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Kapitelstruktur |
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| Einleitung | Feuer und Flamme | ||||||||||
| Die Feuerbüchse | Die Dampferzeugung | ||||||||||
| Die Rauchkammer | Die Dampfmaschine | ||||||||||
| Leitungsweg des Dampfes | Die Steuerung | ||||||||||
| Wahl der Zylinderfolge | Die Leistungsbestimmung | ||||||||||
| Der Vorratstransport | |||||||||||
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Nachdem wir nun erfahren haben, wie man Lokomotiven beschafft und bewirtschaftet, gehen wir etwas weiter in die Details. Gerade bei Lokomotiven beginnt jetzt der spannende Teil. Um eine zeitliche Abfolge zu erhalten, beginne ich mit der Lokomotive, die auch das Startsignal für die Eisenbahn von heute gab. Ich spreche von der Dampflokomotive. Dampflokomotiven sind die ältesten Lokomotiven, die es überhaupt gibt. Aber, die Dampflokomotive leistet auch in der heutigen Zeit vielerorts noch gute Dienste. Diese Maschinen gehören zu den erfolgreichsten Vertretern ihrer Gattung. Nur die elektrische Lokomotive, wird ihr in einigen Jahren den Rang ablaufen. Aber das tut den Dampflokomotiven keinen Schaden an, denn sie sind schlicht legendär. Dabei waren die Dampflokomotiven alles andere als im Betrieb wirtschaftlich. Sie verbrauchten Unmengen an Brennstoffen und Wasser. Der in die Luft ausgestossene Dampf und Russ, würde heute wohl niemanden sonderlich erfreuen. Die Dampflokomotiven waren schmutzig und laut. Alles Punkte, die heute nicht besonders beliebt sind.
Trotzdem überrascht es immer wieder. Die Leute, die auf dem Bahnsteig demonstrativ die Ohren zuhalten, wenn sich ein Zug nähert, drehen sich um und winken der viel lauteren Dampflok. Aber warum bewirken Dampflokomotiven bei den Leuten diese Freude, ja weltweit reisen viele Leute Kilometer weit um mit einem Dampfzug zu fahren. Man nimmt schmutzige Kleider in kauf, macht sich keine Sorgen wegen Kohlenmonoxyd und Schwefeldioxyd. Alles scheint vergessen, wenn eine Dampflok in der Gegend ist. Deshalb gehört etwas Geschichte dazu. Die Dampflokomotive wurde einfach aus den grossen Dampfmaschinen der Fabriken weiter entwickelt. Gerade diese Dampfmaschinen erleichterten den Arbeitern die Arbeit in der Fabrik. Es liegt nun nahe, dass man eine solche Maschine in sein Herz schliesst. Die Dampflokomotive ersetzte die langsame Postkutsche anfänglich nur sehr zaghaft. So begeistert man von der Dampfmaschine war, so skeptisch stand man der Dampflokomotive gegenüber, denn diese kleinen zischenden Dinger sollten einer Postkutsche den Rang ablaufen? Zu gut schien das feinmaschige Netz der Postkutschen zu sein. Es kam, was in einer solchen Situation kommen musste, das Wettrennen. Die neuen Dampflokomotiven mussten beweisen, dass sie den Pferden überlegen waren. So versammelten sich zwischen dem 6. und 14. Oktober 1829 in England viele Leute an einem Ort in Schottland. Die schaulustigen Besucher bestaunten die Lokomotiven, die mit ihren Namen zu beeindrucken versuchten. Viele Konstrukteure haben ihre besten Maschinen an das Rennen gebracht. Das Ziel war klar, die Pferde mussten geschlagen werden. Da aber ein direkter Vergleich nicht möglich war, denn die Pferde scheuten vor den Dampfloks, wurden Bedingungen erlassen, die von den Dampfloks erfüllt werden mussten. Das Rennen sollte zwischen Stockton und Darlington stattfinden. Wer nun jedoch erwartet, dass sich die Lokomotiven ein Kopf an Kopf Rennen boten, der sei enttäuscht, denn das Rennen von Rainhill war alles andere als besonders spannend und schnell, ja schnell waren die Maschinen nicht. Ein Teilnehmer musste sogar disqualifiziert werden, weil man festgestellt hatte, dass ein Pferd im innern der Lokomotive die treibende Kraft war. Sieger sollte dann die Rakete sein. The Rocket wurde nach diesem Rennen weltberühmt. Jeder, der sich nur in den Grundzügen mit der Eisenbahn befasste, kannte die Rocket. Nur, was niemand weiss, die Geschwindigkeit des Siegers war 20 km/h. Zur Rakete wurde The Rocket erst mit weniger Wagen, jedoch war sie die einzige, die das Ziel überhaupt erreicht hatte. Noch jemand wurde bei diesem Rennen weltberühmt. George und Robert Stephenson, die Erbauer der Rocket. Sie gelten seither als die Erfinder der Dampflokomotive. Das stimmt so nicht ganz, denn es hatten sich ja mehrere Konstrukteure zum Rennen gemeldet. Was die beiden jedoch erreichten, war, dass sie die erste einigermassen gut funktionierende Dampflok erfunden hatten. Da Dampflokomotiven eine grosse Übermacht darstellten, geht eines immer wieder vergessen. Es gab damals schon Triebwagen. Sie haben richtig gelesen, dampfgetriebene Triebwagen waren zwar selten, aber es gab sie und immer noch ist ein solcher in der Schweiz betriebsfähig und nimmt immer wieder Fahrten unter die Räder. In dem nun beschriebenen Aufbau änderte das wenig, denn der Triebwagen benötigte alle Teile, wie die grosse Dampflok.
Gut, es gibt auch Dampflokomotiven, die nur mit einem Teil der hier beschriebenen Bauteile zu frieden waren. So gab es Dampflokomotiven, die mit Turbinen angetrieben wurden. Diese lassen wir hier aber aussen vor, denn es reicht, wenn ich Ihnen die normale Dampflokomotive vorstelle, denn die Exoten waren zu selten und sind meistens schnell wieder verschwunden. Wichtigstes Teil auf einer Dampflokomotive war das, was man heute bei der Eisenbahn möglichst zu verhindern versucht. Ich meine das Feuer. Ohne Feuer ging auf der Dampflokomotive nichts mehr, deshalb müssen wir mit dem Feuer beginnen. Ein Spiel mit dem Feuer, das die Geschichte der Dampflokomotive prägte und nicht immer glücklich endete. Wer weis, vielleicht entzünden wir Ihr Feuer und Sie brennen in Zukunft auf die Begegnung mit der Dampflokomotive.
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Auf der Dampflok regieren Feuer und Flamme. Das wissen Sie, denn sonst würde die Lok ja gar nicht rauchen. Ist dem wirklich so? Gut, ich gebe mich geschlagen, es regieren auf der Dampflok Feuer und Flamme. Oh, schreck, wenn ich jetzt nicht davon abrücke, kann ich mich vor Mitteilungen nicht mehr um die Seite kümmern. Natürlich gibt es Dampflokomotiven, auf denen es weder ein Feuer noch sonst eine heisse Quelle gibt. Diese Dampfspeicherlokomotiven erzeugen den für den Betrieb notwendigen Dampf nicht selber, sie gehen wie Sie mit Ihrem Auto an eine Tankstelle und tanken dort Dampf, ähnlich wie Sie Ihr Benzin. Die Lokomotive musste somit regelmässig betankt werden. Trotzdem darf man sie nicht mit Diesellokomotiven verwechseln, denn der Antrieb erfolgte weiterhin mit Dampf. Der Dampf wird in einer Fabrik erzeugt und nachher auch gleich für die Dampflok benutzt. Dampf war früher in Fabriken genug vorhanden, denn man nutzte ihn zum heizen oder für die Dampfmaschinen der Fabrik. Solche Dampfspeicherlokomotiven verkehrten oft in grossen Fabriken, denn der dort schon vorhandene Dampf, konnte auch gleich für die Lok benutzt werden. Deshalb galten Dampfspeicherlokomotiven als sehr effizient arbeitende Fahrzeuge. Sie zeichneten sich durch das fehlende Kamin und einen sehr grossen Kessel aus. Das war nötig, weil man diesen gut isolieren musste. Diese Lokomotiven benötigten kein eigenes Feuer mehr und konnten so auch in Fabriken fahren, die für befeuerte Lokomotiven gefährlich wurden. Wer fährt schon in einer Sprengstofffabrik mit einem offenen Feuer herum? Doch gehen wir wieder zu den normalen Dampflokomotiven, wo Feuer und Flamme regieren. Nun, jedes Feuer braucht einen passenden Brennstoff. Das kennen Sie, Sie kaufen sich ja auch Holzkohle um den Grill im Sommer zu betrieben. Im Winter heizen Sie vielleicht mit Gas. Aber bei einer Dampflok? Ich weiss nicht, ob das die richtigen Brennstoffe sind. Schauen wir uns doch die möglichen Brennstoffe einmal genauer an. Holz: Eine Dampflokomotive könnte man tatsächlich mit Holzkohle betrieben. Da es aber sinnvoller ist, den Rohstoff nicht zuerst noch mühsam zu erstellen und viele Teile schon zu verbrauchen, nimmt man bei den Dampflokomotiven einfach normales Holz. Diese verbrannte man und erzeugte so die Hitze zur Dampferzeugung. Diese Methode kam hauptsächlich bei Waldbahnen in Osteuropa und Amerika zum Einsatz. Warum sollte man lange Transportwege für Brennstoff in Kauf nehmen, wenn dieser schon neben der Bahn wächst und zudem noch in grossen Mengen anfällt. So verschwanden viele Äste in den Dampflokomotiven. Bei normalen Bahnen war Holz ein Notangel, denn wenn nichts mehr da war, hatte man noch das Holz.
