Zweihundert Kilometer pro Stunde nach Fahrplan             

Teil 5 : Langkessel über Drei- Meter- Rädern
 
Teil 5.1 : Gewichtsverteilung
Teil 5.2 : Ausnutzung des Profilquerschnitts

Ein normaler Kessel mit kreisrundem Querschnitt kann über den 3m- Radsätzen nur einen Durchmesser von etwa 1500mm haben, siehe Bild 1 . Dort ist in der rechten Hälfte zum Vergleich der Kessel skizziert, der die verlangte Leistung bei minimalem Gewicht erbringen würde. Er nutzt das Profil soweit aus, dass für den Lokführer nur noch ein Sichtschlitz bleibt. Seine Rohr- Anzahl setzen wir als 100 % an. Der 1,5m-Kessel kommt dann nur auf 35 bis 40%.

Wäre ein viereckiger Querschnitt erlaubt, könnte man vielleicht 50% erreichen, bei einem sich über den Rädern außerdem seitlich herausbeulendem Querschnitt nur wenig mehr. Diese wie eine Stehkesseldecke gebauten Kessel scheiden aber praktisch aus, weil der Innenraum vertikal und quer von mehr Zugankern als in Längsrichtung von Rauchrohren durchdrungen werden müsste ( Bild 2 ).

Es bleibt nur die Möglichkeit, mehrere runde Kessel parallel übereinander und/ oder nebeneinander unterzubringen, um so den Profilquerschnitt besser auszunutzen. Das ist keine neue Idee. Schon 1888 wurde nach Angaben von Belpaire von der Gesellschaft St.Leonard in Lüttich eine 1B1- Schnellzuglock mit 2100mm- Rädern und drei nebeneinanderliegenden Kesseln gebaut ( Bild 3 ). Auf beiden Seiten des normalen 1300mm- Kessels waren mit gleicher Länge und gemeinsamen, über die ganze Lokbreite durchgehenden Rohrwänden je ein 690mm- Kessel so erhöht angeordnet, dass der gemeinsame Wasserstand Dampfräume im gleichen Verhältnis ergab. Damals ging es nur um die optimale Ausnutzung der Profilbreite, weil ein 2818mm breiter Rost von 5 Quadratmetern Fläche für Staubkohlen- Feuerung untergebracht werden sollte. Jeder Kessel hatte ein Dampfrohr zum Dom. Die Innenräume der Kessel waren über den Stehkessel- Mantel miteinander verbunden. Quelle: Die Lokomotive, Heft 2, 1913, Seite 38.

Auch der Zeichner unseres Titelbildes ( siehe Kopf von Teil 1 ) hatte schon an parallele Kessel gedacht, allerdings übereinanderliegende gewählt. Bei denen ergibt sich allerdings ein Problem mit der Dampfableitung. Die Dampfblasen müssen ungehindert im Wasser aufsteigen können. Einige vertikale Rohrverbindungen reichen da nicht aus. An horizontalen Decken- Flächen würde sich der Dampf sammeln. Die durch eine große Dampfansammlung hindurch gehenden Rauchrohre können durch Überhitzung Schaden nehmen. Ganz unter dem Wasserstand liegende Kessel müssen um mindestens 10 Grad geneigt eingebaut werden.

Etwas unkritischer lassen sich Kessel gestalten und anschließen, die nicht mit Wasser sondern mit Dampf gefüllt sind. Dazu rechnen auch die lange Zeit in Österreich und Sachsen üblichen dicken Dampfsammelrohre zwischen großen Dampfdomen. So konnte man entweder eine Dampfreserve vorhalten, was bei Personenzugloks und Rangier- Güterzugloks interessant war. Oder man konnte den Wasserstand im Kessel anheben und etwas mehr Rohre unterbringen.

Bei der sächsischen Reihe X1 H, ( siehe "Die Lokomotive", Heft 8, Seiten 176 und 183 ) ist dieser Dampfsammler mit 660mm Durchmesser und 4856mm Länge besonders auffällig ( Bild 4 ). Dort sieht man auch deutlich, welchen Aufwand man treiben muss, um diesen Parallelkessel über zwei etwa 250mm hohe Stutzen mit dem Hauptkessel zu verbinden. Da gibt es einige Stellen, wo das Nieten fast unmöglich ist. Weil bei fast allen Vorschlägen zwischen parallelen Kesseln solche Stutzen erforderlich sind, bleibt dem Abstand entsprechend ein beträchtlicher Teil des Profil- Querschnitts ungenutzt.
                      

