Samstag 24. Januar 2026
Traktion

Auf einer Modellbahn-Anlage finden Sie Modelle der Vorbild-Traktionsarten Dampf, Diesel und Elektro

Traktion bezeichnet im technischen Sinn die Fähigkeit eines Antriebssystems, eine Zugkraft an der Kontaktstelle zum Untergrund aufzubauen und in Vortrieb umzusetzen. Im Fahrzeug- und speziell im Bahnbereich beschreibt der Begriff sowohl die physikalische Zugkraft am Rad-Schiene-Kontakt als auch die Art des Antriebs (Dampf‑, Diesel‑, Elektrotraktion).

Begriff und physikalische Grundlagen

Traktion (von lateinisch trahere – ziehen, schleppen) ist die kraftbetriebene Fortbewegung von Fahrzeugen. Physikalisch handelt es sich um eine Form der Zugkraft, die über die Räder in Rotation und damit Bewegung des Fahrzeugs umgesetzt wird, wobei Roll‑, Luft‑ und Beschleunigungswiderstände überwunden werden müssen.

Die für den Vortrieb verfügbare Zugkraft FZug wird durch die maximal übertragbare Haftkraft zwischen Rad und Fahrbahn begrenzt. Diese Haftkraft ist näherungsweise Fmax=μ⋅NF, wobei μ der Haftreibungskoeffizient und NF die Normalkraft (Radlast) ist. Reicht die geforderte Antriebskraft über FmaxF hinaus, kommt es zu Schlupf oder Spinnen der Räder, die Traktion nimmt ab.

Als technische Kennzahl lässt sich ein Traktionskoeffizient definieren, der das Verhältnis der eingesetzten Antriebskraft zur bewegten Last beschreibt. Er dient in der Fahrzeug- und Bahntechnik zur Auslegung von Antrieben, zur Beurteilung der Steigfähigkeit und zur Optimierung von Gewicht, Achslast und Antriebsart.

Traktionssysteme im Eisenbahnwesen

Im Bahnsektor bezeichnet Traktion die kraftbetriebene Fortbewegung von Triebfahrzeugen und wird in der Praxis nach der Energiequelle und der Umwandlungskette eingeteilt. Man unterscheidet insbesondere Dampftraktion, Dieseltraktion und Elektrotraktion, wobei letztere oft elektrische Traktionsmotoren verwendet, die die Energie in mechanische Arbeit umsetzen.

Ein Traktionssystem umfasst die Energiequelle (Kessel, Verbrennungsmotor, Fahrleitung), den Energieumwandler (Kolben‑ oder Elektromotor), die Übertragung (Getriebe, Kuppelstangen, Achsgetriebe) sowie die Radsätze als Schnittstelle zur Schiene. Ziel ist es, ein definiertes Zugkraft‑Geschwindigkeits‑Verhalten bereitzustellen, das den betrieblichen Anforderungen (Anfahrzugkraft, Dauerzugkraft, Höchstgeschwindigkeit) entspricht.

Dampftraktion

Bei der Dampftraktion wird chemische Energie des Brennstoffs (Kohle, Öl) im Kessel in Wärme umgewandelt, um Wasser zu überhitzen und als Dampf mit hohem Druck dem Dampfzylinder zuzuführen. Im Zylinder treibt der Dampfdruck Kolben an, die über Gestänge (Kuppel‑ und Treibstangen) die Treibachsen in Drehbewegung versetzen und damit die Traktionskraft auf die Schiene übertragen.

Die Regelung der Leistung erfolgt hauptsächlich über die Dampfzufuhr (Regler) und die Steuerung der Einström‑ und Ausströmzeiten (Steuerung, Füllungsgrad). Die Traktion ist bei Dampf lokomotivseitig mechanisch relativ einfach, allerdings sind Wirkungsgrad und Regelbarkeit im Vergleich zu modernen Systemen begrenzt, außerdem ist die Abhängigkeit von Wasser‑ und Brennstoffvorräten betrieblich relevant.

Dieseltraktion

In der Dieseltraktion wird in einem Dieselmotor durch Verbrennung von Dieselkraftstoff mechanische Leistung erzeugt. Man unterscheidet dieselmechanische, dieselelektrische und dieselhydraulische Traktionsformen, je nach Art der Kraftübertragung von der Kurbelwelle zu den Radsätzen.

• Dieselmechanische Traktion: Die Motorleistung wird über Kupplung, Getriebe und Gelenkwellen direkt auf die Achsen übertragen, was bei leichten Fahrzeugen und niedrigeren Leistungen üblich ist.
• Dieselhydraulische Traktion: Ein hydrodynamisches Getriebe (Strömungsgetriebe, Wandler) überträgt das Drehmoment flexibel, eignet sich für häufige Lastwechsel und ermöglicht ein stufenloses Anfahrverhalten.
• Dieselelektrische Traktion: Der Dieselmotor treibt einen Generator an; die elektrische Energie speist Traktionsmotoren, die ihrerseits die Radsätze antreiben.

In der Eisenbahnpraxis dominiert bei leistungsstarken Lokomotiven die dieselelektrische Bauart, da sie hohe Leistungen mit flexibler Leistungsregelung und günstigem Wartungsaufwand der mechanischen Teile kombiniert. Die elektrische Seite nutzt oft Gleichstrom- oder Drehstrom‑Traktionsmotoren mit entsprechender Leistungselektronik, wodurch sich das Zugkraft‑Geschwindigkeits‑Verhalten gut anpassen lässt.

