Mechanische Konstruktion C I

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Beginnen wir nun mit der Betrachtung dieser Lokomotive. Die Maschine, die hier vorgestellt wird, ist eine Tenderlokomotive, die nach der Bauart Mogul gebaut wurde. Die Konstruktion war zudem für die grossen Belastungen, die auf einer Bergstrecke, die jene am Monte Ceneri, entstehen können, ausgerichtet worden. Daher lohnt es sich sicherlich, wenn wir uns mit der Lokomotive befassen und sie so kennen lernen.

Die Bauart Mogul gibt dabei die Achsfolge der Lokomotive vor. Das bedeutet, bei der hier vorgestellten Lokomotive folgten einer vorlaufenden Laufachse die drei Triebachsen. Daher lautete die Bezeichnung der Achsfolge 1C. Solche Lokomotiven waren in der Schweiz noch recht häufig anzutreffen. Es gab Modelle mit Schlepptender, wie Tenderlokomotiven. Wichtig war aber, es waren Lokomotiven für eine Hauptrichtung.

Wie die Grafik zeigt, gab es in der Schweiz durchaus auch andere kleinere Bahnen, die solche Lokomotiven beschafften. Besonders bei Bahnen, die auf ihrem Netz grössere Steigungen zu überwinden hatten, waren vor 1900 solche Lokomotive noch oft anzutreffen.

Erst nach 1900 sollten diese Lokomotiven durch noch grössere Modelle mit neuer Antriebstechnik abgelöst werden. Eine Ausnahme davon bildete auch die hier vorgestellte Lokomotive der Gotthardbahn nicht.

Mit einer Geschwindigkeit von bis zu 65 km/h für die Lokomotiven mit den Nummern 81 bis 88 und 60 km/h für die Lokomotiven mit den Nummern 89 bis 92 resultierte die heutige Bezeichnung Ec 3/4.

Bei der Gotthardbahn bezeichnete man die hier vorgestellten Lokomotiven jedoch mit der wenig aussagekräftigen Bezeichnung C I. Daher wird im weiteren Verlauf des Artikels von den Lokomotiven C I (Ec 3/4) die Rede sein. So sollten Sie sich im Chaos der Bezeichnungen zu recht finden.

Lokomotiven, die nach der Bauart Mogul gebaut werden, können nur in einer Fahrrichtung mit der zulässigen Höchstgeschwindigkeit eingesetzt werden. Das heisst, die Lokomotive sollte in der Regel mit dem Kamin voraus vor einen Zug gespannt werden. In der anderen Richtung verfügte die Lokomotive nicht mehr über optimale Laufeigenschaften, so dass sie in den Endbahnhöfen regelmässig auf Drehscheiben abgedreht werden musste. Rückwärts gab man daher eine Geschwindigkeit von 40 km/h an.

Tragendes Element der Lokomotive war der Rahmen. Es kam ein innen liegender Rahmen zur Anwendung. Erstellt wurde dieser Barrenrahmen aus 30 mm dickem Stahlblech, das mit der Hilfe von Nieten zu einem stabilen Rahmen geformt wurde. Bei Dampflokomotiven war das die übliche Bauweise von Rahmen, denn nur so konnte die Technik korrekt und einfach umgesetzt werden. Innerhalb des Rahmens wurde der freie Platz jedoch nicht für weitere Einbauten, wie zusätzliche Antriebe, genutzt.

Vorne und hinten wurde der Barrenrahmen mit einem Stossbalken abgeschlossen. Dieser Stossbalken hatte die Aufgabe, die von den Stossvorrichtungen kommenden Kräfte in den Rahmen abzuleiten. Auch das war mittlerweile eine übliche Bauweise geworden. Insbesondere mit den, auf die Gotthardbahn hin erstellten, Normen und Vorschriften sollte sich das nicht mehr ändern. Diese Vorschriften regelten auch für die Gotthardbahn die Ausführung der Zug- und Stossvorrichtungen.

