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DIE

EISENBAHN-TECHNIK

DEB GEGENWART.

UNTER MITWIRKUNG VON

BATHMANN, Berlin; BERNDT, darmstadt; von BEYE!R, rosen; BLUM, Berlin; BORCHART, Berlin; von BORRIES, Hannover; BRÜCKMANN, chemnitz; CLAUSNITZER, elberfeld; EBERT, München; FRÄNKEL, Berlin; GARBE, Berlin; GIESECKE, Hamburg; GÖLSDORF. wien; GRIMKE, ratibor; GROESCHEL, Nürnberg; GROSSMANN, Wien; HALFMANN, essen; HIMBECK, Berlin; JÄGER, München; KOHLHARDT, Berlin; LAISTNER, Stuttgart; LEHNERS, cassel; LEISSNER, Berlin; LEITZMANN, Erfurt; von LITTROW, villach; MÜLLER, trier; NITSCHMANN, Berlin; PATTE, harburg; PAUL, lippstadt; REIMHERR, altena; SCHOLKMANN, Berlin; SCHRÄDER, Berlin; SCHUBERT, sorau; SCHUMACHER, Potsdam; SOMMERGUTH, Potsdam; TROSKĘ, HANNOVER; WAGNER, BRESLAU; WALZEL, villach; WEHRENFENNIG, wien; WEISS,

München; ZEHME, Nürnberg.

HEEAUSGEGEBEN VON

BLUM

GEHEIMER BAURATH, BERLIN.

von BORRIES

REGIERUNGS- UND BAURATH, HANNOVER.

BARKHAUSEN

PROFESSOR AN DER TECHNISCHEN HOCHSCHULE HANNOVER.

ERSTER BAND

DAS EISENBAHN-MASCHINENWESEN.

MIT ZAHLREICHEN ABBILDUNGEN IM TEXT UND LITHO GRAPHIRTEN TAFELN.

WIESBADEN

C. W. KREIDEL’s VERLAG

DAS

EISENBAHN-MASCHINENWESEN

DER GEGENWART.

HERAUSGEGEBEN VON

BLUM

GEHEIMER BAURATH, BERLIN.

von BORRIES

REGIERUNGS- UND BAURATH, HANNOVER.

BARKHAUSEN

PROFESSOR AN DER TECHNISCHEN HOCHSCHULE HANNOVER.

ERSTER ABSCHNITT

DIE EISENBAHN-BETRIEBSMITTEL.

ERSTER THEIL

DIE LOKOMOTIVEN.

BEARBEITET VON

von BORRIES, Hannover; BRÜCKMANN, Chemnitz; GIESECKE, Hamburg; GÖLSDORF, wien; HALFMANN, essen; LEITZMANN, Erfurt; REIMHERR, altena;

WEHRENFENNIG, wien.

MIT 482 ABBILDUNGEN IM TEXT UND 8 LITHOGRAPHIRTEN TAFELN.

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WIESBADEN

REICHS EISENBAHN

C. W. KREIDEL’s VERLAG 1897.

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ALLE RECHTE VORBEHALTEN.

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Vorwort,

Das vorliegende Werk bezweckt die möglichst umfassende, aber ebenso knappe und daher leicht zu überblickende Darstellung der Entwickelungsstufe, welche das Eisenbahnwesen jetzt erreicht hat in der Theilung nach Eisenbahn-Maschinenwesen, Eisenbahn-B au, Eisenbahn-Betrieb, Eisenbahn-Unterhaltung.

Die Unterzeichneten Herausgeber haben trotz des Vorhandenseins einer nicht geringen Zahl grofser, das Eisenbahnwesen betreffenden Werke geglaubt, durch dieses Unternehmen einer zeitgemäßen Forderung entgegenzukommen, indem sie zu Gunsten einer möglichst eingehenden Behandlung des jetzt Mafsgebenden, die geschichtliche Entwickelung, die überwundenen Entwickelungsstufen und alles, was mit dem Eisenbahnwesen nur in losem Zusammenhänge steht, daher alle Hiilfs-wissenschaften ausgeschlossen haben. Sie haben geglaubt, dafs es den Eisenbahntechnikern willkommen sein müsse, wenn das heute Erreichte knapp gefafst, aber vollständig und aus möglichst weiten Gebieten dargestellt werde, losgelöst von allem, was dem Eisenbahnwesen mit andern Zweigen der Technik gemeinsam ist, so dafs die Antwort auf im Eisenbahnbetriebe auftauchende Fragen rasch und sicher im Sinne der neuesten Erfahrung gefunden werden kann.

Damit ist nicht ausgesprochen, dafs das vorliegende Werk eine nackte Aufzählung heute mafsgebender Einzellösungen enthalten soll, es ist vielmehr darauf gehalten, dafs der wichtige Einflufs der früher durchlaufenen Entwicke lungsstufen in allen P u n k t en zum Ausdrucke und zur Geltung g e 1 a n g t, doch sind diese Entwickelungsstufen selbst zu Gunsten vollständiger Behandlung der Gegenwart nur soweit behandelt, wie es zur Würdigung des heute Geltenden unvermeidlich war. Bezüglich aller älteren Wissenschaften und Fächer hat sich in der Litteratur eine strenge Scheidung der geschichtlichen Behandlung von der Erörterung der augenblicklichen und zukünftigen Entwickelung längst vollzogen. Das Alter der Technik in dem heute mafsgebenden Sinne des Wortes ist jedoch noch s o g e r i n g, dafs bisher eine solche Scheidung noch nicht nöthig, ja in vielen Dingen nicht einmal möglich schien, weil das gleich anfangs Erreichte bis in die neueste Entwickelungsstufe mafsgebend blieb; wir nennen in dieser Beziehung als Beispiel die Verbundlokomotive.

Den Unterzeichneten scheint jedoch der Zeitpunkt gekommen, in dem sich diese Trennung- auf dem Gebiete der besondern Technik des Eisenbahnwesens vollziehen nnffs, da der Umfang- des zu bewältigenden Stoffes heute zu grofs geworden ist, um noch jedem Einzelnen die Beherrschung der ganzen Entwickelung als Grundlage des Urtheiles zugänglich erscheinen zu lassen ; es kommt jetzt darauf an, das heute Mafsgebende als das nutzbare Ergebnis der Vorstufen für sich darzustellen.

Um das Vorgeführte möglichst gleichmäfsig und leicht zugänglich zu halten, sind verwickelte theoretische Untersuchungen vermieden, und nur deren Ergebnisse oder die nothwendigste theoretische Begründung in einfachster Form mitgetheilt. Im Ganzen ist auf die Ergebnisse von Beobachtungen und Versuchen mehr Werth gelegt, als auf selbstständige Theorien, zumal in verwickelten Fragen, die wegen Unsicherheit der Grundlagen der reinen Theorie schwer zugänglich sind.

In den letzten Jahren ist eine stark wachsende gegenseitige Einflufsnahme der Eisenbahntechnik der verschiedenen Culturländer zu bemerken, welche an vielen Stellen neue Gesichtspunkte eröffnet hat. Es erschien daher nothwendig, die Eisenbahntechnik des Auslandes eingehend zu berücksichtigen. Dabei haben aber die im Gebiete des Vereins deutscher Eisenbahnverwaltungen mafsgebenden Verhältnisse in erster Linie Rücksicht gefunden und die Grundlage der Betrachtungen gebildet. Die Unterzeichneten hoffen, auf diese Weise nicht allein den vaterländischen Technikern ein brauchbares Mittel zur Erkennung der neuesten Errungenschaften des eigenen Gebietes zu bieten, sondern auch die so fruchtbringende Verbindung und Vergleichung mit dem Auslande inniger zu gestalten.

Das sind die allgemeinen Gesichtspunkte, von denen ausgehend die Unterzeichneten ihr nicht müheloses Werk mit der bereitwilligen Hülfe einer grofsen Zahl von Fachgenossen unternommen haben; sie hoffen damit das Richtige getroffen zu haben.

Ein Lehrbuch der praktischen Geometrie wird der Leser bei den Vorarbeiten nicht finden, diese sind nur soweit behandelt, wie es die Besonderheiten des Eisenbahnwesens bedingen. Ebenso ist das Verhältnis des Erd-, Tunel- und Brückenbaues zum Eisenbahn-Unterbau, der Hochbau- und der Baukonstruktionslehre zu den Eisenbahnhochbauten aufgefafst. Bei der theoretischen Behandlung z. B. der Lokomotiv-Steuerungen, des Oberbaues u. s. w. sind die Ergebnisse der besten Arbeiten auf diesen Gebieten angeführt, und soweit erörtert, dafą die Ausgangspunkte und die Schliffsfolgerung erkennbar bleiben.

In der äufsern Haltung sind die Herausgeber bemüht gewesen, Kürze mit Deutlichkeit zu verbinden, unnöthige Fremdworte zu vermeiden und die Begriffsbezeichnungen möglichst schlagend und einheitlich zu fassen. Einige hieraus hervorgegangene Bezeichnungsweisen, welche vielleicht nicht allen Lesern ganz geläufig sind, werden unten besonders zusammengesteilt.

Die Unterzeichneten hoffen, der Leser wird den Eindruck gewinnen, dafs diese gründliche Abklärung der Begriffe in deutscher Fassung keine Härten, wohl aber eine schärfere Verständlichkeit zur Folge habe.

Dem Verleger gebührt die ausdrückliche Anerkennung des Verdienstes, dafs er zur Lösung der schwierigen Aufgabe kein Mittel gescheut hat, dafs er namentlich von der Herstellung einer sehr grofsen Zahl von Zeichnungen nach den oft schwierig zu verarbeitenden Werkvorlagen und zwar fast durchweg in der Gestalt von Textabbildungen nicht zurückgeschreckt ist, und dafs er den Herausgebern in der Erfüllung dieser für die Benutzbarkeit des Werkes so wichtigen Forderung entgegenkam.

Ihm, wie allen Mitarbeitern, von denen sich viele in die zum Vortheile des Ganzen dienenden, oft einschneidenden Kürzungen seitens der Herausgeber, in liebenswürdigster Weise gefunden haben, sprechen die Unterzeichneten an dieser Stelle ihren Dank für die bewiesene Opferwilligkeit aus.

Sollten die dargelegten Gesichtspunkte und Bestrebungen die Billigung der Fachgenossen finden, so besteht die Absicht, das Werk durch sachgemäfse Ergänzungen in dem betonten Sinne auf dem Laufenden zu erhalten.

Blum.

von Borries.

Barkhausen.

Verzeichnis der Herausgeber und Mitarbeiter.

*) B a r k h a u s e n, Professor in Hannover.

Bathmann, Regierungs- und Baurath in Berlin.

Bern dt, Professor in Darmstadt.

von Beyer, Eisenbahn-, Bau- und Betriebsinspektor z. D. in Posen. *) B1 u m, Geheimer Baurath in Berlin.

Bor chart, Eisenbahn-Bauinspektor in Berlin.

*) von B o r r i e s, Regierungs- und Baurath in Hannover.

Brück mann, Ingenieur in Chemnitz.

Clausnitzer, Regieruugs- und Baurath in Elberfeld.

Ebert, Bezirksingenieur in München.

Frankel, Regierungsbaumeister in Berlin.

Garbe, Eisenbahndirektor in Berlin.

G i e s e c k e, Fabrikinspektor in Hamburg.

G ö 1 s d o r f, Oberingenieur in Wien.

G r i m k e, Eisenbahn-Bauinspektor in Ratibor.

Groeschel Dr., Abtheilungs-Ingenieur in Nürnberg.

Grolsmann, Ober-Ingenieur in Wien.

Halfmann, Regierungsbaumeister in Essen.

Himbeck, Regierungsbaumeister in Saarbrücken.

Jäger, Generaldirektions-Rath in München.

Kohlhardt, Regierungsbaumeister in Berlin.

Laistner, Eisenbalm-Bauinspektor in Stuttgart.

Lehners, Regierungsbaumeister in Cassel.

L e i I s n e r, Eisenbahn-Bauinspektor in Berlin.

Leitzmann, Eisenbahn-Bauinspektor in Erfurt, von Littrow, Oberingenieur in Villach.

Müller, Baurath in Trier.

Nitsch mann, Regierungs- und Baurath in Berlin.

Patte, Eisenbahn-Bauinspektor in Harburg.

Paul, Regierungs- und Baurath z. D. in Lippstadt.

Reimherr, Regierungsbaumeister a. D. in Altena.

Sch olkmann, Eisenbahn-, Bau- und Betriebs-Inspektor in Berlin. Schräder, Regierungsbaumeister in Berlin.

Schubert, Eisenbahn-Direktor in Sorau.

Schumacher, Eisenbahndirektor in Potsdam.

Sommerguth, Regierungsbaumeister in Potsdam.

Troskę, Professor in Hannover.

Wagner, Eisenbandirektor in Breslau.

Walzel, Ober-Ingenieur in Villach.

Wehrenfennig, Maschinen-Inspektor in Wien.

Weifs, Maschinen-Ingenieur in München.

Z e h m e , Oberingenieur in Nürnberg.

*) Herausgeber.

Inhaltsverzeichnis*),

Seite

A. Betriebsmittel.....................

I. Lokomotiven....................

a)    Eintheilung und allgemeine Anordnung der Lokomotiven für Haupt-

und Nebenbahnen. A. v. Borries...........

1.    Eintheilung.................

2.    Personenzug- und Schnellzug-Lokomotiven für Hauptbahnen. 2

3.    Güterzug-Lokomotiven für Hauptbahnen.......9

4.    Tender-Lokomotiven für Hauptbahnen

5.    Tender-Lokomotiven für Nebenbahnen

b)    Leistungsfähigkeit und Berechnung der Lokomotiven. A. v. Borries. 44

1.    Bewegungswiderstände..............

2.    Leistungsfähigkeit der Lokomotiven.........

3.    Zugkraft aus der Triebachslast..........

4.    Berechnung der Hauptabmessungen.........

5.    Beispiele für die Berechnung von Lokomotiven.....

6.    Wasser- und Heizstoff-Verbrauch..........

c)    Bewegung der Lokomotiven in geraden Strecken und Krümmungen.

A. v. Borries..................

1.    Lauf in geraden Strecken...........

10. Schlufsbemerkung..............

d)    Kessel und Zubehör. E. Wehrenfennig........

1.    Die Arbeitsleistung der Kessel..........

2.    Bauart der Lokomotivkessel...........

3.    Bauart der Einzeltheile............

4.    Rauchkammer, Blasrohr, Lenkplatten, Funkenfänger, Schornstein, Einrichtungen zur Rauchverzehrung......

5.    Beschaffenheit des Baustoffes der Kessel......

e)    Laufwerk. K. Gölsdorf..............

1.    Räder und Achsen..............

2.    Rahmen und Rahmengestelle..........

3.    Achslager und Führungen...........

4.    Tragfedern und Ausgleichhebel, Bauart der Federn

5.    Bewegliche Laufachsen............

6.    Zweiachsige Drehgestelle............

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44

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135

139

139

151

158

. 162

168

174

*) Ein buchstäblich geordnetes Inhaltsverzeichnis wird mit jedem vollen Bande ausgegeben.

f) Triebwerk. Leitzmann und Ä. v. Borries .    .    .

1.    Wirkungsweise der Schwingensteuerungen .    .    .

2.    Entwurf neuer Lokomotivsteuerungen ....

3.    Anordnung der verschiedenen Steuerungen

4.    Ausführung der einzelnen Steuerungsthcile.

5.    Die Kraftübertragung..........

6.    Verschiedene Anordnungen des Triebwerkes .

7.    Ausführung der Triebwerkstheile......

8.    Berechnung und Anbringung der Gegengewichte in den Triebrädern

Seite

183

183

210

.    . 213

. 223

. 233

235

g)    Verbund-Lokomotiven. E. Brückmann.

1.    Geschichte der Verbund-Lokomotiven

2.    Ueber die Ursache und Gröfse der Dampfersparnisse bei Anwendung der Verbundwirkung...........

3.    Theorie und Berechnung.............

4.    Beispiel für die Berechnung der Hauptabmessungen einer

Verbund-Lokomotive..............

5.    Ausführung der Verbund-Lokomotiven ........

6.    Anfahrvorrichtungen..............

7.    Verbund-Lokomotiven mit zwei Triebgcstellen.....

8.    Schlufswort..........

h)    Ausrüstung der Lokomotiven. K. Gölsdorf.

1.    Kesselbekleidung........

2.    Führerstände..........

3.    Regler............

4.    Ausblashähne, Sicherheits-Ventile und Lufteinlafs-Ventile an den Dampfcylindern ....

5.    Strahlpumpen und Zubehörteile

6.    Kesselausrüstung.....

7.    Schmiervorrichtungen für Kolben, Schieber und Räder .    .310

8.    Läutewerke ....

9.    Sandstreu-Vorrichtungen 10. Bremsen an Lokomotiven

i)    Tender. A. Half mann.

1.    Bauart der Tender .    .

2.    Beschreibung einzelner Tender, deren Bauart und Ausrüstung 324

3.    Ausführung der Einzeltheile..........

4.    Betrieb der Tender............

k)    Lokomotiven für Zahnstangenbahnen. A. v. Bor ries. .

1.    Einteilung und allgemeine Anordnung......

2.    Zahnstangen und Zahnräder..........

3.    Beschreibung ausgeführter Zahnrad-Lokomotiven .    .    .

l)    Lokomotiven und Dampfwagen für Strafsenbahncn, Kleinbahnen

und Förderbahnen.................

. 235

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.    . 339

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341

.    . 342

1.    Lokomotiven für Strafsenbahnen. F.    i es ecke.....

2.    Dampfwagen für Strafsenbahnen. F.    iesecke.....

3.    Lokomotiven für Kleinbahnen und Förderbahnen. F. Reimherr und A. v. Borries.............

50 CO CO

05 05

Abkürzungen,

V. d. E. V. = Verein deutscher Eisenbahn-Verwaltungen.

T. V. = Technische Vereinbarungen des V. d. E. V. über den Bau und die Betriebseinrichtungen der Haupt-Eisenbahnen.

T. E. = Technische Einheit im internationalen Eisenbahn-Verkehre.

Grz. f. N. = Grundzüge für den Bau und die Betriebseinrichtungen der Lokaleisenbahnen.

Nrm. = Normen für den Bau und die Ausrüstung der Haupteisenbahnen Deutschlands. Bt. 0. = Betriebsordnung für die Haupteisenbahnen Deutschlands.

Sg. 0. =• Signalordnung für die Eisenbahnen Deutschlands.

Bhn. 0. = Bahnordnung für die Nebeneisenbahnen Deutschlands.

Bhn. P. 0. = Bahn-Polizei-Ordnung.

S. 0. = Schienen-Oberkante.

S. U. = Schienen-Unterkante.

Organ = Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens.

Centr. d. B. = Centralblatt der Bauverwaltung.

Z. f. B. = Zeitschrift für Bauwesen.

Z. V. D. I. = Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure.

D. Bztng. == Deutsche Bauzeitung.

Glaser = Glaser-Annalen für Gewerbe und Bauwesen.

Revue d. ch. d. f. = Revue générale des chemins de fer.

Rölls Encycl. — Encyclopädie des gesummten Eisenbahnwesens, von Dr. V. Roll. Handb. d. Ing. = Handbuch der Ingenieurwissenschaften.

Handb. f. sp. E. = Handbuch für specielle Eisenbahntechnik von Heusinger von W a 1 d e g g.

Haar mann Eisenb. Gl. = Das Eisenbahngleis, Geschichtlicher Theil, von Haarmann.

Lueger, Lex. = Lexikon der gesammten Technik voo 0. Lueger.

Druckfehlerberichtigungen,

Band I, S. 47, Gl. 4) und 5) im letzten Gliede mufs im Zähler 650 statt 0,65 stehen.

S. 53, 54 zu Zusammenstellung IX.    Der § 108 der neuen T. V. enthält

höhere Wertlie.

„ S. 62, Zeile 4 von oben, statt Band I, 2 A IV c, mufs stehen Band III, 1 A d. 3.

„ S. 51, Spalte 4 mufs heifsen j

statt

0,30

0,34

0,32

0,36

Bezeichnungen.

„Feuerrohre“, „Heizrohre“: Rohre mit Wasser aufsen.

„Siederohre“ : Rohre mit Wasser innen.

„Achsstand“ : Achsmittenabstand.

„Radstand“: Abstand der Räder einer Achse.

„Schraubenfeder“: Nach cy lindrischer Schraubenlinie gewundene Rundfeder. „Wickelfeder“: Kegelförmig gewundene Plattfeder.

„Zahnstangen-Bahn“ und „Zahnradlokomotive“ sind aus einander gehalten. „Unterlagplatte“ : zwischen Schiene und Schwelle gelegte Platte.

„Heizstoff“ ist des Zweckes wegen statt Brennstoff gesetzt.

„Endbühne“, „Bühne“ steht statt Plattform.

„Bordloser Wagen“ ist statt Plattform-Wagen gesetzt.

„Schwinge“ steht statt Coulisse.

„Speicher“ (Elektrizitäts-) ist für Accumulator,

„Zelle“ für Element,

„Antrieb“ für Motor,

„Trieb“-Wagen, -Gestell für Motor-Wagen, -Gestell,

„Reihen“-Schaltung für Serien-Sehaltung eingeführt.

Abschnitt A. Betriebsmittel.

I. Lokomotiven.

a) Eintheilung und allgemeine Anordnung der Lokomotiven für Haupt- und Nebenbahnen.

Bearbeitet von v. Borries.

L Eintheilung,

Die Eintheilung und Benennung der Lokomotiven erfolgt allgemein nach Mafsgabe des Betriebszweckes jeder einzelnen Gattung. Man unterscheidet daher Lokomotiven für Schnellzüge, Personenzüge, gemischte Züge, Güterzüge und für den Verschiebdienst der Hauptbahnen; für Personenzüge, gemischte Züge und Güterzüge der Nebenbahnen; für Zahnstangenbahnen; für Kleinbahnen, Strafsenbahnen und Förderbahnen.

Die weitere Unterscheidung wird durch die äufseren Verschiedenheiten der Bauart gegeben und zwar hauptsächlich durch die Gesammtanzalil der Achsen und die Anzahl der gekuppelten Achsen. Als einfachste Bezeichnung einer hiernach benannten Lokomotive pflegt man die Anzahl der gekuppelten Achsen in den Zähler, deren Gesammtanzalil in den Nenner eines Bruches zu setzen, sodafs z. B. „³/₅ gekuppelt“ eine Lokomotive mit fünf Achsen bezeichnet, von welchen drei gekuppelt sind.

Geringere äufsere Verschiedenheiten werden durch die Stellung und Anordnung der Achsen, die Lage der Dampfcylinder — innen oder aufsen — und die Lage der Hauptrabmen — innerhalb oder aufserhalb der Bäder — gegeben. Diese geringeren Verschiedenheiten gelangen bei der Benennung einer Lokomotive in der Regel nicht zum Ausdrucke.

Die innere Hauptverschiedenheit besteht in der Art der Dampfwirkung, welche mit einfacher oder zweistufiger Dampfdehnung geschehen kann ¹). Man unterscheidet hiernach in der Annahme, dafs bei einfacher Dehnung stets zwei Dampfcylinder vorhanden seien, „Zwillings-Lokomotiven“ und „Verbund-Lokomotiven“.

Die vollständige Benennung einer bestimmten Bauart wird aus den drei Hauptmerkmalen zusammengestellt, so dafs es z. B. heifst: „²/₄ gekuppelte Verbund-Schnell-zug-Lokomotive“ oder: „⁴/₅ gekuppelte Zwillings-Gtiterzug-Lokomotive“. Die Bezeichnung der Dampfwirkung wird bei Zwillings-Lokomotiven meistens fortgelassen, bei Verbund-Lokomotiven, als der neuern Bauart, aber stets angegeben.

Für die einzelnen Lokomotiv-Gattungen haben sich aus der grofsen Anzahl älterer Anordnungen bestimmte Bauarten entwickelt, welche in der ganzen Welt für gleiche oder ähnliche Betriebszwecke dienen und sich vorwiegend nur in den Malsverhältnissen und der Ausführung der Einzeltheile unterscheiden. Die Eigenschaften dieser einzelnen Bauarten bezüglich der Sicherheit und Ruhe des Ganges in geraden und gekrümmten Bahnstrecken, sowie bezüglich der Einwirkung auf die Gleise werden im Abschnitte „Bewegung in geraden Strecken und Krümmungen“ eingehend erörtert.

In den folgenden Zusammenstellungen II, III, IV und V (Seite 8, 24 u. 40) sind in Spalte 3 bis 22 die Haupt-Abmessungen einer Anzahl von zur Zeit im Betriebe befindlichen Lokomotiven der Hauptgattungen angegeben, welche als Muster ihrer Art betrachtet werden können. Die Spalten 23—28 enthalten gewisse, für die Leistungsfähigkeit und die Güte der Bauart mafsgebende Verhältniszahlen. Für die Berechnung der dauernd zu leistenden gröfsten Zugkraft am Umfange der Triebräder (Spalte 25 der Zusammenstellungen ist der mittlere nutzbare Druck auf die Dampfkolben (bei Verbund-Lokomotiven die Niederdruckkolben), in Theilen des Kesselüberdruckes (Spalte 13 der Zusammenstellungen) nach Zusammenstellung I angenommen worden:

Zusammenstellung I.

Zwillings-

Wirkung

Verbund-Wirkung, Querschnitts-Verhältnis der Dampfkolben 1: 2 bis 2,2 ! 1 : 2,4 bis 2,5 1: 2,4 bis 3

0,50

0,33

Personen- und Schnellzug-Lokomotiven Güterzug- und sonstige Lokomotiven .

Die Angaben in Spalte 2 der Zusammenstellungen II bis V bezeichnen die Stelle der Darstellung der betreffenden Lokomotiven. Einzelne der Lokomotiven sind in gröfserm Mafsstabe abgebildet, um die in den einzelnen Ländern übliche Anordnung und Gestaltung der Einzeltheile zu zeigen.

0,60

o o"

0,385

2. Personenzug- und Schnellzug-Lokomotiven für Hauptbahnen,

Auf den meisten Hauptbahnstrecken, wo nicht besondere Verhältnisse zur Anwendung besonderer Lokomotivgattungen nöthigen, dienen für die Beförderung der Personenzüge und der Schnellzüge dieselben Lokomotiven und zwar pflegen in Folge der stetig- steig-enden Ansprüche des Schnellzug-verkehres an die Fahrgeschwindigkeit und die Zugbelastung die neueren und stärkeren Lokomotiven finden Schnellzugdienst, ’ die älteren, weniger leistungsfähigen für den Personenzugdienst verwendet zu werden.

Während auf den meisten europäischen Bahnen etwa bis zum Jahre 1880 die ²/₃ gekuppelte Lokomotive für den ganzen Personenverkehr diente, ist man im Laufe des Jahrzehntes 1880—1890 mehr und mehr zu der ²/₄ gekuppelten Lokomotive übergegangen, da das durch die geforderte Leistungsfähigkeit bedingte Gesammtgewickt für drei Achsen vielfach zu g-rofs wurde und man bei vergröfserter Fahrgeschwindigkeit einen ruhigeren Gang und geringere Beanspruchung der Gleise erreichen wollte. Die ²/₄ gekuppelte Lokomotive ist die für die heutigen Bedürfnisse des Personenverkehrs in der Regel am besten geeignete Gattung. Die grofse Mehrzahl dieser Lokomotiven hat vorne unter der Rauchkammer ein zweiachsiges Drehgestell nach amerikanischem Muster; die Triebachse liegt vor, die Kuppelachse hinter oder unter dem Feuerkasten. Einzelne Bahnen verwenden die Anordnung mit mittleren Triebachsen und vorderer und hinterer Laufachse, von welchen wenigstens die vordere beweglich oder in Krümmungen einstellbar gelagert ist. Diese Anordnung giebt indefs, wie im Abschnitte c näher erörtert wird, unter Umständen bei grofser Geschwindigkeit Anlafs zu unruhigem Gange.

Die dreiachsige Lokomotive wird nur dort beibehalten, wo entweder die Ansprüche des Betriebes geringere sind, oder ihre Leistungsfähigkeit durch geeignete Anwendung der Verbund-Wirkung erheblich gesteigert worden ist. Die Laufachse liegt in der Regel vorne. Die für gemischten Dienst früher mehrfach ausgeführte Anordnung mit vorderer Kuppelachse zeigte unruhigen Gang und starke Beanspruchung der Gleise, wird daher nicht mehr gebaut.

Drei und vierachsige Lokomotiven, mit freier Triebachse kommen nur noch in England vor, wo sie Schnellzüge von mäfsiger Belastung mit der ihnen eigenen Sparsamkeit in Brennstoffverbrauch und Unterhaltungskosten befördern.

Lokomotiven mit drei gekuppelten Achsen sind in Amerika vielfach in Gebrauch und zeigen sich besonders auf den westlichen Bahnen mit mäfsigem und geringem Verkehre wegen ihrer Verwendbarkeit für alle Zuggattungen als besonders nützlich. Auch auf dem europäischen Festlande finden dieselben für Strecken mit starken Steigungen mehr und mehr Eingang. Die anfänglich beliebte Anordnung mit einer vor den Cylindern einstellbar gelagerten Achse, in Amerika, „Mogul type“ genannt, wird mehr und mehr durch diejenige mit einem zweiachsigen Drehgestelle „ten-wheel type“, verdrängt, welche einen ruhigem und sicherem Gang ergiebt.

Die s. Z. in Deutschland wegen ihrer Einfachheit zu einem gewissen Rufe gelangte zweiachsige Lokomotive ist wegen geringer Leistungsfähigkeit und unruhigen Ganges bei Fahrgeschwindigkeiten über 60 km/St. von den Hauptbahnen fast überall wieder verschwunden.

Zu der Bauart der in den Zusammenstellungen aufgeführten einzelnen Lokomotiven ist im besondern folgendes zu bemerken:

1) ²/₄ gekuppelte Verbund-Schnellzug-Lokomotive der Preuf si sehen Staatsbahnen (Tafel I, Fig. 1 bis 4), eingeführt im Jahre 1893, hat aufsen-liegende Dampfcylinder, Heusinger-Steuerung, innenliegende Rahmen und Verankerung der Feuerkistendecke mittels Stehbolzen. Die Dampfwirkung kann mittels des Wechsel ventiles Bauart v. Borries zur Zwillingswirkung umgewandelt und die Zugkraft dadurch für kurze Zeit entsprechend gesteigert werden. Die Abbildungen auf Tafel I zeigen die in Deutschland und anderen Ländern des europäischen Festlandes übliche Anordnung und Bauart aller Theile. Die beiden Achsen des Drehgestelles haben gemeinsame Seitenfedern, die Federn der Triebachsen sind durch Seitenhebel verbunden, sodafs die Lokomotive „in vier Punkten“ getragen wird. Die Lokomotive zeichnet sich durch grofse Leistungsfähigkeit und geringen Brennstoffverbrauch aus²). Die Verhältniszahlen Spalte 23—28, Zusammenstellung II (Seite 8) entsprechen den bewährten Durchschnittsziffern. Die Lokomotive wird finden Personenzugdienst auch mit Triebrädern von 1750 mm Durchmesser gebaut.

— 118

qm. =    2,3 qm.

Dampfüberdruck = 12 Atm. Heizfläche Rostfläche

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14 t

14 t

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Fig. 1.

2)    ²/₄ gekuppelte Schnellzug-Lokomotive der Sächsischen Staatsbahn (Textabbildung 1), neuerdings auch mit Verbund-Wirkung gebaut, zeigt dieselbe Anordnung mit geringenn Badstande, kleineren Bädern und geringerer Zugkraft. Das Drehgestell hat vier gesonderte Federn und einen Kugelzapfen mit Wiege, sodafs die Lokomotive in „drei Punkten“ getragen wird.

3)    ²/₄ gekuppelte Verbund-Schnellzug-Lokomotive der Wiirttem-b e r g. S t a a t s b a h n, Bauart Klose (Textabbildung 2). Diese Lokomotive ist nach der erwähnten zweiten Anordnung mit mittleren Triebachsen und vorderer und hinterer Laufachse ausgeführt, welche vor der ersten den Vortheil hat, dafs keine Triebachse unter der Feuerkiste liegt und diese daher tiefer hergestellt werden kann. Die Lokomotive hat drei Dampfcylinder von gleichem Durchmesser, einen innern und zwei äufsere, deren Kolben auf drei unter 120⁰ gegen einander verstellte Kurbeln wirken. Der Dampf kann entweder mit einfacher Dehnung in allen drei Cylindern, oder mit zweifacher Dehnung derart zur Wirkung gebracht werden, dafs der innere Cylinder als Hochdruck-, die beiden äufseren als Niederdruck-cylinder arbeiten, sodafs die Lokomotive, wie die Ziffern Spalte 25 bis 28 der Zusammenstellung II zeigen, für sehr veränderliche Zugkraft geeignet ist. Die beiden Laufachsen werden nach Klose’s Anordnung durch eine Verbindung mit

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Dampfüberdruck =    12 Atm.

Heizfläche Rostfläche

= 148

qm. 2,0‘qin.

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13,6 t

13,8 t

13,8 ¹

131.

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Fig. 2.

dem Tender in Krümmungen nach dem Mittelpunkte eingestellt. Die Steuerung ist die Heusinger’scliOj die Federaufhängung erfolgt in vier Punkten.

4) ²/₄ gekuppelte Schnellzug-Lokomotive der Pfälzischen Eisenbahnen (Textabbildung 3). Diese Lokomotive hat dieselbe Achsenanordnung wie

Dampfüberdruck =    12 Atm.

Heizfläche Rostfläche

= 113

qm.

=    1,8 qm.

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9,73 t

13,89 t

10 t

13,59 t

Fig. 3.

Nr. 3, ist jedoch mit dem Krauf s’schen Drehgestelle versehen, bei welchem die vordere Laufachse durch die seitliche Bewegung der ersten Kuppelachse in Krümmungen eingestellt wird. Dies Gestell bewirkt, wie im Abschnitte c nachgewiesen wird, einen ruhigen Gang. Die Steuerung ist die von Heusinger, mit gerader Kulisse von Krauls; die Federaufhängung erfolgt in vier Punkten.

5)    ²1₁ gekuppelte Schnellzug-Lokomotive der österreichischen

un

Staatsbahnen (Textabbildung 4). Die grofsen Hauptabmessungen zeigen eine gewöhnlich grofse Leistungsfähigkeit, welche hauptsächlich zu schneller Beförderung der schweren Schnellzüge auf den Hauptstrecken dienen soll. Zum Anfahien dient die Vorrichtung von Gölsdorf. Das Drehgestell hat verhältnismäfsig langen

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1006^

12,9 t

14,2 t

14,3 t

Dampfüberdruck =    13 Atm.

Heizfläche Rostfläche

= 138

qm,

=    2,9 qm.

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14,3 t

Fig. 4.

Achsstand und trägt einen grofsen Antheil des Gesammtgewichtes, da eine Triebachsbelastung von 14,5 t nicht überschritten werden durfte. Der Rost ist für Kohle von mäfsiger Heizkraft verhältnismäfsig grofs ausgeführt; der Kessel hat zwei grofse Dampfdome mit Verbindungsrohr nach französischem Muster. Die Steuerung ist nach Heusinger, die Federaufhängung mit Unterstützung in vier Punkten ausgeführt. Die Spalten 24—28 der Zusammenstellung II (Seite 8) zeigen gute Durchschnittswerte für Strecken mit häufigen Steigungen.

6)    ²/₄ gekuppelte Schnellzug-Lokomotive der Belgischen Staats-

'/. bahnen (Textabbildung 5). Die Lokomotive zeigt in allen Haupttheilen eigen-

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Dampfiiberdruck =    10 Atm.

Heizfläche Rostfläche

: 112

qm.

=    4,8 qm.

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11,4 t

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11,3 t

15*

11,5 t

artige Bauart, welche vorwiegend von dem ehemaligen Generaldirector Belpaire herrührt. Die Achsenstellung ist wieder dieselbe wie bei Nr. 3 und 4; die vordere Laufachse ist in gekrümmten Führungen beweglich gelagert, was zu den erwähnten Bedenken bezüglich des ruhigen Ganges bei grofser Geschwindigkeit Anlafs giebt. Die Dampfcylinder liegen weit vorne innerhalb der Rahmen und haben Heusinger-Steuerung. Die zweite Achse ist Triebachse und dreimal gelagert. Die Rahmen liegen aulserhalb der Räder, die Tragfedern sind ungewöhnlich lang und tragen die Lokomotive in vier Punkten. Die Feuerkiste ist hinter den Kuppelrädern bis an die Rahmen verbreitert, um die für feine Klarkohle nöthige grofse Rostfläche zu erhalten. Hierdurch ist der Kessel so schwer geworden, dafs die Heizfläche, wie Spalte 24 der Zusammenstellung II zeigt, verhältnismäfsig klein ist.

7)    ²/₄ gekuppelte Schnellzug - Lokomotive der Holländischen

Eisenbahn-Gesellschaft (Textabbildung 6). Diese Lokomotive zeigt die in England übliche Bauart; nur die Decken Verankerung der Feuerkiste durch Stehbolzen ist nach deutschem Muster ausgeführt.

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Dampfüberdruck =    10 Atm.

Heizfläche Rostfläche

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= 115

qm.

=    2,0 qm.

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14,581

14,6 t

8,35*

8,35 t

Fig. 6.

8)    ²/₄ gekuppelte Personen- und Schnellzug-Lokomotive der Manchester - Sheffield und Lincolnshire - Bahn (Tafel II). Die Lokomotive zeigt in allen Theilen die heute in England für Lokomotiven dieser Gattung allgemein übliche Bauart, d. h. zusammenliegende Cylinder mit Stephen so n-Steuerung und zwischenliegenden Schiebern in gemeinsamen Kästen, innenliegende Rahmen mit getrennten Tragfedern, welche für die Mittelachse Schneckenfedern sind, einfachen, verhälfnismäfsig kleinen Kessel (Spalte 24, 27, Zusammenstellung II), eine Feuerkiste mit langem Feuergewölbe und Luftschirm an der Thür zur Rauchverbrennung, Deckenverankerung durch Langbarren, engen Führerstand mit kurzem Dache. Die ganze Anordnung und die verdeckte Lage vieler Theile giebt den englischen Lokomotiven ein sehr einfaches und gutes Ansehen.

9)    ²/₄ gekuppelte Verbund-Sclinellzug-Lokomotive der London-und Nordwest-Bahn mit drei Cylindern, Bauart Webb (Textabbildung 7). Diese Lokomotive stellt die neueste Ausführung der Webb’schen Verbund-Anordnung dar und weicht in vielen Theilen von der sonst in England üblichen Bauart

Zusammeistellung II.

9    10

11

12 13

14

15

16

17    18

19

20 21

22    23    24    25

26

27

28

29

Forti. Nr.

Abbild.

Nr.

! Gattung, Verhältnis I der Anzahl der Triebachsen zur Gesammtzahl |_der Achsen

Eisenbahn-Ver

waltung

Jahr der Erbauung

Kessel

CD

Inhalt

Dampfcylinder

Erbauer

Durchmesser

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hub

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innere

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druck

Feuerrohre

Länge

3 Durchm., 3 äusserer

Anzahl

Mittl. Durchmesser

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re

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Triebachs

last

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Wasser

behälter

cbin

Kohlenraum

V erhältnis der Heizfläche zur Rostfläche

Heizfläche für a 11 Dienst gewicht

Zugkraft

für 1 qm n Heizfläche

für 1 t Dienstgewicht

für 1 t Triebachslast

Bemerkungen

kg

tr

ft

F4

t⁻¹! G

S)

S! a

Personen- und Shnellzug-Lokomotiven mit Tendern für Hauptbah

Taf. I.

Preussische Staatsbahn

1895

Masch.-Fabrik Linden

460

680

600

Sächsische Staatsbahn

1891

Masch.-Fabrik Chemnitz

440

600

Württemberg. Staatsbahn 1892 Pfälzische Bahn

1893

Masch.-Fabrik Esslingen Krauss, München

420

435

2.240

560

600

Oesterreichische Staatsbahn 1S93 Belgische Staatsbahn

1889

Sigl, Wien-Neustadt

500

740

680

Verschiedene

500

600

2/4

Holländische E. G.

1891

457

600

Taf. II.

Mauchester Sheffield u.

Lincolnsh. Bahn Lond. North-Western

1894

Bahn-Werkstatt Gorton

470

660

1892

Bahn-Werkstatt Crewe

2.381

762

610

10 Taf. III.

Nordbahn, Frankreich

1893

Masch.-Fabrik Grafenstaden

2.340

2.530

640

Chicago-Burlington-Q. Ne w-Y ork- Central-Bahn

1893

Hogers, Paterson

457

610

3900

4025

4295

3750

4400

3847

3460

3460

4850

3900

3520

46    217    1400

45,1    224 1335

45    250    1483

47,5    184    1294

51    205    1420

45    242    1300

44,5 217    1318

45    231    1295

54    156 1270

45    202    1260

51    217 1423

44,6

47,7

43

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28,0

27,6

27,3

28,5

26,4

29,2

33,9

31,0

30,5

29,8

49,4

54,2

47

55,7

49,2

45,9

48,3

52,1

47,8

46,4

51

54

74

63

48

23

58

58

69

55

52

2,4/

3500

2,5

2,71

2,4

2,5

2,0

2,5

2,3

2,5

2,3

2,6

(4600)

3100

3000

5400

3700

4800

3570

3100

4100

4100

4500

(5900)

4180

1893

Name „Columbia“

1893

Bahn-Werkst. West-Albany Baldwin, Philadelphia

482

610

2186

162

2,8

13,4

3660

51    268    1474

38,2

56,6

58

2,9

4350

2.330

2.559

661

2142

124

2,3

12,7

3972

51    198    1411

37,7

57,6

54

2,2

4050

Preussische Staatsbahn

1894

CO

ff

ff

1895

Henschel u. Sohn, Cassel A. Borsig, Berlin

400

440

630

560

580

1730

1730

103

.1,8

12

3800

46    197    1280

103

1,8

12

3800

46    197    1280

Great-Eastern-Bahn

1893

Bahn Werkst. Stratford

457

610 i 2134

100

1,7

12

3100

41    253 1280

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25,3

26,7

28,0

37

39

42,7

57

57

68

2,8

2,6

2,7

3100

3350

3600

Great-Northern-Bahn

1892

Bahn-Werkst. Doncaster

457

711

2477

95

1,7

11,3

3581

46    217    1220

18,0

45

56

2,1

3400

CI

o,

Oldenburgische Staatsbahn 1893 Jura-Simplon, Schweiz Belgische Staatsbahn Badische Staatsbahn Ungarische Staatsbahn Canadian Pacific-Bahn

1894

1894

1894

1892

1893

Berliner Mascliinenb., A.

G. Schwartzkopff Loc.-Fabrik Winterthur

Verschiedene

Masch.-Fabrik Karlsruhe

Fabrik d. Bahn, Budapest

Bahnwerkstatt Montreal

365

450

500

2.350

500

482

640

560

650

600

640

650

610

1540

1520

1700

1600

1606

1906

93

1,0

12

3750

44    184    1200

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120

125

2,1

3,0

2,4

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52    191    1430

13

3800 52

3612 51

210    1400

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40.

52

3,6

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2900

4050

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4400

2,1

2,1

2,6

5520

6580

4720

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CO

Chic.-Milwauk.-St.-P.

1893

Bhode-Islaud. Provid.

533

787

661

1982

165

3,1

3879 51    272    1576

40,2

64,9

53

2,5

6120

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70

84

86

84

75

114

83

83

100

116

97

94

116 Taf. I

(153)

111

110

196

134

169

135

106

121

132

148

(193)

140

114

106

122

126

128

188

114

104

108

136

159

124

152

Bauart Klose

Taf. II

Bauart Webb.

Taf. III

4 Cylinder-Verbund.

-/

Bauart Vauclaiu

Seit 1894 mit Verbundwirkung

4 Cylinder-Verbund.

Zur Zwillingswirkunä um gebaut.

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ab. Die Achssteilung ist denen der Nr. 3, 4 und 6

38) 5/g gekuppelte Ve r b u n d-G ü t e r z u g-L

L Bewegungs-Widerstände.

2. Entstehung und Verlauf der schlingernden Bewegung.

10, Schlufsbemerkung,

fei

d, 5, Beschaffenheit des Baustoffes der Kessel,

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e, 6, Zweiachsige Drehgestelle,

f, 2, Entwurf neuer Lokomotivsteuerungen,

f. 6, Verschiedene Anordnungen des Triebwerkes.

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g, 3, Theorie und Berechnung,

über 1:2,3 und geringer Fahrgeschwindigkeit gleich

A. I. h) Ausrüstung der Lokomotiven*

L 7. Schmiervorrichtungen für Schieber, Kolben und Kader,

i. 3, Ausführung der Einzeltheile,

1. 1. Lokomotiven für Strafsenbahnen,

¹

Drei- oder mehrstufige Dampfdehnung hat bei Lokomotiven noch keine dauernde Anwendung gefunden, würde auch wegen des hohen Gegendruckes im Niederdruckcylinder kaum zweck-mäfsig sein.

Eisenbahn-Technik der Gegenwart I.

ab. Die Achssteilung ist denen der Nr. 3, 4 und 6 ähnlich, die Vorderachse nach Adam’s Anordnung in gekrümmten Führungen beweglich gelagert. Die aufsen hinter den Vorderrädern liegenden zwei Hochdruck cylinder treiben die hinteren, der mitten unter der Rauchkammer liegende grofse Niederdruckcylinder treibt die vordere, einfach gekröpfte Triebachse; die Triebachsen sind nicht miteinander gekuppelt. Die Dampfvertheilung erfolgt durch Kolbenschieber, welche für die Hoch-druckcylinder durch die Stephenson-Steuerung, für den Niederdruckcylinder durch das Schleppexcenter bewegt werden. Die Feuerrohre bestehen aus zwei Bündeln mit zwischenliegender sogenannter Verbrennungskammer. Die älteren dreiachsigen Lokomotiven dieser Bauart haben Joy-Steuerung für die Hochdruckcylinder, gewöhnliche Flachschieber und keine Verbrennungskammer.

= 131,4 qm. ™    l)⁹ qm.

Dampfüberdruck = 12 Atm. Heizfläche Rostfläche

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—1500—

12,3 t

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Fig. 7.

10)    ²/₄ gekuppelte viercylindrige Verbund-Schnellzug-Lokomo-

tive der französischen Nordbahn (Tafel III).

Die Anordnung des Triebwerkes mit 4 Cylindern, welche namentlich bei den französischen Bahnen für Lokomotiven verschiedener Gattung angewandt wird, ist zuerst von dem Ober-Ingenieur de Glehn der Elsässischen Maschinenbauanstalt in Grafenstaden-Mühlhausen ausgeführt worden. Die hinter dem Drehgestelle aufsen liegenden Hochdruckcylinder treiben die hintere, die unter der Rauchkammer liegenden Niederdruckcylinder die vordere Triebachse ; diese Achsen sind in solchen Kurbelstellungen gekuppelt, dafs sich die Wirkungen der geradlinig bewegten Triebwerksmassen möglichst aufheben. Beide Cylinderpaare haben vollständige Steuerung nach Heusinger und können nöthigenfalls mit frischem Dampfe und allein arbeiten. Die Anordnung ist derjenigen von Webb in jeder Beziehung überlegen. Das Drehgestell hat aufsenliegende Rahmen und trägt das vordere Ende der Lokomotive auf 2 seitlichen Gleitstücken. Der Kessel ist infolge der vieltheiligen Bauart ver-hältnismäfsig klein (Spalte 24, Zusammenstellung II), leistet aber infolge der hohen Dampfspannung und starken Dehnung entsprechend mehr, als gewöhnlich.

11)    ²/₄ gekuppelte Personenzug-Lokomotive der Chicago-Burling-

ton & Quincy-Bah.n (Textabbildung 8).

Dampfüberdruck =    11,5 Atm.

Heizfläche Kostfläche

= 119

qm. —    2,3 qm.

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Fig. 8.

Diese Lokomotive kann nach Anordnung und Abmessungen als Muster für die heutigen Personen- und Schnellzug-Lokomotiven der meisten Nord-Amerikanischen Bahnen gelten. Als besondere Eigenthümlichkeiten dortiger Bauart seien der Barrenrahmen, die aulsenliegenden Cylinder mit Quersattel, die Stephenson-Steue-rung mit offenen Stangen, Zwischenwelle und aulsenliegenden Schieberkasten, sowie die verlängerte Rauchkammer hervorgehoben. Der Feuerkasten mit äufserer flacher Decke hat Stehbolzenverankerung nach B e 1 p a i r e. Die Spalten 25—28 der Zusammenstellung II zeigen höhere Werthe, als bei den meisten Europäischen Lokomotiven.

12)    ²/₄ gekuppelte Schnellzug-Lokomotive der New-York-Central-

Bahn (Textabbildung 9).

Dampfüberdruck =    13,4 Atm.

Heizfläche Kostfläche

= 162

qm. =    2,8 qm.

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Die Anordnung ist dieselbe wie bei No. 11. Die Abmessungen namentlich des Kessels sind zur Erzielung aulserordentlich grofser Leistungsfähigkeit sehr grofs gewählt, wodurch auch die aufserordentliche Belastung der Triebachsen mit über 19 t entstand. Lokomotiven dieser Gattung befördern die z. Z. schnellsten Züge der Welt zwischen New-York und Buffalo.

13) ²/₄ gekuppelte Schnellzug-Lokomotive Columbia der Baldwin-schen Lokomotiv*Bauanstalt in Philadelphia, Verbund-Bauart Vauclain (Textabbildung 10).

Dampfüberdruck =    12,7 Atm.

Heizfläche Rostfläche

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Fig. 10.

Die Achsenstellung ist dieselbe wie bei No. 3, 4, 6 und 9 mit weit vorgeschobener Vorderachse in besonderm Gestelle. Je ein Hochdruck- und ein Nieder-druckcylinder liegen übereinander in demselben Gufsstticke und werden durch einen Kolbenschieber gesteuert. Die beiden Kolbenstangen greifen an einem gemeinsamen Kreuzkopfe an, die Dampfwirkung erfolgt daher nach W o o 1 f’scher Weise. Zum Anfahren kann den Niederdruckcylindern frischer Dampf zugeführt werden.

Die drei letztgenannten Lokomotiven No. 11, 12 und 13 befanden sich auf der Weltausstellung in Chicago 1893.

14)    ²/₃ gekuppelte Personenzug-Lokomotive der Preufsischen Staatsbahnen (Textabbildung 11).

Diese Lokomotive kann als eines der besten Muster für die auf den Bahnen des Europäischen Festlandes noch viel in Gebrauch befindlichen leichten Zwillings-Personenzug-Lokomotiven angesehen werden. Die Dampfcylinder liegen aufsen, die Rahmen und Schieberkasten innerhalb der Räder. Die sehr einfache Gesammt-anordnung hat den Mangel, dafs vorn zu grofse Massen Überhängen, wodurch die Sicherheit des Ganges beeinträchtigt und das Gleis stark beansprucht wird. Die Steuerung ist die Allan’sche, die Feuerkastendecke ist durch Stehbolzen gegen die runde äufsere Decke versteift. Die Ziffern der Spalte 23—28 der Zusammenstellung II zeigen etwas kleine Cylinder, sonst aber gute Durchschnittswertke.

15)    ²/₃ gekuppelte Verbund-Personenzug-Lokomotive der Preufsischen Staatsbahnen (Textabbildung 12).

Diese Anordnung entstand aus der vorhergehenden bei Einführung der Verbund-Wirkung. Die Cylinder sind zur Vermeidung vorn überhängender Massen

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Fig. 12.

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Die Steuerung

hinter die Laufachse gelegt und treiben die hintere Achse, ist die Heusinger’sche; das Verbinderrohr ist um den Langkessel gelegt. Diese Lokomotive hat sich als sehr leistungsfähig und sparsam erwiesen.

IG) ²/₃ gekuppelte Schnellzug-Lokomotive der Great-Eastern-Bahn (Textabbildung 13).

Dampfüberdruck — 12 Atm. Heizfläche Rostfläche

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qm. =    1,7 qm.

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Fig. 13.

Diese Lokomotive kann als ein Muster für die in England noch vielfach im Betriebe befindlichen ²/₃ gekuppelten Personen- und Schnellzug-Lokomotiven gelten. Die Laufachse liegt dicht hinter den inneren Cylindern und hat äufsere Lager und Federn; die Lagerkasten haben etwas seitlichen Spielraum in den Führungen. Die Triebachsen sind in den innern Hauptrahmen gelagert; die Federn sind nicht mit einander verbunden. Eine dieser Lokomotiven ist für Oelfeuerung eingerichtet.

Einige Bahnen ziehen diese Anordnung der grüfsern Einfachheit wegen derjenigen mit Drehgestell vor.

17) V₄ gekuppelte Schnellzug-Lokomotive der Englischen Great-Northern-Bahn (Textabbildung 14).

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Dampfüberdruck — 11,25 Atm. Heizfläche Rostfläche

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Fig. 14.

Diese eigenartige Lokomotive dient seit vielen Jahren für die Beförderung der Schnellzüge auf der Hauptlinie London-York, und hat sich trotz des verhältnis-mäfsig kleinen Kessels (Spalte 24, 27, Zusammenstellung II) als leistungsfähig und sparsam bewährt. Die Cylinder liegen aufsen, die Triebräder sind wohl die gröfsten, welche zur Zeit in Gebrauch sind.

Andere englische Bahnen verwenden ähnliche, zum Theil dreiachsige Lokomotiven mit freier Triebachse und innenliegenden Cylindern.

18)    ²/₂ gekuppelte Lokomotive für gemischten Dienst der

Oldenburgischen Staatsbahn (Textabbildung 15).

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Dampfüberdruck = 12 Atm. Heizfläche Kostfläche

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Fig. 15.

Diese Anordnung wird als ein Beispiel für die im Aussterben begriffene, zweiachsige Lokomotive vorgeführt.

19) ³/₄ gekuppelte Verbund-Persouenzug-Lokomotive der Jura-Simplon-Bahn (Textabbildung- 16).

Dampfüberdruck =    12 Atm.

= 112,5 qm. =    1,5 qm.

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Fig. 16.

Diese Lokomotive ist in ähnlichen Abmessungen namentlich auf den schweizerischen Bahnen in Gebrauch und eignet sich wegen ihrer allgemeinen Verwendbarkeit besonders gut für gemischten Dienst. Sie ist mit dem selbsttätigen Anfahrventile Bauart v. Borries versehen. Die Federn der ersten und zweiten Achse

sind durch Lang- und Querhebel, diejenigen der dritten und vierten durch Langhebel nach amerikanischem Vorbilde verbunden, sodafs die Lokomotive in drei Punkten getragen wird.

20) ³U gekuppelte Personenzug-Lokomotive d er Belgischen Staatsbahn (Textabbildung 17).

Dampfüberdruck =    10 Atm.

= 131 =    5,7 qm.

qm.

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Fig. 17.

Die Textabbildung 17 stellt eine erheblich schwerere Lokomotive gleicher Gattung dar, welche für die Beförderung schwerer Schnellzüge über schwierige

Bahnstrecken bestimmt ist. Die Anordnung des Lauf- und Triebwerkes ist dieselbe wie bei Nr. 6. Die sehr breite und sehr niedrige Feuerkiste liegt über den Hinterrädern und hat vor der Rohrwand eine Feuerbrücke, welche der hochliegende Rost nöthig macht. Die Federverbindung ist dieselbe wie bei Nr. 19, jedoch ohne Querhebel, also mit Unterstützung in vier Punkten.

21)    ³/ö gekuppelte viercylindrige Verbund-Schnellzug-

Lokomotive der Badischen Staatsbahn (Textabbildung 18).

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Fig. 18.

Die Lokomotive ist für die Beförderung schwerer Schnellzüge, namentlich auf der Schwarzwaldbahn mit langen Steigungen 1 :50 bestimmt und besitzt grofse Zugkraft, wie die Spalten 25—28 der Zusammenstellung II zeigen. Die Anordnung des Triebwerkes ist dieselbe, wie bei Nr. 10, nur mufsten die Cylinder etwas geneigt gelegt werden. Der Kessel ist wie bei Nr. 10 mit Rücksicht auf die gute Dampfausnutzung verhältnismäfsig klein bemessen worden.

22)    ³/₅ gekuppelte Schnellzug-Lokomotive der Ungarischen Staatsbahnen (Textabbildung 19).

Die Lokomotive ist für ähnliche Betriebsverhältnisse bestimmt, wie die vorhergehende, jedoch mit Zwillings Wirkung, aufsenliegenden Rahmen und in den Lagern laufenden Kurbelhälsen versehen. Die Heizfläche ist verhältnismäfsig klein (Spalte 24, Zusammenstellung II).

23)    ³/₅ gekuppelte Schnellzug-Lokomotive der Canadischen Ueberlandbahn (Textabbildung 20).

Diese Lokomotive darf als ein Muster für die amerikanischen Schnellzug-Lokomotiven dieser Gattung gelten. Alle Einzelheiten sind wie bei Nr. 11 ausgeführt, nur ist die Feuerkistendeeke durch Querbarren versteift. Andere Lokomotiven dieser Gattung haben in der Regel kleinere Triebräder, häufig gröfseres Gewicht und gröfsere Zugkraft.

24)    AlG gekuppelte Schnellzug-Lokomotive der Chicago-Milwaukee- und St. P a u 1 - B a h n (Textabbildung 21).

Eisenbahn-Technik der Gegenwart I.

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Dampfüberdruck =    13 Atm.

Heizfläche Rostfläche

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In Folge der geforderten grofsen Leistungsfähigkeit ist hinten noch eine dritte Laufachse angebracht worden, um die zulässige Belastung der Triebräder nicht zu überschreiten. Diese Lokomotive ist wohl die stärkste zur Zeit im Betriebe befindliche Schnellzug-Lokomotive.

3. (rüterzug-Lokomotiven für Hauptbahnen,

Im Güterverkehre kommt es vor Allem darauf an, grofse Massen mit möglichst geringen Kosten zu befördern, die Zugkraft der Lokomotive also möglichst gut auszunutzen. Bei den Güterzug-Lokomotiven werden daher in Europa sämmtliche Achsen gekuppelt, um das ganze Gewicht für die Zugkraft nutzbar zu machen. In Amerika pflegt man indefs auch diesen Lokomotiven eine geringbelastete vordere Laufachse oder ein Drehgestell zu geben, um ruhigem Gang und leichtere Bewegung in scharfen Krümmungen zu erzielen.

Die Anzahl der gekuppelten Achsen beträgt in der Regel 3 bis 5 und richtet sich nach der geforderten Zugkraft. Auf den europäischen Bahnen mit mäfsigen Steigungen ist die s/₃ gekuppelte Lokomotive allgemein üblich; für Strecken mit stärkeren Steigungen dient namentlich in Oesterreich, Frankreich und Rufsland die ⁴/₄ gekuppelte Lokomotive. In England hat bisher nur die Nord-Westbahn für ihre schweren Kohlenzüge ⁴/₄ gekuppelte Lokomotiven eingeführt, während im Uebrigen die ¹/₃ gekuppelte Bauart in Folge der geringen Belastung der Züge noch überall ausreicht.

In Amerika, wo man auf eine gute Ausnutzung der Lokomotivkraft von jeher grofsen Werth legt, hat die ⁴/₅ gekuppelte Lokomotive, „Consolidation type“ genannt, verkältnismäfsig früh gröfsere Verbreitung gefunden. Neuerdings werden dort für besondere Anforderungen sogar Lokomotiven mit fünf gekuppelten Achsen gebaut, welche „Mastodon type“ genannt werden.

Noch gröfsere Leistungsfähigkeit wird durch die Anordnung mit zwei Triebgestellen zu je drei gekuppelten Achsen erreicht, welche zuerst von Meyer mit einem gewöhnlichen grofsen Kessel, dann von F a i rl i e mit zwei vollständigen an den Feuerkisten zusammenhängenden Kesseln mit gemeinsamem Dampf- und Wasserraume ausgeführt wurde. Beide Anordnungen gelangen jetzt nur noch mit Verbund-Wirkung zur Ausführung und zwar vorwiegend nach der Bauart Mailet-Rimrott, bei welcher das hintere, die Hochdruckcylinder tragende Triebgestell fest mit dem Kessel verbunden ist, während das vordere von den Niederdruekcylindern angetrieben wird, und um ein mitten zwischen beiden Gestellen liegendes Doppel-Gelenk drehbar ist. Bei dieser Anordnung werden Stopfbüchsen und Gelenke an der Hochdruckdampfleitung vermieden, welche bei der Fairlie-Lokomotive zu vielfachen Störungen Anlafs gaben.

Die jetzt verlassene Anordnung von Fair lie hat in der e/₈ gekuppelten Lokomotive der Mexikanischen Centralbahn von Jo lins tone ¹) eine Nachfolgerin gefunden. Hier werden die drehbaren Triebgestelle durch Vermittelung von Hebeln

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von vier fest am Hauptrahmen gelagerten Doppelcylindern angetrieben. Vor jedem Gestelle läuft noch eine für sich bewegliche Laufachse; die beiden Kessel sind ganz getrennt und stossen nur mit den Feuerkastenrückwänden nahe zusammen. Diese Lokomotive wiegt dienstbereit 113,5 t, wovon 95,3 t auf den Triebachsen lasten, und ist daher die weitaus stärkste, augenblicklich im Betriebe befindliche Lokomotive. Die ganze Anordnung ist aber von so fragwürdigen Eigenschaften, dals auf ihre weitere Beschreibung verzichtet werden kann. Zwei an den Enden verbundene ³/₄ gekuppelte Verbund-Tender-Lokomotiven würden dasselbe in einfachster Weise leisten.

Die neueste Anordnung einer Lokomotive mit einem festen und einem beweglichen Triebgestelle ist diejenige von Hagaus²), bei welcher die Achsen beider Gestelle auf jeder Seite mittels zweier Zwischenhebel gekuppelt sind. Der obere Drehpunkt des einen Zwischenhebels wird durch die Drehung des beweglichen Gestelles derart verstellt, dafs die Triebstange des letztem, welche am untern Ende des Hebels angreift, stets die richtige Länge behält. Die Lokomotive erfordert daher nur zwei festgelagerte Dampfcylinder, ist also einfacher als diejenigen mit zwei Dampf-Drehgestellen.

Von diesen für besondere Betriebs-Verhältnisse bestimmten Anordnungen abgesehen, hat sich für die Güterzug-Lokomotiven in Folge der einfacheren Ansprüche eine geringere Zahl von Bauarten herausgebildet, als bei den Personenzug-Lokomotiven. Die Zusammenstellung III enthält unter den Hummern 25—39 eine Anzahl solcher Lokomotiven, welche als Muster ihrer Gattung betrachtet werden können. Nachstehend sind dieselben im Einzelnen kurz beschrieben.

25)    ³/₃ gekuppelte Verbund-Güterzug-Lokomotive der Preufsischen Staatsbahnen (Textabbildung 22).

Diese Lokomotive kann in ihrer Gesammt-Anordnung und in ihren Haupt-Abmessungen als ein Muster für die auf dem europäischen Festlande überall eingeführte Lokomotive dieser Gattung angesehen werden. Der lange Kessel mit der kleinen Rostfläche ist verhältnismäfsig wenig leistungsfähig ; der kurze Achsstand und die überhängenden Massen gestatten keine gröfsere Fahrgeschwindigkeit als 45 bis 50 km/St. Diesen Nachtheilen, welche bei der geringen Fahrgeschwindigkeit der Güterzüge wenig fühlbar werden, steht die grofse Einfachheit der Bauart als Vortheil gegenüber. Die dargestellte Lokomotive wird zum Theil noch mit Zwillingswirkung in Cylindern von 450 mm Durchmesser ausgeführt.

26)    ³/₃ g e k u p p e 11 e Ve r b u n d - G ü t e r z u g - L o k o m o t i v e der K. K. Oesterreichischen Staatsbahnen (Textabbildung 23).

Eine stärkere Lokomotive derselben Bauart ist die in Abb. 23 dargestellte, sie weist in Folge ihrer grofsen Cylinder besonders grofse Zugkraft und entsprechend gute Leistungen auf (Spalte 25 bis 28, Zusammenstellung III Seite 24). Die Anfahrvorrichtung ist diejenige von Gölsdorf. Die Steuerung nach Heusinger liegt aufsen.

27)    ³/₃ gekuppelte Güterzug-Lokomotive der Lancashire und Yorkshire-Bahn (Textabbildung 24 Seite 22).

Diese Lokomotive darf nach ihrer Gesammtanordnung: — kurzer Kessel, langer Achsstand, innenliegende Cylinder — und nach ihren Haupt-Abmessungen

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als ein gutes Muster der in England allgemein üblichen Güterzug-Lokomotiven angesehen werden. In diesem Falle ist Joy-Steuerung mit auf den Cylindern liegenden Schiebern angewandt. Die Feuerkistendecke ist, wie in England vorwiegend üblich, durch Langbarren versteift.

Dampfüberdruck =    12 Atm.

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28) Verschiebe-Lokomotive der Schenectady-Werke (Textabbildung- 25).

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Fig. 25.

Diese Lokomotive kann als ein Muster amerikanischer Verschiebe-Lokomotiven für Güterbahnhöfe angesehen werden. Dieselben haben stets besondere Tender mit nach hinten schräg abfallenden Wasserkasten, um die Vorräthe nicht zu oft ergänzen zu müssen.

29)    ³/₄ gekuppelte Verbund-Güterzug-Lokomotive der Preufsi-

sehen Staatsbahnen (Textabbildung 26).

Zusammeistellung III.

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11

12 13

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15

16

17    18

19

20

21

22    23    24    25

26

27

28

29

Fortl. Nr.

