Dampfnutzung

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Dampf wurde auf den Lokomotiven um 1900 längst nicht mehr nur zur Versorgung der Dampfmaschinen benötigt. Das galt auch für Rangierlokomotiven. Bevor wir zur Maschine für den Antrieb kommen, sehen wir uns die anderen Verbraucher an. Dabei haben wir einen Nutzer bereits bei der Erzeugung von Druckluft kennen gelernt. Die Luftpumpe wurde über einen Regulator direkt mit dem Nassdampf aus dem Kessel versorgt.

Zur Luftpumpe gilt hier nur noch zu sagen, dass diese den maxi-malen Luftdruck von acht bar nur erzeugen konnte, wenn soviel Druck im Kessel vorhanden war. Sank dieser unter den Wert, konn-te die Druckluft nicht mehr ausreichend ergänzt werden.

Da jedoch ein Luftkessel vorhanden war, führte eine kurzfristige Reduktion bei der Luftpumpe im Betrieb nicht zu grösseren Pro-blemen. Wobei im Betrieb der Druck des Nassdampfes selten so gering war.

Wir müssen noch wissen, dass in einem Kessel nur Nassdampf mit einer Temperatur von bis zu 200°C erzeugt werden konnte. Eine weitere Erwärmung, die bei den mit einem Überhitzer ausgerüstet Lokomotiven erfolgte, gab es hier nicht mehr.

Daher wurden alle Verbraucher mit dieser Art von Dampf versorgt. In der Folge wird nur noch von Dampf gesprochen. Dabei handelte es sich in allen Fällen jedoch immer um diesen Nassdampf.

Ein Verbraucher neben der Dampfmaschine, den wird noch nicht kennen gelernt haben, war die Dampfheizung. Diese wurde bei allen Lokomotiven dieser Baureihe eingebaut.

Sie wurde während der kalten Jahreszeit dazu genutzt, Reisezug-wagen zu heizen. Andere Anwendungsmöglichkeiten für diese Leitung gab es jedoch nicht, das war auch nicht vorgesehen, denn diese Heizung war auch nur bei der erwähnten Art von Wagen vor-handen.

Das war im Rangierdienst jedoch nur notwendig, wenn mit Fahr-gästen besetzte Kurswagen von einem zum anderen Reisezug um-gesetzt wurden. Jedoch wurden die Reisezugwagen vor der Ein-reihung in den Zug meistens durch die Rangierlokomotive vor-gängig erwärmt.

In diesem Fall blieb die Lokomotive jedoch stehen, so dass der ge-samte Dampf im Kessel nur der Heizung zugeführt werden konnte. Ein Punkt, der beim Verbrauch beachtet werden musste.

Die Dampfheizung wurde direkt am Dampfdom angeschlossen. Sie konnte mit einem als Heizregulator bezeichneten Ventil mit Dampf versorgt werden. Dieser wurde schliesslich in einer Leitung zu den beiden Stossbalken geführt. Dort waren dann die entsprechenden Anschlüsse vorhanden. Reisezugwagen konnten daher auf beiden Seiten der Maschine gekuppelt werden. Wobei die Leitung bei den Stossbalken nur während der Heizperiode montiert wurde.

Ein Anschluss an der Dampfheizung der auf der Lokomotive genutzt wurde, gab es jedoch nicht mehr. Der Führerstand von Dampflokomotiven musste nicht geheizt werden. Dieser wurde im Winter von der Feuerbüchse ausreichend erwärmt. Um über die seitlichen Öffnungen des Führerhauses nicht zu viel Wärme zu verlieren, konnten sie mit einem Vorhang verschlossen werden. Im Betrieb war dieser jedoch eher hinderlich.

Wenn wir uns an die Dampferzeugung erinnern, dann wissen wir, dass das Feuer durch den Abdampf der Dampfmaschine zusätzlich angefacht wurde. Diese Effekte waren jedoch nur vorhanden, wenn sich die Lokomotive bewegte und wenn Zugkraft benötigt wurde. Um auch im Stillstand die Produktion anzuregen, musste deshalb eine weitere Einrichtung verbaut werden und diese befand sich in der Rauchkammer beim Kamin.

Dort wurde ein Hilfsbläser montiert. Dieser wurde direkt mit Dampf aus dem Kessel versorgt. Durch die nun erzeugten Effekte, konnte das Feuer auch angefacht werden, wenn mit der Lokomotive nicht gefahren wurde. Benutzt wurde der Hilfsbläser bei der Anheizung, aber auch im Betrieb, wenn die Lokomotive längere Zeit nicht bewegt wurde. Ein Punkt, der besonders bei Rangierlokomotiven nicht so selten war, wie man meinen könnte.

Weitere Verbraucher für Dampf gab es neben der Dampfmaschine eigentlich nicht mehr. Jedoch war das auch bei anderen Baureihen der Fall, denn in diesem Punkt unterschieden sich die Maschinen der Reihe E 3/3 nicht von den anderen eingesetzten Dampflokomotiven.