Die Zugvorrichtungen bestanden aus dem im Rahmen gelagerten Zughaken und der am Zughaken befestigten Schraubenkupplung. Der Zughaken wurde im Rahmen der Lokomotive gefedert gelagert und konnte sich so in Längsrichtung gegen die Kraft der Feder bewegen. Die am Zughaken montierte Schraubenkupplung ermöglichte eine einfache und schnelle Verbindung der einzelnen Fahrzeuge. Der Raum für das Personal war zudem durch die zusätzlich vorhandenen Stossvorrichtungen gesichert.

Damit kommen wir zu den, seitlich am Stossbalken der Lokomotive montierten, Stossvorrichtungen. Diese Stossvorrichtungen bestanden aus den beiden auf dem Stossbalken montierten Stangenpuffern. Diese Stangenpuffer waren damals üblich und jene der hier vorgestellten Lokomotive besassen runde Pufferteller, so dass die Lokomotive durchaus über übliche Zug- und Stossvorrichtungen verfügte und daher an alle Wagen und andere Lokomotiven gekuppelt werden konnte.

Auch hier erkennen wir wieder deutlich, dass die Zug- und Stossvorrichtungen der Fahrzeuge dank den neuen Normen vereinheitlicht wurden. Die bisher verwendeten Zugstangen und Ketten verschwanden dadurch relativ schnell. Die Arbeit wurde dadurch etwas sicherer und die Verbindung der Fahrzeuge deutlich vereinfacht. Ein Vorteil, der auf der Gotthardbahn mit den internationalen Wagen und den wechselnden Bespannungen genutzt wurde.

Abgestützt wurde der Rahmen der Lokomotive auf dem Laufwerk. Dieses Laufwerk bestand aus einer Laufachse und drei Triebachsen. Die Anordnung der Achsen entsprach der Bauweise Mogul. In der Folge werden wir dieses 1C Laufwerk genauer ansehen und somit die Bauweise Mogul kennen lernen. Dabei beginne ich hier bei der Vorderseite der Lokomotive und somit beim Kamin mit der darunter montierten Laufachse.

Die Laufachse der Lokomotive war als Bissellaufachse ausgeführt worden. Diese durch eine Deichsel gehaltene Laufachse konnte sich in den Kurven radial einstellen.

Damit die Achse, die einen Durchmesser des Rades von 870 mm hatte, nicht entgleiste, musste sie jedoch einen Teil des Gewichtes tragen.

Daher stützte sich der Rahmen der Lokomotive auf der Deichsel mit Gleitplatten ab. Die maximale Achslast der Laufachse wurde letztlich mit 12 Tonnen angegeben.

Nach der Laufachse folgten die drei Triebachsen der Lokomotive. Die Triebachsen der Lokomotive waren direkt im Rahmen der Lokomotive gelagert. Hier kamen, wie bei der Laufachse, mit Öl geschmierte Gleitlager zur Anwendung. Damals waren es durchaus übliche Achslager. Damit die engen Kurven etwas leichter befahren werden konnten, konnte sich die mittlere Triebachse seitlich leicht verschieben und sich so in den Kurven den Schienen anpassen.

Dadurch hatte die Lokomotive C I (Ec 3/4) einen festen Radstand von 3‘400 mm erhalten. Für eine Lokomotive auf einer Gebirgsbahn war der Radstand schon etwas hoch geraten, aber er sorgte dafür, dass die Lokomotive im Betrieb ein ruhiges Fahrverhalten aufweisen sollte. Insgesamt lag der Radstand der Lokomotive bei 6‘000 mm. Die ganze Lokomotive wurde schliesslich mit einer Länge über Puffer von 10‘355 mm gemessen.

Die Triebachsen hatten eine maximale Achslast von 16 Tonnen erhalten. Damit wurde die maximal zulässige Achslast der Strecke voll ausgenützt, jedoch eingehalten. Das ergab für die Lokomotiven 81 bis 88 ein maximales Gesamtgewicht von 60.5 Tonnen. Die Lokomotiven der zweiten Serie, also die Nummern 89 bis 92 waren um zwei Tonnen schwerer geraten. Damit galten diese vier Lokomotiven als die schwersten je in der Schweiz eingesetzten Tenderlokomotiven der Bauart Mogul.

