Die Druckluft auf der Lokomotive

Nachdem wir nun die Druckluft und das damit verbundene System kennen gelernt haben, kommen wir zur eigentlichen Anwendung der Druckluft. Bevor wir die einzelnen Lokomotiven ansehen, stellt sich aber die Frage, warum denn Druckluft verwendet wurde? Es ginge ja auch anders und dann müsste man nicht so viel Druckluft erzeugen, was letztlich sicherlich auch Vorteile bringen könnte. Die Antwort ist dabei oft nicht ganz einfach.

Um Funktionen auf einer Lokomotive zu aktivieren, haben wir vier Möglichkeiten. Das sind der Antrieb durch Dampf, Elektromotor, Druckluft und Verbrennung. Alle diese vier Systeme haben sicherlich ihre Vorteile und verwendet werden sie auf den unterschiedlichen Modellen auch. Nur, es geht auch dann nicht ohne Druckluft. Die wird nun benötigt und das obwohl wir Strom im Überfluss auf einer Lokomotive haben.

Hier wollen wir uns das anhand der auf den Lokomotiven verwendeten Verbraucher ansehen. Es fällt dann schnell auf, dass es nicht ohne Druckluft geht und dass so die Erzeugung von Druckluft notwendig ist. Alle anderen Möglichkeiten fallen nur an zwei Funktionen auf. Doch nun genug, kommen wir zur Dampflokomotive, denn die zeigte, dass es ohne Druckluft auch geht und man damit erfolgreich arbeiten konnte. Das änderte sich aber zum Teil, als man Druckluft hatte.

 

Dampflokomotive und Druckluft

Ich kann es vorweg nehmen, die Dampflokomotive setzt Druckluft wirklich nur dort ein, wo das nicht anders geht. Darunter ist zudem auch der grösste Verbraucher von Druckluft enthalten. Diesen grossen Verbraucher werden wir hier nicht ansehen, denn er ist so umfangreich, dass wir damit sogar eine eigene Seite haben. Schliesslich weiss ja jeder, wer bremst ist feige. Sie haben es richtig vermutet, der grösste Verbraucher für die auf der Dampflokomotive erzeugte Druckluft, waren die Bremsen.

Wir haben erfahren, dass man die Druckluft hier mit Luftpumpen erzeugte und dann nur in einem Behälter zwischenlagerte. Alle anderen Funktionen der Druckluft auf einer mit Dampf betriebenen Lokomotive sind unbekannt. Einfach gesagt, es werden jene Funktionen, die nicht mit Dampf betrieben werden konnten, mit Druckluft betrieben. Dampflokomotiven hatten bis in die neuste Zeit keine Elektrizität enthalten.

Ein Beispiel für die Verwendung, wo man statt Druckluft Dampf benutzen kann, ist das akustische Signal der Lokomotive. Hier kommen einfach mit Dampf betriebene Modelle zur Anwendung. Trotzdem, die Lokomotive braucht Druckluft. Das war aber bei Dampflokomotiven nicht immer so, denn die ersten schafften es ohne Druckluft. Erst später wurde die Druckluft nötig. Hauptsächlich für die Bremsen, doch auch zur Verbesserung der Sandstreueinrichtung.

Die Sandstreueinrichtung: Sandstreueinrichtungen bei Lokomotiven gab es schon lange. Damit wollte man bei den Lokomotiven die Haftreibung bei schweren Anfahrten oder bei schlechter Witterung verbessern. Gerade schlechtes Wetter führte immer wieder dazu, dass die Räder der Lokomotive durchdrehten und der Zug nicht anfahren konnte. Als man in der Not Sand auf die Schienen warf, gelang jedoch die Anfahrt.

Daher montierte man auf den Kesseln der Dampflokomotiven Behälter, die diesen Sand aufnehmen konnten. Danach rieselte der Sand über lange Leitungen vor die Räder. Die Anlage funktionierte nicht sehr zuverlässig, da der Sand in den Leitungen stecken blieb und so nicht vor die Räder kam. Daher musste man eine Verbesserung einführen und die fand man, mit der Druckluft. Denn so konnte man den Sand durch die Leitungen vor die Räder blasen.

Da der Sand nun mit mehr Schwung vor die Räder trat, musste man diesen genauer positionieren können. Deshalb baute man an die Sandstreuvorrichtung spezielle Sander.