Holz ist ein neutraler Brennstoff. Er setzt zwar viel Kohlendioxyd frei, ist aber trotzdem noch neutral. Die Bäume hatten dieses Kohlendioxyd vorher der Luft entzogen. So entsteht ein ausgeglichener Kreislauf, denn schliesslich nutzen die neuen Bäume das freigesetzte Kohlendioxyd. Da Holz aber sehr viel Feuchtigkeit enthält, verbrennt es nicht so gut, wie andere Brennstoffe. Man benötigt deshalb viel mehr Holz um eine Dampflokomotive zu betreiben. In der Schweiz wurden in den Kriegsjahren des ersten Weltkrieges viele Dampflokomotiven notgedrungen mit Holz befeuert. Das Holz musste auf den für diesen Zweck viel zu kleinen Tendern verladen werden. Kunstvolle Stapel waren die Folge davon. Gerade das benötigte Holz war letztlich der entscheidende Faktor und läutete in der Schweiz den Untergang der Dampflokomotive ein. Holz ist zudem ein Rohstoff, der in der Schweiz in grossen Mengen verfügbar ist. Bei Holz ist man nicht von ausländischen Importen abhängig, was gerade in Krisenjahren wichtig ist. So griff man in solchen Zeiten immer wieder auf das Holz zurück und opferte für den Verkehr ganze Wälder, die nachher viele Jahre lang wieder ergänzt werden mussten. Steinkohle: Schon im industriellen Bereich erkannte man, dass Kohle gute Heizwerte erbringt. Besonders gut, war da die Steinkohle. Diese Kohle, die im Bergbau gewonnen wurde, konnte auch für Dampflokomotiven verwendet werden. Sie war gegenüber dem Holz viel kompakter und erst noch ergiebiger. Ein Brennstoff, der wie geschaffen für die Dampflok war. In der Folge wurden die Tender mit Kohlen beladen. Gerade die Tatsache, dass man diese Kohlen schon für die Heizung benötigte, begünstigte die Kohlefeuerung der Dampflok. Diese Art der Befeuerung war so verbreitet, dass Sie kaum ein Bild von einer anders betriebenen Dampflok sehen. Kohlen gehören nun einfach zur Dampflok, obwohl es nicht die einzige Variante der Befeuerung ist. Es war die einfache Lagerung und die gute Handhabung, die für die Kohle sprach. Mit der Problematik von Kohlen hatte man sich damals noch nicht befasst, und das sollte sich rächen. Bei der Verbrennung von Kohlen entsteht viel Kohlenmonoxyd und Schwefeldioxyd. Dabei bildet das Kohlenmonoxyd die grösste Gefahr. Das Gas wirkt auf den Menschen einschläfernd und erstickend. Da es geruchlos ist, ist es sehr gefährlich. Besonders bei Fahrten durch Tunnel war das ein Problem. Schliesslich passierte das, was nicht passieren durfte, ein Zug kam zwischen Uznach und Wattwil im Rickentunnel zum stehen, ohne das man dies bemerkte. Die Leute erstickten in der Folge im Tunnel. Heute sind Dampflokomotiven in alleiniger Fahrt auf vielen Strecken mit langen Tunnels verboten. Auf die Fahrten muss man zudem ein Messgerät zur Kontrolle des Kohlenmonoxyds mitführen. Das galt für den Rickentunnel schon seit Jahren und wurde nun auf viele Strecken in der Schweiz ausgedehnt. Solche Strecken gehören heute ganz klar den elektrischen Lokomotiven. Eine Dampflok hat da nichts mehr verloren. Da Kohle aus dem Boden gewonnen wird, gilt sie als umweltbelastend. Kohle hat deshalb einen schlechten Wert für die Ökologie und setzt Treibhausgase frei. Kohle ist deshalb kein guter Brennstoff. Was man heute weiss, war vor mehr als 100 Jahren nicht bekannt und niemand dachte an Klimaerwärmung und gefährliche Gase. Man war froh, dass man einen passenden Brennstoff hatte. Kohle hat in der Schweiz noch einen Nachteil. Zwar gibt es auch hier Kohlevorkommen, die sind aber sehr gering und ein Abbau lohnt sich schlicht nicht. Das heisst, die Kohlenvorräte der Schweiz reichten nicht und so musste man Kohlen aus dem Ausland einführen. Kohlen waren deshalb in Krisenjahren kaum mehr verfügbar. Es kam zum staatlich organisierten Schmuggel. Erdöl: Ebenfalls ein guter Rohstoff ist Erdöl oder einfach nur Öl. Es kann genauso gut verheizt werden wie Kohle und ist noch einfacher in der Handhabung. Vielleicht verwenden Sie zu Hause auch Erdöl um zu heizen. Damit Sie das können, mussten Sie im Keller einfach einen Tank montieren. Dieser wird dann immer wieder neu befüllt. Genau so funktioniert das auf der Dampflok. An der Stelle des Kohlekastens wurde einfach ein Tank montiert. Trotzdem, es gibt zwischen Ihrer Heizung und der Ölfeuerung einer Dampflok einen grossen Unterschied. Sie verwenden zu Hause spezielles Heizöl. Dampflokomotiven wurden aber auch mit dem viel zähflüssigeren Rohöl befeuert. Das bot gerade bei Unfällen einen Vorteil, weil es nicht so schnell im Erdreich versicherte. Damit man es aber umfüllen konnte, musste man es erhitzen, was wieder Energie benötigte. Deshalb kam es auch bei den Dampflokomotiven immer mehr zum Einsatz von normalen Ölfeuerungen. Die Lokomotive verwendete das gleiche Heizöl, wie Sie. Nur, Heizöl bot einen Nachteil, denn das Öl konnte in einem Motor auch direkt in Bewegungsenergie umgewandelt werden. Das heisst, die Diesellok löste die Dampflok ab und so konnten sich die Ölfeuerungen nie so richtig durchsetzen. Moderne Dampflokomotiven verwenden Ölfeuerungen und arbeiten sehr effizient. Das heisst, sie funktionieren fast besser als Diesellokomotiven. Dass das Erdöl als Klimakiller verschrien ist, geht auch an den Bahnen nicht spurlos vorbei. Man setzt es deshalb nur dort ein, wo es benötigt wird. Das heisst bei Diesellokomotiven. Für die Umwelt ist das sicherlich von Vorteil, denn eine mit Öl gefeuerte Dampflok produziert neben dem Kohlendioxyd auch Wasserdampf, der das Klima ebenfalls anheizt. Die in der Schweiz geförderten Mengen Erdöl sind so klein, dass man sich Kommastellen ersparen kann, denn es gibt schlicht kein brauchbares Erdöl. Es gibt zwar Felsformationen die Spuren von Erdöl enthalten, ein Abbau würde sich aber nie lohnen. Deshalb muss sämtliches Erdöl in die Schweiz eingeführt werden. Diese Abhängigkeit führte zu grossen Lagern. Gas: Mit Gas hätte man einen sehr guten Brennstoff. Technisch würde nichts gegen eine Gasfeuerung sprechen. Die Fahrzeuge würden noch bessere Werte erzeugen, als die Ölfeuerungen. Gas ist aber sehr anfällig auf Explosionen. Das heisst, die Lokomotiven müssten speziell geschützt werden. Was jedoch nur schwer möglich ist. Eigentlich würde jedoch nichts gegen einen Einsatz von Gas auf Dampflokomotiven sprechen, wäre da nicht… Ja, wäre da nicht dieses Verbot. Gas ist auf schienengebundenen Fahrzeugen schlicht verboten. Das heisst, obwohl man technisch eine Gasheizung in eine Dampflok einbauen könnte, man bekäme nie eine Bewilligung. Verboten wurde Gas im Jahre 1924, also zu einer Zeit, wo man noch nicht so gute Massnahmen zum Schutz kannte. Trotzdem ein Verbot ist ein Verbot und sei es noch so alt. Schuldig bin ich Ihnen noch den Grund für das Verbot. Diesen erkennen Sie auf dem Foto:
Gas kann aus den verschiedensten Stoffen erzeugt werden. Besonders das aus Abfällen hergestellte Biogas ist nicht so Umweltbelastend und kann mit dem Holz mithalten. Nur, was bringt es sich über Gas, dessen Erzeugung und dessen Umweltbelastung lange Gedanken zu machen, denn wie schon gesagt, es wird schlicht nicht verwendet. Es kommt auf Lokomotiven und auch in Wagen nicht zum Einsatz, was aber nicht heisst, dass Gasfeuerungen technisch nicht möglich wären. Elektroheizung: Man kann Wasser auch durch elektrische Heizungen erwärmen. Das machen Sie doch zu Hause auch. Sie stellen den Topf auf die Herdplatte und heizen das Wasser darin mit Strom. Später geniessen Sie dann den heissen Tee. Es gibt deshalb genug Gründe, auch Dampflokomotiven mit Strom zu beheizen. Oh Entschuldigung, Sie haben einen Gasherd. Strom ist ja bei modernen Bahnen fast überall vorhanden. Da ist es nur logisch, dass man diesen zum heizen von Dampflokomotiven nutzt. So abwegig dieser Gedanke auch sein mag, Dampflokomotiven wurden und werden mit Elektrizität beheizt. In der Vergangenheit zwar aus der Not heraus, aber doch mit einigem Erfolg. Die Lokomotive hatte einen Stromabnehmer auf dem Dach und heizte mit dem Strom das Wasser. Bei modernen Dampflokomotiven wird Strom ebenfalls zur Heizung genutzt. Steht die Lok in einer Remise und wartet auf den erneuten Einsatz, benötigt eine Dampflok immer relativ lange, bis das Wasser genug heiss ist. Die Folge ist, dass immer ein Feuer brennen muss. Doch auch bei der Eisenbahn gilt. Feuer darf nie unbeaufsichtigt gelassen werden. Mit Hilfe einer elektrischen Heizung kann die Lok aber am Strom abgeschlossen werden und so wird das Wasser schon elektrisch vorgewärmt. Die Lok ist dann schneller betriebsbereit, da mit dem Feuer nur noch der Betriebsdruck erzeugt werden muss. Moderne Dampflokomotiven besitzen deshalb solche elektrischen Heizungen. Das es nicht zu elektrischen Heizungen für den Betrieb kam, liegt bei den gut funktionierenden elektrischen Lokomotiven. Elektrizität ist in der Schweiz vorhanden und wir hier sogar produziert. Es spricht also alles für eine Elektroheizung. Nur, warum soll ich Wasser erhitzen um zu fahren, wenn ich direkt mit dem Strom fahren kann? Nachdem wir uns mit den möglichen Betriebsstoffen befasst haben, haben wir erfahren, dass es praktisch nur mit einer Feuerung sinnvoll ist, eine Dampflok zu beheizen. Ich kann deshalb einfach sagen, dass Dampflokomotiven immer mit Feuer beheizt werden. Das gilt auch für die Lokomotiven mit Elektroheizung, denn diese können weiterhin mit Kohlen oder heute Öl beheizt werden. Im nun folgenden Abschnitt wollen wir uns den Ort, wo das Feuer lodert, genauer ansehen. Ziel ist es, das Feuer in einem beschränkten Raum zu halten, denn so kann man es besser kontrollieren. Schliesslich will man ein Feuer, aber keinen Brand. Diese Feuerstelle auf der Dampflok hat einen ganz speziellen Namen bekommen. Sehen wir uns deshalb diese Feuerbüchse etwas genauer an.
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Bevor wir die Feuerbüchse zerlegen und einen Blick hineinwerfen, müssen wir ein paar Worte zu Feuerung verlieren. Sie haben bei Ihrem Ofen auch eine Feuerstelle. Die Stelle wo das Feuer brennt, nennen Sie deshalb einfach Feuerstelle. Diese nutzen Sie zum Beispiel auf Ihren Wanderungen durch die Schweiz um eine Wurst zu braten. Diese Feuerstellen gibt es an vielen Orten. Lassen Sie sich jedoch nicht abschrecken, wenn an einer Feuerstelle ein Schild steht, auf dem von Schweizerfamilienfeuerstelle die Rede ist. Diese darf auch von anderen Leuten benutzt werden, denn das Schild ist nur eine Werbung einer Zeitschrift und keine Feuerstelle, die nur für Schweizer ist. Nur, benutzen sie keine Feuerstellen im Freien, wenn der Föhn weht. Die Bewohner sind es Ihnen dankbar, denn Altdorf will im Wappen keinen weiteren Strich.