Das Triebrad der Lokomotive hatte einen Durchmesser von 1‘350 mm erhalten. Damit lag der Wert für das Triebrad deutlich unter den Lokomotiven B I (Eb 2/4). Die Lokomotiven der Reihe C I (Ec 3/4) erreichten daher nicht die gleich hohe Höchstgeschwindigkeit, wie die schnelle Lokomotive für Talbahnen. Die zulässige Geschwindigkeit wurde bei den Lokomotiven mit den Nummern 81 bis 88 mit 65 km/h angegeben. Für die später abgelieferten Lokomotiven wurden nur noch 60 km/h zugelassen.

Die Abfederung der Achsen wurde nicht bei allen Radsätzen gleich ausgeführt. So besassen die Laufachse und die erste Triebachse oben liegende Blattfedern.

Die beiden anderen Triebachsen erhielten hingegen unten liegende Blattfedern. Damit die Achsen der Lokomotiven die Kuppen und Senken besser ausgleichen konnten, waren die Federn der beiden hinteren Triebachsen mit einem Ausgleichshebel miteinander verbunden worden.

Als Vorteil der Blattfedern galt ihre lange Schwingungsdauer. Gerade bei schneller laufenden Lokomotiven war das immer wieder ein Problem, weil die sich schnell folgenden Stösse von der Federung nicht sauber aufgenommen werden konnten.

Jedoch war diese Gefahr bei den hier vorgestellten Lokomotiven zu vernachlässigen, da die erlaubten Geschwindigkeiten weit unter den kritischen Werten lagen. Daher war diese einfache Federung eine gute Wahl.

Am Rahmen der Lokomotive wurden vor der Laufachse zum Schutz des Laufwerks zwei Schienenräumer montiert. Sie schützten die Laufachse vor im Gleis liegenden Gegenständen. Da sie nicht an der Deichsel der Laufachse montiert wurden, war der Schutz nicht in jeder Situation optimal. Dazu hätten die Schienenräumer an der Bissellaufachse und somit an deren Deichsel montiert werden müssen. Ein Punkt, der erst später berücksichtigt wurde.

Hinten gab es anfänglich keine Schienenräumer, da die Lokomotive höchstens in Bahnhöfen rückwärts eingesetzt wurde. Die Strecke wurde immer in der vorgegebenen Richtung befahren. Der Grund war die geringere erlaubte Geschwindigkeit. Trotzdem konnte man durchaus auch rückwärts fahren, aber man sparte bei den Lokomotiven, wo man nur konnte und da verzichtete man hinten auf die Schienenräumer.

In den zwischen der Laufachse und der ersten Triebachse montierten Zylindern wurde durch den Dampf eine lineare Kraft erzeugt, die auf die Kolbenstange übertragen wurde und diese somit bewegte. Die Kolbenstange selber war durch den Zylinder durchgeführt worden. Sie lagerte daher auf beiden Seiten des Zylinders. Die Kolbenstange endete schliesslich auf Seite des Triebwerkes im doppelt geführten Kreuzgelenk.

Nach dem Kreuzgelenk wurde die Kraft auf eine weitere Schubstange übertragen. Diese Schubstange endete schliesslich im Kurbelzapfen der zweiten Triebachse.

Nur so konnte bei der kurzen Lokomotive ein vernünftiger Winkel der Schubstange erreicht werden.

Gerade das Kreuzgelenk wurde mit zunehmendem Winkel immer stärker belastet. Daher versuchte man bei den Lokomotiven diesen Winkel so gering wie nur möglich zu halten.

Im Kurbelzapfen, der in einem mit Öl geschmierten Gleitlager gelagert war, entstand aus der linearen Bewegung der Schubstange eine rotierende Bewegung. Das Rad begann sich durch die Kraft der Dampfmaschine zu drehen.

Wir haben nun durch die Einwirkung der Kraft eine drehende Bewegung erhalten. Dadurch entstand durch die Kraft der Dampfmaschine ein Drehmoment, das man nun für die Überragung der Zugkraft nutzen konnte.