Wenn wir als Beispiel eine im Güterverkehr einge-setzte Baureihe ansehen würden, sähen wir, dass diese sogar noch weniger Verbraucher aufweisen konnten, als die kleine Rangierlokomotive.

Uns bleibt somit nur noch die Dampfmaschine. Diese bezog den benötigten Dampf ebenfalls direkt beim Dampfdom. Dort war ein Regulator vor-handen, der den Weg öffnete, oder schloss.

War der Regulator geöffnet strömte der Dampf in ein Rohr, das zu den beiden Dampfmaschinen ge-führt wurde. Damit hätten diese die Arbeit aufnehmen können. Jedoch musste dazu noch die Steuerung derselben richtig eingestellt werden.

Die Steuerung war für jede Dampfmaschine vorhanden und sie regelte die Zufuhr des Dampfes zum Zylinder. Jedoch konnte damit auch die Fahrrichtung der Lokomotive eingestellt werden. Eine Einrichtung, die jedoch eine Abbremsung der Maschine mit den Zylindern erlaubt hätte gab es nicht. Solche Gegendruckbremsen wurden damals nur auf Strecken mit starken Gefällen verwendet. Zudem waren die Meinungen dazu bereits während dem Bau geteilt.

Eingebaut wurde hier die in der Schweiz bei den meisten Lokomotiven verwendete Steuerung nach Walschaerts. Diese Walschaertssteuerung zeichnete sich durch die gebogene Schwinge aus. So konnte die Zufuhr des Dampfes zu den Zylindern optimal eingestellt werden. Beim Aufbau der Schwinge, gab es zur in Deutschland bekannten Steuerung der Bauart Heusinger nur geringe Unterschiede. Die Heusingersteuerung funktionierte daher gleich.

Eingestellt wurde die Steuerung mit einer aus dem Führerstand geführten Stange. Diese war auf der rechten Seite der Lokomotive vorhanden und sie wurde mit einer Welle für beide Steuerungen genutzt.

Das bedeutet jedoch, dass diese Maschine, wie alle Dampflokomotiven, auf der rechten Seite bedient werden musste. Daher gab es auch hier keine ge-änderte Bedienung. Das Lokomotivpersonal konnte so leichter auf der Loko-motive geschult werden.

Die Walschaertssteuerung regelte mit einer Schubstange die Zufuhr des Damp-fes zum Dampfzylinder im auf dem Zylinder aufgebauten Schieberkasten. Bei dieser Baureihe wurden dazu einfache und bewährte Flachschieber ver-wendet.

Diese reichten bei den hier vorhandenen Dampfmaschinen ohne Probleme aus. Die Kolbenschieber wurden nur bei grösseren Maschinen benötigt, da dort auch grössere Mengen Dampf zugeführt werden mussten.

Beim Aufbau der Dampfmaschine gab es kaum Unterschiede. Lediglich die Grösse des Zylinders war geringer ausgeführt worden. Diesen Dampfzylinder müssen wir uns daher etwas genauer ansehen.

Dabei wurde der Dampf über die Schieber gesteuert auf beiden Seiten des sich im Zylinder befindlichen Kolbens zugeführt. Dieser wurde so durch die Kraft des Dampfes verschoben. Der so bewegte Stangenantrieb führte letztlich zur Fahrt der Lokomotive.

Montiert wurden die Zylinder der beiden Dampfmaschinen am Plattenrahmen der Lokomotive im Bereich der Rauchkammer. Sie hatten einen Durchmesser von 360 mm erhalten und der Kolbenhub betrug 500 mm. Somit waren es vergleichsweise kleine Dampfzylinder die hier verbaut wurden. Der Bedarf von Dampf war daher gering, was letztlich auch die vorgenommene Reduktion der Siederohre bei diesen Lokomotiven erlaubte.

Die beiden Hochdruckzylinder wurden direkt mit Frisch-dampf versorgt. Daher sprach man hier auch von einem Zwilling. Die in der Schweiz durchaus bereits bekannte doppelte Ausnutzung des Dampfes in einem Verbund wur-de nicht angewendet.

Die Leistung der Lokomotiven E 3/3 rechtfertigten den grossen Aufwand mit dem Verbinder schlicht nicht. Daher wurde eine einfache Ausnutzung des Dampfes als ideale Lösung für diese Baureihe angesehen.

Unten am Hochdruckzylinder wurden noch die Schlemm-hähne angebracht. Sie wurden benötigt, wenn die Dampfmaschine längere Zeit stillstand. Das führte dazu, dass sich eventuell im Zylinder befindlicher Dampf ab-kühlen konnte.

Das so wieder entstandene Wasser konnte jedoch nicht für den Antrieb genutzt werden. Daher wurden bei Beginn der Fahrt diese Schlemmhähne manuell geöffnet. Dadurch wurde das Wasser durch den Dampf ausgestossen.

Nachdem der Dampf seine Arbeit in der Dampfmaschine getan hatte, wurde er wieder dem Schieberkasten zuge-führt.

