Zweihundert Kilometer pro Stunde nach Fahrplan

Teil 5 : Langkessel über Drei- Meter- Rädern

Teil 5.1 : Gewichtsverteilung
Teil 5.2 : Ausnutzung des Profilquerschnitts

Wir hatten im letzten Heft berichtet, dass im Arbeitskreis "200km/St. nach Fahrplan" während dieser Wochen eine große Anzahl von Entwürfen zur Bewertung reihum von Mitglied zu Mitglied weitergegeben wird. Wir hatten angekündigt, dass wir die Zeit nutzen und einige interessante Konzepte herauspicken wollen.

Nachdem wir im letzten Heft Vorschläge gebracht haben, bei denen sich der Antrieb und seine riesigen 3m- Räder hinten unter dem Kohlenkasten befinden, wollen wir diese nun wieder an ihren üblichen Platz vor die Feuerbüchse verlegen. Wie kann dort der bis zum Profilquerschnitt verbleibende Raum einigermaßen leidlich für den Langkessel genutzt werden?

Zuvor jedoch die Begründung, warum man diese Lage überhaupt anstrebt. Man könnte es sich doch einfacher machen, und eine Drehgestell- Lokomotive planen, bei der ein Kessel hinter dem Antriebsdrehgestell optimal dimensioniert werden könnte. Es geht ums Gesamtgewicht und die Lastverteilung. Die Antriebsräder sollen optimal belastet werden, nämlich so, dass knapp die zulässige Achslast erreicht wird. In der Nähe des Schwerpunktes ergibt sich das von selbst. Überschüssiges Gewicht wird auf Laufradsätze davor und dahinter abgeleitet. So wurden daher fast alle Schnellzugsloks bisher gestaltet.

Wegen des hohen Eigengewichtes der 3m- Räder muss hier ein größerer Teil des Kesselgewichtes über den Rahmen verteilt werden. Wenn man jedoch verlangt, dass der Kesselbereich frei von einengenden Riesenrädern bleiben soll, müsste sein GANZES Gewicht durch einen viel massiveren Rahmen auf Drehgestelle verteilt werden.

Bei Hochleistungsloks ist der Langkessel das schwerste Bauteil. Das Gewicht der Lokomotive wird am niedrigsten, wenn es gelingt, den Gesamtschwerpunkt nicht weit vom Kesselschwerpunkt zu halten. Wenn die Last des Kessels über Pendelbleche direkt in die Nähe der Achslager abgeleitet wird, braucht der Rahmen nur noch so steif zu sein, wie es für ein sicheres Funktionieren von Antrieb und Fahrwerk erforderlich ist. Wenn aber Gewicht gespart werden kann, wirkt sich das gleich mehrfach auf die Zugleistung aus.

Der Kessel ist so schwer, weil der gesamte umbaute Querschnitt, abgesehen vom Dampfraum im oberen Viertel der Kesselhöhe und abgesehen vom Innen- Querschnitt der Heiz- und Rauchrohre, aus Stahl und Wasser besteht. In den letzten Jahren hat man durch Feinarbeit in der Dimensionierung immer mehr Heizfläche pro Wasser- Volumen unterzubringen gelernt. Da ist jetzt wohl nichts mehr herauszuholen. Aus Gewichtsgründen wird man vielleicht sogar die Rohr- Heizfläche wieder etwas reduzieren.

Auch wenn der größte Teil des Kesselgewichtes durch die erforderliche Heizfläche vorgegeben ist, darf man den Beitrag des Kesselmantels nicht unterschätzen. Die Wandstärke hängt vom Kesseldruck ab, bei unregelmäßigen Formen aber auch von der konstruktiven Gestaltung. Der Mantel hat in der Regel Zylinderform, wobei lange, dünne schwerer als kurze, dicke Kessel gleichen Volumens sind. Alle vom Kreisquerschnitt abweichenden Flächen müssen durch zusätzliche Elemente, z.B. Zuganker, gegen Herausbeulen befestigt werden. Zur Brennkammer und Rauchkammer hin, an den Rohrwänden also, wird diese Aufgabe weitgehend durch die Rohre erfüllt.

Bei komplizierteren Kesselformen kann der Mantel und seine Stabilisierung einen erheblichen Gewichtszuwachs bewirken. Das darf bei den im Folgenden diskutierten Kessel- Anordnungen nicht aus den Augen verloren werden.

Fortsetzung Teil 5.2