Kessel mit Dampferzeugung |
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Der
Kessel
der
Lokomotiven
wurde auf dem Rahmen aufgebaut. Dabei wurde er im Bereich des
Stehkessels
im Rahmen befestigt. Bei der
Rauchkammer
erfolgte jedoch nur eine Abstützung in einem Sattel. Durch diese Lösung
konnte sich der Kessel je nach Wärme ausdehnen, beziehungsweise
zurückziehen. Im Rahmen entstanden dabei jedoch keine zusätzlichen Kräfte,
die zu einem Problem mit den
Achslasten
geführt hätten. Aufgebaut wurde der Kessel aus dem Stehkessel mit der integrierten Feuerbüchse, dem Langkessel und der an der Spitze montierten Rauchkammer. Ein Aufbau der bei den meisten Dampflokomotiven erfolgte. Wenn wir nun aber in die Details gehen, dann offenbaren sich die
Unterschiede der einzelnen
Lokomotiven. Dabei müssen wir uns wieder
erinnern, dass wir die
Prototypen und die beiden Serien hatten. Das für die Erzeugung von Dampf benötigte Feuer wurde in der Feuerbüchse entfacht. Diese war über das Feuerloch vom Führerhaus her zugänglich. Zentrales Bauteil war der verbaute Rost und damit die Grösse des möglichen Feuers. Hier haben wir bereits den ersten
Unterschied, den wir uns ansehen. Dabei war der unter dem Rost montierte
Aschekasten bei den
Lokomotiven noch gleich aufgebaut worden. Wenn wir uns nun der Fläche des Rostes
zuwenden, dann haben wir die grossen Unterschiede. Dabei hatten die sechs
Prototypen eine
Rostfläche von 1.4 m2
erhalten. Dieser Wert wurde bei der ersten Serie mit den Nummern 51 bis 66
nur leicht auf 1.5 m2
gesteigert. Die Nummern 67 bis 78 hatten eine Fläche von 1.8 m2.
Somit bleiben nur noch die letzten Nummern. Diese fünf
Lokomotiven hatten
mit 2.1 m2 den grössten Rost
erhalten. Um genau zu sein, dann muss noch erwähnt werden, dass
die
Aschekasten den Abmessungen des Rostes angepasst werden mussten. Damit
haben wir das Feuer auf dem Rost und die Schlacke und Asche, die durch die
Stäbe in den Kasten fielen. Die frische Luft für die Verbrennung wurde im
Bereich des Aschekasten über seitlich Öffnungen angezogen und dann durch
die Glut geleitet, wo der Sauerstoff das Feuer anfachte. Der Rost wurde mit den vier Wänden des Stehkessel eingerahmt. Dabei waren die beiden Seitenwände, die Rauchrohrwand und die Rückwand mit dem Feuerloch aus Stahl aufgebaut worden. Ergänzt wurden
diese Wände mit der Decke, die aus Kupfer bestand. Wir haben somit die
Flächen erhalten, die direkt durch das Feuer mit der infraroten Strahlung
und der erhitzten Luft erwärmt wurden. Diese direkte
Heizfläche war
logischerweise auch unterschiedlich. Die direkte Heizfläche veränderte sich jedoch nicht gleich, wie das beim Rost der Fall war. Die sechs Prototypen und die Nummern 51 bis 66 hatten den gleichen Wert, der bei 7.7m2 lag. Mit den Nummern 67 bis 78 wurde eine Steigerung auf 8.7 m2
erreicht. Noch grösser war diese
Heizfläche nur noch bei den letzten fünf
Maschinen dieser Baureihe, die mit 10.2 m2 eine deutlich
grössere Heizfläche aufweisen konn-ten. Wenn wir nun bei der Erzeugung der Wärme bleiben, dann kommen wir zu den Rauchgasen. Diese waren mit der im Feuer erhitzten Luft durchmischt und sie mussten aus der Feuerbüchse entweichen können. Dazu war die
Rauchrohrwand und dem dort anschliessenden
Langkessel
vorgesehen. Über dessen Rohre wurde nun auch Wärme an das Wasser
abge-geben. Da nun aber nicht direkt das Feuer genutzt wurde, sprach man
von der indirekten
Heizfläche. Sie werden vermutlich nicht mehr gross überrascht
sein, wenn ich sage, dass auch beim
Langkessel unterschiedliche Werte
vorhanden waren. Das war teilweise eine direkte Folge der immer grösser
werden
Rostfläche. Jedoch nicht nur, denn auch der Aufbau wurde immer
wieder verändert. Daher müssen wir die einzelnen Werte der
Lokomotiven
genauer ansehen und dabei beginne ich mit den sechs
Prototypen mit den
Nummern 41 bis 46.