Abbild.

Nr.

Gattung, Verhältnis der Anzahl der Triebachsen zur Gesammtzahl der Achsen

Eisenbahn-Ver

waltung

Jahr der Erbauung

Erbauer

Triebwerk

Kessel

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³ Länge

Durchm., 9 äusserer

Anzahl

g Mittl. Durchmesser

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Gewicht Im Dienste

Triebachs

last

im Ganzen

HH

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behälter

cbm

^ Kohlenraum l~‘

Verhältnis der Heizfläche zur Rostfläche

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Zugkraft

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Dienstgewicht

für 1 t

u Triebachslast

Bemerkungen

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ÏT 17

25    22

26 23

3/3

Preussische Staatsbahn 1894 Österreichische Staatsbahu 1895

Schichau, Elbłng

480

680

630

1330

III. Gütemg-Lokomotiven mit Tendern für Hauptbahnen.

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116

4450 50    186 1400

27    24

Lancashire u. Yorkshire

1892

Masch.-Fabrik der Staatsbahn, Wien Bahn-Werksfc. Ilorwich

500

740

632

1290

120

1,8

4165 51    186 1350

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40,3

42,0

40,3

42.0

2,9

2,9

6600

8050

57

67

164    104

192    192

457

660

1546

102

1,7

.1,3

3286 44,5    220 1270

42,8

42,8

2,4

6040

59

141    141

28    25

1893

Schenectady, Amerika

457

610

1296

96

2,1

(.0,6

3355 51    200 1423

45,0

45,0

2,1

6250

05    139    139

Verschiebe-Lokomotive.

29    26

30

27

31

28

,    , Preussische Staatsbahn

3/4 I

\ Gt. Northern, Amerika Preussische Staatsbahn

1895

1893

1895

Vulkan, Stettin

Brooks, Dunkirk

Vulcan, Stettin

480

482

530

680

750

630

610

630

1350

1397

1250

138

115

138

2,3

.2

2,0    2,7

2,3

.2

4100 50    224 1500

3380 51    212 1474

4100 50    224 1500

43,0

49,0

46,0

40,0

46,5

52,2

49,2

53,8

52,2

2,8

2.1

2,7

6500

7720

47    132    102

67    144    166

32

29

4/4

Österreichische Staatsbahn 1892

33

30

34 Taf. IV.

35

31

4/5

Paris-Lyon-Mittelineer

Pennsylvania-Bahn

1894

1890

Wiener Lokom.-Fabrik Florisdorf Bahn-Werkstätte

Bahn-Werkst. Altoona

500

570

1130

165

2.360

2.590

650

1500

154

2,3 fi 2,5 15

5100 51    209 1422

3000 65    139 1400

48,5

49,9

55,0

55,0

3,0

8500 ! 62

(1020U)

8320    51

163

163

1S5

53,7

53,7

2,9

9000

58

508

610

1270

124

3,0

11,2

4150 63    154 1540

51,0

57,0

2,2

8320

67

Mohawk-Malone-Bahn

1893

Schenectady

559

813

661

1296

171

3,0

.2,7

3660 51    301    1576

59,9

67,6

2,5

10700

63

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HO    CD    TH    LO

151

168

163

179

36

32

4/5

37

33

5/5

38

34

5/6

39

35

2X2/2

Duluth u. Iron Range Württemberg. Staatsbahn New-York, Lake-Erie u. W. Preussische Staatsbahn

1893

1894

1893

1895

Baldwin, Philadelphia Masch.-Fabrik Grafenstaden

559

661

1372

202

3,2

.2,7

4117 58    280 1830

63,2

76,8

2,6

11500

57

150

182

480 2.480

2.407 2.712

1.400 2.600

612

1230

198

2,2

12,0

4945 45    293 1582

62,2

68,5

68,5

2,9

686 1271

206

8,3

12,7

3667 51    354 1932

78

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6880

12400

13400

35

63

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101

181

152

101

181

172

Bauart Klose Bauart Vauelain

600 1260 145

1,9

(2,0

4300 50    218 1500

48,5

55,4

55,4

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177

177

Bauart Mailet-Rimrott.

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Dampfüberdiuck =    12 Atm.

= 137,8 qm. —    2,3 qm.

Heizfläche Kostfläche

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13,3 t

13,4 t

9,2 t

Fig. 26.

Diese Lokomotive ist zur Beförderung raschfahrender Güterzüge und schwerer Personenzüge auf starken Steigungen bestimmt. Die vordere Laufachse ist in gekrümmten Führungen seitlich verschiebbar gelagert, das Triebwerk ist dasselbe wie bei Nr. 25, der Kessel hat für Erzielung grofser Leistungsfähigkeit zweck-mäfsige Verhältnisse (Spalte 23 bis 28, Zusammenstellung III Seite 24).

30) ³U gekuppelte G ü t e r z u g - L o k o m o t i v e der G r e a t - Nor-thern-Bahn, N o r d - A m e r i k a (Textabbildung 27).

Dampfüberdruck = 12.7 Atm. Heizfläche Kostfläche

= 115

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Fig. 27.

Die Lokomotive bietet ein Muster für neuere amerikanische Lokomotiven dieser Gattung. Barrenrahmen, Cylinder, Steuerung und Kessel entsprechen der dort üblichen, bei Nr. 11 und 12 bereits bezeiebneten Bauart.

31)    ⁴/₄ gekuppelte Verbund-Güter zug-Lokomotive der

Preufsischen Staatsbahnen (Textabbildung 28).

Die preufsischen Staatsbahnen haben zur Beförderung schwerer Züge auf stark steigenden Strecken erst im Jahre 1894 ⁴/₄ und ⁴/₅ gekuppelte Lokomotiven

eingeführt, von welchen erstere in Abb. 28 dargestellt ist. Die Lokomotive hat äufsere Cylinder, innere Allan-Steuerung und Innenrahmen, sowie einen Kessel von zweckmäfsigen Verhältnissen. Für das Anfahren und die Ausübung grofser Zugkraft für kurze Zeit ist das Wechselventil von v. Borries angebracht. Die Leistungen dieser Lokomotive sind recht befriedigend.

Dampfüberdruck =    12 Atm.

Heizfläche

Rostfläche

= 138 ^ qm. =    2,3,'qm.

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Fig. 28.

32)    ⁴/₄ gekuppelte Lokomotive der Oester reic bischen

Staats bah n (Textabbildung 29).

13,4 t

13,3 t

Dampfüberdruck =    11 Atm.

Heizfläche Rostfläche

= 165 qm. —    2,3 qm.

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Fig. 29.

Abbildung 29 stellt eine Lokomotive älterer Bauart dar, wie sie auch auf den anderen österreichischen Bahnen vielfach in Gebrauch ist.

33)    ⁴/₄ gekuppelte, viercylindrige G ü t e r z u g - L o k o m o t i v e

de r Pa ris-Lyon-Mittelmeer -Eisenbahn (Textabbildung 30).

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Dampfüberdruck = 15 Atm. Heizfläche Rostfläche

= 154

qm.

=    2,59 qm.

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13,31

13,61

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Fig. 30.

Die Anordnung des Triebwerkes ist ähnlich wie bei Nr. 10, jedoch liegen die Hochdruckcylinder innen, die Niederdruckcylinder aufsen, die sehr kurzen und weiten Feuerrohre haben Rippen nach Serve und geben eine verhältnismäfsig grofse Heizfläche; die Dampfspannung beträgt 15 at., wie bei allen neuen Loko-motiv-Gattungen dieser Bahn. Die Lokomotive ist für verhältnismäfsig grofse Geschwindigkeit bestimmt und hat entsprechend grofse Triebräder.

34)    ⁴/₅ gekuppelte G ü t e r z u g - L o k o m o t i v e der P e n s y 1 v a n i a-Bahn (Tafel IV, Fig. 1—4).

Die Anordnung ist die in Amerika allgemein übliche. Die Einzelheiten: wie Barrenrahmen, Cylinder mit Sattel, Steuerung mit Zwischenwelle sind auf der Abbildung zu erkennen. Die Feuerkiste steht über den Rahmen, um die gewünschte Rostbreite zu erhalten. Die Feuerrohre sind ungewöhnlich weit, die Heizfläche ist verhältnismäfsig klein, der grofse Rost dient für weiche Kohle und Anthracit.

35)    ⁴/₅ gekuppelte Verbund -Güterzug -Lokomotive der Mohawk- und M a Ion e-Bahn (Textabbildung 31).

Dampfüberdruck = 12,7 Atm. Heizfläche

= 171

qm.

Kostfläche

—    3,0 qm.

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Fig. 31.

Abbildung 31 stellt eine schwerere Lokomotive neuester Bauart derselben Anordnung dar. Die Anfahrvorrichtung ist die Pitkin’sche.

36) ⁴/g gekuppelte G ü ter zug-Loko motive der Duluth- und Iron-Range-Bahn (Textabbildung 32).

Dampfüberdruck =    12,7 Atm.

Heizfläche Rostfläche

= 202

qm.

=    3,2 qm.

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Fig. 32.

Abbildung 32 zeigt eine sehr schwere, für den Eisenerzverkehr am Oberen See bestimmte Lokomotive mit zweiachsigem Drehgestelle.

37) ⁵/₅ g e k u p p e 11 e Ye r b u n d - G ü t e r z u g - L o k o m o t i v e d e r W ü r t-tembergischen Staatsbahn, Bauart Klose (Textabbildung 33).

Dampfüberdruck =    12 Atm.

Heizfläche Rostfläche

= 198

qm.

=    2,2 qm.

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Fig. 33.

Bei dieser eigenartigen Lokomotive werden beide Endachsen, wie bei Nr. 3, in Krümmungen durch eine Verbindung mit dem Tender nach dem Mittelpunkte gerichtet; gleichzeitig erfolgt eine entsprechende zwangläufige Einstellung eines an jeder Kuppelstange befindlichen Ausgleichhebels mittels einer Parallelschwinge, deren Anordnung später eingehend beschrieben wird. Das Triebwerk mit 3 Cylindern kann wie bei Nr. 3 mit Verbund, oder Zwillingswirkung arbeiten.

¹

Organ f. d. Fcwtschr. d. Eisenbahnwesens 1894, S. 224.

²

Organ f. d. Fortschr. d. Eisenbahnwesens 1894, S. 182.

38) ⁵/g gekuppelte Ve r b u n d-G ü t e r z u g-L o k o m o t i v e d e r New-York, Lake Erie und W e s t e r n - B a h n, Bauart Yauclain (Textabbildung 34).

Dampfüberdruck = 12,7 Atm. Heizfläche Bostfläche

= 206

qm.

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Fig. 34.

Diese für den Kolilenverkelir in Pennsylvanien bestimmte Lokomotive ist wohl die schwerste und stärkste aller bis 1895 erbauten Güterzug-Lokomotiven gewöhnlicher Bauart. Die Zahl der Kuppelachsen und ihre Belastung von 16 t scheint die Grenze der Zweckmäfsigkeit zu überschreiten. Die sehr grofse Feuerkiste, Bauart Wo o 11 e n, ist für Feuerung mit Anthracit-Kleinkohle bestimmt. Ihrer grofsen Breite wegen mufste der Führerstand, wie bei allen Lokomotiven mit diesen Feuerkisten, am Langkessel angebracht werden; hinten befindet sich nur ein geschützter Stand für den Heizer.

39) 2.²/₂ gekuppelte Verbund-Güter zug-Lokomotive der Preufsischen Staatsbahnen, Bauart Mallet-Rimrott (Textabbildung 35).

= 145

Dampfüberdruck = 12 Atm. Heizfläche Bostfläche

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Fig. 35.

Infolge ihrer grofsen Beweglichkeit und der unbeschränkten Gröfse der Cylinder eignet sieh diese Anordnung besonders für schwierige Strecken mit scharfen

Krümmungen. Die Gotthard bahn besitzt eine Tender-Lokomotive derselben Bauart mit 6 Achsen und 801 Dienstgewicht. Der Gang- des vordem Gestelles ist infolge seiner geringen Masse ein unruhigerer, als bei anderen Lokomotiven. Die Federn sind an jedem Gestelle durch Seiteuhebel verbunden, sodafs die Belastung der einzelnen Achsen unveränderlich bleibt und die Lokomotive in 4 Punkten getragen wird. Die Steuerung ist die von Heusinger.

4. Tender-Lokomotiven für Hauptbahnen,

Die Gröfse und Anordnung dieser Lokomotiven ist je nach ihrem Betriebszwecke sehr verschieden. Eine grundsätzliche Verschiedenheit zeigt nur die Bauart des Gestelles, welches entweder mit gewöhnlichem, oder mit Kraufs’scliem Kastenrahmen, welcher auch die Wasserbehälter bildet, ausgeführt wird. Eine Anzahl Tender-Lokomotiven verschiedenster Bauart sind nachstehend abgebildet.

40)    ²/₃ gekuppelte Per son en zug - Tender - Lokomotive der

Preufsischen Staatsbahnen (Textabbildung 36).

= 90

qm. =    1,6 qm.

Dampfüberdruck = 12 Atm. Heizfläche Kostfläche

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13,9 t

14 t

14 t

Fig. 36.

Diese mit seitlichen Wasserbehältern und gewöhnlichen Blechrahmen versehene Lokomotive ist mit ähnlichen Abmessungen auf vielen deutschen Bahnen für den Personenzugdienst auf kurzen Strecken in Gebrauch. Die weit überhängenden Massen beeinträchtigen die Ruhe des Ganges.

41)    ²/₃ gekuppelte Personenzug-Tenderlokomotive der

Eisenbahndirektion Hannover (Textabbildung 37).

Abbildung 37 zeigt eine andere, etwas leichtere Lokomotive mit Kastenrahmen, längerm Achsstande und hinter der Laufachse liegenden Cylindern. Diese Anordnung gewährt einen besonders ruhigen Gang.

Dampfüberdruck = 12 Atm. Heizfläche Eostfläche

= 83,4 qm. = 1,4 qm.

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Fig. 37.

42)    ²/₄ gekuppelte Verbund-Per son enzug-Tend er lok om o tive

der Schweizerischen Centralbahn (Textabbildung 38).

= 97 qm. —    1,6 qm.

Dampfüberdruck = 12 Atm. Heizfläche Eostfläche

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Fig. 38.

Die Textabbildung 38 zeigt eine in der Schweiz und in England beliebte, zweckmäfsige Anordnung mit seitlichen Wasserbehältern und gewöhnlichen Rahmen.

43)    ²/₄ g e k u p p e 11 e P e r s o n e n z u g - T e n d e r 1 o k o m o t i y e der Eng

lischen Stidostbahn (Textabbildung 39).

Die Lokomotive ist für den Vorortverkehr in London bestimmt und zeigt eine der in England beliebtesten Anordnungen. Wegen des häufigen und raschen Anfahrens ist die Zugkraft verhältnismäfsig grols bemessen.

Dampfüberdruck — 11,3 Atm. Heizfläche Rostfläche

— 85

qm. — 1,4 qm.

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44) ²/₅ gekuppelte Personenzug-Tenderlokomotive der Lon-don, Tilbury und Southend-Bahn (Textabbildung 40).

= 85,5 qm. —    1,6 qm.

Dampfüberdruck = 11,3 Atm. Heizfläche Kostfläche

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16,4 t Fig. 40.

16,41

Abbildung 40 stellt eine andere englische Anordnung dar; sie wird vielfach auch mit Innencylindern und einervordern beweglichen Laufachse ausgeführt und heifst dann „Doppelend“-Bauart.

Bemerkenswerth ist, dafs die beiden englischen Lokomotiven Nr. 43 und 44 den beiden deutschen 40 und 41 in der Leistungsfähigkeit und Gröfse der Vorrathsräume annähernd gleich, aber wesentlich schwerer sind (Spalte 24, Zusammen-sammenstellung IV Seite 40). Die deutsche Bauart erscheint daher vorteilhafter.

45)    ³/₃ gekuppelte Personenzug-Tenderlokomotive der

französischen Westbahn (Textabbildung 41).

Eisenbahn-Technik der Gegenwart I.

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Fig. 41.

Abbildung 41 zeigt eine in Frankreich für den Vorortverkehr beliebte Anordnung mit günstigen Verhältnissen (Spalte 23 bis 28, Zusammenstellung IV Seite 40). Die dritte Achse ist wegen einer kurzen starken Steigung auf der meist befahrenen Strecke gekuppelt.

46)    ³/₇ gekuppelte Personenzug-Tenderlokomotive der Chicago-

und Northern-Pacific-Bahn (Textabbildung 42).

Dampfüberdruck = 12,7 Atm. Heizfläche Rostfläche

== 136

qm. =    2,1 qm.

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Dampfüberdruck = 10 Atm. Heizfläche Rostfläche

= 90

qm. = 1,3 qm.

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Fig. 42.

Diese hauptsächlich für den Vorortverkehr bei Chicago bestimmte Lokomotive zeigt eine in Amerika neuerdings viel angewandte Bauart. Die grofse Leistungsfähigkeit läfst auf die hohen Ansprüche schliefsen, welche dieser Verkehr an amerikanische Bahnen stellt. Leichtere Lokomotiven ähnlicher, meist älterer Banart haben zwei gekuppelte Achsen und ein zweiachsiges Tendergestell.

47) ³/₄ gekuppelte Giiterzug-Tenderlokomotive der Preulsischen Staatsbahnen (Textabbildung 43).

Diese Lokomotive dient für den Güterverkehr auf kurzen Strecken, sowie für Vorspann- und Verschiebedienst. Die nach vorne abgeschrägten Wasserbehälter

und die Allan’sche Steuerung liegen aulsen, die Rahmen innen. Die hintere Laufachse ist in gekrümmten. Führungen seitlich verschiebbar gelagert. Die Zugkraft ist verhältnismäfsig gering bemessen.

Dampfüberdruck —    10 Atm.

Heizfläche Rostfläche

= 108

qm.

=    1,5 qm.

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13,7 t

13,6 t

13,7 t

Fig. 43.

48) 2. ²/₂ gekuppelte Verbund-Giiterzug-Lokomotive der Schweizerischen Centralbahn (Textabbildung 44).

Dampfüberdruck

Heizfläche

Rostfläche

14 Atm. 95 qm. 1,7 qm.

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14,6 t

14,6 t

14,61

14,61

Fig. 44.

Die Anordnung des Triebwerkes ist dieselbe, wie bei Nr. 39. Die Lokomotive ist vorzugsweise für den Dienst auf der Strecke Basel-Olten bestimmt und soll sich sehr gut bewähren.

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03

49) ²/₂ gekuppelte Verschiebe-Tenderlokomotive der Preul’sischen Staatsbahnen (Textabbildung 45).

= 57,5 qm. =    1,0 qm.

Dampfüberdruck = 12 Atm. Heizfläche Kostfläche

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13,9 t

13,8 t

Fig. 45.

Diese Lokomotive ist für den Verscliiebedienst bestimmt und mit Kastenrahmen und Allan’scher Steuerung versehen. Alle Tlieile sind möglichst einfach ausgeführt.

5, Tender-Lokomotiven für Nebenbahnen.

In Folge der verschiedenen Ansprüche des Betriebes zeigt die Bauart der Tender-Lokomotiven für Nebenbahnen noch mehr Verschiedenheiten, als diejenige der Tender-Lokomotiven für Hauptbahnen. Es können daher nachstehend nur einige besonders bemerkenswerthe Bauarten beschrieben werden. Lokomotiven mit besonderen Tendern finden auf Nebenbahnen nur ausnahmsweise Verwendung.

50)    ³/s gekuppelte leichte Tender-Lokomotive der Preufsischen Staatsbahnen (Textabbildung 46).

Diese Lokomotive ist für den Dienst auf solchen Strecken bestimmt, deren Gleise für einen Raddruck von höchstens 5 t bestimmt sind, wird aber auch vielfach zum Verschiebedienste benutzt. Sie ist mit Kastenrahmen, Allan-Steuerung und Dampfsammelrohr an Stelle eines Domes versehen und zeigt in den Spalten 23 bis 28 der Zusammenstellung V (Seite 40) sehr zweckmäfsige Verhältnisse. Die Federn der beiden vorderen Achsen sind durch Seitenhebel, die der hinteren durch einen Querhebel verbunden, sodafs die Lokomotive in drei Punkten getragen wird.

51)    ³/₃ gekuppelte Nebenbahn-Lokomotive der Kaiser-Ferdinands-Nordbahn (Textabbildung 47).

Abbildung 47 zeigt eine der vorigen ähnliche, noch leichtere Lokomotive mit gewöhnlichen Rahmen und seitlichen Wasserbehältern.

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Fig. 46.

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Dampfüberdruck — 11 Atm. Heizfläche Kostfläche

qm. =    1,0 qm.

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9,71    9,71    9,21

Fig. 47.

52)    ²/₃ gekuppelte Nebenbahn - Lokomotive der Preufsischen

Staatsbahnen (Textabbildung 48).

Dampfüberdruck = 12 Atm. Heizfläche

= 76

qm.

Kostfläche

= 1,4 qm.

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Fig. 48.

Diese Lokomotive ist für Personen- und gemischte Züge auf Nebenbahnen bestimmt, welche mit mehr als 30 km/St. Geschwindigkeit fahren. Die Bauart des Rahmens und der Einzeltheile ist dieselbe wie bei Nr. 49; die Steuerung ist die Heusin g eEsche.

53)    ²/₂ gekuppelte Nebenbahn-Lokomotive der Preufsischen Staats bahnen (Textabbildung 49).

Diese zweiachsige Lokomotive ist für Strecken mit Oberbau für 5 t Radlast bestimmt. Sie stimmt in der Bauart aller Theile mit der Nr. 49 überein.

54)    ²/JS gekuppelte Tender-Lokomotive der Schweizerischen Emmenthalbahn (Textabbildung 50).

Abbildung 50 stellt eine andere Lokomotive gleicher Anordnung für gemischten Dienst dar.

10,2 t

12,8 t

— 41,8 qm. =    0,8 qm.

Dampfüberdruck = 12 Atm. Heizfläche Rostfläche

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10,2 t

Fig. 49.

10,3 t

= 38 qm. = 0,7 qm.

Dampfüberdruck = 10 Atm. Heizfläche Rostfläche

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11,2 t

11,1t

Fig. 50.

55)    V2 gekuppelte Verbund-Tender-Lokomotive der

Eisenbahndirection Hannover (Textabbildung 51).

Diese Lokomotive dient für die Beförderung- leichter Personenzüge (Omnibus-

mäfsigen Steigungen mit 40—50 km/St.

sam

züge) auf Haupt- und Nebenbahnen von Grundgeschwindigkeit und hat sich als verhältnismäßig leistungsfähig und spar-im Brennstoffverbrauche und in der Unterhaltung erwiesen. Der Kastenrahmen, die Heusin g er-Steuerung und die selbsttätige Anfahrvorrichtung von v. Bor ries sind hervorzuheben.

56)    ³/₄ gekuppelte Tender-Lokomotive der Preufsischen Staats

bahnen (Textabbildung 52).

Diese Lokomotive von grolser Leistungsfähigkeit ist für Strecken mit starken Steigungen, z. B. Wiesbaden-Langenschwalbach mit Steigung 1: 30 bestimmt. Die hintere Laufachse ist in gekrümmter Führung beweglich gelagert. Die Lokomotive

Zusammenstellungen IV und V.

10 11

12

14

15    16

17    18

19

20

21

22    23    24 ! 25

26

27

28

29

Forti. Nr.

Abbild.

Nr.

Gattung, Verhältnis der Anzahl der Triebachsen zur Gosammtzah

der Achsen

Eisenbahn-Ver

waltung

Jahr der Erbauung

Kessel

Dampfcylinder

Durchmesser

Erbauer

g Hoch-3 druck

3 Nieder-3 druck

3 Kolben

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3    Triebrad-

3 durchmesser

o Heizfläche, ³ innere

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3 Durchm., 3 äusserer

Anzahl

Mittl. Durchmesser

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IV. "ender-Lokomotiven für Hauptbahnen.

2/3

Preussische Staatsbahn

1893

Hohenzollern, Düsseldorf

420

600

1580

90

1,6

3600    46    181    1222 32,6 28,0

41,9

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1888

Masch.-Fabrik Linden

400

600

1530

83

1,4

3120    46    192    1250 30,4 25,7

38,9

2/4

Schweiz. Centralbahn

18

Lok.-Fabrik Winterthur

420

620 621

1530

96

1,6

li

3700

172    1272 43,0 30,0

53,0

2/5

3/3

3/7

South-Eastern Eugl.

London Tilbury a. Soutli-end, England Westbahn, Frankreich

Chic. Northern Pacific

1894

1890

1893

1893

Bahn-Werkst. Ashford

457

660

1676

85

1,4

11 3

3228    41    185 1321

30,3

49,4

Nasmyth, Wilson a. Cie. Leeds

Soc.-An. Franco-Belge Brooks, Dunkirk

432

430

457

660

600

610

1854

1540

1601

86

90

136

1,6

113

1,3 1t

2,1

3320    42    189    1245

32,7

57,3

3200    45    203    1220 33,4 41,5

41,5

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96

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2,1

1,8

1,7

1,5

2,2

3750

4000

4650

3750

4300

3383

51

250    1500

96

76

94

66

104

146

133

154

115

104

3/4

Preussische Staatsbahn

1894

Masch.-Fabr. Grafenstaden |

430

630

1350

108

1,5

4400

50

2/2

Schweiz. Centralbahn

1892

Maffei, München

2.350

2.540

610

1200

95

1,7

3850

50

164

6,0

1,5

3,3

65

72

56

cf

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5050

5200

9340

67

98

160

126

126

160

Bauart Malle -Rimrott.

2/2

Preussische Staatsbahn

1895

Ilenschel & Sohn, Cassel

330

550

1080

57

3240    46    127    1094 21,0 27,7

27,7 j| 3,5

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4000

145

145

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ender-Lokomotiven für Nebenbahnen.

3/3

Preussische Staatsbahn Österreich. K.-F.-Nordbahn

1895

Ilenschel & Sohn, Cassel

350

550

1080

60

1891

345

480

940

54

2/3

Preussische Staatsbahn

1895

2/2

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1885

Berliner Maschinenfabrik A. G. Schwarzkopff Union Königsberg

360

550

1350

76

270

550

1080

42

1/2

Emmenthal-Bahn, Schweiz Preussische Staatsbahn

Loc.-Fabr. Winterthur

270

500

1300

38

1883

Henschel & Sohn, Cassel

270

410

420

1130

34

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3240

3450

3240

2900

46

51

46

46

133    1106 21,5 29,5 29,5

99 1018 22,0 28,6 28,6

165    1222 26,7 25,6 25,6

101    980 15,5 20,5 20,5

2,4

1,0

1,2

2,0

0,6

46

54

54

52

2,0

1,9

2,1

2,1

4500    75

4000    74

3800    50

2670    63

153

140

106

131

153

140

148

131

3/4

,,

1894

Verschiedene

450

630

1250

135

2X2/2

Sächsische Staatsbahn

1890

Masch.-Fabrik Chemnitz

2.300 2.460

553

1100

86

4/4 I

Württemberg. Staatsbahn Spurweite 1000 mm Spurweite 900 mm

1892

Masch.-Fabrik Esslingen

340

500 900

71

1893 Ilagans, Erfurt

330

360

750

51

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3000

2067

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3705

3600

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45

45

41

950 17,5 22,3 22,3

2,5

0,7

54

1,7

1680    44

75

75

114 1024 15,2    10,6 10,6    2,4

249    1390 40,9 40,4 40,4    5,0

174    1222 40,5    51,1 51,1    4,5

140    1136 22,0 29,9 29,9    2,4

82    1070 23    28    28 j 3,4

O JO JO JO o 'co

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1580    45

7400    55

5800    68

4620    65

3750    74

79

140

113

154

134

149

183

113 Bauart Meyer 154 || Bauart Ivlose

134 jj Bauart Ilagans.

hat gewöhnliche Blechrahmen, seitliche Wasserkasten, aufsenliegende Allan-Steuerung und Luftdruckbremse. Die Heizfläche ist gröfser als nöthig. Die Federverbindung ist nicht zweckmäfsig, da die Belastung der Laufachse sehr veränderlich ist.

= 34,5 qm, =s 0,8 qm.

Dampfüberdruck = 12 Atm. Heizfläche Rostfläche

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Fig. 51.

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Dampfüberdruck =    12 Atm.

Heizfläche    =7135 qm.

Rostfläche    =    1,7 qm.

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Fig. 52.

57) 2. ²/₂ ge kuppelteVerbund-Ten der - Loko motive der Sächsischen Staatsbahnen, Bauart Meyer (Textabbildung 53).

Die in Abbildung 53 dargestellte Bauart unterscheidet sich, wie bereits bemerkt, von derjenigen der Mallet’schen dadurch, dafs jedes Dampf-Drehgestell über einem mittlern Zapfen mit flachen Auflagen frei drehbar ist. Die Einstellung und Bewegung in scharfen Krümmungen ist daher zwangloser als bei Mallet’s Bauart, die Dampfleitungen erfordern aber eine gröfsere Zahl von Gelenken und die Wirkungen der Triebwerksmasseu werden von noch kleineren Massen aufgenommen.

Dampfüberdruck = 12 Atm. Heizfläche Kostfläche

= 86

qm. = 1,4 qm.

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Fig. 53.

12,7751    12,7751

12,7751    12,7751

58)    ⁴/₄ gekuppelte Tender- Lokomotive der Württembergi-

schen Staatsbahnen, Bauart Klose. Spurweite 1000 mm. (Textabbildung 54).

= 71

qm. =    1,0 qm.

Dampfüberdruck = 12 Atm. Heizfläche Rostfläche

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7,42 t 7,42 t 7,46 t 7,58 t Fig. 54.

Die beiden Endachsen sind wie bei Nr. 37 in Krümmungen einstellbar gelagert. Die Rahmen liegen mit Rücksicht auf die geringe Spurweite aufsen, die Cylinder innen. Die Steuerung ist derjenigen von Joy ähnlich. Wasser- und Kohlenkasten liegen aufsen neben dem Kessel.

59) ⁴/₄ gekuppelte Tender-Lokomotive, Bauart Hagans (Textabbildung 55).

Diese Lokomotive ist für eine Nebenbahn von 900 mm Spurweite mit Steigungen bis 1:40 und Krümmungen von 40 m Halbmesser bestimmt und zieht hier 144 t Zuggewicht. Die beiden vorderen Achsen sind im Hauptrahmen, die beiden hinteren im Drehgestelle fest gelagert. Die Steuerung ist die Heusinger’sche; Wasser-und Kohlenbehälter liegen seitlich neben dem Kessel, welcher verhältnismäfsig lang hergestellt wurde, um den Rost breit genug machen zu können.

Dampfüberdruck = 12 Heizfläche Rostfläche

Atm.

qm.

— 51

= 0,85 qm.

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7t 7t 7t

Fig. 55.

Auf die in diesem Abschnitte als Beispiele zeitgemäfser Bauarten aufgeführten Lokomotiven wird bei der Besprechung der Einzeltheile an geeigneter Stelle Bezug genommen werden.

b) Leistungsfähigkeit und Berechnung der Lokomotiven.

Bearbeitet von v. Borries.

L Bewegungs-Widerstände.

Der Widerstand, welcher bei der Bewegung eines Zuges von der Lokomotive überwunden werden mufs, setzt sich bei gleichförmiger Fahrgeschwindigkeit zusammen aus dem Laufwiderstande, dem Steigungswiderstande und dem Krümmungswiderstände. Diese Widerstände pflegt man in kg auf 1 t Zuggewicht auszudrücken. Um den Zug in eine bestimmte Geschwindigkeit zu bringen, hat die Lokomotive aufserdem eine Arbeitsleistung zu verrichten, welche der erreichten lebendigen Kraft des Zuges gleich ist. Der Laufwiderstand, welcher im Wesentlichen aus der Reibung der Achsschenkel in den Lagern und der rollenden Reibung der Räder auf den Schienen, dem Reibungswiderstande, sowie dem gröfstentheils vom Luftwiderstände herrührenden Gesellwindigkeitswiderstände besteht, ist im Laufe der Zeit durch die Verbesserung der Schmierung der Achslager und das zunehmende

Gewicht der Fahrzeuge sehr herabgesetzt worden, sodafs die älteren Formeln ¹) sämmtlich zu grofse Widerstände ergeben.

Die älteste und einfachste Formel ist diejenige von Clark, welche mit den für heutige Verhältnisse passenden Zahlenwerthen lautet:

Gl. 1)

wk&/t=2,4-f-

(Vkm/st)'

1000

w ist der Laufwiderstand in kg für 1 t Zugkraft, V die Fahrgeschwindigkeit in km/St. Diese Formel ist in Textabbildung 56 durch die Schaulinie C dargestellt. Für Geschwindigkeiten über 70 km/St giebt sie zu grofse Wertlie, da Fahrgeschwindigkeiten über 100 km/St bei so grofsen Widerständen überhaupt kaum erreicht werden könnten.

Sorgfältige Versuche des Ober-Ingenieurs Desdouits auf den französischen Staatsbahnen ²) ergaben für drei Gattungen von Lokomotiven in betriebsfähigem Zustande bei geringer Geschwindigkeit die in Zusammenstellung VI aufgeführten Reibungs-Widerstände :

Zusammenstellung VI.

Gewicht

Widerstand

einsclil. Tender

mit

ohne

Treib- und Excenterstangen kS/t

ke/t .

²/₃ gekuppelte Personenzug-Lokomotive ³/₃ gekuppelte Güterzug-Lokomotive ⁴/₄ gekuppelte Güterzug-Lokomotive

Das Abnehmen der Kuppelstangen hatte keinen erheblichen Einflufs. Die Tender allein zeigten 2,5—-2,8 kg/t, die Wagen verschiedener Gattung 1,5—1,6 kg/t.

Bei zunehmender Geschwindigkeit ergab sich für die Personenzug-Lokomotive mit Tender die in Textabbildung 56 mit L bezeichnete Widerstandslinie ; ebenso für einen Zug aus acht zweiachsigen Personenwagen von je 10 t Gewicht die Linie Wx, Textabbildung 56, und für einen gleichschweren Zug aus drei vier-achsigen Drehgestellwagen von je 27 t Gewicht, die Linie W₂ Textabbildung 56. Diese drei Linien haben insofern einen sehr bezeichnenden Verlauf, als sie sich für grofse Geschwindigkeiten einer vom Nullpunkte ausgehenden Geraden sehr nahe anschliefsen. Bei grofsen Geschwindigkeiten hat hiernach der Widerstand nicht mit V², sondern annähernd mit V zugenommen.

Die Versuche ergaben ferner, dafs der Luftwiderstand am stärksten an dem ersten Fahrzeuge, geringer an den über das vorhergehende Fahrzeug herausragenden Querschnittsflächen der Wagen und am geringsten, aber doch merkbar an den nicht vorstehenden Endflächen jedes Wagens ist. Auf der Verschiedenheit der Anzahl der Endflächen und Zwischenräume im Verhältnisse zum Zugge-

52

48

70

3,20

3,60

4,00

2,35

2,25

3,10

ÊEWEGUNGS -WlDEKSTANDË.

46

wichte beruht der verschiedene Geschwindigkeitswiderstand der drei vierachsigen gegen die acht zweichsigen Wagen, d. h. der Linie W₂ gegen W±.

Fig. 56.

Diese Einflüsse hat auch Frank hei seinen Versuchen festgestellt und in seiner Widerstands-Fonnel möglichst vollständig berücksichtigt. Die Formel von F r a n k ⁷) lautet :

Gl. 2)

W —-

L+W

a.L+2,5.W+(b+c)

V²

'1000 '

Hier bezeichnet:

L das Gewicht der Lokomotive nebst Tender, W dasjenige der Wagen,

beide in t;

a den äufsern Reibungswiderstand für F des Lokomotivgewichtes welcher für ²/₃ bezw. ³/₃ gekuppelte Lokomotiven zu 3,2 kg/t bezw. 3,9 kg/t anzunehmen ist;

b die vordere Querschnittsfläche der Lokomotive in qm, welche zu 8 qm angenommen werden kann:

1,7 qm

c eine Summe von Werthen für die Berücksichtigung des Luftwiderstandes der einzelnen Wagen, welche sich nach den Querschnittsabmessungen derselben richten und wie folgt anzunehmen sind: für einen Gepäckwagen

für jeden Personenwagen oder bedeckten Güterwagen .    .    0,5 „

für jeden offenen leeren Wagen . für jeden offenen beladenen Wagen

für jeden Personen- oder bedeckten Wagen, welcher einem

1,0 »

offenen Wagen folgt.............

Die Summe der hiernach für den ganzen Zug zusammengezählten Werthe liefert den Werth c in qm.

Diese Formel berücksichtigt die verschiedenartige Zusammensetzung der Züge in vollständigster Weise, hat aber den Mangel, dafs der Luftwiderstand als mit

ËE WEGUNGS W IDEESTANDE.

V² wachsend angenommen ist, sodafs sie für grofse Geschwindigkeiten, ebenso wie die Clark’sche zu grofse Widerstände ergeben dürfte.

Für die Zwecke überschläglicher Berechnungen von Lokomotiv-Leistungen, Brennstoffverbrauch u. s. w. ist die Gl. 1) als allgemeine Formel ausreichend genau, da sich ihre Schaulinie C, wie Abb. 56 zeigt, umsomehr von der Linie Wx entfernt und der Linie L nähert, je gröfser die Geschwindigkeit, je gröfscr also das Loko-motivgewicht im Verhältnisse zum Wagengewichte ist. In der Formel kommt also der mit ihrem Gewichtsantheile zunehmende Einflufs des gröfsern Widerstandes der Lokomotive zu angemessenem Ausdrucke. Bei mehrfachen Versuchen auf den Preufsischen Staatsbahnen hat daher die Formel mit den durch Indicator und Zugkraftmesser angezeigten Zugkräften befriedigende Uebereinstimmung gezeigt. Den Widerstand eines bestimmten Zuges giebt sie dagegen nur für geringe und mittlere Fahrgeschwindigkeiten richtig, für gröfsere aber zu hoch an.

Den Widerstand von Zügen aus vierachsigen Wagen ermittelt man sicherer aus den Scbaulinien L und W₂.

Der Laufwiderstand der Züge wird durch die Richtung und Stärke des Windes beeinflufst und besonders durch starke Seitenwinde sehr gesteigert, welche die Vorderflächen aller Fahrzeuge mit unverminderter Kraft treffen. Der Einflufs des Windes ist daher bei langen Wagen am geringsten und wird namentlich durch die Verbindung der Personenwagen mittels der Faltenbälge, welche das Durchblasen zwischen zwei Wagen hindern, erheblich beschränkt. Starke Kälte steigert den Reibungswiderstand, indem sie die Reibung der Achsschenkel in den Lagern erhöht.

Der Widerstand der Bahnsteigungen beträgt :

. skff für D Zuggewicht

Gl. 3) . .

auf einer Steigung von s

mm

auf 1 m Länge, oder ^ wenn m den Nenner des m

die Steigung messenden Bruches mit dem Zähler 1 angiebt. Auf Gefällen wirkt eine gleiche Kraft fördernd.

Der Krümmungs-Widerstand kann nach der auf eingehenden Versuchen der Bayerischen Staatsbahn beruhenden von Röckl’schen Formel zu:

0,65 ,

Rm_55kS

für 1 t Zuggewicht angenommen werden, in der R den Krümmungshalbmesser in m bezeichnet.

Der Gesammt wider stand für lt Zuggewicht kann hiernach aus der

Gl. 4)

Formel

Gl. 5) . .

. . wkg/t=2,44

(Vkm/St)²

Fs

mm

0,65

Rm—55

1000

überschläglich berechnet werden. Da der Reibungswiderstand mit 2,4 kg annähernd dem äufsern Widerstande der Personenzug-Lokomotiven gleich, mithin etwas gröfser, als der für Wagen angenommen ist, so kann der Widerstand der Krümmungen, wenn diese nicht zu häufig sind, in der Regel unberücksichtigt bleiben.

Die Nutz-Leistung einer Lokomotive in Pferdestärken am Radumfange ist mit den nachstehenden Bezeichnungen :

ZkgVkm/at wks/t.G\Vkm/st ~    270    "    270    ;

Gl. 6)

NP,S

worin Z die gesammte Zugkraft am Triebradumfange in kg, G das ganze Gewicht des Zuges in t bezeichnet.

2) Leistungsfähigkeit der Lokomotiven.

Die Arbeit der Lokomotive besteht aus vier Vorgängen, nämlich der Verbrennung, Verdampfung, Dampfwirkung und Reibung der Triebräder auf den Schienen. Die Gesammtleistung richtet sich vorzugsweise nach dem jeweilig-schwächsten der vier Vorgänge, insbesondere werden die Grenzen der Gesammtleistung durch die Grenzen der Leistungsfähigkeit jedes einzelnen derselben gegeben. Die Bauart einer Lokomotive wird im Allgemeinen dann als zweckmäfsig zu bezeichnen sein, wenn neben einem gedeihlichen Zusammenwirken der vier Vorgänge innerhalb der Grenzen auch diese selbst möglichst zusammenfallen, also ein Ueber-mafs in jeder Richtung vermieden ist.

Da die Anfachung des Feuers fast ausschliefslich durch den dem Blasrohre entströmenden verbrauchten Dampf erfolgt, so brennt es um so besser und mit um so gröfserer AVärmeentwickelung, je gleichmäfsiger die Anfachung ist, je schwächer also die einzelnen Dampfschläge an sich bei starkem Luftzuge sind, und je schneller sie auf einander folgen. Ungleichmäfsige Anfachung durch starke, in merklichen Zeit-Abständen auf einander folgende Dampfschläge verschlechtert die Verbrennung, da bald zu viel, bald zu wenig Luft angesaugt, also der chemische Vorgang gestört wird. Da nun rasch auf einander folgende und schwache Dampfschläge durch grofse Geschwindigkeit und geringe Cylinderfiillung, starke und seltenere Dampfschläge durch geringe Geschwindigkeit und grofse Cylinderfiillung hervorgerufen werden, so ist klar, dafs die Leistungsfähigkeit des Feuers mit der Geschwindigkeit zunimmt.

In ähnlicher Weise wirkt die Geschwindigkeit auf die Verdampfung ein, da der Wärmeübergang von den Feuergasen durch die Heizflächenwände auf das Kesselwasser durch hohe Wärme der Verbrennungsgase und gleichmäfsigen Durchzug durch die Feuerrohre nach bekannten Gesetzen gefördert, durch geringe Wärme und ungleichmäfsigen Zug aber vermindert wird. Die durch Feuer und Verdampfung erzeugte Dampfmenge nimmt also mit steigender Geschwindigkeit so lange zu, bis die Grenze der Leistungsfähigkeit der beiden Vorgänge erreicht ist.

Auch die Ausnutzung der Dampfkraft in den Cylindern nimmt bis zu einer gewissen Grenze mit zunekmenher Geschwindigkeit zu, da gleichzeitig der Füllungsgrad abnimmt, die Dehnung also vergröfsert wird. Bei 15—20% Füllung arbeitet die gewöhnliche Lokomotive am vortheilhaftesten ; wird die dieser Füllung entsprechende Geschwindigkeit überschritten, so beginnen die Cylinder mehr Dampf zu verschlucken, als für die Arbeitsleistung nöthig wäre; es mufs daher mit verringerter Füllung oder verringerter Eintrittspannung gefahren werden, wodurch die Ausnutzung der Dampfkraft wieder geringer wird. Auch die Widerstände gegen den Durchgang des Dampfes durch die Kanäle werden bei grofser Kolbengeschwindigkeit sehr fühlbar. Alle diese Verhältnisse wirken derart zusammen, dafs die Ausnutzung der Dampfarbeit bei mäfsiger und bei gröfserer Geschwindigkeit nicht sein-verschieden ausfällt.

Im Ganzen nimmt hiernach die Leistungsfähigkeit der Lokomotiven mit zunehmender Geschwindigkeit bis zur Erreichung eines gewissen Höchstwerthes zu,

Leistungsfähigkeit der Lokomotiven.

49

welcher zwischen den Höchstwerthen der vier Einzelvorgänge liegen mufs, und von da an wieder ab. Dieser Höchstwerth liegt meistens bei Geschwindigkeiten, welche im Betriebe selten erreicht werden.

mm

mm

EM

ES

Tjn

ES

ES

f/\

ES

Tim

Fig. 57.

In Textabbildung 57 sind die Leistungen bei verschiedenen Fahrgeschwindigkeiten für 5 verschiedene Lokomotiv-Gattungen der Preufsischen Staatsbahnen bildlich dargestellt, indem die Fahrgeschwindigkeiten in km/St bezw. Umdrehungszahlen in 1 Sec. wagerecht, die zugehörigen Leistungen in Pferdestärken senkrecht aufgetragen wurden. Die dabei in Frage kommenden MafsVerhältnisse der 5 Lokomotiven ergeben sich aus Zusammenstellung VII:

Zusammenstellung VII.

Zeichen

Bezeichnung und Gattung

Rostfläche

jS ^ Cylinder Triebräder

!a g ai J'e 21 -|g

Q g £ flË fl”

qm mm mm mm

Dampf-3 Ueberdruck

Heizfläche

Rostfläche

S.    ²/₄ gekuppelte Schnellzug-Loko

motive ........

P. 2/ gekuppelte Personenzug Lokomotive (ältere) .... 1,75    92 420 560 1730 24,6    10

Lj ³/s gekuppelte Güterzug-Loko

./    tive.......

V.G. ³/₅ gekuppelte Verbund-Güterzug-Lokomotive.....

T.    ®/g gekuppelte Nebenbahn-Tender-

Lokomotive......

2,28 118 430 600 1980 30,0    12

55

53

mo-

1,53 125 450 6301330 38,5    10

630 1250 50,0 I 12

530

82

63

. 2,38 144

1,30    60; 350 550J1080 29,5 j 12

Die Leistungen sind durch ausgedehnte Beobachtungen im gewöhnlichen Betriebe, bei der Lokomotive S auch durch besondere Probefahrten in sehr sorgfältiger Weise ermittelt worden. Bei der Berechnung der Leistungen aus den wirklich beför-

750

47

derten Zuglasten wurde für den Laufwiderstand des ganzen Zuges die Gl. 1) Seite 45 zu Grunde gelegt, so dais also von dem Gesamintwiderstande der Lokomotiven nur der reine Laufwiderstand als Wagen berücksichtigt, der ganze Maschinenwiderstand aber ausgeschieden ist. Die Darstellungen der Textabbildung 57 zeigen daher Nutzleistungen in Pferdestärken am Umfange der Triebräder an.

Die Leistungen der fünf Lokomotiven steigen von der untern Geschwindigkeitsgrenze, welche der vollen Ausnutzung der Triebaclislast entspricht, bis zur obern Grenze gröfstentheils sehr erheblich. Für die Lokomotive S erfolgte die Steigerung zwischen den Geschwindigkeiten 20 und 90 km/St von 330 auf 715 P.S., also um 216°/₀; für P zwischen 20 und 80 km/St Geschwindigkeit von 250 auf 500 P.S., also auf das doppelte; für G zwischen 15 und 40 km/St Geschwindigkeit von 330 auf 510 P.S., also um 52°/₀ ; für V.G. zwischen 16 und 40 km/St Geschwindigkeit von 500 auf 750 P.S., also um 50°/₀ ; für T zwischen 12 und 40 km/St Geschwindigkeit von 210 auf 280 P.S., also um nur 32°/₀. Für gröfsere, als die angegebenen Geschwindigkeiten würden die Leistungen bei jeder der Lokomotiven bald einen Höchstwerth erreichen und bei weiter steigender Geschwindigkeit wieder fallen.

Da die Clark’sehe Gl. 1) die Widerstände für grofse Geschwindigkeiten, wie bereits bemerkt, zu hoch angiebt, so ist anzunehmen, dafs auch die Leistungen der Lokomotiven S und P für Geschwindigkeiten über 70 km/St merklich zu hoch angegeben sind. In Wirklichkeit dürfte der Höchstwerth etwa bei 80 bezw. 70 km/St erreicht sein.

Fig. 58.

Stellt man in gleicher Weise die Einzel-Leistungen für 1 qm Heizfläche dar, so ergiebt sich die Darstellung der Textabbildung 58. Hier liegen die Linien S, P und G ziemlich dicht zusammen, V.G. infolge der Verbund-Wirkung und verhältnismäfsig grofser Rostfläche erheblich höher, T infolge verhältnis-mäfsig grofser Cylinder und Rostfläche und kleiner Räder anfangs ebenso hoch, aber mit zunehmender Geschwindigkeit, wie auch in Abbildung 57, nur wenig ansteigend.

Da aber nach der vorstehenden Eröterung die Anfachung des Feuers weniger von der Geschwindigkeit als von der Umdrehungszahl der Triebräder in der Sekunde abhängt, so zeigt die in Abbildung 59 enthaltene Darstellung der Einzelleistung j edesQuad r atmete rsHeizflächebeiver sch iedenen Umdr eh ungs-

zahlen die Abhängigkeit derselben von der Bauart am klarsten. Hier liegt die Linie der Lokomotive S infolge höherer Dampfspannung über der Linie für Lokomotive P. S würde für geringe und mittlere Geschwindigkeiten noch höher liegen^ wenn die Dampfcylinder etwas gröfser wären. Für Umdrehungszahlen über 3 ist S, wie bereits bemerkt, vermuthlich zu hoch angegeben. Lokomotive G bleibt infolge kleiner Rostfläche unter P. Lokomotive Y.G. liegt infolge der Verbundwirkung und grofser Rostfläche am höchsten, Lokomotive T leistet infolge grofser Cylinder und Rostfläche besonders bei geringer Geschwindigkeit viel, bei gröfserer Geschwindigkeit aber nur wenig mehr, da sich hier schon etwas Erschöpfung geltend macht. Auch die gewohnheitsmäfsige Art der Handhabung dieser Lokomotiv-Gattung hat vermuthlich in gleichem Sinne mit2:ewirkt.

PH

m,

Fig. 59.

Unter Berücksichtigung aller vorliegenden Erfahrungen dürfen für die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Lokomotivgattungen bei verschiedenen Geschwindigkeiten die in der Zusammenstellung VIII enthaltenen Werthe angenommen werden. C

(Spalte 4) bezeichnet den Inhalt eines bezw. des Hochdruckeylinders in 1 für

1 qm Heizfläche, H die Heizfläche, R die Rostfläche, p die Kesselspannung.

Zusammenstellung VIII.

Leistungsfähigkeit der Lokomotiven für 1 qm Heizfläche in P.S. = n bei verschiedenen Geschwindigkeiten.

4    5    6    7    8    9    10 11

Gattung

Mafsgebende

Haupt-Verhältnisse

Umdrehungszahl der Triebräder in 1 Sec, u =

pat

g 1    1,5    2 2,5    3 3,5 4

Personen- u. Schnellzuglokomotiven

1)    mit Zwillingswirkung........

2)    mit Verbundwirkung........

Güterzuglokomotiven.......

3)    mit kleinem Roste.........

4)    mit grofsem Roste.........

5)    mit kleinem Roste und Verbund Wirkung .

6)    mit grofsem Roste und Verb und Wirkung .

7)    Tenderlokomotiven.........

55

80

60

75

60

50

to

o ^ co co cT o"

»£5    i£2

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Zu der Zusammenstellung VIII sind noch folgende Bemerkungen zu machen:

1)    Die Angaben in Spalte 5—11 gelten für Feuerung mit guter, zur Lokomotiv-feuerung geeigneter Steinkohle. Durch Verwendung bester Kohle können die Leistungen um etwa 10°/₀ gesteigert werden; bei ungenügender Kohle nehmen sie entsprechend ab.

2)    Höhere Dampfspannungen geben höhere Leistungen.

C

3)    Eine Steigerung des Verhältnisses -T- bewirkt Zunahme der Leistungen für

H

geringe, Abnahme für gröfsere Geschwindigkeit.

C

4)    Durch gleichzeitige Steigerung der Dampfspannung, des Verhältnisses yy,

der Dampfdehnung bei Verbund-Lokomotiven und bei Verwendung guter Kohle kann eine erhebliche Steigerung der Leistungen erzielt werden. Z.B. leistet die Schnellzug-Lokomotive Nr. 10 der Zusammenstellung II Seite 8 Tafel III bei 75—85 km/St für längere Zeit 900—1000 P.S., also 8—9 P.S. auf 1 qm Heizfläche.

5)    Allen diesen Angaben liegen die vorstehenden Berechnungsweisen zu Grunde, was bei ihrer Benutzung zu beachten ist. Auch ist dabei das auf dem Europäischen Festlande übliche Mafs der Anstrengung der Kessel vorausgesetzt, welches einer Luftverdünnung in der Rauchkammer von 75—100 mm Wassersäule entspricht. In England werden durch die günstigen Eigenschaften der dortigen Kohle, in Amerika durch stärkere Blasrohrwirkung, höhere Leistungen erzielt.

6)    Schliefslich ist zu beachten, dafs eine Menge Einzelheiten der Bauart, insbesondere die Steuerung und die Blasrohrwirkung, erheblichen Einflufs auf die Leistungen haben.

7)    Für die Leistungsfähigkeit auf starken Steigungen, deren Befahren nicht über 10—15 Minuten Zeit beansprucht, können höhere Wertlie angenommen werden, wenn vorher Gelegenheit zu geeigneter Vorbereitung des Feuers und nachher Zeit zur Ergänzung des Wasserstandes im Kessel gegeben ist.

3) Zugkraft aus der Triebachslast,

Die Zugkraft findet ihre Grenze in der Reibung der Triebräder auf den Schienen, welche bei trockenen Schienen mehr als ¹/₅, im Durchschnitte ¹/6} unter ungünstigen Verhältnissen bei feuchten Schienen, fallendem Laube, Nebel, Eis u. s. w. ¹/₇ der Triebachslast und weniger beträgt. Die Reibung wird in scharfen Krümmungen durch das seitliche Gleiten der Räder, namentlich der vorderen, vermindert.

Im Durchschnitte kann man die Reibung der Triebräder auf den Schienen für Giiterzug-Lokomotiven auf mäfsig gekrümmten Strecken zu 167 kg, für dieselben auf Bergbahnen mit feuchten Tunnels und scharfen Krümmungen sowie für Personenzug-Lokomotiven zu 150 kg für 1 t Triebachslast annehmen. Diese Wertlie können nöthigenfalls durch Sandstreuen erhalten werden. Die Englischen Lokomotiven mit freier Triebachse und die Amerikanischen Güterzug-Lokomotiven werden häufig mit Zugkräften von ł/₆ ihrer Triebachslast in Anspruch genommen, wobei indes eine geschickte Handhabung nöthig ist, um häufiges Schleudern zu vermeiden.

Im Uebrigen zeigt Spalte 28 der Zusammenstellungen II, III, IV und V Seite 8, 24 und 40 an den Lokomotiven Nr. 5, 10, 17, 22, 26, 31, 36, 56,

bis zu welchen Werthen man gehen darf, wenn es bei gegebener Tragfähigkeit der Gleise und beschränkter Zahl der Triebachsen auf eine gute Ausnutzung der Triebachslast ankommt. Bei Strafsenbahnen kann wegen des unreinen Zustandes der Schienen nur auf einen Reibungswerth von ⁴ 51₈ gerechnet werden.

4) Berechnung der Hauptabmessungen,

Die Feststellung der für eine neue Lokomotive zu wählenden Hauptabmessungen erfolgt besser nach Mafsgabe der in der Zusammenstellung II, III, IV u. V Seite 8, 24 und 40 gegebenen und vorstehend beschriebenen, bewährten Muster, als auf Grund bestimmter Annahmen für die Verbrennung, Verdampfung, den Füllungsgrad u. s. w., weil diese Annahmen für bestimmte Zustände gemacht werden müssen, welche von der wirklichen Beanspruchung mehr oder weniger abweichen werden, und weil die bei diesen Annahmen zu Grunde zu legenden Zahlenwerthe ziemlich unsichere sind.

Von jeder neu zu entwerfenden Lokomotive wird verlangt, dafs sie einerseits eine bestimmte, nach der Gl. 5) Seite 47 zu ermittelnde gröfste Zugkraft Z, anderseits bei einer gegebenen Geschwindigkeit eine bestimmte, nach der Gl. 6) Seite 47, festzustellende Leistung N entwickeln soll. Bei Güterzug-Lokomotiven stellt in der Regel die verlangte Zugkraft, bei Schnellzug-Lokomotiven die verlangte Leistung die höhere Anforderung.

Aus der in kg gegebenen Zugkraft Z ergiebt sich die mindestens erforderliche Triebachslast in Tonnen

Gl. 7)

w=

Zkf?

rZkÄ

z

worin gemäfs Spalte 28 der Zusammenstellungen II, III, IV und V für r

anzu

nehmen ist:

Zusammenstellung IX.

Anzahl der gekuppelten Achsen 1-2

Kolbengeschwindigkeit m/Min.....

Umdrehungszahl der Triebachsen in 1 Min.

325

250

200

260

200

160

„Ist die Schädlichkeit der störenden Bewegungen durch die Bauart erheblich gemindert, so können diese Zahlen überschritten werden.“

Dieser Bestimmung liegt, wie im folgenden Abschnitte c nachgewiesen wird, eine Verwechselung der „störenden Bewegungen“ mit dem „Schlingern“ zu Grunde. Letztere Bewegung ist die einzig bedenkliche, hängt aber mit der Kolbengeschwindigkeit und Umdrehungszahl der Triebräder nicht zusammen. Diese Bestimmung kann daher um so mehr aufser Betracht bleiben, als man mit diesen Zahlen für rasch fahrende Lokomotiven doch nicht auskommt.

Zweckinäfsiger erscheint es, die Triebraddurchmesser nach den Zusammenstellungen II bis V zu wählen, oder nach der Formel :

Dmm = (800+15Vkm/St) worin V die durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit bezeichnet. Diese Formel gilt namentlich für Vollbahn-Lokomotiven mit Achslasten von 13 t und mehr. Für leichte Lokomotiven wendet man häutig kleinere Räder an.

Aus dem Triebraddurchmesser ergiebt sich die Umdrehungszahl für 1 Sec.

vkm/st

£)mm

Um die für eine gegebene Leistung nöthige Heizfläche berechnen zu können, ist

JJ

nunmehr über die Art der Dampfwirkung und die Wertke -g und p (Spalte 2

und 3 der Zusammenstellung VIII Seite 51) Bestimmung zu treffen.

Bezüglich der Dampfwirkung ist kurz zu sagen, dass sich die Verbund-Wirkung überall da empfiehlt, wo die Beanspruchung der Lokomotiven nicht zu ungleichförmig und wechselnd ist. Ausgeschlossen sind daher die Lokomotiven für Verschiebedienst und diejenigen, welche viel für diesen Dienst mit verwendet werden, also insbesondere die Tender-Lokomotiven für Güterzüge. Für alle Personenzug- und diejenigen Güterzug-Lokomotiven, welche wenig im Verschiebedienste thätig sind, wird dagegen die Verbund-Wirkung bei richtiger Ausführung erhebliche Vortheile bieten.

Das Verhältnis

verlangten Leistung und der Beschaffenheit des zu verwendenden Brennstoffes. Die gröfste Verdampfung wird nach den Versuchen des Ober-Ingenieurs Henery

H

der Paris-Lyon-Mittelmeer-Bakn bei guter Kohle mit einem Verhältnisse ^ = etwa

50 erzielt, jedoch unter mäfsiger Ausnutzung des Brennstoffes. Man nimmt daher für Personen- und Schnellzug-Lokomotiven, überhaupt solchen, von denen grofse

Leistungsfähigkeit bei geringem Gewichte verlangt wird, durchschnittlich

Gl. 8)

Gl. 9)

u=88,5

W! «

= Heizfläche : Rostfläche richtet sich nach der

= 55,

ß = 60 — bei langen Kesseln bis 80 — an, um eine

für Güterzug-Lokomotiven

angemessene Ausnutzung der Verbrennungswärme zu erreichen.

Ist der Brennstoff gut, stückreich und hart bezw. backend, sodafs er in hoher Schichtung gebrannt werden kann (Stückkohle, Prefskohle, Koke), so ist die Rost-

H

fläche entsprechend kleiner auszuführen, •=- = 60 bis 90 zu wählen. Ist die Kohle

R

dagegen fein, so verträgt sie keinen scharfen Luftzug und die Rostfläche mufs daher gröfser ausgeführt werden, wobei, wie die Lokomotiven 6, 20 und 38 der

Zusammenstellungen II und III zeigen, Werthe von    = 23—26 Vorkommen.

R

Die Dampfspannung p wird in der Regel zu 12 at. angenommen. Bei Verbund-Lokomotiven, von welchen grofse Leistungsfähigkeit verlangt wird, ergeben auch höhere Spannungen entsprechende Vortheile, während die Zwillings-Wirkung einer angemessenen Ausnutzung höherer Spannungen nicht fähig zu sein scheint. Nachdem hiernach die der verlangten Leistung entsprechenden Werthe für u,

, p, sowie die Art der Dampfwirkung festgestellt sind, ist der entsprechende

Werth für die Leistung n eines qm Heizfläche aus der Zusammenstellung VIII,

S. 51 zu entnehmen, worauf sich die erforderliche Heizfläche

Gl. 10)

H= —

ergiebt. Diese bedingt wiederum ein bestimmtes Gesammtgewicht L der Lokomotive, welches von der Bauart abhängt und für dessen Ermittelung der Werth

JJ

aus den Zusammenstellungen II bis V, Spalte 24 für die dort aufgeführten

Là

H

und ähnlichen Gattungen entnommen werden kann, j- fällt um so gröfser aus, je

einfacher und verhältnismäfsig gröfser die Lokomotive und je kleiner der Triebraddurchmesser ist; um so kleiner, je vieltheiliger die Bauart, je geringer die Hauptabmessungen und je gröfser die Triebräder sind. Bei Tender-Lokomotiven tritt dies, wie die Beispiele zeigen, besonders stark hervor, auch hat die Gröfse der Vorrathsräume erheblichen Einflufs.

Das Dienstgewicht ergiebt sich hiernach aus der Formel:

Gl. 11)

L= H

Ist dasselbe gröfser als die früher berechnete geringste Triebachslast Lt (Gl. 7), so müssen entweder die Triebachsen stärker belastet, oder wenn das unzulässig, Laufachsen angewandt werden. Sollte L etwa kleiner als hx ausfallen, so ist mit Lx

zu rechnen und hiernach H = Lx.

anzunehmen.

Die Leistungsfähigkeit ist

dann gröfser als gefordert war.

Die zweckmäfsige Gröfse der Dampfcylinder kann in vielen Fällen nach den Zusammenstellungen II bis V ermittelt werden.

Den Kolbenhub nimmt man für Voll- und Nebenbahn-Lokomotiven zu 550—660 mm und zwar für Personen- und Schnellzug-Lokomotiven zu 0,3—0,38,

für desgl. Tender-Lokomotiven zu 0,33—0,4, für Güterzug- und kleinere Lokomotiven zu 0,45—0,55 des Triebraddurchmessers an.

Der zur Ausübung der Zugkraft Z nötkige Durchmesser d der Cylinder in cm ergiebt sich aus der Formel:

Gl. 12)

dem

-v

2kg [)min

Pi ümm

Derjenige eines Niederdruckcylinders bei Verbund-Lokomotiven aus:

-Vp,

worin px nach den in Zusammenstellung X angegebenen Verhältniswerthen Pi Nutzdruck

Gl. 13)

di

cm

2Zkg Dmm

p Kesseldruck

zu bestimmen ist.

Zusammenstellung X.

Zwillings-

Wirkung

Verbund-Wirkung. Querschnittsverhältnis der Dampfkolben 1: 2 bis 2,2 1: 2,4 bis 2,5 1: 2,9 bis 3

Personen- und Schnellzug-Lokomotiven Güterzug- und sonstige Lokomotiven .

0,50

0,42

0,38

0,33

0,60

0,50

0,45

0,385

Diese Verhältniswerthe sind durch langjährige Erfahrung als zweckmäfsig erprobt worden*, es ist daher nicht nöthig, sie noch auf die damit zusammenhängenden Umstände, wie Füllungsgrad u. s. w. zu prüfen. Uebrigens entsprechen ihnen bei Zwillings-Lokomotiven Füllungsgrade von 30—40 °/₀, bei Verbund-Lokomotiven solche von 50—60 °/₀. Das Querschnitts-Verhältnis der Cylinder bei Verbund-Wirkung nehme man bei p = 12 at. Ueberdruek für Personen- und Schnellzug-Lokomotiven zu 1:2,1 bis 2,2, für Güterzuglokomotiven zu 1:2 bis 1:2,1 an. Bei höherer Spannung und wenn die Dehnung weiter ausgenutzt werden soll, kann man bis 1 : 2,4 gehen. Für Woolf'sche Dampfwirkung wird bisher ein Querschnittsverhältnis von 1 :2,9 bis 1 :3 angewandt.

Die Gl. 12 und 13, Seite 56 kann man auch schreiben:

LTïTzr

Pi hLx -1/2L1 D Z Pi ¹¹

Die Berechnung nach der Zugkraft ergiebt richtige Abmessungen der Cylinder, soweit es sich um die volle Ausnutzung der Triebachslast handelt, also bei allen Güterzug- und denjenigen Personen- und Schnellzug-Lokomotiven, welche vorwiegend auf stärkeren Steigungen zu arbeiten haben. Bei diesen ist die Berechnung nach der gröfsten Zugkraft umsomehr am Platze, als auf diesen Steigungen der gröfste Dampfverbrauch stattfindet, also grade hier die günstigste Dampfausnutzung angestrebt werden mufs.

