgitter und ins Saarland. Diese Umrüstung wurde notwendig, da die Gesamtzugmasse der Erzzüge mit 4000 t, später auch 6000 t zu groß für die mit der normalerweise verwendeten Schraubenkupplungzulässigen Zugkräfte war.

1994 wurden die Maschinen der Baureihe wie die meisten anderen deutschen Lokomotiven Eigentum des Rechtsnachfolgers Deutsche Bahn AG bzw. seiner Geschäftsbereiche / Tochtergesellschaften. Derzeit sind die Maschinen bei der DB Schenker Rail Deutschland angesiedelt. Inzwischen sind die Maschinen buchmäßig sämtlich in Nürnberg erfasst, an ihren deutschlandweiten Einsätzen hat sich aber nichts geändert. Die Maschinen sind auch auf dem Netz der ÖBB zugelassen und werden auch im grenzüberschreitenden Verkehr eingesetzt.Verbleib [Bearbeiten]

Bei Fristablauf oder größeren Schäden werden die Loks der BR 151 mittlerweile abgestellt und verschrottet. Die 151 121 wurde von AK-Kupplungen auf Schraubenkupplungen zurückgebaut und steht nicht-betriebsfähig im DB-Museum Koblenz.

Konstruktion

Mechanischer Teil

Die dreiachsigen Drehgestelle in Stahlleichtbauweise übertragen die Zug- und Bremskräfte durch drehzapfenähnliche Konsolen auf den Brückenrahmen. Die Gewichtskraft der Lok stützt sich über acht Flexicoil-Federn je Drehgestell auf dem gemeinsamen Brückenrahmen ab. (Siehe auch Original Ausbildungsmappen der Deutschen Bundesbahn). Die Radsätze werden durch Lemniskatenlenker geführt, der mittlere Radsatz ist zur besseren Kurvengängigkeit um je 10 mm seitenverschiebbar.

Der Aufbau des Lokkastens orientiert sich prinzipiell an der Baureihe 103, ebenso wie dort besteht er aus den beiden als ganzes tauschbaren Führerhäusern und drei aufgesetzten Mittelhauben. Insgesamt war die elektrische Ausrüstung der Baureihe 151 am Ende 5 t schwerer als die der BR 150, dieser „Überhang“ musste durch entsprechenden Leichtbau im Fahrzeugteil wieder ausgeglichen werden. Die Verwiegung der ersten Vorserien-Lok ergab dann ein Gewicht von 118 t, womit das Klassenziel von 124 t sogar ohne Verwendung vonAluminium-Leichtbauteilen erreicht werden konnte.

Die Kühlluft für die Fahrmotoren wird über sechs Axiallüfter aus dem Maschinenraum angesaugt, wobei die Luft von außen in den Maschinenraum durch Doppeldüsengitter der Bauart Klatte, die in den Seitenwänden der vorderen und hinteren Maschinenraumhaube angebracht sind, nachströmt. Die Kühlluft für den Trafoölkühler wird durch den ebenfalls als Axiallüfter ausgeführten Ölkühlerlüfter über Gitter im kleinen Dachaufsatz auf der mittleren Maschinenraumhaube angesaugt und nach Passieren des Ölkühlers nach unten zwischen den Drehgestellen ausgeblasen. Die beiden Bremswiderstandslüfter saugen ihre Kühlluft im Bereich der Drehgestelle an und blasen sie über Gitter in den Dachflächen der beiden äußeren Hauben nach oben aus. Da die Kühlluftführung der Muster-Baureihe 103 zu starker Verschmutzung des Maschinenraums mit Staub führte, wurde das ursprüngliche Belüftungskonzept, das 12 Doppeldüsengitter auf jeder Maschinenraumseite vorsah, noch während der ersten Prototypen-Fertigung dahingehend geändert, dass die Kühlluft über nur zweimal drei Lüftergitter pro Seite angesaugt wird. Zuvor durchgeführte Versuche hatten ergeben, dass auch bei einer Verkleinerung der Gitterfläche und der damit verbundenen Steigerung der Luftgeschwindigkeit in den Gittern keine nennenswerten Mengen an Wasser oder Schnee in den Maschinenraum mitgerissen werden.

