Druckluft und Bremsen

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Wenn wir gleich zum Titel kommen, dann muss ich erwähnen, dass es bei der Lieferung dieser Lokomotive diese auf den Triebfahrzeugen noch nicht gab. Auch später wurde Druckluft bei den Dampflokomotiven lediglich für die pneumatischen Bremsen benötigt. In diesem Punkt stellt die hier vorgestellte Lokomotive keine Besonderheit dar. In dem Fall müsste der Titel geändert werden, aber wegen den anderen Baureihen blieb ich dabei.

Wir müssen uns nun aber einige Funktionen anse-hen, denn es muss erwähnt werden, dass diese Aufgaben zwar mit Dampf betrieben wurden, sie aber später mit Druckluft arbeiteten.

Letztlich ist der Effekt der Gleiche, denn ein Me-dium, das unter einen Überdruck steht, strömt aus und erzeugt dabei den gewünschten Effekt.

Direkt mit dem Antrieb in Verbindung standen sie jedoch nicht. Man nahm einfach den Stoff, der unter einem Überdruck stand.

Viele Funktionen werden wir jedoch nicht finden, denn auf der Lokomotive wurde darauf geachtet, dass mit dem Dampf sehr haushälterisch umgegangen wurde. Man sollte so viel wie möglich den Dampfmaschinen zuführen. So gesehen, wäre Druckluft sinnvoller gewesen. Da aber für deren Erzeugung auch Dampf benötigt wurde, konnte man auch gleich diesen benutzen. Sie sehen, es war wirklich eine einfach Sache.

Speziell war, dass die Sandstreueinrichtung nicht mit Dampf betrieben wurde. Dabei war das Problem darin zu finden, dass der nasse Dampf den Quarzsand verklebt hätte und so die Funktion nicht mehr gegeben war. Wir werden daher zu einem späteren Zeitpunkt auf diese Einrichtung zurückkommen und uns damit noch den einzigen verbliebenen Bereich ansehen, der auch mit Dampf ohne Probleme betrieben werden konnte.

Dieser Punkt war die auf dem Dach des Führerhauses montierte Lokpfeife. Diese konnte vom Führerstand aus mit einer Zugstange bedient werden. Je mehr Kraft aufgewendet wurde, desto mehr öffnete sich das Ventil. Der so ausströmende Dampf regte die Pfeife an und so wurde das akustische Signal der Lokomotiven erzeugt. Die Pfeife wurde hier mit Dampf betrieben, sie hätte jedoch ohne Probleme mit Druckluft betrieben werden können.

Das Klangbild änderte sich mit der Menge des ausströmenden Dampfes. Es oblag daher dem Lokomotivpersonal die Lokpfeife entsprechend laut er-klingen zu lassen.

Das war früher öfters der der Fall da mit der Pfeife die Bremser, die im Zug verteilt waren, angewiesen wurden. Auch sonst griff das Lokomotivpersonal schnell zu Pfeife, was den Anwohnern hingegen nicht immer gefiel. Ein Beispiel soll das verdeutlichen und dabei müssen Sie bedenken, wir befinden uns vor 1900.

In einer Anweisung an das Lokomotivpersonal wurde dieses entsprechen angewiesen. Das ging damals so von statten: «Das betätigen der Lokpfeife zwecks Erweckung des Stationspersonal ist im Bahnhof Maccagno im Zeitraum von 22.00 bis 06.00 Uhr zu unterlassen.»

Sie sehen, die Pfeife der Lokomotive war sehr laut und das wurde nicht immer wohlwollend aufgenommen. Auch damals fühlten sich Anwohner von der Eisenbahn belästigt.

Weitere von den Bremsen unabhängige Verbraucher haben wir nicht. Zwar gab es solche, aber dabei wurden immer die Eigenschaften des Dampfes genutzt.

Sei es dass die Kraft wichtig war, oder aber, dass die Wärme genutzt wurde. Das kommt später noch vor, denn wir müssen nun den weiteren Punkt ansehen, der mit dem Dampf betrieben wurde. Doch damit kommen wir auch zu den Bremsen, die recht spannend sind.