Diese Sander, die man auch Sanderrohre nennen kann, verbesserten die Funktion zusätzlich und sorgten für eine optimale Anlage zur Verbesserung des Anfahrverhaltens von Dampflokomotiven. Die Druckluft half dabei, die Funktion zu garantieren.

Die vor den Rädern montierten Sander sorgten nun dafür, dass der Sand dort zu liegen kommt, wo er muss. Der Verbrauch von speziellem Sand konnte reduziert werden und die Haftreibung der Lokomotiven verbesserte sich dank der mit Druckluft betriebenen Sandstreueinrichtung. Der Sand wurde nun so genau wie nur möglich vor das Rad geworfen. Daher musste nun ein passender Sand für die Anlage gefunden werden.

Der Sand wurde für die Sandstreueinrichtungen besser ausgesucht. So kam der grobe und sehr stabile Quarzsand zur Anwendung. Die Oberfläche der Schienen wird durch den speziellen Quarzsand für das Triebrad rauer und so greifen die Räder wieder optimal.

Nachdem die Triebachse über den Quarzsand gerollt ist, ist nur noch ein feiner Staub vorhanden, der dann durch den Fahrtwind weggeblasen wird.

Der letzte Verbraucher von Druckluft kommt bei der Dampflokomotive sehr schnell. Denn es gibt bei der Lokomotive nicht mehr viele Verbraucher, denn alles ist mit Dampf betrieben, denn davon hatte man schliesslich genug. Einzige Ausnahme sind die vorher erwähnten Sander und die Druckluftbremse. Die Bremsen der Wagen funktionierten mit den neuartigen Bremsen mit Druckluft. Daher montierte man die Luftpumpe eigentlich auch. Nur gelang es damit die Sandstreueinrichtung zu verbessern.

Die Druckluftbremse ist das Bauteil, das am meisten Druckluft benötigt. Deshalb steht der Bremse auch der absolut grösste Teil der Druckluft zur Verfügung. Bis zu diesem Zeitpunkt konnte man auf Druckluft verzichten, denn eine Lokomotive, die nur eine Handbremse hatte, brauchte keine Druckluft um diese zu betreiben. Die Bremsen werden später noch genauer behandelt werden und wir können die Dampflokomotiven abschliessen.

 

Elektrolokomotive und Druckluft

Bei der elektrischen Lokomotive kommt viel mehr Druckluft zur Anwendung, als bei den Dampflokomotiven. Der Grund dafür war simpel, denn man hatte auf der elektrischen Lokomotive keinen Dampf mehr zur Verfügung. Daher musste man für die vorher mit Dampf gelösten Probleme, Druckluft nehmen. Natürlich hätte man auch auf elektrische Lösungen zurückgreifen können. Der Punkt bei den ersten Lokomotiven war aber, dass man nicht alle Teile neu wollte.

Man wollte von Seiten der Bahnen möglichst viele Ersatzteile der vorhandenen Dampflokomotiven nutzen. Stellen Sie sich vor, dass man nun grosse Mengen Bauteile hatte, die nicht zu den neuen Lokomotiven passten. Daher versuchte man die Bauteile, die man verwenden konnte, auch auf die elektrische Lokomotive zu übertragen. Dort betrieb man die für Dampf gebauten Bauteile mit Druckluft. Recycling ist daher keine neue Idee.

Ein Verzicht auf Druckluft war auf den elektrischen Lokomotiven so oder so nicht möglich, denn die Sandstreueinrichtung und die Druckluftbremse wurden auch hier benötigt. Man hatte also Druckluft auf der Lokomotive und konnte diese verwenden. Ein Bauteil für die Druckluft ist zudem leichter, als ein vergleichbares elektrisches Bauteil. Das führte dazu, dass man schnell auf die Druckluft setzte und das blieb dann auch so, als sich die Dampflokomotiven verabschiedet hatten.

Die elektrischen Motoren steckten zudem am Anfang noch in den Kinderschuhen. Es waren riesige schwere Motoren und auch die Motoren für nur kleinere Aufgaben waren gross und schwer. Noch waren wir Jahre von Motoren entfernt, die in eine Streichholzschachtel passen. Hingegen erlaubten die Lösungen mit Druckluft eine Gewichtseinsparung und eine zuverlässige Funktion. Das wusste man von den Erfahrungen mit den Dampflokomotiven.

