Dampfnutzung

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Vorher haben wir im Kessel den für den Betrieb erforderlichen Dampf erzeugt. Damit das System funktionieren konnte, musste dieser jedoch entnommen und genutzt werden. Dazu standen auch bei dieser Baureihe mehrere Möglichkeiten zur Verfügung. Die nutzlose Variante haben wir mit den Sicherheitsventilen bereits kennen gelernt. Alle anderen Entnahmemöglichkeiten wurden zur Verrichtung von Arbeit genutzt.

Dabei rufen wir uns in Erinnerung, dass in diesem Kessel sogenannter Nassdampf entstand. Seine Tempe-ratur lag bei 200°C. Daher konnte es seine Wärme abgeben. Eine Heizung war jedoch auf der Lokomo-tive nicht vorhanden. Durch den Kessel stand dieser Dampf jedoch unter einem Druck von zwölf bar. Diese Eigenschaft konnte man nutzen um Bewegungen zu erzeugen. Dabei war die Dampfmaschine der wichtigste Abnehmer.

Gerade die Dampfmaschine war jedoch besonders. Seit deren Erfindung hatte sie sich immer mehr verbessert und moderne Lösungen konnten mit dem in einem Kessel erzeugten Nassdampf kaum optimal betrieben werden.

Der Anteil des Wassers in diesem Dampf war schlicht zu hoch. Im Kessel konnte das nur mit mehr Druck verhindert werden. Jedoch wissen wir, dass dies das Sicherheitsventil verhinderte. Daher wurde der Dampf aufbereitet.

Entnommen wurde der Dampf dem auf dem Kessel aufgebauten Dampfdom. Um die Entnahme in einem geregelten Rahmen zu halten, wurde am Anschluss ein Ventil eingebaut. Dieses wurde als Regulator bezeichnet.

Dessen Aufgabe bestand darin, die Menge des dem Kessel entnommenen Dampfes zu verändern. Dabei erfolgte die Verstellung vom Führerstand aus ohne jegliche Stufe, so dass der Durchfluss sehr genau eingestellt werden konnte.

Da mit dem entnommenen Dampf die Dampfmaschine betrieben wurde, hatte die Menge einen direkten Einfluss auf die von der Maschine erzeugte Zugkraft. Jedoch konnte dieser Dampf noch nicht genutzt werden, denn Nassdampf war für die Dampfmaschine wegen dem grossen Anteil von Wasser nicht optimal. Um den Dampf zu verbessern, musste dieses Wasser aus dem Dampf entfernt werden und da gab es damals eine gute Lösung.

Der dem Dampfdom über den Regulator entnommene Nassdampf wurde nicht di-rekt zur Dampfmaschine geleitet.

Vielmehr führte man die Leitung in die Rauchkam-mer und dort in einen Über-hitzer der Bauart Schmidt. Ein Gerät, das sich bei anderen Baureihen bestens bewährt hatte und auch hier verwendet wurde.

Aussen war dieser Über-hitzer am Kamin zu erken-nen, denn zur Kennzeichn-ung wurde dieser mit einem Ring aus Messing versehen.

Im Überhitzer wurde nun der Dampf in Siederohre geleitet, die sich innerhalb der 18 Rauchrohre befanden. Diese Schlaufen konnten daher noch einmal von den heissen Rauchgasen umströmt werden. Da auch jetzt eine Kühlung des Metalls stattfinden musste, wurde das im Dampf enthaltene Wasser ebenfalls noch verdampft und so die Wärme aufgenommen. Das hatte zur Folge, dass der Nassdampf getrocknet und noch einmal erhitzt wurde.

Aus dem bisherigen Nassdampf mit etwa 200°C entstand nun Heissdampf. Die Wärme betrug nun 350°C und die Feuchtigkeit im Dampf sank deutlich ab. Damit konnte nun die Dampfmaschine betrieben werden. Sie sehen, dass der Überhitzer auf den Druck keinen grossen Einfluss hatte, denn der Dampf floss ja durch die Leitungen. Jedoch wurde diesem Medium zusätzliche Wärme zugeführt und so der erhoffte Effekt der Trocknung des Dampfes Rechnung getragen.