Sowohl die erste, als auch die letzte Triebachse wurden schliesslich mit Kuppelstangen am zweiten Radsatz angeschlossen und so die Kraft auf insgesamt sechs Räder übertragen. Auch diese Stangen lagerten in ihren Kurbelzapfen in Gleitlagern und waren mit Öl geschmiert worden. Damit die Federung ausgeglichen werden konnte, waren die Kuppelstangen bei der Triebachse mit einem Gelenk versehen worden.

Diese rotierende Bewegung der Triebräder wurde schliesslich mit Hilfe der Haftreibung zwischen Lauffläche und Schiene in eine Zugkraft umgewandelt. Für die Lokomotive C I (Ec 3/4) resultierte daher eine maximale Anfahrzugkraft von 55 kN. Wir haben nun das Ziel erreicht, denn mit der Zugkraft wurde schliesslich das Fahrzeug und somit der Zug bewegt. Dabei wirkte die Kraft über die Achslager und den Rahmen auf die Zugvorrichtungen.

Der Lokführer konnte die gefahrene Geschwindigkeit nur schätzen oder berechnen. Auf den Lokomotiven war zu dieser Zeit kein Geschwindigkeitsmesser vorhanden. Daher kam es immer wieder zu Problemen mit Lokomotiven und Zügen die die zulässigen Geschwindigkeiten überschritten. Gerade bei Lokomotiven, die einen ruhigen Lauf hatten, war die Gefahr sehr gross. Die hier vorgestellten Lokomotiven gehörten auch zu dieser Gruppe.

Um bei schlechtem Schienenzustand die Haftreibung der Räder auf diesem hohen Wert zu halten, wurde die Lokomotive mit einer Sandstreueinrichtung ausgerüstet.

Dabei wurde der Quarzsand, der in einem Sanddom über dem Kessel gelagert wurde, durch eine Leitung vor die erste Triebachse gerieselt. Eine Unterstützung durch Luft oder Dampf gab es hingegen nicht. Die Anlage funktionierte alleine mit der Schwerkraft.

Auf dem Rahmen der Lokomotive wurden schliesslich der Kessel und das Führerhaus aufgebaut. Den Kessel mit seinen Baugruppen werden wir in einem eigenen Kapitel noch genauer kennen lernen.

Hier soll nur erwähnt werden, dass der Kessel im Bereich der Feuerbüchse am Rahmen fest verankert wurde. Die Rauchkammer stützte sich daher auf einem Sattel nur ab und war sonst nicht befestigt worden. Dadurch konnten Längskräfte im Rahmen verhindert werden.

Kommen wir nun zum Führerhaus und somit zum Arbeitsplatz des Lokomotivpersonals. Dieses Führerhaus wurde um die Feuerbüchse herum aufgebaut.

In diesem Bereich unterschieden sich die Lokomotiven aus Esslingen und Winterthur deutlich. Warum das so war, werden wir später noch erfahren. Hier soll nur erwähnt werden, dass man die Lokomotiven optisch einfach unterscheiden konnte und dass man so kaum eine einheitliche Serie vermutet hätte. Doch beginnen wir mit der Betrachtung des Führerhauses.

Das Führerhaus der Lokomotiven bestand aus den entsprechenden Wänden und dem Dach. Dabei beginnen wir mit der Frontwand, die bei allen Lokomotiven identisch war. In der Frontwand des Führerhauses waren zwei Fenster mit Sonnendach vorhanden. Diese Frontfenster hatten sich in den letzten Jahren durchgesetzt und sie bestanden aus einfachen Gläsern, die den Fahrtwind abhalten konnten, aber nur einen geringen Schutz boten.

Wenn wir nun zu den Seitenwänden wechseln, erhalten wir zwei unterschiedliche Ansichten. Dabei war das Führerhaus eigentlich bei beiden Lokomotiven identisch aufgebaut worden. Den Grund für diesen optischen Unterschied finden wir beim Kohlenfach, dass bei den Lokomotiven mit den Nummern 81 bis 88 im Führerhaus integriert war und dieses somit verlängerte. Doch sehen wir uns die Seitenwände genauer an.

Beide Lokomotiven hatten im unteren Bereich der Seitenwände eine einfache Wand bekommen. Unterbrochen wurde diese Seitenwand nur durch die Einstiege zur Lokomotive.

