Titel: Ueber die neuesten Erfahrungen an Verbundlocomotiven.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1895, Band 295 (S. 291–294)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj295/ar295069

Ueber die neuesten Erfahrungen an Verbundlocomotiven.

Um die Leistungsfähigkeit und den Brennstoffverbrauch von Verbundlocomotiven gegenüber gleichartigen Zwillingslocomotiven festzustellen, sind seit Einführung der ersteren (vor etwa 10 Jahren) vielfache Versuche angestellt worden |292| (1890 277 144, 1892 286 264, 1893 287 * 25), meistens jedoch zwischen Locomotiven von verschiedenem Alter, verschiedener Bauart, verschiedener Dampfspannung u.s.w., so dass die Ergebnisse in Bezug auf Genauigkeit und Zuverlässigkeit den zu stellenden Anforderungen nicht genügten.

Um möglichst genaue und einwandfreie Vergleichsergebnisse zu erhalten, wurden vor kurzem mit den vierachsigen Schnellzuglocomotiven Nr. 464 und Nr. 494 der königl. Eisenbahndirection Erfurt, von welchen die erstere nach der gewöhnlichen Bauart mit zwei gleichen Cylindern, die letztere nach der Verbundbauart ausgeführt ist, weitere Versuche angestellt. Beide von der Firma Henschel und Sohn in Cassel erbaute Locomotiven stimmen mit Ausnahme der Cylinderabmessungen und der dadurch bedingten Abänderungen in allen sonstigen für die Versuche in Betracht kommenden Verhältnissen vollständig mit einander überein. Die Locomotive Nr. 494 wurde nach den von dem Geh. Baurath Lochner zu Erfurt in dem Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens, 1894 3. und 4. Heft S. 108, niedergelegten Mittheilungen, welche wir auszüglich wiedergeben, im December 1891, die Locomotive Nr. 464 im Januar 1892 angeliefert. Bis vor Beginn der Versuche hatte jede derselben in dem gleichen Betriebsdienste der Schnellzüge einen Weg von etwa 63000 km zurückgelegt.

Die allgemeine Anordnung, sowie die Hauptabmessungen und wichtigsten Verhältnisse der Locomotiven entsprechen nahezu denjenigen der 1894 293 * 28 abgebildeten neuen Personenzuglocomotive der preussischen Staatsbahnen.

Der Durchmesser der Dampfcylinder der Zwillingslocomotive beträgt 430, derjenige der Verbundlocomotive 440 bezieh. 660, der Kolbenhub in beiden Fällen 600 mm. Das Gesammtgewicht der Verbundlocomotive ist um 1 t = 2 Proc. der Durchmesser der Treib- und Kuppelräder derselben in Folge der verschiedenen Abdrehungen der Reifen um 15 mm = 0,8 Proc. grösser als bei der Locomotive Nr. 464.

Vor Anstellung der vergleichenden Versuche über den Brennstoffverbrauch wurden zunächst Versuchsfahrten mit Sonderzügen auf den Steigungen 1 : 50 (Gräfenroda-Oberhof), 1 : 100 (Mühlhausen-Silberhausen) und 1 : 200 (Erfurt-Weimar) vorgenommen, um die Leistungsfähigkeit der beiden Locomotivgattungen bei verschiedenen Geschwindigkeiten festzustellen. Die Versuchszüge wurden aus zwei- und dreiachsigen leeren Personenwagen mit Einrichtung für die Luftdruckbremse gebildet und die jeweilige Belastung derselben auf Grund der durch Berechnung ermittelten Bruttogewichte festgestellt. Der Heizstoff für die Locomotiven bestand aus westfälischer Presskohle.

Bei Ausführung der Versuche, welche sämmtlich vom Reg.-Baumeister Knechtet geleitet und stets mit derselben Locomotivmannschaft ausgeführt sind, wurden die Züge durch die Locomotiven derart befördert, dass der Wasserstand im Kessel bei ordnungsmässiger Bedienung desselben, Innehaltung der grössten Dampfspannung und ganz geöffnetem Dampfregler während der Beobachtungszeit keine Aenderung erlitt. Die hierbei erzielten Geschwindigkeiten waren für die Beurtheilung der Leistungsfähigkeit der Locomotiven auf der betreffenden Strecke maassgebend; sonstige, namentlich durch die Bahnkrümmungen bedingte Einflüsse wurden nicht berücksichtigt.