Da die Überhitzerrohre nicht, wie bei anderen Lokomotiven mit Dampftrockner, in den Kessel verlegt wurden, konnte hier die Heizfläche angerechnet werden. Die Rohre hatten dabei eine Oberfläche von 33.1 m2 erhalten. Zur normalen Heizfläche hinzugerechnet ergab das einen gesamten Wert von 141.9 m2. Für die Abmessungen des Kessels war das ein ansprechender Wert, der für eine Tenderlokomotive jedoch als sehr hoch angesehen werden konnte.

Nach dem Überhitzer wurde der Heissdampf nun den Dampfmaschinen zugeführt. Dabei teilte sich die Leitung und der Dampf verteilte sich gleich-mässig auf die beiden Seiten der Lokomotive. Damit wurden diese zwei Hochdruckzylinder direkt mit Dampf versorgt.

Man sprach in sollen Fällen von einem Zwilling. Die technischen Angaben beliefen sich daher auf h2d. Eine durchaus übliche Bauweise zur damaligen Zeit, auch im Vergleich mit anderen Ländern.

Auf den Einbau eines dritten Triebwerkes mit einer innen liegenden Dampfmaschine musste jedoch verzichtet werden. Dabei war, wie beim Muster B 3/4, weniger der Platz das Problem.

Vielmehr hätte diese zusätzliche Maschine ein Mehrgewicht von einigen Tonnen bedeutet. Gerade innen liegende Antriebe waren ausgesprochen schwer und sie machten eigentlich nur bei Schnellzugslokomotiven mit hohen Leistungen ein Sinn.

Da die Lokomotive der Baureihe Eb 3/5 wegen den mitgeführten Vorräten die Achslasten so schon ausreizte, konnte diese zusätzliche Kraft schlicht nicht genutzt werden. Bei einer Baureihe, die für den Nahverkehr mit Personen- und Güterzügen auf Nebenstrecken ausgelegt wurde, war die Dampfmaschine durchaus optimal, auch wenn mit zwei Maschinen und leicht grösseren Zylindern natürlich noch etwas mehr Leistung abgerufen werden könnte.

Technisch durchaus möglich, wäre die doppelte Ausnutzung des Dampfes gewesen. Es gab damals in der Schweiz Baureihen mit einem Zylinder für Hochdruck und einem für Niederdruck. Bei den Schweizerischen Bundesbahnen SBB setzte man diese Technik mit Verbund jedoch nur bei Mehrlingsmaschinen eins. Die Reihe Eb 3/5 konnte sich daher nicht mit den grossen Schlepptenderlokomotiven der Baureihen A 3/5, C 4/5 und C 5/6 messen.

Montiert wurden die Zylinder der beiden Dampfmaschinen unter dem Umlaufblech im Bereich zwischen der vorderen Laufachse und der ersten Triebachse. Der für die Zugkraft massgebende Durchmesser betrug 520 mm.

Das war etwas kleiner, als bei der als Muster dienenden Baureihe B 3/4. Jedoch blieb der Hub mit 600 mm auf dem gleichen Wert. Diese Anpassung hatte jedoch eine ganz bestimmte Begründung, denn es wurde ein Fehler des Mu-sters korrigiert.

Da der Dampfverbrauch beim Muster zu hoch war, musste nachgebessert werden. Dieser Fehler führte bei der Reihe B 3/4 dazu, dass der Dampfdruck im Kessel kaum gehalten werden konnte. Besonders bei Regionalzügen mit vielen Halten war das ein Problem.

Die Lokomotive verlor so schnell die volle Leistungsfähig-keit und konnte nicht mehr optimal beschleunigen. Auf Hauptstrecken ging das noch, da hier nur der Fahrplan be-einträchtigt wurde.

Auf Nebenstrecken, die sehr oft einspurig waren, hätten sich die geplanten Kreuzungen verschoben. Die damit ver-bundenen Verzögerungen hätten dem Fahrplan sehr stark geschadet.

Daher wurde bei der Baureihe Eb 3/5 die Dampfmaschine etwas besser auf die Produktion im Kessel abgestimmt. Der Verbrauch lag nun knapp unter der Produktion. In der Folge sollte der Lokomotive der Schnauf nicht so schnell ausgehen, was auf Bahnstrecken mit regionalem ländlichen Charkter wichtig war.

Nach der Kraftentwicklung hatte der Dampf seine Arbeit getan. Er wurde in eine weitere Leitung geführt. Diese endete schliesslich wieder in der Rauchkammer und dort beim Injektor. Dieses Blasrohr sorgte dafür, dass der Abdampf, der immer noch einen leichten Druck hatte, in den Kamin geblasen wurde. Dadurch entstand ein Unterdruck und die Rauchgase wurden mitgerissen. Als Nebeneffekt wurde das Feuer angefacht und so die Produktion gesteigert.