Der
Langkessel der sechs
Prototypen hatte insgesamt
189
Siederohre erhalten. Diese
Rauchrohre hatten eine Länge von stolzen
4 300 mm bekommen. Keine weitere
Lokomotive dieser Baureihe sollte diese
Länge noch erreichen. Mit der Anzahl und der Länge können wir nun die
komplette
Heizfläche dieser Maschinen bestimmten. Im
Kessel der Nummern 41
bis 46 war damit eine Heizfläche von 137.7 m2 vorhanden. Bei der ersten Serie mit den Nummern 51 bis 66 wurde
der
Langkessel verändert. Die Länge der Rohre sank dabei auf einen Wert
von 3 900 mm Länge. Gleichzeitig konnte nun aber die Anzahl der
Siederohre
auf 207 Stück gesteigert werden. Das ergab bei diesen Maschinen eine
komplette
Heizfläche von 135.6 m2. Der gegenüber den
Prototypen geringere
Wert rührte daher, dass die Länge der Rohre 400 mm kürzer war. Damit kommen wir zu den von der SLM gelieferten Lokomotiven mit den Nummern 67 bis 78. Diese Maschinen hatten mit 3 900 mm die gleiche Länge bei den Rohren, wie die Modelle, die zuvor ausgeliefert wurden. Da nun aber die Anzahl bei den Siederohren auf 205 verringert wurde, änderte sich die Heizfläche. Dabei haben wir nun einen Wert von 134.2 m2 erhalten. Die Werte konnten daher mit den Nummern 51 bis 66 verglichen werden. Somit fehlen nur noch die fünf
Lokomotiven mit den
Nummern 79 bis 83. Diese hatten eine deutlich grössere
Rostfläche. Das
führte nun dazu, dass die
Rauchrohre verkürzt werden mussten. Die Länge
betrug daher noch 3 600 mm. Damit nun aber die
Heizfläche nicht zu stark
verringert wurde, waren hier 213 Rohre vorhanden. Trotzdem sollten diese
Maschinen mit einer Heizfläche von 132.2 m2 den geringsten Wert
aufweisen. Die Rauchgase und die heisse Luft aus der Feuerbüchse gelangten unmittelbar nach dem Langkessel in die Rauchkammer. Dort wurden sie durch das grössere Volumen beruhigt, so dass mitgerissene Glut auf den Boden absinken konnte. Von dieser als Lösche bezeichneten Mitgift befreit,
konnten die
Rauchgase schliesslich über den
Kamin ins Freie entlassen
werden. Zur Unterstützung diese Austritts wurde der Abdampf der
Dampfmaschinen genutzt. Wie bei allen Dampflokomotiven war der Kamin an der Spitze der Lokomo-tive. Das verlangte eine Höhe, die ausreichte, damit der ausgestossene Mix bestehend aus den Rauchgasen und dem Dampf über das Führerhaus abgeleitet wurde. So wurde verhindert, dass der Rauch die Sicht
des
Lokomotivpersonals auf der Fahrt behinderte. Ein
Kamindeckel verhinderte
zudem, dass bei fehlendem Feuer Wasser in die
Rauchkammer gelangen
konnte. Damit haben wir den Weg der
Rauchgase und der
erhitzten Luft abgeschlossen. Die durch diese und das Feuer erzeugte Hitze
reichte jedoch aus, dass die Wände und die Decke der
Feuerbüchse, sowie
die
Siederohre schmelzen konnten. Besonders gefährdet war dabei die Decke.
Diese bestand aus Kupfer und sie wurde mit der grössten Hitze angestrahlt.
