Le locomotive del gruppo 184 della Ferrovia Federale Tedesca (DB) sono state le prime locomotive elettriche quadricorrenteI mezzi polisistema, cioè i rotabili in grado di operare sulle reti ferroviarie con diversi sistemi di elettrificazione, si distinguono nelle seguenti tipologie: "bitensione", atti a funzionare con corrente della stessa natura (continua o alternata) a due tensioni diverse (per esempio: locomotiva bitensione a 1,5 e 3 kV=, locomotiva bitensione a 16 e 25 kV 50 Hz); "bifrequenza", atti a funzionare con corrente alternata a due frequenze diverse (per esempio: locomotiva bifrequenza a 15 kV 16⅔ Hz e 25 kV 50 Hz); "bicorrente", atti a funzionare indifferentemente con corrente corrente continua a una determinata tensione o corrente alternata a una determinata tensione e frequenza (per esempio: locomotiva bicorrente a 1,5 kV= e 25 kV 50 Hz); "policorrente", atti a funzionare indifferentemente con corrente continua a diverse tensioni e con corrente alternata a diverse tensioni e frequenze. Rientrano in questo caso i mezzi: "tricorrente" (per esempio: locomotiva tricorrente a 1,5 kV=, 3 kV= e 25 kV 50 Hz); "quadricorrente" (per esempio: locomotiva quadricorrente a 1,5 kV=, 3 kV=, 15 kV 16⅔ Hz e 25 kV 50 Hz). Cf . previste per i servizi internazionali dalla Germania verso la Francia, il Belgio, il Lussemburgo e i Paesi Bassi.
Giacché quelle reti ferroviarie usavano sistemi di elettrificazione diversi da quello adottato dalle ferrovie tedesche, allo scopo di eliminare i tempi morti generati dalla necessità del cambio del mezzo di trazione alle frontiere gli uffici centrali della DBBZA: sigla di Bundesbahn-ZentralÄmter (uffici centrali delle ferrovie federali). di Monaco di Baviera, in collaborazione con l'industria ferroviaria tedesca, realizzarono cinque prototipi di locomotive quadricorrente tutti dotati di parte meccanica Krupp.
Di essi, tre furono costruiti con un circuito di trazione ad azionamento elettronico realizzato dalla Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft (AEG) e due con un circuito ad azionamento tradizionale realizzato dalla Brown Boveri & Cie (BBC).
Le unità studiate e costruite dall'AEG, per la prima volta nella storia della macchine destinate a superare le “frontiere elettriche”, furono dotate di un equipaggiamento elettrico con convertitore elettronico a tiristori..
Le locomotive furono consegnate tra il 1966 e il 1967 andando a costituire il gruppo , rinominato 184 con la nuova classificazione unificata adottata dalla DB nel 1968. Soprannominate "Europa-Lok", furono sottoposte a lunghe sperimentazioni, in Germania e sulle reti di altri Paesi europei compresa l'Italia, e vennero poi impiegate su diverse relazioni interne e internazionali (tra cui quelle di alcuni treni Trans Europ Express) fino alla fine del Novecento.
Premesse All'inizio degli anni sessanta lo sviluppo dell'elettronica di potenza, e in particolare dei tiristori, detti anche "diodi controllati al silicio" o SCRSCR: sigla di Silicon Controlled Rectifier (diodo controllato al silicio)., dimostrò la possibilità di superare i problemi di ingombro e di massa che fino ad allora avevano rallentato l'introduzione di mezzi di trazione polisistemaI mezzi polisistema delle prime generazioni utilizzavano, quali raddrizzatori, gli ignitroni o gli eccitroni. Cf Ugo Cantutti, Il treno, in Il mondo della tecnica, sotto la direzione di Gustavo Colonnetti, vol. 4°, Torino, UTET, 1962, p. 31...
Tra i mezzi polisistema della generazione precedente all'introduzione dell'elettronica di potenza erano notevoli i casi delle ferrovie francesi (SNCF) che disponevano di locomotive alimentate con due, tre o quattro tipi di corrente., e dell'elettrotreno TEE quadricorrente delle Ferrovie Federali Svizzere (FFS) RAe 1050 che raggiungeva regolarmente Parigi e Milano..
