Titel: Schnellbetrieb auf den Eisenbahnen der Gegenwart.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1904, Band 319 (S. 69–72)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj319/ar319019

Schnellbetrieb auf den Eisenbahnen der Gegenwart.

Von Ingenieur M. Richter, Bingen.

(Fortsetzung von S. 55 d. Bd.)

C. Vierzylinder-Verbundlokomotiven.

In Ergänzung der Ausführungen von S. 346 ff. Bd. 316, 1901, ist über die Verbundlokomotiven mit vier Zylindern noch folgendes im besonderen zu erwähnen. Die Einteilung derselben kann nach mehreren Rücksichten geschehen, und zwar sind zu unterscheiden:

1. nach der Zahl der Triebwerke zwei Gruppen, von denen die eine Zwillingstriebwerk, d.h. das Triebwerk der gewöhnlichen Zwillingslokomotiven besitzt und die Systeme Tandem und Vauclain umfasst, während die andere „Vierlings“ – d.h. für jeden Zylinder besonderes Triebwerk, also im ganzen vier Triebwerke in (senkrechten) Parallelebenen aufweist und die Systeme de Glehn und Webb – von Borries – Gölsdorf – Vauclain der neueren Anordnung enthält;

2. nach der Anordnung der Zylinder zwei Gruppen; die der einen erfolgt der Antrieb sämtlicher Maschinen an einer Achse, bei der anderen an zwei verschiedenen, aber miteinander gekuppelten Achsen, nur durch das System de Glehn vertreten;

3. nach der Bauart der Maschine an sich zweiGruppen, nämlich Woolfsche Maschinen und Verbundmaschinen im engeren Sinne. Die ersteren, mit Kurbeln unter 0 oder 180°, sind wieder zu trennen in solche der älteren Art, d.h. ohne Verbinder (System Vauclain) und solche der neueren Art, d.h. mit Verbinder, wozu bei einer Versetzung der Kurbeln um 180°, welche wegen des Massenausgleichs meistens angewandt ist, sämtliche anderen Systeme gehören; die zweite Gruppe, Verbundmaschinen im engeren Sinne, mit Kurbeln unter 90°, ohne Verbinder nicht denkbar, ist vereinzelt unter diesen Systemen zu treffen, wenn nämlich zwischen den Verbindern der beiden, um 90° gegeneinander versetzten Maschinenseiten selbst wieder eine Verbindung besteht, was bei den Systemen Tandem und de Glehn ab und zu der Fall ist;

4. nach der Anordnung der Umsteuerung zwei Gruppen; bei der ersten sind die Steuerungen der Hoch- und Niederdruckmaschine miteinander gekuppelt und an eine gemeinsame Steuerwelle angeschlossen, so dass die zusammengehörenden Füllungsgrade unveränderlich zusammengepasst sind und der Führer keinen Einfluss auf |70| das Füllungsverhältnis ausüben kann; bei der zweiten sind die Steuerungen voneinander unabhängig, und das Füllungsverhältnis wird vom Führer durch zwei Umsteuerungen von Fall zu Fall beliebig gewählt: nur in Frankreich bei System de Glehn üblich;

5. nach der Zahl der Steuerungen zwei Gruppen, von denen die erste für jede Maschinenseite nur eine Steuerung braucht und wieder in zwei Abteilungen zerfällt, indem durch diese Steuerung entweder ein Schieber für beide Zylinder zusammen, wie bei System Vauclain, oder zwei Schieber, je einer für Hoch- und Niederdruck getrennt, gemeinsam bedient werden, während bei der zweiten Gruppe jeder Zylinder seine eigene Steuerung besitzt, so dass 4 Zylinder, 4 Triebwerke, 4 Steuerungen, und 2 Umsteuerungen vorhanden sind, wie bei System de Glehn in Frankreich. Es ist dies freilich die geschmeidigste und wenigstens theoretisch allen Ansprüchen gewachsene, aber auch vielteiligste, in den Anschaffungskosten (Materialgewicht und konstruktive Verwicklung, schwierige Montierung) und Betriebskosten (Schmierung und Reparatur) teuerste Bauart, deren Handhabung viel Geschick und Uebung erfordert und sogar dann jedenfalls nur selten zur theoretisch wünschenswerten Wirkungsweise in der Hand des Personals gelangen kann.

Diese Uebersicht lässt sich in Tabellenform am besten darstellen und es sind zum raschen Auffinden die Klassennummern der Tabelle S. 350, 316, 1901 mit angegeben.