Elektrotraktion

Elektrotraktion nutzt elektrische Energie aus einer externen Quelle (Fahrleitung, Stromschiene) oder aus an Bord gespeicherter Energie (Batterie, Brennstoffzelle), um Traktionsmotoren anzutreiben. Der Strom wird über Stromabnehmer aufgenommen, im Transformator in geeignete Spannungslagen gebracht und über Gleichrichter/Umrichter so aufbereitet, dass die Traktionsmotoren mit optimalem Strom‑Spannungs‑Profil betrieben werden.

Elektrische Traktionsmotoren (Gleichstrom‑ oder Drehstrommotoren) sind speziell für hohe Drehmomente bei niedrigen Geschwindigkeiten und eine konstante Leistungsabgabe im höheren Geschwindigkeitsbereich ausgelegt. Ein typisches vereinfachtes Drehmomentmodell eines Elektromotors lautet T=kT⋅IT, wobei T das Drehmoment, kT die Drehmomentkonstante und IT der Motorstrom ist. Über Regelungsverfahren, etwa vektororientierte Steuerung, werden Strom, Spannung und Frequenz so angepasst, dass Traktion, Effizienz und Schlupf kontrolliert werden.

Moderne elektrische Traktionssysteme kombinieren Transformator, Leistungselektronik (IGBT‑Umrichter), Drehstrom‑Traktionsmotoren und rechnergestützte Steuerungen zu hoch integrierten Antriebseinheiten. Sie ermöglichen eine präzise Dosierung der Zugkraft, Rekuperationsbremsung und hohe Gesamtwirkungsgrade, weshalb Elektrotraktion im Schienenfernverkehr und bei S‑Bahn‑Systemen dominiert.

Traktionskoeffizient, Schlupf und Fahrdynamik

Der Traktionskoeffizient ist eine zentrale Größe zur Beschreibung, wie effektiv ein Traktionssystem die verfügbare Antriebskraft in Zugkraft umsetzt. Er hängt neben der reinen Motorleistung von Reibwert, Gewichtskraft auf den angetriebenen Achsen, Antriebsart (z.B. Einzelachsantrieb) sowie der Regelgüte der Schlupfregelung ab.

Schlupf entsteht, wenn sich die Umfangsgeschwindigkeit des Rades von der theoretischen Fahrgeschwindigkeit unterscheidet; ein gewisser Schlupf ist für Traktion nötig, zu hoher Schlupf führt jedoch zu Leistungsverlusten und erhöhtem Verschleiß. Moderne Systeme überwachen daher Achsdrehzahlen, Zugkräfte und Beschleunigung und regeln Motorströme so, dass ein optimaler Schlupfbereich eingehalten wird.

In der Praxis definiert man für Triebfahrzeuge Kennlinien, die die verfügbare Zugkraft in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit darstellen, begrenzt durch Adhäsion im unteren Geschwindigkeitsbereich und durch die Dauerleistung des Antriebs bei höheren Geschwindigkeiten. Die Auslegung dieser Kennlinien entscheidet darüber, ob ein Fahrzeug eher für hohe Anfahrzugkräfte (z.B. Güterzuglok) oder hohe Endgeschwindigkeit (z.B. Hochgeschwindigkeitszug) optimiert ist.

Zusammenfassung der Traktionsarten

Die drei klassischen Traktionsarten im Eisenbahnwesen unterscheiden sich primär in der Art der Energieerzeugung und -umwandlung, erfüllen aber dieselbe Aufgabe: Bereitstellung der Zugkraft an der Schnittstelle Rad>Schiene.

• Dampftraktion: Wärmekraftmaschine mit direkter mechanischer Kopplung über Stangen; energetisch ineffizient, heute historisch, aber technisch grundlegend.
• Dieseltraktion: Verbrennungsmotor‑basierte Systeme mit mechanischer, hydraulischer oder elektrischer Kraftübertragung, besonders als dieselelektrische Lokomotiven verbreitet.
• Elektrotraktion: Elektrische Energieversorgung von außen oder aus Bordquellen, Umwandlung in mechanische Leistung über Traktionsmotoren mit leistungsfähiger Leistungselektronik und präziser Regelung.

Gemeinsam ist allen Systemen, dass die nutzbare Traktion nicht nur durch die installierte Leistung, sondern wesentlich durch Adhäsion, Fahrzeugmasse, Achsanordnung und Regelungstechnik bestimmt wird. In der modernen Bahntechnik hat sich Elektrotraktion aufgrund hoher Effizienz, guter Regelbarkeit und niedriger lokaler Emissionen weitgehend als Standard etabliert, während Dieseltraktion vor allem auf nicht elektrifizierten Strecken verbleibt und Dampftraktion im Wesentlichen musealen Charakter hat, aber auch aktiv bei Museumseisenbahnen und der Harz-Querbahn (Brockenbahn) eingesetzt wird.

Traktion bei der Modelleisenbahn

Bei der elektrischen Modelleisenbahn werden Gleichstrom- und Wechselstrom-Motoren als Traktionsarten verwendet. Gleichwohl finden Sie auf einer Modellbahn-Anlage Modelle der Vorbild-Traktionsarten Dampf, Diesel und Elektro.

Neben den Elektroantrieben existieren auch Großserienmodelle von Dampflokomotiven mit Echtdampfantrieb. Dabei wird zur Dampferzeugung das Wasser entweder elektrisch aufgeheizt (Modelle in H0 und Spur 1) oder sogar echte Kohle verfeuert, beispielsweise bei großen Modellen für Parkeisenbahnen.

Bei Echtdampftreffen sind vorwiegend Modelle der Spurweiten 5 Zoll (127 mm) oder 7 ¼ Zoll (184 mm) anzutreffen, die sich auch für die Personenbeförderung eignen. Um eine hohe Kompatibilität der Fahrzeuge im Betrieb herzustellen, werden oftmals Dreischienengleise eingesetzt.

 

 

 

 

Von: Rudolf Ring / Redaktion / gemini AI