http://img516.imageshack.us/img516/331/hau...uptstromio9.gif
Dabei handelt es sich um ein gängiges N28h-Schaltwerk, das in den Einheitslokomotiven der Bundesbahn Verwendung fand. Der Kasten mit den vielen schwarzen, senkrechten Rechtecken (Wicklungen) und den kleinen weißen Rechtecken mit den Ziffern (Stufenkontakte), ist das eigentliche Schaltwerk mit Transformator. Im Strompfad direkt senkrecht zwischen Stromabnehmer/Hauptschalter und den Raderdekontakten befindet sich die Stufenwicklung des Transformators. Sie hat die bereits erwähnten 28 Anzapfungen für die Schaltstufen. Links davon ist die Hilfswicklung dargestellt, der Energie für Hilfsbetriebe (Lüfter, Luftpresser, Ladegerät, ...), die Erregung der elektrischen Bremse und die elektrische Zugheizung entnommen werden kann. Rechts von der Stufenwicklung befindet sich das Lastschaltwerk. Beim N28h handelt es sich um ein Oberspannungsschaltwerk. Dies ist die übliche Variante, da hier die zu schaltenden Ströme kleiner und damit beherrschbarer sind. Ein Unterspannungsschaltwerk war z.B. das Druckluftschaltwerk der Baureihe 141. Das Umschalten zwischen den Stufen erfolgt mittels zweier Lastkontakte. Die Schaltfolge ist rechts oben symbolisch dargestellt. Der Umschaltwiderstand, durch den während des Umschaltens der ausgleichende Strom zwischen den beiden Trafoanzapfungen fließt, befindet sich auf dem Transformator. Die vom Schaltwerk abgegriffene Spannung wird dann auf die Oberspannungswicklung gegeben und in einem festen Verhältnis Oberspannungswicklung/Unterspannungswicklung heruntertransformiert und steht dann dem Motorstromkreis (rechter Teil im Bild) zur Verfügung.
In Praxis sieht so ein Schaltwerk dann in etwa so aus...
Sehr gut zu sehen sind links die beiden Lastschalter. Im Kasten in der Mitte, dessen Deckel mit den vielen Schrauben befestigt ist, befindet sich die lineare Wählerbahn im Ölbad. Die Wählerkontakte selbst werden über eine Kette angetrieben.
Hinter dem Antrieb der Lastschalter erkennt man den Überschaltwiderstand auf dem Transformator.
Angetrieben wird die ganze Sache durch einen Schaltwerksmotor, der von der Nachlaufsteuerung angesteuert wird und aus dem Batterienetz der Lokomotive mit Energie versorgt wird. Gut zu erkennen sind die beiden Abtriebswellen nach oben und unten. Nach oben geht es zum Schaltwerk und den Lastkontakten, nach unten zur mechanischen Nachlaufsteuerung ins Fahrzeug. Hier wird eine mechanische Welle durch die ganze Lok zu beiden Führerständen geführt. Von hier kann mit dem Fahrschalterhandrad eine Fahrstufe vorgewählt werden, die die Nachlaufsteuerung dann anfährt. Sollte diese Steuerung oder der Schaltwerksmotor einmal defekt sein, kann immer noch mittels Handkurbel selbst das Schaltwerk angetrieben werden.
Wie bereits beschrieben wurde, nimmt der Strom und damit die Zugkraft bei gleichbleibender Spannung ab, je schneller der Fahrmotor sich dreht, also je schneller die Lokomotive fährt. Diese Zugkrafthyperbeln erkennt man gut im folgenden Z/V-Diagramm für Lokomotiven der Baureihenfamilie 110. Um eine einigermaßen gleichbleibende Zugkraft zu erhalten, muss also zwischen den Fahrstufen hin und her geschaltet werden, was naturgemäß bei einer reinen Stufenansteuerung Zugkraftsprünge zur Folge hat. Diese spürt man auch als Reisender als ein Rucken im Zug.
http://img210.imageshack.us/img210/3108/zu...zugkrafthi0.gif
Moderne Schaltwerksantriebe, wie sie z.B. bei der Baureihenfamilie 143 der ehemaligen Deutschen Reichsbahn eingesetzt wurden, nutzen zum Umschalten zwischen den Schaltwerksstufen nicht nur einfache Schalter, sondern besitzen eine Anschnittssteuerung, die ein nahezu ruckfreies Überschalten erlaubt. Mit der Einführung der Drehstromantriebstechnik bei Elektrotriebfahrzeugen, beginnend mit der Baureihe 120, gehört dieses Problem und das Stufenschaltwerk nunmehr der Vergangenheit an.
Edit: Aus zwei eingebundenen Bildern aus urheberrechtlichen Gründen wieder Links gemacht, da nach http://www.lehrer-online.de/dyn/bin/381986...freie_werke.pdf Zweifel an der gemeinfreiheit bestehen.
) wäre es noch verständlicher.
Aber das kommt hoffentlich noch!
