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Eisenbahn ab Epoche 1

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Zweihundert Kilometer pro Stunde nach Fahrplan

Teil 11: Tenderlok mit zwei Treibradsätzen - Leichte Version ohne Hilfsantrieb
 
Teil 11.1. Gründe für die Abmagerung und Ergebnis
Teil 11.2. Beschreibung
Teil 11.3. Einige grobe Berechnungen zur Beurteilung des Konzeptes

Fahrwerk und Rahmenaufteilung
Front- und Heckbereich sind weitgehend abgeklärt. Für die Mitte und die Verbindung der beiden Lokhälften gibt es mehrere Vorschläge. In der hier folgenen Skizze ist eine Aufteilung nach dem Schema (2'B)' 3 3'  angedeutet. Die Vorderlok ist also eine übliche 2'B- Lok mit festem Radstand von etwa 3500mm und seitenverschiebbarem Drehgestell. Dieses hat Rückstellfedern für die Seitenauslenkung mit starker Vorspannung. Beim geradeaus- Fahren ist die geführte Länge fast 7000mm, in engen Kurven ca.3600mm.

Das Knickgelenk zwischen Vorderlok und Hinterlok liegt beim hinteren Treibradsatz. Aus Platzgründen wird man dort aber kein Scharnier- oder Kugelgelenk anordnen, sondern zwei schräge Kupplungsstangen nebeneinander etwas weiter hinten, und soweit auseinander, dass die Kräfte direkt in die Rahmenwangen geleitet werden können. Sie zeigen in ihrer Verlängerung nach vorne auf den virtuellen Drehpunkt. Der kleine Teil des Kesselgewichtes, das von der Vorderlok getragen wird, kann durch Reibflächen an passender Stelle übertragen werden. So kann man die verschiedenen Aufgaben räumlich auseinanderziehen und separat optimieren.

Weil die drei folgenden Radsätze so nahe beim Knickgelenk liegen, hofft man, hier ohne Drehgestell auskommen zu können. Das ist natürlich für enge Kurven nicht optimal und funktioniert auch nur, weil die Lok hinten schmal ist, und das hintere Drehgestell Seitenverschiebung zulässt. Man spart auf diese Weise einen Drehgestellrahmen von drei bis vier Tonnen Gewicht. Immerhin sollen die drei Radsätze seitenverschiebbar sein und einen Zentrifugalkraft- Lastausgleich erhalten. Weitere Informationen dazu wurden zugesagt. Man erhofft sich besseres Verhalten in schnellen Kurven, als mit einem Drehgestell. Die Seitenverschiebbarkeit kann jedoch nicht verhindern, dass der Anlaufwinkel für enge Kurven im Bahnhofsbereich recht groß wird. Zur Vermeidung einer Entgleisungsgefahr muss das kurvenäußere Rad von Führungskräften freigehalten werden, indem der Drehpunkt (für das Knicken der Lok) nicht in der Mitte zwischen viertem und fünften Radsatz, sondern weiter vorne angeordnet wird.

Die andere Version vermeidet diese bisher unerprobte Achsfolge und verwendet in der Mitte ein gewöhnliches Dreiachs- Drehgestell, also das Schema (2'B)' 3' 3' .

 

                  

 


 

 
 
               
 

Schauen wir uns nun einmal das geplante Innenleben etwas genauer an. Die dazugehörige Außenansicht zeigten wir bereits im letzten Heft. In diesem Maßstab der Skizze mussten viele Details weggelassen werden, die wir jedoch textlich erklären wollen, soweit schon bekannt.

Der Arbeitsplatz der Heizer
Der Kohlenkasten unterscheidet sich kaum von dem üblicher Tenderloks. Im Gegensatz zu früheren Konzepten wurde auf alle Einrichtungen zur besseren Raumausnutzung verzichtet. Also kein breit ausladender Kasten, der extra abgestützt werden müsste, und kein Lift. Das spart schon fast eine Tonne Gewicht. Der Boden des Kohlekasten, in der Höhe von etwa 60cm über dem Fußboden des Heizerhauses, ist immerhin so breit, dass beide Heizer einen eigenen Zugriff zur Kohle haben, sich beim Schaufeln also nicht behindern.

Jeder Heizer ist für seine Stehkesselhälfte zuständig, die jeweils mittig eine übliche Feuertür hat. Die Hälften sind weit auseinandergerückt. So ist zwischen den Feuertüren mehr Abstand als zwischen denen bei zweitürigen Länderbahn- Feuerbüchsen. Bei diesen war ja ein Heizer für breite Roste über 4m² zuständig, während hier jeder Heizer einen Rost vor sich hat, wie er ihn von vielen Loks kennt, nämlich etwa 3m x 1m =3m².