Die Signalpfeife: Die Signalpfeife war ein gutes Instrument für die Übermittlung von Signalen. Das schrille Geräusch dieser Signalpfeifen übertönte Gespräche und sorgte für die notwendige Aufmerksamkeit. Das Personal auf den Bahnhöfen war damit ausgerüstet worden. Auch die Lokomotiven wurden mit Signalpfeifen ausgerüstet, da man auch dort die Wirkung dieser akustischen Signale nutzen wollte. Eine Pfiff einer Lokomotive und man sieht hin.

Die eigentliche Pfeife wurde bei den Dampflokomotiven statt mit Druckluft mit Dampf betrieben. Diese wurden mit dem maximalen Kesseldruck von 12 bar betrieben und waren daher sehr laut.

Als man die elektrischen Lokomotiven einführte, wurden diese Pfeifen übernommen, jedoch nun mit 8 bar und mit Druckluft betrieben. Die Lautstärke sank dadurch etwas, blieb aber immer noch laut genug um die Signale zu geben. Daher hatten die ersten elektrischen Lokomotiven die Pfeifen der Dampflokomotiven erhalten. 

Diese auf dem Dach montierte und mit einem Ventil angesteuerte Pfeife diente der Lokomotive als akustisches Signal. So konnten die Lokomotiven Personen warnen, die sich im Gefahrenbereich aufhielten.

Die Lösung war so gut, dass man diese Pfeifen auf den Lokomotiven lange Zeit beibehalten konnte. Da Pfeifen nun man mit Druckluft oder Dampf betrieben werden, blieb man bei der Lösung mit Druckluft, wendete aber spezielle Pfeifen.

Später kamen dann neuartige elektrisch betriebene Signalhörner zum Einsatz. Die funktionierten wie eine Fanfare. Natürlich waren diese Signalhörner theoretisch auch mit Druckluft ansteuerbar.

Man wollte aber diese Signalhörner, die eine grössere Lautstärke und damit eine bessere Erkennbarkeit hatten, bewusst elektrisch ansteuern. So lösten diese nach vielen Jahren die Signalpfeifen ab und veränderten die Signale der Lokomotiven.

Druckluft wurde bei elektrischen Lokomotiven zudem für viele Aufgaben genutzt, die direkt mit der elektrischen Traktion zu tun hatten. Diese Anwendungen, wie zum Beispiel die Hüpfer, haben wir alle schon kennen gelernt. Ich fasse deshalb hier nur noch zusammen. Mit Druckluft betrieben wurden neben den Hüpfern auch der Stromabnehmer und der Hauptschalter. Das ist nur eine sehr kleine Auswahl der Möglichkeiten, die mit Druckluft gelöst wurden.

Einige Lösungen sehen wir uns aber noch im Detail an, denn die Druckluft nutzt man an vielen Orten um schnelle und einfache Schaltungen auszuführen. Jedoch stellt die Druckluft selber bei elektrischen Lokomotiven ein Problem dar, denn was passiert, wenn es keine Druckluft gibt und man die Schaltelemente, wie zum Beispiel die Hüpfer nicht betätigen kann. Daher musste man zur Ansteuerung des Kompressors eine eigene Lösung finden, die auch funktionierte, wenn es keine Druckluft gab.

Der Kompressorschütz: Auf elektrischen Lokomotiven wurden ausschliesslich Hüpfer als Schaltelemente verwendet. Die Stufen wurden bei einigen Modellen sogar mit Hüpfern geschaltet. Einzige Ausnahme, und damit meine ich wirklich die einzige Ausnahme, war der Kompressorschütz. Für dieses Schaltelement verwendete man eine elektromechanische Lösung. Der Grund ist simpel, denn nur so konnte man den Schalter auch ohne Druckluft betätigen.

Hier kam daher bei allen elektrischen Lokomotiven ein Schütz zur Anwendung. Die Lösung ist verblüffend einfach und sogar logisch. Schütze erlauben es, auch von mehreren Schaltelementen angesteuert und unabhängig geschaltet zu werden. Der Kompressorschütz kann daher neben den manuellen Schaltungen auch die Schaltungen, die vom Druckschwankungsschalter kamen ohne Abhängigkeit eines weiteren Schaltelementes schalten.

