2. Mechanischer Teil

Die elektrische Lokomotive Baureihe 150 ist eine Drehgestellokomotive mit der Radsatzanordnung Co' Co'.
Der Brückenrahmen ist eine Schweißkonstruktion aus Längs- und Querblechen. Er trägt an den beiden Kopfstücken die Zug- und Stoßeinrichtungen in Regelausführung. Die Drehzapfen sind in den Drehzapfengehäusen des Brückenrahmens geführt und verschraubt. Der Kastenaufbau ist aus Abkantprofilen hergestellt, die in Verbindung mit den Verkleidungsblechen geschlossene Träger bilden. Dadurch wird geringes Gewicht und hohe Steifigkeit erreicht. Brückenrahmen und Kastenaufbau sind als selbsttragende zusammenhängende Konstruktion miteinander verschweißt. Der Kastenaufbau enthält den Maschinenraum und die beiden Führerräume.
Im Maschinenraum sind Transformator, Schaltgeräte und Hilfsbetriebe untergebracht. Der Transformator mit Schaltwerk steht in der Mitte der Lokomotive und ist im Brückenrahmen verschraubt. Die Schaltgeräte in 7 Gerätegerüsten und die Hilfsbetriebe sind zweckentsprechend und unter Beachtung möglichst symmetrischer Brückenbelastung im Maschinenraum angeordnet.
Hilfsbetriebe sind die Drucklufterzeugungsanlage. die Ladeanlage für die Licht- und Steuerstrombatterie, die Lüfter für die Fahrmotoren, für den Transformator-Ölkühler und für die Bremswiderstände sowie die Umformer für Funkeinrichtung und induktive Zugbeeinflussung usw.
Aufbau, Hauptabmessungen, sowie die Anordnung der wichtigsten Bauteile sind aus der folgenden Abbildung zu ersehen:

1 Stromabnehmner	7 Hauptluftbehälter	13 Kommutatorklappe
2 Hauptschalter	8 Lüfter für Ölkühler	14 Gerätegerüst
3 Durchführungs-Stromwandler	9 Ölumlaufpumpe	15 Bremswiderstand mit Lüfter
4 Transformator mit Schaltwerk	10 Schaltwerkantrieb	16 Überschaltwiderstand
5 Fahrmotor	11 Luftpresser	17 Seitliche Abstützung
6 Magnet der induktiven Zugsicherung	12 Fahrmotorlüfter