Während der Entwicklung und des Baus dieser Lokomotive war in Europa die gute Westinghousebremse gänzlich unbekannt. Diese wurde bei der Gotthardbahn für Versuche zu gleichen Zeit eingeführt, als diese Maschine ausgeliefert wurde. So gesehen verwundert es nicht, dass die Druckluftbremsen und damit die Druckluft hier nicht vorhanden waren. Trotzdem sollte die Lokomotive mit den aktuellsten Bremsen versehen werden.

Da ab 1888 bei der Gotthardbahn die Versuche mit der Vakuumbremse nach dem System Hardy liefen, wurde die hier vorgestellte Lokomotive damit versehen. Spannend war das, weil die Versuche mit Reisezügen durchgeführt wurden.

Da aber deren Einführung in dem Moment geplant war, wurde die Vakuumbremse auch bei einem Modell für die Güterzüge eingebaut. Damit müssen wir uns diese Bremse etwas genauer ansehen.

Speziell war, dass diese Vakuumleitung auf die Loko-motive beschränkt blieb. An den beiden Stossbalken waren keine Anschlüsse vorhanden. Diese konnten aber schnell nachgerüstet werden.

Der grösste Aufwand beim Einbau der Bremse musste auf dem Fahrzeug betrieben werden. Das war bei der Va-kuumbremse nach Hardy auch der Fall. Es handelte sich daher um eine nur auf die Lokomotive wirkende Bremse.

Mit Hilfe des Dampfes aus dem Kessel wurde eine Vakuum-pumpe betrieben. Dabei funktionierte das nach einem ähnlichen Prinzip, wie beim Injektor. Der Dampf wurde durch eine Verengung so beschleunigt, dass ein Unterdruck entstand. Dieser musste jedoch durch die physikalischen Gesetze ausgeglichen werden. An Stelle des Wassers wurde nun die Luft aus der Leitung dazu genutzt, den Druck wieder auszugleichen.

Das führte jedoch dazu, dass die Leitung regelrecht ausgesogen wurde und so frei von Luft war. So konnte sich dort der natürliche Luftdruck nicht entwickeln. Dieser war sowohl von der Wetterlage, als auch von der Höhe abhängig und er wurde nicht mit den uns bekannten Werten angegeben. Damit wir uns etwas darunter vorstellen können, muss erwähnt werden, dass der normale Luftdruck auf Höhe des Meeres 1000 hPa betrug.

Auch jetzt können wir noch nicht damit arbeiten. Der reguläre Druck betrug im erwähnten Fall ein bar. Das ist nun ein Wert, den wir von den anderen Lokomotiven her kennen.

In Anbetracht des im Vergleich mit der Bremse nach Westinghouse eher geringen Druckes, kann ange-nommen werden, dass die Wirkung schlechter war.

Das wurde aber mit angepassten Bauteilen in aus-reichendem Masse kompensiert. Trotzdem war die Lösung nicht optimal.

Die Kolben der Bremszylinder wurden nun gegen die Kraft einer Schraubenfeder so bewegt, dass sich die Bremse löste. Dazu war der Zylinder auf einer Seite geöffnet worden.

So wirkte auf einer Seite die Kraft der Feder und auf der anderen jene der Luft. Das reichte aus, damit die Feder im luftleeren Raum zusammen-gepresst werden konnte. Der Kolben wurde also bewegt, damit war die Anlage betriebsbereit und konnte bedient werden.

Um eine Bremsung zu bekommen, wurde einfach etwas Luft in die Leitung gelassen. Das führte in dem Bremszylinder dazu, dass die Feder ihre Kraft entfalten konnte. Das Fahrzeug wurde so verzögert. Die volle Bremskraft war erreicht, wenn in der Leitung wieder der normale Luftdruck vorhanden war. Wir haben damit einem maximalen Druck von rund einem bar erhalten, der für die Bremsung genutzt werden konnte.