Bei Lokomotiven für Personen- und Schnellzüge auf Flachlandstrecken mit vorwiegend geringen Steigungen, auf welchen die Fahrgeschwindigkeit so grofs

Gl. 12 a)

Gl. 13b)

bezw. dj= J/

bleibt, dafs- die verfügbare Leistung des Kessels n.H kleiner als lY^-)*^-

VLj/ 270

bleibt, ist es dagegen zweckmäfsiger, die Gröfse der Cylinder in einem bestimmten Verhältnisse zur Heizfläche zu halten, damit die Lokomotive durchschnittlich mit

der Inhalt eines

möglichst guter Dampfausnutzung fahre. Ist C bezw. des Hochdruck-Cylinders in Litern (cdm), so ist nach den Zusammenstel-

Tr(ddm)²(hdm)

lungen II bis V und sonstigen gut bewährten Ausführungen das Verhältnis nach Zusammenstellung XI anzunehmen.

Zusammenstellung XI.

Verhältnis des Cylinderinhaltes zur Heizfläche

C : II

Lokomotiven

Verhältnisse

für besonders lei-für gewöhnliche An- stungsfäliige Feue-strengung und Mafs- rung, oder höhere Spannung und stärkere Dehnung

1)    ²/é u- Vs gekuppelte für I Zwillingswirkung Personen- u. Schnellzüge 1 Yerbundwirkung

2)    8/4 u> 3/s gekuppelte für Personen- und Schnellzüge

0,75—0,80

0,85—0,90

1,00-1,05

bis 1,05

„ 1,10

3) für Güterzüge je nach Gröfse J Zwillingswirkung des Rostes usw.    \ Yerbundwirkung

0,80-1,00

1,00-1,05

iO O O^H t-Tt-T

4) Tenderloliomotiven für Personenzüge | ZwilIings. |

Wirkung I

5)

„ Güterzüge

0,90—1,00

0,80-0,95

„ 1,20

» 1,25

(f. Yerbundwirkung)

0,85-0,90

6) Tenderlokomotiven für Nebenbahnen, Zwillingswirkung

Die Verhältniszahlen sind in Zusammenstellung XI für alle Lokomotiven angegeben, obgleich sie in der Regel nur für die unter 1) genannten Gattungen in Betracht kommen. Für die Uebrigen können sie dazu dienen, um die aus der Zugkraft etwa abweichend berechneten Abmessungen der Cylinder der vorhandenen Heizfläche noch etwas besser anzupassen, oder unzweckmäßige Annahmen für Z und V abzuändern. Verbund- Personen- und Schnellzug-Lokomotiven mit Cylindern, deren Abmessungen nicht für die volle Ausnutzung der Triebachslast berechnet sind, erhalten zweckmäfsig Wechselvorrichtungen, um beim Anfahren und auf kurzen stärkeren Steigungen die gröfstmögliche Zugkraft entwickeln zu können.

5. Beispiele für die Berechnung von Lokomotiven,

Die Beispiele sollen zeigen, welche besonderen Rücksichten bei den einzelnen Lokomotiv-Gattungen noch in Betracht kommen.

a) Eine ²/₄ gekuppelte Schnellzug-Lokomotive soll einen Zug aus 10 vierach-sigen Wagen zu je 301 Gewicht auf wagerechter Bahn mit 85 km/St befördern.

Nimmt man das Gewicht der Lokomotive mit Tender zu 80 t an, so beträgt der Gesammtwiderstand aus Abbildung 56 Seite 46 12,8.80 + 4,1.300 = 2254 kg mit 10 °/₀ Zuschlag für Ueberscliufs und ungünstige Witterung Z = rd 2500 kg. Die Nutzleistung folgt aus Gl. 6) Seite 47 N = rd 800 P.S. Die Triebräder erhalten nach Gl. 8) Seite 54 D = 800 + 15.85 = rund 2100 mm Durchmesser,

85

die Umdrehungszahl ist nach Gl. 9) Seite 54 u = 88,5.

2100

= 3,57. Für

= 55 (Seite 54), p = 12 und Verbund Wirkung in 2 Cylindern könnte aus Zu

sammenstellung VIII S. 51 n — 6,7 entnommen werden; da indefs die Zugkraft nicht nach Gl. 1) Seite 45 ermittelt ist, so darf n nicht höher, als für u = 3,

also zu 6,3 angenommen werden, so dafs sich ergiebt: H =

800

6,3

= 127 qm, K =

127

-gg- = 2,32. Das Dienstgewicht wird nach Zusammenstellung II Spalte 24 aus

Ipim

-v-r- = 2,5 etwa L =

127

L*

2,5

= 511 betragen, wovon passend Lx = 301 auf beide

Triebachsen, 21t auf das Drehgestell entfallen würden. Der Inhalt des Hochdruck-cylinders wird nach Zusammenstellung XI Seite57 aus C : H — 0,85, C = 127,0.0,85 = 1081, also bei einem Kolbenhübe von 2100 X 0,31 = 650 mm (Seite 56) der

-, d — 460 mm, derjenige des

Durchmesser des Hochdruckcylinders ddm = ~j

108.47

tt.6,5

Niederdruckcylinders dt=d 1/2^2=680 mm sein. Die gröfste Zugkraft der Loko-

680².650.0,42.12

2.2100

die der Triebachslast entsprechende gröfste Zugkraft von 30.150 = 4500kg aus-üben zu können ist eine Wechselvorrichtung nöthig. Soll im Winter die Heizung der 10 Wagen mit Dampf gespeist werden, so sind Heiz- und Kostfläche etwa 7 °/o gröfser herzustellen.

Um denselben Zug mit 60 km/St über eine lange Steigung von s = 5 mm (1:200) zu bringen, würde die volle Zugkraft von 3600 kg und ebenfalls 800 P.S. nöthig sein. Um hierfür etwas Ueberscliufs an Zugkraft zu gewinnen, wird man die Cylinder zweckmäfsig um 5°/o gröfser, also mit 470 mm bezw. 700 mm Durchmesser ausführen.

Auf einer Steigung von s = 10 mm würde die Lokomotive mit 3600 kg Zugkraft 6 Wagen zu 30 t mit 50 km/St ziehen können, wobei 680 P.S. geleistet werden miifsten, welche für u = 2,1, n = 5,3, N = 5,3.127 = 665 annähernd verfügbar sind.

motive bei Verbund Wirkung ist nur

= 3600 kg. Um kurze Zeit

b) Eine Schnellzug - Lokomotive soll auf einer Steigung von s = 20 mm (1 : 50) 150 t Wagengewicht mit 40 km/St und auf ebenen Strecken mit 80 km/St befördern. Nimmt man das Gewicht mit Tender zu 80 t an, so ist nach Gl. 5 und 6) Seite 47 w = 24 kg, Z = 24. (80 + 150) = 5500

5500 kg, also L₄ =

II

150

= 37 t, N = 820 P.S. Nimmt man ^ = 55, p = 13 at

und Verbundwirkung, ferner D für V = 60 km/St zu 1700 mm an, so ergiebt sieh nach Gl. 9) Seite 54 u = 2,1. Mit Rücksicht auf besten Brennstoff und die höhere

Spannung darf n — 6 angenommen werden, woraus sich H —

2,5 qm ergiebt. Der Durchmesser des Niederdruck eylinders mülste nach Gl. 13) Seite 56,

wenn der Kolbenhub zu 650 mm angenommen wird, d₁cm=

C

derjenige desHochdruckcylinders = 500mm sein. Das Verhältnis g ist hiernach = 0,93,

es erscheint daher gemäfs Zusammenstellung XI Seite 57 zweckmäfsig, die Cylinder

C

gröfser, etwa 520 und 750 mm weit, auszuführen, so dafs TT = 1 wird, uni die Dampf-

41

dehnung besser auszunutzen. Kommt die Steigung nur auf verhältnismäfsig kurze Strecken vor, so sind die kleineren Cylinder vorzuziehen. Mit Rücksicht auf die grofse Fahrgeschwindigkeit auf günstigeren Strecken ist ein Drehgestell zweckmäfsig,

820

= 138 qm, R =

2.5500.1700

0,42.13.650

,dx = 730mm,

das Gewicht L wird also für =- = 2,5 etwa 55 t sein, wovon passend 3.13 = 39 von

JL

den 3 Triebachsen, 16 t vom Drehgestelle getragen werden.

c) Eine Güterzug-Lokomotive soll einen Zug von 150 beladenen Kohlenachsen zu 8 t = 1200 t Gewicht auf einer Flachlandstrecke mit kurzen wechselnden Steigungen bis s = 4mm mit einer Grundgeschwindigkeit von 40km/St befördern, und denselben Zug mit Hülfe einer Schiebemaschine gleicher Art eine lange Steigung von s = 10 mm hinaufschatfen.

Die nöthige Zugkraft ist auf der Steigung von s = 4mm bei etwa 16km/St Geschwindigkeit und 851 Lokomotivgewicht Z = 1285 . (4 + 3) = 9000 kg, auf der Steigung von s = 10 mm Z = 685 . (10 + 3) = 8900 kg; die Triebachslast Lj^ = 9000

167

= 54t ist auf 4 gekuppelte Achsen mit je 13,5t zu vertheilen, da 14 t für

jede Achse nicht überschritten werden sollen. Nach Zusammenstellung III Nr. 31) kann = 60, p = 12,

R = 2,43 qm ergiebt. Nimmt man D für durchschnittlich 30 km/St zu 1250 mm an, so ist u für 40 bzw. 16 km/St = 2,8 bzw. 1,2, so dafs bei Verbund Wirkung n zu 5,4 bzw. 3,6 P.S., die Gesammtleistung N also zu 800 bzw. 540 P.S. angenommen werden kann. Erstere wird auf ebener Strecke nicht ganz in Anspruch genommen, da 1285.4.40

= 2,7 angenommen werden, woraus sich H = 146 qm,

hier bei 40 km/St nur

270

Steigungen bei 9000 kg Zugkraft mit

760 P.S. nöthig sind. Letztere reicht aus, um auf den 270.540

9000

16,2km/St zu fahren. Der Durchmesser

-v

2.9000.1250

desNiederdruckcylinders mufs bei 650 mm Kolbenhub mindestens dx

C

dx = 760 mm, derjenige des Hochdruckcylinders 530 mm sein, woraus g = 0,98

folgen würde. Nach Zusammenstellung XI ist es daher auch in diesem Falle zweckmäfsig, die Cylinder etwas gröfser mit 540 bezw. 770 mm Durchmesser auszuführen, C

damit = = 1,02 erreicht wird.

41

cm

0,5.12.650

d), Für eine ³/₃ gekuppelte Güterzug-Lokomotive, welche 115 Lastachsen 8t = 920t unter gleichen Bedingungen befördern, aber durchschnittlich etwas rascher fahren soll, ergiebt sich für L + T = 70 t : Z = (4 + 3) (920 + 70) bezw. = (10 + 3)

= 41t, H = 41.2,9 = 120 qm, R = ~ = 1,7 qm.

Ferner für D = 1350 mm, h = 650 : dj⁰“    dt = 700, d= 490mm

C

also g = 1,04. Auf wagerechterStrecke würde diese Lokomotive bei 40 km/St für

(460+ 70) = 6900 kg, L₁ =

O lO

zu

u =2,6 und n = 4,5 : N = 580P.S. leisten können, während die Beförderung des 4.990.40

Zuges

270

590 P.S. erfordert.

e) Eine ³/₄ gekuppelte Güterzug-Tender-Lokomotive mit je 141 Last auf den 3 Triebachsen und 12 t auf der Laufachse soll mit möglichst grofser Leistungsfähigkeit ausgeführt werden. Nimmt man für V durchschnittlich 30 km/St, D =

= 70, p = 12 at an, so ist für die gröfste Zugkraft Z =

1250 mm, h = 620 mm

PS] H

42.167 = 7000kg ein Cylinderdurchmesser dcm =

7000

0,6.12

¹²⁵⁰

620? C ~

442 mm

nöthig. Für

= 2,2 wird H = 120 qm, R = 1,7 qm,

Ki O

= 0,79; die Cylinder wer

den daher besser mit 450 mm Durchmesser ausgeführt, so dafs

= 0,82 wird.

f) Eine Personenzug-Lokomotive für Vorortverkehr soll 15 Wagen zu 20 t auf wagerechter Bahn mit 50kin/St befördern. Diese Geschwindigkeit soll nach 2km Fahrt erreicht sein. Die gröfste längere Steigung der Bahn ist s = 8mm, der durchschnittliche Abstand der Haltestellen 4 km.

Der durchschnittliche Widerstand während des Ingangbringens ist etwa 4,5 kg, vermehrt um den Beschleunigungswiderstand, welcher sich aus der zu erzeugenden 1000 /50\²

lebendigen Kraft

= 10000 mkg, verth eilt auf 2000 m zu rd. 5kg berechnet.

2.9,8 \3,6₍

Beim Ingangbringen sind also 9,5.350 = 3300 kg, auf der Steigung 12.350 = 4200 kg Zugkraft zu leisten. Für die durchschnittliche Leistung kann der durchschnittliche Bewegungswiderstand von 4,7 kg, vermehrt um den, auf 4 km vertheilten Beschleunigungswiderstand von 2,5 kg, im Ganzen also von 7,2 kg angenommen werden, so dafs 7,2.350.60

= 560 P.S. beträgt. Nimmt man für eine Durchschnitts-

diese Leistung

geschwindigkeit von 45 km/St D = 1500 mm an, so ist für V = 50 km/St u = 3. Der Werth n ist für diese Lokomotive um etwa 10 °/₀ geringer anzunehmen, als er in der Zusammenstellung VIII Seite 51 in den Reihen 1 und 2 angegeben ist, weil das Feuer bei dem häufigen Anhalten nicht zu voller Wirkung kommt. Für Verbund- bzw. Zwillingswirkung kann daher n zu 5,7 bzw. 5 angenommen werden, sodafs 100 bzw. 112 qm Heizfläche nöthig sind. Der Niederdruckcylinder würde

270

für 4500 kg gröfste Zugkraft bei h

j q/2.4500 1500 ,

= 600 mm d₄cm =]/ —₅— • -^q, d₄ =

670 mm, der Hochdruck cylinder d = 460 mm, die Zwillingscylinder dcm =

4500 1500 6 ' 600

bzw. 0,85 ergiebt.

C

— rund 450 mm Durchmesser erhalten, wobei sich =- = 1,0

H

Letzterer Werth ist ziemlich klein, die Verbund-Lokomotive erhält gute Verhältnisse

= 2,1 und um 15 °/₀

und würde für = 1,9 etwa 52 t wiegen, also 2 Triebachsen mit je 141 und 2 Laufachsen mit je 121 Last erhalten. Für Wasser würden 5 cbm, für Kohlen 2 cbm Raum bleiben. Die Zwillings-Lokomotive würde für gröfsere Vorrathsräume etwa 55 t wiegen.

6. Wasser- und Brennstoffverbrauch,

Den Wasser- (Dampf-) und Kohlenverbrauch bei durchschnittlicher Belastung der Lokomotiven kann man nach Versuchen des Geheimen Bauraths Loebner in Erfurt⁶) wie folgt annehmen:

Zusammenstellung XII. Wasser-(Dampf-) und Kolilenverbrauch.

Fahr

geschwin

digkeit

km/St

für 1 Stunden-P.S.

Wasser

Zwilling Verbund

für 1000 kg.km Leistung der Zugkraft Kohle »

Zwilling Verbund Zwilling Verbund Zwilling Verbund

Kohle

Wasser

O O O O O CO CO C— GO Ci

co    t~    th    co

SP o    o"    o"    r-T    of

f-Ś t—ł    t—(    rH    tH    t-H

o JO co ca ceg CO 00 GO 05 ca

kg

1,25

1,33

1,39

1,52

1,73

8 ą ą ą ą

1—(    1—, T , T 1

SP t- co cT cm co' r» eo co co

Ta

Ta

M OJ M Û3 05 -CO JO KJ

m ca ca

ÓD O    ^

lO iä* CO*

ca

F“'    s*

"io V>- r-*- To To erq

ca

Die Angaben über den Kolilenverbrauch beziehen sich auf gute westfälische Kohle, welche eine 7,5 bis 8 fache Verdampfung ergiebt.

Die Gesammtleistung der Zugkraft in kg.km erhält man, indem man für jeden Streckenabschnitt die nach Gl. 5) Seite 47 berechnete Zugkraft Z mit der Länge in km vervielfältigt und die Ergebnisse zusammenzählt. Dazu kommt

(GYV^/sA²)

die Beschleunigungsarbeit für das Anfahren, welche jedesmal rund    - 1 jkg

.km

beträgt. Die Gesammtsumme, mit den in Spalte 3 der Zusammenstellung XII angegebenen Werthen vervielfältigt und durch 1000 getlieilt, ergiebt den Wasser- und Kohlen verbrauch. Für Brennstoffe von anderm Brennwerthe kann der Verbrauch aus dem Wasser verbrauche bestimmt werden.

03

tc

Lauf in geraden Strecken.

Für dasAnlieizen sind für 1 cbm Wasserinhalt des Kessels 45—50 kg Kohlen von der angegebenen Beschaffenheit erforderlich.

Für eine überschlägliche Berechnung des Brennstoffverbrauches können die im Abschnitte „Lokomotivdienst“ Band I. 2. A. IV. c. enthaltenen Angaben dienen.

c) Bewegung der Lokomotiven in geraden Strecken und Krümmungen.

Bearbeitet von v. Borries.

Die Art der Bewegung der Lokomotiven in geraden und gekrümmten Bahnstrecken, insbesondere die dabei auftretenden Kraft- und Massenwirkungen werden in diesem Abschnitte zusammenhängend und eingehend behandelt, um das Verhalten der verschiedenen Anordnungen und einzelnen Vorrichtungen in Betreff der Ruhe und Sicherheit des Ganges, sowie der Einwirkungen auf die Gleise beurtlieilen zu können. Auf dieser Grundlage wird man dann umgekehrt für jeden Betriebszweck zu der geeigneten Anordnung der ganzen Lokomotive und der betreffenden Einzel-theile gelangen.

Die Wechselwirkungen zwischen Lokomotive und Gleis haben auf dem Europäischen Festlande bisher nicht immer die zweckmäfsige Berücksichtigung gefunden. Man hat die Lokomotiven vielfach ohne Rücksicht auf diese Wirkungen gebaut und dadurch zur Beunruhigung der Gleislage, vorzeitiger Abnutzung des Oberbaues und der Räder und auch wohl zu Unfällen Anlafs gegeben. Auf derartige Fehler bei dem Baue der Lokomotiven ivird daher besonders hingewiesen.

1. Lauf in geraden Strecken,

Infolge der Unebenheiten der Gleise, der Spielräume der Achsen in ihren Führungen, der Kegelform der Radreifen, der Mitwirkung der Gewichtsmassen und der Nachgiebigkeit aller Theile bewegen sich die Eisenbahnfahrzeuge in geraden Strecken nicht in gleicher Richtung mit der Bahnachse, sondern weichen abwechselnd nach rechts und links von der Gleismitte und nach oben und unten von der Ruhelage ab, sodafs sie unregelmäfsigen Wellenlinien folgen.

Bei grofser Fahrgeschwindigkeit werden durch diese Abweichungen die Gewichtsmassen der Fahrzeuge derart zur Mitwirkung gebracht, dafs die übliche statische Betrachtung der wirksamen Kräfte nicht ausreicht. Es müssen daher überall die vereinigten Wirkungen der äufseren Kräfte und der Massenschwingungen in Betracht gezogen, die Bewegungsvorgänge also vom dynamischen Standpunkte aus untersucht werden.

Eine einzelne frei bewegliche Achse läuft nur so lange gerade aus, als beide Räder auf Kreisen von gleichen Halbmessern laufen. Ist eine seitliche Verschiebung eingetreten, so dafs die Räder auf verschiedenen Halbmessern i\ und r₂ laufen, so

Lauf in geraden Strecken.

Ci

eilt das Bad mit dem gröfsern Halbmesser rx vor und die Achse bewegt sich in einer Krümmung, deren augenblicklicher Halbmesser R¹ sich nach Abbildung 60 aus dem Verhältnisse:

±:rb

i<-

R¹

-X"

Fig. 60.

Ri+|;ri=Ri— |:r₂

Gl. 14)

zu R¹

₌ b (ri+r₂)

² (ri—r₂)

ergiebt. Ist a die seitliche Abweichung- der Achsmitte von der Geleismitte, r der mittlere Halbmesser der Räder, l:n die Kegelneigung der Radreifen so ist:

Gl. 15)

R¹

b . r. n 2a

Die Achse wendet sich also stets nach der Gleismitte zurück, gelangt aber in schiefer Stellung in dieselbe, läuft nach der andern Seite wieder um die Abweichung a über die Mitte hinaus, wendet sich wieder zurück u. s. w., bewegt sich also in einer langgestreckten Wellenlinie.

Ist die Abweichung so grofs, dafs die Hohlkehle des Reifens mit der innern Rundung des Schienenkopfes in Berührung und zum Tragen kommt, so wird rx für die Dauer dieser Berührung stark vergröfsert und R¹ entsprechend verkleinert; die Wellenlinie erhält dann in ihren Spitzen scharfe Krümmungen und wird in ihrer Länge verkürzt.

Die Abnutzung der Laufflächen der Reifen, welche die ursprüngliche Kegelform derselben allmälig verändert, wirkt auf die Bewegung der Achse und die Gestalt der Wellenlinie ebenfalls ein, sodafs es sich nicht lohnt, deren Verlauf rechnerisch festzustellen.

Die unter Fahrzeugen laufenden Achsen können diesen Wellenlinien nur so weit folgen, wie die Spielräume und die Nachgiebigkeit ihrer Führungen dies zulassen. Jede folgende Abweichung wird daher kleiner, als die vorhergehende, sodafs alsbald nur noch die innerhalb jener Spielräume ausführbaren Seitenbewegungen des Fahrzeuges verbleiben, welche in den sonstigen Unregelmäfsigkeiten der Bewegung in kurzer Zeit verschwinden.

Jedes Fahrzeug mit geringen Spielräumen ₍der Achsführungen hat also das Bestreben annähernd ruhig geradeaus zu laufen.

Sind die Spielräume, wie bei Lokomotiven mit genau gleich gerichteten Achsen, sehr klein, so können die Achsen diesem Bestreben nicht folgen und die Lokomotive läuft daher in sehr langgestreckter Zickzacklinie fast unmerklich rechts und links an. Diese Bewegung wird indefs durch Geleisunebenheiten und bei gröfserer Geschwindigkeit auch durch die Massenwirkungen vielfach unterbrochen.

¹

) Eine vollständige Zusammenstellung älterer und neuerer Formeln und ihrer Ergebnisse enthält: Die Mechanik des Zugs-Verkehrs von Gostkowski. Wien 1891. S. 86 u. folg.

²

G) Revue gen. des Chemins de fèr 1890 S. 271 ff.

³

isenbahn-Technik der Gegenwart I.

⁴

   für Personen- und Schnellzug-Lokomotiven in der Regel 150 kg, bei beschränkter Triebachslast ausnahmsweise bis 180 kg,

⁵

   für Güterzug-Lokomotiven 167 kg, bei beschränkter Triebachslast ebenfalls bis 180 kg.

Bei Personenzug-Lokomotiven, welche für starke Steigungen bestimmt sind, und bei Personenzug-Tender-Lokomotiven, welche häufig und rasch anziehen sollen, obgleich sich ihre Triebachsbelastung durch Verbrauch der Vorräthe stetig vermindert, ist der Werth von 150 kg zweckmäfsig nicht zu überschreiten.

Die hiernach aus Gl. 7) ermittelte Last Lx ist auf soviele Triebachsen zu vertheilen, dafs die zulässige Radbelastung nicht überschritten wird, womit die erforderliche Anzahl der Triebachsen gegeben ist.

Demnächst ist der Durchmesser der Triebräder zu bestimmen.

§108 der Technischen Vereinbarungen giebt hierzu für die Kolbengeschwindigkeiten und die Umdrehungszahlen dieWerthe der Zusammenstellung IX als Höchstwertig an.

⁶

) Organ f. d. F. d. E. 1894 S. 108.

2. Entstehung und Verlauf der schlingernden Bewegung.

Dem Bestreben der Achsen, die Gleismitte zu halten, wirken die Gewichts-masSen des Fahrzeuges entgegen. Läuft der Spurkranz des linksseitigen Vorderrades, wie Abbildung 61 zeigt, gegen die Schiene unter einem Winkel a an, so erfährt

Bl

>i

—-O;.........

Fig. 61.

das vordere Ende des Fahrzeuges eine Abweisung, deren Gröfse von dem Winkel a abhängt. Der Spurkranz wird dabei mit einer Kraft gegen die Schiene gedrückt, welche um so gröfser ausfällt, je gröfser die zu überwindende Trägheit des Fahrzeuges, je gröfser die Geschwindigkeit des Anlaufens, je geringer die seitliche Nachgiebigkeit der Achsführungen und je geringer der Hebelarm der Kraft, also der Abstand der Achse vom Mittelpunkte der Drehung des Fahrzeuges ist. Durch den Druck gegen den Spurkranz wird das Fahrzeug in eine Rechtsdrehung um einen hinter seiner Mitte liegenden Punkt versetzt, deren lebendige Kraft sich solange steigert, bis die seitlich angespannten Schienen und Achsführungen ihre Spannung an das zurückschwingende Fahrzeug wieder abgegeben haben. Diese lebendige Kraft wird dadurch noch vermehrt, dafs sich die Vorderachse und später auch die Hinterachse infolge ihrer Stellung links von der Gleismitte in gleicher Richtung zu drehen streben. Die dem Fahrzeuge ertheilte drehende lebendige Kraft läfst es nicht in der mit der Bahnachse gleich gerichteten Stellung zur Ruhe kommen, sondern bewirkt ein Zurückschwingen über diese hinaus nach rechts. Dabei wird die Vorderachse soweit seitlich verschoben, bis deren Reibung auf den Schienen die Kraft der Schwingung aufgezehrt hat. Das Fahrzeug läuft nunmehr rechts an, wo sich derselbe Vorgang wiederholt. Dieses Hin- und Herschleudern des Fahrzeuges im Gleise nennt man „Schlingern“. Fällt eine einzelne Ablenkung gröfser aus, als die vorhergehende, so steigert sich die Stärke des Schlingerns alsbald bis zur der, durch die vorhandenen Spielräume u. s. w. gegebenen Grenze; ist sie geringer, so verschwindet das Schlingern nach wenigen Schwingungen.

Da die bei gegebenen Verhältnissen von der Anlaufgeschwindigkeit abhängige Kraft des Zurücksehwingens etwa mit dem Quadrate der Fahrgeschwindigkeit zunimmt, so giebt es für jedes Fahrzeug eine bestimmte Geschwindigkeit, bei welcher es infolge einer zufälligen genügend starken Abweisung zu schlingern beginnt. Das einmal eingetretene Schlingern dauert dann solange an, bis eine andere äufsere Einwirkung eine Abweisung zufällig soweit abschwächt, dafs ihre Kraft zur Fortsetzung des Schlingerns zu gering ausfällt, worauf das Fahrzeug bis zur nächsten zufälligen Abweisung von genügender Stärke ruhig läuft.

Das Schlingern bewirkt leicht Entgleisung durch Aufsteigen der Spurkränze, welches besonders dann eintreten kann, wenn eine Schwingung durch andere Umstände zufällig noch verstärkt wird und eine ungünstige Stelle im Gleise damit

co

zusammentrifft. Es ist daher von gröfster Wichtigkeit, diejenigen Mittel zu kennen, welche dem Schlingern entgegen wirken.

Der Anlaufwinkel a wird bei gegebenem Spielräume der Spurkränze im Gleise um so kleiner, je gröfser der Achsstand a des Fahrzeuges ist. Mit diesem nimmt auch der Hebelarm der abweisenden Kraft zu, wodurch diese selbst entsprechend verringert wird. Eine Verlängerung des Achsstandes hat also eine Verringerung der bei der Ablenkung aufzunehmenden lebendigen Kraft und des Spurkranzdruckes zur Folge. Dieselbe Wirkung hat auch eine Verringerung des betreffenden Trägheitsmomentes des Fahrzeuges selbst, welches sich aus dem gegen Drehung um eine lotli-rechte Achse und dem gegen Drehung um eine wagerechte Längsachse zusammensetzt, aber vorwiegend von dem erstem, weitaus gröfsern abhängt. Diese Verringerung wird durch Beschränkung der Länge des Fahrzeuges, besonders der vorn und hinten überhängenden Gewichtsmassen erreicht.

Es mufs also zur Vermeidung des Schlingerns einfach ein im Verhältnisse zur Länge des Fahrzeuges um so längerer Achsstand angewandt werden, je gröfser die beabsichtigte Fahrgeschwindigkeit ist.

Spielräume der Achsführungen in der Richtung der Achsen befördern das Schlingern dadurch, dafs sie den seitlichen Ausschlag vergröfsern, und dafs das Drehen des Fahrzeuges nach der Abweisung soweit keine Gegenwirkung findet, als der Spielraum zur Ausführung dieser Drehung ausreicht. Spielräume in der Längen-Richtung des Fahrzeuges gestatten der Vorderachse, sich nach der Abweisung schräg einzustellen, sodafs sie stärker nach der andern Seite hinüber läuft und die Drehung des Fahrzeuges weniger hindert.

Die Lokomotiven, deren Achsführungen geringem Spielraum haben, als die der Wagen, können daher kleinere Achsstände erhalten, als Wagen.

Bei Lenkachsen, welche nach allen Seiten soviel Spielraum haben, dafs die Führungen nur ausnahmsweise in Wirkung treten, müssen die Spannungen, welche die Achsen in der Mittelstellung erhalten, um so gröfser sein, je gröfser die beabsichtigte Fahrgeschwindigkeit und je geringer der Achsstand ist.

Drei- und mehrachsige Fahrzeuge schlingern und entgleisen dabei leichter, als zweiachsige von gleichem Achsstände, weil die verhältnismäfsig geringere Belastung der Vorderachsen der Kraft des Zurückschwingens und dem Aufsteigen der Spurkränze weniger Widerstand leistet. Diese Fahrzeuge bedürfen daher längerer Achsstände, als zweiachsige.

Bei glatten Schienen, feuchtem Wetter u. s. w. tritt das Schlingern leichter ein, als bei trockenem Wetter, weil dann der Widerstand der Vorderachse gegen die Seitenverschiebung beim Zurückschwingen geringer ist.

Drehgestelle haben trotz kürzerer Achsstände keine Neigung zum Schlingern, weil ihre Gewichtsmassen und Trägheitsmomente so gering sind, dafs sie bei einer Abweisung der Vorderachse nicht zurückschwingen. Dies kann nur dann ein-treten, wenn bei festgelagerten Drehzapfen ohne Seitenverschiebung die Hauptmasse des Fahrzeuges zur Mitwirkung gelangt. Es ist daher zweckmäfsig, die Drehgestelle seitlich beweglich zu machen und die die Mittelstellung erhaltenden Spannungen nur so grofs herzustellen, dafs in der Regel kein Anschlägen des Führungskörpers gegen die Enden der Führung stattfindet. Das Drehgestell kann dann kleine seitliche Bewegungen für sich ausführen, ohne dafs die Hauptmasse des Fahrzeuges denselben merklich folgt, was zur Ruhe des Ganges sehr beiträgt.

Eisenbahn-Technik der Gegenwart I.

WIRKUNG DER FEDERN UND AüSGLEICHHEBEL.

66

Da der Schwerpunkt der Fahrzeuge stets erheblich über der Achsmitte und den Schienen liegt, so wirken auch die Tragfedern beim Schlingern mit und zwar insofern günstig, als sie durch ihre innere Reibung die lebendige Kraft des Schlingerns verringern helfen. Spiralfedern ohne innere Reibung sind daher für rasch laufende hohe Fahrzeuge unzweckmäfsig.

Im Ganzen sind die Vorgänge bei dem Schlingern, namentlich das Zusammenwirken der einzelnen Kräfte, derart verwickelt und von so vielen Zufälligkeiten abhängig, dafs eine mathematische Untersuchung derselben sich praktisch nicht lohnt. Eine solche Untersuchung hat Boedecker (Rad und Schiene § 30) in eingehender Weise durchgeführt.

Bei Lokomotiven ist das Schlingern besonders bedenklich, weil seine Wir- ' kungen in Folge der grofsen Massen des Fahrzeuges so stark werden können, dafs ein Kippen der Schienen, oder seitliche Verschiebung des Gleises in eine Wellenlinie stattfindet. Hierdurch sind schon viele Unfälle hervorgerufen worden. Bei den englischen und amerikanischen Lokomotiven ist gegen das Schlingern besser vorgesorgt, als bei den älteren dreiachsigen Lokomotiven des europäischen Festlandes.

Das hier beschriebene Schlingern ist wohl zu unterscheiden von der ähnlichen, aber meist ungefährlichen, beschränkten Drehung um eine senkrechte Schwerpunkts-aehse, welche durch die unvollkommene Ausgleichung der wagerecht bewegten Triebwerktlieile hervorgerufen wird (S. 83 ff.).

3. Wirkung der Federn und Ausgleichhebel.

In Folge der Unebenheiten der Gleise und um das harte Rollen der Räder auf den Schienen nicht auf die Fahrzeuge zu übertragen, werden zwischen die Achslager und die Rahmengestelle Federn eingeschaltet, welche in senkrechter Richtung nachgiebig sind. Zur Ausgleichung der Belastung werden die Federn namentlich bei Lokomotiven vielfach durch Ausgleichhebel mit einander verbunden.

Bezüglich der Einwirkung der Federn und Ausgleichhebel auf die Sicherheit des Ganges ist ohne Weiteres klar, dafs diejenige Lokomotive am sichersten laufen wird, bei welcher der Druck der Räder auf die Schienen, insbesondere der der Vorderachse am wenigsten veränderlich ist.

Bezeichnet s die Durchbiegung, welche eine Feder von der Nachgiebigkeit e unter der Belastung P erfährt, so ist, wenn man von der innern Reibung der Federn absieht:

s = e.P

und die bei der Durchbiegung s von der Feder aufgenommene Arbeit:

!.-ar‘ “l“'

— ; s²=2e.U. e

Ist ferner P₀ die ruhende Belastung und s₀ die entsprechende Durchbiegung der Feder, U die bei veränderter Belastung P aufgenommene oder abgegebene Arbeits-gröfse, so ist

Gl. 16)

P²=

2U

s²—Sq = 2. eU.

Aus diesen Gleichungen folgt, dafs die durch eine bestimmte Wirkung herbeigeführte Zu- oder Abnahme des Druckes einer Feder um so kleiner ausfällt, je nachgiebiger sie ist, dafs dagegen der Ausschlag mit der Nachgiebigkeit zunimmt. Es ist hieraus allgemein zu schliefsen, dafs sich die Radbelastungen einer Lokomotive um so weniger ändern, je nachgiebiger die Federn sind; dafs somit eine Lokomotive mit weichen Federn trotz der gröfseren Schwingungen sicherer läuft, als eine solche mit starren Federn.

Wegen der Schonung der Mannschaft und der Erhaltung der Befestigungs-theile an der Lokomotive selbst sind weiche Federn unbedingt vorzuziehen, denn die durch sie hervorgerufenen langsamen Schwingungen sind kaum von Nachtheil, während die heftigen und fortwährenden Erschütterungen bei starren Federn auf die Nerven der Mannschaft und die Verbindungen an der Lokomotive zerstörend wirken.

Um nun weiter den Einflufs der einzelnen Schwingungen auf die Sicherheit der Bewegung der Maschine zu untersuchen, ist es nöthig, diese einzeln zu betrachten; zunächst unter der Annahme, dafs sämmtliche Federn von einander unabhängig seien.

Läuft die Vorderachse über eine Bahnunebenheit, so hebt oder senkt sie sich, die Spannung der Feder verändert sich und das Vorderende der Lokomotive sucht zu folgen, wodurch eine Veränderung der Belastungen der übrigen Achsen herbeigeführt wird. Da der Schwerpunkt schon bei dem Stofse auf die erste Achse eine Bewegung in der Stofsrichtung erhält, so wirkt der Stofs auf die übrigen Federn weniger stark und auf die der Hinterachse am schwächsten. Uebrigens wirkt bei unabhängigen Federn jeder Stofs auf die Vorderachse mit seiner vollen Kraft und bewirkt ein entsprechend starkes Nicken, wodurch eine abwechselnde Belastung und Entlastung der Endachsen herheigeführt wird.

Nimmt man der Einfachheit wegen an, dafs an einer dreiachsigen Lokomotive

die Abstände ~ und Belastungen P₀ der Achsen gleich seien, dafs ferner P — P₀

die durch das Schwingungsmoment M hervorgebrachte Ab- und Zunahme der Belastungen der Endachsen seien, so ist für jedes der Federpaare die bei der Schwin-

gung aufgenommene Arbeit — U und die eingetretene Entlastung bezw. Be-

£

lastung nach Gl. 17 :

p2_p2₌i-.u=—oder ⁰ e    e 2

Gl. 18)

.    . e(P² — Po)=M

Bei nickenden Schwingungen sind demnach die Veränderungen der Radbelastungen vom Aclisstande a unabhängig und um so kleiner, je gröfser e, also je nachgiebiger die Federn sind. Ferner ist nach Gl. 17 :

Gl. 19)

co

Gl. 17)

P²—P’

2.Ü

^-(s² — So)=M,

mithin das durch eine Bahnunebenheit s — s₀ auf die Lokomotive übertragene Schwingungsmoment ebenfalls vom Aclisstande unabhängig und um so kleiner, je

gröfser die Nachgiebigkeit der Federn ist. Als Ergebnis beider Gleichungen 18 und 19 folgt wieder:

Gl. 20)

s²—So~e² (P² — PJ)

d. b. die Aenderuug der Radbelastungen, welche bei den durch eine Bahnunebenheit hervorgerufenen nickenden Schwingungen eintreten, sind vom Achsstande unabhängig und um so kleiner, je gröfser die Nachgiebigkeit der Federn ist.

Ein gröfser Acksstand wirkt demnach bezüglich des Nickens nur auf die fühlbare Gröfse der Schwingungen, nicht aber auf die Sicherheit des Ganges und die Beanspruchung des Oberbaues vorteilhaft ein. Nur wenn etwa die Schwingungsdauer der Lokomotive mit dem Zeiträume des Befahrens einer Schienenlänge übereinstimmen sollte, könnte durch Anhäufung von nickenden Schwingungen die Sicherheit beeinträchtigt und ein gröfserer Achsstand erforderlich werden. Bei den heutigen Schienenlängen und den schon gegen das Schlingern erforderlichen Achs-ständen ist indefs dieser Fall so ziemlich ausgeschlossen.

Bei den gewöhnlichen Blattfedern ist die durch den Widerstand gegen Längenverschiebung der einzelnen Blätter auf einander hervorgerufene innere Reibung um so gröfser, je gröfser die Anzahl der Blätter ist. Diese Reibung verhindert eine Anhäufung und Fortdauer der nickenden Schwingungen in sehr wirksamer Weise.

Sind die Federn der ersten und zweiten Achse einer dreiachsigen Lokomotive durch seitliche Ausgleichhebel verbunden, so werden die Belastungen beider gleichzeitig verändert. Eine Bahnunebenheit kommt erst zur vollen Wirkung auf die Lokomotive, nachdem beide Achsen über sie hinweggelaufen sind. Ist die Fahrgeschwindigkeit so gering, dafs die Lokomotive der Wirkung auf die erste Achse folgen kann, ehe diejenige auf die zweite eintritt, so werden die Achsen nur halb so stark beeinflufst, wie bei unabhängigen Federn. Ist die Geschwindigkeit gröfser, so tritt zwar die zweite Wirkung schon ein, ehe die durch die erste verursachte Schwingung beendet ist; eine Theilung der Gesammtwirkung findet aber auch noch bei gröfser Geschwindigkeit statt, da zwischen beiden Wirkungen immer noch ein geringer Zeitraum verbleibt, innerhalb dessen eine Abnahme der ersten Wirkung eintritt. Die Beeinflussung der mit Ausgleichhebeln versehenen Federn ist daher stets geringer, als die unabhängiger Federn.

Bezeichnet P—P₀ die durch das Schwingungsmoment M erzeugte Lastveränderung der beiden mit Ausgleichhebeln versehenen Achsen, also 2(P—P₀) diejenige der dritten Achse mit unabhängigen Federn, so ist die von sämmtlichen Federn aufgenommene Arbeit:

2 . | (F-P5) + | ([2(P—P,)+Pop-P?)=M

oder Gl. 21)

M=e(3P² — 2PP₀ — Po).

Setzt man hierin M = e.Po, welches Schwingungsmoment unabhängige Endfedern völlig entlasten würde, so ergiebt sich hier:

Gl. 22)

oo

P = V₃P 0.

Die beiden mit Ausgleichhebeln verbundenen Federn behalten daher bei einer nickenden Schwingung, welche unabhängige Federn völlig entlasten würde, noch ¹/3 ihrer mittlern Belastung. Für vier- und mehrachsige Lokomotiven ergeben sich ähnliche Yortheile der Ausgleichhebel.

Da eine möglichst unveränderte Radbelastung besonders für die Vorderachse nothwendig ist, so sollte man stets die Vorder- und Mittelachsfedern durch Ausgleichhebel verbinden. Man findet dagegen häufig die Trieb- und Kuppelachsfedern verbunden, welche Anordnung zwar gleiche ruhende Belastung der beiden Achsen befördert, aber für die Vorderachse nachtheiliger ist, als das Fehlen jeder Hebelverbin-dung. Dieselbe hat aufserdem den Nachtheil, dafs die Triebräder bei grofser Geschwindigkeit leichter ins Schleudern gerathen, da beim Nicken beide Achsen gleichzeitig entlastet und belastet werden, was bei der hier empfohlenen und auch für die dreiachsigen Lokomotiven der Preufsischen Staatsbahnen angenommenen Anordnung nicht der Fall ist; auch ist die Letztere leicht anzubringen, während die Anwendung von Hebeln zwischen Trieb- und Kuppelachse unbequemer ist.

Bisher war angenommen worden, dafs die Gleisunebenheiten in beiden Schienensträngen gleich grofs seien. Ist dies nicht der Fall, so treten aufser dem Nicken auch Seitenschwankungen (Wanken) ein.

um so

Jede durch eine einseitige Gleisunebenheit verursachte Seitenschwankung oder Schwingung beginnt, wenn die erste mit Seitenfedern versehene Achse die Unebenheit berührt; die Wirkung derselben endet, wenn die letzte dieser Achsen dieselbe verläfst; die mit Querfedern oder querliegenden Ausgleichhebeln versehenen Achsen haben auf diese Schwankungen keinen Einflufs. Die Schwankung geht also um so langsamer vor sich, je längere Zeit die mit Seitenfedern versehenen Achsen brauchen, um über die Unebenheit fortzulaufen. Bei geringer Geschwindigkeit kann die durch jede Achse verursachte Einzelschwingung zu Ende kommen, ehe die folgende beginnt; dann bemerkt man keine eigentlichen Schwankungen. Lebhafter werden dieselben bei steigender Geschwindigkeit, wenn eine Anhäufung der durch jede Achse bewirkten Einzelschwingungen in der Weise eintritt, dafs die zweite schon beginnt, ehe die erste vollendet war, dafs also die Schwingungen in einander übergehen. Heftig und je nach Umständen bedenklich werden diese Anhäufungen und die dadurch erzeugten Schwankungen, wenn die zweite Achse die Unebenheit trifft, ehe die von der ersten erzeugte Schwingung ihre gröfste Geschwindigkeit erreicht hat, d. h. zur Hälfte vollendet ist. Bei weiter steigender Fahrgeschwindigkeit nehmen die Schwankungen in geringerm Mafse zu. Sind mehr als zwei Achsen mit Seitenfedern versehen, so setzt sich die Schwankung aus den sämmtlichen Einzelschwingungen zusammen; da die Schwingungszeit der Letzteren aber von der Achsenzahl unabhängig ist, Ausschlag und gröfste Geschwindigkeit derselben aber kleiner ausfallen, je geringem Antheil der Gesammtlast die einzelnen Federn tragen, so ist es für die Gesammtschwankung ziemlich einerlei, ob dieselbe aus zwei stärkeren oder mehreren schwächeren Einzelschwingungen entsteht. Man kann daher folgern, dafs die Seitenschwankungen dann bedenklich werden, wenn die Zeitdauer des Befahrens einer Bahmmebenheit durch die mit Seitenfedern versehenen Achsen gleich oder kleiner ist, als die halbe Schwingungszeit der Lokomotive.

Die Schwingungszeit einer Lokomotive auf ihren Federn, welche einerseits von dem Trägheitsmomente gegen Drehung um eine wagerechte Längsachse, anderseits von der Steifigkeit der Federn und deren Querabstande (Hebelarme) abhängt, läfst sich praktisch leicht bestimmen, da jedesmal bei der, der 4fachen Schwin-gungszeit entsprechenden Umdrehungsgeschwindigkeit der Triebräder in Folge des bei jeder Umdrehung 4 mal wechselnden Druckes der Kreuzköpfe gegen ihre Leitschienen, eine leicht wahrnehmbare Anhäufung dieser Schwingungen eintritt.

Bei der mit Querhebel zwischen den Kuppelachsfedern und Seitenhebeln zwischen den Federn der Vorder- und Triebachse versehenen, also theoretisch in „drei Punkten“ unterstützten Normal-Personenzug-Lokomotive der Preufsischen Staatsbahnen, bei welcher etwa 70% der Gesammtlast durch getrennte, innerhalb der Kader liegende Seitenfedern getragen werden, tritt diese Anhäufung dann ein, wenn die Triebräder etwa 1 Umdrehung in 1 Sekunde machen; die Zeitdauer einer Schwingung, d. h. des Ausschlages nach einer Seite, ist also rund 0,25". Dieselbe fällt um so gröfser aus, je geringer die treibende Federkraft im Verhältnisse zum Trägheitsmomente, je geringer also das auf Seitenfedern getragene Gewicht im Verhältnisse zum Gesammtgewichte ist, und zwar nimmt die Schwingungsdauer unter sonst gleichen Umständen umgekehrt zur Wurzel aus jenem Belastungsverhältnisse zu und ab. Heftige Seiten-Schwankungen treten also bei der Normal-Personenzug-Loko-motive mit 2 m Abstand der mit getrennten Seitenfedern versehenen Achsen schon

bei einer Geschwindigkeit von

I to

= 16 m/Sec = 58 km/St ein, wenn sie über

0,125

unvermittelte, einseitige Gleisunebenheiten fährt.

Bei einer 4 achsigen Lokomotive mit Drehgestell, bei welcher die getrennten, innen liegenden Seitenfedern der in 2,5 m Abstand stehenden Triebachsen etwa 60% der Gesammtlast tragen würden, welche also, wenn das Drehgestell nur in der Mitte trägt (Kugelzapfen u.s.w.), etwa 0,28 Secunden Schwingungsdauer haben

würde, miifsten heftige Schwankungen bei

0,5

= 18 m/Sec = 64 km/St eintreten,

0,14

wogegen dieselben bei Unterstützung in 4 Punkten, 0,22 Sekunden Schwiiigungszeit

7 5

und 7,5 m Gesammtachsstand erst bei ^-^- = 68 m/Sec = 245 km/St würden ein

treten können.

Die stärksten Seitenschwankungen pflegen nicht unmittelbar infolge einseitiger Bahnunebenheiten, sondern infolge des Schlingerns, oder gleichzeitiger seitlicher und senkrechter Abweichungen der Gleise einzutreten. Es ist also besonders wichtig, die Be- und Entlastungen der Federn zu kennen und zu beschränken, welche durch eine aus anderen Ursachen entstandene Schwankung verursacht werden. Bezeichnet in diesem Falle das Moment der Schwankung, P—P₀ die Belastung der Federn der einen und Entlastung der Federn der andern Seite, so ist:

n(P²—Po) = ü,

die von den n Federn einer Seite aufgenommene bezw. abgegebene Arbeit, und da

U = S.

Gl. 23)

toi CD

n . e (P²—Pjj) = Mj.

Die Veränderung der Radbelastungen durch Schwankungen ist also um so geringer, je gröfser die Nachgiebigkeit e der Federn und je gröfser die Anzahl n der mitwirkenden, nicht durch Querhebel verbundenen Federn ist.

Da die Schwankungen nach dem Vorstehenden nur bei gröfseren Fahrgeschwindigkeiten Bedeutung erlangen, so ist die Anwendung querliegender Ausgleichhebel bei Personen- und Schnellzug-Lokomotiven zu vermeiden. Für langsam fahrende Güterzug-Lokomotiven, bei welchen eigentliche Massen-Schwingungen kaum auftreten,

Gl. 24)

sind die Querhebel zur statischen Ausgleichung- der Federbelastungen dagegen zweckmäfsig.

Für die Anordnung der Federn und Ausgleichhebel ergeben sich aus dem Vorstehenden folgende Regeln :

1)    Die Tragfedern sind möglichst nachgiebig herzustellen, weil dadurch die Veränderlichkeit der Radbelastungen beschränkt wird. Schnecken- und Schraubenfedern sind für Endachsen unzweckmäfsig.

2)    Die Federn der ersten und zweiten Achse sind durch Seitenhebel zu verbinden, weil dadurch die Veränderlichkeit der Belastung der führenden Achse möglichst verringert wird. Bei vier- und mehrachsigen Lokomotiven verbinde man die Federn der dritten Achse mit denjenigen der folgenden durch Seitenhebel, um auch deren Belastung möglichst wenig veränderlich zu machen.

3)    Querliegende Ausgleichhebel sind bei Lokomotiven für mäfsige Fahrgeschwindigkeit in Verbindung mit Seitenhebeln derart anzuwenden, dafs eine Unterstützung in „drei Punkten“ erfolgt, weil dadurch ein statischer Ausgleich der Radbelastungen erzielt wird.

4. Einstellung der Fahrzeuge in Krümmungen,

Läuft ein Fahrzeug mit zwei fest gelagerten Achsen gleicher Richtung (Abb. 62) in einer Bahnkrümmung, so legt sich der Spurkranz des äufsern Vorderrades gegen die innere Abrundung der äufsern Schiene. Die gegen den Spurkranz drückende Kraft

i<-

JLpi

Fig. 62.

bewirkt eine stetige seitliche Verschiebung der Achse nach innen. Die hintere Achse folgt in gerader Richtung auf die Vorderachse, so lange ihre Spurkränze nicht an-laufen, stellt sich also annähernd nach dem Krümmungs-Mittelpunkte ein, sofern sie den hierzu nöthigen seitlichen Spielraum im Gleise findet. Ist s die seitliche Abweichung der Vorderachse aus der Gleismitte nach aufsen, y diejenige der Hinterachse nach innen, a der Achsstand, R der Krümmungshalbmesser, so ist: R² = [R—(s + y)]² + a2 also sehr annähernd:

a²

S + ? = 2R

a²

Gl. 25)

y = ST⁸'

Ist y = s, also K

l/2 i tO

su läuft der Spurkranz der Hinterachse grade an die

innere Schiene an. Bei geringerm Krümmungshalbmesser (Abb. 63) schleift dieser Spurkranz an der Schiene und es findet ein stetiges seitliches Verschieben der Achse nach aufsen hin statt. Der Fufspunkt F einer aus dem Krümmungsmittelpunkte auf die Mittellinie des Fahrzeuges gezogenen Winkelrechten liegt dann um den Abstand z vor der Hinterachse. Bezeichnet y die Abweichung des Punktes F aus der Gleismitte nach innen, so ergiebt sich aus den Gleichungen 25).

(a — z)²    , z²

y =    --s und y =

a² — 2R . 2s

2R

-f- s

Gl. 26). . .

.    . also z =

2a.

jr-t-m--Jüoi

» jp=i== r=JL^-

———w^pwi.——lg

H'W— ■* * &ï—

.. ..à/

Fig. 63.

Ist eine mittlere Achse in den Abständen aj a₂ von den Endachsen vorhanden, so ergiebt sich für deren Verschiebung x aus der Gleismitte nach innen y — x = (a₂ — z)²

2R

oder

Gl. 27)

a| — 2a₂z

2R

für z = wird x = s, der innere Spurkranz der Mittelachse berührt dann bei

a²

gleichem Spielräume die innere Schiene. Wird z gröfser als so mufs die mitt-

lere Achse mehr seitlichen Spielraum im Gleise erhalten, als die übrigen, da andernfalls ein starkes Klemmen des Fahrzeuges im Gleise eintreten würde. Es müssen also die Spurkränze dieser Achse schmaler gedreht oder, wie in Amerika üblich, fortgelassen werden.

Der Gesammtspielraum der Achsen in Gleisen von voller Spurweite ist im § 73 der „Technischen Vereinbarungen“ auf 10—25 mm festgesetzt; nur bei Mittelrädern von Lokomotiven darf derselbe bis zu 40 mm betragen. Im § 30 der Vereinbarungen wird für Krümmungen unter 500 mm Halbmesser eine Spurerweiterung empfohlen, welche aber nicht über 30 mm betragen soll. Nimmt man dieselbe für 200 m Halbmesser zu 20 mm an, so findet man aus Gleichung 25), dafs der innere Spurkranz der Hinterachse in Krümmungen von 500 bezw. 200 m Halbmesser mit

Spielräumen 2s von 10—25 mm bezw. 30—45 mm bei den aus Zusammenstellung-XII liervorgehenden Aclisständen die innere Schiene grade berührt:

Zusammenstellung- XIII

Halbmesser R

500

200

Spielraum 2s .    .    .

10    25

30

45

mm

Achsstand a = 2]/s.R

3,16 I 5,00    3,46 I 4,24 | m

Diejenigen Achsstände, bei welchen der innere Spurkranz einer mittlern Achse an die innere Schiene anlaufen würde, ergeben sich nach Gleichung 26) für z =

^ (Abb. 63) aus:

u

Gl. 28)

a² —a . a₂ = 2R. 2s, also wenn die mittlere Achse in der Mitte zwischen den beiden Endachsen liegt,

also a ₂ = ~ ist, zu

Gl. 29)

a = 2]/ß.s 4/2.

Diese Achsstände sind also ]/2 mal grölser, als diejenigen, bei welchen die Hinterachse eben anläuft. Bei Aclisständen dreiachsiger Lokomotiven von 4—4,5 m ist daher ein g-röfserer Spielraum für die Mittelachse nur für die Weichenkrümmungen mit beschränkter Spurerweiterung erforderlich.

5. Führung in Krümmungen.

Die Sicherheit der Führung des Fahrzeuges in Krümmungen hängt von dem Verhältnisse des auf den führenden Spurkranz wirkenden wagerechten Druckes Y zur Belastung des Rades ab. Eine genaue, aber sehr umfangreiche Berechnung der Kraft Y findet sich in Boedecker, Rad und Schiene. Die Einzel Wirkungen, aus welchen sich diese Kraft zusammensetzt, lassen sich indefs auch ohne weitere Rechnung annähernd übersehen.

.PI

WÊKÈm

im

...... '

ÜÎ

Fig. 64.

Die Berührung des führenden Rades mit der Schiene findet in engen Krümmungen, wie Abb. 64 zeigt, vorwiegend in der Hohlkehle statt, weil sich die Lauffläche des Reifens auch in den geraden und schwach gekrümmten Strecken abnutzt,

Führung in Krümmungen.

die Fahrfläche der Schienen aber vorwiegend durch die übrigen nicht anlaufenden Räder abgenutzt wird, beide sich also selten berühren werden. Die Berührungslinie verläuft aber infolge der schiefen Stellung des Rades zur Schiene, wie die Abbildung 65 zeigt, nach vorne, so dafs der mittlere Druckpunkt D vor der Achs-mitte liegt. Der Spurkranz hat daher stets das Bestreben, aufzusteigen, wird hieran aber durch die Radbelastung verhindert und zu einem stetigen Herabgleiten an der innern Abrundung der Schiene gezwungen. Das ist die Ursache der starken Abnutzung beider Theile und des gröfsten Theiles des Krümmungswiderstandes. Infolge des Abgleitens weicht die Richtung des mittlern Druckes Px zwischen Rad und Schiene um den Reibungswinkel x von der Winkelrechten zur Berührungsfläche im Druckpunkte D ab. P¹ ist die Mittelkraft aus der Belastung P des Rades und Y. Wird der Winkel ß infolge Anwachsens von Y gleich dem Neigungswinkel a des Spurkranzes, so steigt dieser auf und das Fahrzeug entgleist.

üBSBsss

Fig. 65.

Die Kraft Y hat zunächst die seitliche Verschiebung des innern Rades der Vorderachse auf der innern Schiene zu bewirken, welche ungefähr in der Achs-richtung stattfindet, da der gröfsere Laufkreis des äufsern Rades infolge des Abgleitens nicht zur Wirkung gelangt. Der verbleibende Theil von Y wird durch die Achsführungen auf das Rahmengestell des Fahrzeuges übertragen und bildet am Halbmesser rx der Vorderräder wirkend ein Kräftepaar, welches, wenn b den Abstand zwischen den Schienenmitten bezeichnet, im Verhältnisse —■ das äufsere Rad

b

belastet, das innere Rad entlastet. Dieser Theil von Y hat die Führung der mittleren und hinteren Achsen zu besorgen. Die Mittelachse mufs nach Abb. 63 stetig in ihrer Richtung nach innen verschoben werden und leistet weitem Widerstand dadurch, dafs die Laufkreise ihrer beiden Räder der Bahnkrümmung nicht entsprechen, vielmehr eine Drehung in entgegengesetztem Sinne anstreben. Letzteres gilt auch von der Hinterachse. Bei allen vier Rädern wirkt der Widerstand in der Richtung ihrer Gleitbewegung auf den Schienen.

Nimmt man der Einfachheit wegen an, dafs diese Gleitbewegung bei dem innern Rade der Vorderachse und bei der Mittelachse nur seitlich, bei der Hinterachse nur in der Gleisrichtung erfolge, so ergiebt sich, wenn Px P₂ P₃ die Belastungen der einzelnen Räder der 3 Achsen sind, für Krümmungen mit kleinen Halbmessern

LP

Gl. 30) .

. , Y==Pxf+2P₂,f.

³ a

also für gleiche Radbelastungen P₄ und gleiche Abstände der Achsen

Gl. 31)

Y= P.f 2 + - .

L a

Die Ergebnise dieser Formeln weichen von den Ermittelungen B ö d e c k e r s so wenig ab, dais sie für praktische Zwecke noch brauchbar erscheinen.

Bewerkenswerth ist, dafs Y innerhalb gewisser Grenzen für kleine Achsstände a gröfser, als für grofse ausfällt, weil der Hebelarm von Y für die Wirkung auf die Mittel- und Hinterachse mit dem Achsstände abnimmt. Hieraus erklärt sich der verhältnismäfsig grofse Krümmungswiderstand von Fahrzeugen und Drehgestellen mit kurzem Achsstände.

In Krümmungen von mittleren Halbmessern ist der Widerstand der vordem Achse kleiner, als Pjf, weil der gröfsere Laufkreis des äufsern Rades eine Drehung im Sinne der Krümmung anstrebt und die Gleitrichtung des innern Rades verändert.

Die anderen Achsen vermindern ihre Wirkung merklich erst in Krümmungen von grofsen Halbmessern, in welchen ihre Laufkreise in solche Stellungen kommen, dafs sie der Drehung nicht mehr entgegen wirken. Die Kraft Y ist daher in mäfsigen Krümmungen nur wenig geringer, als in engen. Nach Boedecker ist für die dreiachsige (ältere) Normal-Personenzug-Lokomotive der Preufsischen Staatsbahnen mit Achsenabständen a₄ — 1,9 m, a₂ = 2,5 m und ziemlich gleichen Radbelastungen annähernd :

Y= 2,454

p

4070/

für die Güterzug-Lokomotive bei ax = 2 m, a₂ = 1,4 m:

Y=

²’⁴⁷-23To)f-P-

woraus die Geringfügigkeit des Einflusses der Gröfse des Krümmungshalbmessers und die Zunahme von Y mit abnehmendem Achsstände zu erkennen ist.

Den Winkel ß (Abb. 64) für die Neigung des mittlern Druckpunktes gegen die Senkrechte berechnet Boedecker für die bezeichneten Lokomotiven in Krümmungen von 180 m Halbmesser zu 45,°, die Kraft Y für f = ¹/₄ zu etwa 0,6 P. Der Winkel ß nimmt ebenso, wie Y mit steigendem Krümmungshalbmesser nur langsam ab.

Aus diesen Betrachtungen, namentlich aus Gl. 30) ist zu erkennen, dafs allein 40—50 °/₀ des Seitendruckes Y durch die Mittelachse hervorgebracht wird, dafs also die un verschiebbaren Mittelachsen zur Verringerung der Sicherheit gegen Entgleisen und zur Vermehrung der Abnutzung der vorderen Radreifen in Krümmungen um so mehr beitragen, je weiter nach vorne sie gelagert sind. Es ist daher sehr wichtig, diesen nachtheiligen Einflufs der Mittelachsen bei Lokomotiven für Bahnen mit vielen Krümmungen zu beseitigen, was einfach dadurch geschehen kann, dafs man diese Achsen seitlich verschiebbar macht und sie nicht durch die Achslager, sondern durch ihre eigenen Spurkränze führen läfst. Dies Mittel läfst sich bei allen Achsen anwenden, welche nicht Triebachsen sind, und sollte schon bei der Gesammt-Anordnung in Betracht gezogen werden. Bei den dreiachsigen Personenzug-Lokomotiven nach Abbildung 12 und 37 Abschnitt a kann die Mittelachse leicht verschiebbar gemacht werden. Bei der ⁴/₄ gekuppelten Lokomotive Abb. 28 ist die zweite Kuppelachse verschiebbar. Die Spurkränze solcher verschiebbaren Mittelachsen dürfen dann nicht schmaler gedreht werden, als die übrigen.

Bewegliche Laufachsen.

76

Das Mafs v, um welches die Mittelachse nach jeder Seite verschiebbar sein mufs, ergiebt sich aus Abb. 63 zu x+s, also nach Gl. 30) für enge Krümmungen zu

a| —2 a₂z

Gl. 32)

v = 2s

für mäfsige Krümmungen, in welchen die Hinterachse grade eben anläuft, also z = 0 ist, zu:

2R

Gl. 33)

v = 2s —

aj

2R '

Um Ausführungsschwierigkeiten zu vermeiden, wird man sich meist auf Letzteres Mafs beschränken müssen.

Die Fortlassung der Spurkränze an mittleren Achsen trägt zur Verringerung des Seitendruckes Y der führenden Achse nicht bei, sondern vermeidet nur das Klemmen in sehr engen Krümmungen.

Das seitliche Gleiten der inneren Vorder- und Mittelräder auf der innern Schiene wirkt auf Umkippen dieser Schiene mit einer Kraft von höchstens Pxf + P₂f, welche bei trockenem Wetter recht erhebliche Werthe erreicht. In scharfen Krümmungen mufs daher auch die innere Schiene gegen Kippen und Verschieben gesichert werden.

6, Bewegliche Laufachsen,

Ist die vordere Laufaclise seitlich verschiebbar, so gelangen die übrigen Achsen in engen Krümmungen in günstigere Stellungen, so dafs der Seitendruck Y etwas geringer ausfällt. Dafür wird aber der Anlaufwinkel a (Abb. 61) des führenden Spurkranzes und die Seitenverschiebung der ersten und mittlern Achse ver-gröfsert. An der Sicherheit der Führung und der gegenseitigen Abnutzung an Rädern und Schienen wird daher nichts gebessert.

Kann sich die führende Achse frei in die Richtung des Halbmessers einstellen, so fällt ihre eigene Seitenverschiebung, also in Gl. 30) das Glied Pjf fort und die verbleibende Kraft Y wird zum Theil auf die innere Schiene übertragen. Der Seitendruck auf die äufsere Schiene wird also sehr verringert, die kippende Wirkung auf die innere Schiene beseitigt. Die Stellung und Wirkung der übrigen Achsen wird nicht verbessert.

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Fig. 66.

Bei dem Rückwärtsgange der Lokomotive läuft nach Abb. 66 die drehbare Laufachse in engen Krümmungen dicht an der äufsern Schiene, beseitigt also das seitliche Gleiten der Mittelachse, welche annähernd nach dem Krümmungs-Mittelpunkte

Bewegliche Laufachsen.

gerichtet ist, so dais sie mir noch durch die ungünstige Stellung ihrer Laufkreise mit der Kraft P₂.f.—

Gl. 34)

auf Y einwirkt. Für den Rückwärtsgang ist hiernach . . . . Y — P₃ .f+ P₂f."

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also wesentlich sind daher besc rückwärts fahren müssen.

als hei fester Vorderachse. Diese frei einstellbaren Achsen

für dreiachsige Tender-Lokomotiven geeignet, welche vor- und

-G-------Ą

—a-

—MrïSSll

göJ!L_

sr—

vt_

mm

Fig. 67.

Ist die vordere Laufachse nach Abb. 67 um einen rückwärts liegenden Punkt B drehbar gelagert, also zwangläufig einstellbar, so kann man derselben bei vier- und mehrachsigen Lokomotiven nur einen solchen Antheil an der Führung übertragen, welcher zur Radbelastung in einem angemessenen Verhältnisse steht. Den übrigen Antheil mufs die erste fest gelagerte Achse übernehmen, deren äufserer Spurkranz ebenfalls an der äufsern Schiene laufen mufs. Die Einstellung der Lokomotive in engen Krümmungen erfolgt daher wie in Abb. 67 dargestellt ist. Mittels der Gleichungen 25) ergiebt sich der seitliche Ausschlag der Laufachse:

, _ 2(a— z). c -f c²

Gl. 35)........

der Halbmesser der Führung: Gl. 36)........

