Druckluft und Bremsen |
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Das Thema
Druckluft
bei Dampflokomotiven kann man schnell abhaken. Es gab sie schlicht nicht.
Wenn wir jedoch genauer hinsehen, erkennen wir, dass diese Aussage nicht
stimmen kann. Die
Lokomotiven
der Baureihe A3t wurden mit Druckluft versehen und diese wurde auch
benötigt. Dabei wurde aber so viel, wie nur möglich mit Dampf gelöst. Dazu
gehörte auch die Herstellung von Druckluft für die pneumatischen
Bremsen. Die zur Erzeugung der Druckluft benötigte Luftpumpe wurde am Kessel auf der Seite des Heizers unmittelbar vor dem Führerhaus montiert. Sie wurde über ein einfaches Ventil vom Kessel aus mit Dampf betrieben.
Dabei sorgte ein
Reduzierventil
dafür, dass der Druck in den Leitungen nicht zu hoch werden konnte. Man
reduzierte daher den Druck des Dampfes auf ca. acht
bar,
so dass der
Luftdruck
in den Leitungen etwa gleich hoch war. Wurde das Reglerventil geöffnet, strömte Dampf aus dem Kessel zum oben angeordneten Dampfzylinder der Luftpumpe und diese setzte sich in Bewegung.
Dieser Vorgang dauert
nun an, bis der Druck in der Leitung auf jenen des Dampfes angestiegen
war. Durch den ausgeglichenen Druck in den beiden
Zylindern
stellte die
Luftpumpe
automatisch ab. Blieb das
Ventil
geöffnet, ergänzte die Luftpumpe automatisch den Luftvorrat. Man könnte diese Lösung als eine Art Kompressorautomat bezeichnen, wobei die Luftpumpe viel feiner gearbeitet hätte. Der Nachteil dieser Lösung war jedoch, dass sehr viel Dampf für die Erzeugung der Druckluft benötigt wurde.
Daher wurde die
Leitung nach der Erzeugung der
Druckluft
wieder ver-schlossen und diese manuell gesteuert. Zudem darf die
Leistung
der
Luftpumpe
nicht mit modernen
Kompressoren
verglichen werden. Die Druckluft wurde anschliessend zu den Hauptluftbehältern geleitet. Diese waren bei den beiden Prototypen gut zu erkennen, waren sie doch auf dem Umlaufblech aufgebaut worden.
Dabei kam einer auf
der Seite des Lokführers zu liegen und der andere auf der Seite des
Heizers.
Das Volumen der Behälter reichte aus, dass die
Luftpumpe
bei langen Zügen nicht immer arbeiten musste. Zudem war der Verbrauch
nicht sehr gross.
Bei den
Lokomotiven
der Serie waren die
Hauptluftbehälter
optisch nicht mehr zu erkennen. Der Grund war, dass man diese neu
positionierte und sie daher quer zur Fahrrichtung im Rahmen eingebaut
wurden. Das führte dazu, dass das Umlaufblech dieser Maschinen deutlich
aufgeräumter wirkte. Vom Fassungsvermögen her, waren die Behälter der
Serie jedoch mit jenen der beiden
Prototypen
zu vergleichen. Daher musste auch hier nicht ständig gepumpt werden.
Die so erzeugte
Druckluft
konnte jedoch nicht gespeichert werden. Die
Hauptluftbehälter
hatten daher keine
Absperrventile
erhalten. Das war nicht nötig, da man die Dampflokomotiven durchaus ohne
Druckluft in Betrieb nehmen konnte. War dann der Druck im
Kessel
gross genug, konnte die Druckluft mit der
Luftpumpe
erzeugt werden. So stand die Druckluft auch bereit, wenn die Lokomotive
für die Fahrt genug Druck im Kessel hatte.
