Der Kessel mit Dampferzeugung

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Wie bei nahezu allen Dampflokomotiven, musste das Medium für den Antrieb zuerst erzeugt werden. Der dazu erforderliche Kessel bestand aus der Feuerbüchse mit Stehkessel, dem Langkessel und der Rauchkammer. Ein immer wieder aufgeführtes Mass ist dabei die Kesselachse, also die Mitte des Kessels. Diese Kessellinie wurde hier mit 1 720 mm über Schienenoberkante angegeben. Damit haben wir einen tief liegenden Kessel erhalten.

Da in der Regel die Langkessel rund aufgebaut wur-den, hatte die tiefe Kesselachse Auswirkungen auf die Lokomotive. Es war ein Kessel mit geringer Grösse, der aber gut auf diese für den Rangier-dienst gebaute Maschine passte.

Was dieser Kessel leisten konnte, werden wir uns ansehen müssen. Die Erzeugung von ausreichend Dampf ist bei einer Dampflokomotive sehr wichtig, denn nur so geht ihr nicht die Puste aus.

Um Dampf zu erzeugen, musste eine Wärmequelle vorhanden sein. Diese wurde in der Feuerbüchse mit einem Feuer sicher gestellt. Da kein Feuer unbeaufsichtigt sein darf, war diese Feuerbüchse im Bereich des Führerhauses angeordnet worden.

So konnte das Feuer kontrolliert und mit neuem Brennmaterial bestückt werden. Die dazu vorhan-dene mit einer Türe versehene Öffnung war so gross, dass ein Mann durchkriechen konnte.

Erforderlich war das, wenn am Kessel Unterhalt durchgeführt werden musste. Jedoch kann gesagt werden, dass es im Innenraum kaum genug Platz für die Arbeit gab.

Das zeigt sich schon bei der Rostfläche, die mit 0,4 m2 nicht besonders gross war. Für den quadratisch aufgebauten Rost hatte das eine Seitenlänge von 630 mm zur Folge. Grosse Bewegungsfreiheit war daher nicht vorhanden, besonders weil noch Werkzeug mitgeführt wurde.

Im Betrieb wurde auf dem Rost das Feuer entfacht. Als Brennstoff wurde Kohle verwendet, die auf der Lokomotive mitgeführt wurde. Da bei der Maschine kein eigentliches Kohlenfach vorhanden war, fanden im Führerhaus nur 400 Kilogramm Kohlen einen Platz. Auch wenn es der Anschein macht, dass ein geringer Vorrat vorhanden war, die Kohle reichte bei diesem Kessel für einen längeren Einsatz im Rangierdienst.

Verbrannte Kohle fiel durch den Rost in den darun-ter montierten Aschekasten. Dieser war erforder-lich, da auch glühende Teile durch den Rost fielen. In diesem einfachen Kasten, konnte die Glut daher auskühlen.

In einem Depot wurde dann der Aschekasten nach dem Einsatz wieder geleert. Ich kann es mit er-sparen, dass der Kasten klein war, denn die Her-steller hatten sich bemüht eine stimmige Maschine zu bauen.

Da dieser Aschekasten nun direkt bei der hinteren Triebachse in den Rahmen angesenkt wurde, war es nicht möglich, die Federung der ersten Achse einzubauen. Das war letztlich der Grund für die im mechanischen Teil erwähnten Unterschiede bei der Federung.

Auch wenn sich eine Lösung ergeben hätte, der Aschekasten musste von unten zugänglich sein, denn nur so konnte die Asche in eine Grube entleert werden.

Über die seitlich am Aschekasten angebrachten Lüftungsschlitze gelangte frische Luft in das System.

Diese wurde durch die Glut gezogen, wo der Sauerstoff zur Anfachung des Feuers genutzt wurde. Die so über dem Rost entstehende Hitze konnte wegen den Seitenwänden und der Decke nicht entweichen. Diese Fläche wurde als direkte Heizfläche bezeichnet. Bei der hier vorgestellten Lokomotive betrug diese 2.5 m2.

Während bei den Seitenwänden der Feuerbüchse Stahl verwendet wurde, bestand die Decke aus Kupfer. Dieses Metall war damals dafür bekannt, dass es die Wärme gut leiten konnte und das war ja hier erwünscht. Jedoch musste das Metall gekühlt werden, da es sonst schmelzen konnte. Ein Problem, das durchaus zur Explosion des Kessels führen konnte. Sicherheitsbolzen in der Decke sollten daher diese Situation vermeiden.

Die Erwärmung der direkten Heizfläche erfolgte auf zwei Arten. So wurde durch das Feuer die Luft stark erhitzt und es entstand ein heisser Innenraum. Zusätzlich war aber auch noch die Strahlung vom Feuer vorhanden.