2R

_ d.R a + c

Beide fallen um so gröfser aus, je geringer z ist, also für stark abgenutzte Spurkränze am gröfsten. Nach der Zusammenstellung XIII Seite 73 kann bei festen Achsständen a bis zu 4,2 m z = 0 werden. Da dieser Achsstand kaum überschritten wird und man für d und r der Sicherheit wegen die gröfsten vorkommenden Wertke anwenden mufs um eine unzulässige Steigerung des Seitendruckes der Spurkränze zu vermeiden und eine richtige Einstellung auch bei grofsen Krümmungshalbmessern zu erhalten, so ergiebt sich für z = 0

Gl. 37) .

d ₌ (a + c)

— a²

2R.

₌ (a + c)² —a2 2(a + c)

Gl. 38)

Laufachsen dieser Art müssen mit Vorrichtungen (Federn, Keilflächen, Gehängen) versehen sein, welche sie mit einer gewissen, zu ihrer Belastung Px in einem an-

Drehgestelle.

cc

gemessenen, am besten mit dem Ausschläge d zunehmenden Verhältnisse stehenden, wagerecht wirkenden Kraft m. P₄ in die Mittelstellung- zurück zu bringen bestrebt sind. Diese Mittelstellkraft wirkt auf die ganze Lokomotive an dem Hebelarme a -f- c führend und entlastet die vordere Kuppelachse um den Werth

Nimmt man, um die Bedeutung dieser Entlastung beurtheilen zu

-n a + c a.

können, für eine ³/₄ gekuppelte Güterzug-Lokomotive an: a = 4m, c — 2,3 m,

P₃ = P₄, so erhält die entlastende Kraft den Werth 0,16 P₂,

m = 0,2, P₄

_ ^2 p _

Li

nimmt also von dem Seitendrucke der vordem Kuppelachse in engen Krümmungen XU—lU fort.

Bei Amerikanischen Lokomotiven ist das Gehänge des Drehgestelles so angeordnet, dafs die seitliche Verschiebung eine vermehrte Belastung des äufsern führenden und eine entsprechende Entlastung des innern Rades bewirkt. Hierdurch wird eine vortheilhafte Steigerung des Antheiles der Laufachse an der Führung der Lokomotive erzielt.

Bei Tender-Lokomotiven darf das Verhältnis m nicht zu grofs genommen werden, da die Kraft m. P₄ bei der Rückwärtsfahrt den Seitendruck der führenden

Hinterachse um m . P₁. — steigert.

Für die Belastung derartiger Laufachsen ist im § 92 der Technischen Vereinbarungen für vier- und mehrachsige Lokomotiven Vs des Gesammtgewichtes verlangt. Es ist jedoch klar, dafs diese Achsen, sofern sie nur ausreichende seitliche Beweglichkeit haben, keinen bestimmten Belastungsantheil erfordern, da ihr Seitendruck immer ein beschränkter bleibt. Ist die Beweglichkeit, welche bei obigem Beispiele für Krümmungen von 180 m Halbmesser mindestens 67 mm nach jeder Seite betragen mufs, ungenügend, so werden die Lokomotiven auch trotz stärkerer Belastung der Laufachse stets Neigung zum Entgleisen zeigen, da dann die Führung in scharfen Krümmungen der Laufachse allein zufallen würde, wobei zu grofse Seitendrucke Vorkommen müfsten.

7. Drehgestelle,

Lokomotiven mit zweiachsigen Drehgestellen nehmen in Krümmungen wie Abb. 68 zeigt, eine solche Stellung ein, dafs nur die vordere Gestellachse führt. Die hintere Gestellachse läuft infolge des geringen Radstandes des Gestelles stets nach dem Mittelpunkte gerichtet; die festgelagerten Triebachsen nehmen Stellungen ein, welche um so günstiger sind, je mehr die seitliche Verschiebung d des Führungszapfens eine Annäherung des Spurkranzes der ersten Triebachse an die äufsere Schiene gestattet.

Die Kraft K (Abb. 68), welche am Drehzapfen die Führung der Lokomotive bewirkt, ist in engen Krümmungen nach Gl. 30, Seite 74:

Gl. 39)

2.P₃f.“+P₄f. —•

—• Der zur ei-

Auf die vordere Gestellachse wirkt dieselbe im Hebelverhältnisse

genen Führung; des Gestelles nöthige Seitendruck des führenden Spurkranzes ist

Im Ganzen also der Seitendruck:

nach Gl. 30, Seite 74 ebenso P₁f.+P₂f.—

c

o I er

Gl. 40)    .... Y=P₁f.+P₂f. -+^ 2P₃f.^+P₄f.^ .

Nimmt man, um die Bedeutung dieser Formel zu übersehen, an P₁=P₂ =

= 0,23 so ergiebt sich

0,6P₃ = 0,6P₄,f= -, |=0,75, +0,4,

Y=P₁.! 0,44+— 0,43

L c

Y=0,655 P j.

r-H

Q

und für c₂ =

J»

H-.....

Ł;

7®

Fs

F,

Fig. 68.

Bei Drehgestellen, deren Führungszapfen wie gewöhnlich in der Mitte zwischen beiden Achsen liegt, ist der Seitendruck des führenden Spurkranzes also verhält-nismäfsig grofs, sogar gröfser als bei dreiachsigen Lokomotiven mit fest gelagerten Achsen. Derselbe lälst sich aber wesentlich verringern, wenn der Zapfen nach der

c 1

Hinterachse hin verschoben wird. Für — = — würde z. B. Y=0,55P. sein. Wei-

c 4    ’    ¹

tere Mittel zur Verringerung des Seitendruckes Y sind: Verkleinerung der Werthe b a

— und also grofser Achsstand des Drehgestelles und Lagerung der Triebachse

möglichst nahe der Hinterachse. Beide sind auch sonst vortheilhaft.

§ 92 der Technischen-Vereinbarungen verlangt für zweiachsige Drehgestelle eine

Belastung mit 4- der Gesammtlast. Diese Vorschrift ist indels offenbar nur für o

vierachsige Lokomotiven geeignet, da bei drei bis vier gekuppelten Achsen das Gestell unverhältnismäfsig viel Last erhalten würde.

Die Kraft K, welche am Drehzapfen durch Federn oder Gehänge ausgeübt werden mufs, um die Lokomotive zu führen, ist bereits angegeben (Gl. 39). Für vorstehendes Beispiel ist sie =0,43 Pr Bei der amerikanischen „Wiege“ hat die Seitenverschiebung eine Steigerung der Belastung der äufseren Räder unter ent-

Y

sprechender Entlastung der innern zur Folge, wodurch das Verhältnis giinsti-

Pi

ger gestaltet wird. Die seitliche Beweglichkeit d des Drehzapfens ist, wenn die hintere Kuppelachse grade innen anlaufen, aber noch nach dem Krümmungs-Mittelpunkte gerichtet bleiben soll, annähernd :

In engen

also für R,=500 m, 2s=10 mm, a=6,5 m, d=32 mm.

Gröfsere Beweglichkeit würde bauliche Schwierigkeiten machen.

Gl. 41)

a²'

2R

2s,

Krümmungen mufs man daher etwas ungünstigere Stellungen der Triebachsen zulassen oder den Abstand a verringern.

Die Verdrehung des Gestelles gegen die Lokomotive ist annähernd gleich einer Neigung =-•

K

Bei der Rückwärtsfahrt verhalten sich zweiachsige Drehgestelle ganz ähnlich, wie drehbare Laufachsen (Abbildung 65), wirken also günstig auf die Sicherheit der Führung durch die Hinterachse ein.