Da die auf diese Weise erhaltenen Geschwindigkeitswerthe jedoch vielfach zwischen den vollen Zehnern lagen, mussten die Wagenbruttolasten, welche den nach Zehnern abgerundeten Geschwindigkeiten entsprechen, durch Zwischenrechnung ermittelt werden.

Die Füllungen des Hochdruckcylinders der Verbundlocomotive erstreckten sich auf 48 bis 77 Proc. des Cylinderinhaltes, während die Zwillingslocomotive bei den einzelnen Versuchen mit 0,23 bis 0,375 Cylinderfüllung arbeitete.

Unter Einführung der Wagenbruttogewichte in die Gleichung:

worin Z die von der Locomotive entwickelte Zugkraft in k,

L das Locomotivgewicht in t,
T Tendergewicht in t,
W Bruttogewicht in t,
V die Geschwindigkeit in km/Std.,
i das Steigungsverhältniss bedeutet,

sind sodann die geleisteten Pferdestärken, die auf 1 qm Heizfläche entfallenden Pferdestärken und die aus der Heizfläche folgende Anzahl der Kilogrammeter bestimmt worden und in Tabellen zusammengestellt.

Gegenüber der Leistungsfähigkeit der Zwillingslocomotive ergaben sich für die Verbundlocomotive die in der Zusammenstellung I aufgeführten Werthe.

Zusammenstellung I.


Geschwin-
digkeit
in km/Std.
Mehrleistung in Procent

der Pferde-
stärken
des geförderten Wagengewichtes auf der
Steigung
1 : 50 1 : 100 1 : 200
20 – 12,9 – 22,0 – 16,6 – 14,5
30 – 5,3 – 11,6 – 8,0 – 7,2
40 + 1,4 + 1,6 + 1,2 + 1,3
50 + 5,3 +12,2 + 8,1 + 7,1
60 + 7,5 + 14,3 + 11,2
70 + 8,8 + 18,5 + 13,6
80 + 9,7 + 17,0
90 + 10,5 + 22,8

Hiernach ist die Leistung der Verbundlocomotive bei den für diese Locomotivgattung weniger in Betracht kommenden Geschwindigkeiten von 20 bis nahezu 40 km/Std. eine geringere, bei grösseren Geschwindigkeiten übersteigt dieselbe die Leistung der Zwillingslocomotive, und zwar in erhöhtem Maasse mit wachsender Geschwindigkeit.

Die Versuchsfahrten zur Feststellung des Dampf- und Kohlenverbrauches fanden unter theilweiser Betheiligung von Vertretern der übrigen preussischen Eisenbahndirectionen auf den Bahnstrecken Arnstadt-Oberhof und Jüterbog-Röderau statt, und zwar wurden auf ersterer Strecke mit starken Steigungen und 43 Proc. Gleisbögen die Fahrten mit Geschwindigkeiten von 30 bis 50 km/Std., auf letzterer solche mit Geschwindigkeiten von 50 bis 90 km/Std. ausgeführt. Die Versuchszüge bestanden wieder aus zwei- und dreiachsigen leeren Personenwagen. Als Heizstoff für die Locomotivkessel wurden Presskohlen gleicher Beschaffenheit von der Zeche „Neu-Iserlohn“ verwendet.

Bei den Versuchszügen auf der Strecke Arnstadt-Oberhof war die Luftdruckbremse ausser Thätigkeit gesetzt, bei den zwischen Jüterbog und Röderau gefahrenen Zügen |293| musste dieselbe jedoch in Bereitschaft gehalten werden. Der Dampf verbrauch der Luftpumpe wurde bei beiden Locomotiven genau ermittelt.

Die Ergebnisse der Versuche wurden, nach Geschwindigkeiten und Zugstärken geordnet, in Tabellen zusammengestellt, wobei sich allgemein herausstellte, dass der Dampf- und Kohlenverbrauch für die Leistungseinheit bei derselben Geschwindigkeit mit zunehmender Zugstärke oder Anstrengung der Locomotive abnimmt und bei gleicher Leistung der Locomotive in erhöhtem Maasse mit der Geschwindigkeit wächst.

Ein unmittelbarer Vergleich zwischen dem Verbrauche der beiden Locomotiven bei verschiedenen Geschwindigkeiten wurde mit Benutzung der erhaltenen Zahlen angestellt, wobei indess nur die unter nahezu gleichen Witterungsverhältnissen ausgeführten Versuche Berücksichtigung fanden.