Diese Lichtwellen sorgten zusätzlich dafür, dass hier eine extrem hohe Wärme entstand. Daher wurde hier auch ein grosser Teil des Dampfes erzeugt. Sie sehen, man wusste damals schon über diese Effekte bescheid.

Bevor wir uns die Kühlung der Feuerbüchse und damit die Dampferzeugung genauer ansehen, folgen wir noch den Rauchgasen, die mit der heissen Luft vermischt waren. Dabei entstanden die Gase durch die Verbrennung der Kohle.

Sie waren mit schädlichen Stoffen versehen. Neben dem Kohlendioxyd, war auch das sehr gefährliche Kohlenmonoxyd und je nach Kohle noch ein Anteil von Schwefeldioxyd vorhanden.

Diese giftigen Rauchgase mussten abgeführt werden, damit frische Luft die Glut anfachen konnte. Der Weg über den Führerstand war nicht erwünscht, weil so das Personal gefährdet wurde und weil die Verbrennung so nicht funktionierte. Daher musste den Rauchgasen, aber auch der heissen Luft, ein anderer Weg angeboten werden. Dazu war am vorderen Ende der Feuerbüchse die Rauchrohrwand mit dem Langkessel vorhanden.

An der Rohrwand der Feuerbüchse waren insgesamt 69 Siederohre angeschlossen worden. Durch diese 2 490 mm langen Rauchrohre strömten die heissen Abgase und erwärmten dabei das Metall. Daher war auch hier eine Heizfläche vorhanden. Diese indirekte Fläche wurde bei diesem Kessel mit 23.5 m2 angegeben. Damit hatte die Lokomotive eine gesamte Heizfläche, die mit 26 m2 angegeben wurde. Wir haben daher einen bescheidenen Kessel erhalten.

Nachdem die Rauchgase im Langkessel ihre Arbeit getan haben, gelangten sie in die Rauchkammer. Dort wurden sie wegen dem deutlich grösseren Volumen beruhigt.

Das war wichtig, weil so vom Feuer mitgerissene Schwebeteile auf den Boden fallen konnten. Der Rauch wurde daher von der Glut gereinigt, wobei die Gase natürlich erhalten blieben. Aber damit waren diese auch bereit um aus der Rauchkammer entlassen zu werden.

Als Ausweg war der auf der Rauchkammer montierte Kamin vorhanden. Durch diesen wurden die Rauchgase ins Freie entlassen. Durch die Differenz der Hö-hen zwischen Rost und Kamin entstand eine natürliche Strömung, die so das Feuer auf natürliche Weise anfachte.

Ein Effekt, der dafür sorgte, dass die Verbrennung auch funktionierte, wenn die Lokomotive nicht bewegt wurde, denn nur so war eine zusätzliche An-fachung vorhanden.

Um diesen Effekt im Betrieb zu verstärken, wurde der Abdampf der beiden Maschinen in der Rauchkammer mit den Blasrohren in den Kamin geblasen. Dadurch entstand in der Feuerbüchse ein Unterdruck und die Glut wurde mit viel frischer Luft angeregt. Eine Lösung, die so gut war, dass nun die maximale Ausnutzung der Kohlen vorhanden war. Die Rauchgase waren jetzt auch frei vom sonst vorhandenen Russ.

Durch den niedrig aufgebauten Kessel hatte die Lokomotive einen sehr langen Kamin. Dessen Abschluss war aus Messing erstellt worden. Diese musste nicht mit einem Anstrich versehen werden und daher glänzte der Kamin dieser Maschinen. Ein Punkt, der wirklich sehr selten war, denn in der Regel waren Kamine sehr einfach aufgebaut worden. Der Rangierlokomotive sollte das jedoch gut bekommen, so dass sie elegant wirkte.

Um beim Stillstand mit kaltem Kessel zu verhindern, dass allenfalls Regen in die Rauchkammer gelangen konnte, war ein Kamindeckel vorhanden. Dieser konnte mit Hilfe einer am Kamin entlang geführten Stellstange verstellt werden.

Erforderlich war er, weil bei den Bahnen damals die Loko-motiven im freien abgestellt wurden. Die bereits vor-handenen Remisen, dienten eher dem Unterhalt und da sollte auch die Gotthardbahn keine Ausnahme bilden.

Unterhalt war beim Kessel nicht nur beim Aschekasten erforderlich. Nach der Arbeit musste auch die Rauch-kammer gereinigt werden. Dazu konnte diese an der vorderen Seite geöffnet werden.

Da nun die Luftströmung gestört wurde, füllte sich bei einem Feuer die Kammern augenblicklich nicht Rauch. Aus diesen Grund durften die Lösche, also die Rückstände der Verbrennung nur entnommen werden, wenn kein Feuer vorhanden war.

