Die Lokomotiven mit den Nummern 651 und 652 wurden gegenüber den Maschinen der Baureihe A 3/5 mit den Betriebsnummern 701 bis 809 am wenigsten verändert. Daher blieb es hier bei den vier Zylindern, die im Verbund betrieben wurden. Auch die Versorgung mit Nassdampf wurde nicht verändert, da es hier im Wesentlichen um die Erprobung des Kessels ging. Selbst der Antrieb nach De Glehn wurde beibehalten, so dass Sie diese Punkte bei der JS-Maschine nachlesen können.

Bei diesen beiden Prototypen wurde ein geänderter Kessel eingebaut. Dieser wurde nach seinem Erfinder Johann Brotan benannt. Brotan wurde am 24. Juni 1842 in Klattau geboren. Dank seiner Ausbildung als Maschinenbauingenieur konnte er sich bei den Bahnen von Ungarn und Österreich eine Anstellung sichern. Er verstarb am 20. November 1918 in Wien und wurde letztlich durch den nach ihm benannten Kessel bekannt.

Merkmal des Kessels nach Brotan war die Wasser-röhren-Feuerbüchse. Die Ausführung des Langkes-sels entsprach dabei jedoch den Lokomotiven mit den Nummern 701 bis 809.

Daher können wir uns auf diesen speziellen Teil konzentrieren und gleichzeitig feststellen, dass wirklich nicht sehr viel verändert wurde und die beiden Maschinen grundsätzlich nicht so richtig zu den anderen Prototypen passen sollten. Es waren zwei Exoten.

Die Feuerbüchse des Kessels Bauart Brotan besass an Stelle der normal gebauten Feuerbüchse keine Stahlwände und keine Decke aus Kupfer. Entwickelt wurde diese Lösung in erster Linie wegen der in Österreich heimischen Kohle.

Diese war von geringer Qualität und besass daher einen sehr hohen Anteil an Schwefel. Gerade die Bahnen in Österreich waren jedoch auf die heimi-sche Kohle angewiesen und hatten daher damit ihre Probleme.

Wird schwefelhaltige Kohle verbrannt, entsteht Schwefeldioxyd. Dieses Gas ist giftig und durch seinen Geruch nach faulen Eiern bekannt. Trifft jedoch Schwefeldioxyd auf Kupfer, entsteht eine chemische Reaktion. Dadurch entsteht Grünspan, der das Metall angreift und dieses so zersetzt. Die Folge waren undichte Decken der Feuerbüchsen und damit die grosse Gefahr, dass die Lokomotiven explodieren konnten.

Brotan gelang es einen Kessel zu entwickeln, der ohne Kupfer auskam. An die Stelle der Wände traten Röhren, die mit dem Wasser gefüllt wurden und das so durch das Feuer verdampfte. Die Hohlräume zwischen den Röhren wurde mit speziellen Dichtungen versehen, so dass keine Wärme ungenutzt entweichen konnte. Durch den Verzicht auf das teure Kupfer wurde der Kessel bei der Anschaffung billiger. Was sicherlich zum günstigen Preis von 95 800 Franken beigetragen hatte.

Das erlaubte bei den hier vorgestellten Lokomotiven veränderte Werte beim Rost und bei der direkten Heizfläche. Dabei wurde beim Rost eine geringere Rostfläche als bei den anderen Modellen erreicht. Diese betrug 2.5 m² und war damit nur unwesentlich kleiner als bei den anderen Prototypen. Dank den Rohren konnte die direkte Heizfläche jedoch auf 18 m² gesteigert werden und lag dadurch deutlich höher als bei den anderen Maschinen.

Nachteil dieser Maschinen war, dass die Wasserrohr-Feuerbüchse Probleme mit der Dichtigkeit hatte und die Vorteile sich in der Schweiz nicht auswirken konnten, da die hier verwendete importierte Kohle arm an Schwefel war. Daher wurde dieser Kessel, der auch bei einer Lokomotive D 4/4 der Gotthardbahn erprobt wurde, in der Schweiz nicht mehr weiter verwendet. Die erwähnten Prototypen sollten daher zu richtigen Exoten werden.

Die Maschinen mit den Nummern 651 und 652 wurden daher nicht für die Serie verwendet. Da diese beiden Lokomotiven jedoch sehr nahe bei der Baureihe A 3/5 mit den Nummern 701 bis 809 waren, wurden sie später mit geänderten Nummern versehen. So wurden diese beiden Prototypen später mit den Betriebsnummern 810 und 811 versehen. Wobei auch jetzt passten sie auch nicht so richtig zu den anderen Modellen der Serie.