Es ist unter Beachtung der sonstigen hierauf einwirkenden Umstände der Dampf- und Kohlenverbrauch durch Zwischenrechnung für eine Arbeitsleistung bestimmt worden, welche den mittleren Leistungen der Locomotiven möglichst nahe liegt und 75 Proc. der jeweiligen höchsten Leistung der Locomotive Nr. 464 entspricht.

Die nach diesen Gesichtspunkten berechneten wahrscheinlichsten Werthe der Verbrauchssätze sind in nachstehenden Zusammenstellungen II und III aufgeführt.

A. Dampf- und Kohlenverbrauch für 1 und Stunde bei 75 Proc. der höchsten Leistung.

Zusammenstellung II.

Geschwin-
digkeit
in km/Std.
Dampfverbrauch der
Locomotive
Kohlenverbrauch der
Locomotive
Nr. 464 Nr. 494 Nr. 464 Nr. 494
k k k k
50 10,12 8,48 1,26 1,05
60 10,43 8,60 1,33 1,08
70 10,82 8,81 1,39 1,10
80 11,55 9,33 1,52 1,19
90 12,74 10,27 1,73 1,33

B. Dampf- und Kohlenverbrauch für 10 t Gesammtzuggewicht und 1 hm wagerechter Weglänge bei 75 Proc. der höchsten Leistung.

Zusammenstellung III.

Geschwin-
digkeit
in km/Std.
Dampfverbrauch der
Locomotive
Kohlenverbrauch der
Locomotive
Nr. 464 Nr. 494 Nr. 464 Nr. 494
k k k k
50 1,84 1,54 0,23 0,19
60 2,31 1,90 0,29 0,24
70 2,93 2,38 0,38 0,30
80 3,76 3,04 0,49 0,39
90 4,95 3,99 0,67 0,51

Nach diesen Versuchen beträgt der Min der verbrauch der Verbundlocomotive Nr. 494 bei den Geschwindigkeiten von 50 bis 90 km/Std. im Mittel:

an Dampf 18,2 Proc.
Kohlen 20,2

Der Dampfverbrauch der Verbundlocomotive liegt bei allen Geschwindigkeiten und gleicher Leistung niedriger als bei der Zwillingslocomotive; der Minderverbrauch an Dampf wächst mit zunehmender Leistung und Geschwindigkeit. In gleicher Weise gestaltet sich der Verbrauch an Kohle für die Leistungseinheit, jedoch nimmt die Brennstoffersparniss in grösserem Umfange mit der Geschwindigkeit zu, weil die Ausnutzung der Kohle bei grösserer Geschwindigkeit in Folge der geringeren Anstrengung des Kessels und der minderen Ablagerung von Lösch (die Mengen wurden nach Beendigung der einzelnen Fahrten in Hundertsteln der verbrauchten Kohle festgestellt) eine bessere ist, als bei der Zwillingslocomotive.

Eine Verwendung der Verbundschnellzuglocomotive vorliegender Bauart an Stelle der sonst gleich gebauten Zwillingslocomotive erscheint somit sowohl in Bezug auf grössere Leistung, als auch auf den geringen Wasser- und Kohlenverbrauch in den Fällen vortheilhaft, in welchen die Betriebsverhältnisse und die vorkommenden Steigungen der Bahn auch streckenweise eine Geschwindigkeit der Züge von 40 km/Std. und weniger nicht bedingen. Würde hingegen bei gegebenen Betriebsverhältnissen die Geschwindigkeit der durch Schnellzuglocomotiven zu befördernden Züge auf starken Steigungen von grösserer Ausdehnung noch unter 40 km/Std. sinken und die Leistung der Schnellzuglocomotive mit dauernder Verbundwirkung nicht ausreichen, so empfiehlt es sich, entweder die Locomotive der gewöhnlichen Bauart zu verwenden, oder die Verbundlocomotive so umzuwandeln, dass je nach Erforderniss frischer Kesseldampf in beiden Cylindern zur Wirkung kommen kann.

Der geringere Wasserverbrauch der Verbundlocomotive gewährt für den durchgehenden Schnellzugverkehr noch den Vortheil, dass der Wasservorrath im Tender auf längere Zeit ausreicht und die Wasserentnahme auf den Zwischenstationen beschränkt werden kann.