War die Decke der Feuerbüchse nicht mit Wasser überdeckt, vermochte das Metall den Flammen nicht mehr zu widerstehen. Die Decke bekam Risse und in die Feuerbüchse trat heisser Wasserdampf ein. Dadurch stieg der Druck in der Feuerbüchse schlagartig an und die Feuerbüchse explodierte. Daher musste das Personal zum eigenen Schutz immer prüfen, ob es über der Feuerbüchse Wasser hatte. Sowohl die Decke, als auch die Seitenwände wurden mit speziellen Bolzen fixiert. Diese hatten zwei Funktionen zu erfüllen. Sie fixierten einerseits die Feuerbüchse im Kessel und überwachten die Hitze. Wurde der Bolzen zu heiss, schmolz er in der Mitte und Wasser aus dem Kessel konnte durch eine Bohrung ins Freie gelangen. Das pfeifende Geräusch schreckte dann das Personal auf. Doch schauen wir uns die Teile der Feuerbüchse etwas genauer an. Die Decke und die seitlichen Wände haben wir ja bereits kennen gelernt. Diese Bereiche sind nicht speziell und dienen nur dazu, das Wasser vom Feuer zu trennen. Ihre Gefährlichkeit hatten diese Wände nur, wenn das Wasser fehlte, denn dann schmolzen sie und es kam zu Explosion. Feuerbüchsrückwand: Die Feuerbüchsrückwand ist der Bereich, der zum Lokführer hin zugewandt war. Das Feuer war somit nur durch diese verhältnismässig dünne Wand vom Personal getrennt. An der Feuerbüchsrückwand wurden die Instrumente und Bedienelemente der Lokomotive angebracht. Sicher war die Arbeit vor so einer heissen Wand nicht angenehm. Damit die Arbeit überhaupt möglich wurde, hatte die Rückwand ebenfalls eine Schicht Wasser zwischen zwei Stahlwänden. So war auch hier die Hitze des Feuers recht gut abgeschirmt, aber das heisse Wasser erwärmte die Rückwand trotzdem. Die Rückwand hatte die Öffnungen um die Feuerbüchse mit den Kohlen zu versorgen. Es war die einzige Stelle, wo man in die Feuerbüchse gelangen konnte. Bei Reparaturen an der Lokomotive musste deshalb ein Mitarbeiter durch diese Türe kriechen. Klar, ein Feuer gab es dann nicht mehr, aber der Kessel war vielleicht immer noch 40 Grad warm, sicher kein angenehmer Arbeitsplatz. Diese Türen wurden im Betrieb durch den Lokführer geöffnet und geschlossen, während der Heizer mit der Schaufel die Kohlen in die Feuerbüchse warf. Gerade durch das ständige öffnen der Feuerbüchse entwich immer wieder viel Wärme in den Arbeitsbereich des Personals. So kann die Arbeit ohne rot zu werden als schweisstreibend bezeichnen. Die Arbeit an der Feuerbüchse war klar geregelt, denn nur so war gesichert, dass die gefährliche Feuerbüchse immer korrekt kontrolliert wird. Für die Sicherheit auf der Lok war deshalb der Heizer verantwortlich. Neben dem Nachschub von Brennstoff sorgt er dafür, dass immer genug Wasser im Kessel vorhanden war. Versagte der Heizer, waren die Lokomotive und das Personal verloren. Bei der Feuerbüchsrückwand unterschieden sich die Lokomotiven voneinander. Lokomotiven mit Ölfeuerung hatten nicht die gleichen Türen, da ja das Öl flüssig war und so eingespritzt werden konnte. Bei einer mit Öl gefeuerten Lokomotive musste man nicht mehr eine Türe öffnen. So blieb die Wärme immer in der Feuerbüchse. Diese Lokomotiven waren deshalb leicht besser in der Ausnutzung des Brennstoffes. Rauchrohrwand: Die Rauchrohrwand war der Rückwand gegenüber gestellt. Es war also die vordere Wand und somit der vordere Abschluss der Feuerbüchse. Man nannte sie auch Feuerbüchsrohrwand. Eine Bezeichnung, die besser passte, denn grundsätzlich gab es zwei Rauchrohrwände, denn diese schloss vorne den Kessel ab. Die Feuerbüchsrohrwand war klar als die der Feuerbüchse zugewande Wand zu erkennen. Im Betrieb konnte diese Wand nicht durch das Personal kontrolliert werden, denn das heisse Feuer davor verhinderte jede vernünftige Kontrolle. Einerseits war da die Hitze und durch das grelle Feuer war auch keine optische Kontrolle möglich. Es war deshalb wichtig, dass diese Rauchrohrwand vor Inbetriebnahme der Lokomotive auf Schäden untersucht wurde. Die Rauchrohrwand zeichnete sich durch viele Rohröffnungen aus, durch die die Abgase der Lokomotive abgezogen wurden. Es war deshalb die Wand, die am stärksten belastete wurde. Durch den vorherrschenden Luftzug, wurde das Feuer gegen die Rauchrohrwand gedrückt. So war einerseits gesichert, dass das Feuer beim öffnen der Türe zur Feuerbüchse nicht in den Führerstand loderte. Rostfläche: Aufgeschichtet wurden die Kohlen auf einem Rost, der im Boden der Feuerbüchse eingebaut war. Auf diesem Rost loderte das Feuer und die neuen Kohlen wurden in der Glut aufgeheizt, bis sie sauber zu brennen begannen. Es war deshalb die eigentliche Feuerstelle in der Feuerbüchse. Es war Sache des Heizers dafür zu sorgen, dass das Feuer die ganze Rostfläche gleichmässig belegte und so ein optimales Feuer entstand. Bei mit Öl befeuerten Lokomotiven war das etwas anders, denn das Feuer loderte hier nicht mehr auf einem Rost, denn die Düsen, die den flüssigen Brennstoff einspritzen waren auch der Ort, wo das Feuer brannte. Deshalb war bei diesen Lokomotiven keine nachhaltige Wärmeentwicklung vorhanden. Mit Öl konnte das Feuer besser reguliert werden. Ein Vorteil, der sicherlich für die Ölfeuerung sprach, denn so konnte immer ein optimales Feuer entfacht werden. Zwar war bei diesen Lokomotiven der Rost auch vorhanden, denn der Rost hatte noch weitere Aufgaben, die wir gleich noch betrachten werden. Lokomotiven mit Ölfeuerung konnten dank der guten Regulierung ohne Rauch betrieben werden. Es sei denn, der Heizer hat sich in der Regulierung etwas vertan. Ob absichtlich oder nicht, lassen wir so stehen, nur sollten sich Heizer solcher Loks ein Vorbild an Ihren Vorbildern nehmen. So steht in einem Bericht der Gotthardbahn geschrieben, dass Heizer Peter Muster (Name natürlich geändert) zu 10 Franken Busse verurteilt wurde. Die Busse erhielt der Heizer wegen unnötigem Qualmen im Gotthardtunnel. 10 Franken im Jahre 1890 war ein sehr hoher Betrag, der schmerzte. Durch den Rost wurde die frische Luft in die Feuerbüchse geführt. Die Fläche dieses Rostes, die so genannte Rostfläche gab an, wie gross das Feuer sein konnte. Kleine Rostfläche bedeutete kleines Feuer und kleine Leistung der Lokomotive. Da frische Luft im Normalfall nur durch den Rost in die Feuerbüchse gelangte, war sicher, dass die auf dem Rost liegende Glut optimal angefacht wurde. Achsekasten: Der Aschekasten wurde unter der Feuerbüchse aufgehängt. In ihm wurde die heisse Asche und kleinere Glutstücke, die durch den Rost fielen, aufgefangen. Eine direkte Entleerung ins Gleis konnte wegen der grossen Hitze nicht vorgenommen werden. Zudem hätte die Asche das Gleis instabil werden lassen. Daher mussten diese Kasten unter der Feuerbüchse aufgehängt werden. Gelang trotzdem heisse Glut auf das Gleis, konnten die Schwellen entfacht werden. Deshalb war ein gut geschlossener Aschekasten wichtig. Es oblag letztlich dem Personal in den Werkstätten möglichst gut den Aschekasten zu warten. Bei Fahrten mit Dampflokomotiven ist aber immer wieder zu beobachten, dass sich heisse Kohlestücke daraus schmuggeln. Immer wieder kommt es deshalb zu Bränden entlang der Strecke. Der Aschekasten musste im Depot geleert werden. Dazu waren spezielle Gruben vorhanden. Dort konnten auch noch heisse Rückstände sicher entleert werden. Mit dem Aschekasten haben wir alle wichtigen Bereiche der Feuerbüchse kennen gelernt. Die Feuerbüchse war deshalb immer wieder ein Thema bei Unfällen mit Dampfloks. Wenn die Lokomotive in Schräglage war, konnte die Feuerbüchse immer wieder explodieren, weil sie nicht überall mit Wasser überdeckt war.
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Es ist ganz einfach, Dampf wird durch erhitzen von Wasser erzeugt. So, das wäre erledigt, gehen wir zum nächsten Schritt über. Aber halt, etwas genauer wollen wir das schon noch ansehen. Sie haben sicherlich als Kind auch schon Dampfversuche angestellt. Dabei konnte der Dampf ein Windrad antreiben. Das aber, sobald Sie es berührten, stehen blieb. Es konnte keine grosse Kraft erzeugen. Nun, das mit Dampf betriebene Windrad hätte mehr Kraft erzeugen können, wenn es nur etwas grösser gewesen wäre. Aber solch grossen Windräder haben keinen Platz auf einer Lokomotive. Gut, Ihre Mutter oder Ihre Frau, hat schon mal etwas im Dampfkochtopf gekocht. Oh, Entschuldigung, ich wollte Sie nicht blossstellen, auch die Herren benutzen ab und zu in der Küche den Dampfkochtopf. Wenn Sie den Deckel ab so einem Dampfkochtopf nehmen wollen, müssen Sie zuerst einmal Druck aus dem Gefäss abbauen. Machen Sie das nicht, dann können Sie den Deckel nicht bewegen. Das Kochgeschirr steht unter einem gewissen Druck, gegen den kommen Sie auch nicht an, wenn Sie ihrem Mann oder Ihrer starken Frau rufen. Der Dampf ist unter Druck und genau das macht man auf einer Lokomotive. Was hat uns nun der Ausflug in die Küche gebracht. Wenn es Ihnen gelingt, den Dampf unter Druck zu setzen, baut er viel mehr Kraft auf, als normal. Das war auch bei den Dampflokomotiven so. Deshalb begann man damit das Wasser in einem geschlossenen Behälter zu erhitzen, genau so, wie Sie das mit dem Dampfkochtopf auch machen. Man nennt das aber auf einer Lokomotive nicht Dampfkochtopf, sondern Kessel. Der Kessel ist ein langes waagerecht liegendes Rohr. Wobei, wenn ich ehrlich sein will, ist das mit dem liegenden Rohr nicht ganz richtig, denn es gibt auch stehende Kessel. Die sehen dann fast so aus, wie der Dampfkochtopf in Ihrer Küche. Einzig der Griff zum öffnen des Behälters fehlt. Bis hierher ging der Vergleich mit dem Kochtopf noch. Der Kessel als einfaches Rohr zu bezeichnen ist nicht richtig. Denn der Kessel teilt sich in zwei Bereiche auf. Den Teil mit der Feuerbüchse nennt man Stehkessel. Hier entstanden die grössten Temperaturen. Das Rohr wird fachlich korrekt Langkessel genannt. Für uns reicht das, denn hier unterteilen wir nur den Kessel. Doch jetzt schauen wir in den Kessel hinein. Das erste was uns dabei auffällt, ist die Tatsache, dass der Kessel nicht leer ist. Klar, Sie wussten, dass er mit Wasser gefüllt ist. Ich meinte aber nicht das Wasser, denn der Kessel ist mit vielen Bauteilen gefüllt. Man kann kaum glauben, dass da noch Wasser hin soll. Genau diese vielen Bauteile im Kessel sind aber wichtig. Nur so kann man die vom Feuer erzeugte Hitze optimal ausnutzen. Im hinteren Bereich des Kessels, also im Stehkessel ist die Feuerbüchse eingebaut worden. Der Kessel umgibt diese auf fast allen Seiten mit Wasser. Weitere Einbauten findet man hier nicht mehr. Es ist der Punkt im Kessel, wo die grösste Hitze erzeugt wird. Die Flammen des Feuers lodern direkt an die Wände und erhitzen diese und das dahinter befindliche Wasser. Da braucht man nicht noch zusätzliche Einbauten. Man könnte sich nun damit zu frieden geben. Das Wasser würde auch so erhitzt. Nur, der Kessel müsste dann mit einer Zirkulation versehen werden, denn sonst bleibt das Wasser an gewissen Stellen fast kalt. Kommt hinzu, dass die heissen Rauchgase auch noch Wärme abgeben können, deshalb baute man im Kessel spezielle Rohre ein.