Stand die Dampfmaschine jedoch still, kühlte der sich darin befindliche Dampf aus. Dadurch entstand wieder Wasser. Dieses konnte jedoch noch ver-dichtet werden und beeinträchtigte daher die Leist-ung des Zylinders.

Aus diesem Grund konnte dieses mit Hilfe der vom Führerhaus aus bedienten Schlemmhähne abgelassen werden. Da nun aber auch Dampf ungenutzt entwich, wurden die Hähne nach ein paar Stössen wieder geschlossen.

Eher speziell war, dass hier auf den Einbau einer Gegendruckbremse verzichtet wurde. Diese war damals bekannt und sie funktionierte besonders bei Maschinen mit zwei Zylindern sehr gut. Die Leistung des Kessels hätte dazu ohne Probleme ebenfalls ausgereicht. Jedoch führten die zusätzlich benötigten Bauteile ebenfalls zur merklichen Erhöhung des Gewichtes. Wie wir ja wissen, war dieses bei der Baureihe Eb 3/5 ein grosses Problem.

Jedoch erachtete man den Nutzen einer Gegendruckbremse bei den Schweizerischen Bundesbahnen SBB nur in den starken Gefällen als gegeben. Da dort aber auch Baureihen ohne diese Bremse verkehrten, wurde die Bremse im Pflichtenheft nicht gefordert. Es muss jedoch gesagt werden, dass sämtliche neueren Lokomotiven der Staatsbahnen keine Gegendruckbremse erhalten hatten. Die Vorschriften für starke Gefälle gab es damals nur bei Bahnen mit Zahnrad.

Um die Zufuhr des Dampfes in die Zylinder und dessen Auslass zu regeln, waren oberhalb dieser die erforderlichen Schieberkästen vorhanden. Wie bei den anderen Baureihen der damaligen Zeit, wurden Kolbenschieber verwendet. So konnten auch hier die bekannten Bauteile verwendet werden, was die Vorhaltung von Ersatzteilen deutlich vereinfachte. Sie sehen, es wurde sehr genau darauf geachtet, dass keine Neuerungen verwendet wurden.

Die Regelung der Schieber erfolgte über eine Schubstange. Dabei wurde diese von der Steuerung bewegt. Hier wurde dazu die gut funktionierende und in der Schweiz bekannte Bauart Walschaerts verwendet.

Der Vorteil dieser Steuerung war, dass damit der Vorlauf optimal eingestellt werden konnte. Es entstand so eine ruhig laufende Dampfmaschine. Deutsche Leser können diese Steuerung mit der bei ihnen bekannten Heusinger-steuerung vergleichen.

Die Steuerung wurde mit einer einfachen Zugstange aus dem Führerhaus bedient. Dabei konnte damit die Füllzeit eingestellt werden. Je weniger lang die Zufuhr geöffnet war, desto weniger Dampf gelangte in die Zylinder.

Es war so möglich, die Entwicklung der Zugkräfte sehr gut auf die vorhandene Adhäsion einzustellen. Ein Vorteil bei schlechtem Zustand der Schienen. Opti-mal bedient, konnte so auch der Verbrauch beim Quarzsand reduziert wer-den.

Eine weitere Funktion der Steuerung nach Walschaerts war die Umstellung der Richtung der Dampfmaschine. Durch diese wurde die Fahrrichtung der Lokomotive verändert.

Da diese Maschine in beiden Richtungen mit der gleichen Geschwindigkeit verkehren konnte, waren die gleichen Funktionen auch jetzt verfügbar. Es war daher eine optimal abgestimmte Steuerung bei der Lokomotive vorhanden. Die gewählte Dampfmaschine passte daher zum Modell.

Mit der Dampfmaschine haben wir den grössten Verbraucher von Dampf kennen gelernt. Jedoch gab es bei dieser Baureihe noch weitere Abnehmer, die wir uns ansehen müssen. Einen davon haben wir bereits bei der Erzeugung von Druckluft kennen gelernt. Die Rede ist von der an der Rauchkammer montierten Luftpumpe. Diese wurde jedoch nicht direkt mit dem Dampf aus dem Kessel betrieben, so dass wir uns diese Versorgung ansehen müssen.