Die Lösezeit war von der Leistung der Vakuumpumpe abhängig und so war die Wirkung der Bremse eher träge ausgefallen. Wenn wir nun einen Vergleich mit der Westinghousebremse anstellen wollen, dann haben wir hier das Verhalten, das bei der Druckluftbremse mit der Güterzugsbremse umgesetzt wurde. Wobei dort aber immer noch die grösseren Kräfte erzeugt werden konnten. Ein Punkt, warum sich die Vakuumbremse nicht durchsetzen konnte.

Wir müssen nun die Leistung der Bremse noch be-stimmen. Das erfolgt auf die gleiche Weise, wie das bei den Bremssystemen mit Druckluft der Fall war. Nur gab es bei der Vakuumbremse nach Hardy ein Problem.

Nahm man es sehr genau, dann war die verfügbare Bremskraft in Göschenen geringer, als das in Erstfeld der Fall war. Der Grund lag in der Tatsache, dass der Luftdruck mit zunehmender Höhe sank.

Wobei die Differenz nicht so gross war, dass sie sich auf die Bremskraft auswirken sollte. Die Kraft im Bremszylinder wurde dabei durch eine Feder erzeugt.

Dabei funktionierte diese auf die gleiche Weise, wie die viele Jahre später bei den Bahnen eingeführte Feder-speicherbremse. Der grosse Unterschied war nur, dass hier die Bremskraft verändert werden konnte. Wir sind damit aber bereits bei den mechanischen Bremsen angelangt.

Bei der Vakuumbremse haben wir den Bremszylinder kennen gelernt. Dabei muss jedoch präziser gesagt werden, dass zwei Zylinder verbaut worden sind. Der Grund dafür war das geteilte Laufwerk der Lokomotive, denn das Drehgestell konnte nur so abgebremst werden. Wenn wir nun zum mechanischen Teil kommen, dann müssen wir die beiden Fahrwerke getrennt ansehen. Ich beginne dabei mit dem Drehgestell, da dieses einfacher aufgebaut war.

Die Kraft der Feder wurde im Bremszylinder auf eine Kolbenstange übertragen. Diese wurde daraufhin ausgestossen, so dass das daran angeschlossene Bremsgestänge entsprechend bewegt wurde. Das konnte erfolgen, da die Feder zusammen mit dem Druck in der Leitung eine höhere Kraft hatte, als das vom regulären Luftdruck erzeugt werden konnte. Somit wurde nur das Vakuum verringert um die Bremsung zu erhalten.

An diesem Gestänge waren dann die Klotzbremsen des Drehgestells angeschlossen worden. Die Lokomotive hatte daher eine damals übliche Bremse erhalten, die aber nicht auf alle Räder des Drehgestells wirkte, was jedoch üblich war.

Gerade bei Laufwerken, die mehrere Triebachsen hatten, war der Platz damals das grösste Problem. Hier haben wir bei drei Achsen einen Radstand von 2 700 mm erhalten und so war schlicht kein Platz vorhanden.

Bedingt durch die Kraft der Feder im Bremszylinder wurden die Bremsklötze gegen die Lauffläche gepresst und so die Verzögerung erwirkt. Dabei war bei den Achsen eins und drei an jedem Rad ein Bremsklotz vorhanden.

Diese wirkten jeweils von aussen auf die Lauffläche. Nur so konnte hier überhaupt bei zwei Triebachsen eine Bremse eingebaut werden. Wobei das bei einem Stangenantrieb nicht so schlimm war.

Die mittlere Achse war insofern gebremst, dass die Verzögerung über die Kuppelstangen auch auf diese übertragen wurde. Wichtig für die Bremskraft waren jedoch die vier Bremsklötze, die eine ausreichende Kraft auf die Räder auswirken konnten.

Dabei war diese Kraft jedoch nicht so hoch, da ja mit der hier wirksamen Vakuumbremse nicht so hohe Kräfte erzeugt werden konnten, wie das bei den späteren Lösungen der Fall war.

Für die Herstellung der Bremsklötze wurde Grauguss verwendet. Dieses Metall war deutlich weicher, als das bei der Bandage der Fall war. So wurde durch die Reibung das Material vom Bremsbelag abgenutzt.