Die grösseren Rauchrohre werden durch die heissen Abgase erwärmt und geben ihre Wärme ebenfalls an das Wasser im Kessel ab. Damit eine optimale Wärmeausnutzung erreicht werden konnte, wurden auch hier mehrere Rohre eingebaut. Die Rauchrohre hatten einen grösseren Durchmesser, damit der Rauch ungehindert abfliessen konnte. Sie waren weiter oben angeordnet, weil der Rauch in der Feuerbüchse oben abfliesst. Die Siede- und Rauchrohre verlängerten sich durch die Wärme, deshalb waren sie nur an einer Seite fest eingebaut. Dadurch gelang es die Änderung der Länge auszugleichen. An der Feuerbüchsrohrwand waren die Rohre mit einer speziellen Walztechnik befestigt. Hier konnte sich das Rohr ausdehnen, blieb aber trotzdem noch dicht. Mit der Feuerbüchse, den Siede- und Rauchrohren nutzt man die Wärme des Feuers optimal. Je grösser die Fläche der Bauteile ist, desto mehr Dampf kann man erzeugen. Gerade bei den Siede- und Rauchrohren muss man aber bedenken, dass die heisse Luft und die Rauchgase ungehindert durchströmen können. Deshalb kann man hier nicht ganz dünne Rohre verwenden. Das so erhitzte Wasser gerät unter Druck und will eigentlich verdampfen, da das aber nicht geht, so lange es keinen Hohlraum hat, geschieht keine Dampfbildung. Die Dampfbildung entsteht nur an einer Stelle, wo es kein Wasser hat. Das ist über dem Kessel in einem speziellen Aufsatz. Dieser Aufsatz wird Dampfdom genannt und er liegt über der im ebenen Gleis am höchsten liegenden Stelle des Kessels. Im Dampfdom wurde dann der Dampf gesammelt. Man hat nun das Ziel der Verbrennung erreicht. Es entsteht Dampf, den man zur Fortbewegung nutzen kann. Wir haben das Ziel erreicht, denn der Dampf wird hier entnommen und kann ohne weitere Behandlung der Dampfmaschine zugeführt werden. Die Dampferzeugung ist grundsätzlich abgeschlossen. Dank dem Dampfdom war zudem gesichert, dass möglichst wenig Wasser in die Dampfmaschine gelangte, denn dort sollte wirklich nur Dampf verwendet werden. Je besser diese Trennung vom heissen Wasser funktioniert, desto besser arbeitete die Lokomotive. Es war deshalb auch nicht gut, wenn im Kessel zu viel Wasser war. Wenn wir keinen Dampf beziehen, steigt der Druck im Kessel immer weiter an. Das ändert sich auch nicht, wenn das Feuer erlischt, denn die heissen Bauteile haben noch genug Energie gespeichert. So können gefährliche Situationen entstehen, denn steigt der Druck zu stark an, könnte der Kessel bersten und das heisse Wasser spritzt in alle erdenklichen Richtungen. Sie können sich in etwa vorstellen, was passiert, wenn da 100°C heisses Wasser herumspritzt. Da dieser Vorgang explosionsartig erfolgt, muss man unbedingt verhindern, dass der Kessel bersten kann. Wir müssen Dampf entweichen lassen. Das können wir jedoch nicht, weil wir mit der Lokomotive nicht fahren dürfen. Damit trotzdem nichts passiert, hat man ein spezielles Ventil eingebaut. Dieses Sicherheitsventil verhindert, dass der Druck im Kessel zu hoch werden kann. Übersteigt der Dampfdruck den im Ventil eingestellten Druck, beginnt dieses abzublasen. Das heisst, der erzeugte Dampf wird unter lautem Getöse an die Umwelt abgegeben. Die Lokomotive wirkt nun sehr laut und wirtschaftlich ist das auch nicht. Versagt das Sicherheitsventil, weil es defekt ist oder manipuliert wurde, wird es gefährlich. Deshalb werden die Sicherheitsventile durch staatliche Beamte geprüft und die korrekte Funktion geprüft. Nach erfolgter Prüfung darf am Sicherheitsventil nichts geändert werden. Zur Kontrolle wird es versiegelt. So kann man allfällige Manipulationen erkennen. Mit zunehmendem Fortschritt in der Dampferzeugung erkannte man, dass der Dampf nicht ganz so heiss ist wie das Wasser, aus dem er entstand. Dabei handelt es sich um einen Effekt, denn der menschliche Körper zur Kühlung nutzt. Schwitzt der Mensch, wird diesem durch die Verdunstung Wärme entzogen. So auch dem Wasser, wenn Dampf entsteht. Mit Hilfe eines Überhitzers konnte man den Temperaturverlust bei der Verdampfung wieder ausgleichen. Dabei funktioniert der Überhitzer eigentlich ganz einfach. Der Dampf aus dem Dampfdom wird zuerst in speziellen Rohren durch die Rauchrohre geführt und dort wieder erhitzt. Er trocknet dadurch und wird wieder heisser. Es entsteht Heissdampf, der noch mehr Energie freisetzen kann. Durch die Überhitzerrohre wird zwar etwas Fläche verloren, denn der Platz dieser Rohre kann man nicht in dünnen Rauchrohren bereitstellen. Trotzdem, die Überhitzer erzeugen trotz dieser Einbusse viel höhere Leistungen, als bisher gebaute Dampflokomotiven, die mit Nassdampf betrieben wurden. Jetzt haben wir endlich das, was der Lokomotive den Namen gab. Es entstand Dampf, der letztlich genutzt wird.
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Aber bevor wir den Dampf in Bewegung umwandeln, müssen wir noch einmal zurück zum Feuer. Ein Feuer verursacht immer Rauch. Diesen Rauch haben wir von der Feuerbüchse durch die Rauchrohre geführt und zur Erzeugung von Wärme genutzt. Nur was passiert jetzt damit? Genau, damit der Rauch geordnet abgeführt wird, baute man vor den Kessel die Rauchkammer. Wer nun denkt, dass die Rauchkammer einfach ein leerer Raum zur Umleitung des Rauches ist, hat sich erneut geirrt, denn die Rauchkammer hat noch viele Aufgaben zu übernehmen und dazu braucht es spezielle Einrichtungen. Jedoch stimmt es im Grundsatz schon, denn der bisher waagerecht strömende Rauch wird in eine senkrechte Richtung umgeleitet. Das erfolgt aber nicht direkt.
Bevor die Rauchgase ins Kamin gelangen, müssen sie den Funkenfänger passieren, das ist ein Gitter, das den Glutstücken, die mitgezogen wurden den Weg ins Kamin verhindert. Sie fallen danach ebenfalls auf den Boden der Rauchkammer. Ohne diesen Funkenfänger wäre ein Betrieb schlicht nicht mehr möglich, denn die Funken würden im Sommer und bei Trockenheit schwere Brände verursachen. Im Bereich des Funkenfängers sind zudem noch die Blasrohre der Dampfmaschine und des Hilfsbläsers montiert. Diese behandeln wir mit ihrer Funktion später noch genauer. Es reicht, wenn wir zum jetzigen Zeitpunkt wissen, wo diese Bauteile angeschlossen sind. Hier wollen wir uns um den weiteren Weg der Rauchgase kümmern, denn jetzt wird der Rauch ins Freie entlassen. Das Kamin einer Dampflok steht über der Rauchkammer. Es entlässt den Rauch ins Freie und hat eigentlich nur die Aufgabe einen natürlich Sog zu erzeugen. So kann das Feuer auch ohne Dampf in der Lokomotive angefacht werden. Die üblichen Kamine sind trotzdem nur ein einfaches Rohr, das weiter keine Aufgaben mehr hat. Die Länge des Rohres ist anhängig vom verfügbaren Platz. Einige Kamine sind oben massiv verbreitert worden. Diese Kamine kommen bei mit Holz befeuerten Lokomotiven häufig vor. Diese in Wäldern verkehrenden Lokomotiven durften auf keinen Fall Glut ins Umland entlassen. In der Verbreiterung ist ein feines Netz eingebaut worden. Dort werden auch noch die kleinsten Teile der Glut entfernt. Die Verbreiterung ist dabei nur nötig, damit der freie Querschnitt noch gleich bleibt.
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Das Herzstück einer Dampflokomotive ist die Dampfmaschine. Wie, Sie meinten, dass das eigentlich das gleiche sei? Könnte man meinen, doch bisher hatten wir eigentlich auf unserer Dampflok nur den notwendigen Dampf erzeugt. Mehr auch nicht. Wenn wir uns das Fahrwerk darunter wegdenken könnte man diese Einrichtung auch als Heizung betreiben. Denn ähnlich funktioniert Ihre Zentralheizung. Da wir das gekochte Wasser aber zur Erzeugung einer Bewegungsenergie nutzen wollen, benötigen wir ein zusätzliches Bauteil. Dieses Bauteil nennt man Dampfmaschine. Diese Maschine wird durch den Dampf angetrieben und erzeugt so eine längs gerichtete Bewegung. Erst die Erfindung der Dampfmaschine revolutionierte die Industrie und führte letztlich zu Dampflokomotive. Die Dampfmaschine besteht aus zwei wesentlichen Bauteilen. Es handelt sich dabei um einen Kolben, der in einem zylindrischen Rohr hin und her bewegt wird. So könnte man vereinfacht eine Dampfmaschine bezeichnen. Kolben und Zylinder kennen Sie vielleicht vom Auto her. Genau auf die gleiche Art und Weise arbeitet die Dampfmaschine, nur dass man nicht Explosionsgase, sondern Dampf für den Antrieb benutzt.
Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten von Zylindern. Diese beiden Zylindertypen kann man leicht unterscheiden, denn während der eine Zylinder klein ist, erscheint sein Bruder gross und wuchtig. Eigentlich kann man eine Lokomotive mit nur einer Zylinderform bauen, nur wird dann der Dampf nicht optimal ausgenutzt. Deshalb wird häufig mit beiden Bauformen gearbeitet. Wichtig ist, dass die beiden Zylindertypen nicht beliebig kombiniert werden konnten. Es gab eigentlich nur deren zwei Varianten der Kombination, die wir aber später ansehen werden. Hier wo wir die Dampfmaschine ansehen, betrachten wir nun den kleinen und niedlichen Zylindertypen. Er hört recht gerne auf den Namen Hochdruckzylinder. Der Hochdruckzylinder wird mit dem frischen Dampf ab dem Kessel versorgt. Daher auch sein Name, denn der Dampf hat jetzt noch seinen vollen Druck und kann seine optimale Arbeit leisten. Da der Druck noch unter dem hohen Druck des Kessels steht, wird der Zylinder kleiner gebaut. Nur so kann man die auftretenden Kräfte einigermassen im Griff behalten. Trotz dem kleinen Aufbau waren Hochdruckzylinder recht schwer, denn die Wände mussten sehr stark gebaut werden. Oft werden die Hochdruckzylinder richtig im Rahmen verkeilt, damit die hohen Kräfte umgesetzt werden können. Nur hat der Hochdruckzylinder einen kleinen Nachteil, denn der Dampf, der aus dem Zylinder entweicht, hat immer noch genug Energie um weiter genutzt zu werden. Jetzt kommt die zweite Zylinderform ins Spiel. Die Niederdruckzylinder werden mit einem wesentlich geringeren Druck betrieben. Damit trotzdem noch genügend Kraft erzeugt werden kann, sind diese Zylinder viel grösser als die Hochdruckzylinder. Sie werden direkt oder mit dem Abdampf betrieben und nutzen ebenfalls die im Dampf enthaltene Energie. So wurde der Dampf optimal ausgenutzt und hat seine Arbeit getan. Soweit zum Hauptteil der Dampfmaschine. Damit ist zwar die Dampfmaschine erstellt, aber funktionieren wird sie noch nicht. Wir müssen uns ein paar Gedanken zur Regulierung und über den Weg des Dampfes machen. Erst durch die da enthaltenen Bauteile wird die Dampfmaschine zu dem was sie ist, einem regulierbaren mit Dampf betriebenen Schubsystem.
