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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