Der zweistufige Kolben-Hauptluftpresser liefert Druckluft für die durchgehende Druckluftbremse sowie für die druckluftbetätigten und druckluftgesteuerten Schaltgeräte. Sie wird in den Hauptluftbehältern mit einem Druck von etwa 10 atü gespeichert. Ausreichender Luftdruck ist unter anderem eine Voraussetzung für die Betriebsbereitschaft der Lokomotive. Wenn nach längerem Stillstand bei abgeschalteter Lokomotive der Druck des Druckluftvorrates abgesunken ist, erzeugt ein Hilfsluftpresser mit Batteriestrom Druckluft, ausreichend für das Aufrichten eines Stromabnehmers und das Einschalten des Hauptschalters, so daß die Lokomotive betriebsbereit gemacht werden kann.
Die Kühlluft für die Fahrmotoren und Bremswiderstände wird durch Lüftungsgitter in den Seitenwänden des Maschinenraumes von außen angesaugt. Sie wird von 6 Radial-Fahrmotorlüftern über Lederbälge den Fahrmotoren in den Drehgestellen zugeführt und tritt auf der Kommutatorseite aus Luftaustrittsöffnungen in den Motorlagerschilden aus. Die Widerstände der elektrischen Bremse sind in einem turmartigen Aufbau auf den zugehörigen Axiallüfter aufgesetzt. Die Kühlluft durchströmt die Widerstände von unten nach oben und wird durch die Schlitze des darüber befindlichen Dachaufbaues abgeführt. Der Ölkühler-Axiallüfter des Transformators saugt die Kühlluft durch die Schlitze des darüber befindlichen kleinen Dachaufbaues an und führt sie durch den unter ihm angeordneten Ölkühler nach unten ins Freie. Die Ölumlaufpumpe saugt das warme Öl in halber Hohe aus dem Transformatorkessel ab und drückt es durch den danebenstehenden Ölkühler gekühlt in den unteren Teil des Kessels zurück.
Die beiden Führerraume sind an den Enden des Kastenaufbaues angeordnet und durch einen Seitengang im Maschinenraum miteinander verbunden. Die meisten Apparate, Meßinstrumente usw. sind im Führerpult eingebaut und so angeordnet, daß sie vom Bedienungssitz bequem erreichbar oder gut zu sehen sind. Jeder Führerraum ist mit einer Warmluft- oder mit einer Strahlungsheizung ausgestattet.
Der Drehgestellrahmen besteht aus 2 Längs-, 2 Kopf- und 2 Querträgern, die aus Blechen kastenformig zusammengeschweißt sind. Diese Hohlträger besitzen bei geringem Gewicht ein hohes Widerstandsmoment und große Verwindungssteifigkeit. Die beiden Drehgestelle sind durch eine Querkupplung miteinander verbunden. Sie dient einmal der Verbesserung der Laufgüte und zum anderen der Verringerung der Radsatzentlastung beim Anfahren. Der außenliegende Querträger jedes Drehgestelles tragt, weit nach unten gezogen, das Drehzapfenlager. Diese Tiefanlenkung der Drehzapfen bewirkt beim Anfahren eine geringe Radsatzentlastung und tragt dadurch ebenfalls zu den guten Anfahreigenschaften der Lokomotive bei. Die Drehzapfen des Brückenrahmens sind in den Drehzapfenlagern, staubdicht abgeschlossen, in Öl gelagert. Vorgespannte Rückstellfedern an diesen Lagern lassen Bewegungen der Drehgestelle quer zur Fahrtrichtung zu. Der Brückenrahmen ist beiderseits der Drehzapfen auf insgesamt 8 gefederte Gleitstützen gelagert, die auf den Außenwangen des Drehgestellrahmens angeordnet sind. Ihre Drucklinsen und -pfannen liegen im Ölbad.
Die Radsatzlager, mit zweireihigen Pendelrollenlagern ausgerüstet, sind mit senkrechten zylindrischen Führungen im Drehgestellrahmen geführt. Diese Führungen haben nur geringes Spiel, gleiten in Öl und sind staubdicht abgeschlossen. Um die Führungen olgeschützt angeordnete Gummibuchsen dämpfen die Stoßkräfte auf die Rollenlager. Die Radsatzfedern sind zu beiden Seiten jedes Radsatzlagergehäuses angeordnet und durch einen Ausgleichhebel verbunden. Außerdem sind im Drehgestell 1 die Radsatzfedern der Radsätze 2 und 3 auf jeder Seite ebenfalls durch Ausgleichhebel verbunden, während der Radsatz 1 Einzelabfederung hat. Diese Anordnung ergibt eine stabile 2-Punkt-Abstützung auf jeder Drehgestellseite. Im Drehgestell 2 sind auf jeder Seite die Federn aller Radsätze untereinander durch Ausgleichhebel verbunden, so daß sich hier zunächst eine labile Abstützung in einem Punkt auf jeder Seite ergibt. Dieses Drehgestell erhält den zweiten Stützpunkt in der Drehgestellkupplung. Die Gesamtabstützung der Lokomotive auf die Radsätze ist somit statisch bestimmt.
Die Kraftübertragung vom Fahrmotor zum Radsatz übernimmt bei den Lokomotiven 150 001-025 ein Tatzlagerantrieb, während die Lokomotiven ab 150 026 mit dem Gummiringfederantrieb ausgerüstet sind. Bei beiden Antriebsarten sind die Fahrmotoren einerseits über Gummischubfedern im Drehgestellrahmen aufgehängt und stützen sich andererseits, allerdings unterschiedlich, auf die Radsätze. Beim Tatzlagerantrieb sind es Gleittatzlager, Der Fahrmotor treibt über beiderseitig angeordnete schrägverzahnte Ritzel auf den Radsatzwellen festsitzende Großräder an. Der Gummiringfederantrieb stützt sich mit Rollentatzlagern auf eine Hohlwelle, die mit allseitigem Spiel die Radsatzwelle umgibt. Die Kraftübertragung vom Fahrmotor zum Treibradsatz übernimmt der Gummringfeder-Antrieb. Die Ritzel beiderseitig angeordneter schrägverzahnter Stirnradgetriebe auf der Fahrmotorwelle treiben die Hohlwelle über die an ihr befestigten Großräder an. Ausleger am Hohlwellenkörper greifen zwischen den Speichen hindurch auf die Außenseiten der Treibräder und sind über ringförmig angeordnete Gummisegmente mit je einem an den Radkörpern angegossenen Ring verbunden. Diese Ausleger mit den Gummiringfedern übertragen einerseits das Motordrehmoment auf den Treibradsatz und zentrieren andererseits die Hohlwelle federnd um die Radsatzwelle. Das Fahrmotorgewicht ruht je zur Hälfte abgefedert über die Gummischubfedern im Drehgestell und über die Gummiringfedern auf dem Treibradsatz.