System



Bauart
Zahl der


Klasse
Trieb-
werke
Antrieb-
achsen
Um-
steuerungen
Steuerungen Schieber
Vauclain Woolf alt 1 1 1 1 1 III a 2
Tandem
Webb –
v. Borries
de Glehn

Woolf neu
1

2
2
1

1
2
1

1
2 (1)
1

1
2
2

2
2
III a 3

III b 1
III b 2

Zahlen reden! Die praktischen und konstruktiven Vorzüge, bezw. Nachteile der einzelnen Bauarten erhellen sofort aus den Zahlen, welche beweisen, wie die einen durch die anderen erkauft werden, wie man theoretisch einwandsfreien Anordnungen die Einfachheit und Billigkeit zum Opfer bringen muss, und welche zugleich zeigen, was die Anwendungsgebiete der einzelnen Systeme ihrer Natur nach sein müssen; am auffallendsten ist dies bei der ersten und letzten Reihe.

Es ist noch zu erwähnen, dass bei Vauclain, v. Bornes und Gölsdorf die Zylinder einer Seite mit dem halben Rauchkammersattel aus einem Stück hergestellt sind, so dass sich die Maschine aus zwei völlig symmetrischen Teilen zusammensetzt, während bei Webb und de Glehn die inneren Zylinder mit dem Rauchkammersattel aus einem Stück bestehen und deshalb die äusseren Zylinder getrennt, jeder für sich, ausgebildet werden, so dass die Maschine sich aus einem Mittelstück und zwei äusseren symmetrischen Teilen zusammensetzt. Auf die Gestaltung des vorderen Teiles des Rahmens hat dies entscheidenden Einfluss.

Was die Anfahrvorrichtungen betrifft, so ist man durch die Erfahrungen im Betriebe allmählich zur Kenntnis gekommen, das hier das Einfachste auch das Beste ist. Die verwickelten Wechselschieber, durch welche die Niederdruckzylinder Frischdampf von ermässigter Spannung erhalten, während gleichzeitig der Auspuff der Hochdruckzylinder ins Freie geleitet, der Verbinder also zeitweise abgeschlossen wird, haben dadurch ihren Wert verloren. Es genügt, dem Niederdruckzylinder entweder nur imNotfall, also willkürlich, Frischdampf (am besten durch den Verbinder) aus einer engen Rohrleitung, d.h. mit entsprechender Verminderung der Spannung, mit Hilfe eines Hilfsschiebers oder Hahnes zuzuführen, welcher von Hand bedient wird, oder regelmässig bei Ueberschreitung einer gewissen Füllung, wobei dann dieser Hahn zwangläufig mit dem Steuerhebel, manchmal auch mit dem Regulator verbunden ist. Manchmal ist gar keine Anfahrvorrichtung vorhanden.

Die hier zu besprechenden Muster von vierzylindrigen Verbundlokomotiven, deren Abmessungen die folgende Uebersicht enthält, sollen in der Reihenfolge der vorigen Tabelle aufgeführt werden:

Hierzu ist zu bemerken, dass für die Berechnung der Leistung die Formel

mit a = 7,5;

für diejenige der Adhäsionszugkraft die Formel

Z2 = 0,15 Qa,

und der Maschinenzugkraft die Formel

(d2 Durchmesser des Niederdruckzylinders) benutzt ist, wobei pi = 0,4 p gesetzt ist für alle Kolbenverhältnisse, was ohne wesentlichen Fehler geschehen kann, da die tatsächlichen Werte von für die Kolbenverhältnisse von 1 : 2,25 bezw. 1 : 2,5 bezw. 1 : 2,9 etwa 0,42 bezw. 0,4 bezw. 0,38 zu betragen pflegen, somit von dem angenommenen Wert nur wenig und unwesentlich abweichen. Ferner ist die innere Heizfläche mit 0,9 der äusseren, sowie die wirksame Heizfläche der Serve-Rohre mit 0,75 der gesamten angesetzt.

Im einzelnen ist zu bemerken:

Textabbildung Bd. 319, S. 70

1. Die Schnellzuglokomotive der französischen Staatsbahn, System Vauclain (Kl. IIIa 2), gebaut 1900 von den Baldwin Locomotive Works, ist jedenfalls nur des Versuches und Vergleiches wegen von dieser Bahn in 5 Exemplaren angeschafft worden, während 5 weitere im übrigen ganz gleiche mit Zwillingswirkung ausgerüstet sind. Abgesehen von der europäischen Pufferschwelle, der kupfernen Feuerbüchse und dem Mangel eines „cow-catcher“ und einer Glocke, sowie dem Zusatz eines Geländers um das Laufbrett, ist die Bauart durchwegs rein amerikanisch und soll deshalb als Vertreterin der immerhin seltenen und selten beachtenswerten 2/4 gek. Vauclainschen Verbundlokomotiven hier auftreten, als welche sie auch in Paris 1900 ausgestellt war (Fig. 64).