mAim

~~~G-----

W⁼jl

T

±3

r,

Fig. 69.

Bei dem Krau IVsehen Drehgestelle (Abb. 69), bei welchem die vordere Laufachse mit der seitlich verschiebbaren ersten Kuppelachse zu einem Drehgestelle mit mittlerm, festem Zapfen verbunden ist, wird die Lokomotive durch diese beiden Achsen geführt. Die Einstellung der dritten und vierten Achse ist dieselbe, wie bei einem zweiachsigen Gestelle ohne Seitenverschiebung, also jedenfalls ungünstiger, als bei einem solchen mit Seitenverschiebung, oder bei einem einachsigen Gestelle nach Abbildung 67.

Die am Drehzapfen wirksame, wie vorstehend zu berechnende Kraft K vertheilt sich auf die beiden führenden Spurkränze im Verhältnisse Ci : c₂. Die Seitendrucke der Spurkränze sind also:

C2

Gl. 42)

Y,=I\f+^K Y₂=P₂f+|K.

Yjl ist also um den Antheil P₂f.^ geringer, als bei dem zweiachsigen Gestelle, woraus sich der zwanglose Gang der mit Kraufs’schem Gestelle versehenen Lokomotiven in Krümmungen erklärt.

Sollen Yx und Y₂ in gleichem Verhältnisse zu Pt und P₂ stehen, so mufs

cP.

die Lage des Drehpunktes so bemessen werden, dafs —==± ist. Da indefs der

C1 *2

Anlaufwinkel des Spurkranzes gegen die Schiene bei der Laufachse kleiner ist, als bei der Kuppelaehse, so kann man ersterer etwas mehr Seitendruck geben und den Drehpunkt entsprechend weiter nach vorne anbringen.

Beim Rückwärtsgange läuft die erste Kuppelaclise und infolge dessen auch die Laufachse gegen die innere Schiene an, Abbildung 70. Die Stellung der mittlern Achse und ihr Einflufs auf den Seitendruck Y₄ der führenden Hinterachse wird gegen Abb. 67 in dem Mafse ungünstiger, als a gröfser, als a^Ua ist.

[_

* d~Ä------------ßy------H

ïiii—

RH

IL-fiWr—7

Ą-

Fig. 70.

Für enge Krümmungen und lange Achsstände ist das Kraufs’sche Gestell, namentlich bei Tender-Lokomotiven hiernach weniger geeignet, als das einachsige Gestell, Abb. 66, für grofse Fahrgeschwindigkeit ist es jedoch zweckmäfsig.

8. Einflufs der Massenwirkungen in Krümmungen.

Der Seitendruek der führenden Spurkränze gegen die äufsere Schiene wird bei grofser Fahrgeschwindigkeit zeitweise erheblich über die berechneten Werthe dadurch gesteigert, dafs die seitliche Ablenkung keine gleichförmige ist, dafs vielmehr der führende Spurkranz infolge der eigenen Schwingungen der Lokomotive und der unregelmäfsigen Lage der Gleise bald stärker, bald schwächer gegen die Schiene gedrückt wird. Diese Ungleichmälsigkeit wird bedenklich, wenn sie infolge kurzen Achsstandes, grofser überhängender Gewichtsmassen und glatter Schienen bei grofser Fahrgeschwindigkeit in eine dem Schlingern sehr ähnliche regelmäfsige Bewegung übergeht, welche abwechselnd ein heftiges Anlaufen des führenden Spurkranzes und darauf folgendes Zurückschwingen des Vorderendes der Lokomotive bewirkt. Die Seitenkräfte, welche die Lokomotive bei dieser Bewegungsart führen, müssen um so gröfser sein, je gröfser das Trägheitsmoment und die vor der Vorderachse überhängenden Gewichtsmassen sind.

Die dreiachsige Lokomotive mit verhältnismäfsig kurzem Achsstände und hinter den Cylindern liegender Laufachse besitzt hiernach bei grofser Geschwindigkeit nur geringe Sicherheit der Führung in Krümmungen, da die Neigung zu un-gleichmäfsigem Gange grofs ist, und die Seitenkräfte daher zeitweise bedeutend gröfser ausfallen müssen, als die angegebenen Mittel werthe. Die Beanspruchung des Oberbaues wird in gleichem Mafse steigen und häutige Verschiebungen und Spurveränderungen der Gleise zur Folge haben.

Bei Lokomotiven mit Drehgestellen ist die Führung in Krümmungen ebenso wie in geraden Strecken weit sicherer, weil die Schwingungen der Lokomotive

Eisenbahn-Technik der Gegenwart I.

selbst auf die jeweilige Richtung des Laufes des Gestelles keinen, oder doch nur geringen Einflufs haben, eine Neigung zu ungleichmälsigem, bezw. in gleichen Zeitabschnitten wiederkehrendem Anlaufen des führenden Spurkranzes also nicht vorhanden ist. Das Drehgestell, dessen eigene Gewichtsmasse sehr gering ist, läuft vielmehr stetig an der äufsern Schiene entlang und folgt jeder Unregelmäfsigkeit der Bahnkrümmungen ohne Schwingungen zu erzeugen. Hierin liegt der für die Sicherheit bei grolser Geschwindigkeit wesentliche Unterschied: Die feste Laufachse mufs die starken Massenschwingungen der Lokomotive mitmachen, wird \ durch diese in ihrem Laufe beeinflufst und erzeugt daher stark wechselnde Seitenkräfte zwischen dem führenden Spurkränze und der Schiene. Das Drehgestell dagegen läuft unabhängig von jenen Schwingungen, folgt den Unregelmäfsig-keiten der Gleise mit stetiger Bewegung und bedarf daher nur wenig wechselnder Seitenkräfte zu seiner Führung.

Frei drehbare Achsen (Abb. 66) stellen sich so ein, dafs sie in Krümmungen auf den entsprechenden, in geraden Strecken auf gleichen Durchmessern der kegelförmigen Laufflächen laufen ; sie werden also nicht durch die Lokomotiven geführt, sondern suchen sich ihren Weg selber und folgen daher allen Gleisunebenheiten, namentlich wechselnder Neigung der Schienen derart, dafs die betreifenden Lokomotiven vorne einen beweglichem Gang haben, als bei festen oder seitlich verschiebbaren Achsen. Bei grofser Geschwindigkeit, stark überhängenden Massen und zu geringer Gröi'se der Mittelstellkraft kann sogar starkes Schlingern eintreten. Diese Achsen sind daher für Schnellzug-Lokomotiven wenig geeignet.

Die zwangläufig nach dem Mittelpunkte einstellbaren Achsen (Abb. 67 Bi s s e 11, Adams u. s. w.) haben sämmtlich die bedenkliche Eigenschaft, dafs sie durch seitliche Schwankungen des Vorderendes der Lokomotiven aus ihrer richtigen Laufrichtung gebracht werden. Schwankt der Vordertheil der Lokomotive nach links, so wird die Achse für eine Rechtskrümmung eingestellt, läuft also in gerader Strecke an die rechtsseitige Schiene an; folgt dann die Lokomotive dem Drucke der Mittelstellkraft nach rechts und schlägt über die Mittelstellung hinaus, so läuft die Achse wieder nach links u. s. w. Dasselbe gilt für die Abweichungen von der Mittelstellung in Krümmungen. Es entsteht also eine mehrfach wiederholte Schwingung, welche bei grofser Geschwindigkeit leicht bedenklich werden kann, und auf den Oberbau jedenfalls stark ein wirkt. Um diese Schwankungen in den zulässigen Grenzen zu halten, mufs die Mittelstellkraft m. P, und nöthigenfalls der Halbmesser r (Abb. 67) so grofs hergestellt werden, dafs zu rasche seitliche Abweichungen von vorne herein vermieden werden. Das hat bei dreiachsigen Lokomotiven besonders bei feuchtem Wetter und glatten Schienen zur Folge, dafs die Laufachse auch in Krümmungen häufig in gleicher Richtung mit den Uebrigen stehen bleibt, und sich nur bei kleinen Halbmessern unvollkommen nach dem Mittelpunkte einstellt, sodafs der Zweck der ganzen Einrichtung nur in geringem Mafse erreicht wird. Bei sehr langen Lokomotiven mit 4—5 Achsen, welche auf ihrem langen, festen Achsstande schon bessere Führung haben, scheint dieser Mangel in geringcrm Mafse aufzutreten.

Es scheint hiernach, dafs es nicht möglich ist, ein für grofse Geschwindigkeiten in jeder Beziehung geeignetes Drehgestell mit einer Achse zu bauen; macht man es zwangläufig einstellbar, so wird es durch die Eigenschwingungen der Lokomotive beeinflufst; macht man es frei einstellbar, so folgt die Achse allen Gleis-

unregelmäfsigkeiten. In beiden Fällen mufs die Vorrichtung znr Rückstellung in die Mittelstellung um so wirksamer kergestellt werden, je gröfser die Fahrgeschwindigkeit ist. Die richtige Einstellung in Krümmungen wird hierdurch entsprechend beschränkt und somit der Zweck der ganzen Einrichtung nur unvollständig erreicht. Das zweiachsige Gestell besitzt diese Mängel nicht und wird daher vermuthlich für alle Schnellzug-Lokomotiven mehr und mehr zur Einführung gelangen.

Die Richtigkeit dieser Schlulsfolgerung wird dadurch bestätigt, dal's die neueren amerikanischen Schnellzug-Lokomotiven mit drei gekuppelten Achsen, welche, wie schon auf Seite 3 bemerkt wurde, anfangs nach der sogenannten „ Mogul “-Anord-nung, d. h. mit einachsigem Bisselgestelle gebaut wurden, neuerdings in der Regel zweiachsige Drehgestelle erhalten, obgleich das Gesammtgewicht häufig auch auf vier Achsen vertheilt werden könnte.

Bei dem Drehgestelle von Krauls (Abb. 69) bestehen die den einachsigen Gestellen anhaftenden Mängel nicht. Jede Seitenabweichung der führenden Laufachse hat sogleich eine entsprechende Mitbewegung und Drehung der ganzen Lokomotive zur Folge, so dal's auch die übrigen Achsen der veränderten Laufrichtung unmittelbar folgen, ohne erst eine Schwingung entstehen zu lassen. In Krümmungen ist die Bewegung eine sehr stetige, da sich beide führenden Achsen stets an der äufsern Schiene halten. Dies Gestell giebt daher einen ebenso ruhigen Gang, wie das gewöhnliche zweiachsige, ohne einer besondern Vorrichtung zur Rückkehr in die Mittelstellung zu bedürfen.

Zweiachsige Gestelle mit hinter der zweiten Achse gelegenem Drehpunkte haben alle Mängel der einachsigen Gestelle mit zwangläufiger Einstellung in etwas geringerm Mafse, bewirken aber einen gezwungenen Gang, welcher die Fügsamkeit auf mangelhaft liegenden Strecken beschränkt und zu allerlei unerwünschten Kraft Wirkungen Anlafs giebt. Derartige Gestelle werden daher nur noch vereinzelt angewandt. Die früher beschriebenen Mallet-Rimrott’schen Lokomotiven mit zwei Triebgestellen (Abb. 35 und 44, No. 39 Zusammenstellung III S. 24 und 48 der Zusammenstellungen IV u. V Seite 40) haben eine gleichwirkende Anordnung.

9. Wirkung der Eigenschwingungen der Lokomotiven,

Eigenschwingungen der Lokomotiven, auch „störende Bewegungen“ genannt, werden durch den wechselnden Druck der Kreuzköpfe gegen ihre Führungen und durch die nicht ausgeglichenen Massen des Triebwerkes erzeugt.

Der wechselnde Kreuzkopfdruck würde ein Nicken (Drehung um eine wagerechte Querachse) bewirken, wenn die Veränderlichkeit dieser Kraft nicht so gering wäre, dafs sie durch die Reibung der Tragfedern und der Achslager in ihren Führungen unterdrückt wird.

Der wechselnde Kreuzkopfdruck bewirkt weiter ein Wanken, d. h. eine Drehung um eine wagerechte, durch den Schwerpunkt gehende Längsachse, welches aber, wie bereits (Seite 66 ff.) bemerkt, nur durch Anhäufung dann fühlbar wird, wenn die Umdrehungszeit der Triebräder mit der vierfachen Schwingungsdauer der Lokomotivmasse auf den Federn annähernd übereinstimmt. Bei innerhalb der Räder liegenden Tragfedern gewöhnlicher Nachgiebigkeit tritt diese Uebereinstimmung etwa bei einer Umdrehung

in 1 Sec. ein, also nur bei ganz geringen Geschwindigkeiten, bei denen keine bedenkliche Wirkung- stattfinden kann. Bei grölseren Geschwindigkeiten wird das Wanken durch die Trägheit der Hauptmasse, die Leibung der Tragfedern u. s. w. verhindert.

Weniger einfach ist die Wirkung der wagerecht bewegten, nicht ausgeglichenen Triebwerksmassen, welche um die Länge des Kolbenhubes hin und her bewegt werden. Hier gelangt der Grundsatz der Mechanik von der Erhaltung der Bewegung bzw. Luhe zur Anwendung, nach welchem einzelne innere Wirkungen in einer Massengruppe durch andere innere Wirkungen ihren Ausgleich linden, so dais keine äufsere Wirkung entsteht. Aus diesem Grundsätze ergiebt sich, dafs:

1)    Die Verlegung eines Massenantheiles g um einen Weg h eine Verrückung der übrigen Masse G in entgegengesetzter Lichtung um den Weg z zur f olge hat, sodafs z. G = h. g ist, damit der Gesammtschwerpuukt in seiner bisherigen Lage erhalten wird;

2)    Die gleiche Verlegung des Massenantheiles g im seitlichen Abstande a vom Schwerpunkte aufserdem eine entsprechende Gegendrehung der übrigen Masse G zur Folge hat, deren Ausschlage, am Trägheitsarme von der Länge 1 gemessen, aus der Gleichung e. G. 1 = h. g. a folgt, weil nach der Verlegung keine Gasammtverdrehung verbleiben darf.

Bezeichnet man jetzt mit g das Gewicht der nicht ausgeglichenen Triebwerkstheile einer Seite, mit h den Kolbenhub, mit G das übrige Gesammtgewieht der Lokomotive und berücksichtigt man, dafs die gröfste gleichgerichtete Verlegung der Triebwerksmassen g beider Seiten dann stattfindet, wenn die Kurbeln aus der Stellung unter 45° gegen die Wagerechte nach vorne in die gleiche Stellung nach hinten, oder umge-

kehrt übergehen, also Wege von h

= 0,71. h zurücklegen, so folgt aus dem ersten

Satze, dai's die Masse G bei jeder Triebrad-Umdrehung einmal um den Weg

Gl. 43)

2g .0,71.11

vor- und rückwärts verschoben wird. Diese Bewegung, deren Kraft mit zunehmender Umdrehungszahl zunimmt, nennt man „Zucken“. Dieselbe ist selten fühlbar, weil in G bei steifer Kuppelung das Gewicht des Tenders mitwirkt; sie würde übrigens auf die Führung der Lokomotive ohne Einflufs bleiben. Bisweilen tritt indei's infolge zu geringer Spannung der Tenderbuffer bei entsprechender Geschwindigkeit ein Zucken zwischen Lokomotive und Tender ein, welches den Zusammenhang der Theile gefährdet.

Bezeichnet man weiter mit 2 a den Mittenabstand der Dampfcylinder, und erwägt, dafs die stärkste entgegengesetztgerichtete (verdrehende) Verlegung beider Triebwerksmassen g stattfindet, während die Kurbeln aus der Stellung um 45% gegen die Wagerechte nach oben in die gleiche Stellung nach unten, oder umgekehrt übergehen, so folgt aus dem zweiten Satze, dafs die Lokomotive, wenn sie frei um eine senkrechte Schwerpunktsachse drehbar wäre, infolge dieser Massenbewegungen bei jeder Triebrad - Umdrehung einmal eine Verdrehung ausführen würde, deren Gesammt-Ausschlag e am Trägheitsarme 1 gemessen

Gl. 44)

2. a. g. 0,71 .h

LG

der Gesammt-Ausschlag an den Endpunkten von L gemessen

betragen würde. Denkt man sich die Lokomotive durch eine schwere Stange von

gleichmäfsiger Stärke und der Länge L ersetzt, so ist 1 = ^. — — 0,29 L also

2 ]/3

Gl. 45)

e = 8,5

a.h.g L.(T

Die Kraft dieser Drehung nimmt gleichfalls mit zunehmender Geschwindigkeit zu.

Die Bedeutung der Gleichungen 43 bezw. 44 und 45 läfst sich erst an bestimmten Beispielen erkennen. Für eine s/₃ gekuppelte Güterzug-Lokomotive von 39 -f- 26 = 651 Dienstgewicht einschliefslich des beladenen Tenders kann das Gewicht eines vollständigen Dampfkolbens mit Stange, eines Kreuzkopfes und einer halben Triebstange zu 220 kg angenommen werden. Ist hiervon die Hälfte durch die Gegengewichte in den Triebrädern abgeglichen, so verbleibt g = 110 kg. Ist der Kolbenhub h = 0,63 m, so ergiebt sich nach Gl. 43): z = 1,5 mm als Gröfse der zuckenden Bewegung. Wären die wagerecht bewegten Massen nicht ausgeglichen, so würde z = 3 mm sein. Bei loser Tenderkuppelung und Leerlauf, wenn die Masse des Tenders nicht mitwirkt, würde z auf 2,5 bezw. 5 mm steigen. Bei richtigem Ausgleiche der Triebwerksmassen ist daher das Zucken nicht wahrnehmbar.

Die drehende Bewegung vollzieht sich bei eingelaufenen Lokomotiven innerhalb der seitlichen Spielräume und der Nachgiebigkeit der Achslager ziemlich ungehindert, da die Reibung schon durch weit rascheres Gleiten der sich drehenden Zapfen beseitigt ist. Von dem Gesammtgewichte ist daher dasjenige der Achssätze in Abzug zu bringen, um den Werth für G zu erhalten. In dem gewählten Beispiele ist hiernach für das Gewicht der mitschwingenden Theile zu setzen G = 33000 kg; ferner a = 1,02 m und L = 7,5 woraus sich nach Gl. 45) e = 2,5 mm ergiebt. Bei nicht ausgeglichenem, wagerecht bewegtem Triebwerke würde sich e = 5 mm ergeben. Aehnliche Ergebnisse liefert die Rechnung bei anderen Lokomotiven.

Eine drehende Schwingung der Lokomotive von 2,5 mm Ausschlag an den Enden ist bei sonst ruhigem Gange gut wahrnehmbar, verläuft jedoch in gerader Strecke innerhalb der seitlichen Spielräume und ist völlig unschädlich. Eine Schwingung von 5 mm, welche durch die verschiedenen Widerstände einigermafsen beschränkt werden würde, erscheint dagegen schon als recht erheblich und nachtheilig. In Krümmungen, wo die seitlichen Spielräume durch das Anlegen der Bunde der Achsen an die Lager verschwinden, haben die drehenden Kräfte eine entsprechende Veränderlichkeit des Seitendruckes der führenden Spurkränze zur Folge, welche bei Güterzug-Lokomotiven mit kurzem Achsstande an der ungleich-mäfsigen Abnutzung dieser Spurkränze zu erkennen ist. Bei den neueren vier-und mehrachsigen Lokomotiven mit langem Achsstande kommt die Drehbewegung wegen der gröfseren Widerstände nicht mehr in merkbarem Mafse zu Stande.

Es zeigt sich also, dafs die Eigenschwingungen der Lokomotiven gewöhnlicher Bauart bei richtiger Ausgleichung der Triebwerksmassen völlig harmlos sind, und den ihnen beigelegten Namen „störende Bewegungen“ keineswegs verdienen. Man mufs dieselben nur von dem vorstehend beschriebenen, aus anderen Ursachen her-rührenden Schlingern und Schwanken unterscheiden, was durch Vergleich der Zeitdauer einer Schwingung mit derjenigen einer Radumdrehung leicht geschehen kann. Bei dem Schlingern werden in jeder Secunde je nach Umständen eine bis zwei volle Schwingungen ausgeführt; dasselbe tritt aber immer erst bei Fahrgeschwindigkeiten ein, bei welchen die Triebachsen schon erheblich mehr Umdrehungen in derselben Zeit machen, bei welchen die gleichzeitigen Eigenschwingungen also eine weit kürzere Zeitdauer haben. Die Unschädlichkeit der Eigenschwingungen liegt hauptsächlich darin, dafs ihr Ausschlag ein geringer und in sich begrenzter ist, während das Schlingern und Schwanken durch äufsere Widerstände begrenzt werden mufs.

Für die Lokomotiven von F a i r 1 i e und Meyer, bei welchen beide Triebgestelle für sich frei beweglich sind, gilt die vorstehende Schlufsfolgerung nur in beschränktem Mafse, da hier nicht die grofse Trägheitsmasse des Kessels, sondern nur die geringeren Massen der Gestelle mit Zubehör die drehende Wirkung der Trieb-werksmassen aufnehmen. Die drehenden Ausschläge fallen daher bei diesen Lokomotiven weit gröfser aus und werden hauptsächlich durch die Reibung der Räder auf den Schienen aufgehalten; genügt bei grofser Fahrgeschwindigkeit oder grofser, diese Reibung fast ganz beanspruchender Zugkraft diese Reibung nicht, so tritt starke Drehbewegung ein, was bei gelegentlichem Schleudern der Triebräder leicht beobachtet werden kann. Bei der Malle t-Rimrott’schen Lokomotive mit vorderm beweglichem Triebgestelle, welches wenigstens hinten mit der Hauptmasse verbunden ist, treten diese Wirkungen in geringem Mafse ein. Für grofse Fahrgeschwindigkeiten eignen sich alle diese Lokomotiven nicht.

Die namentlich im Auslande weit verbreitete Anschauung, dafs die Eigenschwingungen der Lokomotive von dem Dampfdrücke auf die Cylinderdeckel herrührten, beruht auf unvollständiger Kenntnis der Kraftwirkungen. Die stets gleichen Drucke auf die Cylinderdeckel und die Dampf-Kolben heben sich jederzeit durch Vermittelung des Triebwerkes, der Achslager und der Rahmen innerhalb der Körpergruppe auf, können also niemals die bezeichneten auf seren Wirkungen ausüben.

10, Schlufsbemerkung,

Entgleisungen entstehen nur ganz ausnahmsweise durch einzelne Wirkungen; in der Regel werden sie durch ungünstiges Zusammentreffen mehrerer Wirkungen, oder vorhergegangene Anhäufung von Schwingungen hervorgerufen. Einzelne Gleisunebenheiten sind daher selten gefährlich: liegen dagegen mehrere zufällig in solcher Anordnung hintereinander, dafs ihre Wirkungen einander verstärken, oder sich gar wiederholen, so können leicht bedenkliche Schwingungen entstehen. Derartigen Anhäufungen von Schwingungen durch die Anordnung der Lokomotive thunlichst vorzubeugen, ist Sache des Erbauers. Welche Mittel zur Vermeidung der einzelnen Schwingungsarten anzuwenden sind, ist im Vorstehenden erörtert; die Hauptsache bleibt immer ein verhältnismäfsig langer Achsstand.

A. I. d) Kessel und Zubehör.

Bearbeitet von E. Wehrenfennig.

d. 1, Die Arbeitsleistung der Kessel,

Die Verdampfung hängt von der Verbrennung und dem Durchgänge der Wärme durch die Heizflächen ab. Die Verbrennung ist um so wirksamer, je mehr Feuergase in der Zeiteinheit auf dem Roste erzeugt werden, und je höher deren Wärmestufe ist. Die Menge der Feuergase ist abhängig von der Gröfse des Rostes, die Wärmestufe von der Beschaffenheit des Brennstoffes und der Luftzuführung.

Der Durchgang der Wärme durch die Heizflächen steigt mit dem Wärmeunterschiede zwischen Feuer- und Wasserraum, mit der Menge der in der Zeiteinheit an den Heizflächen vorüberstreichenden Feuergase, mit der Theilung der Wassermenge durch die Feuerrohre und der Reinheit der Heizflächen an Wasser-und Feuerseite. Diese Leistungen werden um so vortheilhafter verrichtet, je geringer die Verluste sind, welche im Durchfallen der Kohle durch den Rost, im Ueberreifsen der Kohle in die Rauchkammer und dem Ueberreifsen des Wassers in die Dampfcylinder bestehen. Brennstoffe mit geringer Heizkraft (Holz, Torf, Braunkohle) und solche, die in sehr kleinen Stücken und niedriger Feuerschichte verfeuert werden, daher bei starker Blasrohrwirkung leicht mitgerissen würden, erfordern grofse Rostflächen. Dasselbe gilt von Kohlen, welche stark schlacken, viel Asche machen, oder langsam brennen.

Da Rostlängen über 3 m schwer zu bedienen sind, so müssen Rostflächen über 3 qm durch entsprechende Breite hergestellt werden.

Wenig schlackende Kohlen, gute Schwarz-Kohle in Stückform, und flüssige Brennstoffe gestatten kleine Rostflächen.

Bei niedriger Kohlenschicht kann eine Unterlage aus harten Schlackenstücken von günstigem Erfolge sein, weil die durch den Rost eintretende Luft besser vertheilt, etwas aufgehalten und erwärmt, das Durchfallen von Kohle aber trotz weiter Rostspalten erheblich beschränkt wird. In welcher Höhe die Kohlenschicht auf dem Roste gehalten werden mufs, ob in gleichmäfsiger Stärke, oder hinten höher als vorn, hängt von der Beschaffenheit des Brennstoffes und der Feuerung ab. Vortheilhafte Verbrennung erfordert möglichst gleichmäfsige Luftzufuhr, geringen Luftüberschufs und der Beschaffenheit des Brennstoffes angepafste Stärke der Feueranfachung.

Die Blasrohrwirkung folgt theils aus den Dampfschlägen, theils aus dem Nachströmen des von dem Dampfkolben aus den Cylindern geschobenen Dampfes und ist um so gleichmäfsiger, je geringer derAntheil der Schläge, je geringer also die Endspannung des Dampfes in den Cylindern ist. Die Erfahrung bestätigt dies, da Verbundlokomotiven mit nur 2 Cylindern gut Dampf machen, trotzdem in der gleichen Zeit nur die Hälfte der Dampfschläge stattfindet, weil die Ausströmungs-geschwindigkeit des Dampfes aus dem Blasrohre mit der Kolbenfläche wächst. Lokomotiven mit verhältnismäfsig grofsen Dampfcylindern zeigen thatsächlieh bessere Verbrennung und Verdampfung, als solche mit kleineren. Bei der ²/₄ gekuppelten Verbundlokomotive der Oesterreichischen Staatsbahnen (Textabbildung 4 S. 6) ist die Endspannung im grofsen Cylinder und der Gegendruck wenig schieden. Das Feuer brennt gleicbmäfsig und mit geringem Ueberreifsen in die Rauchkammer.

ver-

Die Gleichmäfsigkeit des Durchzuges der Feuergase durch die Feuerrohre und der Verbrennung auf allen Theilen des Rostes hängt wesentlich von der richtigen Höhenstellung des Blasrohres zur engsten Stelle des Schornsteines ab. Zu hohe Stellung bewirkt nach Beobachtungen von v. Bor ries¹) Abzug der Feuergase durch die oberen Rohre, Anfachung des Feuers auf dem vordem Theile des Rostes und Durchreifsen desselben, viel Flugasche und ungenügende Dampferzeugung ; zu niedrige Blasrohrstellung dagegen Abzug der Feuergase durch die unteren Rohre, Anfachung des Feuers auf dem hintern Theile des Rostes und Durchreifsen desselben, viel Flugasche, mehrfach auch starkes Wallen und Ueberreifsen des Wassers — lauter Erscheinungen, deren ursächlicher Zusammenhang noch nicht ermittelt, aber an Lokomotiven der verschiedensten Art festgestellt worden ist. Die Höhenstellung des Blasrohres über der Kesselmitte ist anscheinend ohne merklichen Einflufs.

Ueber die Abhängigkeit der Verbrennung und Verdampfung von der Bauart und den Mafsverhältnissen der Feuerungen und der Kessel geben die in den Jahren 1885—1890 von A. Henry begonnenen und 1892 von G. Marié fortgesetzten Versuche der Paris-Mittelmeerbahn Aufschlufs²). Sie wurden an einem Lokomotivkessel mit veränderlichen Rohrlängen, verschiedener Stärke des Luftzuges und verschiedener Ausrüstung der Feuerkiste ausgeführt. Die Hauptverhältnisse des Kessels waren:

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Heizfläche der Feuerkiste bei langem Feuergewölbe (1,65 m) .    . 10,02 „

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„ Tenbrinksieder.

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Heizfläche der Rohre bei Rohrlängen von

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Der Durchgangsquerschnitt für die Feuergase war zwischen Gewölbe und Kohlenlage :

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bei langem Gewölbe (1,65 m) . „ kurzem „

„ Tenbrinksieder

1.

V e r b r e n n u n g~ i n einer Stunde (Lebhaftigkeit der Verbrennung).

Durch die Anordnung von Feuerschirmen in der Feuerkiste wird die Lebhaftigkeit der Verbrennung etwas verringert und zwar am meisten durch den langen

Schirm; Tenbrink- lind kurzer Feuerschirm wirken in dieser Hinsicht fast gleich. Der Kohlenverhrauch wächst dagegen in dem Mafse, wie die Länge der Feuerrohre abnimmt; die Zunahme beträgt 11 bis 19°/₀ und im Mittel 15°/₀, wenn die Rohrlänge sich von 5 auf 3 m vermindert.

Mit zunehmender Saugwirkung steigt die Lebhaftigkeit der Verbrennung; eine Abnahme der Druckminderung von 45 auf 25 mm Wassersäule verringert den Kohlenverhrauch um 25 bis 31 °/₀, je nach der Einrichtung der Feuerkiste und der Länge der Feuerrohre, während der Verbrauch um 27 bis 33 °/₀ wächst, wenn die Druckminderung von 45 auf 75 mm Wassersäule steigt.

2. Verdampfung in einer Stunde.

Diese wird durch den langen Feuerschirm vermindert, jedoch nur wenig, wenn die Rohre kurz sind; der kurze Schirm vermindert sie bei langen, erhöht sie aber bei kurzen Rohren. Der Tenbrink-Sieder wirkt wie der kurze Feuerschirm, aber in stärkerm Mafse. Bei kurzen Rohren und einer Druckminderung von 45 mm Wassersäule erhöht der kurze Feuerschirm die Verdampfung um 3 bis 5 °/₀.

Mit abnehmender Länge der Siederohre wächst die Verdampfung; sie erreicht ihre gröfste Höhe, wenn die Rohre zwischen 4 und 4,5 m lang sind, nimmt aber wieder ab, wenn die Rohre noch kürzer, als 4 m werden.

3. Auf 1kg verbrannter Kohle verdampfte Wassermenge (Nutzwirkung des Kessels).

Der lange und der Tenbrink - Feuerschirm erhöhen die Nutzwirkung am meisten (um 8 %), wenn die Rohre kurz sind und eine kräftige Saugwirkung stattfindet; der kurze Schirm hat im Allgemeinen dieselbe Wirkung, aber in ge-ringerm Grade (6°/₀). Bei Rohren von 3 m Länge steigt die Nutzwirkung um 9 bis 12 °/₀.

Mit zunehmender Druckminderung nimmt die Nutzwirkung ab und zwar um so mehr, je kürzer die Rohre werden. Die Abnahme ist gröfser bei einer gewöhnlichen Feuerkiste, als bei einer solchen mit Feuerschirm und gröfser bei kurzem, als bei langem und dem Tenbrink-Feuerschirme.

4. Wärme der Rauchkammergase.

Durch die Anordnung von Feuerschirmen in der Feuerkiste wird die Wärme der Rauchkammergase vermindert und zwar im Mittel um 4 bis 6 °/₀ bei Verwendung des langen und des Tenbrink-Schirmes und um 1 bis 3 °/₀ bei Verwendung des kurzen.

Mit abnehmender Feuerrohrlänge wächst die Wärme der Rauchkammergase und zwar um 40 bis 50 %, wenn die Rohre von 5 auf 3 m gekürzt werden. Diese Erhöhung nimmt mit wachsender Saugwirkung zu; bei einer Erhöhung der Saugwirkung von 25 auf 75 mm Wassersäule steigt die Wärme um 20 °/₀.

5. A n z a h 1 der Feue r r o h r e.

Das Zukeilen einer Anzahl Feuerrohre verändert die Nutzwirkung nicht; die Verdampfung in der Stunde wird dagegen im ungefähren Verhältnisse zu der Verringerung der Anzahl nutzbarer Rohre vermindert.

Ans den erzielten Ergebnissen werden folgende, für den Bau von Lokomotiv-kesseln wichtige Schlüsse gezogen:

a)    Feuerkiste. Neben einer möglichst grofsen Rostfläche empfiehlt sich die Anordnung eines kurzen oder eines Tenbrink-Feuerschirmes; derartige Schirme ergeben in Verbindung mit 4 bis 4,5 m langen Feuerrohren eine lebhaftere Dampfentwickelung und eine bessere Ausnutzung des Brennstoffes, als gewöhnliche Feuerkisten.

b)    Feuerrohre. Die Länge der Feuerrohre sollte 4 bis 4,5 m betragen. Eine etwa nöthige Erhöhung des Gewichtes der Lokomotive sollte auf andere Weise als durch Verlängerung der Rohre über 4,5 m hinaus zu erreichen gesucht werden. Wenn irgend angängig, sollte die Länge der Feuerrohre nicht weniger als 4 m betragen, keinesfalls aber bis auf 3 m hinabgehen, weil die Verdampfung dann um 15% abnimmt. Die Anzahl der Siederohre sollte so grofs wie möglich gemacht werden, um eine gute Verdampfung und möglichst günstige Ausnutzung des Brennstoffes zu erzielen.

c)    Der Einflufs der Saugwirkung auf die Verdampfung ist so grofs, dafs man bestrebt sein sollte, die Druckminderung so weit zu treiben, wie es zur Vermeidung eines zu hohen Rückdruckes angängig ist.

Allgemein läfst sich aus diesen Ergebnissen schliefsen, dafs für die vorteilhafteste Arbeitsleistung der Kessel grofse Rost fläch en, Gewölbe oder Tenbrinksieder und Rohr längen gleich dem 80 bis 90fachen ihres äufsern Durchmessers zweck-m ä f s i g sind.

Versuche auf der österreichischen Nordwestbahn haben ergeben, dafs bei gleich starker Verbrennung die Verdampfung zwischen 3000 und 11000 Radumdrehungen in der Stunde für je 1000 Umdrehungen um 0,251 Wasser für 1kg Brennstoff stieg. Bei gleichbleibender Fahrgeschwindigkeit und Zunahme bezw. Abnahme des in der Stunde auf 1 qm Rostfläche verbrannten Brennstoffes betrug die Verminderung bezw. Vermehrung der Verdampfung für 1kg Kohle bei Schwarzkohle 1,11 Wasser, bei Verwendung von Braunkohle 0,551 Wasser. Die Verdampfung für 1kg Brennstoff war dabei bis zu 9,31 Wasser bei Ostrauer, 8,21 Wasser bei Waldenburger, 7,81 Wasser bei Schatzlarer und 5,21 Wasser bei Braunkohle.

Der Durchgang der Wärme durch die Heizflächen hängt von deren Gestalt, dem Wasserumläufe an ihnen und ihrer Reinheit auf beiden Seiten ab. Die Rohrheizfläche ist wegen der vielfachen Vertheilung der Heizgase und ihrer geringem Wandstärke wirksamer, als diejenige der Feuerkiste, obgleich diese der Wärmestrahlung mehr ausgesetzt ist. Auf grofse Feuerkistenflächen ist also kein zu hoher Werth zu legen, wie auch die Ergebnisse der Vorfeuerungen S. 103u. ff. bestätigen. Die Rippendecken der Feuerkisten der Paris-Orleans-Bahn und der österreichisch-ungarischen Staatseisenbahngesellschaft (Textabbildung 75 S. 97) sollen angeblich den Dampf trocknen.

Von besonderer Bedeutung sind die Feuerrohre mit 8 Heizrippen von Serve, für welche Henr y’s Versuche eine ausgezeichnete Verdampfungsfähigkeit ergeben haben. Die Längsrippen entnehmen die Wärme auch aus der Mitte des Rohres und erleichtern daher die sonst verhältnismäfsig langsam vor sich gehende Uebertragung der Wanne von den Feuergasen auf die Heizfläche. Die Serve-Rohre werden vorteilhaft 3 bis 3,5 m lang gemacht; bei längeren Rohren würde wohl die Reibung der Luft

zu hoch werden, und zu starke Blasrohrwirkung erfordern. Die Reinhaltung dieser Rohre geschieht mit besonderen Werkzeugen ohne Schwierigkeit. Da die Serve-Rohre für gleiche Verdampfungsfähigkeit viel kürzer als gewöhnliche Rohre aus-fallen, so bewirken sie eine erhebliche Verringerung des Kesselgewichtes.

Der Wasserumlauf um die Heizflächen mufs lebhaft sein, damit die Dampf blasen möglichst rasch fortgeführt werden und immer neues Wasser mit den Flächen in Berührung bleibe. Der Raum zwischen den inneren und äufseren Feuerkistenwänden sollte daher unten nicht unter 60 bis 75, oben nicht unter 100 mm betragen.

Im Langkessel steigt das Wasser zwischen den Feuerrohren mit den Dampfblasen auf und fliefst seitlich an den Kesselwänden wieder herab. Der Abstand der Feuerrohre von einander mufs daher mindestens gleich einem Drittel ihres änfsern Durchmessers, bei grofsen Kesseln und in wagerechter Richtung besser noch gröfser sein. Enger gelegte Rohre sind weniger wirksam und rinnen leichter in der Rohrwand. Die Feuerrohre werden daher zweckmäfsig in senkrechte Reihen mit senkrechter Theilung = 1,33 und wagerechter = 1,23 ihres äufsern Durchmessers gelegt. Am vordem Ende, wo die Verdampfung geringer ist, könnte zwar aus diesem Grunde die Theilung etwas enger gemacht werden, doch vermeidet man dies, weil sonst die Rohrstege zu schwach würden. Die unteren Rohre sollten in der Mitte mindestens 50, an den Seiten mindestens 70 mm von der Langkesselwand abstehen, um dem zufliefsenden Wasser ausreichenden Raum zu geben. Nichtbeachtung führt ebenfalls Verminderung der Verdampfung und Rinnen der Rohre herbei.

Die Reinigung der Feuerrohre innen sollte vor jeder Fahrt vorgenommen werden. Bei mit Kesselstein belegten Rohren wurde ein Heizstoffverlust von 3 bis 4% gefunden. Die Verdampfungsfähigkeit der mit Kesselstein bedeckten Rohre wird namentlich dann vermindert, wenn dessen Beschaffenheit die Wärmeübertragung behindert. Dies ist namentlich bei magnesiahaltigem Speisewasser der Fall, welches einen lockern aber zähe anhängenden Niederschlag gibt, der schwer wegzuwaschen ist. Reiner Gypsniederschlag ist ungefährlicher, da er dichter ist. Da alle Niederschläge sich in Schichten ablagern und jede Einzelschicht die Uebertragung der Wärme an der Trennungsfläche erschwert, ist der Belag um so schädlicher, je mehr solcher Schichten vorhanden sind, mag er aus kohlensauerm Kalke, aus Gyps, aus Magnesiumhydroxyd oder aus Zusammensetzungen dieser Stoffe bestehen. In allen Fällen sollte man also auf reines oder vorgereinigtes Speisewasser halten.

Die Vorreinigung des Speisewassers sollte nur nach wissenschaftlich-chemischen und physikalischen Grundsätzen erfolgen¹¹).

Wird das Speisewasser nicht vorgereinigt, werden ihm vielmehr Fällungsmittel erst im Kessel selbst beigemengt, um eine lockere Ausfällung zu bewirken, so bilden sich trotz besten Auswaschens in den engen Räumen zwischen den Rohren Niederschläge, und es tritt Rohrrinnen ein. Enthalten diese Fällungsmittel gleichzeitig Kesselsteinlösungsmittel, so greifen diese meist das Kesselblech an. Es ist daher nicht rathsam, sich solcher Mittel zu bedienen. Ganz verwerflich sind alle Geheimund sogenannten Universalmittel.

Die Verluste, welche bei sonst guter Verbrennung und Verdampfung wegen Durchfallens der Kohle durch den Rost undUeberreifsens der leichteren, halbverbrannten Theile der Kohle durch die Rohre eintreten, können durch genügend weite Rost-

u) Organ 1893, S. 19, 52 u. 98.

spalten mit Schlackendeckung, gleichmäfsigen Luftzug, Einbau von Gewölben oder Siedern und durch tiefe Feuerkisten vermindert werden.

Dem Kesseldampfe sind in der Regel 15 bis 20 % feinvertheilten Wassers beigemischt. Bei wirklichem Ueberreifsen des Wassers entsteht Unruhe im Wasserstandsglase, Schlagen in den Dampfcylindern und ein Auswerfen des Wassers als Sprühregen. Ursachen des Wasserreifsens sind : plötzliches Aufreifsen des Reglers, durch welches Druckentlastung und Heben des Wassers im Dome in Folge heftiger allgemeiner Verdampfung bei zu lebhafter Feueranfachung entsteht; heftige örtliche Verdampfung bei unrichtiger Stellung des Blasrohres und ungleichmäfsigem Durchzuge der Hauptmenge der Feuergase durch einen Theil der Feuerrohre ; Aufkochen oder Schäumen des Kesselwassers in Folge von Verunreinigungen durch Fette, Oel, Schlamm, oder im Wasser gelöste Salze. Bei neuen Kesseln, deren Inneres noch Fett enthält, tritt immer Wasserreifsen auf; ebenso bei Wassern, welche gröfsere Mengen von gelösten Verbindungen enthalten, die beim Sieden feine Niederschläge geben, an welche sich Wasserbläschen anhängen, die dann mit dem Dampfe fortgehen und bei vorgereinigtem Wasser, wenn noch ein Rest der Zusatzstoffe unverbunden im Wasser vorhanden ist, endlich in Folge zu seltenen Auswaschens, wodurch die im Wasser enthaltenen Verbindungen zu hohe Sättigungsgrade erhalten.

Die Anbringung von Wasserabscheidern ist oft rathsam, doch wird sic immer einen zweifelhaften Werth haben, da in erster Linie die Ursachen des Wasserreifsens behoben werden sollten.

d. 2, Bauart der Lokomotivkessel.

Gegenwärtig werden meist Kessel mit kistenförmigen Innenfeuerungen verwendet. Rohrförmige von Wasser umgebene Innenfeuerungen und Vorfeuerungen sind nur versuchsweise ausgeführt. Die grofsen Verkehrslasten und Fahrgeschwindigkeiten erfordern Leistungen der Lokomotiven bis zu 1000 P. S., aufserdem ist für Bremsen, Dampfheizung, Sandstreuer, Rauchverzehrung u. s. w. eine gewisse Dampfmenge nöthig. Anderseits müssen die Abmessungen der Kessel in den Grenzen gehalten werden, welche durch die Spurweite und die Umgrenzungslinien gegeben sind. Durch Anwendung der Verbundwirkung, möglichst trockenen oder überhitzten Dampfes, durch ruhige Dampfentwickelung, Verwendung reinen Wassers, Rauchverbrennung zur Vermeidung des Rufsansatzes in den Rohren, Verringerung von Brennstoffverlusten durch die Rostspalten und Ueberreifsen in die Rauchkammer und durch Vermeidung gröfsern Luftüberschusses bei der Feuerung kann die Leistung des Lokomotivkessels auch innerhalb dieser räumlichen Beschränkung auf die obengenannte Höhe und höher gesteigert werden. Eine gröfste Leistung von etwa 1500 P. S., welche die erreichbare Grenze bilden dürfte, würde nach den Angaben auf Seite 48 bis 52 bei Gewinnung von 7,5 P. S. von 1 qm Heizfläche eine Heizfläche von 200 qm und einen Rost von mindestens 3,6 qm erfordern.

So grofse Rostflächen sind nur bei Kesselformen nach belgischem und amerikanischem Muster, sowie bei Vorfeuerungen erreichbar. Für grofse Leistungen ist daher die Beibehaltung der bisherigen Kesselformen mit kastenförmigen Feuerräumen

Die mittel- und osteuropäischen Bahnen verwenden meistens Kessel mit runder, an den Langkessel glatt anschliefsender, äufserer Decke mit Stehbolzen-Verankerung, seltener flache Decken nach Belpaire; Feuerkisten aus Kupfer, nur versuchsweise aus Flufseisen, häufig kurze Feuergewölbe, selten Luftzuführung über dem Roste, Roste und Klapproste je nach der sehr verschiedenartigen Beschaffenheit des Brennstoffes; einen Dampfdom, selten deren zwei, bei kleinen Tender-Lokomotiven zum Theil nur lange Sammelrohre; Rauchkammern von mäfsiger Länge, in Deutschland unveränderliche, im Uebrigen häufig veränderliche Blasrohre. Textabb. 71 stellt den Kessel der ²/₅ gekuppelten Zwillings-Lokomotive der Kaiser Ferdinands-Nordbahn dar, welche 1895 eingeführt ist. Rostfläche 2,9 qm, Heizfläche der Feuerbüchse 11 qm, innere Heizfläche der Rohre 140 qm, zusammen lölqm, Dampfdruck 13 Atm. Feuerkiste und vordere Rohr wand bestehen aus Kupfer, der Kesselmantel aus Flufsstahl, die beiden groi'sen Dampfdome sind durch ein inneres Rohr verbunden. Die Decken- und Seiten-Stehbolzen sind durchbohrt, die Langkesselplatten sind unten durch Eisenblecheinlagen, mit über die Nieten der Ringnähte gezogenen Kupferblechwulsten geschützt. Längs- und Quernähte sind mit Doppellaschen, die Längsnaht der Feuerkistendecke ist überlappt doppelt genietet, das Blasrohr ist veränderlich, der Schornstein hat eine Zwischendüse. Aehnlich ist der Kessel (Textabb. 72) der ²/₄ gekuppelten Verbund-Schnellzug-Lokomotive der preufsi-schen Staatsbahnen (Taf. I) sowie der der ²/₄ gekuppelten Verbund-Lokomotive der österreichischen Staatsbahnen von 1893 gebaut. Der erstere hat folgende Hauptverhältnisse: Innere Gesammtheizfläche 120 qm, Rostfläche 2,3 qm, Dampfüberdruck 12 Atm. Der Mantel besteht aus weichem Flufseisen und trägt einen Dampfdom. Die Längsnähte haben Doppellaschen, die Feuerkiste besteht aus Kupfer.

wahrscheinlich. Diese bieten bei den gegenwärtig- benutzten Dampfspannungen auch die nöthige Sicherheit, denn die grofse Zahl der Stehbolzen bewirkt eine Theilung und nicht eine Vermehrung der Gefahr, wenn alle zu guter Instandhaltung dienlichen Maisnahmen beachtet werden. — Für noch höhere Spannungen werden vermuthlich rein cylindrische Formen der Kessel und ihrer Theile angewendet werden müssen. Die einzelnen Theile der Kessel gewöhnlicher Grundform, insbesondere der Feuerkiste, der Deckenverankerung, der Feuerungsanlage mit Rost, der Dampfsammler (Dome), Rauchkammern und Blasrohre werden je nach Bedürfnis und Gewöhnung verschiedenartig ausgeführt. Ueberall ist indeis ein lebhaftes Streben nach Verbesserungen und den Betriebs Verhältnissen angepaf sten Neuerungen der Kesselbauart zu erkennen, wie dies aus der probeweisen Einführung flufseiserner Feuerkisten, der Wellrohr-Feuerbüchsen, gerippter Feuerrohre, verbesserter Verbrennungs-Einrichtungen, der Oclfeuerung und der Vorfeuerung mit Ausmauerung hervorgeht.

Weitere Kessel dieser Bahnen sind in den Textabbildungen 11 S. 13, 22 S. 20 und 46 S. 37 abgebildet.

Der Kessel der ²/₄ gekuppelten Schnellzugslokomotive der Oesterreichisckeu Nordwestbahn, erbaut im Jahre 1891, (Textabb. 73) hat Belpairedecke mit 350 mm breiter Ueberlappung der Decken- und Seitenwände des Stehkessels, um lange Gewinde für die Queranker ohne besonders angenietete Bleche zu erhalten. Innere Gesammtheizfläche 120 qm, Rostfläche 2,3 qm, Dampfdruck 12 Atm.

Der Kessel der ³/₅ gekuppelten Verbundlokomotive der Gotthard-Bahn (Textabbildung 74), erbaut 1894, hat einen Dampfdruck von 14 Atm. Die Feuerkiste

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Eisenbahn-Technik der Gegenwart I.

Web b’sche Kessel mit 2 Rohrgruppen und Zwischenkammer ist schon in Textabb. 7, No. 9, S. 10 angedeutet.

Die Kessel der französischenBahnen haben vielfach Tenbrinksieder an Stelle der Feuergewölbe. Die Feuerkistendecken haben meist Stehbolzen, seltener Barren-Verankerung, mit flachen oder runden, häufig überhöhten äufseren Decken. Die Blasrohre sind stets veränderlich, Klapproste werden häufig angewandt. Besonders eigenartig sind die Doppelkessel der Ostbahn und die gerippten Serve-Feuerrohre der Paris-Lyon-Mittelmeer- und der Westbahn. Bei den neuen Schnellzug-Lokomotiven der Paris-Lyon-Mittelmeerbahn sind diese Rohre nur 3 m lang, haben aufsen 65 mm Durchmesser und wiegen 5,82 kg/m. Die Feuerkisten sind aus Flufseisen von geringer Stärke. Das Kesselgewicht ist daher sehr geling. Die Hauptverhältnisse sind folgende: Rostfläche 2,8 qm, Heizfläche der Feuerkiste 8,4 qm, der 133 Rohre 81,4 qm, Dampfdruck 15Atm.

Fig. 76.

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2/4 gekuppelte Schnellzug-Lokomotive der französischen Ostbahn.

Der Kessel der ²/₄ gekuppelten Schnellzuglokomotive der Paris-Orléans.bahn (Textabb. 75) hat 2,15 qm Rostfläche, 113 qm innere Heizfläche, 160 Feuerrohre aus Messing von 5,190 m Länge und 48 111m äufserm Durchmesser, 13Atm. Ueberdruck. Er ist mit Tenbrinksieder ausgerüstet, welcher vorn mit der Rohrwand, hinten mit der Decke durch je zwei Rohrstutzen verbunden ist und einen lebhaften Wasserumlauf haben wird. An der Rückwand der Feuerkiste ist ein Gewölbe und über der Feuer-

tli itr eine Oeffnung für nachträgliche Luftzufuhr angebracht. Die Feuerkistendecke ist nach Polonceau gewölbt und mit aufgebogenen Versteifungsrippen ausgeführt. Diese Bauart verwendet auch die österreichisch-ungarische Staatsbahngesellschaft. Ein Dom sitzt über der Feuerkiste, ein zweiter vorne auf dem Langkessel, beide sind durch ein äufseres Rohr verbunden ; unten am Langkessel befinden sich zwei mit einander verbundene Schlammsäcke. Die Feuerrohre sind in der Mitte durch eine Kupferwand gestützt, welche über die oberen Rohre hinausreicht.

Die französische Ostbahn verwendet seit 1892 Kessel (Textabb. 76), welche zur Vergröfserung des Dampf- und Wasserraumes bei geringer Breite einen hohen, oben runden Feuerkistenaufsatz und zwei übereinander liegende Langkessel haben, die durch 3 Stutzen verbunden sind. Der untere enthält die Feuerrohre, der obere den Dampfraum. Die Hauptverhältnisse sind: Rostfläche 2,4 qm, Heizfläche 156 qm, 323 Feuerohre von 4,3 m Länge und 40 mm Durchmesser; Dampfdruck 12 Atm. Die Feuerbüchse hat gewellte, halbkreisförmige Stahlblechdecke und kupferne Seitenwände. Quersieder und Luftschirm an der Feuerthür wirken wie bei der englischen Feuerung.

Bei den belgischen Bahnen haben die Vortheile der Verwendung billiger Klarkohle, welche ihrer Feinheit wegen nur geringen Luftzug verträgt, zur Anwendung sehr grofser Rostflächen geführt, welche bei den Personen- und Schnell-

Fig. 77.

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abbildung 77 zeigt die ³4 gekuppelte Schnellzug-Lokomotive der belgischen Staatsbahn, über die hinteren Räder gelegte, innen 2780 mm breite Feuerkiste der ³/₄ gekuppelten Schnellzuglokomotive der belgischen Staatsbahn (Textabb. 17 No. 20 S. 16) für starke Steigungen mit Verbrennungskammer und 2 Feuerthüren. Der Kessel hat 5,7 qm Rostfläche, 131 qm innere Heizfläche, 236 Stück 4,050 m lange Feuerrohre von 50 mm äufserm Durchmesser und 10 Atm. Ueberdruck. Der Rost

ist im mittlern Theile kippbar. Die Feuerkiste wird von rückwärts eingeschoben.

Bei der ²/₄ gekuppelten Schnellzuglokomotive der belgischen Staatsbahnen, Textabb. 5 Nr. 6 S. 6 ist die Feuerkiste zwischen den Kuppelrädern 1070 mm breit, hinter diesen aber auf 2200 mm erweitert, wodurch bei 2840 mm Länge eine Rostfläche von 4,8 qm erreicht wird. Der vordere schmale Theil dient auch als Verbrennungskammer. Zur Bedienung des Rostes ist eine 1,4 m breite Einwurföffnung angebracht, die durch eine dreiflügelige Thür geschlossen wird ; zum Abschlacken ist der Rost in der Mitte zum Kippen eingerichtet. — Die Rauchkammer ist sehr lang, das Blasrohr ringförmig.

In Nord-Amerika hat die selbständige Entwickelung des Lokomotivbaues auch eine von europäischen Mustern vielfach abweichende Bauart der Kessel Die Feuerkisten und Stehbolzen bestehen ausschliefslich aus

hervorgebracht.

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weichem Flufseisen, die äufseren Decken sind häufig überhöht, die inneren nach hinten geneigt. Für weiche Kohle werden Schüttelroste, für Anthracit Wasser-rohrroste angewandt. Anthracit-Kleinkohle bedingt grofse Rostflächen. Die Deckenverankerung geschieht meist mit Stehbolzen, welche bei gewölbten Decken rechtwinkelig zu diesen stehen, seltener noch durch die früher allgemein benutzten Querbarren. Kurze Feuergewölbe sind vielfach in Gebrauch und werden meistens von drei bis vier für diesen Zweck eingelegten Wasserohren getragen. Die Siederohre sind stets aus Eisen. Auf gute Nietverbindungen wird viel Werth gelegt. Die meist langen Rauchkammern haben Lenkplatten vor der Rohrwand und flache Funkensiebe. Die Blasrohre sind stets unveränderlich, vielfach zweitheilig.

Fig. 78.

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Kessel amerikanischer Bauart.

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Textabb. 78 zeigt die vorwiegend übliche Kesselform mit recbtwinkelig zur Decke stehenden Deckenstebbolzen und tiefer, zwischen die Rahmen herabreichender Feuerkiste. Die Decke und der hintere Langkesselring sind überhöht, bezw. von gröfserm Durchmesser, als der Langkessel; den Uebergang bildet ein kegelförmiger Mittelring. Viele Bahnen ziehen die Belpaire-Feuerkiste mit flachen oder etwas gewölbten Decken vor, da die vom Dampfdrücke herrührenden Kräfte sich besser aufheben und die Ausdehnung in senkrechter Richtung weniger gehindert ist.

Um die Rostfläche grofs genug zu erhalten, werden die Feuerkisten jetzt meistens auf die Rahmen gestellt und können dann 1030 bis 1050 mm breit sein. Die Textabbildungen 8, Ko. 11, S. 11; 9, No. 12, S. 11; 10, No. 13 S. 12; 31, No. 35, S.28 zeigen diese Anordnung. Textabb. 79 stellt einen Kessel der Canadian^Pa-cific-Bahn nach der sogenannten Waggontop-Bauart mit überhöhter äufserer Feuerkistendecke dar. Der kegelförmige Verbindungsstutzen zwischen Steh- und Cylinder-kessel ist aus 14,3 mm starkem Bleche hergestellt und wegen seiner elliptischen

Form durch drei Winkeleisenpaare mit Querstangen verankert. Die Feuerbüchsdecke fällt nach rückwärts ab. Ihr vorderer Theil ist wegen des darüber befindlichen Domes mit Querbarren versteift, welche im Dome aufgehängt sind. Der Rost ist ein in zwei Abtheilungen bewegbarer Schüttelrost. Die Rauchkammer ist sehr lang.

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Mafsstab 1:40.

Die Schnellzuglokomotive der New-York-Central- and Hudson-River-Bahn Text-abb. 9, No. 12, S. 11 ist mit der Feuerung von Buchanan (Textabb.80) versehen. Ihr schräg nach vorn geneigter Sieder theilt die Feuerbüchse in zwei Räume; die Feuergase müssen durch die nur 485 mm weite runde Oeffnung in deren hin-tern Theil ziehen, wobei eine gute Mischung, Bauchverbrennung und Beseitigung der Flugasche erreicht wird. Der Ring dieser Oeffnung ist mit der untern Platte verschweifst, mit der obern vernietet. Die Feuerbüchsdecke ist schräg und mittels Querbarren versteift. Sämmtliche Stehbolzen sind ganz durchbohrt und führen dem Feuer etwas Luft zu, wodurch die Rauchverbrennung befördert werden soll.

Fig. 80.

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Mafsstab 1:37,5.

Schnellzug-Lokomotive der New-York-Central- and Hudson-River-Bahn mit Feuerbüchse, Bauart Buchanan.

Wohl den leistungsfähigsten der jetzt vorhandenen Kessel hat die in Text-abb. 34, No. 38, S. 30 abgebildete Verbund-Güterzuglokomotive der New-York-Lake-Erie and Western-Bahn," deren Feuerkiste die Textabb. 81 darstellt. Diese ist nach Woottens Bauart mit vorderer Verbrennungskammer ausgeführt. Der Rost ist ein Schüttelrost. Diese Feuerkisten sind bei den östlichen Bahnen für Anthracit-Klein-kohle vielfach in Gebrauch, erfordern aber mehr Unterhaltungskosten als gewöhnliche.

Well rohr kesse 1. Die preufsischen Saatsbahnen, insbesondere die kgl. Eisenbahn-Direktion Hannover, haben in den Jahren 1892 und 1893 versuchsweise eine Anzahl von Kesseln mit Wellrohrfeuerbüchsen ausgeführt¹²). Die Vorzüge, welche diesen Wellrohrfeuerbüchsen zugeschrieben wurden, Einfachheit, geringe Unterhaltungskosten, hohe Dampfspannung, vollkommene Verbrennung, Rauch Verbrennung, unbeschränkte Achsenanordnung, verlieren in Folge der Kleinheit der erreichbaren Rostfläche sehr anBedeutung. Auch dieZahl der Rohre ist beschränkt und der Wasserumlauf läfst zu wünschen übrig. Ferner werden die Wellrohre allmälig unrund, indem der senkrechte Durchmesser geringer, der wagerechte gröfser wird. Die Zunahme des

Organ 1893, S. 168. Taf. XXV.

Unterschiedes beträgt durchschnittlich 1 mm im Monate. Wenn dieser Unterschied 35 bis 40 mm erreicht, kann das Rohr nicht weiter im Betriebe belassen werden. Die Wellrohre halten also nur etwa 3 Jahre. Das anfänglich hei Verwendung von flufseisernen Rohrwänden aufgetretene Rinnen der Feuerrohre wurde durch Einziehen kupferner Wände beseitigt. Beim Anheizen lecken die unteren Quernähte des Kesselmantels, weil das Wasser unter den Wellrohren noch längere Zeit kalt bleibt. Versuch ist vorläufig als mifslungen zu betrachten.

Bei Kesseln mit Vorfeuerung sucht man gröfsere Dauerhaftigkeit und Sicherheit bei höheren Dampfspannungen durch Beseitigung der bisherigen, dem Dampfdrücke ausgesetzten Feuerkiste zu erreichen. Die neueren auf den österreichischen Staatsbahnen und bei der preufsischen Eisenbahn-Direktion Erfurt versuchsweise eingeführten Vorfeuerungen lassen ein besseres Ergebnis als die älteren Versuche Verderbers und Almgrens erwarten.

Die auf den österreichischen Staatsbahnen bei einer Tenderlokomotive ausgeführte Vorfeuerung von So eher zeigt Textabb. 82¹³). In den Langkessel ist eine Rohrwand mit domartigem Ausbau eingesetzt worden. Das Rohrbündel tritt durch den schwach gewölbten Boden des Ausbaues. Der Feuerkasten ist mit feuerfesten Ziegeln ausgemauert, der Rost ein gewöhnlicher. Im obern Theile des cylin-drischen Kessels und über diesem in einem besondere Rohre liegt der Dampfraum. Dadurch, dafs dieses

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Feuerkiste der Verbund-Güterzug-Lokomotive der New-York-Lake-Erie- and Western-Bahn nach Woottens Bauart.

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Mafsstab 1:25.

Vorfeuerung, Bauart Socher.

Eohr rückwärts nur durch einen einzigen Stutzen mit dem Dampfraume des Langkessels verbunden ist, sind die Ursachen der Undichtigkeiten, welche ein zweiter Verbindungsstutzen mit sich bringen würde, beseitigt. Der Dampf wird an der vordem Stirnfläche dieses Rohres entnommen. Die Feuerung bewährt sich bisher gut.

Die Vorfeuerung von Bore k, Textabb. 83, ist seit etwa 3 Jahren bei Güterzuglokomotiven der königlichen Eisenbahn-Direktion Halle ebenfalls mit gutem Erfolge in Verwendung. In den letzten Ring des Kesselcylinders ist eine Rohrwand eingenietet, an deren obern Theil drei lange, hinten mit gewölbten Böden versehene Stutzen anschliefsen. Vorne sind drei Stutzen eingezogen, um Raum für die Feuerrohre zu gewinnen. Auf dem mittlern Stutzen sitzt ein kleiner Dom, welcher rechts und links mit den beiden Seitenstutzen und nach vorn mit dem Dampfraume des Langkessels verbunden ist. Der vorhandene Feuerkistenmantel ist an den Wänden mit feuerfesten Ziegeln ausgemauert. Die Decke bilden theils die drei rohrförmigen Stutzen, theils die dazwischen gelegten Ziegel. Eine Feuerbrücke schützt die Feuerrohre gegen die Flamme, ein schräges Blech im Langkessel, durch welches die Rohre hindurchtreten, gegen die Einflüsse der Ablagerungen des Wassers, indem es einen verstärkten Wasserumlauf an der Rohrwand bewirkt.

Fig. 83.

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Vorfeuertmg, Bauart Borek.

Die Betriebsergebnisse sind bisher befriedigend; die Leistungsfähigkeit und Ausnutzung der Wärme sind nicht geringer, als bei gewöhnlichen Kesseln; die Unterhaltungskosten sind geringer. Der Funkenauswurf ist ebenfalls ein geringer, da unter dem Einflufse des glühenden Mauerwerkes eine vollkommenere Verbrennung stattfindet, als früher.

Es scheint, dafs bei den Kesseln mit Vorfeuerung die Heizfläche der Feuerkiste durch die vollkommenere Verbrennung mit höherer Wärmestufe ersetzt wird. Die Hauptschwierigkeit wird in dem Dichthalten der Feuerohre trotz dieser stärkern Erhitzung und in dem Zusammenhalten des Mauerwerkes trotz der starken Erschütterungen liegen. Der grundsätzliche Vortheil besteht in der unbeschränkten Anwendung höherer Dampfspannungen.

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nicht, so scheidet sich letzterer in kleinen Theilchen aus und bildet den schwärzenden Rufs. Zur Erzielung einer rauch- und rufsfreien Verbrennung kommt daher alles darauf an, die Theerdämpfe genügend zu erhitzen, dem Rauche genügende Luft zuzuführen und diese mit den Dämpfen gründlich und innig zu mischen.

Die Menge des mit dem Rauche verloren gehenden Brennstoffes und der wirth-

Die Rauchbildung hängt von dem Gehalte des Brennstoffes an Kohlenwasserstoffverbindungen und der in der Feuerkiste herrschenden Wärmestufe ab. Schwer entzündbare, unzersetzt bleibende Kohlenwasserstoffe geben die rauchbildenden Theer-dämpfe, welche auch die Träger der schwefligsauern Gase sind. Reicht die Wärme den leichter entzündlichen Wasserstoff zu verbrennen, den Kohlenstoff aber

schaftliche Werth der Rauchverbrennung wird meistens überschätzt¹), da zur Verbrennung des Rauches ein gewisser Luftüberschufs gehört, welcher Verluste verursacht. Dagegen ist die Belästigung durch den Rauch so erheblich, dafs man ihn aus diesem Grunde möglichst, selbst auf Kosten der Sparsamkeit zu vermeiden sucht.

Aufser den bereits besprochenen Einrichtungen zur Rauchverzehrung durch Gewölbe, Sieder, Verbrennungskammern, welche nur einen Tlieil des Feuerkisten-Querschnittes einnehmen, wie bei den französischen und englischen Lokomotiven, und denjenigen Einrichtungen, welche nur einen kleinen Durchgangsquerschnitt für die Feuergase offen lassen, wie bei der Feuerkisten-Bauart Buchanan, sind besonders die drei folgenden Rauchverzehrungs-Einrichtungen aufzuführen:

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Mafsstab 1:26,5. Tenbrinkfeuerung der Kaiser Ferdinands-Nord-Bahn, Bauart Dormus.

1) Der Tenbrinkfeuerung ähnlich ist diejenige von Ritter v. Dormus (Text-abb. 84), auf der Kaiser Ferdinands - Nordbahn angewandt. Die Feuerkiste ist ohne Hinterwand; nahe der Decke ist ein Quersieder Q eingelegt, in welchem das

Kesselwasser umläuft. Hervorzuheben ist, dafs die Verbindungen zwischen Sieder und Hauptkessel aufserhalb des Feuerraumes liegen und der Sieder innen und aufsen leicht zugänglich ist. Unter dem Quersieder ist eine breite Kohlenklappe K angebracht, welche sich nach innen öffnet und durch welche die Kohlen auf den stark geneigten Rost, der Vorne mit einem Klapproste versehen ist, mit einer Krücke abgestofsen werden. Der Rost hat hinten 10 mm, vorne 40 mm, der Klapprost 50 mm Spaltenweite. Ueber der Thür ist eine Luftklappe Lx angebracht, durch welche geschürt werden kann, und über dem Quersieder befindet sich eine zweite Klappe L₂ zur Reinigung der Oberseite des Feuergewölbes. Ein Dampfventil läfst durch eine Schmetterlingsdüse Dampf in den Feuerraum einströmen, deren Ventilwelle mit der Luftklappe in Verbindung steht und diese bei gröfserer Oeffnung des Ventiles mehr öffnet. Die Betätigung dieses Ventiles erfolgt in aufsergewöhnlichen Fällen. Diese Einrichtung arbeitet seit 2¹/₂ Jahren befriedigend bei einer Personenzuglokomotive und wie alle Tenbrinkfeuerungen mit nicht unwesentlicher Brennstoffersparnis.

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Fig. 85.

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Kauch Verbrennungs-Einrichtung' Bauart Th. Langer. Mafsstab 1:30.

2)    Die Rauchverzehrung von Th. Langer (Textabb. 85) beruht auf der Mischung der Feuergase durch Dampfstrahlen, welche aus einem an der hintern obern Ecke der Feuerbüchse angebrachten, mehrfach durch- |f bohrten Rohre in der Richtung unterhalb der j tiefsten Feuerrohre gegen die Rohrwand hin- | blasen. Gleichzeitig tritt durch einen an der Feuerthür angebrachten Drehschieber, welcher i durch ein beim Oeffnen der Feuerthür aufgezogenes Gesperre geöffnet und während der Vergasung der aufgeworfenen Kohle allmälig selbstthätig wieder geschlossen wird, stets soviel Luft ein, wie zur vollständigen Verbrennung nöthig ist. Die Dampfstrahlen wirbeln die Luft über das Feuer und zwingen die Flamme, den langen Weg durch die hinteren, vom Dampfschleier nicht bedeckten Seitentheile der Feuerkiste zu nehmen, wirken also in dieser Hinsicht, wie ein Gewölbe. Der Drehschieber ist aufserdem mit dem Regler so in Verbindung gebracht, dafs er beim Schliefsen des letztem weiter geöffnet Avird. Aufserdem ist an der Leitung zum Dampfschleierrohre ein Doppelventil angebracht, welches den Zweck hat, den Hiilfsbläser anzustellen, wenn der Regler geschlossen wird.

3)    Aehnlich wirkt die Rauch\Terzehrungs-Einrichtung der Aussig-Teplitzer Bahn, welche ebenfalls den Thierry ’schen Dampfstrahl zum Mischen derGase mit Luft benutzt. Die Zuführung des Dampfes, der Zutritt der Luft durch die Feuerthür in der richtigen Menge und zur richtigen Zeit wird hier durch die Mannschaft besorgt.

Beide unter 2) und 3) aufgeführten Einrichtungen ergeben bei nicht zu grofser Inanspruchnahme des Rostes eine rauchfreie Verbrennung und Verminderung des Funkenfluges. Ob und welche Heizstoffersparnis mit ihnen erzielt wird, ist noch nicht genügend festgestellt.

O e 1 f e u e r u n g e n. In Siidrufsland und Pennsylvanien werden Petroleumrückstände in grofsem Mafsstabe, in England, Deutschland und Oesterreich nur versuchsweise verfeuert, da die Kosten der Oelrückstände hier in der Regel zu hoch sind. Die Bauart der Oelfeuerungen Südrufsischer Bahnen von Urquhart und ihre Betriebsergebnisse sind im Organ 1885, S. 78 und 113, 1886, 8. 176 und 1889, S. 238 beschrieben. Die Englische Great-Eastern und die Oesterreichischen Staatsbahnen verwenden ähnliche Anordnungen. Alle diese Feuerungen vermeiden die Rauchbildung.

Fig. 86.

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Mittellinie der Zerstäuber -schwach geneigt.

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Hauptleitung für Oel vom Tender.

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Mafsstah 1:40.

Oelfeuerung der österreichichen Staatsbahnen bei Lokomotiven der Arlbergbahn.

Bauart Holden.

Die Textabbildungen 86 und 87 zeigen die Feuerung Bauart Holden bei Lastzuglokomotiven der österreichischen Staatsbahnen, welche den Arlbergtunnel durchfahren. Das Oel wird durch eine Rohrleitung nach den Zerstäubern geleitet und von diesen unter das Feuergewölbe geblasen. Die Vorderwand der Feuerkiste ist mit einer Schutzmauer versehen. An der Feuerkistenrückwand sitzt der Dampfhahn, welcher durch ein Schlangenrohr den Brennstoff dünnflüssig erhält und die Zerstäuber und Luftdüsen betreibt. In Textabb. 88 und 89 dient das

Dampfrohr a zum Einspritzen des Oeles b „

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Oelfeuerung der österreichischen Staatsbahnen bei Lokomotiven der Arlbergbahn.

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Mafsstab 1:10. Einblasöffnung.

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Fig. 87.

Fig. 88. Mafsstab 1:5. Strahl Vorrichtung zum Einspritzen des Oeles.

Textabb. 88 zeigt die Strahlvorrichtung, 89 die Oeffnungen, durch welche das Einblasen erfolgt. Zum Anheizen wird gewöhnlich Kohle auf dem mit Schlacke bedeckten Roste verwendet und erst dann das Oel in die Feuerkiste eingeblasen.

Mit dieser Feuerung sind sehr gute Erfahrungen gemacht worden. Die Rauchbelästigung ist vollständig vermieden, die Feuerung selbst zwar bedeutend kostspieliger, als die mit Kohle, aber der Vortheil der Rauchlosigkeit und die ausgezeichnete Verdampfung lassen sie trotzdem so vorteilhaft erscheinen, dafs weitere Lokomotiven der Arlbergbahn mit ihr ausgestattet werden.

d, 3. Bauart der Einzeltheile.

4. Gute Absonderung der Asche und Verhinderung des Durchfallens der

Der Rost muls die folgenden Eigenschaften besitzen: 1. Genügende freie Rostfläche für den Durchgang der Luft und gleichmäfsigen Zutritt zur Kohle. 2. Leichte Reinigung durch Längsziehen des Schürhakens oder mittels besonderer Einrichtungen. 3. Leichte Auswechselung der Roststäbe für verschiedene Brennstoffe.

Kohle. 5. Dauerhaftigkeit gegen das Verbrennen und Verziehen.

Die Spaltenweite richtet sich zunächst nach der Korngröfse des Brennstoffes. Backende Kohle und Kohlenziegel vertragen grofse Spaltweite. Bei diesen Kohlensorten wird häufig Unterfeuer von Kohlenziegeln gemacht, oder es wird nach dem Vorgehen einiger österreichischer Bahnen auf einen weitspaltigen Rost eine Schlackenschicht gelegt, und auf diese erst der Brennstoff’ geschüttet. Textabb. 90 zeigt den Rost der Lokomotive Taf. I mit gufseisernen Doppelstäben, Textabb. 91

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Rost der preufsischen Staats-Bahnen, aus gufseisernen Doppelroststäben.

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Mafsstab 1:14. Rost aus Stahlflachstäben der preufsischen Staatsbahnen.

den Rost der Lokomotive Textabb. 22 No. 25 S. 22 aus Stahlflackstäben in rechen-förmigen Lagern, ersterer ist für weniger, letzterer für stärker schlackende Förder-kolile bestimmt, welche wegen des Festsetzens der Schlacke nur glatte Formen der Roststäbe zuläfst. Seitlich gezahnte Roststäbe verwenden die Reichsbahnen in Elsafs-Lothringen, die Oldeuburgische Staatsbahn, die sächsischen Staateisenbahnen und andere. Punkt 1 wird durch den Langer scheu Rost (Textabb. 92) gut erfüllt, welcher eine freie Rostfläche von 71 °/₀, eine Spaltweite von 29 mm hat

und gegen das Durchfallen der Kohle mit faust-grofsen Schlackenstüeken bedeckt wird. Diese bilden eine Unterlage, welche die Luft vertheilt und vorwärmt, die Roststäbe schützt und durch ihre Beweglichkeit die Asche bei den Erschütterungen der Lokomotive in den Aschenkasten fallen lassen soll. Die Schlaekendeckung ermöglicht auch die Verwendung des gleichen Rostes für die Verfeuerung von Schwarz- und Braunkohle.

Bei langen Fahrten sind die Klapproste zum Reinigen des Feuers sehr bequem. Sie werden wie in Textabb. 77 S. 99, oder vorn, in der Mitte, oder hinten angebracht und bestehen aus einem, mittels Schraube oder Kurbel um wagerechte Zapfen drehbaren Rahmen, in welchem ein Theil der Roststäbe liegt. Textabb. 93 zeigt die

Fig. 92.

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Mafsstab 1:12. Weitspaltiger Platten-Rost von Th. Langer.

Fig. 93.

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Braunkohlen-Klapprost der sächsischen Staatshahnen.

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Feuerung für Braunkohle mit vorderm Klapproste der Lokomotive Textabb. 1 No. 2 S. 5 der säckischen Staatsbalm.

Um lange Strecken ohne Reinigung des Feuers durchfahren zu können, benutzt man in Amerika für weiche Kohle, welche keine fliefsende Schlacke giebt, die Schüttelroste. Textabb, 94 zeigt einen solchen der Pennsylvania-Bahn mit Kipplatte.

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Mafsstab 1:12,5. Schüttelrost der Pennsylvania-Bahn mit Kippplatte.

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Für Anthracitkolilen werden dort der hohen Wärmestufe und flüssigen Schlacken halber Wasserroste angewendet, bei welchen zwischen je zwei Wasserrohren oder Gruppen solchen je ein gewöhnlicher Roststab oder eine Stange liegt, welche zum Ausnehmen des Feuers herausgehoben, bezw. gezogen werden kann. Textabb. 95 zeigt »inen derartigen Rost der Eisenbahn - Direktion Hannover, welcher ein leichtes Herausziehen der stets lose liegenden Schlacken ermöglicht und sich gut bewährt.

Aschkasten. Zur Sicherung der Bahnstrecke gegen die glühenden aus dem Roste herabfallenden Theile dient der Aschenkasten. Er soll möglichst geräumig sein und in der Regel vorne und hinten je eine Luftklappe haben. Die hinter diesen liegenden Funkensiebe müssen gut anschliefsen. Im Boden muls ein Loch mit Deckel und Verschlufs zum Einsteigen in die Feuerkiste von unten vorhanden sein. Wassereinspritzrohre und seitliche Thüren zum Ausräumen sind zweckmäfsig. Einen zweckmälsigen vordem Verschlufs bei der preufsischen Staatsbahn zeigt die Textabb. 96. Die untere Klappe, welche mit Schubriegeln versehen ist, wird nur beim Reinigen geöffnet und dadurch das Herausfallen glühender Kohlenstücke auch ohne Siebe sicher vermieden.

Die Textabb. 97 stellt den sehr zweckmälsigen Schuber t’schen Aschkasten dar, bei welchem Spritzrohre nicht erforderlich sind, weil die herabfallenden Funken in dem todten, untern, von der einströmenden Luft nicht bestrichenen Raume ruhig liegen bleiben und abkühlen. In Amerika werden die Aschkasten am Boden stets mit vom Führerstande aus bewegbaren Schiebern oder Klappen versehen, um bei langen Fahrten die Asche während eines Aufenthaltes rasch auswerfen zu können.

Baüart der Ëinzeltheilë.

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Fig. 95.

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Wasserrost mit Zwischenstäben, Direction Hannover.

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Aschenkastenvorderwand mit zwei Klappen.

Fig. 97.

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Mafsstab 1:20. Aschkasten, Bauart Schubert, mit unterm Sammelraume.

Die je nach der Stellung der Achsen u. s. w. übliche Gestalt der Aschkasten ergabt sich aus den Textabb. 11 No. 14 S. 13, 22 No. 25 S. 20, 24 No. 27 S. 22, 40 No. 50 S. 37 und Taf. II und III. Sie mufs der Luft überall genügenden Zutritt zum Roste gewähren und darf keine Verlegung des Rostes durch Asche zulassen. Liegen Triebachsen unter dem Roste, so müssen die Aschkasten häufig

Eisenbahn-Technik der Gegenwart I.

zweitheilig- und mit besonderen mehrfachen Schutzwänden für diese Achsen her-g-estellt werden.

Die Feuerthüren erhielten bisher meistens Oeffnungen von runder, ovaler oder viereckiger Gestalt mit abgerundeten Ecken, welche durch zwischen die beiden hinteren Feuerkisten wände genietete Rahmen gebildet werden. Da diese Rahmen indefs gelegentlich brechen und ihre Nietnähte in Folge der Erhitzung häufig-undicht werden, so zieht man jetzt in Europa die Webb’sehe ThiiiÖffnung

Fig. 98.

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mit nach aufsen geflantschter Naht (Text-abb. 98) vor, welche diese Uebelstände nicht hat. Textabb. 99 zeigt verschiedene in Amerika übliche Feuerthürverbindungen, von welchen No. 2 am meisten verbreitet ist. Die Nietung dieser Verbindung wird vor dem Eiu-ziehen der Stehbolzen und des Bodenringes mit entsprechenden Gegenhalterstangen aus-geführt.

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Fig. 99.

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Amerikanische Feuerthür-Ränder.

Mafsstab 1:10. Feuerthür, BauartWebb.

Die Thiiren selber sind häufig gewöhnliche, um eine senkrechte Achse an einem Handgriffe drehbare Klappthüren aus Hohlgufs oder Blech. Besser sind zweitheilige Schiebethüren, welche weniger Raum einnehmen und zum Schüren nur wenig geöffnet werden. Textabb. 100 zeigt die Schiebethür der preufsischen Staatsbahnen mit kreisförmiger Web b’scher Oeffnung und gufseisernem Schutzkranze, welcher mit nur zwei Schrauben gegen die äufsere Platte befestigt ist und nach Durchbrennen der untern Seite gedreht werden kann.

Soll, wie bei der Englischen Feuerung durch die Feuerthür Luft zugeführt werden, so kann man die nach innen aufschlagende Web b’sche Thür (Textabb. 98), oder die in England am meisten verbreitete Thür : Textabb. 101 anwenden, welche unten eine schräge Schüttplatte und darüber eine Klappe mit Deckel und Leitrippen hat, die beim Feuern nach oben aufgeklappt werden. Der Deckel dient zur Regelung des Luftzutrittes, die Rippen hindern den lästigen Schein des Feuers.

Die Lokomotiven der belgischen Staatsbahnen mit breiten Rosten haben zwei-

Fig. 100.

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Fig. 101.

Mafsstab 1:10. Feuerthür englischer Bauart.

Mafsstab 1:15.

Scliiebethür der preußischen Staatsbahnen mit gufseisernem Schutzkranze, und dreiflügelige Thüren, an welchen immer nur ein Flügel geöffnet wird, um möglichst wenig kalte Luft eintreten zu lassen.

Feue r r o h r e. Enge Rohre ergeben mehr Heizfläche, als weite, erfordern aber stärkere Blasrohrwirkung. Nach Darcy’s Formel entspricht z. B. der Widerstand gegen das Durchströmen der Feuergase bei 186 Rohren von 4,1 m Länge und 52 mm äufserm Durchmesser 39 mm Wassersäule, bei 248 Rohren von 4,1m Länge und 45 mm äufserm Durchmesser 55 mm Wassersäule. Bezüglich der Rauchbildung und Reinhaltung stehen engere Rohre den weiteren nach. Aeussere Durchmesser von 45 bis 52 mm sind vorwiegend üblich. In der Feuerkistenrohrwand werden die Rohre um 3 bis 6 mm eingezogen, um möglichst starke Stege zu erhalten, in der Rauchkammerwand um 2 bis 3 mm aufgeweitet, um sie leichter herausziehen zu können.