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Wir kennen nun die wichtigsten Bauteile einer Dampflokomotive. Das sind der Kessel mit der Feuerbüchse und die Dampfmaschine. Dazwischen klafft aber noch eine grosse Lücke. Bei den Lokomotiven versucht man diese Lücke so knapp wie möglich zu halten, denn in den Leitungen kann der Dampf abkühlen, was man ja nicht will. Ebenso wenig wissen wir, was mit dem Dampf passiert, wenn er seine Leistung erbracht hat. Wo wird er hingeleitet oder wird er gar wieder zu Wasser abgekühlt? Sie sehen, wir haben viele Fragen dazu. Gerade die Idee mit dem Umwandeln des Dampfes in Wasser klingt etwas verwegen, ist aber möglich und wurde schon umgesetzt. Doch dazu später noch nähere Angaben. Vor der Dampfmaschine: Die Leitungen vor der Dampfmaschine sind sehr kurz und sie werden möglichst im warmen Bereich der Lokomotive geführt. In dieser Zuleitung werden jedoch die Elemente eingebaut, die letztlich die Dampfmaschine steuern. Wir nennen diese beiden Bauteile Regulator und Steuerung. Gerade die Steuerungen der Dampfmaschine sind so umfangreich, dass ich diesen ein eigenes Kapitel gewidmet habe. Hier reicht es, wenn wir wissen, dass die Steuerung bestimmt wie und wann der Dampf genau in den Zylinder geleitet wird. Dazu sind spezielle Schieber vorhanden. Diese sind unmittelbar beim Zylinder montiert und können flach oder rund ausgeführt werden. Dazu aber im nachfolgenden Kapitel mehr. Hier wollen wir uns den Regulator genauer ansehen. Der Regulator regelt die Menge des zur Verfügung stehenden Dampfes. Man kann den Regulator eigentlich als einfaches Ventil bezeichnen. Je mehr es geöffnet wird, desto mehr Dampf kann durchfliessen. Der Name Regulator kommt daher, dass mit diesem Ventil die Dampfmaschine geregelt wird. So wird letztlich mit der Dampflokomotive gefahren. Damit wir die Funktion etwas genauer verstehen, erkläre ich das Ihnen an einem Beispiel. Haben Sie auch schon einmal den Garten mit Wasser versorgt? Nutzen Sie dazu eine spezielle Einrichtung? Mit Hilfe dieses Rasensprengers können Sie die Regelung der Dampfmaschine beobachten. Beobachten Sie einmal den Rasensprenger, wenn Sie den Wasserhahn öffnen. Je mehr Sie den Wasserhahn öffnen, desto weiter spritzt das Wasser. Genau so arbeitet der Dampfregulator mit der Dampfmaschine. Mehr will ich hier noch nicht zum Leitungsweg des Dampfes verlieren. Denn nach dem Regulator kommen meistens ganz normale Rohre zur Anwendung. Erst beim Zylinder wird mit Hilfe der Steuerung die Dampfmaschine geregelt. Hier sind aber sehr viele und feinfühlige Lösungen möglich, deshalb wollen wir die Steuerung kurz ausblenden und kommen zum Leitungsweg nach der Dampfmaschine. Nach der Dampfmaschine: Nach der Dampfmaschine ist der Leitungsweg nicht bei allen Lokomotiven gleich. Dabei gibt es nur zwei Möglichkeiten. Eine Variante entlässt den verbrauchten Dampf einfach in die Umgebung. Diese Lösung kennen Sie vielleicht, denn die meisten Dampflokomotiven in Europa arbeiten nach diesem Prinzip. Der Dampf wird bei diesem Prinzip wieder in Leitungen abgeführt. Diese Leitungen führen in die Rauchkammer und ab dort ins Freie. Diese Leitung wird Blasrohr genannt. Der Name kommt daher, dass der Abdampf stossweisse in dieses Rohr geblasen wurde. Durch den stossweisen Dampfausstoss erhalten diese Lokomotiven den klassischen Klang einer Dampflok. Denn das zischen und stampfen einer Dampflok entsteht genau hier. Das Blasrohr wird in der Rauchkammer montiert und hat noch eine weitere Aufgabe. Durch den ausströmenden Dampf entsteht in der Rauchkammer ein Unterdruck. Dadurch entsteht eine Sogwirkung. Diese Sogwirkung regt den Luftstrom durch die Rauchrohre und die Feuerbüchse an. Dadurch wird das Feuer in der Feuerbüchse angeregt und brennt noch besser. Das heisst, der Dampf sorgt selber dafür, dass noch mehr Dampf entsteht. Weil die Anfachung mit Hilfe vom Dampf gut funktioniert. Baut man den Lokomotiven einen Hilfsbläser ein. Dieser entnimmt direkt dem Kessel ein wenig Dampf und erzeugt den Sog auch beim Stillstand der Dampfmaschine. So kann die Lokomotive besser angeheizt werden, denn sobald genug Dampf für den Hilfsbläser bereit steht, wird das Feuer richtig angefacht und die Heizleistung ist maximal. Anfänglich habe ich ja von zwei Varianten gesprochen. Die zweite Variante arbeitet ganz anders. Hier wird der Abdampf, der ja aus Wasser entstand, wieder zu Wasser umgewandelt. Klingt eigentlich sehr wirtschaftlich, denn der Verbrauch an Wasser ist so viel geringer. Da hier aber ein grosser Aufwand betrieben werden muss, kam es kaum zu Anwendungen. Kernstück ist hier der Kondensator. Eigentlich ist dieser heute als Bauteil der Elektronik bekannt, er hat seinen namentlichen Ursprung jedoch hier. Denn im Kondensator wird der Abdampf mit Hilfe von kühler Luft wieder kondensiert. Kondensierter Dampf wird folglich wieder zu Wasser. Das kann man wieder erneut erhitzen und erreicht so einen geschlossenen Kreislauf. Lokomotiven, die mit einem solchen Kondensator ausgerüstet waren, benötigten weniger Wasser und was mehr auffiel, sie hatten einen komplett anderen Ton, als die Schwestern mit dem Blasrohr. Während die normalen Dampfloks mit ihren Dampfstössen einen unverkennbaren schlagartigen Ton hatten. Fielen die Kondenslokomotiven mit einem pfeifenden Geräusch auf. Dieses kam vom dauernd benötigten Hilfsbläser, denn ohne Blasrohre funktioniert die Feueranfachung nicht. Soweit eigentlich zum Leitungsweg des Dampfes. Das wäre so gut, gäbe es da nicht noch eine Umleitung. Vielleicht ist Umleitung nicht der passende Namen, aber wir wollen einen kurzen Moment damit arbeiten. Bisher haben wir den normalen Weg betrachtet, das heisst, die Dampfmaschine ist nun in Betrieb und arbeitet. Bei einer Lokomotive heisst das, sie fährt. Das will man ja nicht immer, denn der Zug soll ja in einem Bahnhof stehen. Für die Dampfmaschine ist das nun aber gar nicht gut. Der Dampf in den Zylindern kühlt ab, da kein neuer Dampf nachkommt. Nur bleibt Dampf der abkühlt nicht Dampf, sondern wird zu Wasser. Das befindet sich nun im Zylinder und da die Dampfmaschine mit Dampf und nicht mit Wasser arbeitet, muss dieses Wasser weggeführt werden. Mit Hilfe von Schlemmhahnen wurde das in den Zylindern befindliche Wasser entleert. Ein Schlemmhahn ist normalerweise geschlossen, denn man will die Leistung ja nicht ungenutzt verpuffen lassen. Deshalb werden Schlemmhahnen manuell bedient. Die Bedienung erfolgt durch den Lokführer. So ist gesichert, dass das Wasser aus den Zylindern gelangt und es wieder Platz für Dampf gibt. Die Bedienung der Schlemmhahnen erfolgt nach jedem Stillstand. Das haben Sie vermutlich schon beobachtet. In dem Moment, wo sich die Dampflok in Bewegung setzt, entweicht vorne im Bereich der Zylinder Dampf und hüllt die Lok in eine Dampfwolke ein. Später ergibt sich dann dies und der Dampf entweicht nur noch dem Kamin. Was Sie beobachtet haben, war nichts anderes, als die korrekte Arbeit des Lokführers, denn er hat die Schlemmhahnen geöffnet, als die Lokomotive losfuhr. Dem scheinbar reinen Dampf war noch Wasser beigemischt, das mit dem Dampf ins Gleisbett entlassen wurde. Jede Dampflok fährt so los, denn das Personal bemerkt, wenn es in den Zylindern Wasser hat. In einem solchen Fall arbeitet die Dampfmaschine ruckartig und kann sogar einen Defekt erleiden. Jetzt haben wir den ganzen Leitungsweg kennen gelernt. Dabei sind wir ganz zum Schluss bei einem Bauteil angelangt, das durch den Lokführer bedient werden muss. Viel wissen wir, nur was uns jetzt noch fehlt, ist die genaue Funktion der Dampfmaschine. Dazu ist die Steuerung zuständig und die wird nun zu unserem Thema und über die Steuerung gibt es viel zu sagen, denn die Steuerungen der Dampflokomotiven hatten immer wieder ihre Mängel.
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Ohne Steuerung kann die Dampfmaschine nicht betrieben werden. Sie regelt, wie der Dampf in die Zylinder gelangt. Das heisst, sie gibt die entsprechenden Schieber frei um den Hohlraum im Zylinder mit Dampf zu füllen. Damit sie das kann, muss sie korrekt eingestellt sein. Es ist überraschend, aber die Steuerung wird durch die Dampfmaschine selber geregelt. Es gibt deshalb genug Gründe, sich die Steuerung genauer anzusehen. Bevor wir aber den genauen Ablauf genauer betrachten, müssen wir erwähnen, dass es aussen liegende und innen liegende Steuerungen gibt. Diese Ortbezeichnungen beziehen sich auf den Einbauort. Das heisst, eine innen liegende Steuerung ist im Rahmen eingebaut und von aussen nicht ersichtlich. An der Funktion ändert das jedoch wenig. Die innen liegende Steuerung kam hauptsächlich bei Lokomotiven zum Einbau, die in England verkehrten oder die Zylinder im Verbund betrieben. Mitteleuropäische Lokomotiven besassen mehrheitlich eine aussen liegende Steuerung. Das war für den Einbau besser, denn die Steuerung konnte direkt an den Zylinder angeschlossen werden. Doch genug zur Position, die nicht wichtig ist, denn wir wollen die Funktion kennen lernen. Wer bei der Steuerung ein festes ruhendes Teil vermutet liegt falsch, denn die Steuerung wurde immer durch die Triebstange in Bewegung gehalten. Sie war nur an einem Punkt fixiert. Durch die Bewegung der durch die Zylinder angetriebenen Stange, wurde auch die Steuerung bewegt und gab dadurch immer den richtigen Schieber frei. Um die Fahrrichtung einer Lokomotive zu ändern, musste die Steuerung umgestellt werden. Das erfolgte mit Hilfe einer Stange vom Führerstand aus. Die Stange aus dem Führerhaus veränderte die Stellung des zentralen Bauteils der Steuerung. Dieses Bauteil wurde Schwinge genannt. Die Schwinge bekam den Namen, weil sie mit der Steuerung bewegt wurde. Sie müssen sich das vereinfacht so vorstellen: Die Schwinge war am Rahmen und an der Schubstange befestigt. Dadurch konnte sie sich hin und her bewegen. An der Schwinge angeschlossen war dann die Stange, die die Schieber bewegte. Ebenso auf Schwinge wirkte die Verstellung ab dem Führerstand. So konnte man sowohl die Art der Befüllung, als auch die Geschwindigkeit beeinflussen. Ergänzend darf aber nicht unerwähnt bleiben, dass es auch Schwingen gab, die nicht am Rahmen montiert wurden. Bevor wir weiter ins Detail gehen können, müssen wir etwas Grundsätzliches über die Steuerung wissen. Die Steuerung einer Dampflok ist nicht immer gleich aufgebaut und so kam es zu sehr vielen verschiedenen Bauarten. Einige davon unterschieden sich optisch nur wenig. Wieder andere Steuerungen konnte man schon auf den ersten Blick erkennen. Da viele Bauteile vom Konstrukteur abhängig sind, betrachten wir diese mit der Vorstellung der entsprechenden Steuerung. Die Reihung der Vorstellung entspricht einer willkürlichen Reihung und hat nichts mit deren Tauglichkeit zu tun. Die Reihung erlaubt nur eine Vereinfachung des Textes. Jede Steuerung hatte sowohl Vor- als auch Nachteile, die nicht unerwähnt bleiben sollten. Natürlich kann ich hier nicht alle erdenklichen Bauformen vorstellen, deshalb beschränke ich mich auf in der Schweiz eingesetzten Steuerungen. Walschaertssteuerung: Die Steuerung nach Walschaerts ist in Deutschland eher unter der Bezeichnung Heusinger-Steuerung bekannt. Es entspricht einer Tatsache, dass diese beiden Konstrukteure innerhalb der nahezu gleichen Zeit zum gleichen Ergebnis gekommen sind. Heusinger war mit seinem Ergebnis ca. 5 Jahre später, so dass man, wenn man nach der ersten Steuerung geht von Walschaerts-Steuerung ausgehen muss. Edige Walschaerts wurde am 21. Januar 1820 in Mecheln geboren. In der Folge arbeitet er in der Werkstätte der belgischen Staatsbahnen. Dort erfand er 1844 die nach ihm benannte Steuerung. In der Folge eine der erfolgreichsten Steuerungen der Dampfgeschichte. Seine grösste Ehrung erhielt Walschaerts, als er 1878 in Paris an der Weltsaustellung eine Goldmedaille gewann. Im Jahre 1901 verstarb Walschaerts, der ein grosses technisches Erbe hinterlassen hat. Edmund Heusinger von Waldegg wurde im Jahre 1817 geboren. Der deutsche Maschinenbauingenieur wurde 1841 Werkmeister der Taunusbahn. Er erfand nur 5 Jahre später unabhängig eine gleiche Steuerung wie der vorher vorgestellte Walschaerts. Im Jahre 1886 verstarb Heusinger. Ob wir nun von einer Walschaerts- oder einer Heusingersteuerung reden, hängt effektiv nur von der geografischen Lage ab. Gewöhnlich wird im deutschsprachigen Raum von der Heusingersteuerung gesprochen. In