Diese Einstiege bestanden aus der Leiter und den beiden seitlichen Griffstangen und boten ausser einer Türe zum Führerstand keine besonderen Merkmale. In diesem Bereich hielt man sich immer sehr bescheiden. Auch diese Lokomotive änderte daran nichts.

Nach den Einstiegen wurde der untere Bereich der Seitenwand bis zum Schluss des Kohlenfaches geführt, das damit in der Seitenwand integriert war.

Damit das Kohlenfach genug Platz hatte, wurde dessen Rückwand nach hinten abgebogen, so dass die Lokomotiven hinten einen leichten Überhang hatten. Noch unterschieden sich die Lokomotiven nicht so sehr, wie man das meinen könnte. Die Unterschiede gab es erst, wenn wir den oberen Bereich ansehen.

Beginnen wir beim oberen Bereich der Seitenwand vorne. Hier war eine Wand vorhanden, die nach hinten, bis knapp vor den Einstieg geführt wurde. Unterschiede zwischen den Maschinen gab es hier keine, denn die Wand war identisch aufgebaut worden.

Mit der anschliessenden Öffnung ändert sich das nun aber so sehr, dass ein deutlicher Unterschied zwischen den Lokomotiven aus Esslingen und Winterthur entsteht.

Bei den Lokomotiven mit den Nummern 81 bis 88 waren die Seitenwände im Bereich des Einstieges und des Kohlenfachs offen. Damit reichte die Öffnung bei diesen Lokomotiven bis zur Rückwand, die an der rückseitigen Kante des Kohlenfaches aufgebaut wurde.

Die Lokomotive hatte daher ein im Führerhaus integriertes Kohlenfach erhalten. Das führte zu einem eleganten Abschluss des Führerhauses und somit der Lokomotive.

Bei den Lokomotiven mit den Nummern 89 bis 92 endete die Öffnung ebenfalls im Bereich der Rückwand. Diese wurde nun aber auf Wunsch der Gotthardbahn vor dem Kohlenfach aufgebaut. So erschien das Führerhaus kürzer, obwohl es gleich lange war, wie jenes der ersten Lokomotiven. Die Lokomotiven der SLM hatten daher kein integriertes Kohlenfach erhalten und dieses sass hinter dem Führerhaus wie ein Rucksack.

Damit änderte sich natürlich das Aussehen der Lokomotive. Die beiden Teilserien konnten anhand ihres Führerhauses schnell und einfach unterschieden werden. Technisch waren sie aber, wie das hier deutlich aufgezeigt wurde, sehr nahe verwandt und das galt eigentlich auch für die Führerhäuser. Wir sehen aber, wie schnell die Integrierung des Kohlenfaches den Charakter einer Lokomotive verändern kann.

Abgedeckt wurde das Führerhaus mit einem gewölbten Dach. Dieses Dach sorgte dafür, dass das Regenwasser seitlich abfliessen konnte. Durch die Tatsache, dass das Dach seitlich leicht überstehend war, wurde verhindert, dass das Wasser in den Führerstand tropfen konnte. Ein im Dach integrierte Luftabzug sorgte zudem für eine angemessene Kühlung im Führerhaus. Ansonsten bot das Dach keine weiteren Besonderheiten.

Um den Führerstand abzuschliessen, muss noch erwähnt werden, dass auf dem  Dach des Führerhauses die Lokpfeife, die mit Dampf betrieben wurde, montiert war.

Damit konnte der Lokführer Signale erteilen und gefährdete Leute warnen. Der Klang des Signals war bei allen Dampflokomotiven gleich, so dass die Leute das Signal der Lokomotive überall erkennen konnten.

Bei mit Dampf betriebenen Pfeifen war die Höhe des Klanges jedoch vom Druck abhängig leicht anders. Ein Effekt, der bei diesen Lokomotiven nicht auffallen sollte.

Das Wasser für den Kessel wurde in zwei seitlich neben dem Kessel angeordneten Wasserkästen transportiert. Diese Wasserkästen waren auf der ganzen Länge des Kessels und der Rauchkammer angeordnet worden.