Daher war es wichtig, dass im Betrieb die Rauchkammer-türe korrekt verschlossen war. Wegen dem hohen Druck in der Kammer waren dazu an der Türe zahlreiche Riegel vorhanden. Diese mussten verschlossen sein.

Erst danach konnte der Abstieg vorgenommen werden. Wegen den fehlenden Tritten war das jedoch eher ein Sprung von der Lokomotive. Sicherlich keine optimale Lösung, die aber den Kosten geschuldet war.

Damit haben wir den Weg der Rauchgase abgeschlossen. Sowohl die Glut, als auch die heissen Abgase in den Siederohren konnten das Metall so stark erhitzen, dass dieses die Festigkeit verlor. Besonders bei der Feuerbüchsdecke war das der Fall. Es musste daher eine Kühlung für diese Metalle eingebaut werden und dazu war das Wasser ideal geeignet. Die Folgen dieser Kühlung wurden nachher für den Antrieb genutzt.

Das sich im Kessel befindliche Wasser wurde an den heissen Metallen sehr stark erhitzt. So wurde die Wärme aufgenommen und durch die geringere Dichte des erhitzten Wassers wieder frisches zugeführt.

Dabei war der Wärmeeintrag gerade bei der Feuerbüchse so hoch, dass das Wasser augenblicklich ver-dampfte. Dieser Dampf wurde im Kessel an die höchste Stelle getrieben und das war der auf dem Kessel vorhandene Dampfdom.

Im geschlossenen Kessel konnte der Dampf nicht entweichen und sammelte sich in diesem Dampfdom. Da Dampf über ein grösseres Volumen als das Wasser verfügte, stieg der Druck im Kessel an. Gerade der Dampf konnte dabei gepresst werden, was beim Wasser nicht ging.

So lange nun kein Dampf dem Kessel entnommen wurde, erhöhte sich der Druck im Kessel immer mehr und er konnte dabei so hoch werden, dass der Kessel zerbarst.

Um das zu verhindern war auf dem Dampfdom ein Sicherheitsventil vorhanden. Dieses öffnete, wenn der Druck im Kessel einen Wert von 12 bar überschritt und der Dampf wurde ins Freie entlassen.

Der Wert am Sicherheitsventil durfte nicht verstellt werden, jedoch war das auch nicht erforderlich, weil die Maschinen damals über einen hohen Druck verfügten. Bei anderen Baureihen arbeitete man noch mit 10 bar.

Da der Dampf entweder über die Dampfmaschinen, oder über das Sicherheitsventil entnommen werden konnte, sank der Wasserstand im Kessel, da ja das Wasser zu Dampf wurde. Das war nicht gut, denn so konnte die Decke der Feuerbüchse frei liegen. Die ausfallende Kühlung hatte zur Folge, dass die Lokomotive explodierte. Das wollte man nicht und der Kessel sollte auch über längere Zeit betrieben werden.

Um frisches Wasser in den Kessel zu bringen, waren zwei Punkte wichtig. So musste ein Vorrat vor-handen sein. Für diesen Vorrat war innerhalb des Rahmens ein Wasserkasten vorhanden. In diesem Kasten konnten 1,6 m3 Wasser mitgeführt werden. Ein eher geringer Wert, der dazu führte, dass im Betrieb immer wieder Wasser geholt werden musste. Lange und besonders steile Strecken konnten mit diesem Vorrat nicht befahren werden.

Gerade der Vorrat beim Wasser zeigte, dass die kleinen Lokomotiven nicht für Fahrten auf der Strecke ausgelegt wurden. Bei einer Rangierlokomotive können geringe Vorräte mitgeführt werden, denn in einem Bahnhof war es damals an vielen Stellen möglich, den Vorrat wieder zu ergänzen. Dazu musste also nicht einmal ein Depot aufgesucht werden. Wobei wir auch berücksichtigen müssen, dass der kleine Kessel sparsam war.

Das sich im Wasserkasten befindliche Wasser musste jedoch in den unter Druck stehenden Kessel geleitet werden. Das war nicht so leicht möglich und damals war dazu nur ein Injektor vorhanden. Dieses Bauteil erlaubte es, mit unterschiedlichen Drücken, dass Wasser aus dem Kasten ohne grosse Probleme in den Kessel gezogen wurde. Diese Nachspeisung erfolgte jedoch nicht automatisch, sondern wurde durch den Heizer aktiviert.

Mit dem nun durch den Injektor in den Kessel gezogenen kalten Wasser, wurde dort die Produktion von Dampf verringert. War dieser zu gering, stellte der Injektor ab und verhinderte so, dass zu viel Wasser in den Kessel gelangen konnte. Jedoch hatte das auch zur Folge, dass nun weniger Dampf für die beiden Dampfmaschinen zur Verfügung stand. Daher musste die Nachspeisung auch mit dem Betrieb abgesprochen werden.

 

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