der Schweiz ist jedoch die internationale Bezeichnung geläufig, so dass ich in der Folge nur noch von der Walschaertssteuerung sprechen werde. Da es sich bei dieser Steuerung um die in der Schweiz mit Abstand am meisten verwendete Steuerung handelt, wollen wir uns anhand dieser Steuerung die Funktionsweise etwas genauer ansehen. Bei den später noch vorgestellten Steuerungen anderer Konstrukteure wird dann nur noch auf diese Steuerung bezug genommen. Bei der Walschaerts-Steuerung ist die Schwinge am oberen Ende frei beweglich. Sie wurde in der Mitte drehbar am Rahmen befestigt. Es handelt sich dabei um den einzigen festen Punkt der Steuerung. Die Schwinge selber ist leicht gebogen und mit einem durchgehenden Schlitz versehen. Sie war das aufwändigste Bauteil dieser Steuerung und deshalb auch immer wieder ein Thema für Verbesserungen. Gerade die Herstellung solcher Bauteile machte die Steuerung recht teuer, denn zur Zeit der Dampflokomotiven gab es noch keine modernen Fertigungsmethoden. Ein solches Teil stellte deshalb eine grosse Herausforderung an die Fachleute der damaligen Zeit. Durch die mittige Befestigung konnte man die Schwinge so einstellen, dass man in unterschiedliche Richtungen fahren konnte. An ihrem unteren Ende war die Schwinge mit einer Stange an einem Exzenter montiert worden. Dieser Exzenter wurde durch den sich drehenden Triebradsatz in Bewegung versetzt. Diese Bewegung übertrug sich auf die Schwinge und bewegte diese in Längsrichtung. Die grundlegende Bewegung zur Steuerung der Dampfmaschine ist somit vorhanden. Ab der Schwinge wurde die Schieberstange angetrieben. Diese besorgte letztlich das korrekte öffnen und schliessen der Dampfzuführungen. Die Schieberstange war nicht befestigt, sondern in der Schwinge nur mit Hilfe eines Eisenstücks fixiert. Sie konnte in der Höhe verstellt werden. Die Verstellung erfolgte am Ende der Schieberstange mit einer Schubstange aus dem Führerstand. Das heisst, der Lokführer konnte bei der Steuerung nur den Angriffspunkt der Schiebestange verstellen. Einen weiteren Einfluss auf die Steuerung hatte er nicht mehr. Befand sich die Schieberstange am unteren Ende der Schwinge, war die Steuerung so eingestellt, dass die Lokomotive vorwärts fuhr. Wurde die Schieberstange über dem festen Drehpunkt positioniert, fuhr die Lokomotive rückwärts. In der mittleren Position war eine Neutralstellung vorhanden. Da es auf der Schwinge keine festen Positionen gibt, kann der Lokführer durch gezieltes verstellen die Füllung der Zylinder regeln. Er kann so die Lokomotive dynamisch fahren oder aber die Kraft des Dampfes voll ausnutzen. Es war somit Sache des Lokführers zu bestimmen, ob die Lokomotive sehr fein dahinrollte, oder ob sie richtig kraftvoll an den Wagen zog. So weit zur vereinfachten Steuerung nach Walschaerts. Die Funktion war mit dieser Form der Steuerung noch ungenügend. Es fehlte für einen ruhigen Lauf die dazu benötigte Voröffnung. Deshalb musste die Steuerung noch optimiert werden. An der grundsätzlichen Steuerung und ihrer Funktion änderte sich jedoch nichts. Einzig die Schieberstange wurde verändert. So war dann ein Voröffnen möglich. Als Voröffnen bezeichnet man einen Effekt, der dafür sorgt, dass der Dampfeinlass nur wenig früher als auf Grund der effektiven Position der Steuerung öffnet. Diese Voröffnung war gewünscht und stellte die grösste Herausforderung an alle Steuerungen dar. Durch das Voröffnen war die Zeit berücksichtigt, die der Dampf vom Schieber zum Zylinder benötigte. So war gesichert, dass sofort Dampf da war, wenn der Zylinder angetrieben werden musste. Wenn Sie sich ein wenig mit Automotoren auskennen, wissen Sie, dass auch dort die Zündung ganz kurz vor dem oberen Totpunkt des Kolbens erfolgt. Genau gleich verhält es sich bei gut eingestellten Dampfmaschinen. Gerade deshalb war die Voröffnung sehr wichtig, denn nur so konnte die Dampfmaschine wirklich rund und gleichmässig arbeiten. Das übertrug sich letztlich auf Lokomotive und Wagen. Die Lösung bei der Walschaertssteuerung lag darin, dass die Stange von der Steuerung nicht mehr direkt zur Schieberstange wurde. Die Schieberstange war mit zwei Gelenken am Rahmen der Lokomotive fixiert. Die einzelnen Stangen wurden als Voreilhebel und Lenkerstange bezeichnet letztere war am Rahmen mit einem Kreuzgelenk befestigt. Die Schubstange von der eigentlichen Steuerung griff auf die Lenkerstange sein. Der Erfolg dieser Steuerung lässt es erahnen, die Steuerung funktionierte gut und deshalb wurde sie in sehr vielen Lokomotiven eingebaut. Besonders neuere Modelle waren mit einer Walschaertssteuerung ausgerüstet. Nur in Deutschland fand die Heusingersteuerung ihre Verbreitung, aber spätestens seit diesem Abschnitt wissen wir, dass es sich um identische Steuerungen handelt. Wenn man einen Nachteil finden will, muss man diesen bei der Schwinge suchen. Diese gebogene Schwinge mit dem in einem Schlitz eingelegten Gleitstein, war sehr aufwändig in der Herstellung. Die notwendigen Toleranzen konnten nur sehr schwer eingehalten werden. Deshalb wurde die Steuerung sehr teuer und aus diesem Grund waren nicht alle Lokomotiven mit Walschaertssteuerungen ausgerüstet. Stephensonsteuerung: Bei der Steuerung nach Stephenson handelt es sich um die älteste Steuerung überhaupt. Die revolutionierte den Betrieb von Dampflokomotiven. Musste man bisher immer das Gestänge ändern, entwickelte Stephenson eine Steuerung, die eine Änderungen der Fahrrichtung erlaubte. Der Britte Robert Stephenson gehört zu den bekanntesten Personen der Eisenbahn. Robert Stephenson wurde am 16. Oktober 1803 geboren. Er erreichte seine Berühmtheit mit dem legendären Rennen von Rainhill. Allgemein gilt er als Mitbegründer der ersten Eisenbahn überhaupt. Viele von Robert entwickelte Bauteile wurden fälschlicherweise seinem Bruder George zugeschrieben. Tatsache aber ist, dass beide daran gearbeitet hatten. Bereits 1859 verstarb Robert Stephenson in London und hinterliess ein grossartiges Erbe. Die Schwinge der Steuerung war frei schwebend und an keiner Stelle montiert worden. Der feste Punkt der Steuerung war die Schieberstange. Die Schwinge der Stephenson-Steuerung fällt durch ihre Grösse auf. In Bewegung gesetzt wurde auch diese Steuerung durch einen Exzenter. Dank dem die Schwinge gegenüber der Schieberstange verschoben werden konnte, war eine Änderung der Fahrrichtung möglich. Nur schon die Tatsache, dass diese Steuerung den Grundstein legte, ist Grund genug von einer erfolgreichen Steuerung zu sprechen. Trotz allem hatte die Steuerung aber auch Nachteile. Die Einstellung der Voröffnung war nur über die Längenänderung der Schieberstange möglich und die grosse Schwinge war nicht befestigt, was grosse Kräfte frei setzte. Die Stephensonsteuerung wurde letztlich einfach durch die viel besseren Nachfolgemodelle abgelöst. Man kann die Frage stellen, ob die Steuerung mit den vielen schweren frei schwingenden Teilen auch für hohe Geschwindigkeiten geeignet gewesen wäre. Dabei darf man aber nie vergessen, dass diese Steuerung so alt ist, wie die Eisenbahn selber. Allansteuerung: Bei der Steuerung nach Allan handelt es sich eigentlich nicht um eine gänzlich neu entwickelte Steuerung. Sie basierte auf der schon vorgestellten Steuerung nach Stephenson. Es kann gesagt werden, dass sich viele Steuerungen nur in Details unterscheiden. Für den Laien kann das bedeuten, dass er eine Allan-Steuerung nicht von einer Stephensonsteuerung unterscheiden kann. Allan war ein englischer Konstrukteur, der die schwer zu erstellende gekrümmte Schwinge durch eine einfachere gerade Schwinge ersetzte. Gleichzeitig wurde eine gleichartige Vereinfachung durch den deutschen Konstrukteur Josef Trick geschaffen. Deshalb ist oft auch von der Allan-Trick Steuerung zu lesen. Die Allan-Steuerung unterschied sich nur in einem Punkt von der vorher erwähnten Stephensonsteuerung. Die teure und kompliziert herzustellende Schwinge wurde durch Allan vereinfacht, womit sie in der Herstellung billiger wurde. Beide Steuerungen arbeiteten nach dem Prinzip, dass die Schwinge verstellt wurde, wollte man die Fahrrichtung ändern. Die Probleme mit der Voröffnung konnten mit der Allansteuerung verbessert werden, trotzdem hatte auch diese Steuerung viele schwere unbefestigte Bauteile, die in Bewegung standen. Für einen Laien sehen deshalb die Steuerungen nach Allan und Stephenson nahezu gleich aus. Dabei kann aber gesagt werden, dass die Schwinge bei Allan gerade war. Goochsteuerung: Die Goochsteuerung war selten im Einsatz. Man kann sie eigentlich schon als eine exotisch wirkende Steuerung bezeichnen. Dazu aber später noch mehr. Die Goochsteuerung unterschied sich dabei nur in einem wesentlichen Punkt von den bisherigen Steuerungen. Wie unbedeutend diese Steuerung ist, zeigt nur schon die Tatsache, dass es kaum Informationen über den Erfinder der Steuerung gibt. Gooch ist aus in der heutigen Zeit, wo jeder und jede im Internet zu finden ist, ein nahezu unbeschriebenes Blatt. Letztlich soll das aber nicht unser Problem sein, denn wir wollen etwas über die Steuerung selber erfahren. Bei der Steuerung nach Gooch wurde nicht mehr die Schwinge, sondern die Schieberstange verändert. Das heisst, die Schwinge lief immer in der gleichen Lage. Die Veränderung der Füllung und der Fahrrichtung erfolgte durch heben und senken der Schieberstange. Sie eliminierte einen Nachteil der vorher erwähnten Steuerungen. Die Goochsteuerung konnte das ändern des Voröffnens durch die Veränderung der Füllung verbessern. Das heisst, es waren Veränderungen auch während der Fahrt möglich. So erfolgte bei geringer Dampfmenge die Voröffnung etwas eher und bei grossen Mengen eher später. Die bisherigen Steuerungen arbeiteten immer mit einer fest eingestellten Voröffnung. Die Steuerung konnte sich trotz ihrer Vorteile nicht durchsetzen. Der Grund lag bei der schweren Bedienbarkeit der Lokomotive. Das Lokpersonal musste ganz genau wissen, wie die Voröffnung optimal einzustellen ist. Das war aber nur für sehr erfahrenes Personal leicht zu bewerkstelligen. Die Folge war, dass die Voröffnung praktisch nie verstellt wurde. Joysteuerung: Lokomotiven mit einer Steuerung nach Joy waren sehr selten. Dabei waren sie sehr schnell zu erkennen, denn der Steuerung fehlte ein markantes Bauteil. Die Steuerung von Joy kam als einzige hier vorgestellte Steuerung ohne eine Schwinge aus. Grund genug, diesen Exoten vorzustellen. Was schon bei Gooch gesagt werden konnte, kann auch hier geltend gemacht werden. Joy ist nahezu unbekannt und ausser der nach ihm benannten Steuerung findet sich kaum etwas über Joy und seine Person. Aber auch hier wollen wir uns die Steuerung ansehen und nicht zu viel Zeit mit einem Namen verlieren. Hatten bisher die Steuerungen die Bewegung für die Schieberstange immer ab einem eigenen Exzenter genommen, wurde bei der Steuerung nach Joy die Bewegung ab der Triebstange genommen. Dadurch war keine Schwinge mehr erforderlich und die Steuerung konnte vereinfacht aufgebaut werden. Den benötigten Fixpunkt stellte ein Ersatzexzenter dar. Der Vorteil dieser Steuerung war, dass die Schwinge entfallen konnte. Für die Umsteuerung wurde nur ein Ersatzexzenter benötigt. Dieser war einfach zu erstellen und so kam diese Steuerung ohne kompliziert zu erstellende Teile aus. Aber trotz dieser Vorteile kam die Steuerung nach Joy nie zur grossen Bekanntheit. Das war sicherlich nicht ein Fehler dieser Steuerung, sondern liegt bei den anderen Steuerungen begründet. Hinzu kommt, dass die Steuerung nach Joy kaum zu sehen ist, denn sie wurde meistens bei innen liegenden Steuerungen verwendet. Zum Abschluss der Steuerungen muss ich Sie ein wenig enttäuschen, denn Sie werden lange suchen müssen, um Steuerung nach Joy, Gooch oder Allan zu finden. Bei älteren Lokomotiven wurden meistens Steuerungen von Stephenson eingebaut. Diese funktionierten und man kannte noch keine anderen Steuerungen. Erst mit den Entwicklungen von Walschaerts und Heusinger war eine verbesserte Steuerung verfügbar. Es wurden deshalb praktisch nur noch diese Steuerungen eingebaut und die anderen Steuerungen verlieren sich oft hinter diesen Steuerungen. Das heisst aber, dass es erst dann spannend wird, wenn wir vor einer Lokomotive stehen, die weder Walschaerts noch Stephenson kennt. Jetzt herauszufinden, wie die Steuerung genau funktioniert überlasse ich Ihnen, ich konnte hier noch den Weg zeigen.