In der Praxis wird der Minder verbrauch der Verbundlocomotive nicht die Höhe erreichen, wie bei den Versuchen, weil letztere, soweit sie zur Vergleichung des Verbrauches der beiden Locomotiven benutzt wurden, nur auf einer fast ebenen Flachlandstrecke ausgeführt sind und der Dampf- und Kohlenverbrauch für die mittlere Leistung der Locomotiven berechnet ist. Diese Verhältnisse liegen günstig für die Verbundlocomotive, während auf Strecken mit mehrfach wechselnden Steigungen und Gefällen, sowie bei stark wechselnden Zugbelastungen die Zwillingslocomotive in Vortheil sein würde.

Die Vortheile, welche durch die Anwendung der Verbundwirkung bei Schnellzuglocomotiven unter günstiger Ausnutzung der betreffenden Locomotive zu erreichen sind, gehen aus den vorstehend mitgetheilten Versuchen hervor, und die Frage, welche Locomotivbauart gegebenen Falls zweckmässig zu wählen ist, wird durch eine Prüfung der Betriebsverhältnisse leicht zu entscheiden sein.

Es wäre zu wünschen, dass mit Güterzuglocomotiven ähnliche vergleichende Versuche angestellt würden, um auch hier Klarheit darüber zu erhalten, bis zu welcher äussersten Grenze sich der Betrieb mittels Verbundlocomotiven sparsamer stellt als mit gewöhnlichen Locomotiven.

Namentlich in Nordamerika haben die Verbundlocomotiven in den letzten Jahren eine immer grössere Verbreitung gefunden. Während im Juni 1892 auf den nordamerikanischen Eisenbahnen 114 Verbundlocomotiven im Betriebe waren, fanden sich im Juni 1893 bereits 422 derartige Locomotiven vor, von denen die Baldwin-Locomotivfabrik |294| in Philadelphia 316, die Schenectady-Locomotivfabrik 69 und die Rhode Island-Locomotivfabrik in Providence 37 Stück gebaut hatten.

Gelegentlich der in Lakewood abgehaltenen 26. Jahresversammlung der American Railway Master Mechanics' Association kam der zur Prüfung des Verhaltens der Verbundlocomotiven eingesetzte Ausschuss auf Grund seiner eigenen Beobachtungen und der Berichte von 11 Eisenbahnverwaltungen, welche mit Verbundlocomotiven der vorgenannten Fabriken und einer von der Rogers'schen Locomotiv- und Maschinenbauernstalt in Paterson gelieferten Verbundlocomotive Versuche im Personen- und Güterzugdienste angestellt hatten, nach den der Railroad Gazette, Juni 1893 S. 466, entnommenen Mittheilungen unter anderen zu folgenden Schlüssen:

1) Die Verbundlocomotive eignet sich für verschiedene Arten von Güterzugdienst.

2) In wirthschaftlicher Hinsicht steht sie in solchem Dienste der gewöhnlichen Locomotive mindestens gleich.

3) Sofern die Verbundlocomotive sich in gutem, betriebsfähigem Zustande befindet und von einem geschickten Führer bedient wird, beträgt die Kohlenersparniss bei gewöhnlichem Güterzugdienste der nordamerikanischen Eisenbahnen 10 bis 15 Proc. gegenüber dem Kohlenverbrauche einer gewöhnlichen Locomotive.

4) Der Nutzen der Verbundlocomotive für den Personenzugdienst ist noch unbestimmt. (!)

5) Es wird für erforderlich gehalten, mit einer beträchtlichen Anzahl genau gleicher Verbund- und gewöhnlicher Locomotiven längere Zeit hindurch Versuche anzustellen, um alle in Betracht kommenden Fragen zu lösen.

Bezüglich der nach dem Verbundsystem arbeitenden amerikanischen Locomotiven im Allgemeinen spricht sich v. Borries in einem Vortrage im Verein deutscher Maschineningenieure am 27. März 1894 nach Glaser's Annalen vom 1. Juni 1894 S. 224, dahin aus, dass die Einführung der Verbundwirkung in den beiden letzten Jahren wohl erhebliche Fortschritte gemacht hat, sich jedoch noch in der Entwickelungsstufe befindet, in welcher jede Fabrik eine besondere Bauart der einzelnen Theile, insbesondere der Anfahrvorrichtung betreibt.