Von dort gelangte der Dampf durch ein weiteres Rohr schliesslich in die Rauchkammer, wo er in einem Blasrohr in den Kamin entlassen wurde. Dieser Ausstoss des Dampfes war gut zu hören und er erfolgte bei einer Umdrehung der Triebachse viermal. Daher war die Lokomotive E 3/3 akustisch schneller unterwegs, als das effektiv der Fall war.

Wir haben damit die Nutzung des Dampfes bereits abgeschlossen. Es gab keine weitere Verwendung mehr. Jedoch führte der Verbrauch des Dampfes im Kessel zu einem Problem. Dort wurden die Verluste beim Dampf aus dem Wasser automatisch wieder ergänzt. Das erfolgte bei sinkendem Druck im Kessel sogar noch schneller, so dass der ursprüngliche Wert wieder angestrebt wurde. Selbst das Sicherheitsventil reduzierte den Wasserstand.

Dadurch sank jedoch der Wasserstand im Kessel und es bestand die Gefahr, dass die Feuer-büchsdecke nicht mehr ausreichend mit Kühlmittel bedeckt werden konnte. Damit das Fahrper-sonal über den Pegel informiert wurde, waren im Führerstand zwei Schaugläser vorhanden.

War dort der untere Wert erreicht, musste wieder Wasser in den Kessel gefüllt werden. Das war jedoch nicht so einfach, da der Vorrat im Wasserkasten nicht unter erhöhtem Druck stand.

Dieses Nachspeisen wäre eigentlich ein Teil der Dampferzeugung, jedoch wurde dazu ebenfalls Dampf benötigt. Es war daher auch ein Verbraucher. Deshalb behandeln wir diese Einrichtung auch in diesem Kapitel.

Dabei bestand auch hier das Problem, dass Wasser in einen unter Druck stehenden Behälter eingefüllt werden musste und das war nicht so leicht möglich wie jeder Koch weiss. Jedoch gab es da bereits gut funktionierende Lösungen.

Eigentlich gab es zwei Lösungen, wie Wasser in den Kessel befördert werden konnte. Die bei grösseren Lokomotiven vorhandenen Speisewasserpumpen waren im Aufbau sehr aufwendig. Zudem konnten damit in kurzer Zeit grosse Mengen Wasser gefördert werden. Das war hier jedoch wegen des vergleichsweise kleinen Kessels jedoch nicht erforderlich. Daher verwendete man in diesem Fall nur die einfachere Lösung mit einem Injektor.

Dieser Injektor wurde mit Dampf aus dem Kessel aktiviert. Dabei strömte der Dampf im Gerät durch zwei unterschiedlich dicke Leitungen. Das führte dazu, dass sich die Geschwindigkeit des Dampfes erhöhte. Es entstand so im Injektor ein Unterdruck, dieser wurde über den dritten Anschluss mit Wasser aus den Wasserkästen wieder ausgeglichen. Dadurch wurde das Wasser regelrecht in den Kessel gezogen und so der Vorrat ergänzt.

Eine einfache Lösung, die so lange funktionierte, bis der Druckunterschied zu gering wurde. Das war der Fall, wenn sich die Produktion wegen des in den Kessel gelangten kühlen Wassers verringerte. Der Injektor stellte daher die Arbeit ein.

Das nun immer noch nachströmende Wasser konnte nicht mehr angezogen werden. Es floss daher über die Sabberleitung ab und landete im Schotterbett. Das war auch die Information, dass die Nachspeisung beendet war.

Der Injektor reichte hier problemlos, da so in kurzer Zeit genug Wasser in den Kessel gelangen konnte. Entscheidend war die Zeit, die das nachspeisen benötigte. Die vorher erwähnte Speisewasserpumpe schaffte in der vergleichbaren Zeit mehr Wasser in den Kessel.

Hier wurden jedoch nicht so grosse Mengen benötigt, so dass der Injektor ausreichte und die Loko-motive oft länger stillstand. Das war letztlich auch der Grund, warum man auf eine Speisewasserpumpe verzichten konnte.

Die Produktion von Dampf konnte somit wieder erfolgen und der Druck im Kessel erhöht werden. Wir können damit auch die Nutzung des Dampfes bereits wieder abschliessen. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass es damals durchaus Lösungen gab, die mehr Leistung bei den Dampfmaschinen zur Folge gehabt hätten. Jedoch sollte die Rangierlokomotive auch einfach aufgebaut sein. Das erleichterte letztlich auch die Bedienung der Maschine.

Aus diesem Grund wurden auch die vorgeschlagenen Verbesserungen mit Überhitzer und einer doppelten Ausnutzung des Dampfes verworfen. Die Baureihe E 3/3 sollte eine einfach zu bedienende Lokomotive werden, die auch von Personal bedient werden konnte, dass über eine einfachere Ausbildung verfügte. Das war letztlich auch der Grund, warum diese Baureihe bei vielen kleineren Privatbahnen und bei Werksbahnen eingesetzt wurde.

 

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