Als Verbraucher, die
an der
Druckluft
angeschlossen wurde, fand man nur die pneumatischen
Bremsen. Andere Funktionen der
Lokomotive
wurden nicht mit Druckluft betrieben, da man Dampf zur Verfügung hatte und
man eigentlich die Druckluft auf den Lokomotiven nur wegen den
Druckluftbremsen
der Züge eingeführt hatte. Es ist daher ratsam, wenn wir uns die
pneumatischen Bremsen der Lokomotiven etwas genauer ansehen. Die Bremseinrichtungen stammten von Westinghouse und wurden vor wenigen Jahren eingeführt. Dabei kamen bei dieser Bremse zwei unabhängig arbeitende Systeme zur Anwendung.
Dazu gehörte die
direkt wirkende
Regulierbremse.
Diese wurde mit einem
Ventil
im
Führerstand
mit
Druckluft
versorgt und bremste so den Zug auf Talfahrten. Da sie sehr leicht zu
regulieren war, bezeichnete man diese direkt wirkende
Bremse als Regulierbremse. Damit die Regulierbremse durch den Zug verbunden werden konnte, war diese zu den Stossbalken geführt worden und stand dort in speziellen Luftschläuchen zur Verfügung.
Der Aufbau dieser Schläuche war sehr einfach,
denn sie wurden lediglich mit einem Rückschlagventil verschlossen.
Gekuppelt war die Leitung jedoch offen und die Luft strömte durch. Daher
konnten die Leitungen nur bei gelöster
Regulierbremse
verbunden werden.
Während man sich bei den
Prototypen
mit einem einzigen Schlauch pro
Stossbalken
benötige, wurden bei den in Reihe gebauten
Lokomotiven
zwei Schläuche auf beiden Seiten der
Kupplung
angebracht. So waren die
Luftschläuche
leichter zu kuppeln und mussten nicht die Kupplung kreuzen. Geblieben war
jedoch, dass diese Schläuche bei einer
Zugstrennung
verschlossen wurden. Daher musste eine zwei
Bremse eingebaut werden, die anders
arbeitete.
Das zweite pneumatische
Bremssystem
der
Lokomotive
war die indirekt wirkende
Westinghousebremse.
Diese
Druckluftbremse
arbeitete mit einer
Hauptleitung,
die auf einen Druck von fünf
bar
eingestellt wurde. Die Versorgung der Leitung erfolgte durch ein
Bremsventil
im
Führerstand.
So lange diese Hauptleitung den Betriebsdruck hatte, waren die
Bremsen gelöst. Eine Bremsung wurde
eingeleitet, wenn die Leitung entleert wurde. Auch hier wurde für die Hauptleitung ein Schlauch an jedem Stossbalken montiert. Die Unterschiede zwischen den beiden Prototypen und der Serie gab es jedoch auch hier. Zusammen mit der Leitung der Regu-lierbremse wurden die Schläuche paarweise angeordnet und sie sahen zum Verwechseln ähnlich aus.
Der Schlauch der
Hauptleitung
konnte jedoch wegen den anderen
Kupplung-en
und dem erforderlichen
Absperr-hahn
leicht unterschieden werden. Kam es zu einer Zugstrennung lösten sich die Kupplungen und die Leitung wurde, weil die Hähne geöffnet blieben, entleert.
Der Zug und die nicht mehr mit der
Lokomotive
verbundenen Wagen kam-en zum Stillstand. Daher konnte diese indirekt
wirkende
Westinghousebremse
auch zur Wahrung der Sicherheit genutzt werden. Genutzt wurde diese
automatische Bremse
im Betrieb jedoch nur um mit den Zügen anzuhalten.
Während bei der
Regulierbremse
die Ansteuerung der
Bremszylinder
direkt erfolgte, musste bei der
automatischen Bremse
ein Steuerventil benutzt werden. Dieses Steuerventil stammte ebenfalls aus
dem Hause
Westinghouse
und es reagierte auf die Absenkung des Druckes in der
Hauptleitung
so, dass im Bremszylinder eine Kraft mit Hilfe von
Druckluft
erzeugt wurde. Damit haben wir nun den gleichen Effekt, wie bei der
Regulierbremse.