Der Kompressorschütz als einzige Ausnahme lässt die Frage zu, warum man denn alle möglichen Schaltungen mit der Luft ausführte. Druckluft erlaubt es, schnelle Schaltfolgen ohne grössere Verzögerung zu verwirklichen. Zudem kann das Schaltelement oder die Ansteuerung sehr frei gewählt werden. Das werden Sie bei den nächsten Schaltungsmöglichkeiten deutlich erkennen. Daher ist es nicht überraschend, das sich lange Zeit die Druckluft halten konnte und auch heute noch zur Anwendung kommt.

Die Scheibenreinigung: Die Reinigung der Scheiben war bei elektrischen Lokomotiven ein neues Problem, das man lösen musste. Bei den Dampflokomotiven hatte man zwar Scheiben eingebaut, aber eine Reinigung war nicht nötig, da die Bedienung eine spezielle Sichtweise verlangte. Erst die elektrischen Lokomotiven brachten das Problem mit den schmutzigen Scheiben an den Tag. Denn durch verschmutzte Fenster sieht man nicht viel.

Jedoch stellt nicht nur der Schmutz ein Problem dar. Wenn es regnet, bilden sich auf den Scheiben Tropfen und das Glas wird zunehmend nass. Sie kennen das Problem sicher von Ihrem Wagen. Daher musste man auch bei den Lokomotiven eine Einrichtung einbauen, die dafür sorgt, dass die Scheibe vom Wasser befreit wird. Deshalb kamen bei den elektrischen Lokomotiven schon sehr früh Scheibenwischer zur Anwendung.

Scheibenwischer bestehen aus einem Wischerblatt das an einem Arm befestigt wurde. Das Wischerblatt besteht aus einer Halterung und einem daran montierten Gummischaber, der Lippe genannt wird.

Diese Gummilippe gleitet über die Scheibe und schiebt das Wasser je nach Aufbau zur Seite oder nach unten. Der Gummi sorgt dafür, dass wirklich alles Wasser abgezogen wird und die Sicht durch das Fenster wieder möglich wird.

Die Scheibenwischer einer Lokomotive werden in den meisten Fällen mit Druckluft betrieben. Dazu verwendet man zwei Zylinder, die abwechslungsweise mit Druckluft versorgt werden.

Dabei hilft eine eingebaute einfache Steuerung. Die daran befestigten Scheibenwischer konnten sich so automatisch bewegen. Der handbetriebene Scheibenwischer der Anfangszeit war Vergangenheit. Mittlerweile werden aber auch hier elektrische Motoren verwendet.

Bei einer Lokomotive kommen jedoch zum Teil spezielle Arme zur Anwendung. Diese speziellen Arme sorgen dafür, dass der eigentliche Wischer immer senkrecht steht. Damit kann man möglichst viel von der Scheibe abwischen.

Ansonsten gibt es zu den Automobilen keinen Unterschied, denn die Scheibenwischer bewährten sich gut, hatten aber ein Problem, wenn die Scheibe mit Schmutz bedeckt war, denn dann gab es eine unbefriedigende Reinigung.

Ergänzt wurden diese Scheibenwischer daher noch mit einer Scheibenwaschanlage. Diese bläst mit Hilfe einer Pumpe, oder mit Druckluft, das in Behältern gelagerte Reinigungsmittel auf die Scheibe.

Durch den hohen Druck verteilt sich das Reinigungsmittel mit Hilfe der Düse besser auf der Scheibe und kann daher die Reinigung besser verwirklichen. Zur Reinigung muss dann nur noch der Scheibenwischer betätigt werden.

Mit den Scheibenwischern sind wir bei den Sichtverhältnissen angelangt. Diese wurden dank den Scheibenwischern nach vorne deutlich verbessert. Jedoch benötigte man die Druckluft der Lokomotiven und der Triebwagen dazu, auch den Blick nach hinten zu ermöglichen. Diese Möglichkeit boten Spiegel, die man an den Lokomotiven montierte. Diese Spiegel benötigten bei den Lokomotiven jedoch eine spezielle Lösung.