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Eigentlich haben wir nun alles über die Dampflokomotiven erfahren. Doch, ein Punkt fehlt uns noch. Die meisten Lokomotiven besassen nicht nur einen Zylinder, sondern auf jeder Seite einen. Zudem gab es noch Lokomotiven, die einen dritten oder vierten Zylinder im Rahmen eingebaut hatten. Das lässt viele Optionen offen, denn wie will man diese Zylinder mit Dampf versorgen? Die einfachste aller Formen ist die Dampflok, die auf beiden Seiten je einen Zylinder gleicher Bauart hat. Diese Zylinder arbeiten beide als Niederdruckzylinder. So waren vor allem die ersten Dampflokomotiven aufgebaut. Die hohen Drücke im Kessel hatte man einfach noch nicht im Griff. Deshalb war man gezwungen mit geringem Druck zu arbeiten. Das heisst wiederum, dass man Niederdruckzylinder verwenden musste. Mit dem Aufkommen von höheren Kesseldrücken kamen auch die Hochdruckzylinder zum Einbau. Dank den kleineren Abmessungen konnte man so noch Zylinder innerhalb des Rahmens einbauen. An der Versorgung der Zylinder änderte sich nichts, denn diese Maschinen wurden einfach nur mit Hochdruck betrieben. Nannte man die Lokomotiven mit zwei gleichen Zylindern Zwilling, kamen nun die Drillinge und Vierlinge auf das Tablett. Diese einfache Bauweise nutzt den Dampf aber nur einmal, dafür mit dem vollen Druck. Es ist doch wirtschaftlicher, wenn man mit dem Dampf noch einen Niederdruckzylinder betreiben könnte. So einfach, wie das auf den ersten Blick scheint, ist die Sache aber auch wieder nicht, denn es kommen diverse Probleme auf uns zu. Eines dieser Probleme ist die Distanz zwischen den einzelnen Zylindern. Die beiden Zylinder werden mit einer Leitung verbunden. Deshalb nennt man diese Antriebstechnik Verbund. Verbundlokomotiven besitzen deshalb immer Hoch- und Niederdruckzylinder. Diese sind nacheinander geschaltet. Dabei gilt, dass der Hochdruckzylinder immer zuerst mit Dampf versorgt wurde. Dank dem Verbund konnte der Dampf mehrfach genutzt werden. Die doppelte Ausnützung des Dampfes erschien wirtschaftlich als vorteilhaft. Praktisch alle neueren Lokomotiven waren mit einem Verbund ausgerüstet worden. Die Technik erwies sich dann auch als Vorteil und man konnte kaum mehr eine Lokomotive mehr beobachten, die ohne Verbund arbeitete. Meistens war in der Mitte ein oder zwei Hochdruckzylinder montiert worden. Aussen trieben dann die Niederdruckzylinder die Triebstangen an. Die Technik mit dem Verbund war nicht ganz einfach zu lösen. Der frische Dampf wurde meistens einem innen liegenden Hochdruckzylinder zugeführt und dort zur Erbringung der Leistung genutzt. Der Abdampf der Hochdruckzylinder wurde nun den Niederdruckzylindern zugeführt. Hier wurde die Kraft des Dampfes erneut genutzt. Da dazwischen aber etwas Zeit verflossen war, hatten die Zylinder einen Versatz um richtig zu arbeiten. Von den Leitungen her erschien das noch einfach. Bei den Steuerungen gab es aber zwei Varianten. Die einfachste davon war die Benutzung einer einzigen Steuerung für alle Zylinder. Dabei musste aber genau auf die Winkel der Abgriffspunkte geachtet werden. Wollte man das nicht, benutzte man zwei unabhängige Steuerungen. So konnte jede Steuerung individuell abgestimmt werden. Bei Lokomotiven mit zwei unabhängigen Steuerungen heisst das aber nicht, dass immer gleiche Bauformen verwendet wurden. So gab es zum Beispiel Lokomotiven mit aussen liegenden Steuerungen nach Walschaerts. Die innen liegende Steuerung wurde aber nach Joy erstellt. Dank den beiden unabhängigen Steuerungen konnten die Zylinder unabhängig genutzt werden. Im Betrieb konnte man Verbundlokomotiven von Lokomotiven in Mehrlingstechnik akustisch unterscheiden. Die rhythmischen Stösse des Abdampfes waren bei Mehrlingsmaschinen nicht gleich getaktet, wie bei Verbundlokomotiven. So konnten Fachleute nur schon am Klang einer Lokomotive deren Zylinderanordnung erkennen. Hier soll es aber dabei bleiben, dass wir wissen, dass man die Zylinder auf zwei Arten anordnen kann. Ach, jetzt habe ich es fast vergessen. Es gab durchaus Lokomotiven, die umgestellt werden konnten. Das erfolgte dann erst noch auf der Fahrt. Wenn die Lok in Mehrlingstechnik fuhr, wurden die Niederdruckzylinder mit Hochdruck betrieben oder gar nicht genutzt, weil daran zum Beispiel ein Antrieb für ein Zahnrad angeschlossen war. Wir haben die Dampfmaschine von der Erzeugung des Dampfes her kennen gelernt. Zwar haben wir ein paar Details weggelassen doch für die Grundkenntnisse reicht es durchaus. Wir wissen, dass eigentlich der Dampfzylinder Dampfmaschine genannt wird und somit eine Dampflok nicht das gleiche ist, wie eine Dampfmaschine. Weiter haben wir erfahren, dass eine Dampflokomotive mit Regulator und Steuerung gefahren wird. Der Lokführer konnte die Lokomotive so sehr individuell bedienen. Das erforderte aber sehr viel Erfahrung und so ist es verständlich, dass viele Lokführer erst nach vielen Jahren optimal mit den Lokomotiven arbeiten konnten. Ein guter Lokführer schaffte es, die Leistung der Lok optimal zu nutzen. War dann noch ein dazu passender Heizer am Werk, war das Team kaum mehr zu schlagen.
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Nachdem wir in den bisherigen Kapiteln erfahren haben, wie eine Dampflokomotive funktioniert, kommen wir nun zur Bestimmung von deren Leistung. Bei elektrischen Vertretern kann man die Leistung der Fahrmotoren zusammenzählen und weiss dann, was die Lokomotive leistet. Bei einer Dampflok ist das nicht ganz so einfach. Zu viele Punkte spielen bei einer Dampflok mit. So kann es innerhalb von gleich gebauten Lokomotiven zu unterschiedlichen Leistungen kommen. Doch, was sind die beeinflussenden Faktoren einer Dampflok. Sie glauben es nicht, aber das Personal ist bereits eine der leistungsbestimmenden Komponente. Denken Sie mal, wenn ein Heizer nicht ein gutes Feuer erstellt, entsteht weniger Wärme, dadurch muss mehr Brennmaterial verheizt werden, dass die gleiche Hitze erreicht wird. Je kleiner das erzeugte Feuer ist, desto geringer ist die Wärme. Das heisst wiederum, der benötigte Dampf kann nicht innert nützlicher Zeit erzeugt werden. Doch gerade der Dampf ist ein Punkt, den wir bei der Bestimmung der Leistung nicht weglassen sollten. Schliesslich ist ja der Dampf dafür verantwortlich, dass die Dampfmaschine funktioniert. Es ist deshalb wichtig, dass die Erzeugung von Dampf mit dem Verbrauch übereinstimmt. Wird zu wenig Dampf produziert, bleibt die Lok in Ermangelung von ausreichendem Dampfdruck stehen. Sie muss dann warten, bis wieder genug Dampf bereit steht. Bei dieser Lok stimmt dann das Verhältnis nicht zwischen der Erzeugung und dem Verbrauch. Die Lok versagt auf der ganzen Linie. Auf die andere Seite betrachtet, macht es wenig Sinn, wenn das Sicherheitsventil Dampf ablässt, weil die Maschine zu wenig davon verbraucht. Hier ist die Lok zwar funktionstüchtig arbeitet aber nicht wirtschaftlich, denn es wird zu viel Wasser und Kohle benötigt. Man kann mit der Lok arbeiten, es ist einfach schwer Gewinne damit zu erarbeiten. Wir müssen deshalb darauf achten, dass die Erzeugung mit dem Verbrauch übereinstimmt. Nur so erhalten wir eine Dampflokomotive, die richtig funktioniert. Bei der Erzeugung weiss man, wie viel Energie das Feuer an und für sich entwickelt, deshalb ist es wichtig, auf welcher Fläche diese Wärme abgegeben wird. In diesem Zusammenhang spricht man von der Heizfläche. Die Heizfläche ist ein guter Hinweis, wie viel Wärme an den Kessel abgegeben werden kann. Diese Fläche besteht aus den Flächen der Feuerbüchse und der Siede- und Rauchrohre. Danach entweicht der Rauch durch das Kamin ins Freie und kann nicht mehr genutzt werden. Genau hier liegt der Grund, warum viele Lokomotiven viel grössere Heizflächen haben, als die Feuerbüchse je haben könnte. Die Siede- und Rauchrohre im Kessel werden ebenfalls zur Heizfläche hinzugezählt. Nur so kommen wir auf die in den Unterlagen angegebenen Werte. Doch, wieso hat dann eine Dampflok, die einen Überhitzer eingebaut bekommen hat, die kleinere Heizfläche? Ganz einfach, die Rohre des Überhitzers benötigen in den Rauchrohren. Platz, der durch dickere Rauchrohre geschaffen werden muss. Nachdem wir nun dank der Heizfläche erfahren können, was eine Lokomotive an Dampf erzeugen kann, muss ich erwähnen, dass wir hier nur theoretisch richtig liegen. Gerade eine Dampflok ist ein gutes Beispiel, dass Theorie und Praxis nicht genau das gleiche sind. Das heisst, nicht jede Lok erzeugt gleich gut Dampf und benötigt deshalb mehr Brennstoff um den gleichen Druck zu erzeugen. Lokomotiven, die den Brennstoff sehr gut annehmen, nennt man in Fachkreisen verdampfungsfreundlich. Es sind die Lokomotiven, die vom Personal gelobt werden und somit beliebt waren. Andererseits bezeichnet man Lokomotiven die mit einer Tonne Kohle kaum Dampf erzeugen mit weniger lobenden Worten. Das Personal auf solchen Lokomotiven benutzte einen Bock und hatte wohl einen schweren Job. Die Dampfmaschine selber hat ebenfalls einen direkten Einfluss auf die Leistung der Lokomotive. Die Grösse der Zylinder und deren Volumen haben einen direkten Einfluss auf die Leistung. Hier kann die verfügbare Leistung berechnet werden, denn man kennt den Druck, den Durchmesser und das Volumen. Die Berechnung ist dann ziemlich genau und so erhält man bestimmte Werte. Sie sehen, es sind viele Punkte, die zur Bestimmung der Leistung einer Dampflok berücksichtigt werden müssen. Nur die menschliche Komponente in dieser Berechnung kann nicht berechnet werden, so bleiben die exakten Leistungen von Dampflokomotiven immer irgendwie eine Schätzung. Es war dann ab und zu ein Glücksfall, wenn der Zug die Steilrampe schaffte und nicht stecken blieb. Nur mit Schätzungen weiss niemand, was die Lok ziehen kann und wie schnell sie fährt. Man beschränkte sich somit auf die Leistung der Dampfmaschine. So war man sich einig, dass das ausreichen würde. Der Kessel wird dann schon genügend Dampf erzeugen und das Personal kann man gut ausbilden. Dass das nicht immer gut geht, zeigt ein Beispiel der Gotthardbahn. Stimmen Kessel und die Dampfmaschine nicht überein, dann wird die Lokomotive, die wohl gigantische Züge zieht zu einer Lok, der auf der Fahrt der Schnauf ausgeht. Genau das passierte aber bei der Ed 2x 3/3 der Gotthardbahn. Die elegante Lokomotive vermochte mehr Dampf zu verbrauchen als der zierliche Kessel erzeugen konnte. Die riesige Lok musste immer wieder anhalten und Dampf kochen. Wenn das in einem Tunnel war, wurde es sogar noch gefährlich. Es ist endlich so weit, wir haben die Dampflokomotiven kennen gelernt und wissen wie die Leistung berechnet wurde. Selbst die Steuerungen der Lokomotive erkennen wir und können ihr den passenden Namen geben. Wir kennen uns mit Dampflokomotiven aus. Etwas, was immer mehr in Vergessenheit gerät. Alle Leute möchten sich daran erfreuen und nur wenige Mitarbeiter sind in der Lage eine Dampflokomotive zu bedienen. Mit dem Abschluss haben wir aber noch einen Punkt, den wir betrachten wollen. Danach geht es dann zur elektrischen Lokomotive die vieles vereinfacht. Dieser letzte Punkt der Dampflok ist der Transport der Vorräte. Ein Thema, das oft vergessen wird aber bei Dampflokomotiven sehr wichtig ist, denn mit dem Brennstoff allein war es nicht getan, auch das Wasser musste mitgeführt werden.
