Dampfnutzung

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Genutzt wurde der Dampf für mehrere Funktionen. Bekannt war sicherlich die Maschine für den Antrieb. Bevor wir uns diesen zuwenden sehen wir die anderen Nutzer von Dampf an. Diese wurden bei allen Lokomotiven mit Nassdampf aus dem Kessel betrieben. Die erwähnten Aufarbeitungen des Dampfes erfolgten nur bei der Dampfmaschine. Doch nun zu den Funktionen, die zum Teil bereits erwähnt worden waren.

Die Luftpumpe kennen wir bereits und wir werden sie nicht weiter betrachten. Das gilt auch für den Injektor, der gerade vorhin bei der Erzeugung des Dampfes erwähnt worden war.

Wie diese beiden Funktionen wurden auch die Lokpfeife und die Zugsheizung mit Dampf betrieben. Lösungen, die soweit genormt waren, dass es zwischen den Lokomoti-ven keine Unterschiede gab. Einzig der Dampfdruck war unterschiedlich.

Beginnen wir mit der Lokpfeife diese wurde auf dem Dach des Führerhauses montiert. Mit einer mechanischen Zug-vorrichtung konnte ein Ventil geöffnet werden. Der nun ausströmende Dampf aus dem Kessel brachte die Bauteile der Pfeife in Schwingungen.

Der so entstehende Klang und die Lautstärke war je nach Zugkraft unterschiedlich, da sie direkt vom Dampfdruck im Kessel und dessen Geschwindigkeit abhängig waren.

Auf die Pfeife hatten die unterschiedlichen Drücke im Kessel nur einen geringen Unterschied. Es gab sowohl beim Klang, als auch bei der Lautstärke der Lokpfeife, erkennbare Unterschiede.

Jedoch waren diese zum Teil so gering, dass nur gut geschulte Leute das erkennen konnten. Zumal die Lokpfeife als Signalmittel genutzt wurde und daher auch betätigt wurde, wenn der Kessel gar nicht mit dem maximalen Druck betrieben wurde.

Gering war der Verbrauch von Dampf beim halbautomatischen Rauchverbrenner. dieser wurde aktiviert, wenn das Feuerloch geöffnet wurde und sollte verhindern dass der Rauch schwarz gefärbt wurde. Rauchverbrenner sind bereits 1903 von der Gotthardbahn eingeführt worden und kamen daher auch bei der Reihe C 4/5 vor. Da diese Lösung gut war, wurden danach auch die Modelle der Schweizerischen Bundesbahnen SBB damit ausgerüstet.

Wurde bisher eher der Druck des Dampfes genutzt, kam es bei der Zugsheizung auf die Wärme an. Der Nassdampf dieser Lokomotiven hatte eine Temperatur von bis zu 300°C. Das reichte um auch Wagen mit diesem Dampf zu erwärmen. Daher wurde die Zugsheizung eingebaut. Neben einem Regulator war dazu nur eine Leitung vorhanden, die zu den beiden Stossbalken geführt wurden. Dort war dann eine flexible Leitung vorhanden.

Die Leitung beim Stossbalken war jedoch nur während der Heizperiode vorhanden, da sie viel Platz benötigte. Auf der Lokomotive wurde die Zugsheizung nicht benutzt, da der Führerstand durch die Feuerbüchse genug Wärme erhielt. Nur bei sehr wenigen Maschinen wurde die Zugsheizung auch als Speisewasservorwärmer genutzt. Man wollte bei der Nummer 2618 die Auskühlung des Kessels vermindern, was jedoch nicht so grosse Vorteile brachte.

Gerade der erwähnte Speisewasservorwärmer zeigte ein Problem auf. Im Winter erreichte das Wasser im Wasserkasten durchaus Temperaturen, die um, oder sogar unter dem Gefrierpunkt lagen. Durch die Bewegung konnte es nicht gefrieren, aber im Kessel für kurze Zeit die Kühlung der Metalle so verbessern, dass die Produktion beim Dampf aussetzte. Das sollte verhindert werden. Der Einbau in die anderen Modelle kam nicht in Frage, da der Vorteil zu gering war.

Mit der Dampfheizung können wir die unabhängigen Nutzer beenden und uns nun den Dampfmaschinen zuwenden. Sie werden es vermutlich schon ahnen, denn es gab hier sehr grosse Unterschiede, die sogar einzelne Lokomotiven betrafen. Beginnen wir dabei mit den ältesten Modellen und daher mit den Nummern 2701 bis 2732. Bei diesen wurde der Nassdampf aus dem Kessel direkt den Dampfmaschinen zugeführt.

Bei allen anderen Modellen wurde der Dampf vor der Dampfmaschine noch einmal aufbereitet. Be-sonders viel Aufwand mit dem Dampf wurde dabei bei den Modellen der Gotthardbahn betrieben.