Der Spiegel: Leser aus Deutschland vermuten unter diesem Begriff vermutlich eine bekannte Zeitschrift mit gleichem Namen. Den Spiegel, den es überall gibt, muss ich eigentlich nicht vorstellen, denn er besteht aus einer Glasscheibe, die auf einer Seite mit Metall bedampft wurde.

Diese Spiegel reflektieren so die Lichtstrahlen und erlauben einen Blick um die Ecke oder richtig angeordnet nach hinten. Spiegel kennt nun wirklich jedes Kind.

Spiegel an Fahrzeugen kennen Sie, denn jedes Auto muss solche haben. Die Lokomotiven waren hier nicht so zwingend auszurüsten. Vielmehr verzichtete man lange Zeit darauf. Der Grund dafür war die Montage dieses Rückspiegels.

Im Gegensatz zum Automobil konnte der Spiegel bei einer Lokomotive oder einem Triebwagen nicht fest montiert werden. Der Grund ist simpel, denn die elektrische Lokomotive kann in zwei Richtungen eingesetzt werden. Das hätte zur Folge, dass der Spiegel auf der hintern Seite sogar stören konnte.

Auf Lokomotiven werden deshalb ausklappbare Modelle verwendet. Die notwendige Ansteuerung der Spiegel erfolgt dabei mit Druckluft. Die Druckluft wird dabei an einen Zylinder geschickt und der klappt dann den Spiegel aus.

Man verwendet hier die Druckluft aus dem einfachen Grund, denn die Schaltung erfolgt schnell und man kann mit einem Druckreduzierventil die Druckluft langsam entweichen lassen. Der Spiegel klappt dann sanft ein und geht nicht kaputt.

Schliesslich bringen kaputte Spiegel sprichwörtlich Unglück. Ein Unglück wollen wir mit den elektrischen Lokomotiven nicht provozieren, so dass wir nun die Betrachtung der Druckluft bei elektrischen Lokomotiven abschliessen können. Wir haben dabei erfahren, dass man bei elektrischen Lokomotiven viel mehr Druckluft benötigt, als das bei der Dampflokomotive der Fall gewesen war. Doch noch fehlen uns die Diesellokomotiven.

 

Diesellokomotive und Druckluft

Mit der Diesellokomotive konnte der Verbrauch von Druckluft wieder reduziert werden. Diesellokomotiven benötigen die Druckluft eher weniger. Dabei müssen wir aber bedenken, dass es Diesellokomotiven gibt, die auch Hüpfer und dergleichen verwenden. Das heisst, der Verbrauch an Druckluft ist hier immer noch höher, als bei der Dampflokomotive. Trotzdem gibt es bei Diesellokomotiven mit Druckluft betriebene Bauteile.

Wer nun aber viele neue Bauteile erwartet, der kann lange warten, denn bei den Diesellokomotiven kamen die Bauteile zur Anwendung, die wir bei der elektrischen Lokomotive kennen gelernt haben. Das heisst, dass man auch hier die Druckluft nicht nur wegen den Bremsen benötigte. Ein Beispiel soll die Signalpfeife sein, denn die wurde auch bei einer Diesellokomotive mit Druckluft betrieben. Daher kann man die Diesellokomotive durchaus mit der elektrischen Lokomotive vergleichen.

Speziell ist eigentlich bei einer Diesellokomotive nur der Kompressor. Dieser wird mechanisch ab der Antriebswelle angetrieben. Daher kann ein solcher Kompressor nicht abgestellt werden, denn so lange der Dieselmotor läuft, so lange läuft der Kompressor. Daher werden hier eher schwächere Modelle, die nicht so warm werden, zur Anwendung kommen. Der Druck im Hauptluftbehälter wird dann jedoch nur über das Überdruckventil geregelt.

Daher beschliesse ich nun die Berichte über die Druckluftanlagen bei den Lokomotiven. Diese haben wir nun kennen gelernt und wir können unseren Rundgang durch die Lokomotiven bald abschliessen. Auf der nächsten Seite betrachten wir die Steuerung und die Hilfsbetriebe einer Lokomotive. Diese sind zum Teil dafür verantwortlich, dass wir hier von der Druckluft sprechen konnten. Die Lokomotive soll nun aber endlich gesteuert werden, denn ohne eine Steuerung funktionieren der beste Kompressor und auch die beste Lokomotive nicht richtig.

 

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