Die Bauart Vauclain's (1893 287 * 25), welche, unterstützt durch den Weltruf ihrer Erbauer (Baldwin Works in Philadelphia), bisher den grössten Erfolg errungen, dürfte denselben nicht lange mehr behaupten, nachdem die weit einfachere Bauart mit zwei Cylindern in besserer Durchbildung zur Einführung gelangt ist. Letztere fällt theils unter das System Mattet (1891 282 * 27), theils dasjenige Worsdell und v. Borries, je nachdem mit frischem Dampf in beiden Cylindern gefahren werden kann oder nicht; erstere scheint für amerikanische Verhältnisse den Vorzug zu verdienen. Die bisher sehr verschiedenartigen Betriebsergebnisse der Verbundlocomotiven dürften zum Theil auf ungeeignete Wahl der Hauptabmessungen und Steuerungsverhältnisse zurückzuführen sein.

Wir brachten 1894 293 * 26 Mittheilungen über eine dreifach gekuppelte Güterzugverbundlocomotive ohne Anfahrvorrichtung (System Gölzdorf) der österreichischen Staatsbahnen und bemerkten, dass zur Zeit bereits 19 Locomotiven dieser Bauart in Dienst stehen. Da sich die Locomotiven bezüglich Leistung und Brennstoffverbrauch den älteren Normalgüterzuglocomotiven der österreichischen Staatsbahnen gegenüber vorzüglich bewährten – es wurden auf der 13 km langen Strecke Purkersdorf-Reckawinkel mit constanter Steigung von 10 ‰ vergleichende Versuche angestellt –, sind nach Glaser's Annalen vom 15. November 1894 S. 177 weitere 13 Stück derselben für Güterzugdienst bestellt. Aber auch 6 Stück Verbundschnellzuglocomotiven (System Gölzdorf) wurden auf Grund der mit den Güterzuglocomotiven erzielten günstigen Resultate Anfang des Jahres 1894 in Auftrag gegeben. Die erste dieser Locomotiven, von der Wiener Locomotivfabrik-Actiengesellschaft in Florisdorf erbaut, kam Ende August 1894 zur Ablieferung.

Programmgemäss sollte diese Locomotive auf den langen Steigungen von 10 ‰ 200 t mit 45 bis 48 km Geschwindigkeit befördern. Bei den Probefahrten wurde ein Zug von 210 t (16 Personenwagen mit 35 Achsen) mit einer mittleren Geschwindigkeit von 58 km (maximal 64 km) auf der 13 km langen Strecke Purkersdorf-Reckawinkel mit constanter Steigung von 10 ‰ bewegt. Mit demselben Zug erreichte man auf Steigungen von 2 bis 3 ‰ eine Geschwindigkeit von 100 bis 105 km, und bei der technisch-polizeilichen Probefahrt (mit 2 angehängten Personenwagen) die Geschwindigkeit von 128 km in der Stunde. Gleisbögen von 380 m Halbmesser wurden mit der grössten Sicherheit mit 95 bis 98 km Geschwindigkeit durchfahren.

Bei allen diesen Leistungen und Geschwindigkeiten wurde die Betriebsdampfspannung von 13 at und der normale Wasserstand mit Leichtigkeit gehalten, ohne das Blasrohr mit veränderlichem Querschnitt anwenden zu müssen.

Mit Zugrundelegung eines Widerstandes von 5 k auf 1 t Wagengewicht (mit Rücksicht auf die fast ganz in Krümmungen liegende Bergstrecke) ergab sich eine Leistung von rund 1100 .

Das Anfahren bietet, ebenso wie bei Verbundgüterzuglocomotiven, nicht die geringste Schwierigkeit und erfolgt stets rasch und sicher.

Wegen der Abmessungen und verschiedener bemerkenswerther Constructionseinzelheiten der Locomotive verweisen wir auf die oben genannte Quelle.

In Deutschland hat zuerst die königl. Eisenbahndirection Bromberg einen Versuch mit der Anfahrvorrichtung, Bauart Gölzdorf, gemacht, indem dieselbe an zwei Normalgüterzuglocomotiven eines älteren Verbundsystems, unter Beibehaltung der Cylinder und mit möglichst geringen Aenderungen der bestehenden Steuerung, angebracht wurde.

Bezüglich Sicherheit des Anfahrens und grosser Leistung auf Steigungen wurden auch hier vollkommen zufriedenstellende Erfolge erzielt.

Die Erfahrungen mit anderen Locomotiven dieses Systems, gebaut für die badischen Staatsbahnen, sind noch ausständig.

Fr.

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