Daher müssen wir einen etwas genaueren Blick auf diesen Dampftrockner werfen. Dazu musste der Kessel sogar verändert werden und zwischen dem Langkessel und der Rauchkammer wurde dazu eine weitere Sektion eingebaut.

Der Dampf für die Dampfmaschinen wurde bei den Modellen der Gotthardbahn nicht in einem Dampf-dom gesammelt, sondern gelangte in zwei Sammel-rohre.

Diese wiederum endeten in der zusätzlichen Sektion. Dieser neue Bereich wurde Kesselraum genannt und er war eine Folge des eingebauten Dampftrockners der Bauart Clench. Die Länge dieses Kesselraumes betrug 750 mm und der Platz wurde sowohl dem Kessel als auch der Rauchkammer abgenommen.

Der von den Sammelrohren bezogene Nassdampf wurde in den vier Kammern des Dampftrockners noch einmal an den heissen Siederohren vorbei geführt. Durch die neuerliche Erwärmung des Dampfes verflüchtigte sich das Wasser im Dampf und es entstand getrockneter Dampf. Erst jetzt wurde der Dampf dem auf dem Kessel montierten Dampfdom zugeführt. Ab dort war dann der Aufbau einfach, denn der Dampf wurde zu den Maschinen geführt.

Auch wenn der Dampftrockner der Bauart Clench nach dem Prinzip der Überhitzer arbeitete, wurde er nicht als solcher bezeichnet. Der Grund war die Wärme des Dampfes, denn diese wurde nicht so weit erhöht, dass man von Heissdampf sprechen konnte. Daher haben wir «nur» getrockneten Dampf erhalten und das Bauteil wurde als Dampftrockner bezeichnet. Was bei einem Überhitzer passiert, zeigt die Nachbauserie.

Bei den Nummern 2601 bis 2619 kamen zwei Bauformen des Überhitzers vor. Dabei wurde in beiden Fällen der Nassdampf aus dem Kessel nicht zu den Maschinen, sondern zum Überhitzerkopf geführt.

Von diesem gelangte der Dampf in die Siederohre des Überhitzers, die in den grösseren Rauchrohren des Kessels eingebaut wurden. Daher war hier noch einmal eine Erwärmung möglich und es entstand der Heissdampf.

Sie haben es richtig gelesen. Beim Überhitzer wurden die Schleifen in den grossen Rauchrohren gelegt. Das war der Grund, warum diese eingebaut wurden und dabei führte die Überhitzerschlaufe durch den ganzen Langkessel bis kurz vor die vordere Rohrwand der Feuerbüchse. Da wir bei dieser Serie jedoch unterschiedliche Rohre hatten, gab es nun auch Unterschiede bei den verbauten Überhitzern, jedoch nicht bei deren Wirkung.

Der Unterschied zwischen den Überhitzern war, dass diese nicht die gleiche Fläche hatten. Bei den Nummern 2601 bis 2615 war eine Fläche von 37.6 m2 vorhanden, die restlichen Maschinen erreichten sogar einen Wert von 42.2 m2. Diese Flächen haben wir bei der Dampferzeugung bereits als Differenz kennen gelernt. Der Grund ist simpel, denn der Überhitzer wurde im Gegensatz zum Dampftrockner der gesamten Heizfläche angerechnet.

Durch den erneuten Eintrag von Wärme in den Dampf, wurde das darin enthaltene Wasser ebenfalls in Dampf umgewandelt. Zudem stieg nun die Temperatur an, weil auch die sehr heissen Rauchgase unmittelbar nach der Feuerbüchse genutzt werden konnten. In der Folge entstand hier aus dem Nassdampf der Heissdampf, der mit über 350°C sehr heiss war. So konnte dem Dampf deutlich mehr Leistung entnommen werden.

Nachdem wir nun den Dampf erzeugt und für die Dampfmaschinen vorbereitet haben, können wir diesen mit einem Doppelventilregulator dem Dampf-dom entnehmen und den Zylindern zuführen.

Dank dem Regulator konnte die Menge des Dampfes, der in das Dampfrohr schoss, leicht eingestellt wer-den. Soweit waren alle Lokomotiven noch gleich, aber mit dem Ende des Dampfrohres begannen die Unterschiede, die nun etwas anders lagen.

Diesmal beginne ich mit den Modellen der Nummern-gruppe 2601 bis 2619, denn diese hatten Unter-schiede bei den Schieberkästen erhalten.

Die beiden hier verbauten Dampfmaschinen hatten einen Durchmesser von 570 mm erhalten und der Kolbenhub lag bei 640 mm.

Damit konnte dank dem Heissdampf eine Zugkraft von rund 110 kN erzeugt werden. Doch noch fehlen uns die Unterschiede und die fanden sich bei den Schiebern.