3. Elektrischer Teil

Zur Entnahme der elektrischen Energie aus der Fahrleitung mit 15000 V Spannung besitzt die Lokomotive 2 Scherenstromabnehmer mit Pendelwippe und je 2 Kohleschleifstücken. Sie sind durch die Dachleitung auf Isolatoren miteinander verbunden. Im Betrieb wird mit nur einem Strornabnehmer gefahren, der bis zur Höchstgeschwindigkeit einwandfreie Stromabnahme gewährleistet.
An die Dachleitung ist über einen Druckluftschnellschalter der Haupttransformator mit Hochspannungssteuerung angeschlossen. Diese Steuerungsart hat bei Lokomotiven großer Leistung den Vorteil, daß das Schaltwerk bei hohen Spannungen nur verhältnismäßig geringe Stromstärken schaltet, was im Gewicht und im Kontaktverschleiß Vorteile bringt.
Der Haupttransformator besteht aus einer Stufen-, einer Oberspannungs- und einer Unterspannungswicklung. Die Stufenwicklung liegt an Fahrleitungsspannung und besitzt 29 Anzapfungen, die an die Kontakte eines am Transformatorkessel angebauten, unter Öl leistungslos schaltenden Stufenwählers geführt sind. Durch schrittweises Fortschalten der Kontaktrollen auf zwei Kontaktbahnen werden 28 Fahrstufenspannungen abgenommen, wobei die eine Kontaktrolle als Vorkontakt jeweils auf die nächste Anzapfung vorausläuft und dadurch eine Zugkraftunterbrechung beim Überschalten des Hauptkontaktes auf die nächste Stufe verhindert. Ein Oberschaltwiderstand begrenzt den hierbei im kurzgeschlossenen Wicklungsteil kurzzeitig auftretenden Kurzschlußstrom. Ober einen jeder Kontaktbahn zugeordneten Lastschalter, der bei den ab 1967 gelieferten Lokomotiven als Thyristor-Lastschalter ausgebildet ist, werden diese Stufenspannungen der Oberspannungswicklung des Haupttransformators zugeführt und im testen Übersetzungsverhältnis zwischen Oberspannungs- und Unterspannungswicklung auf die Fahrmotorenspannungen umgespannt. Die Fahrmotoren sind parallel geschaltet und werden über Motor-Trennschützen, Richtungs- und Fahrbremswender aus der Unterspannungswicklung des Haupttransformators gespeist.
Der Stufenwähler und der Lastscha1ter werden durch einen Stellmotor angetrieben, der vom Fahrschalter im Führerraum über eine Nachlaufsteuerung gesteuert wird. Der Triebfahrzeugführer wählt mit dem Handrad des Fahrschalters eine Fahrstufe vor. Das Schaltwerk lauft bis zu dieser Stufe nach und wird automatisch angehalten. Der Vergleich der vorgewählten mit der erreichten Fahrstufe erfolgt mechanisch durch eine Wellenleitung zwischen Schaltwerk und Fahrschalter. Bei Ausfall der Nachlaufsteuerung kann die Fahrmotorensteuerung von Hand über die Wellenleitung vorgenommen werden.
Die Lokomotive wird von sechs 12-poligen Einphasen-Reihenschluß-Kommutatormotoren angetrieben, die neben der Erregerwicklung noch eine Wendepol- und eine Kompensationswicklung haben. Sie besitzen Eigen- und Fremdlüftung. Als Lüfter ist je Fahrmotor ein Radiallüfter mit angeflanschtem Motor vorgesehen. Die Kühlluft umspült im Fahrmotor die Wickelköpfe und wird durch den Luftspalt zwischen Stander und Läufer sowie durch Kanäle in den Wicklungen über und durch den Kommutator geführt. Das auf der Kommutatorseite angeordnete Lüfterrad der Eigenlüftung verbessert die Luftführung und verhindert im Verein mit Leitblechen an den Luftaustrittsöffnungen das Entstehen von Unterdruck, so daß hier kein Staub von außen in den Motor angesaugt werden kann.
Der Strom für die elektrische Zugheizung wird wahlweise der 1000 bzw. 800 V-Anzapfung der Regelwicklung entnommen. Eine weitere Anzapfung der Regelwicklung ist zu einem Trockentransformator geführt, der die verschiedenen zur Speisung der Hilfsbetriebe erforderlichen Spannungen liefert.
Die Lokomotive ist mit einer fremderregten Gleichstrom-Widerstandsbremse ausgerüstet. In der Bremsstellung der Fahrbremswender arbeiten die Fahrmotoren als Generatoren: Der Fahrmotor 6 liefert dabei als Erregermaschine den Erregerstrom für die übrigen Fahrmotoren, deren Erregerwicklungen in Reihe geschaltet sind. Er selbst ist fremderregt mit Gleichstrom, der aus der Fahrleitung bzw. dem Transformator für die Hilfsbetriebe über Magnetverstärker und Gleichrichter entnommen wird. Die Läufer der übrigen 5 Fahrmotoren sind mit den 2 fremdbelüfteten Bremswiderständen in Reihe geschaltet, die die erzeugte Bremsenergie vernichten. Die automatische Steuerung der elektrischen Bremse ermöglicht die konstante Einhaltung der vom Lokführer eingestellten Bremskraft in weiten Geschwindigkeitsgrenzen. Die elektrische Bremse kann allein als Regulierbremse bei Gefällefahrten oder gekuppelt mit der durchgehenden Druckluftbremse betätigt werden. In diesem Falle wird durch zwangsläufige Abhängigkeiten ein Überbremsen der Lokomotive verhindert.