Der Stehkessel
Mit gewisser Berechtigung könnte man auch schreiben: Die beiden Stehkessel. Denn fast alles ist getrennt. Zwei Roste, zwei Aschkästen, zwei gemauerte Feuerbrücken. Erst wo das Feuer zwischen der Feuerbüchsdecke und der Mauer wieder nach vorne schwenkt, vereinigen sich die Hälften zu einer gemeinsamen Verbrennungskammer.

Wir haben schon Zeichnungen gesehen, wie ein solcher Doppel- Stehkessel gefertigt werden könnte. Leider sind sie nicht für den Druck geeignet. Wir hoffen, diese interessante Konstruktion später noch vorstellen zu können. Hier nur soviel: Bekannt waren bisher Siphons, die von der Feuerbüchs- Decke hingen, und von unten über ein dickes Rohr mit Wasser vom Langkesselboden versorgt wurden. Dieses Prinzip wurde hier erheblich erweitert, indem eine Kessel- Baugruppe all die mittleren Wandteile in sich vereinigt, die nicht in der bei allen üblichen Stehkesseln gewohnten Fertigungstechnik realisiert werden können.

Durch Nieten und/oder Schweißen sind mit dem Langkessel verbunden: Die komplette Verbrennungskammer bis einschließlich Stiefelknechtwand innen und außen. Ein durchgehender Bodenring und die daran anschließenden Seitenwände und Rückwand mit Feuertüren, alles wie üblich mit Stehbolzen. Die Feuerbüchs- und Stehkesseldecken sind jedoch nicht durchgehend, sondern lassen eine etwa 900mm breite Lücke in der Mitte. Hier sind alle Innenbleche (Feuerbüchse) mit den jeweiligen Außenblechen (Stehkessel) durch senkrechte Bleche verbunden, um Wasser- und Dampfraum zu schließen. Die Zuganker, die sonst längs und quer den Raum über der Feuerbüchsdecke durchziehen, enden an diesen senkrechten Wänden und fixieren sie gegen den Innendruck.

Die Wand oberhalb der Verbrennungskammer ist wie der Schraubsockel eines Doms ausgebildet, jedoch unter 45 Grad geneigt, um eine größere Fläche für die Öffnung als bei senkrechter Anordnung zu erhalten. Ein kleinerer Deckel ist darüber an der Stehkesseldecke verschraubt. Er dient als Reinigungsöffnung, und um an die darunterliegende Verschraubung des geneigten Ringes zu gelangen. Statt einer Domhaube wird hier der Ring des Teiles angeschraubt, das wir der Einfachheit weiterhin Siphon nennen wollen. Dessen Dampf- und Wasserraum ist also durch die Luke mit dem des Langkessels verbunden. Der Siphon hat, von oben gesehen, U- Form. Zwei Seitenwände, die bis an die Innenkanten der Roste herab, und nach hinten bis nahe an die Feuertürwand reichen. Und eine Verbindungswand, die oben die Lukenverschraubung trägt. Alles als separates Bauteil, aber in üblicher Technik mit Stehbolzen, Zugankern und Waschluken gebaut, und unten durch zwei dicke Rohre in den Wasserkreislauf eingebunden.

In dieser Skizze ist nur zu erahnen, welchen Vorteil diese Konstruktion für den Rahmen hat. Wenn er aus drei, statt üblicherweise zwei senkrechten Blechen oder Barren besteht, kann das mittlere Blech in voller Höhe durchlaufen, statt in weitem Bogen unten um den Aschkasten herum zu gehen. Aus Herstellungsgründen und wegen des eingezeichneten, doppelten Wasserzulaufs lässt die U− Form des Siphons in der Mitte einen mindestens 400mm breiten Kanal frei, durch den neben dem Rahmen auch alle Leitungen und Rohre laufen können, die sich sonst einen verwinkelten Weg außen um den Stehkessel herum suchen müssen. Wegen des dicken Siphons liegen die Rosthälften ganz nach außen gerückt, so dass auch die Aschkästen außerhalb des Drehgestells herabhängen können.

Es tut uns leid, dass wir noch keine Querschnittsbilder haben. Dann würde die Konstruktion wahrscheinlich klarer verständlich. Bitte haben Sie noch etwas Geduld!.

 

Der Langkessel
Der Langkessel hat keine Besonderheiten, außer dass er für deutsche Verhältnisse kurz und sehr dick ist. Der Innendurchmesser wird zwischen 2300 und 2400mm liegen, die Rohrlänge bei 5000mm. Bei den meisten Kesseln ist vorne an den ersten Schuss innen die Rohrwand und außen die Rauchkammer angenietet. Einige Typen, z.B. die preußische P8 und erste S10, hatten Rauchkammern mit deutlich größerem Durchmesser als der Kessel, was durch einen angenieteten Zwischenring erreicht wird. Ein solcher, nach vorne allerdings planer Ring bildet hier die Dichtfläche, wo die Rauchkammer luftdicht angeschraubt wird, in der Art, wie z.B. in Amerika ein Deckel (mit kleiner Tür) die ganze Rauchkammerfront abschließt.