Mit Ausnahme der Nummern 2611 und 2612 hatten alle Maschinen die üblichen Kolbenschieber erhalten. Bei den erwähnten Nummern war jedoch eine andere Lösung verwendet worden. Bei diesen Dampfmaschinen wurde von Gleichstrom-Maschinen gesprochen. Diese waren nicht elektrisch, aber an Stelle der Schieber waren Ventile vorhanden. Das führte jedoch zu einem langen und sehr schweren Zylinder.

Der Versuch bei den beiden erwähnten Lokomotiven sollte ein Problem lösen. Die aussen liegenden Zylinder konnten nicht beliebig vergrössert werden. Durch das Lichtraumprofil war man an den Platz gebunden. Mit den Gleichstrom-Maschinen sollte der Platz frei werden, der sonst für die Schieberkästen benötigt wurde. Das wurde aber mit einer schweren Maschine bezahlt, so dass diese Lösung nicht mehr verfolgt wurde.

Es bleiben noch die restlichen Lokomotiven. Bei diesen gab es die Unterschiede nur beim Dampf und bei den Abmessungen. Die Modelle mit den Num-mern 2701 bis 2732 wurden mit Nassdampf be-trieben.

Bei der Gotthardbahn kam jedoch ein getrockneter Dampf zur Anwendung. Dank diesem konnte die Leistung um rund 15% gesteigert werden. Zudem wurden hier vier Dampfmaschinen verwendet, die wir ansehen müssen.

Da die Anordnung der vier Dampfmaschinen gleich war, können wir die Modelle gemeinsam ansehen. Der Dampf aus dem Dampfdom wurde den Schieber-kästen der beiden inneren Dampfmaschinen zuge-führt.

Diese Zylinder hatten bei den Modellen der SBB einen Durchmesser von 370 mm erhalten. Bei der Gotthardbahn, wo etwas mehr Platz vorhanden war, konnte der Durchmesser jedoch auf 394 mm gesteigert werden.

Auch der Kolbenhub war mit 640 mm zu 600 mm zu Gunsten der Gotthardbahn ausgefallen. Wir haben somit die ersten beiden Dampfmaschinen kennen gelernt. Deren Dampfzylinder wurden wegen dem weiteren Aufbau als Hochdruckzylinder bezeichnet. Eine Besonderheit, die davon rührte, dass der Dampf nach der Arbeit nicht entlassen wurde. Vielmehr gelangte er über einen Verbinder zu den äusseren Maschinen.

Dieser Verbinder gab der Anordnung ihren Namen, denn hier wurden die Maschinen im Verbund angeordnet. Das führte dazu, dass die inneren Zylinder mit Hochdruck und die äusseren mit Niederdruck betrieben wurden. Wir haben eine doppelte Ausnutzung des Dampfes erhalten. Daher bleibt uns eigentlich nur noch die Ansicht der beiden Niederdruckzylinder, die bei den äusseren Dampfmaschinen verwendet wurden.

Während der Kolbenhub mit 640 mm bei allen Modellen gleich war, gab es Unterschiede beim Durchmesser. Die Lokomotiven der SBB hatten einen solchen von 600 mm erhalten.

Bei der Gotthardbahn wurde sogar ein Durchmesser von 635 mm erreicht. Diese Werte waren jedoch nicht frei wählbar, denn sie mussten mit den Hochdruckzylindern abgestimmt werden und dieser war bei den Nummern 2801 bis 2808 auch leicht grösser.

Die grössere Wärme des getrockneten Dampfes und der höhere Druck im Kessel führten zusammen mit den ver-bauten Maschinen zu grösseren Differenzen bei der Zug-kraft.

Die mit Nassdampf betriebenen Nummern 2701 bis 2732 konnten eine Anfahrzugkraft von 100 kN erzeugen. Bei der Gotthardbahn waren jedoch Werte von 127 kN kein Problem. Diese Zugkraft sollte bei der Gotthardbahn nicht mehr übertroffen werden.

Nachdem der Dampf bei den äusseren Dampfmaschinen die Arbeit getan hatte, wurde er in einem weiteren Dampfrohr in die Rauchkammer geleitet.

In dieser entwich der Dampf über das Blasrohr und strömte aus dem Kamin. Dadurch wurde der Rauch mitgerissen. Als Folge davon entstand in der Rauchkammer ein leichter Unterdruck und das Feuer in der Feuerbüchse wurde angefacht. Ein Punkt, der bei allen Lokomotiven gleich war.

Wie bei allen Dampfmaschinen gab es auch bei jenen mit Verbinder das Problem mit dem Wasser. Dieses musste aus den Zylindern entfernt werden. Dazu waren die Schlemmhähne vorhanden. Diese gab es nun aber nur an den äusseren Maschinen, denn das Wasser in den Hochdruckzylindern wurde von dort einfach mit einem Kolbenhub in die Niederdruckzylinder gedrückt. Dort konnte es dann aus dem System entfernt werden.

 

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