Stromabnehmer einfach erklärt: Verbindung zwischen Lok und Oberleitung
Der Stromabnehmer stellt bei elektrischen Lokomotiven und Triebzügen die Verbindung zwischen Fahrzeug und Oberleitung her. Über ihn gelangt die elektrische Energie aus dem Fahrdraht in das Fahrzeug.
Dafür wird der Stromabnehmer auf dem Fahrzeugdach angehoben und mit einem genau definierten Anpressdruck gegen den Fahrdraht gedrückt. Die Kontaktleiste gleitet während der Fahrt an der Oberleitung entlang.
Ohne funktionierenden Stromabnehmer kann ein klassisches Elektrofahrzeug keine Energie aus der Oberleitung aufnehmen.
Was ist ein Stromabnehmer?
Ein Stromabnehmer ist eine bewegliche Einrichtung auf dem Dach eines elektrischen Schienenfahrzeugs.
Seine Aufgabe besteht darin, während der Fahrt einen möglichst gleichmäßigen elektrischen Kontakt zur Fahrleitung herzustellen.
Der aufgenommene Strom wird anschließend über die Hochspannungsausrüstung zur weiteren elektrischen Technik des Fahrzeugs geleitet.
Wie funktioniert ein Stromabnehmer?
Der Stromabnehmer wird vom Fahrzeugdach aus nach oben bewegt, bis seine Kontaktleiste den Fahrdraht berührt.
Eine Federung oder pneumatische Einrichtung sorgt dafür, dass die Kontaktleiste mit ausreichendem Druck am Fahrdraht bleibt.
Während der Fahrt gleitet sie kontinuierlich am Fahrdraht entlang und nimmt dabei elektrische Energie auf.
Was ist die Schleifleiste?
Der oberste Teil des Stromabnehmers wird als Schleifleiste beziehungsweise Kontaktleiste bezeichnet.
Sie ist der Teil, der direkt am Fahrdraht entlanggleitet.
Da dabei ständig Reibung entsteht, gehört die Schleifleiste zu den Verschleißteilen eines Stromabnehmers und muss regelmäßig kontrolliert werden.
Warum ist der Anpressdruck wichtig?
Der Stromabnehmer darf den Fahrdraht weder zu schwach noch zu stark berühren.
Bei zu geringem Anpressdruck kann der elektrische Kontakt abreißen. Dadurch können Lichtbögen entstehen und die Energieübertragung wird unzuverlässig.
Bei zu hohem Druck würden Schleifleiste und Oberleitung unnötig stark verschleißen.
Warum bewegt sich die Oberleitung seitlich?
Der Fahrdraht verläuft über dem Gleis meist nicht exakt gerade über der Gleismitte.
Er wird leicht seitlich versetzt geführt. Dadurch wandert der Kontaktpunkt auf der Schleifleiste während der Fahrt von einer Seite zur anderen.
Das verhindert, dass sich der Fahrdraht immer an derselben Stelle in die Schleifleiste einschleift.
Warum haben Lokomotiven mehrere Stromabnehmer?
Viele Elektrolokomotiven besitzen zwei oder mehr Stromabnehmer.
Ein Grund ist die Betriebssicherheit. Fällt ein Stromabnehmer aus, kann je nach Fahrzeug und Situation ein anderer verwendet werden.
Bei Mehrsystemlokomotiven können verschiedene Stromabnehmer außerdem für unterschiedliche Oberleitungs- und Stromsysteme ausgelegt sein.
Warum sehen Stromabnehmer unterschiedlich aus?
Stromabnehmer unterscheiden sich je nach Fahrzeug, Baujahr, Geschwindigkeit und Stromsystem.
Ältere Bauarten können deutlich massiver wirken als moderne Hochgeschwindigkeitsstromabnehmer.
Auch Breite und Form der Schleifleiste können variieren.
Was ist ein Scherenstromabnehmer?
Der klassische Scherenstromabnehmer besitzt eine symmetrische, scherenartige Konstruktion.
Diese Bauart war über viele Jahrzehnte auf Elektrolokomotiven und Triebwagen verbreitet.
Heute sieht man sie vor allem noch an älteren Fahrzeugen, historischen Lokomotiven oder Museumsfahrzeugen.
Was ist ein Einholmstromabnehmer?
Moderne Fahrzeuge verwenden häufig Einholmstromabnehmer.
Dabei besteht die tragende Konstruktion im Wesentlichen aus einem asymmetrischen Hebelsystem.
Diese Bauweise ist leichter und eignet sich gut für moderne Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge.
Warum ist ein Stromabnehmer aerodynamisch wichtig?
Bei hohen Geschwindigkeiten wirkt starke Luftströmung auf den Stromabnehmer.
Die Konstruktion muss deshalb so ausgelegt sein, dass der Kontakt zum Fahrdraht auch bei hoher Geschwindigkeit stabil bleibt.
Gleichzeitig sollen Luftwiderstand und Geräuschentwicklung möglichst gering bleiben.
Was passiert bei schlechtem Kontakt zur Oberleitung?
Verliert die Schleifleiste kurzzeitig den Kontakt zum Fahrdraht, kann zwischen beiden Teilen ein Lichtbogen entstehen.
Das ist besonders bei Dunkelheit als heller Lichtblitz sichtbar.
Häufige oder starke Lichtbögen können Verschleiß an Stromabnehmer und Fahrleitung verursachen.
Warum funkt ein Stromabnehmer manchmal?