Elektrischer Teil

Energieversorgung

Für die geplante höhere Leistung wurde ein Dreischenkel-Haupttransformator mit 6325 kW Nennleistung neu entwickelt. Das angebaute Hochspannungsschaltwerk W29T besitzt 28 Stufen, die von einer Nachlaufsteuerung angelaufen werden. Das eigentliche Schalten des Laststroms erfolgt durch Thyristor-Lastschalter. Die Stromzuführung aus der Oberleitung erfolgt über zwei Scheren-Stromabnehmer des Typs DBS 54, einige Loks wurden in jüngerer Zeit im Zuge von Ausbesserungen jedoch mit Einholm-Stromabnehmern SBS 65 ausgerüstet. Ferner wurden einige Lokomotiven mit dem DSA-200-Stromabnehmer ausgerüstet, der über eine Schleifleistenüberwachung verfügt. Über die Dachtrennschalter (die mittlerweile außer Betrieb genommen worden sind) und den Druckluft-Hauptschalter wird der Strom zum Haupttransformator geleitet.Fahrmotoren und elektrische Bremse 

Die vierzehnpoligen Fahrmotoren des Typs WB372-22f sind prinzipiell mit denen der E10/E40 baugleich, konnten jedoch durch Verwendung von Isoliermaterialien der Klasse F statt B mit 20 % höherer Leistung ausgelegt werden. Die Kraftübertragung auf die Räder erfolgt über einen SSW-Gummiringfeder-Antrieb.

Die Baureihe 151 verfügt über eine neu entwickelte fremderregte elektrische Widerstandbremse, die sich an die in den Lokomotiven 110 288 und 110 289 erprobte Ausführung anlehnt. Bis auf die 7-stufige Sollwertvorgabe über den Bremssteller arbeiten beide Drehgestelle unabhängig voneinander. Die Erregung der Fahrmotoren erfolgt im Bremsbetrieb über jeweils einen Thyristorgleichrichter pro Drehgestell aus der Erregerwicklung des Haupttransformators (33 V, 132 kVA). Jeder Fahrmotor arbeitet auf einen eigenen Bremswiderstand. Dies hat den Vorteil, dass sich eine gleitende Achse durch Absinken des Bremsstroms ihres Fahrmotors von selbst wieder fängt. Die Widerstandsgeräte sind konstruktiv wie bei der Baureihe 103 ausgeführt. Jeweils 3 mäanderförmige und von Kiemen durchzogene Widerstandsbänder sind in einem Bremswiderstandsturm mit Lüfter zusammengefasst. Die Bremsleistung beträgt kurzzeitig maximal 6600 kW und wird durch die Temperaturüberwachung der Bremswiderstände nach spätestens 20 Sekunden auf 3260 kW dauernd reduziert. Die Bremswiderstandslüfter werden von der am Bremswiderstand 2 bzw. 5 abfallenden Spannung gespeist.

Die Druckluftbremse Bauart KE-GPP2EmZ (Mehrlösige Knorr-Einkammerbremse mit Bremsstellungen G, P und P2) wird im Regelbetrieb erst kurz vor Fahrzeugstillstand (5 km/h) wirksam, da bei Fahrdrahtspannung die elektrische Widerstandsbremse vorgesteuert ist. Löst der Lokführer bereits deutlich vor Stillstand des Zuges aus, wird die Druckluftbremse der Lok überhaupt nicht erst wirksam.

Ein Anfahrüberwachungsgerät überwacht anhand vorgegebener Kennlinien Motor- und Oberstrom, Motor- und Oberspannung sowie Drehzahldifferenzen der einzelnen Motoren, greift bei Bedarf in die Schaltwerkssteuerung ein oder steuert die Schleuderschutzbremse an. Damit wird ein Durchgehen bei schlüpfrigen Schienen oder großer Last vermieden. Bei Ausfall der Nachlaufsteuerung kann mit einem Hilfsfahrschalter, auch „Flipper“ genannt, mit den Stellungen Ab-Fahrt-Auf gefahren werden.

Führerstand und Zugüberwachung 

Führerstand der Baureihe 151

Im Vergleich zur DB-Baureihe E 50 wurden die Führerstände stärker schallisoliert und die Anordnung der Bedienelemente ergonomisch optimiert. Der neue DB-Einheitsführerstand wurde erst zwei Jahre später bei derBaureihe 111 eingeführt, kam hier also noch nicht zum Einsatz; die Ergonomie ist gegenüber dem Führerstand der BR 150 jedoch bereits verbessert.

Zur Ausrüstung der Zugsteuerung gehören eine Zeit-Weg-Sicherheitsfahrschaltung sowie eine Punktförmige Zugbeeinflussung, gegenwärtig Bauart PZB 90. Auch Zugfunk, ein Steuergerät für Doppeltraktion undWendezugbetrieb sind vorhanden. Die meisten Nürnberger 151er erhielten zum Einsatz auf den Neubaustrecken die Linienförmige Zugbeeinflussung LZB/I80. Recht neu dabei sind die Rechner für den elektronischen Buchfahrplan EBuLa.

Quelle: Wikipedia