Im Kessel herrschte ein Dampfdruck von zwölf bar. Das war für die Luftpumpe zu hoch. Daher wurde eine Reduktion auf rund acht bar eingebaut.

Der aus dem Kessel entnommene Nassdampf wurde dann mit einem einfachen Regulator zum Zylinder geführt und setzte so die Luft-pumpe in Bewegung.

So stellte diese den Betrieb automatisch ein, wenn der Luftdruck im Vorratsbehälter auf dem gleichen Wert angelangt war.

Betrieblich sollte jedoch der Regulator in diesem Fall zur Schonung des Vorrates beim Dampf vom Lokomotivpersonal geschlossen werden. Aus diesem Grund sank der Luftdruck wieder.

Um diesen wieder zu ergänzen, wurde einfach wieder der Luft-pumpenregulator geöffnet, die Luftpumpe nahm dann wieder die Arbeit auf.

Eine automatische Regelung war daher nicht vorhanden. Diese Lösungen kamen nur bei den elektrischen Lokomotiven zur An-wendung.

Es kann bemerkt werden, dass bei Dampflokomotiven der Vorrat bei der Druckluft immer nur so hoch sein konnte, wie der Druck im Kessel. Sank dieser unter den Wert von acht bar, konnte auch die Druckluft nicht höher sein.

Im Betrieb konnte das durchaus passieren, wenn dem Kessel zu viel Dampf entnommen wurde, oder wenn nachgespiesen wurde. Wichtig war jedoch, dass nie ein Wert unter fünf bar herrschen durfte.

Gemäss dem Pflichtenheft war die Lokomotive für den Betrieb mit Reisezügen vorgesehen. Auch wenn es sich hier um Nahverkehrs-züge handelte, waren sich die Leute an kalten Tagen gewöhnt, dass die Wagen geheizt wurden. Damit das hier auch möglich war, wurde bei der Baureihe Eb 3/5 eine Dampfheizung eingebaut. Betrieben wurde diese mit dem Nassdampf aus dem Kessel. Der Heissdampf wurde daher nur für die Dampfmaschine genutzt.

Dem Kessel entnommen wurde der Dampf mit einem Regulator. Dieser führte den unter normalem Druck von zwölf bar stehendem Dampf der Dampfleitung zu, die zu den beiden Stossbalken geführt wurde. Ein Anschluss auf der Lokomotive war jedoch nicht vorhanden.

Das Führerhaus wurde durch die Feuerbüchse auch bei kalten Tagen ausreichend erwärmt. Wurde es zu kalt, konnten die seitlichen Öffnungen mit einem Vorhang verschlossen werden.

Beim Stossbalken waren dann die entsprechenden Leitungen vorhanden. Ein Schieber sorgte jedoch dafür, dass die Leitung verschlossen wurde, denn der Dampf sollte ja den Reisezugwagen zugeführt werden und diese waren bekanntlich nur an einer Seite angehängt.

Diese schweren isolierten Dampfleitung fielen bei den beiden Stossbalken auf und sie behinderten die Arbeit. Daher waren die Leitungen nur während der Heizperiode vorhanden. Wie oft sich das Zugpersonal an kalten Tagen im Sommer die Dampfheizung wünschte, ist nicht bekannt.

Damit sich jedoch in den Leitungen kein Wasser bilden konnte, schlossen die Schieber die Leitung nicht hermetisch ab. So konnte, sofern der Regulator geöffnet war, immer etwas Dampf entweichen. Aus diesem Grund wurde die Dampfheizung nur angeschlossen, wenn die Wagen auch geheizt werden mussten.

Im Sommer war die Leitung schlicht leer, da der Dampf bei den Reisezugwagen nur für diesen Zweck benutzt wurde. So konnte ein grösserer Teil des Vorrates im Dampfdom den Dampfmaschinen zur Verfügung gestellt werden. Während dem Dampfbetrieb wurde daher die Lokomotive immer wieder für die nächste Jahreszeit verändert.

Bei der Dampfheizung lag auch der Grund für den geringeren Dampfverbrauch der Dampfmaschine, denn so konnten die Wagen auch unter voller Last geheizt werden. Die Reihe Eb 3/5 war daher optimal auf diesen Einsatz abgestimmt worden, was gegenüber der als Muster dienenden Baureihe B 3/4 eine deutliche Verbesserung war. Sie sehen, dass hier, obwohl es keine Neuerungen gab, auf eine optimal abstimmte Lokomotive geachtet wurde.

 

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