Die Rauchkammer, und der Raum zwischen den Treibrädern
Nach mehreren Versuchen hat sich die folgende Konstruktion als bester Kompromiss herauskristallisiert. Um eine optimale Zugänglichkeit der Kesselrohre und des Überhitzers beim Ausblasen, Auswaschen und Reparieren zu ermöglichen, können die Lokomotiv- Hälften auseinandergefahren werden. Dazu wird zuerst die Rauchkammer in der Vorderlok aufgehängt, damit ihr Gewicht nicht mehr am Kessel lastet. Dann können die Verschraubungen des Dichtringes, die Dampfleitung beim Überhitzer- Ausgang und einige weitern Leitungen gelöst werden. Zum Schluss die Kupplungs- Zugstangen zwischen Vorder- und Hinterlok. Also ein Aufwand, etwa wie beim Abhängen eines üblichen Tenders.

Das tägliche Säubern der Rauchkammer − und notfalls ohne Lanze auch der Rohre - geht auch ohne Trennung der Lokomotiv- Hälften. Dafür gibt es beidseitig Türen im breiten, hinteren Teil der Rauchkammer, der oben der Kesselwölbung folgt, unten aber rechtwinklig ist. Die Türen, die eine Öffnung von ca. 800mm Breite lassen, sind beim Fahren hinter Schiebetüren der Stromschale versteckt. Um hier besser arbeiten zu können, sind die Vorderkanten des breiten Rauchkammerteils außerhalb der Räder nach vorne gezogen Das verlängert den Innenraum auf ca.1100mm, im unteren Bereich allerdings durch die Radkästen eingeengt. Ein äußeres Trittbrett geht bis an die Profilgrenze, ist also etwa 400mm breit.

Vor der Rauchkammer liegt zwischen den Rädern ein Gang, an dessen Wänden all die vielen Boiler und Hilfsmaschinen plaziert sind, die bisherige Loks rundum "verzieren": Luftpumpe, Schmierpumpen, Stromgenerator und, vorne bei den Zylindern, der Hochdruckregler. Nur alle Wasserpumpen usw. sind wie üblich, hinten beim Heizerhaus. Weil der Gang durch eine eigene Schiebetür gut zugänglich ist, könnte auch die Rauchkammer dort eine übliche Tür bekommen, falls dies für erforderlich gehalten wird. Wenn es einfacher ist, die Schornstein- Trichter auszubauen, als die Lok zu trennen und auseinander zu fahren, könnte durch diese Tür sogar mit den 5m langen Lanzen gearbeitet werden. Mehr als die Hälfte der Rohre könnten so ausgeblasen werden. Nur zu denen links und rechts außerhalb der Räder würde man so nicht gelangen.

Weil der Rauchkammer- Vorbau am hinteren Lokomotivteil hängt, bewegt er sich zwischen den Rädern der zweiten Treibachse. Die Dampfleitungen führen deshalb über bewegliche Verbinder mit Kugelgelenken und je einem Teleskoprohr dazwischen, wie sie sich bei Mallets bewährt haben. Wie an anderer Stelle schon berichtet, hat man bezüglich der Dichtigkeit der zu den Zylindern führenden, mit dem vollen Kesseldruck beaufschlagten Gelenke keinen falschen Ehrgeiz. Der aus den dünnsten Schlitzen austretende Dampf wird durch eine darumgelegte Zieharmonika- Blechmanschette gesammelt und dem Hilfsbläser zugeführt.

Der Antrieb
Alle drei Zylinder arbeiten auf die Blindwelle. Dadurch können beide Treibradsätze gleich und ohne Kropfachse ausgeführt werden. So sind sie trotz des Raddurchmessers von 2800mm relativ leicht, kaum schwerer als 2300mm- Radsätze mit Kropfachse. Die ungefederten Massen sollten, soweit möglich, reduziert werden. Dazu gehören sonst auch schwere Kuppel und Treibstangen, letztere nur mit der Hälfte ihres Gewichtes, oder etwas mehr, wegen der Verstärkung zum Kurbellage hin. Bei hohen Drehzahlen ist es wegen der Durchbiegung infolge der Fliehkraft besonders wichtig, die Stangen kurz zu halten. Die mittige Blindwelle halbiert die Kuppelstangenlänge.

Fortsetzung Teil 11.3.
 
               
 

 
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