Das
Bremsventil
der
Lokomotive
und des
Tenders
waren einlösig. Das heisst, dass sich die
Bremse automatisch wieder löste, wenn
der Druck in der
Hauptleitung
leicht erhöht wurde. Zudem arbeitete dieses
Ventil
von der Geschwindigkeit her so schnell, dass man heute von einer
P-Bremse
sprechen müsste. Damals gab es aber nur diese Bremse und daher fehlte die
Bezeichnung noch und es wurde von einer
Westinghousebremse
gesprochen.
Wenn wir uns nun den mechanischen
Bremsen der
Lokomotive
zuwenden, dann müssen wir die Lokomotive und den
Tender
trennen. Zudem gab es bei den Lokomotiven grosse Unterschiede bei der
Ausführung der mechanischen Bremsen. Das war jedoch eine direkte Folge der
doch überraschend langen Lieferzeit und der rasanten Weiterentwicklung der
Bremsen. Daher lohnt es sich, wenn wir die Maschinen etwas aufteilen. Die beiden Prototypen und die Lokomotiven bis zur Nummer 220 wurden mit einer einfachen Bremse ausgerüstet. Dieser wirkte bei den Triebachsen zwei und drei mit jeweils einem Bremsklotz auf die Lauffläche des Rades.
Daher besassen diese Maschinen lediglich vier
Bremsklötze,
was man eher als bescheiden bezeichnen könnte, aber bis 1900 so üblich
war. Insbesondere, da es hier eine andere
Bremse gab, die wir noch kennen lernen
werden. Die Bewegung des Bremszylinders wurde dabei so umgewandelt, dass die Bremsklötze gegen das Rad gepresst wurden. Dadurch erhöhte sich die Reibung und die Maschine wurde verzögert.
Da aber durch die Reibung ständig Material
abgeschliffen wurde, mussten sowohl die Abnützung des
Rades,
als auch der
Bremsklötze
ausgeglichen werden. Dafür war ein manueller
Gestängesteller
vorhanden, der im Unterhalt nachgestellt wurde. Bei den Lokomotiven ab der Nummer 221 wurde die mechanische Bremse der Lokomotive deutlich ver-bessert. So wurden die Triebachsen zwei und drei neu mit zwei Bremsklötzen pro Rad, die beidseitig angeordnet wurden, abgebremst.
Dadurch hatten diese Maschinen bei den
Triebachsen
schlicht doppelt zu viele
Bremsklötze,
die die älteren Maschinen. Das führte unweigerlich zu einer bes-seren
Bremskraft auf den Triebachsen.
Neu eingeführt wurde jedoch die Abbremsung der
Laufachsen
im
Bisseldrehgestell.
Das war eine Folge davon, dass die
Gotthardbahn die Drehgestellbremse bei
Lokomotiven
einführte und diese daher auch hier umgesetzt wurden. Von der Einführung
der
Bremsen bei
Drehgestellen
waren jedoch einzelne Laufachsen bei Lokomotiven nicht betroffen. Diese
blieben in der Schweiz bis zum Schluss ungebremst. Dabei wurden bei der Bremse für Drehgestelle zwei zusätzliche Bremszylinder benötigt. Je ein an Drehgestell-rahmen montierter Bremszylinder wirkte ohne zusätz-liches Bremsgestänge auf der inneren Seite auf die beiden Räder.
So wurde jedes
Rad
mit einem
Bremsklotz
abgebremst und erhöhte so die
Bremsleistung
der
Lokomotive.
Im
Laufdrehgestell
fehlte schlicht der Platz für eine normale
Bremse mit Gestänge, daher musste man
zu dieser Lösung greifen. Wenn wir nun zum Tender kommen, verändert sich die Vorgabe. Alle Tender wurden gleich abgebremst und daher gab es hier keine grossen Unterschiede.
Dabei besass der
Tenders
einen
Bremszylinder,
der das
Bremsgestänge
so bewegte, dass dieses bei jedem
Rad
mit zwei
Bremsklötzen
wirkte. Die Tender hatten daher insgesamt zwölf Bremsklötze erhalten und
waren im Vergleich zur
Lokomotive
gut abgebremst worden.