Bei reinem Wasser und kupfernen Feuerkisten werden die eisernen Rohre ohne Schuhe eingesteckt und aufgewalzt. Bei eisernen Rohrwänden werden am hintern Ende Kupferringe aufgelöthet. Bei schlechtem Wasser und kupfernen Rohrwänden sind Kupferstutzen zweckmäfsig. Bei schwefelhaltiger Kohle, welche das Kupfer der Stutzen heftig angreifen würde, werden stärkere eiserne Stutzen angeschweifst oder Brandringe verwendet.

An der Feuerkistenwand werden die Rohrenden gebörtelt oder angestaucht, am Rauchkammerende ist dies nicht nöthig. Die Serve-Rohre (Textabb. 102) haben am Rückende Kupferstutzen. Die Rippen sind vorn und hinten weggeschnitten.

Fig. 102.

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Mafsstab 1:7. Geripptes Feuerrohr vorUServe.

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liegt eine schmale Lasche aufsen und eine breitere innen. Textabb. 103 zeigt die Verbindung am Langkessel für ineinander geschobene, Textabb. 104 für gegeneinander

Fig. 103.

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Mafsstab 1:15. Längsnath mit Doppellaschen, Queruath überlappt.

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Mafsstab 1:15. Längs- und Ringnahtdoppellaschen-Nietung.

Fig. 105.

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Breiter Verstärkungslappen unter der vordem Rohrwand.

; Die äufseren Laschen werden £1*’ schmal gemacht, damit ihre Kanten dicht verstemmt werden können. Beide Nietungen ermöglichen genaueres Kundrichten der Kesselringe. Zackennietungen sind bei Lo-komotivkesseln noch nicht zur Verwendung gekommen, dagegen wird das Schweifsen bei Domen, Domuntersätzen und vereinzelt bei kleineren Kesselringen ausgeführt. Man erreicht dadurch ebenfalls eine Festigkeit bis 90 °/₀ des unge-sckweifsten Bleches.

Ueberlappungsnähte an Langnähten der Langkessel-und Stehkessel-Seitenplatten müssen so breit überdecken, dafs sie keinen Verbiegungen ausgesetzt sind, da diese das Undichtwerden, Kosten und Einbrechen an der Stemmkante befördern und in einigen Fällen Explosionen herbeigeführt haben. Ueberlap-pungen werden daher wegen der von ihnen erzeugten sein-hohen Nebenspannungen bei Langkessel - Langnähten nur noch selten angewendet.

Textabb. 105 zeigt eine breiteUeberlappungdesKauch-kammerbodens, durch welche dieunter dervordernKohrwand

entstehenden Anrostungen vermieden werden, die Textabbildungen 106 und 107 zeigen solche für Seitenwände von Stehkesseln mit flacher Decke, wobei auch langes Gewinde für die Queranker gewonnen wird. Die breite Ueberlappung der Decke und Seitenwände nach Textabb. 106 hat sich bezüglich Dichtbleibens vorzüglich bewährt, trotzdem der innen liegende Blechrand nicht verstemmt ist. Textabb. 107 ist der Lokomotive derLake-Shore-Bahn entnommen, welche 1893 den „Exposition Flyer“ zog.

Dafs die fortwährenden Verbiegungen die Ursache der Undichtigkeiten mangelhaft angeordneter^NietVerbindungen sind, wird häufig nicht genügend beachtet.

Fig. 107.

Fig. 106.

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Obere Seitenwand-Ecken des Stehkessels, österreichische Nordwestbahn.

Mafsstab 1 : 32. Kessel der Lake Shore & Michigan Southern-Bahn

Die Festigkeit der Nietnäbte beträgt im Verhältnisse zu der des vollen Bleches bei der Ueberlappungsnaht mit einfacher Nietreihe etwa 60%, mit doppelter 74%, bei Doppellasehen mit vier Nietreihen 90%, wobei jedoch bei der Ueberlappnng von den sehr wesentlichen Nebenspannungen abgesehen ist. Die Berechnung des Gleitwiderstandes nach Bach ergiebt für 1 qcm Nietquerschnitt bei der Ueberlappnng mit einer Nietreihe 600 kg/qcm, mit zwei Nietreihen 550 kg/qcm, bei Doppellaschen-nietuug mit 4 Nietreihen 1000 kg/qcm. Die Zweilaschennietung ist also auch in dieser Hinsicht die beste und erlaubt die Verwendung schwächerer Bleche, was für die Gewichtsverminderung wesentlich ist und bei amerikanischen Lokomotiven aus ■ giebig benutzt wird.

Die Verbindung der Rohrwand mit dem Langkessel geschieht meist durch Börtelung der Rohrwand nach aufsen, damit die Stemmnaht zugänglich ist, oder nach englischem Muster, Textabb. 24 No. 27 S. 22 und Taf. II, durch Winkelringe.

Die Dampfdome werden meistens mit breitem Unterflansche auf den ausgeschnittenen und durch einen Ring verstärkten Kesselrücken gesetzt (Textahb. 11 No. 14 S. 13 und 22 No. 25 S. 20). Bei amerikanischen Kesseln wird häufig nach Textabb. 108II die Langkesselwand in die Oeffnung des Domes ausgeflanscht und mit diesem vernietet. Die ältere Verbindung nach Textabb. 108 III ist nicht zuver-läfsig. Einfach und gut ist die Verbindung Text-

Fig. 108.

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Verbindungen des Dampfdomes mit dem Langkessel.

abb. 108 I, bei welcher der Domflansch an eine starke und breite Laschenplatte geflanscht ist.

Bei den Fufsringen der Feuerkiste findet man meistens zwei Nietreihen angewandt. Die häufig auftretenden Undichtigkeiten an den Ecken gaben Anlafs zur Ausführung nach Textabb. 109 1 mit unten verlängerten Ecklappen und einer dritten enggetheilten Nietreihe für die Aufsenwand. Man setzt auch oft je zwei Niete an den Ecken nebeneinander (Textabb. 109 II) und füllt die wagerechte Theilung der untern Reihe durch Nietschrauben aus. Die kupfernen Feuerkisten) erhalten in der Regel einreihige Nähte und eiserne Niete.

Fig. 109.

Fig. 110.

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Mafsstab 1:10. Verbindungen am Fufsringe. Vernietung bei einer von rückwärts eingebrachten

Feuerbüchse.

Bei sehr langen Feuerbüchsen, bei denen man Deck- und Seitenplatten nicht aus einem Stücke machen kann, legt man doppelreihige Längsnähte aufserhalb der Deckenstehbolzen in die oberen Ecken (vergl. Textabb. 71 S. 94). Oben sehr breite Feuerkisten werden von vorne eingebracht, dann erst wird die vordere Aufsenwand angenietet, oder es wird die Feuerkiste von rückwärts eingebracht. Die äufsere Hinterwand erhält dann einen Flansch nach aufsen (Textabb. 110), und wird nachher festgenietet. Bei überhöhten Stehkesseln mit flacher Decke sollte die Vorderwand stets aus zwei Theilen gemacht werden, da sonst die bekannten seitlichen Rillen am Umbuge entstehen.

Die Verankerungen der flachen Wände des Feuerkistenmantels bestehen in der Regel aus Blechen, welche die Hinterwand mit den beiden Seitenwänden, oder der Decke, und die vordere Rohrwand mit dem Langkessel binden, niemals aber eine einzelne dieser Wände allein absteifen dürfen (vergl. Textabb. 11 No. 14 S. 13 und 46 No. 50 S. 37). Längsanker durch die ganze Kessellänge werden nur noch in England ausgeführt (Textabb. 24 No. 27 S. 22, Taf. II No. 8 S. 7), da sie sich nicht in derselben Weise strecken, wie der Kessel und sich bei grofser Länge durchbiegen würden. In Amerika wendet man in der Regel schräggelegte Längsanker (Textabb. 80 S. 102) an, welche die Endwände mit dem Langkessel verbinden. Die Queranker werden in aufsen aufgenietete, meist mit den Auswaschöffnungen verbundene Verstärkungsstücke (Textabb. 111), bei senkrechten Wänden durch aufgenietete Verstärkungsbleche oder Laschen geschraubt und aufsen meist vernietet, seltener mit Muttern versehen.

Fig. 111.

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Mafsstab 1:10/ AuswaschöfFnung mit Linsenverschlufs.

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Die Seiten-Stehbolzen brechen hauptsächlich in den oberen Ecken der Umfangsreihen, selten nahe dem Fufs-, oder Heizthürringe. Die Stehbolzen der tiefer liegenden Reihen, welche dem Bereiche der Flammen zunächst liegen, müssen dagegen von Zeit zu Zeit wegen Abzehrungen der Köpfe und Lockerungen im Gewinde erneuert werden.

Der Bruch erfolgt in der Regel an der äufsern Mantelplatte, wenn die Stehbolzen aus Eisen sind. Kupferne Stehbolzen brechen meist an oder in der Feuerkistenwandung. Die an der Mantelseite auftretenden sichelförmigen Anbrüche sind bei eisernen Stelibolzen mit den Spitzen der Längenmitte des Fufsringes zu-, bei kupfernen von dieser abgewendet. Auf der Feuerkistenseite liegen sie umgekehrt.

Die Ursache dieser Erscheinungen ist in den Festigkeitsverhältnissen des Eisens und Kupfers bei Zug, Druck und bei höherer Wärmestufe begründet. Durch die Verschiebung der kupfernen Feuerkistenplatten gegen den Mantel, welche in Folge der wiederholten Erhitzung und Abkühlung ungefähr in der Richtung von und nach der Längenmitte des Fufsringes stattfindet, werden die Stehbolzen hin und zurück verbogen. Da nun die Widerstandsfähigkeit des Eisens gegen Zug höher ist, als gegen Druck, so werden eiserne Stehbolzen vorwiegend auf der Seite der gedrückten Faser reifsen. Beim Kupfer ist der Widerstand gegen Druck höher, kupferne Stehbolzen reifsen daher vorwiegend auf der Seite der gezogenen Fasern. Ferner ist die Einspannung des eisernen Stehbolzens in der eisernen Mantelplatte eine festere, als in der nachgiebigem Kupferwand; es wird also der Rifs im Schafte an der Mantelseite rascher entstehen und fortschreiten, als auf der Feuerkistenseite. Bei den kupfernen Stehbolzen tritt das Abbrechen in den meisten Fällen auf der Feuerkistenseite ein, weil diese heifser ist, hier also das Kupfer an Festigkeit verliert. Je stärker die Kesselsteinablagerungen an der Feuerkistenwand sind, um so eher wird der Bruch, und zwar meist in der Wand selbst eintreten.

Anrifsstellen kennzeichnen sich bei eisernen Stehbolzen durch die Rostspuren, bei kupfernen durch scharfe schwarze Linien, bei beiden auch durch Trennungen des Kesselsteines.

Zu den mechanischen Beanspruchungen der eisernen Stehbolzen auf Längsspannung und Biegung kommt noch die Verschwächung durch Rost, welche namentlich da stattfindet, wo das kühlere Wasser am Mantel herabfliefst, wie an der Stehkessel-Vorderwand, und da, wo die im heifsen Wasser sich bildende Rostschicht durch die stattfindenden Biegungen immer wieder aufgebrochen wird. Je härter und rostfähiger das Eisen ist, um so rascher werden die Stehbolzen zerstört. An scharfen Ansätzen und scharfem Gewinde reifsen die Stehbolzen am leichtesten, diese sind daher zu vermeiden. Die Stehbolzen sind am meisten beim Anheizen und Abkühlen gefährdet, da alsdann die Streckung der Feuerkisten wände am stärksten ist, wie französische Beobachtungen und Versuche des Verfassers gezeigt haben.

Nach diesen Erfahrungen empfiehlt es sich, in den oberen Ecken die biegsameren Kupferstehbolzen, in den mittleren und unteren Th eilen der Wände dagegen eiserne Stehbolzen zu verwenden, wenn das Wasser nicht viel Kesselstein absetzt. Bei schlechtem Wasser würden eiserne Stehbolzen schwer dicht zu halten sein. Die oberen Stelibolzen sollten möglichst lang sein, um den Biegungswinkel zu verringern.

Kupferne Stehbolzen müssen an beiden Seiten, eiserne auf der Mantelseite angebohrt werden, um Brüche zu erkennen. Stehbolzen, welche von aufsen unzu-

gänglich sind, müssen ganz durchbohrt, und die Oeffnung mufs aufsen verschlossen werden.

Fig. 112.

Bei einzelnen amerikanischen Lokomotiven werden in den oberen Reihen Zwischenstehbolzen angebracht. Textabb. 112 zeigt — eine derartige Anordnung, Patent Player. Hierdurch leidet zwar der Einblick in die Wasserräume, aber die Festigkeit der Verankerung gewinnt. Die Stehbolzen der oberen 0 Q Ecken sind 25 mm, die anderen 22 mm stark.

Die Theilung der Stehbolzen beträgt in 0 o der Regel 90 bis 110 mm, die Stärke am Gewinde bei eisernen Stehbolzen 23 mm, bei kupfernen 26 mm, seltener bis 30 mm. Im mittlern Theile wird das Gewinde zweck-mäfsig fortgedreht, damit sich der Kesselstein weniger ansetzt. Das Gewinde: 10 bis 11 Gänge auf 1" engl. mit runden Spitzen, wird vielfach mit 1 :100 kegelförmig geschnitten, um das Dichthalten leichter zu erzielen.

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Anordnung einer vermehrten Anzahl von Stehbolzen in den oberen Reihen nach Player.

Wenn bei jeder pafsenden Gelegenheit die Bohrlöcher der Stehbolzen gereinigt und bei jedem Oeffnen der Auswaschlöcher die Wasserräume der Stehkessel unter guter Beleuchtung besichtigt werden, ferner bei jeder Druckprobe die Untersuchung mit dem Hammer erfolgt und zwar unter dem innern Wasserdrücke, der die Wände auseinander treibt, so können die kastenförmigen Feuerkisten bei den jetzt [noch üblichen Dampfspannungen als völlig betriebssicher gelten.

Fig. 114.

Fig. 113.

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Mafsstab 1:10.

Bewegliche Decken-Stehbolzen.

Mafsstab 1:10.

Tragbügel für die vorderen Decken-Stehbolzen.

Die Deckenstehbolzen sind in neuerer Zeit fast allgemein an die Stelle von Deckenankern getreten, ohne die Nachtheile mit sich zu bringen, welche man von ihrem Widerstande gegen die freie Ausdehnung der Feuerbüchse nach oben erwartete. Grofse seitliche Biegungshalbmesser der Feuerbüchs-Mantelplatten und Ersatz der beiden vorderen Reihen Stehbolzen durch solche nach Textabb. 113, welche an Bügeln beweglich hängen, oder nach Textabb. 114, welche sich auf Tragbügel

stützen, oder nach Textabb. 115, wonach ein Tragbügel beweglich aufgehängt ist, durch welche Einrichtungen bei eintretender Streckung der kupfernen Rohrwand der Biegungswinkel des über dieser liegenden Theiles der Decke und des Flansches der Rohrwand verkleinert wird, haben die letzten Bedenken gegen Deckenstehbolzen beseitigt und ihre Verwendung auf dem europäischen Festlande fast allgemein gemacht.

Reifsen der Deckenstehbolzen kommt sehr selten vor und ist leicht zu bemerken; dem Anrosten der Schäfte bei weichem Wasser mit organischen Verunreinigungen kann durch Ueberziehen mit galvanischem Kupferniederschlage begegnet werden. Undichtwerden ist viel weniger zu befürchten, als bei Barrenankern, welche die Reinigung der Decke viel mehr erschweren, als Deckenstehbolzen.

Fig. 115.

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Die Verbindung zwischen Rohrwand und Langkesselboden erfolgt mittels genügend langer Verbindungen, welche ein Verschieben der Rohrwand nach oben zu lassen, ohne die Verbindung zu gefährden (Textabb. 116). Die auf S. 98 zu Textabb. 75 bereits er-

Mlifs,stab 1 :10.

Beweglicher Deckenankerbügel.

Fig. 116.

wähnte, gut bewährte Versteifung der Feuerkistendecke der Oesterreichisch-Ungarischen Staatsbahn-Gesellschaft nach Polonceau ohne Deckenstehbolzen zeigt Textabb. 117. Beim Anschlüsse der Rippe an die Seitenwände müssen die Niete möglichst nahe an den Rand gesetzt werden, um die Fuge an der Stirnwand Veranke™ng der Eohrwand mit dem

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Fig. 118.

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der Rippe dicht zu erhalten.

Fig. 117.

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Maisstab 1:10. Auswaschöffnung* mit Linsensitz am Kesselbauch.

Mafsstab 1:16.

Gewölbte Kippendecke, Bauart Polonceau.

Auswaschöffnungen. Grofse Oeffnungen mit Linsenplatten aus Rothgufs und runden Deckeln nach Textabb. 111 S. 118 werden an den Langseiten des Stehkessels so angebracht, dafs man in die seitlichen Zwischenräume hineinsehen kann; für lange Feuerkisten sind deren zwei auf jeder Seite nöthig. Oeffnungen nach Textabb. 118 werden häutig am Langkesselboden, besser aber oben auf dem hintern Langkesselringe angebracht, um zwischen den Feuerrohren von oben nach unten durchwaschen zu können. Wenn sie unten am Langkesselboden angeordnet sind, müssen die Flanschen aus Metall angefertigt werden, da sonst der Linsensitz durch Abrosten bald undicht wird.

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Fig. 119.

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Mafsstab 1:10. Auswasehöffnung mit Linsensitz an denfEcken des Stehkessels.

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Mafsstab 1:5. Auswaschluken der preufsischen Staatsbabnen.

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Mafsstab 1:4. Kessel-Schutzbeläge.

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Kleine Luken sind an den unteren Ecken des Feuerkistenmantels dicht über dem Bodenringe so anzubringen, dafs man den Kesselstein von allen vier Seiten herauskratzen kann ; ferner in den hinteren Ecken in Höhe der Kesselmitte und in der Rauchkammerrohrwand unter und über den Feuerrohren. Sehr bequem ist hierfür die Ausführung der österreichischen Staatsbahnen nach Textabb. 119, da sie die Untersuchung der Stehbolzen und die Reinigung sehr erleichtert. Elliptische Auswaschluken nach Textabb. 120 mit eingeschraubten Rothgufsfuttern und Bleidichtungsringen verwenden die preufsischen Staatsbahnen; die Stege sind zum leichtern Einschieben von der Seite her gabelförmig gestaltet. Kegelförmige Auswaschschrauben, in die Blechwände oder Verstärkungsflanschen eingeschraubt, werden auch vielfach angewandt.

Schutzbeläge im Kesselinnern als Mittel gegen Ausfressungen der Loko-motivkesselbleche durch Rost wurden zuerst von Feld bâcher vorgeschlagen und werden heute bei den Oesterreichischen Bahnen in den durch Textabb. 121 dargestellten Formen verwendet. Es zeigt:

I.    die Ausführung unter den Rohrwandankern und an Bodenlucken.

II.    und III. den Schutzbelag an einer Ueberlappungsnietung; bei II ist der Rand des Schutzbleches durch ein Flacheisen, hei III durch einen Kupferwinkel geschützt. Werden diese Schutzleisten nicht angebracht, so rostet der Rand der Schutzbeläge sehr rasch durch. Die Niete werden meist auch überdeckt.

IV. den Schutz einer Kesselstelle mit Laschennietung; häufig werden auch hier die zwischen den Schutzbelagtafeln liegenden Niete durch Wülste ganz gedeckt³).

V. den Schutz des untern Theiles der Rauchkammerrohrwand auf der Wasser

seite und der Feuerseite.

VI. und VII. den Schutz der Stehkesselplatten neben dem Fufsringe durch Winkeleisen in VII, oder durch eingenietete, den Fufsring überragende Kupferbleche in VI, welche aber mit ziemlich dicht gesetzen Nieten befestigt und nicht unter 2 mm Dicke ausgeführt sein müssen.

Die Bodenbeläge im Innern sind aus Eisenblech, in der Rauchkammer aus Kupfer. Alle Zwischenräume werden mit Bleimennigkitt ausgefüllt.

Die vorderen Rohrwände werden im untern Theile der Aufsenseite oft mit Schlaglothüberzug versehen, ebenso die eisernen Auswaschflanschen auf der Innenseite. Deckenstehbolzen werden bisweilen galvanisch verkupfert.

Alle diese Schutzmittel haben sich bei guter Ausführung gut bewährt. Als Schutz gegen die äufseren Kesselanrostungen, namentlich unter angeschraubten, nicht gedichteten Bcstandtheilen, unter denen sich Feuchtigkeit ansaugende Lagen von Staub und Rufs ansetzen, werden mit Erfolg Zwischenlagen von Mennigkitt angewendet. Ein dauerhafter Anstrich der Kesseloberfläche ist leider noch immer nicht bekannt ; am besten hält ein solcher aus Steinkohlentheer, auf den heifsen Kessel aufgetragen. Gegen das Abzehren der kupfernen Feuerkistenwände in Folge der Einwirkung der Schwefelverbindungen der Kohle wird gegenwärtig das Bestreichen mit Kalkbrei versucht.

Die Wirkung der Wasserabseheidevorrichtungen beruht entweder darauf, dafs der Dampf des Kessels durch Schlitze oder Löcher eines im Dampfraume liegenden Sammelrohres (siehe Textabb. 46, Nr. 50, S. 37) gleichmäfsig entnommen wird, wobei die nach oben sprühenden Wassertheilchen an das Rohr anstofscn und zurück -fallen, oder dafs in den Dom Bleche oder Hauben eingelegt werden, an welche die Wassertröpfchen anprallen und zurückgeworfen werden. Durch die Haubenform wird gleichzeitig auch eine Richtungsänderung bewirkt, welche trocknend wirkt. Je gleiehmäfsiger diese Wirkung erfolgt, je gröfser also die Länge des betreifenden Ringspaltes ist, desto vollkommener ist die Trocknung.

Fig. 123.

Fig.7122.

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Mafsstab 1:24. Sprühblech zur Wasserabscheidung.

Mafsstab 1:24. Haube zur Wasserabscheidung,¹

Textabb. 122 zeigt das vorzugsweise bei österreichischen Lokomotiven verwendete einfache und wirksame Sprühblech, Textabb. 123 eine grofse, den ganzen Domquerschnitt einnehmende Haube, welche bei den Lokomotiven der Preufsischen Staatsbahnen allgemein verwendet wird. Wegen des kräftigen Anpralles des Dampfes an diese grofsen Flächen mufs deren Befestigung durch Metallmuttern mit Gegenmuttern erfolgen. Andere Bahnen schliefsen den Dom nach unten durch ein mit wenigen Löchern versehenes, den Abflufs des abgeschiedenen Wassers ermöglichendes Bodenblech ab und leiten den Dampf in den obern Theil durch zwei senkrechte, oben umgebogene Rohre, von welchen das eine schon über der Feuerkiste beginnt, das andere nur auf der Abschlufsplatte steht; oder es wird nur ein derartiges Rohr angebracht, welches sich als Sammelrohr bis über die Feuerkiste erstreckt. Diese Rohre, welche mindestens den Querschnitt des Einströmungsrohres haben müssen, sind jedoch weniger wirksam, als die oben erwähnten Hauben oder Sprühbleche.

d, 4. Rauchkammer, Blasrohr, Lenkplatten, Funkenfänger, Schornstein, Einrichtungen zur Rauchverzehrung,

Die Rauchkammer, welche früher nur eben lang genug hergestellt wurde, um die Dampfleitungsrohre und den Schornstein bequem anbringen zu können, wird jetzt in der Regel nach amerikanischem Muster länger, 1 bis 1,5 m, ausgeführt, um Raum für die Ablagerung der Flugasche und eine gröfsere Flächenausdehnung für die Funkensiebe zu gewinnen.

Einen merkbaren Ausgleich der Blasrohrwirkung für die Feueranfachung bewirken diese grofsen Rauchkammern nicht, da hierfür die Druckschwankungen zu gering sind. Eine Abschwächung der Dampfschläge kann man besser

durch Einschalten von Behältern zwischen die Ausströmungskanäle und das Blasrohr erreichen, da hier die Druckschwankungen genügend grofs sind.

Die Blas rohr Wirkung ist in den Jahren 1892 bis 1894 bei der Kgl. Eisenbahn-Direktion in Hannover an einer in natürlicher Grölse ausgeführten Versuchs-vorrichtung und an fahrenden Lokomotiven verschiedener Gattung eingehend untersucht worden⁴). Hierbei wurde, wie zu erwarten, für die verschiedensten Schornsteinformen die Beobachtung von Clark, Zeuner u. A. bestätigt, dafs die Luft-verdünnung in der Rauchkammer, gemessen in mm Wassersäule, zum Blasrohrüber-drucke gemessen in mm Quecksilbersäule, in einem bestimmten, von den Abmessungen u. s. w. abhängigen Verhältnisse, dem sogenannten Wirkungsgrade steht, welches bei Lokomotiven in der Regel zwischen 1 und 1,2 liegt, an der Versuchsvorrichtung aber zwischen 0,8 und 1,6 wechselte. Die für die Ausführung wichtigen Ergebnisse dieser Versuche sind im Folgenden wiedergegeben :

Die Gestalt des aus der Blasrohrmündung austreteuden Dampfstrahles und die Form des Schornsteines • haben auf die Gleichmäfsigkeit der Blasrohrwirkung einen wesentlichen Einflufs. Damit der Dampfstrahl die Rauchgase genügend ansauge, mufs er sich ausreichend mit ihnen mischen. Er darf also nicht glatt durch den Schornstein durchströmen, sondern mufs ihn entsprechend ausfüllen und sich daher über der Mündung des Blasrohres entsprechend ausbreiten.

Bei gewöhnlichen, nach oben schlank kegelförmig zulaufenden glatten Blasrohren, welche unmittelbar auf Kreuz- oder Knierohren mit seitlichen Zuströmungen sitzen, bei welchen also die Geschwindigkeit des Dampfstrahles in senkrechter Richtung gröfstentheils erst durch den im Blasrohre herrschenden Druck erzeugt werden mufs, ist die Spannung in der Ausströmungsebene noch ausreichend, um die nöthige Ausbreitung des Strahles zu erzielen ; durch Einsetzen eines Randringes in die Mündung kann sie noch etwas erhöht werden.

Fig. 124.

Bei Blasrohren dagegen, welche auf Standroliren (langen, senkrechten Ausströmungsrohren) sitzen (Abb. 24, Nr. 27, S. 22), ist die senkrechte Geschwindigkeit des Dampf Strahles schon unter dem Blasrohrkopfe um so mehr vorhanden, je enger das Ausströmungsrohr ist. Die Spannung in der Ausströmungsebene ist also entsprechend kleiner und die Ausbreitung des Strahles ist geringer. In diesem Falle mufs daher der Schornstein entsprechend enger sein, oder es mufs eine ausreichende Ausbreitung herbeigeführt werden. Das einfachste und wirksamste Mittel hierfür ist die Anbringung eines Quersteges in der Mündungsebene nach Textabb. 124, welcher durch seine keilförmige Gestalt ein Auseinandertreiben des Dampfstraliles und durch die Querschnittsverengung eine Steigerung der Spannung in der Austrittsöffnung bewirkt.

Auch die Weite des Blasrohres hat grofsen Einflufs auf die Wirksamkeit des Dampfstraliles.

Weite Blasrohre wirken insofern ungünstig, als der Austritt des Dampfschlages in kürzerer Zeit als bei engeren Rohren erfolgt. Der Dampfschlag wirkt also im ersten Augenblicke heftiger, während die Geschwindigkeit des nachströmenden

Dampfes eine geringere ist. Enge Blasrohrmündungen bewirken dagegen eine Verzögerung des Auspuffes und eine Steigerung der Geschwindigkeit des nachströmenden Dampfes, ergeben daher namentlich bei mittlerer Umdrehungszahl der Triebräder und starken Füllungsgraden eine möglichst gleichförmige aber so starke Blasrohrwirkung, dafs die Schornsteine nur mäfsigen Wirkungsgrad haben dürfen. Eine nennenswerthe Steigerung des Gegendruckes auf die Kolben bewirken die engen Blasrohre bei mittleren Geschwindigkeiten nicht, da Messungen der Spannung an verschiedenen Stellen ergeben haben, dais der Blasrohrdruck nur einen geringen Theil des Gegendruckes im Cylinder ausmacht.

Die für den Wirkungsgrad besten Schornsteine mit starken Einschnürungen und Erweiterungen nach oben bewirken ein Aufreifsen des Feuers, starke Flugaschenbildung und Funkenwerfen, also ein ungleichmäfsiges Verbrennen, während Schornsteine mit gröfserer, mittlerer Weite und geringerer Erweiterung nach oben die schädliche Wirkung des Dampfschlages absehwächen.

ln ersteren mischt sich der aus dem Blasrohre austretende und sich ausbreitende Dampstrahl zwar gut mit den Rauchgasen, der Dampfschlag tritt aber wie ein Pfropfen in den engsten Theil des Schornsteines ein und saugt die Rauchgase plötzlich nach, so dafs die erwähnte heftige Einwirkung auf das Feuer entsteht. Bei letzteren mischt sich der Dampf allmälig mit den Rauchgasen, sodafs die Wirkung eine sanftere ist. Weite Schornsteine mit geringem Wirkungsgrade und engem Blasrohre sind daher für mittlere Verhältnisse oft besser, als enge mit grofsem Wirkungsgrade und weitem Blasrohre, nur für Schnellzug-Lokomotiven mit starker Dampfdehnung sind erstere besser. Alle diejenigen Einrichtungen, welche einen gröfsern Wirkungsgrad des Schornsteines bei weiter Blasrohrmündung bezwecken, wie ringförmige oder mehrfache Ausströmung, Zwischendüsen u. s. w., haben daher nur für Schnellzug-Lokomotiven mit starker Dampfdehnung eine gewisse Bedeutung; im Uebrigen sind sie nutzlos.

Für die richtige Ausfüllung des Schornsteines durch den Dampfstrahl ist nur der obere Theil des Schornsteines, mindestens ⁶/₁₀ der ganzen Höhe von Oberkante Blasrohr bis Oberkante Schornstein von mafsgebender Bedeutung, weil erst in dieser Höhe der Dampfstrahl eine Breite und Rauheit der Oberfäche erlangt, welche ihn befähigt, mit den Feuergasen in ausreichende Berührung zu kommen. Die Höhe des Schornsteines darf deshalb nicht zu gering sein. Schornsteine, welche wegen der hohen Lage der Kessel nicht in genügender Höhe ausgeführt werden können, müssen behufs gehöriger Ausfüllung durch den Dampfstrahl etwas enger gemacht werden, ebenso auch das Blasrohr, weil der Wirkungsgrad dabei geringer wird.

Aus den Ergebnissen der hannoverschen Versuche hat v. Borries folgende Regeln für den Entwurf neuer Schornsteine abgeleitet.

Der Querschnitt des Blasrohres wurde früher nach Grove nur aus dem Gesammtquerschnitte S der Siederohre berechnet. Da gegenwärtig das Verhältnis der Rostfläche R zum Querschnitte der Feuerrohre S in Folge der Verschiedenheit der Brennstoffe ein sehr verschiedenes ist, so mufs auch diese mit in Betracht gezogen werden. Der Blasrohrdurchmesser d, in m gemessen, ist daher aus der Formel:

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zu bestimmen. In dieser Formel hat diejenige Gröfse S oder R den gröfsten Ein-

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Aufs auf d, welche verhältnismäfsig am kleinsten ist, den Widerstand gegen den Durchzug der Feuergase also vorwiegend verursacht.

Das Blasrohr erhält zweckmäfsig eine Kegelform mit Verengung nach oben im Verhältnisse 1:10 und mit einer Höhe gleich dem obern Durchmesser, damit der Dampfstrahl, besonders bei Verbund-Lokomotiven mit einseitigem Knieuntersatze, ausreichende Führung erhält.

Abmessungen der Schornstei n e. Die Höhe h über dem Blasrohre und der obere Durchmesser D können nach v. B o r r i e s für Blasrohre auf kurzen Kreuz- oder Knierohren zu h = 13 d, D = 4,2 d, für Blasrohre anf senkrechten Ausströmrohren zu h = 14 d, D = 3,8 d angenommen werden. Die Blasrohre erhalten

dann wirkliche Durchmesser d,^ = 1,06 d und Stege von f{

müfste h = 15 d sein.

Der obere Tlieil des Schornsteines erhält, wie Textabb. 125 zeigt, auf 0,6 der ganzen Höhe h eine Kegelgestalt mit einem untern Durchmesser in dieser Höhe von 0,8 D.

Nach unten soll sieh ohne Knick ein schlanker Einlauf anschlielsen.

Verkürzte Schornsteine erhalten geometrisch ähnliche Gestalt, wobei die Oberkante in einem Kegel liegt, welcher die Oberkante des berechneten Schornsteines mit der Oberkante des Blasrohres verbindet. Der Durchmesser des letztem ist um etwa x/₄ der verliältnismäfsigen Verlängerung bezw. Verkürzung des Schornsteines zu verkleinern. Bei Blasrohren mit Steg kann der berechnete obere Durchmesser beibehalten werden, indem der Steg für je 25 mm verminderte Höhe um etwa 1 nun breiter und das Blasrohr um 0,7 mm weiter hergestellt wird. Kann der Schornstein länger ausgeführt werden, so verlängert man ihn in der berechneten Kegelgestalt nach oben.

Für jede Lokomotivgattung mufs es eine Schornstein- und Blasrohrweite geben, bei welcher zwischen Gleiclnnäfsigkeit der Feueranfachung und Höhe des Gegendruckes auf den Kolben das vorteilhafteste Zusammenwirken erzielt wird. Man wird sich daher nicht mit den berechneten Abmessungen des Blasrohres begnügen, sondern durch weitere Beobachtung im Betriebe die etwa noch zu erreichenden Verbesserungen ermitteln. Wäre z. B. die Dampferzeugung zu reichlich, so macht man das Blasrohr etwas weiter und umgekehrt; brennt das Feuer vorwiegend vorne auf dem Roste, so stellt man das Blasrohr tiefer, bezw. verbreitert dessen Steg und Durchmesser ; brennt es vorn ungenügend, so stellt man das Blasrohr höher, bezw. verringert dessen Stegbreite und Durchmesser. Der Steg hat dabei den Vorth eil, dal's keine Veränderung der Höhenstellung des Blasrohres nüthig ist.

Ringförmige Blasrohre müssen höher gestellt werden, als gewöhnliche. Bei richtiger Stellung des Blasrohres zum Schornsteine brennt das Feuer auf dem ganzen

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Breite. Ohne Stege

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Roste gleichmäßig, ohne daß an bestimmten Stellen Löcher gerissen werden, und es ziehen die Rauchgase bei gewöhnlichen Kesseln ohne Feuerschirme etwas mehr durch die unteren Rohre, bei Vorhandensein eines Feuerschirmes von etwa ¹/₃ der Feuerkistenlänge ziemlich gleichmäßig durch alle Rohre, bei längeren Feuerschirmen nach englischer Bauart und bei Wellrohrkesseln mit einfachen Feuerbrücken ohne weitere Einbauten mehr durch die oberen Rohre. Im Folgenden sind einige der zahlreichen Gestaltungen dargestellt, welche bei neueren Lokomotiven ausgeführt sind.

Fig. 127.

Fig. 126.

Unveränderliches Blasrohr mit auswechselbarer Düse.

Veränderliches Klappblasrohr.

Fig. 128.

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Fig. 129.

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Veränderliches Blasrohr mit senkrecht verschiebbarer Düse der sächsischen Staats-Bahnen.

Unveränderliches Blasrohr mit getrennten Ausblasmündungen von Kordina.

Fig. 130.

Veränderliches Blasrohr mit getrennten Ausblasmündungen von Kordina.

Textabb. 126 zeigt das gewöhnliche unveränderliche Blasrohr mit auswechselbarer Düse.

Textabb. 127 ist das gewöhnliche veränderliche Klappblasrohr mit einander gegenüberliegenden Zuströmungen.

In Textabb. 128 ist ein veränderliches Blasrohr mit senkrecht verschiebbarer Düse dargestellt, wie es die sächsischen Staatsbahnen verwenden.

Textabb. 129 zeigt das mit getrennten Auspuffmündungen versehene Blasrohr von Kordina mit fester, Textabb. 130 ein solches mit veränderlicher Weite. Die beiden letzten Anordnungen sollen ein gegenseitiges Mitnehmen der von beiden Cjlindern kommenden Dampfmengen bewirken.

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Fig. 131.

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Rauchkammer und Blasrohr der sächsischen Staatshahnen mit veränderlicher Düse. Mafsstab 1:32.

Blasrohr amerikanischer Bauart.

Fig. 134.

Fig. 133.

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Ring-Blasrohr, Bauart Adams, französische Nordbahn-

Ring-Blasrohr, Bauart Adams, bayerische Staatsbahnen.

Bei diesen fünf Anordnungen treffen die Ausströmungsrohre oberhalb der oberen Feuerrohre zusammen.

Textabb. 131 zeigt ein auf den Boden der Rauchkammer gestelltes Blasrohr der sächsischen Staatsbahnen, Textabb. 24 No. 27 S. 22 und Tafel II die in England übliche Anordnung, Textabb. 132 ein Blasrohr amerikanischer Bauart; bei den amerikanischen Blasrohren ist eine Scheidewand bis zur Mündung geführt, oder hört unterhalb derselben auf. Beide Dampfstrahlen sollen hierbei einander nicht stören.

Die Textabbildungen 133 und 134 stellen das ringförmige Blasrohr mit innerm

Eisenbahn-Technik der Gegenwart I.

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Fig. 135.

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Alte amerikanische Blasrohr-Anordnung mit beweglichem Fangrohre.

Saugrohre von Adams in den Anordnungen der bayerischen Staatsbahn (Textabb. 133) und der französischen Nordbahn (Textabb. 134) dar.

Die Textabb. 135 zeigt eine amerikanische Anordnung mit herausnehmbaren Zwischendüsen, welche ein gleiehmäfsiges Ansaugen der Feuergase durch die Feuerrohre bewirken soll.

Blasrohr mit 4 Zwischendüsen der Schaf bergbahn. Mafsstab 1:20.

Fig. 137.

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In Textabb. 136 ist ein Blasrohr mit vier Zwischendüsen von den I Lokomotiven der Schatbergbahn ver- rr anschaulicht; es verdeckt die Feuerrohre ziemlich stark.

Die Paris-Lyon-Mittclmeer-Bahn hat, um trotz geringer Schornsteinhöhe eine ausreichende Mischung des Dampfstrahles mit den Gasen zu erreichen, den Schornstein durch ein Kernstück (Textabb. 137) ringförmig erweitert. Das Blasrohr mit Stellklappen liegt am Sckornstcinfufse, der untere Theil des Kernes hat an der obern Querwand kleine Löcher und dient als Hiilfsblasrohr.

Lenk platt en. Während man früher in Amerika durch einfache oder mehrfache Fangrohre (Zwischendüsen, Tetxabb. 135) das gleichmäfsige Durchströmen der Feuergase durch die Feuerrohre erzielte, bringt man zu diesem Zwecke seit Einführung der langen Rauchkammern Lenkplatten an, welche sich, wie Textabb. 138

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Blasrohr-Anordnung der Paris-Lyon-Mittelmeer-Bahn. Mafsstab 1:40.

darstellt; in der Regel zwischen Rohrwand und Blasrohrständer, seltener vor dem letztem befinden. Der untere Theil der Platte ist meist verstellbar.

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Diese Lenkplatte zwingt die Rauchgase mehr durch die unteren Rohre zu ziehen. Ohne sie soll die Dampferzeugung ungenügend sein.

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Die Lenkplatte drofselt aber den Zug merklich und wühlt die am Boden der Rauchkammer liegende Flugasche auf, befördert daher den Funkenfiug.

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Man wird daher gut thun, die Blasrohrstellung und Schornsteinverhältnisse nach vorstehenden Angaben so zu wählen, dafs die Anbringung einer Lenkplatte nicht nöthig wird.

Lenkplatten-Anordnung bei amerikanischen Lokomotiven. Mafsstab 1:25.

Funk en fang er. Die Wirksamkeit der Funkenfänger besteht entweder darin, dafs die Funken durch Siebe, Gitter, durchlöcherte Bleche aufgefangen werden, oder dafs sie durch Anprallen an Flächen, welche in der Richtung des Funkenfluges angebracht sind, von ihrem Wege abgelenkt und zerkleinert werden, worauf sie nach Verlassen des Schornsteines in erloschenem Zustande zu Boden sinken.

Durch richtige Bauart der Funkenfänger, Verlängerung der Rauchkammern, Vergröfserung der Rostfläche, Verteuerung schwerer Kohle, vollständige Verbrennung, richtige Blasrohrverhältnisse und durch Vorsicht bei der Unterhaltung des Feuers kann der Funkenflug wesentlich vermindert werden. Eine gänzlich funkenfrei fahrende Lokomotive giebt es bis jetzt nicht. Wollte man einen unbedingt wirksamen Funkenfänger ausführen, so müfsten seine Durchlafsöffnungen so dicht angeordnet sein, oder man miifste durch Ablenkbleche so starke Richtungs- und Querschnittsänderungen schaffen, dafs der Luftzug sehr beschränkt und der Gegendruck auf die Dampfkolben entsprechend gesteigert würde.

Für schwere Kohle, deren Funken schwerer und gröfser, aber auch weniger zahlreich sind, können die Funkenfänger als Siebe, Gitter u. s. w. ausgeführt werden, für leichte Steinkohle, Braunkohle, Torf und Holz, deren Funkenbildung stark ist, würden sich Fangvorrichtungen zu bald verstopfen. Hierfür sind daher Ablenkvorrichtungen besser, welche gewöhnlich im Schornsteine angebracht werden.

Die gewöhnlichsten Funkenfänger für Schwarzkohle sind wagerechte oder etwas geneigte Siebe, welche unter der Blasrohrmündung und über den Feuerrohren durch die ganze Länge und Breite der Rauchkammern reichen. Sie sind meist mehrtheilig ausgeführt’, beim Anheizen kann der mittlere Theil entfernt werden.

In Textabb. 139 ist ein derartiges Funkensieb, Bauart L i e p e, dargestellt, dessen mittlerer beweglicher Siebrahmen schräg auf den wagerechten Schenkeln seiner Führungswinkel ruht, sodafs er vorne einen senkrechten Hub von 85 mm machen kann, während die hintere Kante nur etwa 10 mm Spielraum hat. Dieser Siebrahmen kann vom Führerstande her kräftig nach oben und unten angeschlagen werden. Das lose in den Rahmen eingelegte Geflecht kann etwas durchschwingen. Bei kräftiger Handhabung reinigt es sich daher von angefiogeneu Kohlenstückchen und Rufs von selbst. Der Durchgangsquerschnitt des Siebes kann trotz der klei-

Bewegliches Funkensieb, Bauart Liepe.

nen Sieböffnungen auf das D/g bis F/4 fache des engsten Schornsteinquerschnittes beschränkt werden.

Fig. 140.

Fig. 139.

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Funkenfänger, Bauart de Limon.

Fig. 141.

Ein Funkenfänger mit rostartig angeordneten Stäben (Textabb. 140), welche die Funken beim Anprallen zerkleinern oder zurückwerfen, ist derjenige von de Limon. Durch ihn wird der Auswurf zündender Funken so ziemlich verhindert, die nicht oft nothwendige Reinigung kann mit einer Kratze erfolgen. Die Dampferzeugung wird weniger beeinträchtigt, als durch Siebe, oder gelochte Bleche.

Noch weniger wird die Verdampfung durch den aus einer runden Blechscheibe von 400 bis 500 mm Durchmesser

bestehenden, am Blasrohrkopfe befestigten Heide-Die Funken fliegen gröfsten-

Funkenfänger, Bauart Heidemann.

mann’schen Funkenfänger (Textabb. 141) beeinflufst. tlieils gegen die Blechscheibe und werden zurückgeworfen. Bei starkem Arbeiten der Lokomotive und in kleinen Rauchkammern ist die Vorrichtung jedoch wenig wirksam.

Der in Textabb. 142 dargestellte Eisenach - G ollmer’scke Funkenfänger läfst das hintere Drittel der Rauchkammer für den Durchzug der Feuergase frei, hält aber die nach vorn gegen die Rauchkastenthür und dann etwa nach oben fliegenden Funken durch das im vordem Theile der Rauchkammer angebrachte durchlochte Blech zurück. Die engen Löcher verstopfen sich leicht, können

aber auch leicht gereinigt werden. Dieser Funkenfänger bewährt sich gut.

In den langen Rauchkammern der amerikanischen Lokomotiven werden allgemein Funkensiebe ähnlich Textabb. 138 angewandt, bei welchen man möglichst grofse Flächen herzustellen sucht. Ein ähnliches Funkensieb der norwegischen Staatsbahnen zeigt Textabb. 143.

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An Stelle dieser Blechsiebe werden vielfach auch zwischen Schornstein und Blasrohr cylindrische oder kegelförmig gestaltete Siebe eingesetzt. Textabb. 24, No. 27, S. 22 zeigt deren in England und Holland übliche Anordnung. Beim Reinigen werden sie nach oben geschoben. Bei hochliegendem Blasrohre müssen diese Siebe zweitheilig hergestellt werden, und sind dann schwer zu reinigen.

Funkenfänger, Bauart Eisenach-Gollmer. Fig. 143.

Textabb. 144 zeigt ein Funkensieb der norwegischen Staatsbahnen mit Löchern von nur 3 mm Weite. Die Blasrohrmündung sitzt tief unten, der Siebkorb hängt in Zapfen und kann beim Reinigen der Rohre pendelnd seitlich ausweichen. Diese Vorrichtung hindert den Funkenflug völlig. Aehnlich ist das Funkensieb der Zahnrad-Lokomotive der Schafbergbahn Textabb. 136 S. 130 angeordnet, es ist aber nicht verschiebbar und mufs beim Reinigen abgenommen werden.

Funkenfänger für leichte Brennstoffe werden vielfach am obern Ende der Schornsteine angebracht; ihre Wirkung beruht auf wiederholtem Ablenken und Anschlägen der Funken, wodurch diese zerkleinert werden und langsam zu Boden fallen, dabei rasch erkalten und nicht mehr zünden. Die Textabbildungen 145 bis 147 zeigen derartige Schornsteine österreichischer Bahnen. Bei Textabb. 145 und 147 sind an der Lenkplatte noch Leitschaufeln angebracht. An Stelle der Lenkplatten können für andere Brennstoffe leicht Rohrstücke eingesetzt werden.

Die Schornsteine werden vorwiegend aus Gufseisen hergestellt, weil Eisenblech zu rasch verrostet. Der bequemen Bearbeitung wegen werden sie häufig mit besonderen Funkensieb der norwegischen Staatsbahnen.

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Schornstein mit Funkenfänger-Aufsatz und mit Leitrippen.

Schornstein mit Ablenkteller und* Mantel.

Schornstein mit Funkenfänger-Aufsatz mit Leitschaufeln und Mantel.

Fig. 148.

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Ftifsen versehen. Die Wandstärke beträgt bei Gufs-eisen 8 bis 10, bei Blech 4 bis 7 mm. In England und Amerika werden die Schornsteine häufig bekleidet, um die Farbe besser zu erhalten. Textabb. 148 zeigt einen Schornstein der Oesterreichischen Staatsbahnen, Bauart G ö 1 s d or f, in dessen obern Hohlraum das Ausströmungsrohr des Saugers der Hardy-Bremse geführt ist. Der Dampf entweicht durch in die obere Ringfläche gebohrte Löcher ohne wesentliches Geräusch. In den untern Ringraum wird der beim Anfahren aus dem Sicherheitsventile des Zwischenbehälters ausströmende Dampf geführt, von wo er durch den Ringspalt in den Schornstein strömt und die Feueranfachung befördert.

Schornstein mit Schalldämpfer, Bauart Gölsdorf.

Verschlüsse. Damit die Rauchkammern dicht bleiben, müssen ihre Verschlüsse dauernd dicht halten. Die vorderen Thüren erhalten zu diesem Zwecke kräftige Anschlagringe und Riegel, oder mittlere Zugschrauben mit Handrädern, welche sie fest andriicken. Gegen das Verziehen durch die Wärme werden sie innen durch Schutzbleche gesichert, wie die Textabbildungen 131, 136, 138, 139 und 140 zeigen. Am Boden werden meistens gufseiserne Abfallrohre mit von aufsen bewegten

Schiebern oder Deckeln, oder mit inneren Deckeln angebracht. Die in Text-abb. 138 abgebildete Rauchkammer der Pennsylvania Bahn ist mit sehr zweckmäfsi-gen Verschlüssen versehen und am vordem Boden noch besonders gegen die glühende Flugasche geschützt,

¹

) Zeitschrift d. i. Y. d. Dampfkessel-Uebenvachungs-Verein 1891, No. 12, S. 205.

²

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³

) Organ, Ergänzungsband X/Tafel XXXVIII.

⁴

v. Borries: Organ 1896, S. 14, 29 und 49. Troskę: Ueber die zweckmälsigste Form der Lokomotivscliornsteine. Glasers Annalen 189Ó, Bd. 37.

d, 5, Beschaffenheit des Baustoffes der Kessel,

Für die Langkessel und Feuerkistenmäntel verdrängt das Flufseisen das Schweifseisen, je mehr die Leistungsfähigkeit der Kessel durch Erhöhung der Dampfspannung gesteigert wird und je mehr an Kesselgewicht gespart werden mufs. Auch hat die Herstellung des Flufseisens jene des Schweifseisens längst soweit überholt, dafs Fortschritte fast nur bei ersterm zu verzeichnen sind.

Es scheint, dafs die gröfsere Gleichartigkeit des Flufseisens eine gleichmäfsigere Beanspruchung aller Querschnittsfasern und damit eine gröfsere Dauerhaftigkeit zur Folge hat, während bei Schweifseisen einzelne Schichten desselben Querschnittes höher beansprucht werden und sich in Folge dessen nachtheilig verändern.

Thatsächlich zeigen auch die Bruchflächen von Probestäben aus alten Schweifseisenblechen immer ein Gefüge, bei welchem krystallinische mit sehnigen Schichten in stärkerm Mafse, als bei neuen Blechen abwechseln.

Die Dauerhaftigkeit der Flufseisen- und Flufsstahlplatten u. s. w. gegen chemische Einflüsse wächst mit ihrer Härte. Die Erfahrung hat gezeigt, dafs Langkessel aus Flufeisen, dessen Festigkeit bis zu 53 kg/qmm hinanreicht, den inneren Abzehrungen weit weniger ausgesetzt sind, als Kessel aus weicherm Flufseisen und Schweifseisen. Weicheres Eisen, kann indes von den Anrostungen am Langkesselboden durch Schutzbeläge (siehe S. 123) geschützt werden.

Für Feuerkisten wird in Europa allgemein Kupfer, in Amerika Flufseisen verwendet. Kupfer verliert bei starker Erwärmung sehr an Festigkeit, wie aus Zusammenstellung XIV hervorgeht.

Zusammenstellung XIV.

Wärme °C.

44 I 100    150 I 203 I 236

293    361

449    533

578

Festigkeit kg/qmm | 23,1 j 22,7 | 21,9 | 21,0 | 18,5 | 17,5 | 15,3 | 12,6 | 8,0 | 3,0 | 0

Es bietet daher bei den heute üblichen Dampfspannungen und bei Wärmestufen, welche die heute verwendeten übersteigen, namentlich wenn die Innenfläche der Wände mit Kesselstein belegt sind, nur noch geringe Zuverlässigkeit.

Hoher Schwefelgehalt des Brennstoffes zehrt die kupfernen Feuerbüchsen so rasch ab, dafs oft schon nach einem Jahre Erneuerungen nöthig werden. Kosten und Gewicht der starken Kupferplatten sind verhältnismäfsig grofs. Auch die Bearbeitung ist von Einflufs auf die Dauer, denn unter gleichen Verhältnissen nutzen Feuerkisten aus gleichem Stoffe, aber verschiedener Herkunft sehr verschieden ab. Welche chemischen und physikalischen Einflüsse die Dauerhaftigkeit des Kupfers beeinflussen ist noch nicht genügend festgestellt. Nickel erhöht die Festigkeit, Blei vermindert sie. Wismuth macht das Kupfer roth- und kaltbrüchig. Sauerstoff erzeugt Kaltbrüchigkeit und zwar nach Muspratt schon bei 0,206°/₀. Arsen ver-

hindert nach Muspratt die Aufsaugung der Polgase, gibt somit ein dichtes, zähes Kupfer, während der Arsengehalt selbst bis 0,466 °/₀ noch nicht nachtheilig ist.

Von gewöhnlichem Kupfer für Feuerkisten werden in geglühtem Zustande mindestens 22 kg/qmm Festigkeit, 35 bis 38 °/₀ Dehnung und 40 bis 45 °/₀ Querschnittseinschnürungverlangt. C. Heckmann in Duisburg fertigt für diesen Zweck ein „Specialkupfer“ für welches geglüht 27 kg/qmm Festigkeit, 35 °/₀ Dehnung und 60°/₀ Querschnittseinschnürung gewährleistet werden. Durch die Bearbeitung, Walzen und Hämmern wird das Kupfer hart, durch Glühen und Abkühlen im Wasser wieder weich und zähe. Manche Bahnen schreiben leichtes Abhämmern der Plattenoberfläche vor, was für gerade bleibende Wände nicht zu verwerfen ist. Für gebogene Wandstellen aber, welche steten Hin- und Herbiegungen unterliegen, wie die Ecken der Feuerkisten und für Buckelbildung wirkt diese Verdichtung der Plattenoberfläche schädlich, da sie leicht Hautrisse erzeugt, welche dann immer tiefer eindringen. Solche Platten werden mit Vortheil nach dem Biegen ausgeglüht und in Wasser abgekühlt.

Flufseiserne Feuerkisten haben in Folge ihrer geringen Wandstärke geringes Gewicht, zeigen grofse Widerstandsfähigkeit gegen Abzehrung durch schwefelhaltige Kohle, aber grofse Empfindlichkeit gegen Anrisse und erfordern gutes Speisewasser, sowie besondere Sorgfalt der Behandlung, Auswaschen mit heifsem Wasser, möglichst dauernden Dienst zur Vermeidung jäher Abkühlungen und erschweren die Ausführung haltbarer Flicken.

Diejenigen Blechtheile, welche dem Feuer unmittelbar ausgesetzt sind, zeigen nach längerer Benutzung geringere Zähigkeits- und höhere Festigkeitsziffern, als solche aus derselben Platte, welche dem Feuer ferner liegen. Dies beweisen die Versuche der Paris-Lyon-Mittelmeerbahn¹) mit flufseisernen Feuerkistenplatten von 9 mm Dicke, welche nach einer Betriebsleistung von etwa 100000 Lokomotivkilometern gerissen waren. Die Risse verliefen meist nahezu lothrecht und reichten von der untersten bis in die sechste Stehbolzenreihe nach oben. Probestäbe aus diesen Platten, nahe dem Roste entnommen, ergaben im Mittel aus 12 Proben 39,2 kg/qmm Festigkeit und 20,5 °/₀ Dehnung, während eben so viele Proben aus denselben Platten über dem Feuergewölbe entnommen 37,0 kg/qmm Festigkeit und 27,7 °/₀ Dehnung ergaben.

Auch in der Richtung der Plattendicke scheint eine Veränderung stattzufinden. Die in folgender Zusammenstellung XV bezeichneten Probestäbe sind bei der Eisenbahn-Direktion Hannover aus nach zweijährigem Betriebe gerissenen, flufseisernen Feuerkisten entnommen. Die mit g bezeichneten Stäbe entstammen der vollen, die w genannten der halben Blechdicke auf der Wasserseite, die f genannten ebenso der Feuerseite. Bei den Proben 1, 2, 3 war die Festigkeit der Wasserseite um 2,35, 3,2 und 2kg/qmm höher, als die der Feuerseite, bei Probe 4, welche weiter vom Feuer entfernt genommen war, liegen die Festigkeitsziffern ziemlich nahe beisammen. Nach den Proben 1, 2, 3 könnte man annehmen, dafs die Wasserseite einer all-mäligen Härtung unterworfen sei, während die Feuerseite durch die fortwährenden Erwärmungen lockerer wird. Die Folge hiervon sind Spannungen im Bleche, welche um so gröfser ausfallen, je länger die Platten sind.

Die beschriebenen Veränderungen werden um so bedeutender sein, je härter und unreiner das Eisen ist und je mehr Schlamm und Kesselstein das Speisewasser ansetzt, je gröfser also der Unterschied zwischen Erhitzung und Abkühlung der Platten ist. Die Risse entstehen schliefslich in Folge einer Summenwirkung von Schrumpfspannungen.

Zusammenstellung XV.

No.

Zeichen des Stabes.

Festigkeit

kg/qmm

Querschnitts

einschnürung

Ursprüngliche Durchschnitts-Dehnung' Ziffern der ganzen Lieferung :

Festigkeit    Dehnung

kg/qmm

38,65

41,08

38.70

38,92

39.80 36,60

40,00

44.20

42.20

40,83

40.80

42.70

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20,5

21,1

25,5

20,5

20,0

45.91 58,10 61,60

47.92 53,60 58,30

21,0

14,4

20,0

22,5

20,0

18,8

37,0 bis'39,5’

25,5 bis 29,0

36,4 bis 38,9

26,5 bis 31,0

Bei Abkühlung aus Dunkelrothglut in Wasser von etwa 25 °C. hebt sich die Festigkeit des Flufseisens sehr erheblich, die des Schweifseisens weniger, wie die Versuchsergebnisse der Zusammenstellung XVI zeigen.

Zusammenstellung XVI.    _

Zustand der Stäbe

Zahl der Proben

Bruchfestigkeit in kg/qmm

Qiterschnitts-

einschniirung

Dehnung

Flufseisen

Ungehärtet

Gehärtet

15

40,0

63,6

15

49,9

53,4

Veränderung

+ 9,9

— 10,2

- 8,1

Schweifseisen

Ungehärtet

Gehärtet

36,0

24,6

18,4

43,4

20,5

12,3

- 6,1

- 4,1

Veränderung I + 7,4

Es ist hieraus zu ersehen, wie rasch die Festigkeit bei gröfseren Wärmeunterschieden steigt und wie nothwendig es ist, flufseiserne Feuerkistenplatten an der Wasserseite möglichst rein von Kesselstein zu erhalten, das Auswaschen nur mit keifsem Wasser vorzunehmen und die Kessel vor jeder raschen Abkühlung zu behüten, sie also auch möglichst lange im Feuer zu belassen. Die Verschiedenheit der Betriebsweise erklärt es hiernach, dafs die flufseisernen Feuerbüchsen in Amerika länger dauern, als in Europa, obgleich das europäische Flufseisen weder in physikalischer noch in chemischer Hinsicht dem amerikanischen nachsteht. Die bei den Preufsischen Staatsbahnen bisher angestellten Versuche mit flufseisernen Feuerkisten haben so häufige Betriebsstörungen durch Undichtwerden und so geringe Dauer in Folge von Rissen und Abnutzung ergeben, dafs sie im Ganzen als mifslungen bezeichnet werden müssen.

Die Stehbolzen bestehen gewöhnlich aus Kupfer, Schweifseisen oder weichem Flufseisen. Häufig wird Mangankupfer verwendet, das jedoch wegen seiner Neigung zu ungleichmäfsigem Gefüge nur aus besteingerichteten Werken bezogen werden darf. Seine Dauerhaftigkeit scheint gröfser zu sein, als die des gewöhnlichen Kupfers. Stehbolzen aus Eisen bewähren sich bei gutem Wasser, solche aus Flufseisen werden in neuerer Zeit häufig verwendet.

Die Stoffwahl für Anker und Versteifungen richtet sich nach der Form der Stücke und nach den in den Fabriken bestehenden Einrichtungen. Stahlgufs kann heute an Stelle schwieriger Schmiedestücke vielfach angewandt werden. Zugstangen, Versteifungsbleche, Verankerungswinkel u. 's, w., werden mit Vortheil aus weichem Flufseisen angefertigt.

Eiserne Feuerrohre werden meistens noch aus Schweifseisen hergestellt, da bei flufseisernen die Börtel im Feuer nicht selten hart werden und dann beim Antreiben abbrechen. Flufseiserne Feuerrohre werden aus diesem Grunde häufig mit schweifseisernen Vorschuhen versehen, welche dann auch gröfsere Wandstärke erhalten können.

Ueber die Vorschriften für die Beschaffenheit der Eisen- und Kupferbleche u. s. w. enthält die Zusammenstellung XVII nähere Angaben, welche den Lieferungs-Bedingungen der betreffenden Bahnverwaltungen entnommen sind.

Zusammenstellung XVII.

Zerr eifsproben.

Länge der Probestücke (1) zw. d. Körnern, wo nicht anders angegeben = 200 mm.

Festigkeit

kg/qmm

Dehnung

Querschnitts

einschnürung

Bemerkungen

Schweifseisen (Blech).

längs quer längs quer längs quer längs quer

Stehbolzen-, Niet-und Ketteneisen. Preufsische Staats- J bis 25 mm Durchm. bahnen

Oesterreichische Nordwestbahn

Preufsische Staatsbahnen

Preufsische Staatsbahnen Oesterreichische Staatsbahnen

Oesterreichische Nord westbahn

Güte I

Güte II

darüber

Flufseisen.

Preufsische Staatsbahnen

Oesterreichische Staatsbahnen Oesterreichische Nordwestbahn

Baldwin Works, Philadelphia

Güte I

» II

hart

weich

Kupferne Platten. Preufsische Staatsbahnen Oesterreichische Staatsbahnen

Oesterreichische Nordwestbahn

Platten

Stehbolzen

Mangankupfer

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Ueber 25 mm Stärke für 1 mm je 0,5 kg/qmm weniger.

1 = 11,3 )/f. F = Querschnitt in qmm.

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34

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37— 44

35- 40 43-48

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22

22

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Für Blech, Stehbolzen- und Nieteisen.

1 = 11,3 ]/FQmm. Kesselblech. Für Langkessel und Seitenwände. Für Biegebleche.

1 = 51 mm.

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1 = 11,3 )/ F qmm.

In nicht ausgeglühtem Zustande. Für Stehbolzen.

Sonstige Proben.

Für Eisenbleche, Stehbolzen und Nieteisen werden meistens noch Biege-, Stauch-, Ausbreit- und Loch proben in kaltem und warmem Zustande vorgeschrieben, wobei sich keine Fehler zeigen dürfen. Die Preufsischen Staatsbahnen verlangen für Flufseisen, nachdem es glühend in Wasser von 28° C. abgeschreckt ist, dieselben Biegeproben; es darf also, wie auch die österreichische Nordwestbahn verlangt, keine Härte annehmen. Die österreichischen Staatsbahnen lassen für Flufseisen zu Feuerkisten höchstens 0,03 °/₀ Phosphor- und 0,02 °/₀ Schwefelgehalt zu. Ersterer wird in Nord-Amerika bis 0,04 °/₀ zugelassen. Für Kesselbleche wird in Deutschland und Oesterreich allgemein nur das im basischen Martinverfahren erzeugte Flufseisen zugelassen.

Für Feuerrohre werden Druck-, Erweiterungs-, Stauch-, Biege- und Börtel-proben vorgeschrieben. Holzkohleneisen ist für Feuerrohre am besten geeignet, wird häufig vorgeschrieben, ist aber schwer zu haben.

A. I. e) Laufwerk.

Bearbeitet von K. Gölsdorf.

e. 1. Räder und Achsen,

Beispiele von Achssätzen. Die Bauart der Achssätze und die Abmessungen der einzelnen Theile hängen von der Anordnung der Hauptrahmen, dem Durchmesser der Räder und der Beanspruchung durch die Belastung und die Triebkraft ab. Die folgenden Abbildungen zeigen die für die verschiedenen Zwecke üblichen Anordnungen und die zugehörigen Abmessungen der Theile.

Fig. 149.

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Mafsstab 1:20. Achssatz der ²/₃ gekuppelten Normal-Personenzug-Lokomotive der preufsischen Staatsbahn.

Textabb. 149 veranschaulicht den Triebachssatz der ²/₃ gekuppelten Normal-Personenzug-Lokomotive der preufsischen Staatsbahn (Textabb. 11, No. 14, S. 12) für innenliegende Rahmen, innenliegende Allan-Steuerung und 131 Radlast. Die Räder sind aus Schweifseisen oder Stahlgufs, die Reifenbefestigung erfolgt durch Sprengringe, vielfach ohne besondere Mittel gegen Verdrehung.

Textabb. 150 zeigt den Triebachssatz der ²/₄ gekuppelten Schnellzug-Lokomotive der österreichischen Staatsbahn (Textabb. 4, No. 5, S. 5 u. 6) für Innenrahmen mit Gegenkurbeln für aufsenliegende Heusinger-Steuerung und 14,31 Radlast. Die Räder sind aus Stahlgufs, haben Reifbefestigung mit Sprengring und Füllstücken gegen das Verdrehen. Die Speichen und Radkränze sind aufsergewöhnlich stark, die Reifen verhältnismäfsig schwach. Die Reifenquerschnittsform der österreichischen Staatsbahnen ist in Textabb. 150 besonders dargestellt.

Fig. 150.

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Mafsstäbe 1:20 bezw. 1:4. Triebachssatz der ²/₄ gekuppelten Schnellzug-Lokomotiven, Serie 6 der

österreichischen Staatsbahnen.

Fig. 151.

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Mafsstäbe 1:20 bezw. 1:4. Trieb- und Kuppelachssatz der ⁴/₄ gekuppelten Verbund-Güterzug-Lokomotive der preufsischen Staatsbahnen.

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Fig. 152.

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Mafsstab 1:20.

Trieb- und Kuppelachssatz der s/₃ gekuppelten Güterzug-Lokomotive der Lemberg-Cernowitz-Jassy-Bahn.

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Mafsstab 1:20.

Triebachssatz der ²/₄ gekuppelten Schnellzug-Lokomotive der badischen Staatsbahn.

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Erste Triebachse

Textabb. 151 giebt Triebachssatz und Kuppelachssatz der ⁴/₄ gekuppelten Verbund-Güterzug-Lokomotive der preufsi-schen Staatsbahn (Textabb. 28, No. 31, S. 26) für Innenrah-men, innenliegende Allan-Steuerung und 13 t Radlast an, als

Fig. 154.

Beispiel für kleine Räder. Die starken

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Kurbelzapfen nähern sich der Um-grenzungslinie bis -y3- auf 2 mm. DieKup-pelaehsen haben statt der Ansätze warm aufgezogene Bundringe nach amerikanischem Muster.

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Die Ab-

Mafsstab 1 : 20. Trieb- und Kuppelachssatz der ³/₅ gekup- Uildun⁰" zeifft auch pelten Schnellzug - Lokomotive der badischen Staatsbahn.    ö

die Reiten - Quer-

schnittsform der preufsischen Staatsbahnen.

Textabb. 152 zeigt einen Triebachssatz für Güterzug-Lokomotiven mit aufsen-liegenden Rahmen und innenliegender Steuerung der Lemberg-Cernowitz-Jassy-Bahn.

Die Kurbelhälse bilden nach Hall’s Anordnung die Laufschenkel. Kurbeln und Zapfen bestehen hier aus einem Stücke, die Räder aus Stahlgufs.

Textabb. 153 stellt den Triebachssatz für die ²/₄ gekuppelte Schnellzug-Lokomotive der badischen Staatsbahn mit Innenrahmen, Inuencylindern, innerer Heusinger-Steuerung und 15 t Achslast dar. Die inneren Kurbelarme sind kreisrunde Scheiben

ËÂDER und Achsen.

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von 530 mm Durchmesser nach Worsdell’s Bauart (siehe auch Taf. II). Die Räder sind aus Stahlgufs.

Aehnlich gebaut sind die Triebachsen Textabb. 154 derselben Bahn für die ³/₅ gekuppelten Viercylinder-Verbund-Schnellzug-Lokomotive Textabb. 18, No. 21, S. 17 mit Innenrahmen, zwei inneren Kurbeln an der ersten, zwei äufseren mit Gegenarmen an der zweiten Triebachse.

Fig. 155.

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Mafsstab 1:20. Triebachse der ²/₄ gekuppelten Schnellzug-Lokomotive der Main-Neckar-Bahn.

Textabb. 155 zeigt eine Triebachse für Innencylinder und dreifache Lagerung in zwei aufsenliegenden und einem mittlern Rahmen für ²/₄ gekuppelte Schnellzug-Lokomotiven der Main-Neckar-Bahn, welche nach dem Muster der Belgischen Schnellzug-Lokomotive Textabb. 5, No. 6, S. 6 gebaut sind. Die starke Beanspruchung auf Biegung erfordert grofse Stärke des mittlern Theiles und der inneren Kurbeln; die Bauart ist vieltheilig, kostspielig und wenig haltbar.

Textabb. 156 stellt den Triebaehs-satz der leichten ³/₃ gekuppelten Tender-Lokomotive (Textabb. 46, No. 50, S. 36) der preußischen Staatsbahn dar, als Beispiel für geringe Abmessungen bei nur 101 Radlast. Die Gegenkurbel trägt zwei Excenter für aufsenliegende Allan-Steuerung, die Gegengewichte werden neuerdings eingeschweifst, bezw. ein-

Fig. 156.

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Die eigenartige Anordnung der Triebachse für die Klose’sche Loko-

motive der Bosna-Bahn (Schmalspur) mit Innencylindern und Aufsenrahmen zeigt Textabb. 157. Ein kräftiger Bolzen dient zum Zusammenhalten der Kurbel und zum Mitnehmen für das Rad.

Eine andere Anordnung der französischen Westbahn für dieselbe Cylinder- und Rahmen-Lage ist in Textabb. 158 dargestellt. Hier ist der Zapfen

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Mafsstab 1:20.

Triebachssatz der leichten ³/₃ gekuppelten Tender-Lokomotiven der preufsischen Staatsbahnen.

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Fig. 158.

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Mafsstab 1:20.

Triebachse der ²/₄ gekuppelten Personenzug-Lokomotive der Bosna-Bahn.

Mafsstab 1:20.

Triebachse der ²/₃ gekuppelten Personenzug-Lokomotive der französischen Westbahn.

der innern Kurbel in die Kurbelnabe des Rades eingeprefst, in deren Mitte sich der kurze Achsschenkel mit der Auüsenkurbel befindet. Die Anordnung hat zwei Verbindungsstellen im Zuge der Achse und mufs sehr sorgsam hergestellt werden, wenn sie richtig und zuverlässig bleiben soll.

Textabb. 159 zeigt den Laufachssatz der ²/₄ gekuppelten Schnellzug-Lokomotive der preufsischen Staatsbahnen (Taf. I, Nr. 1, S. 3) mit Bundringen statt der Ansätze und fast ganz glattem Schafte.

Fig. 159.

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. Mafsstab 1:20.

Laufachssatz der ²/₄ gekuppelten Schnellzug-Lokomotive der preufsischen Staatsbahnen.

Räder. Die seit 10 bis 15 Jahren übliche Herstellungsweise und die damit zusammenhängende Formgebung der Räder hat alle früheren Mängel so gründlich beseitigt, dafs die heute noch in Anwendung i stehenden älteren Ausführungsarten, wie gufseiserne Naben, eingegossen in die nt schmiedeeisernen Speichen, Gegenge-|j wichte aus Gufseisenstücken durch Deck-| platten und Niete festgehalten, nicht 1 mehr in Betracht kommen. Daher wer-\ den hier nur Formen behandelt, welche

in den letzten Jahren zur Ausführung gelangten.

Die Herstellungsweise aus einzelnen „Tu förmigen Speichentlieilen, welche durch Naben und Kranzschweifsung zu einem Ganzen verbunden werden, gibt bei vorzüglichem Baustoffe immer noch zu Brüchen im Kranze und in den Speichen Anlafs, deren Ursachen in den Spannungen im Kranze und der Unvollkommenheit der Schweifsungen liegen. Die Spannungen müssen durch Anwärmen der Naben möglichst beschränkt werden. Die Gegengewichte werden nicht mehr besonders eingesetzt, sondern aus dem Ganzen geschmiedet (Textabb. 150, 151, 152 u. 154). Gröfsere Sicherheit bieten solche Räder, bei denen die Anzahl der Kranzschweifsungen durch

Anwendung- von geprefsten Doppelspeichen (Textabb. 160) noch geringer wird. Diese Ausführungsart hat die Maschinenfabrik der Oesterreichisch-Ungarischen Staatseisenbahn-Gesellschaft seit langer Zeit eingeführt.

Doppelspeichen-Stück.

Die Herstellung von Stahlgufsformstücken von solcher Beschaffenheit, dafs Schweifsen möglich ist, führte zur Ausführung von Rädern, bei denen die Zahl der Schweifsungen am Umfange auf vier bis sechs vermindert war, indem ein Gegengewichtstück, zwei oder mehrere Doppelspeichen und ein Kurbelstück zu einem Ganzen unter dem Dampfhammer oder unter der Schmiedepresse verbunden wurden. Derartige Räder haben sich im Betriebe und bei den Proben als sehr widerstandsfähig erwiesen.

Die zuerst von Krupp ausgeführten Räder aus Stahl-Formgufs, bei welchen alle Schweifsungen und scharfen Uebergänge vermieden werden können, sind die haltbarsten und besten. Die heute bei Sehnellzuglokomotiven üblichen grofsen Räder, grofsen Dampfcylinder und hohen Dampfdrücke ergeben so bedeutende Umfangskräfte, dafs der erforderliche Aufprefsdruck von einer schmiedeeisernen Nabe kaum noch ausgehalten wird ; Radsterne aus Stahl-Formgufs können mit einem Drucke von 150 t aufgeprefst werden.

Der für diese Radsterne verwendete Flufsstahl hat durchschnittlich eine Zer-

reifsfestigkeit von 42 bis 45 kg/qmm, 25 °/₀ Dehnung und eine Querschnittsverminderung von 45 bis 55 °/₀. Der Phosphorgehalt soll 0,04 °/₀ nicht überschreiten. Stahlgufssterne werden ebenso, wie die Sterne aus Schweifseisen vor Verwendung-eingehenden Proben, insbesondere einer Fallprobe unterzogen.

Radsterne aus Gufseisen werden auf den Europäischen Bahnen meistens als Scheibenräder hergestellt, und nur bei Lokomotiven verwendet, die mit geringer Geschwindigkeit verkehren. Die Anwendung dieser billigen Räder empfiehlt sich, wenn das zulässige Gewicht der Lokomotive dadurch nicht überschritten wird.

Speichenräder aus Gufseisen (Textabb. 161) waren bis vor Kurzem an den amerikanischen Lokomotiven ausschliefs-lich in Verwendung. Um die Spannungen zu beseitigen, sind Radkranz und Gegengewichtstück oft schon von Haus aus geschlitzt, so dafs ein Nachgeben

kann-, die Schlitze werden nachher mit Füllstücken geschlossen. Die Speichen sind bisweilen, der Radkranz und die Nabe stets hohl. Die in England von We b b ein-

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Fig. 161.

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Mafsstab 1:25. Gufseisernes Speichenrad.

geführten gufseisernen Sterne haben Speichen von I-Querschnitt; um dichten Guts zu erhalten, werden die Formen während des Giefsens in rasche Umdrehung versetzt.

In neuester Zeit werden auch in Amerika die Räder bei schnellfahrenden Lokomotiven aus Stahl-Formgufs hergestellt.

An deutschen Lokomotiven werden für Laufräder auch Radscheiben aus Flufs-eisen verwendet, die nach der in den Krupp’schen und Bochumer Stahlwerken üblichen Weise gewalzt und frei von Spannungen sind, und gegenüber gufseisernen Scheiben den Vorzug geringem Gewichtes haben.

Ein Nachtheil aller gewalzten oder geprefsten Scheibensterne liegt darin, dafs innenliegende Achslager von aufsen schwer zugänglich sind; dieser Nachtheil entfällt bei den Scheiben aus Gufseisen, in denen grofse Aussparungen mit wulstförmig versteiftem Rande leicht anzubringen sind.

Der feste Halt des Rades auf der Achse wurde früher nur durch Keile erzielt; oft wurden deren zwei bis drei angewendet. Die heute üblichen guten Schweifsarten der Naben, und die Güte des jetzt fast ausschliefslich verwendeten Stahlgusses, lassen den Keil als eine überflüssige Zuthat erscheinen, weil bei schweifseisernen Sternen ein sicherer Halt durch einen Aufprefsdruck von rund 100 t, bei Stahlgufssternen von 130 bis 1501 erzielt wird. Damit die Nabe diesen grofsen Aufprefsdruck ohne aufzuplatzen aushalte, soll ihr Durchmesser etwa gleich dem doppelten Achsdurchmesser an der Aufprefsstelle sein. Die Länge des in das Rad eingeprefsten Achstheiles ist gleich seinem Durchmesser zu nehmen.

Die Form der Gegengewichte soll derart gewählt sein, dafs mit einem geringsten Gewichte ein möglichst grofser Massenausgleich erzielt werde. Die nur noch selten angewendete Form des Ringausschnittes (Textabb. 149 und 156) ist die unvorteilhafteste. Der Kreisabschnitt (Textabb. 152) und die Sichelform (Textabb. 150), welche insbesondere bei Stahlgufsrädern am Platze ist, sind die besten Formen. Bei Berechnung des wirksamen Theiles der Gegengewichte sind die hineinfallenden Speiehentheile in Abzug zu bringen.

Achsen. Die an den Achsen vorkommenden Bunde werden mit der Achse aus einem Stücke geschmiedet; auf ihre Gestalt wird schon beim Ausschmieden des Rohstückes Rücksicht genommen. Warm aufgezogene Ringe aus Schweifseisen an Stelle der Bunde, welche billigere Herstellung beim Schmieden und weniger Abfall beim Fertigdrehen ergeben, sind in Amerika fast durchweg in Gebrauch, und auch in Deutschland in Anwendung (Textabb. 151, 157 u. 159).

Die aus dem Ganzen geschmiedeten Bunde sind, abgesehen von der gröfsern Sicherheit gegenüber der Lösung aufgeschrumpfter Bunde bei Heifslaufen der Lager, schon darum am Platze, weil die Durchmesser in den einzelnen Theilen der Achse der Beanspruchung und Abnutzung entsprechend verschieden sein sollen. Eine glatte Achse mit aufgezogenen Bunden wird bei gleicher Widerstandsfähigkeit gegen Bruch im Nabensitze immer schwerer, als eine Achse mit angeschmiedeten Bunden.

Gerade Achsen müssen den gröfsten Durchmesser im Nabensitze erhalten, obgleich die ruhenden Biegungsmomente hier am kleinsten sind, da Achsbrüche erfahrungsgemäfs fast immer in der Nabe eintreten. Die durch die Schienenstöfse, Dampfdruck u. s. w. hervorgerufenen Schwingungen der Achse treten an dieser Stelle am stärksten auf. Aus diesem Grunde empfiehlt es sich, die Achsen ohne Ansatz in die Nabe einzupressen, wodurch auch eine gröfsere Sitzlänge erreicht wird, Stellen der Achse, die durch eingelegte Keile behufs Befestigung von Excenterscheiben geschwächt sind, müssen im Durchmesser entsprechend verstärkt werden. Die früher oft auftretenden gefährlichen Brüche der Kurbelachsen im Kurbelarme oder im Triebzapfen sind heute durch Verwendung besten Tiegelflufsstahles und durch richtige Formgebung des Armes mit aufgeschrumpften Ringen aus Schmiedeeisen (siehe Taf. II, Nr. 8, S. 7) oder runden Armscheiben so weit vermindert, dafs Kurbelachsen ebenso betriebssicher sind, wie gerade.

Eine Berechnung der Achsen ist nicht durchführbar, da die Gröfse der Beanspruchungen zu wenig bekannt ist. Berücksichtigt man indes, dafs die Beanspruchungen auf Biegung durch die Kolbenkraft, Seitenstöl'se und Fahrgeschwindigkeit mit dem Raddurchmesser D zunehmen, so kann nach v. Bor ries der Durchmesser von Triebachsen aus Stahl im Schenkel zu

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angenommen werden, worin P die ganze Achslast bezeichnet. Der Schaft kann etwas schwächer sein. Der Durchmesser der Laufachsen im Schenkel kann zu