Diesen Verschleiss konnte man erkennen, denn durch die hohen Kräfte wurde das Metall glühend und so sprach man von Bremsfunke, oder von Bremsstaub der sich auch beim Fahrzeug in die Farbe einbrennen konnte.

Ein grosses Problem war, dass sich die Abnützung der Bremsklötze negativ auf die Bremskraft auswirken konnte. Ein grosser Teil der Kraft ging mit dem längeren Weg zur Lauffläche verloren. Damit das korrigiert werden konnte, war im Bremsgestänge ein Gestängesteller eingebaut worden. Dieser konnte jedoch nur während dem Unterhalt in einem Depot nachgestellt werden. Das war damals aber bei den Lokomotiven und den Wagen üblich.

Soweit können wir nun das vordere Laufwerk abschliessen und uns nun den drei Achsen im Plattenrahmen der Lokomotive zuwenden. Auch jetzt beginnen wir wieder beim Bremszylinder. Doch mit diesem kann auch gesagt werden, dass sich die Funktion und die Menge der Bremsklötze nicht vom Drehgestell unterschied. Es waren also auch hier vier Klötze vorhanden und für die Lokomotive ergab das acht Bremsklötze.

Etwas genauer ansehen müssen wir uns aber das Bremsgestänge, dieses konnte nicht nur mit dem Bremszy-linder, sondern auch mit der im Führ-erhaus montierten Spindelbremse be-wegt werden.

Somit wirkte die Handbremse der Lo-komotive nur noch auf einen Teil der Bremsklötze.

Das war aber klar eine Folge des geteilten Gestänges gewesen. Obwohl sich die Vakuumbremse nicht lösen konnte, war also eine Handbremse vorhanden.

Für eine Tenderlokomotive hatte die Baureihe D6 recht gute mechanische Bremsen erhalten. Das war wichtig, weil sie ja auf einer Bergstrecke verkehren sollte.

Daher war noch eine weitere Bremse vorhanden, die wir uns noch ansehen müssen und dabei ist spannend, dass für diese mit den Dampfmaschinen gearbeitet wurde.

Da dazu aber kein Dampf benötigt wurde, betrachten wir diese Brems-einrichtung hier.

Die Lokomotive hatte eine damals noch als Dampfbremse bezeichnete Lösung mit den Dampfmaschinen erhalten. Genauer war es eine Gegendruckbremse, die so die Lokomotive ohne die mechanischen Bremsen verzögern konnte. Diese oft auch als Staudruckbremse bezeichnete Vorrichtung wurde aktiviert und nun wurden die vier Zylinder gleichermassen beschaltet. Das war wichtig, da diese Bremse nur so funktionierte.

Durch die Bewegung der Triebwerke wurde die Kolbenstange verschoben. Nun wurden die Schieber so eingestellt, dass die Luft im Zylinder nicht entweichen konnte. Das führte dazu, dass diese verdichtet wurde. Die so entstehende Druckluft wirkte nun gegen den Kolben und so wurde die Bewegung verzögert. Es wurde damit eine sehr gute Bremswirkung erreicht, die durchaus einen grossen Teil des Zuges auf der Talfahrt halten konnte.

So gut diese Bremse nun war, die Belastung auf die Dampfmaschine war gigantisch. Die verdichtete Luft erhitzte sich, wie Sie vermutlich wissen, wenn sie sich mit dem Dieselmotor befassten. Das konnte den Stopfbüchsen schaden. Somit musste der Zylinder gekühlt werden und dazu wurde einfach etwas Wasser in den Zylinder gelassen. Durch die Hitze verdampfte dieses und nahm die Wärme auf. Daher auch der Begriff Dampfbremse.

Das für die Kühlung benutzte Wasser konnte jedoch nicht aus den Wasserkästen bezogen werden, denn mit dem kalten Wasser wären die Kräfte so hoch geworden, dass die Dampfmaschine zerrissen worden wäre. Daher wurde heisses Wasser aus dem Kessel benutzt. Doch damit sind wir nun auch am Punkt angelangt, wo wir dieses Bauteil etwas genauer ansehen müssen. Der Kessel war auch das Herz der Lokomotive.

 

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