Daher war der Kessel der Lokomotive von der Seite her, fast nicht mehr zu erkennen. Der Eleganz der Lokomotive schadete das jedoch kaum, auch wenn sie von vorne her etwas ungewohnt ausgesehen hat.

Wir haben nun die Lokomotive fertig aufgebaut. Daher können wir uns der Farbgebung der Lokomotive zuwenden.

Grosse Experimente bei der Farbgebung machte auch die Gotthardbahn nicht. Die Lokomotiven waren in einem schlichten schwarzen Anstrich gehalten. Aufgelockert wurde dieser Anstrich nur durch feine rote Zierlinien und durch die blanken Teile der Räder und der Triebstangen. Weitere Farben gab es jedoch nicht mehr.

Die Beschriftung der Lokomotiven war, wie bei allen Dampflokomotiven in der Schweiz sehr spärlich ausgefallen. So wurde am Führerhaus nur die Loknummer mit einzelnen Ziffern aus Messing angebracht. Weitere Anschriften, wie die Bahnangaben oder technische Hinweise fehlten jedoch. Selbst die Schilder der Hersteller mussten an den vor dem Führerhaus montierten Wasserkasten montiert werden.

Um die mechanische Konstruktion der Lokomotiven abzuschliessen, müssen wir uns noch mit ein paar technischen Bereichen der Lokomotive befassen. Dazu gehört sicherlich auch die Bremse der Lokomotive, denn diese wurde zur Verzögerung auf der Fahrt und zum sichern der Lokomotive benötigt. Zudem funktionierte sie mechanisch, so dass sie hier erwähnt werden muss. Doch beginnen wir mit den Bremsen.

Die mechanischen Bremsen der Lokomotive bestanden aus einer üblichen Klotzbremse, die auf die zweite und dritte Triebachse wirkte. Dabei wurde jedes Rad mit einem Bremsklotz aus Grauguss abgebremst

Die erste Triebachse wurde zur Erzeugung der Bremskraft mitgenutzt, da sie mit den anderen beiden Achsen über das Triebwerk verbunden war. Die Laufachse war hingegen ohne Bremse und galt daher als ungebremst.

Bewegt wurden die Bremsklötze mit Hilfe eines Bremsgestänges, das über einen manuellen Gestängesteller verfügte. Damit konnte in der Werkstatt die Abnützung der Bremsklötze angepasst werden

Am Bremsgestänge angeschlossen war schliesslich eine Spindelbremse, die im Führerstand bedient werden konnte. Diese Handbremsen waren damals bei den Lokomotiven im Streckendienst noch üblich gewesen und galten daher als normale Bremse.

Bei sämtlichen Lokomotiven und somit auch bei den etwas später gebauten Maschinen, fehlten jegliche pneumatischen Bremsen. Die Lokomotive konnte daher in jedem Fall nur mit der mechanischen Bremse abgebremst werden.

Entsprechende Vorschriften, die ein mehrteiliges Bremsgestänge verlangten, gab es damals auch nicht, so dass wir eine normale Bremse der damaligen Zeit kennen gelernt haben.

Für die Beleuchtung der Lokomotive verwendet man auch hier die bei den anderen Serien auch verwendeten Karbidlampen. Diese Lampen hatten den Vorteil, dass sie unabhängig von den Lokomotiven gewartet und aufgefüllt werden konnten.

Vor der Fahrt wurden in der Lampisterie einfach die benötigte Anzahl Lampen abgeholt und bei der Lokomotive an den dafür vorgesehenen Stellen aufgesteckt. Daher waren auch hier die Lampen nicht fest der Lokomotive zugeteilt.

Die Lampen wurden bei der Lokomotive auf beiden Seiten über den Stossbalken aufgesteckt. Die oberen Lampen für das Signalbild in Form eines A wurden vorne über der Rauchkammer und hinten über dem Kohlenfach an der Rückwand aufgesteckt. Wobei gerade die Lampen hinten oben selten gesteckt wurden, da die Lokomotive meistens mit Kamin voraus verkehrte und so hinten nur eine Lampe hatte.

 

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