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angenommen werden.

Achsen aus Schweifseisen kommen heute nicht mehr in Betracht, obgleich einige Bahnen bis vor kurzem namentlich Laufachsen aus diesem Baustoffe anfertigten.

Heute werden die Achsen fast aussehliefslich aus Martin- oder Tiegelflufsstahl hergestellt*, der früher vielfach verwendete Bessemerstahl wird immer mehr durch diese Stahlsorten verdrängt, welche weitaus gröfsere Sicherheit gegen plötzliche Brüche bei hartem Froste und aus Anlal's zufälliger, scharfkantiger Verletzungen (Einhiebe u. s. w.) bieten.

Die Vorschriften für die Beschaffenheit des Achsenstahles sind bei den einzelnen Bahn Verwaltungen wohl verschieden, im allgemeinen aber doch so weit gleich, dais Martinstahl mindestens 50 kg/qmm Festigkeit, 25 °/₀ Dehnung und 35 °/₀ Querschnittsverminderung, Tiegelflufsstahl 55 bis 60 kg/qmm Festigkeit, 25 °/₀ Dehnung und 35 bis 40 °/₀ Querschnittsverminderung haben soll.

Fig. 162.

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Bei den Kurbeln werden die Zapfen häufig in das Kurbelblatt mit einem Drucke von 45—651 ohne Keilsicherung eingeprefst. Die Zapfen werden aus Schweifseisen hergestellt und im Einsätze gehärtet. Gegenüber den Hairscheu Kurbeln, welche mit den Zapfen aus einem Stücke bestehen, bietet diese Ausfüh- . rungsweise den Vortheil, abgenutzte Zapfen auswechseln zu können, ohne die theure Kurbel erneuern zu müssen. Das Kurbelblatt besteht meistens aus Martinstahl und wird in der Regel unter der Schmiedepresse hergestellt.

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Excenterkurbel der österreichischen Staatsbahnen.

Die in Oesterreich viel gebrauchte Excenterkurbel (Textabb. 162) erlaubt die Anwendung aufsenliegender Steuerung, ohne Gegenkurbel. Wenn auch sehr theuer in der ersten Herstellung bietet sie den Vortheil leichter, geschlossener Treib- und Kuppelstangenköpfe, also der Minderung der drehenden Massen. Derartige Kurbeln bedingen einen Abstand der Cylindermittel von mindestens 2400 mm, sind daher nach den technischen Vereinbarungen bei Lokomotiven unter 1400 mm Raddurchmesser nicht mehr zulässig.

Eine geringere Breitenausladung ermöglichen die Hai Aschen Kurbeln (Textabb. 152); sie sind aber bei den neueren starken Lokomotiven nicht mehr anwendbar, weil sie, ebenso wie die Aufsteckkurbeln, nur kurze Lagerhälse, mithin zu grofse Auflagerdrücke ergeben und bei grofser Geschwindigkeit zum Heilslaufen hinneigen.

Der Hauptübelstand der Hai Aschen Kurbeln ist das Brechen der Achsen im Kurbelhalse, das auch durch runden Uebergang nie ganz verhindert werden kann.

Abgesehen von der theuern Herstellung haben alle Kurbelarten noch den wesentlichen Nachtheil, dafs Besichtigungen der Achse behufs Untersuchung auf Anbrüche auch das Abpressen der Kurbeln erfordern, wobei ein grofser Theil durch Abreifsen einzelner Halstheile untauglich wird. Bei starken Schnellzug-Lokomotiven werden diese Kurbeln beim Bremsen der Räder und beim Sandgeben häufig lose.

Die Verbundlokomotive mit zwei Dampfcylindern schliefst infolge der grofsen Niederdruckcylinder die Anwendung von Aufsenrahmen mit Kurbeln aus. Bei Lokomotiven mit Innenrahmen, bei denen die Cylindermitten 1850 bis 2100 mm Abstand haben, lassen sich die Lagerhälse, sowie die Trieb- und Kuppelzapfen so lang machen, dafs beträchtlich geringere Flächendrücke erzielt werden und das Heifslaufen selbst bei der gröfsten Geschwindigkeit vermieden werden kann.

Trieb- und Kuppel zapfen. Der Zapfen sollte so bemessen werden, dafs ein Flächendruck von 2,2 kg/qmm beim gröfsten Kolbendrucke (P kg) nicht überschritten wird. Nimmt man hiernach den Durchmesser d und die Länge 1 eines Triebzapfens zu

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Gl. 49) . . .

an, so ist der Zapfen stark genug. Kuppelzapfen erhalten Durchmesser und Länge gleich dem 0,8 fachen des Triebzapfens, bei Lokomotiven mit drei oder mehr gekuppelten Achsen an der Triebachse eine Länge von 0,85 bis 0,91. Mufs der Durchmesser z. B. bei inneren Kurbeln, Gegenkurbeln, Kuppelachsen an der Triebachse grofser gemacht werden, so behalte man die nach Gl. 48 berechnete Länge 1 bei. Können die Zapfen grofser gemacht werden, so wird die Abnutzung entsprechend verringert.

Die Zapfen werden am besten aus Schweifseisen hergestellt und im Einsätze 1 bis 2 mm tief glashart gehärtet. Wenn auch diese Arbeit bei Zapfen mit Gegenkurbel vielfach Schwierigkeiten verursacht, wie Werfen und Ausschufs wegen Härterissen, so wird doch der geringen Abnutzung wegen das eingesetzte Schweifseisen einem naturharten Tiegelgufsstahle vorgezogen, weil die Abnutzung eine weit geringere ist. In Amerika wendet man auch hohle Zapfen aus hartem oder gehärtetem Stahle an.

Radreifen. Räder, bei denen Radscheibe und Radreifen aus einem Stücke bestehen, Schalengufsräder und Vollräder aus Gufsstahl, finden nur bei Lokomotiven für Klein- und Anschlufsbahnen, Förderbahnen u. s. w. Anwendung. Im Uebrigen wird der Radreifen stets aus einem andern Stoffe hergestellt, als das Rad, und mit demselben in zweckentsprechender Weise verbunden. Die Querschnittsform des Radreifens ist bei den meisten deutschen Vereinsbahnen eine einheitliche, auch die französischen, englischen und amerikanischen Querschnitte sind von dem preufsi-schen (Textabb. 151) wenig verschieden.

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An den Mittelrädern drei- und mehrachsiger Fahrzeuge wird der Spurkranz Erleichterung des Laufes in Krümmungen oft schwächer gedreht.

Radreifen ohne Spurkranz an nicht führenden Mittelrädern, welche das Klemmen in scharfen Krümmungen vermeiden (siehe S. 75, 76), sind in Amerika namentlich am ersten Kuppelräderpaare der ³/₅ gekuppelten Lokomotiven mit Drehgestell ohne Seitenverschiebung, und am zweiten Kuppelräderpaare, oft auch am Triebräderpaare der ⁴/₅ und ⁴/₆ gekuppelten Lokomotiven in Gebrauch. Auch bei den ⁴/4 gekuppelten Güterzug-Lokomotiven der französischen Nordbahn erhalten nichtftih-rende Räder keine Spurkränze. Nach den „T. V.“ können die Spurkränze genügend geführten Mittelrädern fortgelassen werden. Die Lauffläche eines Räderpaares ohne Spurkranz sollte walzen- oder kegelförmig sein, jenachdem sich das Räderpaar in Krümmungen nach der innern oder äufsern Krümmungsseite aus der Mitte verstellt. Für die Breite und geringste Stärke der Lokomotivradreifen schreiben die T. V. 130 bis 150 mm bezw. 25 mm vor. Da aber Reifen von so geringer Stärke die nöthige Dauerhaftigkeit und Betriebssicherheit nicht mehr bieten, ist es rathsam, Reifen, welche beim Abdrehen eine Stärke von weniger als 35 mm behalten würden, auszuscheiden.

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Die Befestigung der Reifen an den Radsternen mittels durchgehender oder Kopfschrauben wird, da sie das Wegfliegen gesprungener Radreifentheile nicht hindert, und wegen Schwächung des Querschnittes selbst Anlafs zu Brüchen giebt, nur noch bei Kleinbahn-Lokomotiven und dgl. ausgeführt. Die Befestigung durch Eingufsringe hat sich nicht bewährt.

Die neueren, umlaufenden Befestigungen beruhen auf der Anwendung eines Sprengringes, der zur Hälfte in den Radreifen eingreift, zur Hälfte den Radstern umfafst; aufserdem stützt sich der Radstern gegen eine am Reifen angedrehte Schulter. Die einzelnen Bauarten : die Deutsche (Textabb. 151), die Oesterreichische nach „Glück - Curant“ (Textabb. 150) unterscheiden sich nur durch die Gestalt des Sprengringes. Bei Gufseisen-Rädern empfiehlt sich ein Sprengring mit geringer Flankenneigung, da sonst leicht ein Abspringen der Radsternkante eintreten könnte.

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Das Schrumpfmafs beim Aufziehen der Reifen beträgt

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Die Befestigung mit Sprengringen bietet genügende Sicherheit gegen Abfliegen, wenn der Rad-Reifen nur an einer Stelle springt, nicht aber, wenn in freilich seltenen Fällen gleichzeitig mehrere Sprünge eintreten. Eine auch in diesem Falle sicher wirkende Befesti-

gung ist diejenige mit Klammerringen von Mansell (Textabb. 163), welche in England, Frankreich und Amerika vorwiegend angewandt wird.

Mafsstab 1:3.

Klammerring von Mansell. Oesterreichisch-Ungarisehe Staats-Eisenbahn-Gesellschaft.

Radreifen aus Schweifseisen mit Schweifsung gehören der Vergangenheit an.

In Amerika erhalten in der Regel nur die Laufräder, soweit sie nicht Schalengufs-räder sind, besondere Reifenbefestigungen ; für Triebräder hält man solche meistens nicht für erforderlich, da die Zahl der Brüche äufserst

gering ist.

Heute werden die Radreifen ausnahmslos aus einem Blocke erzeugt, der in der Mitte durch Lochen von blasigen Theilen befreit, durch Schmieden und Walzen unter Kopfwalzwerken auf die gewünschte Form und Gröfse gebracht wird. Bessemerstahl wird, wie bei den Achsen immer mehr durch Martin- und Tiegelgufsstahl verdrängt; bei Schnellzuglokomotiven sind meistens Tiegelgufsstahlreifen in Verwendung.

In Folge der grofsen Bedeutung der Beschaffenheit der Radreifen für die Betriebssicherheit geben die Bahnverwaltungen eingehende Vorschriften, welche sich auf die Herstellungsart beziehen. Als Beispiele können folgende Angaben dienen.

Zusammenstellung XVIII.

Bahnverwaltung

Baustoff

Zerreifsprobe

Festigkeit Dehnung kg/qmm

Schlagprobe

Oesterreichische¹

Staatsbahnen*

Tiegelflufsstahl für Lokomotiven und Tender.

mindestens 50 höchstens 75 Rundstab 25 mm Durchmesser 240 mm lang

Schlagmoment 3000 mkg Durchmesserminderung 12% bis 1300 mm Durchmesser.

Durchmesserminderung 15% bis 1600 mm Durchmesser.

Durchmesserminderungl8%über 1600mm Durchmesser.

Preufsische

Staatsbahnen'

Lokomotivreifen

Tiegelflufsstahl

mindestens 65 mindestens 70

Schlagmoment 3000 mkg.

Einsenkung in % des Laufkreisdurch-Dmm smm — 65

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Preufsische

Staatsbahnen

Nordamerika

Französische

Westbahn

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mindestens 50 mindestens 60

Kruppsche Reifen mindestens 70 —    mindestens 55

Tenderreifen

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mindestens 60

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Schlagmoment 3000 mkg

Einsenkung 12% des innern Durchmessers.

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In England werden behufs Abminderung der Abnutzung vorwiegend harte Reifen verwendet. Es scheint, dafs harte Reifen guter Beschaffenheit nicht häufiger brechen, als weiche.

Das Gewicht der vollständigen Achssätze beträgt annähernd für Triebräder

Gl. 50) . . . . für Kuppelräder Gl. 51) . . . . und für Laufräder

G = (Dmm + 1300)ke

Gj, = (l,4 Dmm + 350)kg

Gl. 52)

G₂ = (l,2Dmm)kg.

Diese Formeln gelten für Vollbahn-Lokomotiven mit 10 bis 141 Achslast und einer Reifenstärke von 65 mm.

e. 2, Rahmen und Rahmengestelle.

Die Bauart der Rahmengestelle hängt in erster Linie von der Lage der Haupt-rahmen innerhalb oder aufserhalb der Räder ab. Weitere Unterschiede werden durch den Zweck bedingt: als Hauptrahmen, Rahmen für Drehgestelle und Rahmen für besondere Zwecke, wie Lagerung von Zahnrädern, Drehgestellen u. s. w. Die Tafeln I bis IV und die Textabbildungen 1 bis 55 zeigen die allgemeine Bauart der Rahmen für die verschiedensten Lokomotivgattungen, Taf. V das vollständige Rahmengestell der ²/₄ gekuppelten Verbund-Schnellzug-Lokomotive (Taf. I, Nr. 1, S. 3), der Preufsischen Staatseisenbahnen.

Lokomotiven mit innen liegenden Hauptrahmen sind leichter, billiger in der Herstellung und in Folge Wegfalles der Kurbeln auch billiger in der Instandhaltung als solche mit Aufsenrahmen. Aufsenrahmen werden daher nur noch da angewandt, wo die Werkstätten von langer Zeit her entsprechend eingerichtet sind, oder die Anbringung und Durchbildung der Triebwerkstheile bei Innenrahmen Schwierigkeiten macht, was namentlich bei Schmalspur- und Zahnrad-Lokomotiven vorkommt. Für Verbund-Lokomotiven mit zwei aufsen liegenden Cylindern würden Aufsenrahmen zu grofse Gesammtbreite ergeben.

In vielen Fällen läfst sich der Aufsenrahmen nicht so fest versteifen, wie der Innenrahmen, z. B. bei ²/₄ oder ²/₃ gekuppelten Schnellzug-Lokomotiven, wo die hinteren Räder und der weit vorgreifende Feuerkasten die Anordnung einer Querverbindung ausschliefsen. Die in solchen Fällen während des Laufes eintretenden Schwingungen des Rahmentheiles zwischen den gekuppelten Achsen finden einen Knotenpunkt in dem hier befindlichen Stehkesselträger, führen zum Rinnen der Befestigungsschrauben dieses Trägers und rufen Abfressungen des äufsern Feuerkastenmantels an der Wasserseite der Befestigungsstellen hervor. Besonders schwerfällig wird bei diesen Lokomotiven der hintere Zugkasten, da er hinter den Rädern herumreichen mufs und seine Breite hier sehr beschränkt ist.

Bei Aufsenrahmen sind die Federn der Trieb- und Kuppelachsen sehr bequem über den Lagern anzubringen, während sie bei Innenrahmen weniger zugänglich sind. Auch der Aschkasten ist bei Aufsenrahmen leichter zugänglich nnd abnehmbar.

Sehr einfach gestaltet sich bei Aufsenrahmen das vordere Kopfstück mit Buffer und Zugvorrichtung, wegen Wegfalles der bei Innenrahmen nöthigen Eckversteifungen.

Das gröfsere Gewicht des Untergestelles mit Aufsenrahmen wird theilweise aufgewogen durch die bei Innenrahmen etwas schwereren Dampf-Cylinder, wenigstens, wenn in beiden Fällen gleich sichere Querversteifungen zwischen den Cylindern angenommen werden. Auch die seitlichen Gangbleche, Raddeckel, Träger für die Gangbleche u. s. w. sind der geringem Ausladung wegen bei Aufsenrahmen leichter und einfacher anzubringen; der Gang der Lokomotive ist bei Aufsenrahmen insofern ruhiger, als die Seitenschwankungen in Folge der gröfsern Stützbreite der Federn geringer sind, bzw. rascher wieder verschwinden.

Die Wahl der einzelnen Querschnitts-Abmessungen kann nur durch Vergleich mit bewährten Ausführungen erfolgen, da die durch Unregelmäfsigkeit des Oberbaues, heftige Stöfse beim Anfahren gegen den Zug, unvorsichtiges Anfahren u. s. w. auftretenden Kraftäufserungen sich jeder Berechnung entziehen. Als schwächste

Stellen im Rahmen sind die Ausschnitte für Achslager anzusehen, besonders derjenige, welcher zwischen Dampfcylinder und Geradführungsträger liegt. Es empfiehlt sich, eine Probeberechnung für den Fall anzustellen, dafs die Lokomotive vorn und hinten am Rahmen gehoben wird; dabei darf die Beanspruchung auf Biegung nicht über 10 kg/qmm betragen, was zweckmäfsig durch einen sonst nicht tragenden Stützwinkel an der Hinterwand des Feuerkastens gesichert wird.

Auf die Mitwirkung der Unterzugeisen ist nicht zu rechnen, weil sie beim Heben entfernt sind und auch sonst nie so fest sitzen, dafs sie als volltragend betrachtet werden könnten. Läfst sich der Rahmen über den Ausschnitten nicht genügend hoch machen, so ist die nöthige Widerstandsfähigkeit durch aufgenietete Versteifungsplatten mit gedrehten, kalt eingetriebenen Nieten oder durch geschlossene Achslagerrahmen aus Stahlgufs (Textabb. 164) herzustellen.

Fig. 164.

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Mafsstab 1:10.

Achslagerbacken der ²/₄ gekuppelten Schnellzug-Lokomotive der österreichischen Staatsbahnen.

Einfache Plattenrahmen erhalten bei Vollbahn-Lokomotiven 25 bis 35 mm, bei kleineren Lokomotiven 15 bis 20 mm Stärke. Die Höhe über den Lagerausschnitten beträgt 300 bis 450 mm.

Um den Rahmen auch in wagerechtem Sinne gröfsere Steifigkeit zu geben, werden sie bisweilen aus zwei Blechen von 10 bis 15 mm Stärke, mit zwischengenieteten Futtereisen von 30 bis 50 mm Stärke hergestellt , wie Textabb. 166 zeigt. Diese Ausführung vereinfacht die Herstellung der Achslagerbacken und Unterzugeisen, legt die Lagermitte in die Rahmenmitte, wodurch die Beanspruchung geringer wird und erspart besondere Federgehängekloben und Lager für die Ausgleichhebel. Sie eignet sich namentlich für Aufsenrahmen.

Grofse Steifigkeit in jeder Richtung bei geringstem Eigengewichte geben die Kastenrahmen Bauart Kr aufs Textabb. 46, Nr. 50, S. 37 und 165. Die Rahmen-

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Fig. 165.

Mafsstab 1:20. Kastenrahmen Bauart Krauls.

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Mafsstab 1:5. Befestigung der Cylinder.

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Fig. 166.

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Mafsstab 1 i 10. Triebacbslagerführung.

platten sind 8 bis 15 mm stark und durch wagerechte und senkrechte Bleche zu einem steifen Kasten verbunden, der meistens gleichzeitig als Wasserkasten dient. An den Aussparungen für die Achslager sind aufsen Versteifungsplatten aufgenietet.

Dieser Kastenrahmen ist besonders für kleine und mittlere Tenderlokomotiven, weniger für grofse Vollbahnlokomotiven geeignet, weil die sichere Verbindung der Dampfcylinder mit den dünnen Rahmenblechen wegen der verschiedenen Ausdehnung durch die Wärme schwierig ist. Auch die Untersuchung der Achslager ist erschwert.

Besondere Anordnungen der Hauptrahmen entstehen, wenn die Triebachsen im Innenrahmen, die Laufachsen im Aufsenrahmen gelagert sind, wie bei der Lokomotive Textabb. 13, Kr. 16, S. 14 und bei drei- oder vierfacher Lagerung der Triebachsen, welche in Belgien und England bisweilen angewandt wird.

Textabb. 167 zeigt die vierfache Lagerung der Triebachse der Lokomotive Textabb. 5, Kr. 6, S, 6, der Belgischen Staatsbahn.

Fig. 167.

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Mafsstab 1:55.

Anordnung der Rahmen der % gekuppelten Schnellzug-Lokomotiven der Belgischen Staatsbahnen.

In Amerika werden die Hauptrahmen, wie Taf. IV Kr. 34, S. 28 erkennen läfst, ausschlielslich aus Barreneisen von durchschnittlich 76 X102 mm Stärke hergestellt. Diese Barrenrahmen werden durch das Zusammenschweifsen aus einzelnen Theilen und die vollständige Bearbeitung aller Flächen zwar sehr theuer, erleichtern aber den richtigen Zusammenbau dadurch sehr, dafs sie genau richtige Anlageflächen bieten und alle Verbindungen mit wenigen kräftigen Schrauben bewirkt werden. Sie machen daher die in Amerika übliche sehr kurze Bauzeit möglich. Im Betriebe haben sie vor den Plattenrahmen den Vortheil, dafs sie die innen liegenden Theile weit weniger verdecken.

Brüche kommen bei beiden Bauarten vor, überhaupt gleichen sich die Vor-und Kachtheile im Ganzen wohl ziemlich aus. Keuerdings werden diese Rahmen auch aus Stahlgufs hergestellt und für raschen Zusammenbau auch in Deutschland angewandt.

Rahmen-Verbindungen. Die feste Verbindung’ der Hauptrahmen zwischen den Cylindcrn geschieht, soweit sie nicht durch innere Cylinder (Taf. II, Nr. 8, S. 7 und Textabb. 24, Nr. 27, S.21) oder Cylindersättel amerikanischer Bauart hergestellt ist, durch einen Kasten aus zwei senkrechten und zwei wagerechten Blechplatten. Die obere der letzteren sollte nach hinten bis zum Führungsträger reichen, um Längsverschiebungen der Hauptrahmen gegen einander wirksam zu verhindern. Taf. V zeigt sämmtliche Querverbindungen der ²/₄ gekuppelten Lokomotive Taf. T, Nr. 1,S. 3. Kesselträger, gleichzeitig auch als Querversteifung dienend, tragen die Last des Kessels auf Winkeln, auf denen der Kessel häufig auf Metallfuttern (Textabb. 168) gleitet. Diese Futter sind umständlich einzupassen und führen durch den örtlichen Druck bisweilen zu Anfressungen an der Innenseite des Kessels. Es wird daher der einfache Auflagwinkel mit abgerundeten Kanten oft vorgezogen, oder, wie in England üblich, keine Stützung des Kessels angebracht. In Amerika erfordert die Bauart der Rahmen ein Verschrauben der Kesselträger am Kessel, wobei die Nachgiebigkeit der dünnen Platte für die Ausdehnung des Kessels genügt.

Die Kopfstücke werden entweder aus zwei wagerecht gelegten TJ-Eisen und zwei senkrechten Blechplatten (Taf. I Nr. 1, S. 3 und Textabb. 22, Nr. 25, S. 21), oder durch eine senkrechte Platte mit unter den Buffern angeordneten Eckwinkeln (Textabb. 11, Nr. 14,

S. 12) gebildet. Um sie vom Zuge des Zughakens zu entlasten, empfiehlt es sich, den Widerhalt für den Zughaken an der Rahmen-

Fig. 169.

locomotive.

Fig. 168.

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Verbindung anzubringen.

Bei Aufsenrahmen-Lokomotiven ist

Mafsstab 1:10. Kesselträgerfutter.

Tender.

kein besonderes Kopfstück nöthig, weil der Bufferabstand mit dem Rahmenabstande nahezu zusammenfällt, die Stöfse also von den Rahmen unmittelbar aufge- ~ nommen werden.

Der hintere Zugkasten besteht ~ in der Regel aus zwei wagerechten Blechen, zwischen denen ein gufseisernes oder durch U-Eisen gebildetes Kuppelungsgehäuse, oder die Verstärkungsplatten für die Kuppelungsbolzen gelagert sind; ferner aus einer Kopfplatte, die mit den Rahmen durch Eckwinkel verbunden ist, und die Druckplatten für Buffer zwischen Lokomotive und Tender trägt. (Vergl. Taf. V.)

Bei Lokomotiven mit Kuppelachse hinter den Feuerkasten wird, um eine Ueberlastung der Vorderachsen zu vermeiden und das nöthige Reibungsgewicht auf den Kuppelrädern zu erreichen, der Zugkasten häufig ganz aus Gufseisen hergestellt, siehe Taf. II, Nr. 8, S. 7 und Textabb. 24, Nr. 27 S. 22.

Das in Oesterreich übliche Kuppelungsgehäuse (Textabb. 169) besteht meistens

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Mafsstab 1:21.

Kuppelung zwischen Lokomotive und Tender, österreichische Staatsbahnen.

aus Gufseisen und greift mit zapfenartigen Ringtlieilen in die Zugkastenbleche ein. Leichter und ebenso widerstandsfähig ist das in Deutschland übliche, aus zwei U-Eisen und Zapfenplatten gebildete Gehäuse (Tafel V).

Die F euer kastenträger sollen nicht allein einen Theil des Kesselgewichtes auf die Rahmen übertragen, sondern auch den Kessel mit dem Rahmen gleitend

Fig. 170.

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Mafsstab 1:10.

Feuerkasten-Träger der % gekuppelten leichten Tenderlokomotive der preufsischen Staatsbahnen.

Fig. 171.

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verbinden, so dafs die Ausdehnung des Kessels durch die Wärme nicht gehindert ist; sie sollen ferner ein Abheben des Kessels vom Rahmen

bei Entgleisungen verhindern. Die Lage der Rahmen

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innen oder aufsen — bedingt auch die Form der Feuerkastenträger. Man unterscheidet einfache Gleitträger mit übergreifender Leiste gegen das Abheben, Taschenträger und Pendelträger.

Textabb. 170 stellt einen einfachen billi-

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'.Mafsstab 1:10.

Taschenträger für Feuerkisten.

gen Träger der Lokomotive Textabb. 46, Nr. 50, S. 36 dar, der bei Wasserkasten-Rahmen oft ausgeführt wird. Der lange mit Stiftschrauben am Feuerkasten befestigte Tragwinkel gleitet auf einer Metallplatte; ein schweifseisernes Falzstück hindert das Ab-heben des Kessels.

Der Taschenträger Textabb. 171 ist bei Innenrahmen-Lokomotiven mit überhängenden Feuerkasten (³/₃ gekuppelten Güterzuglokomotiven) am Platze. Er besteht aus Tragplatte am Kessel, Gleitbeilage am Rahmen und einer Deckplatte, die einerseits mit der Tragplatte, anderseits dem Bodenringe des Feuerkastens verbunden ist.

Ein Feuerkastenträger für Aufsenrahmen ist in Textabb. 172 dargestellt. DerZwischen-

Rahmen und Rahmengestelle.

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raum zwischen Feuerkasten und Rahmen wird durch ein

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Tragblech ausgefüllt, das mit Nase auf der Gleitplatte am Rahmen aufliegt und mit Nase unter den Bodenring des Feuerkastens greift. Die Tragplatte ist mit Winkeln am Kessel und am Rahmen versteift; die Winkel sind behufs Erleichterung des Abnehmens bei Ausbesserungen mit der Platte verschraubt. Die Deckplatte ist nur mit den Versteifungswinkeln verbunden.

Alle Träger mit Gleitstücken setzen der Bewegung grofsen Reibimgswiderstand entgegen und verursachen dadurch starke Beanspruchung der Hauptrahmen.

Hochliegende Kessel sind durch die beschriebenen Träger nicht gut mit dem Rahmen zu verbinden. Die Schwierigkeiten werden gehoben durch die in Amerika fast ausschliefslich, in Europa seit den letzten 10 Jahren vielfach ausgeführten Pendelträger, welche nur geringe Reibung haben und die freie Ausdehnung des Kessels nicht hindern. Textabb.173 stellt den Träger der Lokomotive Textabb. 4, Nr.5, S. 5 und 6 dar; Textabb. 174 zeigt eine ähnliche an Lokomotiven der württembergischen Staatsbahnen verwendete Ausführung.

In Textabb. 173 trägt die aus Stahlgufs hergestellte, am Feuerkasten befestigte Fig. 173.

Platte oben ein Gehäuse, in dem ein Pendel gelagert ist, das unten in einem Lager auf dem Hauptrahmen steht.

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Mafsstab 1:10. Feuerkistenträger für jjAufsenrahmen.

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Mafsstab 1:20.

Aufhängung des Feuerkisten-ringes, württembergische Staatsbahn.

Mafsstab 1:10. Feuerkistenträger der ²/₄ gekuppelten Schnellzug-Lokomotive der österreichischen Staatsbahnen.

e, 3. Achslager und Führungen,

Die Form der Achslager wird bedingt durch die Anordnung der Rahmen, die Lage der Tragfedern über oder unter den Achsen, und durch den Zweck als Trieb- oder Laufachslager. Letztere erhalten häufig eine gewisse Verstellbarkeit.

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Die Lagergehäuse bestehen auf dem europäischen Festlande in der Regel aus Schweifseisen, an den Gleitflächen im Einsätze gehärtet, oder mit Metallbacken versehen. In neuerer Zeit wird auch oft Stahl-Formgufs verwendet. Lagergehäuse aus Gufseisen sind in Frankreich und England vereinzelt, in Amerika fast schliefslich, solche aus Rothgufs in England vorwiegend eingeführt.

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Die Lagerschalen bestehen meistens aus Rothgufs, häufig mit Ausgufs Weifsmetall, oder ganz aus letzterm. Die langen Achsschenkel der französischen und englischen Lokomotiven ergeben einen so kleinen Auflagerdruck, dafs ein Aus-giefsen der Schalen nicht nöthig ist. Diese Lager müssen mit grofser Sorgfalt aufgepafst werden; es dauert auch länger, bis sie vollständig eingelaufen sind.

Die Zusammensetzung der Metallmischungen für Lagerschalen-Ausgufs ist sehr verschieden. Gut bewährt sind die in Zusammenstellung XIX aufgeführten Mischungen.

Zusammenstellung XIX.

Rothgufs für Lagerschalen.

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Die Lagerschalen müssen bei Triebachsen den Schenkel fest umschliefsen, damit durch die Kolbenkraft nicht alsbald Spielräume und Stösse entstehen. Bei Laufachsen dürfen sie nur auf ¹/₃ bis ¹j₄ des Schenkelumfanges tragen, um Warmlaufen zu vermeiden. Einige Muster für Achslager zeigen folgende Abbildungen:

Textabb. 175 stellt das Achslager der ³/₃ gekuppelten Giiterzug-Lokomotive der preufsischen Staatsbahnen dar. Das Lagergehäuse ist aus Schweifseisen, an den Gleitflächen mit Rothgufsschuhen versehen, die Lagerschale besteht aus Weifsmetall oder Rotbgufs. Der Unterkasten ist nach Lösen des mittlern Bolzens leicht abnehmbar. Gegen Eindringen von Staub sind halbe Eilzringe in die Nutheu des Unterkastens eingelegt.

Hängt die Feder unter dem Lager, was bei den Triebachsen der Schnellzug-Lokomotiven in der Regel, bei Güterzug-Lokomotiven oft der Fall ist, so mufs bei Erneuerung oder Untersuchung der im Unterlager befindlichen Schmierwolle

Achslager und Führungen.

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oder des Schmierpolsters die Tragfeder abgenommen werden. Diesem Ue-belstande ist bei dem Lager Textabb. 176 U gekuppelten Schnellzug - Lokomotive der öster-

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Fig. 175.

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Das Gehäuse ist im Hl Einsätze gehärtet, die Gleitflächen haben daher kein Futter.

Die Lagerschale besteht aus Rothguls mit W eif smetall-Aus-gufs.

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Mafsstab 1:10. Achslager der ³/₃ gekuppelten Güterzug-Lokomotive der preufsischen Staatsbahnen.

Fig. 176.

Ein amerikanisches Achslager mit Gehäuse aus Gufs-eisen ohne Gleitfutter stellt Textabb. 177 dar. Die von der Seite eingeprefste Rothgufs-Lagerscha-le ist mit Weifsme-tall-Streifen (Babbit white metal) versehen. Die Streifen stehen neu ein wenig vor der eigentlichen Lauffläche vor, so dafs der Selien-nur an zwei Stellen anliegt, und sich an der hartem Lagerschale allmälig

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Mafsstab 1:10. Achslager der ²/₄ gekuppelten Schnellzug-Lokomotive der österreichischen Staatsbahnen.

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Mafsstab 1:10. Amerikanisches Achslager.

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einläuft. Die Erfahrungen mit diesen Lagern sind sehr gute. Eine diesem Muster nachgebildete Ausführung der Preufsischen Staatsbahnen für die ⁴/₄ gekuppelte Güterzug-Lokomotive zeigt Text-abb. 178. Das Gehäuse ist aus Tiegelflufsstahl hergestellt, die Lagerschale aus Rothgufs eingeprefst. Bei vielen Lokomotiven erhalten die Vorderachsen, bei ⁴/₄ gekuppelten Lokomotiven auch die Hinterachsen seitliche Verschiebbarkeit. Damit diese Achsen in der Geraden wieder in die regelrechte Lage zurückkehren, sind, namentlich nach französischem Muster, auf der Lagerschale Keilflächen angeordnet, auf

welche die Federstifte drücken. Ein solches Lager für Laufachsen ist in Text-abb. 179 dargestellt.

Fig. 179.

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Mafsstab 1:10.

Achslager der ⁴/₄ gekuppelten Güterzug-Loko- Laufachslager der % gekupgelten Schnellzug-Lo-motive der preufsischen Staatsbahnen.    komotive der österreichisch-ungarischen Staatseisen

bahn-Gesellschaft.

Die seitliche Verschiebbarkeit der Achse in den Lagern erleichtert wohl das Durchlaufen der Krümmungen, vermindert aber den Anlaufwinkel und die Gefahr des Aufsteigens der Spurkränze nicht. Für drei und mehrachsige Lokomotiven ist, wie auf Seite 75 nachgewiesen wurde, eine Verschiebbarkeit der mittleren Achsen ohne Rückstellvorrichtung vorzuziehen. Aufsenliegende Laufachslager stimmen in der Regel mit der Bauart der Wagenachslager soweit überein, dafs auf diese verwiesen werden kann.

Die an allen Lagern vorkommenden Theile: Schmierschrauben, Deckel, Schmierpolster im Unterlager, Form der Schmiernuthen an den Schleifflächen des Gehäuses und in der Lagerschale sind aus den Abbildungen zu erkennen.

Die Form der Achslager führ ungen hängt in erster Linie von der Bauart der Rahmen ab. Bei den Trieb- und Kuppelachsen der Vollbahn-Lokomotiven ist meistens der hintere Backen nachstellbar eingerichtet. Textahb. 166 S. 153 stellt die Triebachslagerführung bei einer Aufsenrahmen-Lokomotive mit Doppelrahmen dar. Die Rahmenmitte fällt mit dem Lagermittel zusammen. Die Verstellung des hintern Backens erfolgt durch einen geführten Keil mit unterer Stellschraube. Dieselbe Anordnung wird in Oesterreich auch bei einfachen Rahmen angewandt. Keil und Befestigungsflanschen liegen dann an der Innenseite des Rahmens. Textabb. 164 S. 152 zeigt die sonst bei einfachen Rahmen meist übliche Anordnung ; die Stellschraube liegt entweder oben oder unten.

Um dem Rahmen über der Achse gröfsere Widerstandsfähigkeit zu geben, werden in neuerer Zeit beide Führungsbacken zu einem Rahmen, meistens aus Stahl-gufs, vereinigt, wie Textabb. 164 S. 152 und Taf. V zeigen.

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Verbindung unter den Achslagern der ³/₅ gekuppelten Verbund-Stadtbahn-Lokomotive (Wiener Stadtbahn). Eisenbahn-Technik der Gegenwart I.

Die Stellschraube mufs ein besonderes in den Keil eingelegtes Stück sein, um Brüche auszuschliefsen. Ueber den Werth der Stellkeile sind die Anschauungen ge-theilt. Vielfach, namentlich neuerdings in Amerika, werden sie für unzweckmäfsig gehalten, weil sie häufig unrichtig eingestellt werden und dann entweder zum Klopfen der Lager an den Führungen, oder zu hartem Gange der Lokomotive Anlafs geben. Bei ausreichender Gröfse der Gleitflächen, Fernhaltung des Staubes und guter Schmierung halten gut eingepafste Triebachslager auch ohne Stellkeile lange genug aus.

Die Lagerbacken werden bei einfacher Form (Textabb. 164 S. 152) meistens aus Schweifs- oder Flufseisen hergestelit und im Einsätze gehärtet. Naturharter Stahl ist zu weich und giebt starke Abnutzung. Bei billigen Ausführungen wird auch hartes Gul'seisen angewandt.

Die Verbindung unter den Achslagern, der Steg, ist in der Form abhängig von der Anordnung der Federn, bei oben liegenden Federn einfach ein gerades Schmiedestück mit Nasen, die sich gegen die Rahmenbleche stemmen (Textabb. 164 S. 152); bei Innenrahmen und unten liegenden Federn ein schwieriges Schmiedestück.

Kolbendruck und Stöfse wirken lockernd auf die Schrauben des Steges ein; eine weitere Lockerung dieser wichtigen Schrauben tritt durch wiederholtes Abnehmen ein. Diese Stege sind daher nie so gut schliefsend zu halten, wie die in Textabb. 180 dargestellte Verbindung durch Schrauben und Zwischenstücke, welche neuerdings vielfach, bei unten hängenden Federn mit nur einer starken Schraube ausgeführt wird.

e, 4, Tragfedern und Ansgleichhebel, Bauart der Federn.

Die üblichen Anordnungen der Tragfedern und Ausgleichhebel sind aus den Textabb. 1 bis 55 (S. 4 bis S. 44) und Taf. I bis IV ersichtlich; ihre Wirkung ist auf S. 66 bis 71 eingehend behandelt.

Fig. 181.

JVIafsstab 1:2. Federblatt-Querschnitt.

Von den Schraubenfedern abgesehen, bestehen die Tragfedern aus einzelnen Blättern von gewalztem Flachstahle, der fast bei allen Bahnen in ungehärtetem Zustande eine Zugfestigkeit von rund 70 kg/qmm, eine Dehnung von 10% und eine Querschnittsverminderung von 20% besitzen soll. Die Festigkeit in gehärtetem Zustande beträgt in der Regel 140 bis 150 kg/qmm. Die Querschnittsmafse des Federstahles zeigen ebenfalls wenig Verschiedenheiten: 10 bis 13mm Stärke und 80 bis 105 mm Breite. Dünne und breite Querschnitte sind im Allgemeinen vorzuziehen, weil die Federn bei gleicher Tragkraft und Nachgiebigkeit kürzer ausfallen, bei gleicher Länge also einen weichem Gang und eine gröfsere Sicherheit gegen Bruch bieten werden. Die einzelnen Federblätter werden gegen seitliche Verschiebung in der Regel durch eine angewmlzte Rippe und Falz (Textabb. 181) gesichert.

Die früher üblichen Sicherungen : eingeschraubte Stifte, oder angestauchte Daumen an den Blattenden, die in einge-

schlagene Vertiefungen des darüber liegenden Blattes eingreifen, haben sich nicht immer bewährt.

Gegen eine Verschiebung der Blätter in der Längsrichtung ist meistens ein durch alle Blätter gehendes Niet (Textabb. 182) von 8 bis 10 mm Stärke angebracht. Die dadurch herbeigeführte erhebliche Schwächung der Feder wird bei

Fig. 182.

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Mafsstab 1:10. Blattfeder.

der auf einigen deutschen Bahnen üblichen Ausführung mit einem seitlich halb in die Feder, halb in den Bund eingreifenden Niete wesentlich vermindert.

Fig. 188.

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Fig. 184.

Der feste Zusammenhalt der Blätter wird stets durch einen warm aufgezogenen Bund (Textabb. 183 u. 184) bewirkt, welcher an der der Besichtigung zugänglichen Seite oft eine Aussparung zur Auffindung von Brüchen hat.

Die Tragfedern werden unter der ruhenden Last in der Regel mit 50 bis 55 kg/qmm beansprucht. Die Berechnung erfolgt nach der Formel:

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worin P die in der Mitte der Feder wirkende Last, 1 die halbe Länge der Feder, b die Blattbreite, d die Blattdicke, n die Anzahl der Blätter und s die Spannung bezeichnet. Bei Aufsenrahmen, bei denen die Schwankungen von längeren Hebelarmen aufgenommen werden und daher mit verminderter Kraft auf die Feder einwirken, bei langen weichen Federn und bei Lokomotiven mit Ausgleich hebeln, kann die Beanspruchung der Feder auf s = 55 bis 60 kg/qmm gesteigert werden. Federn, die wegen zu hoher Spannung oft brechen, können häufig durch nachträgliche Anbringung von Ausgleichhebeln in betriebssichern ^Zustand gebracht werden.

Die Einsenkung e der Feder unter der Last P beträgt bei Vollbahn-Loko-motiven 40 bis 50 mm und mehr, bei kleinen Tenderlokomotiven 25—40 mm. Zur Berechnung dient die Formel:

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worin die Elasticitätszahl E abhängig von der Güte des Federstahles und mit 20000 bis 23000 kg/qmm anzunehmen ist. Die Formel lässt die Bedeutung der einzelnen Abmessungen, insbesondere der Länge, für die Wirksamkeit der Feder erkennen.

Die Tragfedern sind meistens nach oben gekrümmt. Die Pfeilhöhe der unbelasteten Feder ist in der Regel 55 bis 75 mm, so dafs unter der ruhenden Last eine Pfeilhöhe von 20 bis 30 mm bleibt. Die seit ungefähr 10 Jahren auf den belgischen Staatsbahnen von Belpaire eingeführten Tragfedern sind der leichtern Ausführung wegen ohne anfängliche Krümmung hergestellt, so dafs sich die Feder unter der Last nach unten biegt. Die Länge der Federn beträgt bei Vollbaknlokomotiven 800 bis 1100 mm, in Belgien 1500 mm, bei den neuesten Lokomotiven der Pennsylvania-Bahn mit bestem Erfolge 1220 mm.

Bei den Triebrädern englischer Lokomotiven und an den Enden der über den Achslagern angebrachten Ausgleichhebel amerikanischer Lokomotiven werden häufig Federn aus schraubenförmig gewundenem Vierkant oder Formstahl angebracht (Tafel II, Nr. 8, S 7 und IV, Nr. 34, S. 28). Sie sind oft leichter unterzubringen als Blattfedern, haben aber wegen ihrer geringen Masse gröfsere Neigung zum Brechen, als Blattfedern und würden bei Endachsen, da sie keine innere Reibung haben, gröfsere Schwingungen bewirken.

Der gewählten Art der Aufhängung und Gestalt der Gehänge entspricht die Ausbildung der Federenden: einfaches Langloch in der obersten, Schlitz in der zweiten und dritten Lage (Textabb. 182), angeschmiedeter Wulst und Schlitz am obersten Blatte (Textabb. 185), durch Rollen (Textabb. 186) oder Schmieden (Textabb. 187) hergestelltes Auge im ersten Blatte, oder nur Wulst ohne Schlitz auf dem obersten Blatte (Textabb. 191 rechts oben).

Fig. 186.

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Fig. 187.

Fig. 185.

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Federende mit Wulst und Schlitz.

Federende mit gerolltem Auge. Federende mit geschmiedetemAuge.

Bei den amerikanischen Lokomotiven, welche durchweg Ausgleichhebel besitzen, ist auf eine Nachstellung der Federn keine Rücksicht genommen; die Federgehänge werden statt durch Bolzen, durch Schneiden und Pfannen, bezw. Keile (Textabb. 188) mit dem Rahmen und der Feder verbunden.

Fig. 188.

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Mafsstab 1:50. Amerikanische Federgehänge.

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Die englischen Lokomotiven, welche wegen eines geringen Ueberhanges und vorzüglicher Instandhaltung des Oberbaues in der Regel keine Ausgleichhebel besitzen, haben auch in den Federgehängen aus einfachen Laschen mit Bolzen meistens keine Nachstell-Vorrichtung. Eine solche ist jedoch stets zu empfehlen, um bei abgenutzten Radreifen, abgenutzten Lagerschalen und eingetretenem Setzen der Federn^die richtige Höhenstellung der Achslager in den Führungen erhalten können.

Die Federspannschrauben oder Gehänge sind so stark zu machen, dass ihre Beanspruchung auf Zug unter der ruhenden Last 2 bis 2,5 kg/qmm beträgt. Scharfgängige Gewinde sind zu vermeiden ; am besten hat sich rundes Gewinde, 5 Gänge auf 1" engl., bewährt. Der Kerndurchmesser beträgt meistens 35 bis 37 mm. Um die Federblätter durch

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Fig. 190.

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das Loch für die Federschraube möglichst wenig zu schwächen und das Gewinde nicht zu verdrücken, werden die Gewindegänge an den Schrauben seitlich abgefeilt (Textabb. 189). Ausfüh-welche das Blatt nicht schwä-

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eben, sind in den Abbildungen 190 und 191 rechts oben dargestellt.

Die Federbunde sind einfache Bügel aus Schweifseisen bei über dem Lager liegender Feder (Textabb. 183) und erbalten ein Auge mit Bolzen bei unter dem Lager angeordneter Feder (Textabb. 184). Die Ausführung der Federgehänge bei der Lokomotive Textabb. 11 Nr. 14 S. 12 der preufsischen Staatsbahnen zeigen die Textabbildungen 191 und 192. Textabbildung 193 stellt ein Gehänge der

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Feder-Hängebolzen.

Mafsstäb 1:10.

Federhängebolzen ohne Blattschwächung.

Federaufhängung und Ausgleichhebel der ²/₃ gekuppelten Personenzug-Lokomotive der preufsischen Staatsbahnen.

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österreichischen Staatshahn dar, dessen Bolzen herausgenommen werden kann, ohne den Ver-bindungssteg zu entfernen. Eine zweck-mäfsige Führung der Federstützen zeigt Textabb. 191.

Eine in Amerika beliebte Ausführung der Gehänge für unten liegende Federn ist in Textabb. 188 gezeichnet; der untere Lager-2 kästen kann entfernt

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Die Federstützen werden nach Tafel IV in der Regel aus Gufseisen hergestellt.

Die Ausgleichhebel sind mit den Spannschrauben und dem Rahmen in der Regel durch Bolzen verbunden, bindung nach amerikanischem durch schneidenartige Keile, die sich auf gehärtete Bah-

Die Ver-

Muster

nen stützen, hat sich auch in Belgien und Rufsland gut bewährt.

Zur Lagerung der Ausgleichhebel dienen oft verwickelte Schmiedestücke, an deren Stelle jetzt oft Stahlformgufs verwendet wird.

In manchen Fällen werden an Stelle der Ausgleichhebel Winkelhebel mit Verbindungsstange (Textabb. 191) angewandt, welche den Vorzug geringen Gewichtes, aber den Nachtheil starker Abnutzung und der grofsen Zahl von Bolzen haben.

Andere Hebel sind dazu bestimmt, die Last auf solche Tragfedern zu übertragen, welche wegen Nähe der Feuerkiste, tief liegenden Kessels u. s. w. nicht unmittelbar über dem Achslager, sondern weiter nach aufsen angebracht werden müssen.

Textabb. 194 stellt eine Ausführung dar, welche in Oesterreich und Frankreich bei fast allen ³/₃ und ⁴/₄ gekuppelten Güterzug-Lokomotiven mit überhängender

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Federaufhängung der s/₃ gekuppelten Personenzug-Lokomotive der preufsischen Staatsbahnen.

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Federaufhängung der ²/₄ gekuppelten Verbund-Schnellzug-Lokomotive der österreichischen Staatsbahnen.

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Feuerkiste an der hintern Kuppelachse vorkommt. Diese Anordnung vermeidet alle Uebelstände der unten liegenden Federn und gestattet die Anwendung vollständig gleicher Achslager und Federn für alle Achsen.

Bei der Berechnung der Ausgleichhebel können Spannungen von 10 bis 12 kg/qmm unter ruhender Last angenommen werden. Im Allgemeinen sollten solche Federn, welche die Last beider Lager einer Achse aufnehmen, vermieden werden, da sie ihrer grolsen innem Reibung wegen stets harten Gang der Lokomotive bewirken.

Mafsstab 1:10.

Querhebel an den Tragfedern der dritten Achse, ³/₃ gekuppelte Güterzug-Lokomotive der österreichischen Bahnen.

e, 5, Bewegliche Laufachsen.

Seitlich und zwangläufig nach dem Krümmungsmittelpunkte einstellbare Laufachsen wurden zuerst von Adams, später von Webb und Anderen eingeführt. Die Wirkungsweise und die Bedingungen für ihre richtige und sichere Einstellung sind im Abschnitte c) Seite 77, 78, 82 und 83 näher erläutert.

Die Rückstellung geschieht meistens durch eine starke Schraubenfeder, die mit einer Spannung von durchschnittlich 1500 kg die Achse in die Mittelstellung drückt, seltener durch Keilflächen unter den Federstützen. Eine Ausführung mit Keilflächen für eine ⁴/₅ gekuppelte Güterzug-Lokomotive der Preussischen Staatsbahn zeigt Textabb. 195. Das Stahlgufsgehäuse besteht, wie bei Webb, für beide Lager aus einem Stücke, wodurch eine sehr einfache Bauart und Bearbeitung er-

Fig. 195.

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Mafsstab 1:20.

Einstellbare Laufachse der ⁴/s gekuppelten Güterzug-Lokomotive der preufsischen Staatsbahnen.

reicht wird. Die Keilflächen mit Neigung 1:8 liegen in der Richtung der Gleitbewegung; die Beweglichkeit beträgt 70 mm nach jeder Seite und wird durch Anschlag der Führungsansätze an die Hauptrahmen begrenzt.

Andere Laufachsen derselben Bahnen für die Lokomotiven Textabb. 43 Nr. 47 S. 34 und 52 Nr. 56 S. 39 u. 42 haben Rückstellung mittels einer Feder, welche auch für die Laufachsen der ³/₄ gekuppelten Gütereilzug-Lokomotive und die ³/₅ gekuppelte Stadtbahn-Lokomotive der Oesterreichischen Staatsbahnen verwendet wird.

Die Lagergehäuse (Textabb. 196) sind hier durch eine Platte verbunden, auf welcher die Rückstellfeder derart gelagert und durch Zugschrauben mit dem Rahmen verbunden ist, dafs einseitige Drucke nicht eintreten können. Die mit diesen einstellbaren Laufachsen versehenen Lokomotiven zeigen in der Geraden und in den Krümmungen sehr ruhigen Gang; die Abnutzung der Spurkränze an den Lauf-rädern und an der ersten Kuppelachse ist sehr mäfsig.

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Mafsstab 1:20.

Einstellbare Laufachse der % gekuppelten Güterzug-Lokomotive der österreichischen Staatsbahnen.

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Mafsstab 1:20. Einstellbare Laufachse der siebenbürgischen Schmalspur-Lokomotiven.

Eine der Adams-Webb’schen Achse ähnliche Bauart von Ed. Roy wurde an vielen Lokomotiven der Französischen Nordbahn, den Belgischen Nebenbahnen u. s. w. angewandt.

Textabb. 197 zeigt die bei Lokomotiven der siebenbürgischen und ungarischen Schmalspurbahnen eingeführten beweglichen Achslager mit Rückstellung durch Federn, die mittelst eines wagerechten Zwischenhebels an einem Kammzapfen auf der Achsmitte angreifen. Die Lagerschalen sind an den Gehäusen etwas drehbar, so dais die Gehäuse und Führungen ebene schräge Seitenflächen erhalten konnten.

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Mafsstab 1:10.

Vorderachslager der ²/é gekuppelten Schnellzug-Lokomotiven der belgischen Staatsbahn.

Bei aufsen liegenden Rahmen können die beiden Achslager keine Verbindung erhalten, womit auch die Anwendung von Rückstellfedern schwierig wird, so dafs dann stets Keilflächen zur Rückstellung dienen. Textabb. 198 zeigt die aufsen-liegenden Vorderachslager der Lokomotiven Textabb. 5 Nr. 6 S. 6 und 17 Nr. 20 S. 16 der belgischen Staatsbahn. Das Lagergehäuse ist aus Gufseisen, die Schale aus Rothgufs mit Weifsmetallfutter. In senkrechter Ebene ist das Lager etwas drehbar.

An den zwangläufig einstellbaren Achsen findet man häufig, wie die Textabb. 197 und 198 zeigen, Schenkel mit mittleren Bunden angewendet. Diese kostspie-

lige und schwierige Bauart ist nicht erforderlich, da die seitlich wirkenden Kräfte geringer sind, als bei fest gelagerten Achsen.

Eine nach ihrer Beweglichkeit den freien Lenkachsen ähnliche Anordnung der Sächsischen Staatsbahnen von Novotny zeigt Textabb. 199. Beide Lager sind durch ein Quersttick verbunden, welches um einen festen Zapfen drehbar ist. Die Lager haben nach vorn und hinten genug Spielraum, um sich nach der Krümmung einstellen zu können und werden durch Keilflächen in die Mittelstellung zurück-1 geführt. Für grofse Geschwindigkeit ist diese Anordnung nicht geeignet.

Fig. 199.

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Mafsstab 1:30. Einstellbare Laufachse der ²/₃ gekuppelten Verbund-Schnellzug-Lokomotive der sächsischen Staatsbahnen.

Freie Lenkachsen finden bisher für Lokomotiven wenig Verwendung; bei Tender-Lokomotiven der Reichsbahnen in Elsafs-Lothringen und bei der hintern Laufachse der neuen ²/₅ gekuppelten Schnellzug-Lokomotive der Kaiser Ferdinand-Nordbahn sind sie zur Ausführung gelangt.

Einachsige Drehgestelle mit Deichsel haben eine im Hauptrahmen gelagerte Deichsel, welche am vordem Ende einen besondern kleinen Rahmen zur Aufnahme des Laufräderpaares trägt. Ihre Wirkungsweise ist von den zwangläufig einstellbaren Laufachsen nicht verschieden. Die Rückstellung in die Mittellage erfolgt entweder nach amerikanischem Muster durch eine Wiege oder durch Federn, Keilflächen u. s. w.

Die in Amerika übliche Ausführung zeigt Textabb. 200. Die aus zwei Stangen gebildete Deichsel führt einen Flacheisenrahmen, an welchem sich die Achslagerführungen und die vier Schrauben-Tragfedern befinden. Die Last wird durch ein Wiegengehänge derart auf den Rahmen übertragen, dafs infolge der schrägen Stellung der Gelenke jede Seiten Verschiebung nach der Innenseite einer Bahnkrümmung

Fig. 200.

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Mafsstab 1:30.

Einachsiges Drehgestell der ²/3 gekuppelten Personenzug-Tender-Lokomotive der dänischen Staatsbahnen,

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eine Mehrbelastung- des äufsern Rades und entsprechende Rückstellkraft bewirkt. Das Mittelstück der Wiege wird zu diesem Zwecke in einer am Hauptrahmen befestigten Hülse senkrecht geführt. Diese Wirkungsweise ist von derjenigen in senkrechter Ebene drehbarer Mittelstücke, welche die Lastvertheilung nicht beeinflussen, wohl zu unterscheiden. Die Last wird auf das Mittelstück durch einen Ausgleichhebel übertragen, welcher anderseits mit den Federn der ersten Kuppelachse verbunden ist, so dafs die Lokomotive in drei Punkten gestützt wird. Die ganze Anordnung ergiebt eine sehr sichere Führung im Gleise.

Ein einachsiges Drehgestell mit Gelenkführung an Stelle der Deichsel, ausgeführt an Lokomotiven für Lokalzüge der dänischen Staatsbahnen zeigt Text-abb. 201. Die Achslager sind verbunden und mit Pendeln an den Querfedern aufgehängt, welche wieder in einem Pfannenzapfen drehbar gelagert sind. Die wagerechten Führungsgelenke wirken ebenso wie die Deichsel; die Rückstellkraft ist sehr gering.

Die einachsigen Drehgestelle finden bei Lokomotiven für grofse Geschwindigkeit nur in Amerika bei der in Textabb. 10 Nr. 13 S. 12 abgebildeten Lokomotiv-gattung Anwendung.

e, 6, Zweiachsige Drehgestelle,

Die zweiachsigen Drehgestelle haben den Zweck, die Sicherheit des Ganges in den Geraden und Krümmungen zu erhöhen und die Last auf eine gröl'sere Anzahl von Achsen zu vertheilen, bzw. die Unterbringung eines grofsen, leistungsfähigen Kessels zu ermöglichen. Verhalten und Wirkungsweise sind im Abschnitte c) S. 78 bis S. 81 eingehend erläutert.

Die Drehgestelle haben, einige alte Ausführungen abgerechnet, stets zwei Achsen, die in einem Rahmengestelle gelagert und um einen zwischen den Achsen gelagerten Zapfen drehbar in dem Hauptrahmen verbunden sind. Die zweiachsigen Drehgestelle mit Deichsel, deren Drehpunkt hinter der Endachse des Drehgestelles liegt, haben einen wenig gezwungenen und bei grofser Geschwindigkeit unruhigen Gang zur Folge, sind daher nur noch wenig im Gebrauch. Verschiedenheiten der Bauart treten hauptsächlich in der Anordnung des Mittelzapfens mit oder ohne seitliche Beweglichkeit, in der Art der Unterstützung der Lokomotive durch das Gestell und in der Anordnung der Tragfedern hervor.

Diese Drehgestelle erfordern, wenn sie keine Seitenbewegung haben, keine Federn, Keilflächen oder Gehänge zur Rückstellung in die Mittellage, sondern nur eine Begrenzung des seitlichen Ausschlages, um im Falle des Bruches eines Radreifens die vollständige Querstellung des Gestelles zu verhindern. Die bei einigen Bahnen noch verwendeten Rückstellfedern wirken nachtheilig.

Eine seitliche Verschiebbarkeit ist bei ²/₄ gekuppelten Lokomotiven mit grofem Gesammtachsstande und grofser Fahrgeschwindigkeit zweckmäfsig. Bei ³/₄, ³/₅ und ⁴/₆ gekuppelten Lokomotiven ist sie meistens erforderlich, um zwanglosen Gang zu sichern.

Aus der grofsen Zahl der verschiedenartigen Ausführungen sind die wichtigsten nachstehend beschrieben. Textabb. 202 zeigt ein amerikanisches Drehgestell, erbaut von den Schenectadj"-Werken, mit festgelagertem Mittelzapfen. Der Rahmen

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Zweiachsige DeehgestelLe.

Fig. 202.

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Mafsstab 1:25. Amerikanisches Drehgestell ohne seitliche Verschiebbarkeit, Schenectady.

Fig. 203.

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Mafsstab 1:25. Amerikanisches Drehgestell mit seitlicher Verschiebbarkeit.

zeigt die in Amerika übliche Ausführung aus Barreneisen. Beide Lager jeder Seite sind durch einen Hebel mit gemeinsamer Feder belastet. Das Traglager besteht einer grofsen runden Pfanne. Bei Anwendung seitlicher Verschiebung erhalten die amerikanischen Lokomotiven stets Wiegen, ähnlich Textabb. 203, mit flacher Drehpfanne und derart schräg gestellten Gehängen, dafs jede Verschiebung nach der Innenseite einer Bahnkrümmung eine Mehrbelastung der äufseren Räder, Entlastung der inneren und eine entsprechende Rückstellkraft bewirkt.

Textabb. 204 zeigt das Gestell der ²/₄ gekuppelten Verbund-Schnellzug-Loko-

motiven Textabb. 4, Nr. 5, S. 5 u. G der österreichischen Staatsbahnen. Der Mittelzapfen ist zwischen zwei Rahmen - Querverbindungen gelagert und trägt eine Kugel, welche eine Beweglichkeit des Gestelles nach allen Richtungen erlaubt. Die seitlichen Auflager bestehen aus zwei Halbkugeln, welche mit dem Hauptrahmen verbunden sind und sich auf Gleitplatten stützen, die in zwei am Drehgestelle angebrachten Pfannen gleiten. Die Halbkugeln uud Gleitplatten sind im Ein-

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Mafsstab 1:25. Zu Fig. 204.

satze gehärtet. Die Form der seitlichen Auflager erlaubt dem ganzen Gestelle eine Drehung um die Halbkugeln auch in senkrechter Längsebene, so dafs Ausgleichhehel zwischen den vier Federn des Drehgestelles nicht nöthig sind. Die Stützung findet an zwei, für die ganze Lokomotive also in vier Punkten statt. Der Achsstand ist sehr grofs: 2,7 m, der Drehzapfen liegt etwas hinter der Mitte des Gestelles. Die Vortheile dieser Anordnung sind auf Seite 79 ausgeführt.

Fig. 204.

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Drehgestell der ²/₄ gekuppelten Verbund-Schnellzug-Lokomotiven der österreichischen

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Fig. 205.

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Mafsstab 1 :    Drehgestell der ²/₃ gekuppelten Schnellzug-Lokomotiven der italienischen Mittelmeer-Bahn.

Textabb. 205 ist das Drehgestell der Schnellzug-Lokomotiven der italienischen Mittelmeerbahn. Die Lagerung des Mittelzapfens erlaubt eine seitliche Verschiebung. An zwei Querverbindungen des Hauptrahmens ist mit schräg gestellten Pendeln eine Kugelhaube aufgehängt, welche sich auf eine in der Drehgestellmitte aufgesetzte Halbkugel stützt. Seitenschwankungen der Lokomotive werden durch zwei seitliche, senkrecht stehende Buffer beschränkt. Aufser der Seitenverschiebung des Mittelzapfens haben die Gestellstützen noch einen seitlichen Spielraum von 12 mm nach jeder Seite.

Ein Drehgestell mit in einer Wiege gelagerter Kugelpfanne oder Haube, in welche eine am Hauptrahmen festgelagerte Halbkugel eingreift, d. h. die Umkehrung der Bauart Textabb. 205 ist bei einigen Schnellzug-Lokomotiven der preufsi-schen Staatsbahnen, Bauart Erfurt, und nach Textabb. 206 bei denjenigen der sächsischen Staatsbahn in Anwendung. Die Kugel ist hier aus Rothgufs. Seitenschwankungen werden durch zwei seitliche Pfannen mit geringem Spielräume begrenzt.

Die Rückstellung dieser Gestelle in die Mittellage erfolgt durch die aus der ungleichen*; Schrägstellung der Wiegen-Pendel sich ergebenden Seitenkräfte.

Fig. 206.

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Mafsstab 1:30. Drehgestell der ²/₄ gekuppelten Schnellzug-Lokomotive der sächsischen Staatsbahnen. Eisenbahn-Technik der Gegenwart I.

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Mafsstab 1:20.

und South-Western-Bahn.

Drehgestell der London

Fig. 207.

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Mafsstab 1: 32. Drehgestell der South-Eastern-Bahn.

Textabb. 207 stellt das Drehgestell der Englischen London und South-Western-Bahn, Bauart Adams, dar. Die Stützung erfolgt in einer breiten flachen Gleitplatte, deren obere Fläche für die Drehbewegung, deren untere für die Seitenverschiebung dient. Die Rückstellung erfolgt durch zwei Blatt-Federn. Für reichliche Schmierung der Pfannen ist durch Schmiergefäfse und -Nuthen gesorgt. Die beiden Achsen sind durch Längshebel und Mittelfeder verbunden, die Stützung erfolgt daher in zwei Punkten.

Andere englische Drehgestelle weichen von dieser Ausführung meist wenig ab. Bei einigen Bahnen ist zwischen Gleitplatte und Gleitpfanne noch eine 75 bis 100 mm starke Gummiplatte eingelegt. Die eigenthiimliche Rückstellung bei der South-Eastern-Bahn von Stirling durch drei Gelenke mit zwei Gummifedern zeigt Textabb. 208. Dieses Drehgestell fand auch bei der Yerbund-Schnellzug-Lokomo-tive der bayerischen Staatsbahnen Anwendung.

Textabb. 209 ist das Drehgestell der neuesten ²/₄ gekuppelten Schnellzug-Lokomotive (Taf. I, Nr. 1, S. 3) der preufsiscken Staatsbahnen. Der am Hauptrahmen festgelagerte Mittelzapfen trägt einen Gleitklotz mit Seitenverschiebung in einem Rahmen am Drehgestelle. Die Rückstellung erfolgte anfangs durch zwei Schraubenfedern, neuerdings durch zwei zu gemeinsamer Wirkung verbundene Blattfedern. Der Drehzapfen ist nach Taf. I weit rückwärts, neuerdings aber in der Mitte gelagert. Die Unterstützung erfolgt durch zwei seitliche Gleitplatten auf Winkeln, unter welchen die Bunde der gemeinschaftlichen Tragfedern liegen, möglichst unmittelbar. Das Gestell zeichnet sich durch Einfachheit und geringes Gewicht aus.

Textabb. 210 zeigt das Drehgestell der Paris-Mittelmeerbahn. Die Rückstellung in die Mittellage erfolgt durch Keilflächen, auf welche die Last durch ein

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Mafsstab 1:25. Drehgestell der % gekuppelten Schnellzug-Lokomotive der preufsischen Staatsbahnen.

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1 Mafsstab 1:25. Drehgestell der Paris-Lyon-Mittelmeer-Bahn.

Kugellager gleichmärsig vertheilt wird. Das Drehgestell der französischen Nordbahn mit Aufsen-rahmen ohne Seitenverschiebung zeigt Taf. III, Nr. 10, S. 10.

Das Drehgestell von Krauls (Helmholtz) (Textabb. 211), dessen Wirkungsweise auf S. 80 und 83 dargestellt ist, hat fast alle Vortheile des gewöhnlichen zweiachsigen Drehgestelles, erlaubt aber einen gröfsern Theil des Gesammtgewichtes der Lokomotive als Triebachsbelastung nutzbar zu machen. Eine am Laufachs - Rahmen angebrachte Deichsel, deren Drehpunkt zwischen Laufachse und Kuppelachse liegt, vereinigt beide Achsen zu einem Drehgestelle. Die Stützung erfolgt durch Druckpendel mit Kugelflächen fast ohne Reibung. Dieses Gestell ist bei den Schnellzug-Lokomotiven der Pfälzischen Eisenbahnen (Textabb. 3 Nr. 4 S. 5) und bei einer grofsen Anzahl voll- und schmalspuriger Tender - Lokomotiven, z. B. der Lokalbahn Salzburg-Ischl, Lambach-Gmunden u. s. w. ausgeführt.

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Mafsstab 1:25.

Drehgestell von Krauls (Helmholtz).

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Fig. 211.

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A. I. f) Triebwerk.

Bearbeitet von Leitzmann und v. Borries.

f. L Wirkungsweise der Schwingensteuerungen.

Derjenige Theil des Triebwerkes, welcher den Zugang des Dampfes zu den Cylindern und den Abgang des verbrauchten Dampfes bewirkt, heilst die Steuerung.

Bezüglich der Dampfwirkung in den Cylindern sind auf jeder Kolbenseite drei Abschnitte zu unterscheiden: Yolldruck; Dampfdehnung und Vorausströmung, bezw. Ausströmung; Druckzunahme und Voreinströmung. Die durch diese Abschnitte bedingten Anforderungen sind mafsgebend für die Bewegung der steuernden Theile.

Bei den Lokomotiven werden sie am einfachsten durch den Muschelschieber mit Ueberlappung und Voreilung erreicht, der durch den Kreislauf einer Kurbel oder einer unrunden Scheibe geradlinig bewegt wird.

Schieberbewegung. Als Grundlage für die vollständige Kenntnis der Schieberbewegung kann die durch eine unrunde Scheibe mit sehr langer Stange bewirkte symmetrische Bewegung betrachtet werden.

In Textabb. 212 bezeichnet r die Kurbellänge der unrunden Scheibe, d die äufsere Deckung und b den Voreilungswinkel, welcher bewirkt, dafs im todten Punkte des Kolbens dem Dampfe eine gewisse kleine Voröffnung a₀ behufs Voreinströmung in den Cylinder geboten wird. Es ist dann der Weg des Schiebers aus seiner mittlern Stellung für den vom todten Punkte aus zurückgelegten Kurbelwinkel qp Gl. 56) . . 2 = r sin (b -f qp) und die Schieberöffnung Gl. 57) 2 — d = v sin (b + q>) —- d.

Für den todten Punkt cp = o ist:

Gl. 58)    .    .    .    . g — d = r sin b — d

für qp = ^ — b ist :

Gl. 59)    .    .    .    2 — d —r — d = dem    gröfsten Werthe von a, und

Gl. 60) . .

wodurch die Kurbelstellungen qp₁ und — qp₂ für den Abschluss der Einströmungs-Öffnung und den Beginn der Einströmung bestimmt sind. Ist i die innere Deckung, so entspricht DC/ der Dehnung, D'D der Druckzunahme und C/AD/ der Ausströmung. Wird BM bis E verlängert, so bezeichnet C'E die Vorausströmung.

Wenn diese Darstellung auch als einfachste Grundlage unter den bezeichneten Bedingungen klar und übersichtlich erscheint, so bedarf doch der Lokomotiv-Erbauer

Fig. 212.

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noch einer zweiten, welche die Abhängigkeit der Schieberöffnnng nicht vom Kurbelwinkel, sondern unmittelbar vom Kolbenwege angiebt, das ist die Schieberellipse, welche sich aus Textabb. 212 ergiebt, indem für einen beliebigen Punkt P der Kurbelwinkel BMP (Textabb. 213) an AM = AMR, und durch R die Senkrechte PQ = 2 aufgetragen wird. Für einen beliebigen Füllungsgrad wird statt cp der Winkel cp⁷ = FMP und die Senkrechte P'Q' = l! aufgetragen. Es ist dann P' ein Punkt der Ellipse; denn wird der Schieberweg 2 = rsin (b + cp) als Function des Kolbenweges x = r (1 — cos cp) im rechtwinkeligen Coordinatenkreuze aufgetragen, wie hier geschehen ist, und r — x = z gesetzt, so erhält man

2 . z . 2 sin b

Gl. 61) . .

z²

2²

(r cos b)²

als Mittelpunktsgleichung der Ellipse für ein zu den Hauptachsen geneigtes Coor-dinatenkreuz. Die Neigung der grofsen Achse gegen die Abscissenachse ist durch

2 sin b

(r cos b)

r. r. cos² b

Gl. 62)

tg 2 ip = r    r

r    r

bestimmt; (Textabb. 214).

Fig. 213.

Fig. 214.

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Es wird später gezeigt werden, welche Bedeutung diese Neigung der Schieberellipse bei der Beurtheilung der Steuerungen besitzt.

An die Lokomotiv-Steuerung werden aber noch drei weitere Anforderungen gestellt, nämlich das schnelle Ingangsetzen der Züge, die durch die wechselnde

Fig. 215.

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Beschaffenheit der Bahn bedingte Veränderlichkeit der Leistung, welche am zweck-mäfsigsten durch Aenderung des Füllungsgrades zu erreichen ist, und die Umkehrung der Bewegungsrichtung. Dies führt zu den Schwingensteuerungen mit zwei unrunden Scheiben. Ist y die Senkung der Schwinge aus ihrer Mittellage (Textabb. 215), ^ = n der auf der

Schwinge gemessene Füllungsgrad und FG = n. BG (Textabb. 212), so ist MF der halbe Schieberhub xJ. Ist in Textabb. 216 MK —c die halbe Schwingenlänge, MK/ = n. MK und wird in K; winkelrecht zu MK die Strecke K/S/ — r¹ aufgetragen, so liegen die Punkte S/ in einer Hyperbel, denn der Schieberweg ist unter der oben angeführten Voraussetzung annähernd :

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Fig. 216.

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£ — x sin (b + cp) — -    ^ [sin (b + cp) — sin (b — cp)]

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Gl. 63) . .

XJ — X ]/sin ²b + n² cos ²b und

. sin b . cos cp -f- n cos b . sin cp

]/sin ²b + n² cos ²b

und der halbe Schieberhub für tg cpx = n ctg b Gl. 64) .

Gl. 65) . .

welcher Ausdruck sich für n — —

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auf

Gl. 66). . . vereinfacht.

tg b'

.    .    £ — x‘ sin (b⁷ + cp)

Die Schieberschaulinie ist daher wieder ein Kreis (Textabb. 212) mit dem Halbmesser x‘ — MF und dem Voreilungswinkel b/ = RMF. Aus der Formel finden halben Schieberhub:

Gl. 67)

xf

= r~|/sm ²b + ^

cos²b

ist zu ersehen, dafs die Endpunkte der Schieberwege in einer Hyperbel liegen, denn es ist

Gl. 68)

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r/₂

(rsinb)² (ctgb)2 (Textabb. 216), die Halbachsen sind rsinb und ctgb.

Bisher war behufs Darstellung der einfachsten Schieberbewegung vorausgesetzt, dafs die Excenterstangen im Verhältnisse zur Exeentricität und Schwingenlänge sehr lang sind. Da dies in Wirklichkeit nicht der Fall ist, so gehen die Schaulinien in unsymmetrische Linien über und man mufs bei genaueren Feststellungen entweder die ZeuneEsche Schieberschaulinie oder ein Modell zur Anwendung bringen.

Fig. 217.

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Für die Darstellung der Schieberbewegung durch die Zeuner sehen Schieberkreise soll an Stelle der bekannten analytischen Herleitung Zeuner’s hier v. Borries’s bildliches Verfahren benutzt werden¹), welches sich durch Einfachheit und Ueber-sichtlichkeit auszeichnet. Nach Textabb. 217, welche die Skizze einer allgemeinen Schwingensteuerung darstellt, bei der Schwinge und Schieberstange gleichzeitig gehoben bezw. gesenkt werden, erhält der Schieber seine Bewegung durch deu Punkt E. Denkt man sich die Kurbel Bj und den Endpunkt D der Schwinge festgehalten, so setzt sich diese Bewegung zusammen aus derjenigen der Kurbel BXM und derjenigen

c+y

, an deren Stelle

einer Kurbel B₁A₁ verkleinert im Hebel Verhältnisse ^

C ist. Die wirkliche

man eine Kurbel B₁F setzen kann, sodafs

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Bewegung des Punktes E, welche sich aus denjenigen der Kurbeln BXF und BXM zu-sammensetzt, wird dann nach der Regel über die Zusammensetzung von Kurbelbewegungen durch die Kurbel MF bewirkt.

Hierbei ist indes zu berücksichtigen, dafs in Folge der um den Winkel y gegen die Mittellinie geneigten mittlern Lage MC, MD der Excenterstangen die

X

Bewegung der Endpunkte C und D der Schwinge auf ^ vergröfsert wird und

die Voreilungswinkel der Excenterkurbeln MA, MB für offene oder gekreuzte Stangen um die Winkel ßx, ß₂ vergröfsert, bezw. verkleinert werden müssen. Um die wirksamen Kurbelpunkte zu erhalten, legt man daher an die wirkliche Kurbel MA (Textabb. 218) den Winkel y an und erhält mit MA¹ die wirksame Kurbellänge, legt ferner die Winkel ß: und ß₂ vergröfsernd bezw. verkleinernd an die Voreilungswinkel b an und erhält schliefslich mit MAX, MBX die bei der betreffenden Schwingenstellung y wirksamen Kurbelpunkte. Die Kurbeln MA1? MBX liegen jeweilig so, als ob sie Voreilungswinkel b + y hätten, aber jeweilig um ß₂ — y> also entgegen-

gesetzt zu y verdreht seien. Hält man mm wie_ der den Kurbelpunkt fest, so ergiebt sich für die wirkliche Bewegung des Punktes E (Text-abb. 217) nach Textabb. 219 aus den Kurbeln

mittels des

Fig. 218.

ML = BXM und MN = MO .

Parallélogrammes MLNF die Kurbel MF. Auf diese Weise kann man sämmtliche Punkte F ermitteln, d. h. die Linie Fj F₂ (Textabb. 220), auf welcher die Durchmesserenden der Schieberkreise liegen.

Denkt man sich diese Linie nach Textabb. 220 durch das Parallelogramm als Mechanismus erzeugt, so dafs sich der Punkt N längs OM bewegt, unter gleichzeitiger Drehung von OM und ML um M, so sieht man aus der Richtung der Drehung, dafs die Durchmesserlinie nach M hin bei offenen Stangen hohl, bei gekreuzten Stangen gewölbt sein mufs. Wenn keine Drehung stattfindet, so ist sie eine Gerade. Für die Mittellage der Schwinge fällt der Punkt F nach F₀; bleibt nun der Winkel ß unveränderlich = y, so bewegt sich der Punkt N auf OM₀. Die Durchmesserlinie wird in diesem Falle eine Gerade.

Wird also die Schwinge nicht gehoben und gesenkt, so findet bei gleichen Voreilungswinkeln unveränderliche Voröffnung statt.

Aus der Drehungsrichtung ergiebt sich schliefslich, dafs die Schwinge in ihrer gesenkten Lage bei offenen Stangen dem Vorwärtsgange, bei gekreuzten Stangen dem Rückwärtsgange der Lokomotive entspricht. Das ganze Verfahren erklärt die Schwingenbewegung in einfachster Weise.

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Fig. 219.

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Fig. 220.

Dampfvertheilung. Mit diesen Htilfs-mitteln läfst sich der Einflufs der einzelnen Abmessungen einer Schiebersteuerung auf die Dampfvertheilung ermitteln. Die Gröfse der Oeffnungen für den Ein- und Austritt des Dampfes wird vorzugsweise durch den Schieberhub und die äufsere Deckung bedingt. Der Schieberhub wächst mit dem Hube der Excenter, letzterer mufs entsprechend gröfser sein, wenn der Schieberhub durch die Bauart der Schwinge verkürzt wird (Textabb. 221). Da mit einer Ver-gröfserung des Excenterhubes und gleicher Voröffnung eine Verkleinerung des Voreilungswinkels

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verbunden ist, wie aus Text-abb. 212 hervorgeht, so entstehen hierdurch grössere Schieberöffnungen und Füllungsgrade. Ein grofser Schieberhub bewirkt anderseits bei einigen Steuerungsarten grölsere Veränderlichkeit der Voreilung und eine grölsere Ungleichheit der Schieberöffnungen vor und hinter dem Kolben; er steigert die Bewegung des Steines in der Schwinge, wenn nicht gleichzeitig die Excenterstangen und die Schwinge entsprechend verlängert werden. Auch die Inanspruchnahme der Hängestücke wird gesteigert und die Reibungsarbeit der Schieber durch Vergröfserung des Schieberdruckes und des Reibungsweges erhöht. Indessen müssen diese Nachtheile bis zu einer gewissen Grenze gegenüber den unbestreitbaren Vortheilen ausreichend grofser Schieberöffnungen zurücktreten.

Fig. 221.

Die Gröfse der Voröffnung ist für die Nutzwirkung des Dampfes von grofser Bedeutung. Beginnt der Dampfeintritt zu früh vor dem todten Punkte, so wird auch der volle Druck auf den Kolben zu früh erreicht, und damit auf die Kurbelzapfen und Achsschenkel ein entsprechender Druck ausgeübt, welcher hier erhebliche Reibung erzeugt, noch ehe der Kolben durch Vorwärtsbewegung nützliche Arbeit leistet. Das Verhältnis der Reibung zur Nutzarbeit wird also ungünstig, was sich als „schwerer Gang“ zu erkennen giebt. Beginnt der Dampfeintritt zu spät, so wird namentlich bei grofser Geschwindigkeit die nöthige Dampfspannung während der Füllung nicht erreicht. Die Lokomotive läuft dann zwar leicht, leistet aber nicht genug.