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Gerade die Unterbringung der Vorräte war nicht immer einfach. Einerseits sollte die Lokomotive nicht zu lang werden, sie sollte aber lange Strecken mit den Vorräten zurücklegen können. Deshalb wurden die Lokomotiven mit den Behältern und Kasten versehen. Das Bild der Lokomotive wurde so stark geprägt. Es ist deshalb wichtig, dass wir uns etwas damit befassen. Bevor wir nach Lösungen suchen, müssen wir uns ein paar Gedanken zum Einsatz der Lokomotive machen. Dampflokomotiven wurden wie keine andere Lokomotive den örtlichen Verhältnissen angepasst. So gab es Lokomotiven, die den Vorrat selber transportierten und Lokomotiven, die dazu einen speziellen Wagen benutzten. Letztlich war das aber nur eine Frage der Reichweite. Während eine Lok nach kurzen Abschnitten anhalten muss, schafft die andere Lok die grossen Distanzen. Gerade die Grösse der Schweiz und der Aufbau der Bahnlinien waren aber nicht unbedingt für solche Lokomotiven gedacht. Da müsste man schon über die Grenzen hinaus blicken. Nur. Wir schauen uns diese Typen zuerst etwas genauer an. Beginnen werde ich dabei mit der Lokomotive, die alle Vorräte selber mitführt. Tenderlokomotive: Es klingt verblüffend, aber einen Tender suchen Sie bei der Tenderlok vergebens. Diese Maschinen führen die Vorräte selber mit. Sie sind für kurze Einsätze gedacht und erreichen kaum grosse Laufleistungen. Besonders Bergbahnen setzen solche Lokomotiven sehr erfolgreich ein. Tenderlokomotiven müssen sich aber nicht hinter den grossen Lokomotiven verstecken.
Auf Tenderlokomotiven ist der Platz sehr beschränkt. Deshalb wird das Wasser in beidseitig angeordneten Kasten gelagert. Gerade bei grösseren Dampflokomotiven ergaben sich so grosse Kasten auf beiden Seiten des Kessels. Kleinere Lokomotiven kamen jedoch ohne diesen Kasten aus und hatten das Wasser unterhalb des Rahmens gelagert. Die Kohlen wurden in speziellen an der Rückwand angebrachten Kasten mitgeführt. Das heisst, die Tenderlokomotiven hatten die Kohlen in einer Art Rucksack gebunkert. Auch hier gab es durchaus Lokomotiven mit kleinen und grossen Behältern. Dabei konnten nicht alle Lokomotiven über das Dach beladen werden und die Kohlen mussten mühsam in die Lok geschafft werden. Es versteht sich, dass auf solchen Lokomotiven vor dem Start auf eine grosse Reise immer zuerst der letzte freie Platz mit Vorräten zugestopft wurde. Auf einer Tenderlokomotive waren deshalb oft enge Platzverhältnisse anzutreffen. Es änderte sich dabei jedoch nichts, der Lok gingen schon sehr früh die Vorräte aus und sie musste neue Vorräte laden. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass Tenderlokomotiven ohne den Tender auskommen und so aus einem einzigen Fahrzeug bestehen. Diese Lokomotiven waren in der Schweiz bei den kleineren Privatbahnen sehr oft anzutreffen und auch die SBB unterhielt eine grosse Flotte solcher Lokomotiven. Vielen Bahnen setzten diese Lokomotiven im Rangierdienst ein, wo eine kurze Lokomotive gewünscht war. Obwohl die Tenderlokomotiven nicht zu den bekanntesten Lokomotiven gehörten, waren sie nicht aus dem täglichen Betrieb wegzudenken, denn es war nur mit Tenderlokomotiven möglich in beiden Fahrrichtungen gleich schnell zu fahren. Eine Tatsache, die heute mit elektrischen Lokomotiven eher komisch klingt. Aber zu Zeiten der Dampflok war es durchaus üblich, dass die Lok vorwärts schneller fahren durfte als rückwärts. Stütztenderlok: Lokomotiven, die die Vorräte auf einem drehbar angebrachten Teil mitführten, nennt man Stütztenderlokomotiven. Grundsätzlich wurden sie den Tenderlokomotiven zugeschlagen. Der Grund war im fest mit der Lok verbundenen Tender. Optisch war die Lok kaum von einer normalen Tenderlok zu unterscheiden. Betrachten Sie doch das Bild einer Stütztenderlokomotive:
Beim Stütztender musste man zusätzlichen Platz schaffen. Das macht man, indem man einen beweglich angebauten Teil der Lokomotive nutzt. Dabei stand der Teil auf einem eigenen Laufwerk, war aber fest mit der Lokomotive verbunden. Aber nur schon die Bezeichnung solcher Lokomotiven zeigt klar, dass man sie zu den Tenderlokomotiven geschlagen hat. Die oben gezeigte Lok gilt deshalb als Ec 2/5. Mit einem Stütztender konnte man schon etwas weitere Wege zurücklegen. Die Lok konnte mehr Kohlen laden und hatte auch besseren Platz für den Wasserkasten. Es waren die Dampflokomotiven für mittlere Distanzen. Eine Stütztenderlok wird deshalb immer zwischen den Kurzstreckenloks und den Langläufern platziert sein. Schlepptenderlokomotive: Jetzt sind wir bei den berühmten Lokomotiven angelangt. Allesamt sind Lokomotiven, die die Vorräte in einem eigenen angehängten Wagen mitführten. Hier eine Liste zu erstellen ist müssig, denn nur schon die vielen unterschiedlichen Lokomotiven in Deutschland würden Seiten füllen. Sie können sich denken, wie das mit amerikanischen Vertretern aussehen würde. Die Schweiz war kein Eldorado für solche Lokomotiven ein Blick ins Jahr 1910 zeigt deutlich, dass Schlepptenderlokomotiven bei den SBB und bei der Rhätischen Bahn eingesetzt wurden. Andere Bahnen kannten diese Form der Lokomotive schlicht nicht. Dazu waren deren Strecken schlicht zu kurz für eine solche Lokomotive. Die klassische Schnellzugslok war unter den Vertretern der Schlepptenderlokomotiven zu finden.
Obwohl der Wagen mit den Vorräten optisch oft zur Lokomotive passte, war es ein eigenständig funktionierendes Fahrzeug. So kam es, dass diese Wagen oft unter den Lokomotiven getauscht wurden und am Schluss kaum mehr eine Lok das Original angehängt hatte. Es kam sogar so weit, dass gebrauchte Wagen an neue Lokomotiven gehängt wurden. Doch betrachten wir diesen Wagen etwas genauer. Diesen Kohlewagen nennt man fachlich korrekt Tender. Er war meistens hinter der Lokomotive angebracht und mit dieser verbunden. Es gab aber auch Tender, die den Lokomotiven zusätzlich mitgegeben werden konnten. Diese Tender waren dann aber schon als normale Wagen zu bezeichnen. Ein Tender ist deshalb ein Wagen, der weder Personen noch Ladegüter transportiert, sondern nur für den Transport der Vorräte der angekuppelten Lokomotive genutzt wird. Dass es sich dabei um einen eigenständigen Wagen handelt, zeigt nur schon die Bezeichnung von Lokomotiven mit Schlepptender. Die Legendären A 3/5 und C 5/6 verschweigen in der Bezeichnung die drei oder vier Achsen des Tenders. Er gehörte nicht zur Lokomotive, war aber mit dieser immer verbunden und wurde ab und zu ausgewechselt. Man bezeichnet den Tender auch als Kohlewagen, obwohl das so nicht ganz korrekt ist. Der Tender hat viel mehr Platz für den Wasservorrat. Die Kohlen wurden einfach auf dem Wasserkasten aufgeschichtet. Man könnte den Tender somit eigentlich auch als Wasserwagen bezeichnen. Deshalb bleiben wir beim Tender, denn dann ist klar, dass der Wagen Wasser und Kohle vorrätig hielt. Tender, die mit Öl statt mit Kohle beladen wurden, nennt man Öltender. Gerade bei den Öltendern gab es auch eigenständige Tender, die den Lokomotiven mitgegeben wurden. Ein Öltender ist optisch schnell von einem normalen Tender zu unterscheiden, denn schliesslich fehlt ihm der übliche Kohlekasten. In der Schweiz gab es nur sehr wenige Öltender, die aus normalen Tendern entstanden. Die grossen amerikanischen Lokomotiven hatten auch grosse Öltender bei sich. Diese wurden für lange Fahrten mit einem zusätzlichen Kesselwagen ergänzt. Sie sehen, ein Tender wird der Lokomotive angepasst. Je weiter die Reise mit der Lok gehen soll, desto grösser wurde auch der Tender. Reichte das nicht mehr aus, kuppelte man einfach einen zweiten Tender an die Lokomotive. Obwohl er fest zur Lokomotive gehört, ist der Tender ein eigenständiges Fahrzeug, das man einfach zur Lokomotive schlägt, weil sie immer mit dem Tender zu sehen ist. Mit dem Tender haben wir auch die grossen Schlepptenderlokomotiven abgeschlossen. Wir sind mit der Dampflok nun bereit für die grosse Reise. Mit genügend Vorräten ausgestattet kommt man auch mit Dampflokomotiven sehr weit und legt grosse Distanzen zurück. Deshalb wurden Schlepptenderlokomotiven sehr schnell zu den Schnellzugslokomotiven. Züge wie Fléche d’Or, Orient Express oder Rheingold waren Kandidaten für die grossen Schlepptenderlokomotiven in Europa. Die Züge legten lange Wege mit der gleichen Lokomotive und ohne Halt zurück. Es waren die Züge, die dafür sorgten, dass die Schlepptenderlokomotiven berühmt wurden. Stellen Sie sich den Orient Express doch einmal hinter einer normalen Tenderlok vor. Das passt nicht so zusammen. Dumm dabei ist nur, dass diese Züge, kamen sie in die Schweiz, nicht mit den grossen A 3/5 und C 5/6 bespannt wurden. So konnten die Lokomotiven nicht berühmt werden. Nur, warum war das so, denn der Rheingold erreichte 1930 auch die Schweiz. Solche Züge waren oft ein gefundenes Fressen für die neuartigen elektrischen Lokomotiven. Womit wir auch hier den Schritt zur elektrischen Lokomotive machen wollen.
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