Eigentümlichkeiten weist die Maschine nicht auf; sie besitzt den „extended wagon-top“-Kessel, welcher von dem zylindrischen Mittelschuss aus nach beiden Enden |71| zu sich allmählich verjüngt und sehr hoch gelegt ist, so dass die Feuerbüchse über den Rahmen liegt; die stark verlängerte Rauchkammer trägt ein zylindrisches Kamin. Die Schieberstange ist auch wieder ohne Gelenk zwischen Schieber und Schwinghebel eingesetzt; die Schieber sind natürlich die Vauclainschen Kolbenschieber, eine Vereinigung zweier übereinander gelegter ⌢ Schieber, von denen der äussere den Hochdruck, der innere den Niederdruckzylinder bedient, und zwar sind die Deckungen so gewählt, dass der Niederdruckzylinder bei mittleren Füllungen etwa 8 v. H. grössere Füllung erhält als der Hochdruckzylinder.

Textabbildung Bd. 319, S. 71

Betriebsergebnisse, welche namentlich im Vergleich mit denjenigen der fast gleich ausgemessenen Lokomotive vom System de Glehn derselben Bahn interessant sein würden, sind nicht in die Oeffentlichkeit gedrungen.

Die mit den Zylinderschlammhähnen verbundene Anfahrvorrichtung bewirkt Zutritt des Kesseldampfes zum Niederdruckzylinder aus einer engen Rohrleitung. Da der Vordruck auf dem grossen Kolben zugleich Rückdruck auf dem kleinen Kolben ist, während gleichzeitig auf diesem vorderer Einlassdruck herrscht, so kann der äusserste Fall eintreten, dass die Drücke auf beiden Seiten jedes Hochdruckkolbens genau gleich werden und sich aufheben, so dass dieser Kolben tot mitläuft, während auf den Niederdruckkolben dann voller Kesseldruck, also der rund 2,9fache Betriebsdruck des anderen Kolbens wirkt. Ist schon die Möglichkeit einer solchen Wirkungsweise der Maschine beim Anfahren nicht wünschenswert und theoretisch unzulässig, so ist die daraus sich ergebende weitere Folge sehr unbequem: der Kreuzkopf wird bekanntlich zweiseitig exzentrisch von den Kolben angegriffen und die Voraussetzung für diese Anordnung ist doch wenigstens annähernde Gleichheit der beiden Kolbenkräfte. Diese tritt aber nur selten während des Gangesund nie, wie gezeigt wurde, beim Anfahren ein, so dass der Kreuzkopf einem ganz gehörigen Drehmoment ausgesetzt ist. Entsprechend stark sind daher sowohl seine, als auch die Dimensionen der Kolbenstangen (gegen Biegung der letzteren); die Länge des Kreuzkopfes beträgt 762 mm (30'' engl.), und das Gewicht der hin- und hergehenden Teile einer Seite ist gerade doppelt so gross als bei einer gewöhnlichen Zwillingslokomotive in Europa.

Also nicht nur, dass infolge dieser Zylinderanordnung die hin- und hergehenden Massen fast doppelt so gross werden als sonst, sondern dass sie ausserdem noch aus Festigkeitsgründen verstärkt werden müssen, ist der für den Massenausgleich üble Erfolg dieser im übrigen allerdings einfachen Bauart. Bedenkt man nun noch, dass in Amerika der 400ste Teil des Lokomotivgewichtes an hin- und hergehenden Massen durch drehende Gegengewichte ausgeglichen wird, so ist allerdings das Schlingern verhältnismässig viel schwächer als bei uns, um so stärker aber die Schwankung des Raddruckes infolge der freien senkrechten Komponente der Zentrifugalkraft des Gegengewichtes, und bei den häufig eintretenden hohen Geschwindigkeiten auf Gefällen und beim Einholen von Verspätungen kann infolge der hohen Tourenzahl diese Komponente wohl den Raddruck erreichen, bezw. sogar übersteigen, so dass bei der Abwärtsdrehung der Raddruck auf mehr als das doppelte steigt, bei der Aufwärtsdrehung dagegen vollständig Null wird, ja sich in eine aufwärts wirkende Kraft verwandelt; diese Schwankung des Raddruckes findet, um 90° versetzt, auf beiden Seiten je vier bis sechsmal in einer Sekunde statt und beträgt Null bis 25 Tonnen! Man bedenke diese Wirkung auf den Oberbau und die enorme Betriebsgefahr, welche in dieser rasend schnell wechselnden Be- und Entlastung der Räder steckt! Um so verblüffender ist, dass der berühmte |72| und in diesen Aufsätzen schon oft zitierte „Atlantic Flieger“ von einer Vauclainschen Maschine bisher regelmässig und ohne Gefahr mit 130 km/Std. geführt worden ist! Ein krasses Beispiel für den Gegensatz zwischen furchtsamer Theorie und kühner Praxis, zwischen deutscher und amerikanischer Anschauung.