Für die Lokomotiven mit den Betriebsnummern 501 und 502 wählte man einen zur Baureihe A 3/5 der Nummerngruppe 700 identischen Kessel. Wobei dieser im Bereich des Langkessels verändert wurde. Durch den Einbau eines Überhitzers mussten die bisherigen Rohre vergrössert werden. Die Hohlräume füllte man mit den bisherigen Rohren. Daher bezeichnete man die Rohre nun als dünne Siederohre und dicke Rauchrohre.

Dadurch konnten im Kessel nur noch 127 Rohre eingezogen werden. Das hatte zur Folge, dass die indirekte Heizfläche auf einen Wert von 134.2 m² sank. Diese geringeren Werte wurden jedoch durch die zusätzliche Heizfläche des Überhitzers nach Schmidt ausgeglichen. Dieser besass 21 Rohre und eine Heizfläche von 37.6 m². Dadurch entstand aus dem Nassdampf mit über 350°C der wesentlich heissere Heissdampf.

Dieser Heissdampf wurde anschliessend zu den drei Dampfmaschinen geführt. Dabei kamen Zylinder mit einem Durchmesser von 470 mm zum Einbau. Der Kolbenhub wurde wegen den Triebachsen bei weiterhin 660 mm gehalten. Die Zylinder wurden mit Frischdampf betrieben, so dass man in diesem Punkt von einem Drilling sprechen musste. Für jede Dampfmaschine stand eine eigene Steuerung nach Walschaerts zur Verfügung.

Geändert wurde auch das Triebwerk der Lokomotive. Dieses wurde nach der Bauart Borries erstellt und nicht mehr nach De Glehn. Es zeichnete sich dadurch aus, dass die Dampfmaschinen ausschliesslich auf die erste Triebachse arbeiteten. Gegenüber den Maschinen der 700er Gruppe mussten daher die äusseren Zylinder weiter vorne montiert werden. So wurden diese Zylinder deshalb mittig über dem Laufdreh-gestell montiert.

Mit Ausnahme der Dampfmaschinen entsprachen diese beiden Prototypen der später gebauten Serie und den beiden Prototypen mit den Nummern 601 und 602. Detaillierte Hinweise dazu finden Sie daher später bei der Vorstellung der Serie. Die Maschinen mit den Nummern 501 und 502 wurden daher als Versuchsträger der Lösung mit Dampfmaschinen als Drilling ausgewählt. Man wollte so die Unterschiede heraus-finden.

Der Vorteil der Anordnung der Dampfmaschinen als Drilling war, dass die Lokomotiven eine bessere Laufruhe bekamen, als die klassischen bisher verwendeten Zwillinge. Zudem war der Aufbau der Dampfmaschine etwas einfacher als der Lösung im Verbund.

Gerade der direkte Vergleich mit der Maschine der Baureihe A3t und der Nummer 201 der Gotthard-bahn, die drei Zylinder im Verbund hatte, zeigte diesen Punkt deutlich auf.

Bei den beiden Lokomotiven mit den Nummern 501 und 502 handelte es sich auch im internationalen Vergleich um die ersten Lokomotiven mit Dampf-maschinen als Drilling.

Man kannte zwar schon früher Dampflokomotiven mit mehr als zwei Maschinen, diese wurden jedoch entweder als Vierling, oder als Verbund ausgeführt. Die Lösung mit drei Maschinen erlaubte es, dass grössere Zylinder verwendet werden konnten.

Obwohl die beiden Prototypen sich nicht durchsetzen konnten und der Drilling in der Schweiz keinen grossen Erfolg hatte, wurden diese Maschinen gerade in anderen Staaten in der Folge sehr oft verbaut. Es hing in diesem Punkt viel davon ab, wie man die Betriebskosten berechnete. Der Drilling hatte im Unterhalt gegenüber dem Verbund Vorteile, war im Betrieb jedoch nicht ganz so wirtschaftlich beim Umgang mit dem Dampf.

Die beiden Prototypen mit den Nummern 501 und 502 kosteten pro Stück 101 100 Franken und waren daher etwas billiger, als die später vorgestellten Maschinen. Sie blieben im Betrieb immer etwas speziell, konnten sich jedoch in der Serie einbringen. Da sie aber speziell waren, wurden diese beiden Prototypen auch im Betrieb für Experimente und Versuche herangezogen. Man kann sie daher problemlos als gelungene Versuchsträger bezeichnen.