Zusammenfassend kann zu den pneumatischen
Bremsen gesagt werden, dass diese für
eine schnell fahrende
Lokomotive
der damaligen Zeit optimal ausgeführt wurden. Man hatte bei den
Lokomotiven bis zur Nummer 220 bei zwei Steuerventilen und zwei
Bremszylindern
insgesamt 16
Bremsklötze
erhalten. Dadurch konnte bei einem Gewicht von rund 100 Tonnen eine gute
Bremsung verwirklicht werden.
Bei den zuletzt gebauten
Lokomotiven
ab der Nummer 221 wurden zusätzlich noch zwei
Bremszylinder
und acht
Bremsklötze
eingeführt. Damit stieg der Wert bei den Bremsklötzen auf 24 Stück an. So
waren eine deutliche Verbesserung erreicht worden. Jedoch blieb auch hier
die Tatsache bestehen, dass diese
Bremse nicht zum Sichern der
stillstehenden Lokomotive genutzt werden konnte, denn ohne
Druckluft
waren die Bremsen lose. Das Bremsgestänge der Tender konnte mit einem manuellen Gestängesteller an die Abnutzung angepasst werden. Zudem konnte das Bremsgestänge auch von einer auf dem Wasserkasten montierten Spindelbremse direkt be-einflusst werden.
Daher besass der
Tender
eine
Hand-bremse.
Diese diente zur Sicherung der
Lokomotive
und des Tenders im Stillstand, konnte im Notfall aber auch zur Abbremsung
des Fahrzeuges ge-nutzt werden. Da die Talfahrten am Gotthard lange waren und sich negativ auf die Bremsklötze auswirkten, wurden die mechanischen Bremsen der Lokomo-tive entlastet. Dazu wurde auf den Lokomotiven der Gotthardbahn schon immer eine ver-schleisslose Bremse eingebaut.
Diese
Bremse, die als
Gegendruck-bremse
bezeichnet wurde, diente auf der Talfahrt zur Abbremsung der
Lokomotive,
ohne dass dazu die
Bremsklötze
benötigt wurden.
Aufgebaut wurde diese
Gegendruckbremse
nach der
Bauart
Riggenbach.
Diese arbeitete mit Hilfe der entgegen der Fahrrichtung ausgelegten
Steuerung. Dabei wurden die Auslässe der
Zylinder
so verschlossen, dass die
Kuppelstangen
den
Luftdruck
im Zylinder erhöhten und diese wie ein
Kompressor
arbeitete. Dadurch wurde die
Kolbenstange
am freien Lauf gehindert und die
Lokomotive
abgebremst. Die Regulierung erfolgte stufenlos über ein Drosselventil.
Durch die Belastung wurden die
Zylinder
der
Dampfmaschine
jedoch sehr heiss, so dass sie gekühlt werden mussten. Diese
Kühlung
erfolgte mit Wasser aus dem
Kessel,
das zum richtigen Zeitpunkt in die
Dampfzylinder
gespritzt wurde. Durch die Hitze und den Druckabfall verdampfte dieses
Wasser und wurde danach auf dem normalen Weg über den
Kamin
ausgestossen. So kühlte sich die Maschine ab und wurde nicht überlastet.
Die gewünschte optimale
Kühlung
mit Frischwasser ab dem
Tender
hätte eine zu grosse Belastung bedeutet. Es wäre zu
Spannungen
und somit zu schweren Schäden an den
Zylindern
gekommen. Deshalb musste vorgewärmtes Wasser aus dem
Kessel
verwendet werden. Zudem konnte der in den Zylindern entstandene Dampf
durch die
Dampfmaschine
einfacher ausgestossen werden, als heisses Wasser, das bei Frischwasser
entstanden wäre.
Durch den Aufbau der Dampflokomotive, bestand
jedoch die Gefahr, dass die
Gegendruckbremse
Luft aus der
Rauchkammer
bezog und so nicht mehr geregelt werden konnte. Um das zu verhindern,
musste die Gegendruckbremse die benötigte Frischluft über das
Drosselventil und nicht aus der Rauchkammer ansaugen. Im
Kamin
war deshalb eine Luftklappe eingebaut worden. Diese schloss das
Blasrohr
ab und verhinderte so, dass die Luft von der Rauchkammer her einströmen
konnte.
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