Textabbildung Bd. 319, S. 72

2. Die Schnellzuglokomotive der Russischen Staatsbahn, System Tandem (Kl. IIIa 3), gebaut 1900 von den Putiloff–Werken, St. Petersburg, war ebenfalls im Jahre ihrer Entstehung in Paris ausgestellt und ist nun in grosser Zahl (150 Stück) als Normalbauart auf den russischen Staatsbahnen (besonders Abteilung St. Petersburg-Warschau) im Betrieb (Fig. 65). Das gestellte Programm war:

Beförderung eines Zuges von 250 t h. T mit 73 km/Std. Grundgeschwindigkeit, mit 50 km/Std. auf der Steigung 1 : 125 und mit 100 km/Std auf gleichartigem Gefäll. Diese nicht gerade anstrengenden und dazu nur auf dem Papier vorhandenen Forderungen (die Bummelei auf den russischen Bahnen ist ja genügsam bekannt: die grösste fahrplanmässige Geschwindigkeit ist 59 km/Std., auf der Strecke Wilna-Dwinsk, welche bei einer Länge von 173 km in 2 St. 55 Min. zurückgelegt wird) wurden bei den Probefahrten zwischen Pskow und Petersburgübertroffen. Die mittlere Geschwindigkeit betrug für die ganze Strecke von 273 km Länge 77,7 km/Std.; Steigungen von 1 : 166 wurden mit 71,5, gleich starke Gefälle mit 109,7 km/St. befahren; die Zuglast war, wie vorgeschrieben, 250 t h. T. Die rechnungsmässige Leistung betrug auf der Steigung etwa 1080 PS, was immerhin für die Maschine selbst das beste Zeugnis ablegt; es ist dies eine spezifische Leistung von rund 8 PS/qm, ein nur bei Vierzylinder-Verbundmaschinen erreichbarer, sehr hoher Wert.

Die Besonderheiten der Lokomotive sind: Kessel mit zwei Domen, deren hinterer als Dampfsammler durch ein gut mit Wasserabscheidern versehenes inneres Rohr dem vordern Regulatordom den Dampf zuführt, worin die Dampfentnahme stattfindet; beide Dome sind durch Sprühbleche vom Kessel abgesperrt und tragen Ventile mit Federwagen. Tiefe, lange Feuerkiste mit vierteiligem wagerechtem Rost, zwischen den beiden Triebachsen, ohne Feuergewölbe. Rauchkammer massig über das Kamin hinaus verlängert. Drehgestell mit Seitenverschiebung.

Die Maschine ist nach Tandem-Bauart ausgeführt; der Hochdruckzylinder liegt vorn, der Niederdruckzylinder hinten und zwar ist die gemeinsame Achse 1 : 20 geneigt, wodurch die Vorderräder des Drehgestells freigelegt sind. Die Schieber, Kolbenschieber mit äusserer Einströmung, sind natürlich hintereinander an dieselbe Stange gekuppelt, werden von einer äussern Heusinger-Steuerung angetrieben, gemeinschaftlich umgesteuert, und ihre Achse ist der Zylinderachse parallel. Die Verbinder jeder Maschinenseite sind auch unter sich verbunden, was durch die damit bedingte Vergrösserung des Verbinderraums vorteilhaft ist, die Dampfzufuhr zu beiden Niederdruckzylindern regelt und dem ganzen System den Charakter der doppelten Woolfschen Maschine einigermassen nimmt, indem dasselbe ebensogut auch als Doppel-Zweizylinder-Verbundmaschine mit kreuzweiser Zylinderanordnung zu betrachten wäre. Uebrigens sind die miteinander gekuppelten Schieber kongruent, und geben daher gleiche Füllung für beide Zylinder, was bei dem Kolbenflächenverhältnis 2,25 ungünstig ist, da der grosse Zylinder zu viel Arbeit leistet.

Im übrigen ist die Maschine wohldurchdacht.

(Fortsetzung folgt.)

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