Funken beziehungsweise Lichtbögen können entstehen, wenn der elektrische Kontakt zwischen Schleifleiste und Fahrdraht kurz unterbrochen wird.
Ursachen können unter anderem Unebenheiten, Vereisung, Verschleiß oder hohe Fahrgeschwindigkeit sein.
Ein einzelner kurzer Lichtbogen muss nicht zwangsläufig auf einen schweren Defekt hinweisen. Häufige starke Funken können jedoch auf ungünstige Kontaktverhältnisse hindeuten.
Was passiert bei Eis auf der Oberleitung?
Eis kann den elektrischen Kontakt zwischen Fahrdraht und Schleifleiste verschlechtern.
Dadurch kann es häufiger zu Lichtbögen und einer schlechteren Stromübertragung kommen.
Winterliche Bedingungen stellen deshalb besondere Anforderungen an Oberleitung und Stromabnehmer.
Welcher Strom fließt durch den Stromabnehmer?
Das hängt vom jeweiligen Bahnstromsystem ab.
Im deutschen Fern- und Regionalbahnnetz ist beispielsweise eine Fahrleitungsspannung von 15.000 Volt Wechselspannung bei 16,7 Hertz weit verbreitet.
Andere Länder verwenden teilweise andere Spannungen oder Gleichstromsysteme.
Warum brauchen Mehrsystemloks verschiedene Stromabnehmer?
Internationale Lokomotiven müssen teilweise unter unterschiedlichen Oberleitungssystemen fahren.
Dabei unterscheiden sich nicht nur Spannung und Stromart. Auch die Bauform der Oberleitung und zulässige Schleifleistenbreiten können unterschiedlich sein.
Mehrsystemlokomotiven besitzen deshalb häufig mehrere speziell angepasste Stromabnehmer.
Welcher Stromabnehmer wird bei zwei vorhandenen Bügeln benutzt?
Welcher Stromabnehmer angelegt wird, hängt von Fahrzeug, Zugbildung, Oberleitung und betrieblichen Vorgaben ab.
Es gibt deshalb keine einfache Regel, dass grundsätzlich immer der vordere oder immer der hintere Stromabnehmer verwendet wird.
Bei bestimmten Zugbildungen können besondere Vorgaben gelten, um Schäden an der Oberleitung oder an nachfolgenden Fahrzeugen möglichst zu vermeiden.
Warum wird der Stromabnehmer vor bestimmten Stellen gesenkt?
Auf bestimmten Streckenabschnitten kann es erforderlich sein, den Stromabnehmer zu senken.
Das kann beispielsweise bei besonderen Bauzuständen, Störungen oder bestimmten Abschnitten der elektrischen Infrastruktur notwendig werden.
Entsprechende Signale informieren den Lokführer über die notwendigen Bedienhandlungen.
Was ist eine Schutzstrecke?
Im elektrifizierten Bahnnetz gibt es Abschnitte, in denen unterschiedliche Speisebereiche voneinander getrennt werden.
Solche Bereiche können spezielle betriebliche Anforderungen an elektrische Fahrzeuge stellen.
Je nach Anlage muss beispielsweise die Leistungsaufnahme vorübergehend reduziert oder abgeschaltet werden.
Kann ein Zug mit beschädigtem Stromabnehmer weiterfahren?
Das hängt von Art und Umfang des Schadens sowie vom Fahrzeug ab.
Ein beschädigter Stromabnehmer kann auch die Oberleitung gefährden. Deshalb muss die Situation betrieblich und technisch bewertet werden.
Besitzt das Fahrzeug einen weiteren verwendbaren Stromabnehmer, kann dieser unter geeigneten Bedingungen eine Weiterfahrt ermöglichen.
Wie gelangt der Strom vom Stromabnehmer zum Fahrmotor?
Vom Stromabnehmer gelangt die elektrische Energie zunächst in die Hochspannungsausrüstung der Lok.
Transformator und Leistungselektronik bereiten sie anschließend für die Fahrmotoren auf.
Die Fahrmotoren wandeln die elektrische Energie schließlich in mechanische Bewegung um.
Den gesamten Ablauf erklären wir ausführlich in unserem Artikel Elektrolokomotive einfach erklärt.
Stromabnehmer auf der Modellbahn
Auch Modell-Elektrolokomotiven besitzen meist detailliert nachgebildete Stromabnehmer.
In den meisten Modellbahnanlagen wird die Lok trotzdem über die Schienen mit Strom versorgt. Die Oberleitung dient dann hauptsächlich der optischen Darstellung.
Bei einigen Anlagen ist eine echte Stromaufnahme über die Modelloberleitung möglich. Das erfordert allerdings eine sehr sauber verlegte Fahrleitung und zuverlässig arbeitende Stromabnehmer.
Besonders in Spur N sind filigrane Stromabnehmer empfindlich und sollten vorsichtig behandelt werden.
Kurz erklärt: Stromabnehmer
- Der Stromabnehmer verbindet das Fahrzeug mit der Oberleitung.
- Die Schleifleiste gleitet am Fahrdraht entlang.
- Ein definierter Anpressdruck sorgt für zuverlässigen Kontakt.
- Scheren- und Einholmstromabnehmer sind typische Bauformen.
- Mehrsystemlokomotiven können verschiedene Stromabnehmer besitzen.
- Schlechter Kontakt kann zu sichtbaren Lichtbögen führen.
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Passend dazu erklären wir bereits die Elektrolokomotive, die Diesellokomotive und die Dampflokomotive.