Das reichte, dass das Metall seine Festigkeit verlieren konnte. Um das zu verhindern, wurde das Wasser im
Kessel zur
Kühlung der Bauteile genutzt. Gerade bei der Decke der
Feuerbüchse war der
Eintrag so gross, dass das Wasser augenblicklich verdampfte. Durch die
geringere Dichte von Dampf gelangte wieder kühleres Wasser zum Metall. Die
anderen Bereiche der
Heizfläche konnten dafür sorgen, dass das Wasser
erwärmt wurde. So wurde noch mehr Dampf erzeugt, was ja gewünscht war. Da der so entstehende Dampf ein grösseres Volumen hat, als das kühlere Wasser im Kessel stieg der Druck mit zunehmender Dauer der Kühlung an. So lange kein Dampf entnommen wurde, war der Anstieg des Druckes so gross, dass der Kessel leicht bersten konn-te. Um das zu
verhindern wurden die
Sicherheitsventile eingebaut. Diese sassen bei den
Prototypen auf dem
Kessel. Bei der Serie auf dem dort vorhandenen
Dampfdom. Sollten Sie sich fragen, warum bei den sechs Proto-typen die Sicherheitsventile nicht auf dem Dampfdom montiert wurden, dann kann ich Ihnen helfen. Die Lokomotiven mit den Nummern 41 bis 46 hatten Kessel erhalten, die über keinen Dampfdom verfügten. Der Dampf wurde hier einfach
an der obersten Stelle des
Kessels gesammelt und daher mussten die
Sicher-heitsventile auch an dieser Stelle montiert werden. Eine Lösung, die
selten war. Der Wert, der bei dem das
Sicherheitsventil öffnete,
war nicht bei allen Maschinen gleich. So wurden die sechs
Prototypen und
die
Lokomotiven der ersten Serie aus Esslingen mit einem maximalen
Dampfdruck von zehn
bar betrieben. Bei den bei der SLM gebauten
Lokomotiven war aber ein Wert von zwölf bar vorhanden. Das war aber eine
direkte Folge der späteren Auslieferung, denn ab 1890 waren höhere Drücke
zugelassen. Mit den Verbrauchern, aber auch mit den
Sicherheitsventilen, wurde aus dem
Kessel Dampf entnommen. Dieser wurde
durch die grosse Hitze an den Metallen augenblicklich wieder ergänzt. Das
führte unweigerlich dazu, dass der Spiegel beim Wasser immer mehr sank. In
dem Moment, wo die Decke der
Feuerbüchse nicht mehr bedeckt war, fiel die
Kühlung aus und das Metall schmolz. Der nun in die Feuerbüchse
eindringende Dampf führte zur Explosion.
Um diese Gefahr zu mildern, waren die
Stehbolzen mit
speziellen
Sicherheitsbolzen ergänzt worden. Diese besassen eine Bohrung,
die mit einem speziellen Mittel verschlossen wurde. Stieg die Temperatur
zu stark an, schmolz dieses Mittel und der Dampf strömte in die
Feuerbüchse. Das dabei entstehende Geräusch sollte das Personal auf die
Gefahr aufmerksam machen. Mit defektem Sicherheitsbolzen konnte der
Kessel
nicht mehr betrieben werden. Damit der Betrieb gesichert werden konnte, musste
also Wasser in den
Kessel geführt werden. Das ist aber nicht so einfach,
wie man meinen könnte, denn der Vorrat in den
Wasserkästen war nicht unter
dem hohen Druck des Kessels. Bei den Modellen bis zur Nummer 66 wurde dazu
ein
Injektor vorgesehen. Bei den jüngeren Maschinen wurde aber eine andere
Lösung vorgesehen. Wobei der Injektor auch dort vorhanden war. Der
Injektor arbeitete mit einem natürlichen Prinzip.
Der Dampf aus dem
Kessel wurde im Bauteil beschleunigt. Das führte dazu,
dass ein Unterdruck entstand. Da dieser ausgeglichen werden musste, wurde
aus dem
Wasserkasten das Wasser vom
Tender in den Kessel gezogen. Das funktionierte
so lange, bis der Unterdruck nicht mehr hergestellt werden konnte. Das
noch im Rohr befindliche Wasser lief dadurch über, was als Schlabbern
bezeichnet wurde. Auch wenn die Lösung mit dem
Injektor gut
funktionierte, den Verlust des Wassers wollte man verhindern. Ab der
Lokomotive mit der Nummer 67 wurde daher eine zweite Möglichkeit
eingebaut. Dazu wurde eine einfache Pumpe verwendet, die genug Druck
aufbauen konnte, um das Wasser in den
Kessel zu pressen. Der Vorteil dabei
war, dass so mehr Wasser eingespiesen werden konnte und es keinen Verlust
desselbigen gab.
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