Progetto e costruzione Le locomotive elettriche (in seguito gruppo 184) della Ferrovia Federale Tedesca (DB) nacquero allo scopo di eliminare i tempi morti per il cambio del mezzo di trazione alle frontiere con Paesi Bassi, Belgio, Lussemburgo e Francia, le cui reti ferroviarie usavano sistemi di elettrificazione diversi da quello adottato dalle ferrovie tedesche..
Sulla base dell'esperienza acquisita con i tre prototipi di locomotiva bifrequenza equipaggiati con raddrizzatori al silicio costituenti i gruppi Nel 1981 la locomotiva (ex ), già accantonata dalla DB, fu concessa in uso alla AEG-Telefunken che vi montò a proprie spese un'apparecchiatura sperimentale con motori trifasi che intendeva sviluppare soprattutto per le reti straniere con alimentazione monofase a , ma che poteva essere provata anche sulla rete tedesca a . Con la trasformazione, eseguita dalla AEG a Monaco Freimann, la locomotiva fu equipaggiata con un carrello con due motori trifasi della potenza nominale complessiva di , mentre i motori originali dell'altro carrello furono esclusi dal circuito di trazione. In occasione della trasformazione la fu ridipinta nello schema di coloritura rosso, beige e grigio perla. Cf Notizie flash in I treni oggi, 2 (1981), n. 13, p. 7., 11 e 21.Nel 1968 i tre prototipi , 11 e 21 furono riclassificati nel gruppo 182 rispettivamente come , 011 e 021. Cf .In seguito il gruppo 182 fu riutilizzato dalla Deutsche Bahn AG per classificare le 25 locomotive a e immesse in servizio nel 2001-2002. Cf . che svolsero servizio a partire dal 1960 sulla relazione Homburg–Saarbrücken–Forbach–Metz, elettrificata in Germania a e in Francia a 25 kV 50 Hz, gli uffici centrali della DB di Monaco di Baviera svilupparono con l'industria tedesca il progetto di una nuova famiglia di locomotive elettriche polialimentazione che comprendeva: le locomotive bifrequenza (in seguito gruppo 181), previste per circolare sotto le reti elettrificate in corrente alternata a delle ferrovie tedesche (DB) e a delle ferrovie francesi (SNCF) e lussemburghesi (CFL); le locomotive quadricorrente , previste per circolare anche sotto le reti elettrificate in corrente continua a delle ferrovie olandesi (NS) e a delle ferrovie belghe (SNCB).
Le suddette locomotive erano inoltre in grado di funzionare sotto le catenarie di altri Stati in cui non era prevista espressamente la loro circolazione, cioè le reti elettrificate in corrente alternata a delle ferrovie svizzere (FFS) e austriache (ŐBB) e, limitatamente alle , le reti elettrificate in corrente continua a delle ferrovie francesi (SNCF) e a delle ferrovie italiane (FS)..
Le locomotive , che secondo Bachman "essentially was to be a multi-current version of the DB's successful E10 (later BR 110) class", note con il nome di "Europa-Lok", vennero ordinate nel 1963. e costruite tra il 1966 e il 1967 in cinque esemplari con la parte meccanica realizzata dalla Krupp e gli equipaggiamenti elettrici forniti dalla Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft (AEG) e dalla Brown, Boveri & Cie (BBC)... Queste locomotive, accettate dalla DB tra il 1967 e il 1968, furono riclassificate nel 1968 nel gruppo 184.
Tra gli altri obiettivi del progetto vi era quello di avere macchine capaci di fornire le stesse prestazioni delle locomotive del gruppo 110 DB.
Oltre alle locomotive quadricorrente , Krupp e AEG realizzarono nel 1966 i quattro prototipi di locomotive bifrequenza , accettate nel 1967 dalla DB e riclassificate nel 1968 nei sottogruppi 181.0 e 181.1..
Parte meccanica La progettazione della parte meccanica fu particolarmente complessa a causa degli obiettivi e dei vincoli imposti in sede di definizione delle specifiche.: limitare la massa in servizio a 84 tonnellate; rientrare nella sagoma limite internazionale; montare indifferentemente gli equipaggiamenti elettrici dell'AEG e dalla BBC.