Dampf- und Wasserdruck sind schuld daran, dass der Konstrukteur bei der Formgebung der Kessel so eingeengt ist. Es kann von Vorteil sein, wenn Wasser und Verbrennungsgase ihre Wege tauschen: Wenn man das Wasser durch senkrechte Rohre schickt, die von den Rauchgasen umströmt werden, muss die Kesselwand nur den in der Rauchkammer durch Abdampfdüse und Ejektor erzeugten Unterdruck zur Feueranfachung aushalten. So sind auch kompliziertere Formen ohne Zuganker realisierbar. Damit allerdings nicht ein großer Teil der Hitze der Rauchgase am Zylindermantel an den Fahrtwind verloren geht, sollte dieser aus dicht an dicht verlegten Wasserrohren bestehen, in der Art, wie die Brotan- Wasserrohr- Feuerbüchse konstruiert ist.

In dieser Entwicklungsrichtung gab es nur einen zaghaften und mit vielen Fragezeichen versehenen Vorschlag, der uns jedoch spontan gut gefallen hat, weil in ihm die verschiedenen Prinzipien geschickt kombiniert sind ( Bild 6 ). Oben ist wieder der normale 1,5m- Kessel, hier jedoch ohne Überhitzerrohre. Diese wurden in den darunter direkt anschließenden, vom Wasserrohrmantel umschlossenen Kessel verschoben.Dort können sie dicht an dicht montiert sein, während sonst der Abstand ja von den Rauchrohren und der dazwischen erforderlichen Wasserbreite bestimmt ist. Der Überhitzerkessel besteht also aus einem einzigen Rauchrohr für alle Dampfrohr- Schlangen. Der erste Meter, vom Stehkessel aus gerechnet, ist freigehalten und dient als Brennkammer. Falls die Überhitzer- Umkehrrohre zu heiß werden, müssten noch einige senkrechte Wasserrohre davor angeordnet werden. Wenn man Bild 6 mit Bild 1, rechte Hälfte, vergleicht, stellt man fest, dass erst etwa 60% eines optimalen Kessels erreicht sind.

Nach Kesseln neben- und übereinander wollen wir die dritte Richtung nicht vergessen: Die Anordnung von zwei Kesseln hintereinander. Nachdem beschlossen wurde, die Loklänge ohne Wassertender zu rechnen, wäre das theoretisch kein Problem.

Bei fast allen Vorschlägen dieser Art liegt der Stehkessel in der Mitte zwischen zwei gleichen Kesseln. Die gehören, genau genommen, nicht zu unserem heutigen Thema, weil der eine Kessel nicht durch die 3m- Räder eingeengt ist. Die anderen leiten einen Teil der Verbrennungsgase am hinteren Langkessel vorbei nach vorne. ( Bild 5 )

Über jeden dieser Entwürfe könnte man einen ganzen Artikel schreiben. Da uns dazu die Zeit, und in unserer Zeitschrift der Platz fehlt, haben wir uns dazu durchgerungen, hier nur eine einzige Prinzipskizze als Beispiel zu bringen ( Bild 7 ). Wir überlassen es der Phantasie unserer Leser, von dieser übertriebenen Anwendung gestaffelter Kessel und Brennkammern nach Belieben vereinfachte Versionen abzuleiten und deren Vor- und Nachteile zu bewerten.

Nur soviel zum Verständnis der Skizze: Vor dem hinteren Kessel befindet sich eine Rauchkammer mit seitlicher Tür. Von dort geht zwischen den oberen Kesseln ein Rauchkanal nach vorne. Der zum Verteilen der Verbrennungsgase dienende Raum ist wie ein Stehkessel mit Ankern und Stehbolzen gebaut. Wie im zweiten Schnitt angedeutet, ist darüber der Dampfsammlet für die vorderen Kessel untergebracht.

Wie oben erklärt, dürfen ganz mit Wasser gefüllte Kessel keine horizontalen Decken haben. Der vordere, untere Kessel ist zwecks Dampfblasen- Ableitung zum Sammler ansteigend eingebaut. Das lange Rohr unter dem hinteren Kessel ist gemauert und isoliert, könnte aber auch von umgepumptem Niederdruck- Wasser durchströmt werden und so als Vorwärmer nützlich sein.

Fortsetzung Teil 6