Per il contenimento della massa si fece ricorso a una struttura del telaio estremamente leggera e a una progettazione particolarmente curata della parte elettrica, raggiungendo l'obiettivo con uno scarto minore del 3% ( per le locomotive con parte elettrica AEG e per quelle con apparecchiature BBC).
I vincoli generati dalla sagoma limite internazionale, inferiore di in altezza rispetto alla sagoma limite tedesca., e dall'intercambiabilità della parte elettrica vennero rispettati studiando un sistema di accoppiamento tra cassa e carrelli che permettesse di abbassare quanto più possibile il piano di calpestio delle cabine di guida e incassando profondamente nel pavimento il trasformatore principale.
Inoltre, per facilitare gli interventi di manutenzione, la zona centrale della cassa, destinata a contenere le apparecchiature elettriche, fu suddivisa in tre elementi amovibili individualmente in officina.
Coloritura Tutte le "Europa-Lok" furono consegnate con la coloritura «blu acciaio», allora standard per le locomotive elettriche per treni viaggiatori veloci della DB, estesa per la prima volta all'imperiale, mentre il telaio e i carrelli furono verniciati con una nuova tonalità di grigio..
In occasione della prima revisione generale alcune locomotive furono ridipinte nel nuovo schema di coloritura «blu oceano-beige», in particolare la nel giugno 1986 e la nel luglio dello stesso anno.
Parte elettrica La parte elettrica delle locomotive (in seguito ) fu realizzata dalla AEG facendo ricorso per la prima volta all'elettronica di potenza, mentre le (in seguito ) furono approntate dalla BBC con la tradizionale tecnologia elettromeccanica.
Componenti comuni I componenti elettrici comuni alle due serie erano alloggiati principalmente sull'imperiale della locomotiva, dove trovavano posto i pantografi e la loro linea di collegamento, il sezionatore generale e l'interruttore principale per la corrente alternata; l'interruttore extrarapido per la corrente continua, che doveva operare con correnti fino a , fu invece sistemato nella sala macchine perché le sue dimensioni rilevanti ne impedivano l'alloggiamento sul tetto.
Nella torretta sull'imperiale trovavano infine spazio le resistenze per la frenatura elettrica.
Pantografi Dovendo circolare sulle reti elettrificate di diverse amministrazioni ferroviarie su cui erano presenti linee aeree di contatto con caratteristiche geometriche e meccaniche assai diverse (per esempio altezza di posa, poligonazione e materiale della catenaria, posizione delle mensole di sostegno rispetto al filo di contatto, massima forza imprimibile al filo di contatto da parte del pantografoLe differenze di sezione e tiro della linea di contatto, e conseguentemente quelle di larghezza e materiali degli striscianti e di pressione del pantografo su di essa, costituivano e costituiscono uno dei maggiori vincoli all'interoperabilità. Cf Leonardo Micheletti, Sulla trazione elettrica ferroviaria, in La tecnica professionale, n.s. 19 (2012), n. 4, pp. 13-19.), che richiedevano l'uso di diversi tipi di pantografo, fu adottata una soluzione di compromesso che prevedeva l'impiego di quattro pantografi monobraccio, due dei quali identici fra loro..Pagina dei lettori, Europa difficile, in Itreni, 18 (1997), n. 186, pp. 12-13..
La specializzazione dei pantografi, numerati da 1 a 4 partendo dalla cabina 1 della locomotiva, è riassunta nella seguente tabella:. Pantografi 1 e 4 Pantografo 2 Pantografo 3 Rete ferroviaria NS SNCF SNCB DB ŐBB FS FFS SNCF Tipo di elettrificazione 1,5 kV = 3 kV = 15 kV ~ 3 kV = 15 kV ~ 25 kV ~ Tipo di strisciante quadruplo doppio doppio Larghezza dello strisciante 1 950 mm 1 900 mm 1 460 mm Materiale dello strisciante carbone duro carbone acciaio I pantografi erano collegati in parallelo fra loro con una linea progettata con isolamento per la tensione di .
Per la scelta del tipo di alimentazione il macchinista azionava il pulsante corrispondente alla rete ferroviaria sotto cui si trovava la locomotiva e il sistema di controllo, una volta verificato che la tensione sul pantografo corrispondesse alla selezione effettuata, configurava automaticamente il circuito di trazione in modo opportuno..