Zur Auffindung der zweckmäfsigsten Werthe für die Gröfse der Voröffnung geben die gewöhnlichen Indicator-Schaulinien fast gar keinen Anhalt, da diese die Vorgänge in der Nähe des todten Punktes und die erzeugte innere Reibung der Maschine nicht darstellen. Sie sind vielmehr geeignet, bei unvollständiger Kenntnis der Sache irre zu führen, da eine gute Füllungslinie mit grofser Voröffnung stets erreicht werden kann.

Nach der Indicatorlinie allein kann also die Güte der D a m p f w i r k u n g und die Zweckmäfsigkeit der Steuerung nicht beurtheilt werden. U e b e r diese Fragen können nur praktische Versuche zuverlässige Auskunft geben.

Dafs die Gröfse der linearen Voröffnung von sehr ausschlaggebender Bedeutung ist, wird klar, wenn man berücksichtigt, dafs mit deren Vergröfserung gleichzeitig der Voröffnungswinkel zunimmt, die Voreinströmung des Dampfes also in zwei Richtungen gesteigert wird. Die Textabb. 222 zeigt die Steuerung der ³/₃ gekuppelten Giiterzug-Lokomotike der preufsischen Staatsbahnen bei ¹/₄ Füllung und zwar durch die Schieberkreise I, I für 20 mm äufsere Deckung und 4 mm Voröffnung und durch II, II gestrichelt für 22 mm Deckung und 2 mm Voröffnung. Man erkennt, dafs der Voröffnungswinkel BMd im Falle I doppelt so grofs ist, wie im Falle II. Das vom Deckungskreise, Schieberkreise und der Linie MB eingeschlossene Dreieck, welches man passend als „Voröffnungsfläche“ bezeichnet, ist im Falle I

mindestens viermal so grofs, wie im Falle II. Man darf also sagen: Die Wirkung der Voröffnung auf die Dampfeinströmung nimmt ungefähr mit ihrem Quadrate zu und ab. Daher die ausschlaggebende Bedeutung.

Fig. 222.

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V, t,

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Die Abbildung läfst auch den weitern geometrischen Zusammenhang der einzelnen Abmessungen und de- .4. ren Wirkung auf die Darnpf-vertheilung erkennen. Bei gegebener äufserer Deckung ist der Schieberkreis durch die Voröffnung (den Schnittpunkt mit AMB), den Ab-schlufspunkt im Strahle Ma und den Mittelpunkt M vollständig festgelegt, da durch drei Punkte ein Kreis bestimmt ist. Bei weiter gegebener innerer Deckung ist also die ganze Dampfvertheilung für den betreffenden Füllungsgrad vollständig bestimmt. Wie die Schwingenbewegung beschaffen sein mufs, um diese Schieberkreise zu erzeugen, ist zunächst gleichgültig. Aus dem Vergleiche der beiden Schieberkreise I und II können daher sämmtliche Verschiedenheiten der Dampfwirkung ohne Weiteres ersehen werden.

Durch die Verminderung der Voröffnung mittels vermehrter Deckung bei II sind hiernach gegen I folgende Veränderungen eingetreten: 1) die gröfste Oeffnung des Einströmungskanales ist etwas verringert-, der Abschlufs bei Ma erfolgt etwas langsamer; 2) die Dehnung ist, da die Ausströmung erst bei Mb' statt bei Mb beginnt, von bx bis b/ verlängert worden ; 3) die Ausströmung ist, da ihr Abschlufs erst bei Mc' statt Mc erfolgt, um c₁c₁/ verlängert und die Druckzunahme entsprechend verringert.

Die etwas geringere Oeffnung der Einströmung ist ohne merklichen Nachtheil, während die um etwa 3 °/₀ des Kolbenweges verlängerte Dehnung einen geringen Vortheil und die um etwa4°/₀ verlängerte Ausströmung erheblichen Vortheil bringt, da der verringerte Gegendruck in derselben Weise, wie die verringerte Voreinströmung auf Verminderung der innern Reibung wirkt.

Da der Schieberkreis II lediglich dadurch erzeugt wird, dafs man die Steuerung aus der für I geltenden Lage um ein geringes Mafs nach vorwärts verlegt, so ergiebt sich, dafs die unter 2) und 3) bezeichnten Vortheile ohne sonstige Veränderung, lediglich durch Vergröfserung der äufsern Deckung gewonnen wurden.

Diese aus den beiden Abbildungen abgelesenen Ergebnisse gelten nicht nur für den einen, sondern für sämmtliche Füllungsgrade.

Die zweckmäfsigste Gröfse der Voröffnung richtet sich nach dem Füllungsgrade, der Kolbengeschwindigkeit und der Gröfse des schädlichen Raumes. Eine zu grofse Veränderlichkeit der Voreilung beim Vorwärtsgange, wie sie z. B. die Stephenson’sche Steuerung bei kurzen Excenterstangen ergiebt, kann durch ungleiche Voreilungswinkel auf Kosten des Rückwärtsganges vermieden werden. Bei offenen Stangen ist hierfür der Voreilungswinkel des Vorwärtsganges zu vergröfsern, hei gekreuzten Stangen zu verkleinern. Die innere Deckung bestimmt den Beginn der Ausströmung und der Druckzunahme. Es mufs daher in jedem besondern Falle erwogen werden, wie weit man mit der Verkleinerung der innern Deckung gehen kann. Bei zunehmender Geschwindigkeit vermindert sich der Arbeitsverlust durch Abnahme der Dehnung, während sich der Gewinn an Arbeit durch Verkleinerung der Druckzunahme steigert, so dafs nichts im Wege steht, von einer Zuggeschwindigkeit von etwa 40km/St an aufwärts die innere Deckung bis zu einer zu bestimmenden Gröfse negativ zu machen. Textabb. 223 stellt zwei übereinander gezeichnete Indicatorlinien der Lokomotive Textabb. 11, No. 14, S. 12 für denselben Füllungsgrad bei 5 km/St Fahrgeschwindigkeit dar und zwar a bei einer innern Deckung von -j- 1,5 mm und b dsgl. von —5,0mm.

Fig. 223.

AZ

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6\

Textabb. 224 enthält die entsprechenden Linien bei 80 km/St.

Fig. 224.

Zu geringe Länge der Excenterstangen übt einen nachtheiligen Einflufs auf die Dampfver-theilung vor und hinter dem Kolben aus, indem deren Veränderlichkeit gröfser wird. Zu geringe Länge verstärkt ferner die an der Steuerwelle rüttelnden Kräfte, wobei indessen zu beachten bleibt, dafs es nicht auf die wirkliche Länge 1 der Stangen, sondern auf X • c

das Verhältnis -j- ankommt. Durch

ZN

Veränderung der Länge der Rückwärtsexcenterstange kann die Dampfvertheilung beim Rückwärtsgange etwas verbessert werden, ohne diejenige des Vorwärtsganges wesentlich zu beeinflussen.

Offene oder gekreuzte Stangen ergeben verschiedene Veränderlichkeit der Voröffnung. Da in der Regel nur mit kleinen Füllungen gefahren wird und Personenzug-Lokomotiven meist mit höherer Geschwindigkeit fahren, wodurch der Enddruck im schädlichen Raume hoch ausfällt, so ist es nicht zweckmäfsig, dies durch die Steuerungsanordnung noch in dem Mafse zu steigern, wie es bei offenen Stangen geschieht. In der Regel verdienen daher gekreuzte Stangen den Vorzug. Offene Stangen haben den Vortheil, dafs unter sonst gleichen Verhältnissen neben der Vor-

Öffnung auch der Schieberhub in den mittleren Schwingenstellungen gröfser ausfällt, als bei gekreuzten Stangen.

Durch grofse Länge der Schwinge wird die Veränderlichkeit der Voreilung erhöht, durch geringe die Schwankungen zwischen Schwinge und Stein.

Die Aufhängung der Schwinge hat erheblichen Einflufs auf die Schieberöffnungen und Füllungsgrade, bietet daher ein Mittel, diese für bestimmte Fälle auf beiden Kolbenseiten gleich grofs zu machen. Sie beeinflufst auch die Bewegung des Schwingensteines. Der Aufhängepunkt liegt entweder dem untern Ende oder der Mitte der Schwinge nahe; er zeigt die geringste, der von ihm am weitesten entfernte Punkt der Schwinge die unruhigste Steinbewegung. Da nun die Endpunkte der Schwinge bei den Zuglokomotiven nur beim Anfahren, also immer nur kurze Zeit benutzt werden, so erscheint für diese eine mittlere Aufhängung zweckmässig.

Fig. 225.

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L_

f-

Fig. 226.

Ist in Text-abb. 225 a der Kurbelwinkel bei halber Füllung hinter dem Kolben, so ist der entsprechende Winkel ß auf der andern Seite um

K,

CA \

\P M -U

2(a—kleiner; bei anderen Kurbelwin- v. kein ist das —

Verhältnis ähnlich. Die Gröf se der gröfsten Abweichung hängt von dem Verhältnisse r:L ab. Bei gleichen Kurbelwinkeln ist also der Kolbenweg vorn stets gröfser. Schneidet z. B. hinter dem Kolben der Schieber bei Pj (Textabb. 226) ab, so müfste vorn dasselbe bei P eintreten, wenn MPX=MP sein soll; aber wegen des von der Kurbel durchlaufenen kleinern Winkels sind die Excenterpunkte V₂ und ß₂ noch nicht weit genug vorgerückt, so dafs die Schwinge erst bei P₂ steht, der Schieber also noch nicht öffnet. Um nun die Schwinge in den Punkt P zu bringen, genügt es, wenn sie bei ihrer schrägen Lage etwas gehoben wird, was am einfachsten durch Verlegung des Aufhängepunktes S hinter die Mittellinie der Schwinge erfolgt, wie sich aus Textabb. 226 ergiebt. Ein

anderes Mittel ist die unsymmetrische Gestaltung des Schiebers, wodurch aber wieder die Voröffnung ungünstig beeinflusst wird.

Auf diese Weise kann man die durch die beschränkte Kurbelstangenlänge und sonstige in der Bauart der Steuerung liegende Unregehnäfsigkeiten verursachte unsymmetrische Dampfvertheilung einigermafsen ausgleichen und die gröfsten Oeff-nungen, sowie die Füllungen auf beiden Kolbenseiten für einen bestimmten ausgewählten Füllungsgrad gleich machen. Beim Rückwärtsgange und bei Anwendung gekreuzter Stangen wirkt diese Art der Aufhängung in demselben Sinne, ebenso auch bei anderen Schwingenformen. Auch die Lage der Steuerwelle und des von dem Aufhängehebel beschriebenen Umlegebogens ist geeignet, Ungleichheiten in der Dampfvertheilung zu vermindern. Diese Verhältnisse sind in jedem Falle mit Hülfe eines Modelles zu ermitteln.

Bezüglich der Angriffsweise der Excenterstangen an der Schwinge unterscheidet man solche, bei welchen der Excenterhub nicht vermindert wird (Textabb. 234, 235, 236 u. 248), von solchen (Textabb. 221,246 u. 247), welche diesen nicht voll ausnutzen. Bei der Lokomotive Textabb. 11, Nr. 14, S. 12 ist z. B. r = 64 mm und c = 196 mm, der gröfste halbe Schieberhub aber nur = 42 mm, so dafs 34°/₀ des vorhandenen Excenter-hubcs in Folge der geringen nutzbaren Schwingenlänge verloren gehen. Die zwar kostspieligere Taschenschwinge (Textabb. 248) ist in der Wirkung die zweckmäfsigste, denn sie bewirkt weder ungleichförmige Bewegung, noch Hubverminderung.

Textabb. 227 stellt die Schieberellipsen für drei Bauarten der Schwinge bei 20 °/o Füllung dar, und zwar in Linie a für mittlere Aufhängung und Bolzen in der Mittellinie in Linie b, wenn Aufhängepunkt und Steuerwelle um 7,5 zurückgelegt [[werden, und in Linie c bei mittlerer Aufhängung und hinter der Mittellinie liegenden Excenterbolzen. Die Einstellung war jedesmal für gleiche Voröffnung erfolgt.

Ist ferner in Textabb. 228 AB die den gröfsten Ausschlag bestimmende

Fig. 228.

Fig. 227.

hinten 0

io to SO >tO 50    60 io »0    90

100 rom.

mm

Hz

schräge Lage einer Schwinge, deren Excenterbolzen von A nach D verlegt werden, so ist ersichtlich, dafs hierdurch der Schieberhub im Ganzen zurückgeht, ohne die Voreilungen wesentlich zu ändern. Die Schieberöffnungen werden daher vorn gröfser und hinten kleiner. Das Umgekehrte würde eintreten, wenn die Excenterbolzen vor die Mittellinie gesetzt würden.

Fig. 229.

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IR

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20 3? ‘0 ■50    60 ~i0 lo Ą) 100

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Fig. 230.

Für die Bestimmung des Einflusses der Steuerung auf die Dampf-vertheilung sind die Schieberellipse und die Indikator - Schaulinien besonders geeignet. Die Textabb. 229 enthält diese Schaulinien für den kleinsten, den gröfsten und zwei mittlere Füllungsgrade; die Indikatorlinien sind bei ganz niedriger Geschwin-digkeit aufgenommen, bei welcher sich die g Merkmale der einzelnen Abschnitte am deut- 1 liebsten zeigen; diese sind durch die Buchstaben A bis G bezeichnet. Während der Einströmung AB sollte der Dampfdruck möglichst unveränderlich und dem Kesseldrucke gleich sein, aber selbst bei kleinster Geschwindigkeit tritt höchstens ersteres ein, letzteres nie. Wie bei zunehmender Geschwindigkeit ( der Einströmungsdruck abnimmt, zeigt Textabb. 230, welche Indicatorlinien für gleiche Füllung und von 0 bis 80 km/St zunehmende Geschwindigkeit darstellt. Aus diesen Linien 6 ist zu erkennen, dafs die Einströmungsöffnung für grofse Geschwindigkeit nicht genügte. Der 7 hieraus entstehende Arbeitsverlust geht aus Textabb. 231 hervor, er entspricht bei gleicher Dampfmenge und unter der Voraussetzung einer genügenden Voröffnung mindestens der Fläche A/B/C/.

0    10 SO 30 w JO 60    10    80    00 100

Bei allen Schwingensteuerungen werden die Schieberöffnungen gegen das Ende der Einströmung stets kleiner, während sie wachsen müfsten, um den in Textabb. 231 verdeutlichten Verlust möglichst zu vermeiden. Ein einfaches und wirksames Mittel, um die Gröfse der Schieber-Oeffnungen zu verdoppeln, ist der Trick’sche Kanalschieber,Textabb.242 S.202.

Fig. 231.

A'

C’

Da auch die Oeffnungen der Voreinströmung verdoppelt werden, ohne deren Dauer zu erhöhen, so kann die Voröffnung kleiner werden.

Die Dauer der Dehnung BC (Textabb. 229) sollte bis ans Hubende und bis nahe zum äufsern-Drucke herabgehen, was aber bei gröfseren Füllungen nicht der Fall ist. Auch die Vorausströmung auf der Strecke CD erfolgt bei

13

Eisenbahn-Technik der Gegenwart I.

kleinen Füllungen und grofsen Geschwindigkeiten zu langsam und mit unzulänglicher Oeffnung. Der Gegendruck während der Ausströmung DE ist besonders bei gröfseren Geschwindigkeiten zu hoch, wieder in Folge der ungenügenden Ausströmungsöffnungen ; diese sollten später und weiter geöffnet werden, länger offen bleiben und schneller geschlossen werden.

Die Druckzunahme auf der Strecke EF tritt bei kleinen Füllungen zu frühzeitig ein. Zwar wird sie zur Erreichung eines genügend hohen Enddruckes in den schädlichen Räumen benutzt, dieser fällt aber bei kleinen Füllungen und grofsen Geschwindigkeiten zu hoch, im entgegengesetzten Falle zu niedrig aus. Die Druckzunahme mufs daher für die am meisten vorkommenden Bedingungen möglichst günstig bestimmt werden, was durch eine dem schädlichen Raume angemessene Gröfse der innern Deckung bewirkt wird. Es empfiehlt sich, den Enddruck der Druckzunahme etwas niedriger zu halten, als der Druck des einströmenden Dampfes ist, um zwischen dem Dampfverbrauche für Ausfüllung des schädlichen Raumes und dem Arbeitsverluste den richtigen Mittelweg zu treffen. Der schädliche Raum sollte möglichst klein sein; der Spielraum des Kolbens kann zu diesem Zwecke bis auf 8 mm herabgesetzt werden.

¹

) S. Civilingenieur 1873, Bd. 22, S. 151.

f, 2, Entwurf neuer Lokomotivsteuerungen,

Die Abmessungen der Dampfkanäle und Schieber können nach dem Vorstehenden in Uebereinstimmung mit der Erfahrung nach folgender Zusammenstellung angenommen werden:

Zusammenstellung XX.

Gegenstand

Fahrgeschwindigkeit

Einheit

klein

grofs

Schädlicher Raum

0,07

0,08

Kolbenhub h

Querschnitt der Dampfkanäle Verhältnis der Kanalbreite zur Höhe.............

0,07

0,085

Kolben-Querschnitt

1:10 1 :12

Hiernach : Kanalbreite b Kanallänge .

l- io o t-

©o

Kolben-Durchmesser d

Halber Scbieberweg für die Mittelstellung der Steuerung

( Vollschieber. . . 1 Kanalschieber .

Aeufsere ( Yollschieber. . . Deckung \ Kanalschieber .

Innere Deckung ........

Voröffnung

-p <=>

0,67

0,80

0,08 I

Kanalbreite b

0,72

—0,05    .

Diese Angaben gelten zunächst für Allan-Steuerung mit gekreuzten Stangen. Bei Stephenson-Steuerung mit offenen Stangen müssen Schieberweg und Voröffnung etwas gröfser angenommen werden, um für die mittleren Füllungsgrade die richtigen

0,10

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Fig. 232.

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CO Ci HH HH Sx CM tH Îh HH

rH rH

CM CM CM CM

—........ ...... .

rH rH rH tH

Zusammenstellung XXI (Textalbt). 232).

Steuerungs-Ergebnisse der ²/₃ gekuppelten Personenzug-Lokomotive

der Preul'sischen Staatsbahn.

Kolbenweg während :

eunpeunzïpnjQ .xop

<M CM

rH rH

CM    (M    M    CM (M CM CM (M

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Hin !Zurück

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Kolhenweg während :

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austrittes

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rH CO    COCO    CMCM    CM GM    HH    HH rH

-s -5

rH tH

CD 00

10° 87₂ 44 10 54

9° 17 46 20 447₂

8° 26 457s 30 42

5° 36 42 40 37

3° 47 3678 50 32

30 60 2772 60 267a

1° 72 1972 70 20

0° 77 1672 75 167a

4+4

4+4

472+472

5+5

9+9

67₂+67₂

10+7

9+9

10+9

127a+87s

137a+67a

17+3

CM (M tH rH

20

247₂

24

287₂

O - N

CM rH '

iH

o    tr¹

i-H

.2

■HH HH -HH ■HH tH HH HH HH HH HH H¹ HH »OiO \0 iO

vor dem Kolben hinter

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

CM    03 CM    CM

tH    rH rH    rH

-2Î-2

rH rH

vor

hinter

iO iQ lO iC

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Il II

vor

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hinter

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CM    CM CM

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rH tH    tH_

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CM CM CM    CM

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COCO    COCO    CM OJ    (M H    H H    rH

CM CM

rH rH

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Ci C~ Ci ĆÓ    «Ô CD    Ci CO    CO O    CO lO    CO    O    O (M

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CM    CM 03

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rH    tH tH

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44

45

467₂

45

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06

CM (M (M

rH tH r-<

447₂

4172

If

37

3672

3172

287₂

267a

1972

LU

4+4

f+f

f+f

5+5

5+5

4+4

4+4

4+4

27

30

36V₂

40

47V₂

50

59 V₂

0!)

72Vi

7°

o9

oS

o5

7i°

9+9

4+4

67₂+ 67₂

4+4

778+77»

9+9

10+9

12+8

14+6

16+4

4+4

4+4

4+4

4+4

4+4

4+4

47₂+47₂    20

23

4+4

_+M

CO CO

15

17

^V₂

oO

25

75

28

5+5

1472+472

Gröfster Schieberhub 92¹/a

Baxiart der Steuerung : Kurbellänge der Excenter 64 mm vorwärts 30° rückwärts 30°

Yoreihmgswinkel ■[

10%

20%

30%

40°/₀

50%

%09

70%

75%

Verhältnisse zu erhalten. Wenn hierbei die Voröffnung für die Endstellungen verschwindet, so ist das ohne Nachtheil. Bei Heusinger-Steuerung an Personen-und Schnellzug-Lokomotiven wendet man zweckmäfsig folgende Verhältnisse an: halber Schieberweg = 0,9b, äufsere Deckung = 0,82b. Für Verbund-Lokomotiven, welche noch kleinere Voröffnungen erhalten, sind die betreffenden Angaben im Abschnitte g „Verbund-Lokomotiven“ enthalten.

Zum sichern Anfahren bei ungünstigen Kurbelstellungen ist eine gröfste Füllung von rund 75% erforderlich, welche bei Allan- und Heusinger-Steuerung einen Schieberweg gleich etwa dem doppelten desjenigen für die Mittelstellung, bei Stephenson-Steuerung mit offenen Stangen etwas weniger erfordert und durch Einzeichnen der betreffenden Schieberkreise mit den Durchmessern MF1; MF₂ in die Textabb. 220 leicht ermittelt werden kann.

Der Hub der Excenter ist bei Schwingen, welche keine Verkürzung der Bewegung-ergeben, gleich dem gröfsten Schieberwege, bei Schwingen mit Verkürzung entsprechend gröfser anzunehmen. Excenterhub und Voreilungswinkel können nach Textabb. 220 aus den gröfsten Schieberkreis-Durchmessern (MF1? MF₂) festgestellt werden.

Besser ist es indes sämmtliche Abmessungen an einem guten, in jeder Abmessung einstellbaren Steuerungs-Modelle zu ermitteln, weil hierbei gleichzeitig-alle Unregelmäfsigkeiten möglichst beschränkt werden können. Die Ergebnisse derartiger Untersuchungen pflegt man übersichtlich in Zusammenstellungen einzutragen, für welche die vorstehende, zur Lokomotive Textabb. 11, Nr. 14, S. 12 gehörige ein Beispiel bietet. In dieser Weise mufs so lange fortgearbeitet werden, bis eine namentlich für die kleinen Füllungsgrade möglichst gleichmäfsig wirkende Steuerung ermittelt ist.

Die Länge der Schwinge pflegt man gleich dem 2¹/₂ bis 3 fachen Excenterhube zu wählen.

Um auch im Betriebe die gleichförmige Wirkung der Steuerungen sicher zu stellen, empfiehlt es sich nach jeder Zusammensetzung der Lokomotive die in Zusammenstellung XXII enthaltenen Angaben aufzunehmen und in ein in der betreffenden Werkstätte geführtes Buch einzutragen. Es kann dann jederzeit übersehen werden, ob mangelhaftes Arbeiten einer Lokomotive etwa der Steuerung zuzuschreiben ist.

Zusammenstellung XXII.

Lokomotive Nr.....

Rechts

Links

vorn hinten vorn [ hinten

^ (M (M (M CO

CO CO CO ^

II

2. Kolbenweg für 1/4 Füllung vorwärts Desgleichen rückwärts.

03

Ol

I 03

I o

rH

co i co I

3. Spielraum des Kolbens.....

10

11

10

f, 3. Anordnung der verschiedenen Steuerungen.

Die Stephensoir’sche Steuerung. Die Schwinge ist nach einem Kreisbogen mit einem Halbmesser gleich der Länge der Excenterstangen geformt. Die Voreilung ist sehr veränderlich, sie nimmt bei offenen Stangen mit abnehmender Füllung zu und bei gekreuzten ab. Die Anordnung erfordert in der Längsrichtung wenig Raum, weil die Schieberschubstange keine bestimmte gröfsere Länge erfordert, so dafs die Excenterstangen lang hergestellt werden können, was übrigens auch nöthig ist. Die Steuerung zeichnet sich durch grofse Einfachheit aus und wird bei wagerechter Lage durch das Spiel der Tragfedern nicht beeinflufst; sie wird vorwiegend in England und Amerika, sonst bei kleinen Lokomotiven angewandt.

Textabb. 233 zeigt eine Ausführung der Lokomotivfabrik Grafenstaden für Innensteuerung mit offenen Stangen, Taschenschwinge und Prismenführung der

Fig. 233.

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Mafsstab 1:30. Innenliegende Stephenson-Steuerung, Grafenstaden.

Fig. 234.

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Mafsstab 1:30. Aufsenliegende Stephenson-Steuerung, Grafenstaden.

Schubstange, Textabb. 234 eine andere derselben Fabrik für Aufsensteuerung mit Schlitzschwinge und bajonettförmiger Schubstange, um den Schieberkasten weniger vortreten zu lassen. Textabb. 235 stellt eine Ausführung der Lokomotivfabrik von Dubs & Co. in Glasgow dar, mit innerer Schwinge und Uebertragung auf die aufsenliegenden Schieber durch Zwischenwelle und Hebel nach amerikanischem Muster.

Fig. 235.

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Mafsstab 1:30. Stephenson-Steuerung mit innerer Schwinge und Zwischenwelle, Dubs&Co., Glasgow.

Die in England vorwiegend übliche Anordnung zeigt Tafel II, die in Amerika aussckliefslich angewandte Tafel IV.

Die Gooch’sche Steuerung. Die Schwinge ist ebenfalls kreisförmig aber

nach dem Schieberkasten nach dem Halbmesser der Schubstange gekrümmt und wird in senkrechter Richtung nicht verstellt. Die Voreilung ist unveränderlich. Die Anordnung erfordert in der Längsrichtung

gröfsern Raum. In Oesterreich und Frankreich kommt diese Bauart vielfach zur

Fig. 236.

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Mafsstab 1:30. Innenliegende Gooch-Steuerung.

Anwendung. Textabb. 236 zeigt eine Ausführung für Innensteuerung.

Allan’s che Steuerung. Diese in Deutschland sehr beliebte Steuerung hat mehrere Vorzüge. Die Schwinge ist geradlinig und wird gleichzeitig mit der Schubstange bewegt ; die einzelnen Bewegungen beider Theile sind daher gering, ebenso die von diesen abhängenden Unregelmäfsigkeiten der Dampfvertheilung. Sie ist aber vieltheiliger als die beiden anderen, erfordert auch ziemlich grofse Längenausdehnung. Die übliche Anordnung für Innensteuerung ist aus Textabb. 11 No. 14. S. 12 und 22, No. 25. S. 21 zu erkennen. Das Gesetz, nach welchem

das Heben und Senken der Schwinge und der Schubstange zu erfolgen hat, er-giebt sich nach Textabb. 237 mit genügender Annäherung so:

Fig. 237.

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Die Heusinger Steuerung gelangte zuerst in Belgien unter dem Namen Walschaert zur Anwendung, wird jetzt aber auch in Deutschland, Oesterreich und Frankreich vielfach verwendet. Die Schieberbewegung wird durch eine Kurbelbewegung erzeugt, welche winkelrecht zur Triebkurbel mittels einer festgelagerten Schwinge die veränderliche Füllung, sowie Vor- und Rückwärtsgang, und durch eine Bewegung entgegengesetzt zur Triebkurbel mittels Gegenhebels, welche die unveränderliche Voreilung bewirkt.

Textabb. 238 zeigt die Anordnung für eine Tender-Lokomotive der preufsi-schen Staatsbahnen (Elberfeld) mit Taschenschwinge und Gelenkaufhängung des Gegenhebels.

Die Schwinge dreht sich um festgelagerte Zapfen, erleidet daher keine seitliche Ausweichung. Alle Theile liegen in derselben lothrechten Ebene, so dafs die ganze Bauart sehr haltbar und dauerhaft ist. Das Federspiel ist ohne Einflufs. Im Ganzen ist die Steuerung aber vieltheiliger als diejenigen von Stephenson und G o o c h. Taf. I läfst die Anordnung der Steuerung für die ²/₄ gekuppelte Schnellzug-Lokomotive der preufsischen Staatsbahnen erkennen, Textabb. 264, S. 214 zeigt die Steuerung für die Schnellzug-Lokomotiven der badischen Staatsbahnen. Letztere ist die zweckmäfsigste Steuerungs-Anordnung für Innencylinder da die Schieberkasten im Gegensätze zu den englischen Lokomotiven leicht zugänglich bleiben.

Mit der Heusinger Steuerung sind grofse Schieberwege am leichtesten zu erreichen, auch werden die aus der endlichen Länge der Triebstangen entstehenden

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Mafsstab 1:30. Heusinger-Steuerung, Direktion Elberfeld. Fig. 239.

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Mafsstab 1:25. Joy-Steuerung, Nordwestbalm, England.

Unregelinäfsigkeiten grölstentheils ausgeglichen. Sie giebt daher von allen Steuerungen die regelmäßigste Dampfvertbeilung.

Ellipsen Steuerungen. Die Steuerung von Joy, deren Anordnung an einer Güterzug-Lokomotive der englischen Nord-Westbahn die Textabb. 239 zeigt,

gehört mit zahlreichen Anderen zu den Ellipsen-Steuerungen. Diese haben keine, oder nur ein Excenter und die Schieberbewegung wird nur durch eine mit der Kurbel-, Kuppel- oder Excenter-Stange verbundene Hebel-Anordnung bewirkt, also im Allgemeinen von einer Ellipsenbewegung entnommen. Die veränderliche Vor-und Rückwärtsbewegung wird durch Umwandelung der senkrechten Bewegung des Haupthebels mittels der stellbaren Gleitführung, die Voreilung wie bei Heusinger durch den obéra Hebelarm erhalten. Die Steuerung wird in England vielfach angewandt.

Eine Abart dieser Steuerung von Klose¹⁹), bei welcher an Stelle des untern Gegenlenkers der Haupthebel mit zwei Gelenken an die Triebstange gehängt ist, zeigt Textabb.240. Zu derselben Gattung gehören auch die Steuerungen von Brown, welche nach Textabb. 241 und ähnlichen Anordnungen, meist mit Lenkern an Stelle der Joy’scken Gleitführung, Von der Lokomotivfabrik Winterthur aus-

Fig. 240.

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Ellipsen-Steuerung von Klose, württembergische" Staatsbahn.

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¹⁹) Organ 1896, S. 112.

geführt sind, sowie diejenige von Strong²⁰), bei welcher von einer Excenterstange zwei getrennte Bewegungen für die Ein- und Austrittschieber abgeleitet werden.

Steuerungen dieser Art lassen sich aus jedem Geradführungs-Lenker her-stellen, indem der Angriffspunkt am Triebwerke den in Richtung der Voreilungsbewegung gerade zu führenden Punkt, der Endpunkt des Haupthebels, welcher in der Gleit- oder Lenkerführung schwingt, den als fest gedachten Punkt bildet. Gleit-führung und Schieberschubstange müssen eine zweite Geradführung bilden, welche den Angriffspunkt in hierzu winkelrechter Richtung gerade führen würde. Alle diese Steuerungen werden aber durch das Federspiel stark beeinflusst, geben also für kleine Füllungsgrade keine gute Dampfvertheilung.

Sämmtliche bisher beschriebenen Steuerungen können innerhalb oder aufser-halb der Rahmen angebracht werden. Die Lage aufserhalb der Rahmen hat den Vorzug leichter Zugänglichkeit und kleiner Excenterscheiben bzw. Kurbeln; dagegen sind die Bestandtheile mehr dem Staube ausgesetzt, auch wirkt bei schräger Lage das Federspiel ungünstig auf die Dampfvertheilung. Auch nutzen sich die aufsen wagerecht oder wenig geneigt liegenden Dampfschieber erfahrungsmäfsig stärker ab, als die inneren mit senkrechtem Spiegel. Im Allgemeinen ist hiernach für grofse Lokomotiven innere, für kleine äufsere Steuerung zu empfehlen.

Bei

Steuerungen besonderer Bauart. Bei allen bisher besprochenen Steuerungen können die bezeichneten Mängel nicht beseitigt werden, da sie gröfstentheils in der schleichenden Schieberbewegung begründet sind, anderen guten Dampfmaschinen ist diese längst aufgegeben und durch die Anwendung von Corliss- oder Ventilsteuerung mit bestem Erfolge ersetzt worden. Auch bei den Lokomotiven hat man versucht, die Dampfvertheilung zu verbessern, und zwar schon vor langer Zeit durch die Doppelschiebersteuerungen von Borsig, Meyer, Poloncean u. A., welche bis zum Jahre 1870 vielfach angewandt wurden. Sie gewährten eine bessere Dampfausnutzung, sind aber wegen ihrer Vieltheiligkeit wieder verlassen.

Hierauf entstand der Trie lösche Kanalschieber, welcher eine erhebliche Verbesserung der Ein-fEEr strönmngs-Verhältnisse herbei-führte. Textabb. 242 zeigt den Kanalschieber des Niederdruck -cylinders der Lokomotive Textabb. 28, Nr. 31, S. 26. Beim Entwerfen ist zu beachten, dafs beim gröfsten Schieberhube die innere Kante des Kanales mit dem Ausströmungsraume nicht - f-jf___}- in Verbindung treten darf, son

dern vor diesem eine genügende Deckung — mindestens 5 mm — übrig bleiben mufs. Der Vortheil dieses Schiebers tritt besonders bei Schnell- und Perso-

Fig. 242.

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Mafsstab 1:10. Trickscher Canalschieber.

²⁰) Organ 1884, S. 7.

nenzug - Lokomotiven hervor, bei denen die höhere Dampfgeschwindigkeit eine gröfsere Dampfeinströmungsöffnung erfordert.

Endlich ist in neuerer Zeit versucht worden, die Grundsätze der neueren Dampfmaschinen-Steuerungen auf die Lokomotive zu übertragen. Die Steuerung von Strong²) hat für Ein- und Ausströmung vier Gitterschieber senkrechter Stellung, welche durch ein Excenter und die erwähnte Umsteuerung mittels einer Pfeilhebel-Anordnung für kleine Bewegung während der Deckung bewegt werden. Sie bewirkt rasche Oeffnung und raschen Schlufs, sowie verringerte Druckzunahme, ist aber ihrer Vieltheiligkeit wegen verlassen worden.

Die Steuerung von Bonnefond³) hat ebenfalls getrennte Schieber für Ein- und Ausströmung, von welchen erstere mit Auslösung versehen sind, durch welche die Füllung eingestellt wird.

Fig. 243.

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Mafsstab 1 : 27,5. Steuerung Durant-Lencauchez, Orleans-Balin.

Die Steuerung von Durant-Lencauchez⁴) Textabb. 243, auf der Orleans-Balin versuchsweise angewandt, bezweckt unter Anwendung der G o o c h’schen Schwinge und vier getrennter Rundschieber die Verkleinerung der schädlichen Räume bis auf 4,5 °/₀, Verminderung der Dampfabkühlung, Vergröfserung der Einströmungs-Öffnungen, Verlängerung der Dampfdehnung und Verkürzung der Druckzunahme. Letztere Verbesserungen wurden dadurch erreicht, dafs die Bewegung der Einlafs-schieber von einem tiefem Punkte des Steines entnommen wird, als diejenige der Auslafsschieber, wodurch der Rückwärtsgang allerdings um so schlechter ausfällt. Diese Steuerung ist im Gegensätze zu allen Vorgängern so einfach und dauerhaft, dafs sie für den Lokomotivbetrieb geeignet erscheint. Die Ergebnisse stehen noch nicht fest.

Die Bewegung würde noch besser von zwei Punkten des Gegenhebels der Heu singer-Steuerung abgenommen werden und dann für Vor- und Rückwärtsgang gleiche Vortheile bieten.

f. 4, Ausführung der einzelnen Steuerungstheile,

Fig. 244.

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Mafsstab 1: 8. Excenter-Ringe.

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Die Excenter erfordern bei grofsem Durchmesser viel bewegende Kraft, weshalb die anfsenliegenden Steuerungen und Bauarten, wie die von Heusinger, Jo y u. a., die nur kleine Scheiben oder Zapfen beanspruchen, in dieser Beziehung den Vorzug verdienen. Die üblichen Ausführungen sind aus den Textabb. 233, 235, 236 243 und Textabb. 244 zu ersehen. Die Ringe erhalten zweckmäfsig zwei Nuthen und Einlagen aus Rothgufs oder Weifsmetall. In Amerika und bei kleinen Lokomotiven werden die Ringe meist aus Gufs-eisen ohne besondere Einlage hergestellt. Bei äufserer Steuerung werden die beiden Excenterscheiben häufig aus einem Stücke angefertigt (Textabb. 245). Die Schmierung erfolgt zweckmäfsig durch Vorrichtungen wie in Textabb.244, welche nur während der Bewegung wirken.

Die Schwinge ist im Zusammenhänge mit den übrigen Steuerungstheilen in den Textabb. 233 bis 243 dargestellt. Textabb. 246 zeigt eine Klotzschwinge mit umfassendem Steine, welche aber den Nachtheil hat, dafs sich der Staub leicht ansetzt und das Oel weggeschleudert wird. Textabb. 247 zeigt die gerade Schlitzschwinge der Lokomotive, Textabb. 11 Nr. 14 S. 12, Textabb. 248 die Taschenschwinge der Lokomo-

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Fig. 247.

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Mafsstab 1:10. Klotzschwinge.

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Taschenschwinge.

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tive Textabb. 22, Nr. 25 S. 21, beide mit Aufhängung in der Mitte. Erstere ist sehr einfach , vorwiegend in Deutschland, England und Amerika üblich, verkürzt aber den Schieberweg, wenn die Bolzen in der Mittellinie liegen. Letztere ist sehr kostspielig, verkürzt aber den Schieberweg nicht und ist vorwiegend in Frankreich und Oesterreich in Gebrauch.

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Für die Heusinger-Steuerung der Lokomotive Tafel I hat v. Borries an Stelle der Taschensehwinge die in Textabb. 249 dargestellte Schlitzschwinge mit besonderen seitlichen Zapfenschilden eingeführt. Die Schwinge dieser Steuerung kann nach der Bauart Helmholtz (Krauls), (Textabb. 250) auch gerade ausgeführt werden, wTenn der Stein an einem Zwischenhebel angreift, der mit dem Hebel auf der Steuerwelle und der Schieberschubstange eine senkrechte Geradführung für den Stein bilden würde.

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Die Schwingen, Bolzen u. s. w. werden stets aus Eisen hergestellt und im Einsätze gehärtet, da naturharter Stahl zu starke Abnutzung zeigt.

Mafsstab 1 : 7,5. Sclilitzschwinge von v. Borries.

Fig. 250.

Die Dampfschieber, deren Bauart aus den Textabbildungen 233, 234, 238, 239 u. 242 ersichtlich ist, werden fast allgemein durch schweifseiserne Rahmen bewegt und durch Federn gegen die Grundflächen gedrückt. Die Quer- und Seitenstege müssen so breit sein, dafs der Flächendruck nicht zu grofs wird. Von den zahlreichen

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stungsvorrichtun -gen hat in Amerika derRi char d-son’sche Leistenrahmen (Textabb. 251) vielfache Anwendung gefunden, während sich inDeutschland der getheilte Entlastungsring von v. Bor ries (Textabb. 252) gut bewährt hat. Der innere Ring ist 1 mm weit aufgeschnitten, wird

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durch vier Federn angedrückt und legt sich dicht gegen den äufsern Ring und den kugelförmig abgerundeten Ansatz am Schieber, ohne zu klemmen.

Fig. 251.

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Zur Herstellung der Schieber eignet sich Gufs-eisen, welches weicher ist, als dasjenige des Cylinders. Wenn beide gut zu einander passen, sind die gulseisernen Schieber sehr dauerhaft. Ist dies nicht zu erreichen, so wendet man Rothgufs an, für welchen sich folgende Zusammensetzung empfiehlt : 80 Th. Kupfer, 14 Th. Zinn und 2 Th. Zink. Ausfütterungen der Schieber mit Weifsmetall, welche zur Schonung der Fläche und Verminderung der Reibung versucht sind, schmelzen auf längeren Gefällen leicht aus.

Zur Beseitigung der Schieberreibung sind mehrfach Kolbenschieber angewandt, welche sich gut bewährt, bisher aber keine allgemeine Verbreitung gefunden haben. Die Steuerkolben laufen

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Richardson’s Leistenrahmen.

Fig. 252.

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stets in besonders eingesetzten Buchsen mit Rippen in den Einströmungsöffnungen; die Theilfugen der Ringe werden so gestellt, dafs sie auf diesen Rippen laufen.

Mafsstab 1:7. Entlastungsring von v. Borries.

Textabb. 253 zeigt eine von Henschel & Sohn in Cassel für die preufsischen Staatsbahnen mehrfach ausgeführte Anordnung mit Doppelringen, deren innerer mit winkelförmigem Querschnitte die Fuge des Hauptringes deckt. Textabb. 254 zeigt die Bauart Smith, mit je einem dreitheiligen Ringe, ausgeführt bei der

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Fig. 253.

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Mafsstab 1:10. Kolbenschieber von Ilenschel & Sohn, preufsische Staatsbahnen.

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Mafsstab 1:10. Kolbenschieber, Bauart Smith, North-Eastern-Bahn, England.

Der Kolbenschieber von Ri cour²⁴) ist auf den

Engl. North - Eastern Bahn, französischen Staatsbahnen in Gebrauch.

Fig. 255.

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Mafsstab 1:5. Lufteinlafsventil v. Smith.

Alle Kolbenschieber erfordern für den Leerlauf der Lokomotiven Lufteinlafsventile an den Schieberkasten. Textabb. 255 zeigt das Ventil von Smith, bei welchem der eingesogenen Luft durch gleichzeitiges Heben eines kleinen Dampfventiles etwas Dampf beigemischt wird, damit Schieber und Kolben feucht laufen. Derartige Ventile, auf schwachen Federn dicht über ihrem Sitze schwebend, um das Klappern zu hindern, wurden zuerst von Ri-cour²⁴) eingeführt und finden jetzt auch bei Flachschiebern vielfach Anwendung. Für Stopfbüchsen gilt das später bei der Kolbenstopfbüchse Gesagte.

Die über oder unter dem Rahmen, bisweilen auch über dem Kessel gelagerte Steuer welle wird stark auf Drehung in Anspruch genommen ; die Hebel

2i) Organ 1887, S. 170, Zeitschr. d. Ver. Deutsch. Ing. 1889, S. 1161.

werden oft mit der Welle aus einem Stücke geschmiedet. Welle und Hebel müssen genügend stark sein, da fast alle Steuerungen, besonders die aufsen liegenden, mit langer Welle bei starker Leistung in unzulässiger Weise zittern.

Einige Steuerungen, wie die Stephenson’sche und Gooch’sche erfordern eine Ausgleichung der einseitig wirkenden Gewichte, was nach Textabb. 234, 235, 236, 238 und 243 durch Gegengewichte oder Federn geschieht.

Die Umsteuerung erfolgt in Europa bei grofsen Lokomotiven fast allgemein durch eine steilgängige Steuerschraube, in Amerika allgemein durch Handhebel mit Klinken. Dampfumsteuerungen und Vorrichtungen zur Erleichterung des Um-steuerns mittels Druckluft sind bisher nur vereinzelt zur Ausführung gelangt.

Fig. 256.

Textabb. 256

zeigt einen Handhebel an dessen Stelle bei kleinen Lokomotiven vielfach nur eine Schubstange mit Einklinkungen angewandt wird.

Textabb. 257 stellt die bei den preufsischen Staatsbahnen übliche Steuerschraube dar, welche 90 mm Ganghöhe hat, also 4 Drehungen für den ganzen Weg von 360 mm erfordert. Die Steuerschraube gestattet eine genauere Einstellung desFüllungs-

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Mafsstab 1:20. Steuerhebel.

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Mafsstab 1:10. Steuerschraube, preulsische Staatsbahnen.

Eisenbahn-Technik der Gegenwart I.

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grades als derSteuer-hebel. Die Thei-lung sollte nicht oberflächlich; wie das oft geschieht, sondern genau die durchschnittlichen Füllungsgrade angeben.

Die Dampfumsteuerungen müssen aufser dem klei-uen Dampfcylinder noch einen mit Glycerinwasser oder Oel gefüllteil Cylinder haben, dessen Kolben die Steuerung festhält. Die Steuerung beider wird, wie Textabb. 258 zeigt, zweckmäfsig so eingerichtet, dafs sie jeder Verstellung des Handhebels folgt, sich dann aber wieder feststellt. Textabb. 259 zeigt eine ebenso wirkende Hülfsumsteuerung der württembergischen Staatsbahn mit

Feststellung durch die Hebelklinke.

Die einfach -ste Hülfsvorrichtung ist ein kleiner Luft-~ cylinder mit Dreiweghahn, dessen Kolben das schwierige == Zurücklegen der Steuerung durch Druckluft aus dem Hauptbehälter der Bremse nach Bedarf unterstüzt.

Im Allgemeinen gilt für die Steuerungstheile die Regel, alle reibenden Flächen möglichst grofs auszuführen, gut zu härten und umsomehr für sichere Schmierung zu sorgen, je längere Strecken ohne Aufenthalt durchfahren werden müssen. Stahl kann zu Steuerungstheilen nur dann verwendet werden, wenn er das Härten ohne Nachtheil für die Festigkeit und Zähigkeit verträgt. Im Uebrigeu ist Schweifseisen oder Flufseisen im Einsätze gehärtet am dauerhaftesten.

Fig. 258.

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Fig. 259.

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Mafsstab® 1!: 25. Hüffs-Dampfsteuerung, württembergische Staatsbahn.

f. 5, Die Kraftübertragung,

Die Kräfte am T r i e b r a d e. Durch die Federn und Achslager wird das Lokomotivgewicht auf die Achsschenkel und Räder übertragen. Diese stets

Fig. 260.

senkrecht nach abwärts gerichteten Kräfte rufen in jedem Unterstützungspunkte der Räder eine gleich groi'se und entgegengesetzt gerichtete Gegenkraft G (Textabb.

260) hervor. Ist ferner P der auf den Kolben und entgegengesetzt auf den Cylinderdeckel wirkende Dampfdruck, welcher durch den Rahmen und die Achslager auf die Achse übertragen wird, so entsteht in der Kurhelstange eine Kraft

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gleiche, aber entgegengesetzt gerichtete Kraft CB, welche den Raddruck G vermehrt oder vermindert, je nachdem die Bewegung in der Richtung nach dem Cylinder oder umgekehrt erfolgt. Bei ganz gekuppelten Lokomotiven heben sich N und CB bezüglich der gesammten Triebachslast auf; sind aber Laufachsen vorhanden, so wird die Triebachslast und gröfste Zugkraft für diejenige Fahrrichtung um CB gesteigert, hei welcher die Laufachse vorne läuft, für die andere aber ebenso verringert. Tüchtigen Lokomotivführern ist dies aus der Erfahrung bekannt.

Zu der Dampfwirkung tritt noch der Beschleunigungsdruck der geradlinig bewegten Triebwerksmassen, welcher in der ersten Hälfte jedes Kolbenhubes dem Dampfdrücke entgegen, später in gleicher Richtung wirkt, die Ungleichförmigkeit des Dampfdruckes bei geringer Füllung und grofser Geschwindigkeit also verringert.

Dieser Druck wird, wTie in Textabb. 261 (unten) angegeben, mit genügender Annäherung durch eine Gerade dargestellt, deren Endwerthe für die Masseneinheit +r.w2 sind, wo r den Kurbelhalbmesser, uu die Drehungsgeschwindigkeit im Halbmesser 1 bezeichnet. Für den Vergleich mit dem Dampfdrücke mufs der Beschleunigungsdruck gleichfalls auf die Flächeneinheit des Kolbens bezogen werden, er verwandelt sich bei Berücksichtigung der Kurbelstangen

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Der ausgleichenden Wirkung des Beschleunigungsdruckes auf die Kurbelkraft ist es zu verdanken, dafs man bei grofer Geschwindigkeit (Personen- und Schnell-zugslokomotiven) mit kleinen Füllungsgraden von 10 bis 20°/₀ fahren kann, ohne dafs die Reibung an den Kurbelzapfen und Achslagern unverhältnismäfsig grofs wird.

Die in jeder Kurbelstellung wirkende Drehkraft wird am besten dargestellt, indem man sie auf den verlängerten Halbmesser OA, Textabb. 260 als AH aufträgt. Die Endpunkte H geben dann eine Linie, welche, mit derjenigen der andern Lokomotivseite vereinigt, die gesammte auf die Triebachsen wirkende Drehkraft für jede Kurbelstellung veranschaulicht.

Die Textabbildungen 262 und 263 zeigen diese Linien gestrichelt für die Lokomotive Textabb. 11, Nr. 14, S. 12. Die wirksamen

drucke sind den in Textabb. 261 enthaltenen Indicatorlinien 1 für 90 km/St Geschwindigkeit bei 24°/₀ Füllung, bezw. 2 für 5 km/St bei gröfster Füllung entnommen. Die Beschleunigungsdrucke Textabb. 261 (unten) auf 1 cm Kolbenfläche ergeben sich bei einem geradlinig bewegten Gewichte von 180 kg auf jeder Seite für 90 km/St zu 2,9 bezw. 3,9 kg, 3,4 kg durchschnittlich.

Textabb. 262 zeigt in gestrichelter Linie die hiernach vervollständigte Schaulinie für die Drehkraft einerSeite

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und ausgezogen diejenige für beide Seiten. Ebenso Textabb. 263 für volle Füllung und geringe Geschwindigkeit, bei welcher die Bescbleunigungsdrucke unberücksichtigt bleiben konnten.

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)    Eailroad Gazette 1886 S. 73, 1887 S. 559 u. 604.

³

22)    Organ 1890 S. 143.

⁴

23)    Organ 1894 S. 78.

f. 6, Verschiedene Anordnungen des Triebwerkes.

Die verschiedenen Anordnungen unterscheiden sich hauptsächlich durch die Lage und Anordnung der Cylinder und der Steuerung. Es empfiehlt sich, die Cylinder möglichst nahe dem Schwerpunkte der Lokomotive anzubringen, um den Hebelarm ihrer Massen zu verringern. In der Regel liegen sie aber neben oder unter der Rauchkammer in der Höhe der Triebachsmitte und wagerecht, da diese Lage für die Anordnung des Triebwerkes am besten geeignet ist. Bei amerikanischen Lokomotiven werden die Cylinder häufig etwas höher gelegt, um für das Drehgestell mehr Raum zu gewinnen, in England bei innerer Anordnung geneigt, besonders, wenn die Kolbenstange und Geradführung über der gekuppelten Vorderachse liegen (Textabb. 24, Nr. 27, S. 22).

In Deutschland, Oesterreich-Ungarn, Rufsland, der Schweiz, Italien und Amerika wird den Aufsencylindern der Vorzug gegeben, wegen der bessern Uebersicht-lichkeit der Triebwerkstheile und Vermeidung der Kurbelachsen. In England werden dagegen vorwiegend, in Frankreich und Belgien oft, Innencylinder angewandt, welche geschütztere Lage des Triebwerkes, geringere Wärme Verluste, einfachem und festem Zusammenbau des Vordertheiles der Lokomotive und geringere Wirkung der Gegengewichte auf die Gleise ergeben.

Ruhiger Gang läfst sich bei ausreichendem Achsstande mit beiden Anordnungen erzielen.

Die Textabbildungen 1 bis 51 und Taf. I bis IV Nr. 1 bis 55, S. 4 bis S. 44 zeigen die bei festgelagerten Triebachsen üblichen Anordnungen für die verschiedensten Fälle. Bei Aufsencylindern wendet man der geschützteren Lage wegen meist Innensteuerung an (Textabb. 11, Nr. 14, S. 12 und 22, Nr. 25, S. 21), wenn nicht, wie bei Taf. I, Textabb. 3, Nr. 4, S. 5, Textabb. 4, Nr. 5, S. 5 u. s. w. das Drehgestell, bei Textabb. 12, Nr. 15, S. 14 die Anordnung und bei den Textabbildungen 37, Nr. 41, S. 31; 45, Nr. 49, S. 36; 46, Nr. 50, S. 36; 48, Nr. 52, S. 38 bis 51, Nr. 55, S. 39 der Wasserkastenrahmen Aufsensteuerung bedingen.

Bei Innencylindern wird fast ausschliefslich Innensteuerung angewandt, wobei die Schieberflächen meist zwischen oder nach Tafel II und Textabb. 24, Nr. 27, S. 21 über den Cylindern liegen. Die für Innencylinder zweckmäfsigste, zuerst von der Maschinenfabrik Grafenstaden ausgeführte Bauart des Triebwerkes zeigt Textabb. 264. Die Schieber sind leicht zugänglich, die Ausströmung ist nicht beengt und die Heusinger-Steuerung gewährt grofse Schieberwege. Dieselbe Anordnung wird auch bei den Viercylinder-Verbund-Lokomotiven Textabb. 18, Nr. 21, S. 17, Taf. III und bei der Belgischen Staatsbahn Textabb. 5, Nr. 6, S. 6 und 17, Nr. 20, S. 16, angewandt.

Bei vierfach und mehr gekuppelten Lokomotiven sind Einrichtungen erforderlich, welche eine genügend zwanglose Einstellung in scharfen Krümmungen gestatten. Bei den ⁴/₄ gekuppelten Lokomotiven wird daher in Europa oft den End-

Fig. 264.

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achsen, besser nach S. 74 bis 76 der zweiten Kuppelachse ein gewisses Seitenspiel bis zu 20 mm nach jeder Seite gegeben, oder es werden die Spurkränze und die Kegelform der mittleren Radreifen fortgelassen.

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Sogar bei sechsfach gekuppelten Lokomotiven versuchte Petiet bei der Französischen Nordbahn mit diesen Mitteln auszukommen. Im Allgemeinen genügen dieselben aber bei mehr als vierfach gekuppelten Lokomotiven nicht mehr, da der für den leichten Gang der Räder mafsgebende Winkel zwischen diesen und der Berührenden an die Bahnmittellinie unveränderlich bleibt, ein vollkommenes Rollen der Räder aber nur hei deren Einstellung in die Richtung des Halbmessers stattfinden kann. Es entstanden daher schon frühzeitig Anordnungen mit Verkeilung der Triebkraft auf zwei getrennte, gegen einander bewegliche Rahmengestelle mit je zwei bis drei gekuppelten Achsen, wobei die Triebkraft entweder durch geeignete Mittel von einem, oder unmittelbar an jedem Gestelle von zwei Triebwerken geleistet wird. Die heute im Betriebe befindlichen Bauarten letzterer Gattung sind folgende:

Die Bauart Meyer Textabb. 53, Nr. 57, S. 42 besitzt zwei frei bewegliche Triebgestelle unter einem Kessel gewöhnlicher Bauart. Neuerdings ist diese Bauart bei der Sächsischen Staatsbahn für Haupt- und Nebenbahnen mit Verbundwirkung ausgeführt worden.

Die Bauart Fair lie hat ebenfalls zwei frei bewegliche Gestelle, aber einen Doppelkessel mit zwei Feuerkisten in der Mitte und gemeinsamen Wasser- und

Dampfraum, so dafs der Höhenunterschied des Wasserspiegels über den Feuerkisten auf Steigungen sehr gering ist und die Feuerrohre kürzer werden, als bei einfachem Kessel. Diese Bauart ist namentlich in Mittel- und Süd-Amerika, auch bei der Sächsichen Staatsbahn zur Ausführung gekommen.

Bei beiden Anordnungen geben die in den Einströmungsrohren erforderlichen, in zwei Ebenen drehbaren Gelenke zu so zahlreichen Betriebsstörungen und Unterhaltungsarbeiten Anlafs, dafs beide heute nicht mehr gebaut werden. Ueber die Mafsenwirkungen der nicht ausgeglichenen Triebwerkstheile auf den Gang der frei beweglichen Gestelle ist auf S. 86 das Erforderliche gesagt.

Die Bauart Mallet-Rimrott Textabb. 35, Kr. 39, S. 30 hat ein hinteres, mit dem Kessel fest verbundenes und die Hochdruckcylinder tragendes und ein um den Mittelzapfen drehbares vorderes, die Niederdruckcylinder tragendes Triebgestell. Da nur ein Rohrgelenk mit Drehung in einer Ebene vorhanden ist, in welcher nur die geringe Verbinder-Spannung herrscht, so kommen Störungen kaum vor. Auch der Gang ist ruhiger als bei Meyer und Fairlie.

Zu der ersteren Gattung, welche schon bei dem Wettbewerbe auf der Semmeringbahn im Jahre 1851 durch die Lokomotive Bavaria von Ma ff ei mit Kettenantrieb der Gestelle und durch diejenige von Engerth mit Zahnradantrieb des Tendergestelles vertreten war, gehören ferner die nicht, oder nur versuchsweise ausgeführten Anordnungen von Cockerill, Kirchweger, Larpent, Gouin, Thouvenot, Maffei, Lokomotive Steierdorf, Rarschaert und Andere mehr¹), bei welchen der Antrieb der Gestellachsen durch eigenartige Kuppelungen erfolgt.

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Auch die Bauart Johnstone²) Textabb.265 ist bislang nur auf der Mexikanischen Centralbahn zur Anwendung gelangt. Jede Kolbenstange der vier fest Hauptrahmen liegenden Cylinder trägt einen langen Ausgleichhebel, dessen unterer Bolzen die Hauptkurbel, dessen oberer mittels eines zweiarmigen Zwischenhebels die Gegenkurbel treibt. Die Längen sind so gewählt, dafs sich beide Kräfte aufheben, jedes Gestell also frei drehbar ist. Die Steuerung erfordert eine ähnliche Uebertra-gung. Die Lokomotive hat zwei getrennte Kessel, welche mit den Feuerkisten gegen

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Die Bauart Haga ns (Textabh. 266 und 55 S. 44) hat eine vordere feste und eine hintere bewegliche Radgruppe, deren Gestell um einen zwischen beiden gelegenen Punkt drehbar ist. Die ge-kuppeltenAchsen des Drehgestelles werden durch eine, derjenigen von John-stohne grundsätzlich ähnliche Hebelverbindung angetrieben. Die Kraftübertragung erfolgt vom Kreuzkopfe aus mittels einer kleinen Lenker- und der gewöhnlichen Kurbel-und Kuppelstangen auf die festgelagerten Triebachsen ; ferner durch den Triebhebel a, die Verbindungsstange h, den hintern Triebhebel c und die zweite Kurhelstange in gleicher Weise auf die gekuppelten Achsen des Drehgestelles. Der Hebel c ist in seinem obern Punkte in einem schleifenförmigen Leithehel d gelagert, dessen Mittelpunkt am Haupt-rahmstiicke drehbar angeordnet und der

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Da die bisher beschriebenen Bauarten je zwei Gestelle mit festen Aehsständen haben, so erfolgt die Einstellung in Krümmungen nach Mafsgabe dieser Achsstände, wie bei zwei- oder dreiachsigen Lokomotiven mit gleichen Aehsständen, bei Mallet-Rimrott und Hagans unter gegenseitiger Beeinflufsung, welche die Drucke der führenden Spurkränze verringert.

Bei den folgenden Bauarten findet dagegen eine Einstellung der einzelnen Achsen in die Richtung des Krümmungshalbmessers statt.

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Fig- 268,

Bauart (Textabb. 268). Die Achsbuchsen der Endachsen sind durch gabelförmig umfassende Lenker a, b, sowie durch Hebel c, d und e so miteinander ver-

Triebwerk Klose.

blinden, dafs sie sich gegen die Mittelachse in entgegengesetzter Richtung verschieben können. Diese Verschiebung wird durch einen Umkehrhebel auf die andere Seite der Lokomotive so übertragen, dafs sich die Achsbüchsen hier um gleich viel in entgegengesetzter Richtung bewegen. Die Kuppelstangen greifen, um diese Bewegungen zu gestatten, an der auf dem Triebzapfen drehbaren Scheibe f an. Um die störende Wirkung der an dieser Scheibe angreifenden ungleichen Kräfte zu beseitigen, ist sie durch eine Parallelschwinge g mit dem Hebel e der Einstellvorrichtung so verbunden, dafs jede Verschiebung der Achsen eine entsprechende Drehung der Scheibe f zur Folge hat, so dafs die Kuppelstangen stets die richtige Länge behalten. Die Einstellung wird entweder mittels Verbindungs-Stangen h durch die Winkelstellung des Tenders oder Tendergestelles (Textabb. 268), oder, wie in Textabb. 269 und 270 durch die seitlich verschiebbare Mittelachse selbstthätig bewirkt. Abbildung 269 zeigt das Triebwerk einer schmalspurigen Tender-Lokomotive der wiirttembergischen Staatsbahnen. In Textabb. 270 ist das

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Triebwerk einer ³/3 gekuppelten Tender - Lokomotive mit etwas anderer Anordnung der Parallelschwinge dargestellt. Text-abb.271 zeigt die zugehörige An-ordnungderAchs-lagergabeln und deren Führun -gen am Rahmen, Textabb.272die zu Textabb. 270 gehörigen Kurbelzapfen und Stangenköpfe, Textabb. 273 und 274 die Federstützen für seitliche Verschiebung der mittleren, bezw. Längen Verschiebung der Endlager.

Fig. 270.

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Mafsstab 1:20. Achslagergabel zu 270.

Verschiedene Ausführungen haben gezeigt, dafs die zwang-läufige Einstellung in Bahnkrümmungen richtig erfolgt, dafs daher die Abnutzung der Spurkränze und Schienen auch bei sehr scharfen Krümmungen nur gering ist. Für Bahnen mit vielen scharfen Krümmungen erscheint diese Bauart daher trotz ihrer Vieltheiligkeit zweckmäfsig.

Bei der Bauart Klien-Lindner (Textabb. 275 und 276) wird die Beweglichkeit der gekuppelten Endachsen dadurch erreicht, dafs Last und bewegende Kraft von einer wie gewöhnlich im Hauptrahmen gelagerten Kernachse auf eine mit den Rädern fest verbundene Hohlachse übertragen wird, in welcher die Kernachse mittels Kugelzapfen und zweitheiliger Schale drehbar und verschiebbar gelagert ist. Die seitliche Rückstellung erfolgt durch zwei Schraubenfedern, welche in der Hohlachse angebracht sind und stofsfreien Einlauf und zwanglose Einstellung in Krümmungen gestatten. Die Hohlachse wirkt wie ein Querhebel und bewirkt eine gleiche Lastvertheilung auf die beiden Räder. Die allgemeine Anordnung ist derart, dafs je nach der Achsenzahl eine oder beide Endachsen nach dieser Bau-

art ausgeführt werden. Die Endachsen sind dann entweder freie Lenkachsen, und mit einer Rückstellvorrichtung versehen, oder sie sind durch Lenker miteinander zwangläufig verbunden. Es können auch die Mittelachsen noch seitlich verschieb-

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Mafsstab 1:50. Triebwerk Klien-Lindner, sächsische Staatsbahn,

bar hergestellt und so mit den nicht verschiebbaren Endachsen verbunden werden, dafs, wie bei Klose, eine zwang-läufig richtige Einstellung stattfindet. Die Bauart ist für Nebenbahn-Lokomotiven bestimmt und hat sich bezüglich geringen Eigenwiderstandes, grölserer Dauer der Radreifen und Sicherheit gegen Entgleisen nach längerer Probezeit bewährt. Die Reifenabnutzung in qmm Querschnitt für 10000 Lokomotiv-km auf Schmalspurbahnen betrug nach mehrjähriger Beobachtung bei den festgelagerten Achsen:

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Bei zwei festgelagerten und einer vordem Hohlachse:

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Die Bauart Klien-Lindner ist nur bei aufsenliegendeu Rahmen ausführbar.

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Mafsstab 1:6.

Welcher der beschriebenen Bauarten der Vorzug¹ gebührt, wird sich erst durch längere Erfahrung feststellen lassen und zum Tlieil auch von den Anforderungen des Betriebes abhängen.

Bei Lokomotiven, für welche ein Kessel von mehr als 200 qm Heizfläche erforderlich sein würde, erscheint keine dieser Bauarten zweckmäfsig; vielmehr wird man in diesem Falle zwei ³/₃ oder ³/₄ gekuppelte Tenderlokomotiven mit den Feuerkastenenden zusammenkuppeln und sie mit gemeinsamem Führerstande als eine einzige Lokomotive benutzen.

f. 7, Ausführung der Triebwerkstheile.

Die Gestalt der Dampf cylinder richtet sich nach ihrer Lage zum Rahmen. Textabb. 277 zeigt den Hochdruckcylinder der Lokomotive Taf. I für äufsere Lage und äufsere Steuerung, mit schrägem Schieberdeckelflansch und eingegofsenem Gehäuse für das Wechselventil Bauart von Borries. Die Längsverschiebung am Rahmen wird, wie Schnitt A—B zeigt, durch zwei Pafsstücke verhindert. Der Schieberrahmen kann nach Entfernung des Grundringes der Stopfbüchse in geneigter Lage herausgenommen werden.

Textabb. 278 zeigt einen Cylinder für gleiche Lage und Steuerung mit Schieberdeckelflansch in gleicher Richtung mit der Schieberfläche, was für die Bearbeitung und richtige Anbringung von Entlastungflächen am Deckel zweckmäfsig ist. Der Schieberrahmen kann nach Abnehmen beider Führungen schräg herausgenommen werden. Textabb. 279 stellt den Schieberkasten der Lokomotive Text-abb. 46, No. 50, S. 36 mit nach vorne geneigtem Deckelflansch dar.

Fig. 277.

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Winterthur.

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Mafsstab 1: 6. Schieberkasten mit geneigtem Flansche.

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Mafsstab 1:20. Niederdruckcylinder der Verbundlokomotive Textabb. 28, Nr. 31, S. 26.

Zu Fig. 280.

Der sehr grofse Niederdruck-cylinder der ⁴/₄ gekuppelten Lokomotive Textabb. 28, Nr. 31, S. 26 für äufsere geneigte Lage und innere Steuerung ist in Textabb. 280 dargestellt. Er hat einen grofsen runden und einen vordem schmalen Schieberkastendeckel.

Andere Formen sind aus den Textabbildungen 11, Nr. 14, S. 12; 22, Nr. 25, S. 21; 24, Nr. 27, S.21; Tafel II und III zu erkennen. Ein Paar innere Cylinder werden oft aus einem Stücke gegossen. Die ameri-

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kanische Bauart mit halbem Quersattel und besonderm kScliieberkasteu zeigt Textabb. 281.

Der Spielraum der Kolben vor den Deckeln beträgt 8 bis 10 mm. Die Cylinder müssen, mit Beibehaltung der Deckel, um 8 bis 10 mm nachgebohrt werden können. Der hintere Deckel kann bei Lokomotiven als Boden mit dem Cylinder aus einem Stücke hergestellt werden, wodurch eine Dichtungsfläche erspart wird oder geringem Durchmesser erhalten. Runde Deckel werden zweek-mäfsig durch schweifseiserne Ringe nach Textabb. 282 befestigt, um sie aufseh leiten zu können. Andere werden durch geriffelte Kupferblechstreifen gedichtet.

Dem Cylindergusse wird gegen die Abnutzung stellenweise 3 °/₀ Zinn zugesetzt. Einige Bahnen schreiben für Cylindergufs eine Festigkeit von mindestens 16 bis 18 kg/qmm vor, wodurch eine gute Beschaffenheit gesichert wird.

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Mafsstab 1:20. Amerikanisches Cylindergufsstück.

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Cylinderdeckel mit Stopf-büchse und Kolben, säch-

sische Staatsbahn.

Die Dichtung- der Kolben im Cylinder erfolgt jetzt allgemein durch gufseiserne selbstspannende Ringe, von 10 bis 16 mm Stärke und 16 bis 30 mm Breite. In England und Amerika werden häufig drei schmalere Ringe angewandt. Die Stege des Kolbens, welche die Ringe zwischen sich fassen, erhalten eine Stärke von 13 bis 18 mm.

Fig. 283.

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Mafsstab 1:6. Kolben der Lokomotive Tafel I, preufsische Staatsbaimen.

Textabb. 282 zeigt einen Kolben von 450 mm Durchmesser, Textabb. 283 den Niederdruckkolben der Lokomotive Taf. I mit zwei Dichtungsringen, die entweder schräg oder überlappt geschnitten werden. Mehrtheilige Abdichtungen der Schnittstellen haben bisher keinen Eingang gefunden und erscheinen überflüssig.

Zwischen Ring- und Kolbenkörper pflegt man unten Zwischenstücke (Textabb. 283) einzulegen, um dem Kolben mehr Führung zu geben. In Amerika wendet man zu diesem Zwecke stellenweise einen eingegossenen Ring aus Weifsmetall (Textabb. 284) an, welcher mit geringem Spielräume in den Cylinder

Fig. 285.

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Mafsstab 1:5. Bewegliche Stopfbüchse nach amerikanischem Muster.

Mafsstab 1:12.

Amerikanischer Kolben mit Führungsring.

pafst, die Dichtungsringe von der Last des Kolbens ganz befreit, eine sehr gute Führung herstellt und die Innenfläche des Cylinders glatt erhält.

Die Kolben werden aus mittelhartem Stahle angefertigt, ebenso die sich in den Stopfbüchsen abnutzenden Kolbenstangen. Diese werden in die Kolben warm eingezogen und vernietet, oder mit Muttern versehen. Ihr Durchmesser beträgt etwa 0,15—0,175 des Cylinderdurchmessers. Für Niederdruckcylinder der Verbund-Lokomotiven werden sie ebenso stark ausgeführt, wie am Hochdruckcylinder. Bei

grofsen Kolben wird die Stange zur bessern Führung durch den vordem Cylinderdeckel geführt.

Stopfbüchsen. Die Dichtung der Stopfbüchsen erfolgte früher in der Kegel durch Pflanzenstoffe, Hanf, Gummi, dann durch mineralische, Seifensteinschnüre, Asbest, welche aber dem steigenden Dampfdrücke und der erhöhten Wärmestufe nicht mehr genügend widerstanden, so dafs nach dem Vorgänge der Marine-Verwaltung endlich auch bei Lokomotiven Metallstopfbüchsen für Kolben- und Schieberstangen eingeführt wurden.

Eine ältere, auf dem europäischen Festlande verbreitete Anordnung mit starker Feder und getheilter Doppelkegeldichtung, welche die Stange auch führt, zeigt Textabb. 279, eine andere der sächsischen Staatsbahn mit gewöhnlichem Anzuge durch Deckel und Schrauben Textabb. 282. Neuerdings werden die Dichtungen häufig so angebracht, dafs sie den Abweichungen der Kolbenstange aus der Mittellage folgen können, also nur dichten, ohne die Stange zu führen. Hierdurch wird geringere Reibung und längere Dauer der Dichtungen und Stangen erzielt. Eine Ausführung der preufsischen Staatsbahnen nach amerikanischem Muster zeigt Textabb. 285, der Linsenring gestattet völlig freie Bewegung. Eine in England gebräuchliche, noch besser durebgebildete Anordnung (United-Kingdom metallic packing) stellt Textabb. 286 dar. Die beiden Hülsen für die Kolbenstangendichtungen sind hier an Kugelflächen verschiebbar.

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Mafsstab 1:5. Englische Stopfbüchse, United-Kingdom metallic packing.

Bei dieseAStopfbüchsen ist besonders zu beachten, dafs durch geeignete Wahl der Metallmischung Brüche und Ausschmelzungen der Dichtungsringe verhütet werden. Eine für Textabb. 285 geeignete Mischung bestellt aus 89 Theilen Zinn, 7 Theilen Antimon und 4 Theilen Kupfer. Die Sehmiergefäfse mit Saugedochten werden zweckmäfsig von den Stopfbüchsen getrennt angebracht.

Die Geradführung wird, wenn möglich, am besten mit zwei Gleitschienen hergestellt. Die einschienige Geradführung wird gewöhnlich nur dann angewendet, wenn es, wie bei kleinen Rädern, an Raum mangelt. Die Bauart mit vier Schienen Textabb. 24, Nr. 27 S. 21 und Taf. II ist in England bei inneren Cylindern beliebt. Die Stärke der Schienen richtet sich nach dem Drucke der Kreuzköpfe und ihrer Länge. Sie sind so zu berechnen, dafs die Durchbiegung etwa ¹/₂ mm nicht überschreitet. Die Herstellung geschieht am besten aus Flufs-eisen mit gehärteter Oberfläche. Zum Nachstellen dienen Zwischenlager an den Befestigungsstellen.

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Fig. 287.

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Mafsstab 1:10. Kreuzkopf aus Stahlformgufs.

Fig. 289.

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Mafsstab 1:6. Kreuzkopf der Lokomotive Textabb. 28, Nr. 31, S. 26.

Die Kreuzköpfe entsprechen der Bauart der Gleitschienen. Textabb. 287 stellt den in Deutschland üblichen Kreuzkopf mit schweifseiserner Gabel und besonderen gufseisernen Schuhen mit Rothgufseinlagen dar, Textabb. 288 einen solchen aus einem Stücke Stahlformgufs. Letztere Bauart ergiebt das geringste Gewicht und dürfte zu allgemeiner Einführung am besten geeignet sein.

Fig. 290.

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Mafsstab 1:10. Amerikanischer Kreuzkopf für vier Schienen.

Mafsstab 1:10. Amerikanischer

Fig. 292.

Den Kreuzkopf der Lokomotive Textabb. 28 Nr. 31 S. 26 für einseitige Gleitschiene zeigt Textabb. 289; solche amerikanischer Bauart für vier und zwei über einander Kreuzkopf für zwei Schienen liegende und eine dreitheilige Schiene die Textabb. 290,

291 und 292, erstere aus Gufseisen mit angegossenen Zapfen. Beide haben verhältnismäfsig breite obere Gleitflächen. Die englische Bauart für vier Gleitschienen läfst Taf. II erkennen.

Mafsstab 1:10. Amerikanischer Kreuzkopf für dreitheilige Schiene.

Die Bolzen werden entweder nach Textabb. 287 von innen eingestekt und durch einen keilartigen, aufgeschnittenen Ring und Mutter fest eingezogen, oder nach Textabb. 289 von aufsen eingeschoben und mit einer Scheibe und Schrauben gesichert.

Gleitschuhe aus Hartgufs zeigen sehr geringe Abnutzung, sind aber gegen Staub sehr empfindlich. Futter aus Rothgufs geben starke Abnutzung, solche aus Weifsmetall scheinen die besten zu sein.

Kurbel- und Kuppelstangen. Die Länge der ersteren ist von der Kurbellänge abhängig; ihr Verhältnis sollte nicht gröfser als ¹/₆ sein, da sich hierbei schon ein unruhiger Gang bemerkbar macht. Die Stangen sind möglichst leicht, also so weit als thunlich in Formen gleicher Widerstandsfähigkeit, ohne scharfe Kanten und Ecken auszuführen. Selbst bei vergröfsertem Querschnitte kommen in Folge solcher plötzlicher Querschnittsänderungen öfters Brüche vor, wenn die Spannungen sich anhäufen.

Die Stangen werden durch Zug und Druck, sowie durch die Fliehkraft beansprucht und erhalten daher hohe rechteckige, oder noch besser I-förmige Querschnitte. Die Stangenköpfe sind, wenn möglich, in geschlossener Form auszuführen; an offenen Köpfen bei Innencylindern und Gegenkurbeln treten selbst bei zähem Stoffe in den Kanten leicht Brüche ein.

Textabb. 293 zeigt den vollständigen Stangensatz mit geschlossenen Köpfen und Schraubenkeilen der ³/₃ gekuppelten Güterzug-Lokomotive Textabb. 22 Nr. 25 S. 21, Textabb. 294 die Kurbelstangenköpfe der ²/₄ gekuppeltenSchnellzug-Lokomotive Taf. I. Der Stangenschaft ist vorne 80 mm, auf zwei Drittel der Länge 110 mm, hinten 95 mm hoch, der offene Kurbelkopf durch Schraube und Füllstück geschlossen; zum

Füllen der Schmier-gefäfse dient ein kleines Ventil mit Federn, an dessen flach angefeiltem Füh -rungsstifte das Oel nur während der Bewegung zum Zapfen gelangt. Bei Innen-eylindern erhalten die offenen Köpfe meistens einfache Bügel, wie aus Text-abb. 24, Nr. 27, S. 21, und Taf. II und III zu ersehen

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Nr. 25, S. 21, preufsische Staats

der Lokomotive Textabb. 22,

Trieb- und Kuppelstangen-Satz

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Die Lagerschalen, welche zweck-mäfsig Weifsmetallfutter auf mindestens die Hälfte des Umfanges erhalten, müssen fest vor einander liegen, damit keine Lockerung eintritt.

Textabb.296 zeigt einen Stangenkopf mit Keilstellung, Text-abb.297einen solchen mit runden, fest eingepressten Lager -büchsen, welcher für Kuppelstangen an ²/3 und ²/₄ gekuppelten Lokomotiven viel in Gebrauch ist.

Als Stoff für

die Stangen ist zäher Stahl oder Flufseisen empfehlenswerth.

Da die Sitzflächen der Lager sich leicht ausschlagen, so ist eine gewisse Härte erwünscht, welche bei eisernen Stangen durch Einsetzen der Köpfe hergestellt wird. Die Stangenlager bestehen in der Regel aus hartem Rothgusse, z. B. 82 Theilen Kupfer, 17 Theilen Zinn und 1 Th eil Blei.

Bei der Gestaltung der Steuerungs- und Triebwerkstheile wird auf dem europäischen Festlande vielfach nicht die gebotene Rücksicht auf genaue und billige

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Herstellung genommen. In England und Amerika ist man hierin weiter fortgeschritten.

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* Mafsstab 1:6. Kurbelstangen-Köpfe der Lokomotive Tafel I, preufsische Staatsbahnen. “    ....... Fig. 296.

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Mafsstab 1:5. Kurbelstangen-Kopf mit offener Gabel, Bauart Klose.

Mafsstab 1:10. Kuppelstangen-Kopf mit Keilstellung.

Fig. 297.

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Mafsstab 1:10. Kuppelstangenkopf mit eingeprefsten Lagerschalen.

f, 8. Berechnung und Anbringung der Gegengewichte in den

Triebrädern.

Die Wirkungen der nicht ausgeglichenen Triebwerksmassen und ihre Beschränkung durch die Gegengewichte ist im Abschnitte c) auf S. 83—86 eingehend erläutert. Ein vollständiger Ausgleich dieser Wirkungen ist durch drehende Gegengewichte nicht möglich, sondern kann nur durch Anwendung entgegengesetzt geradlinig bewegter Massen, oder je zweier, ebenso arbeitender Triebwerke erreicht werden. Die Viercylinder-Verbund-Lokomotiven Textabb. 18, Nr. 21, S. 17 und Taf. IIT ermöglichen einen fast vollständigen Ausgleich.

Das bei der gewöhnlichen Anordnung auszugleichende Gewicht m einer Seite der Lokomotive besteht aus dem Gewichte nij der drehend bewegten Triebwerkstheile (Kurbeln, Zapfen, Kuppelstangen, halbe Triebstange), welches vollständig ausgeglichen werden mufs, und dem Theile k.m₂ des Gewichtes m₂ der geradlinig bewegten Theile (halbe Triebstange, Kreuzkopf, Kolbenstange und Kolben), welches nur zum Theile ausgeglichen wird. Den Werth k kann man in der Regel zu 0,5 annehmen, da ein Ausgleich der Hälfte der geradlinig bewegten Massen zur Erzielung eines ruhigen Ganges der Lokomotiven genügt und schwerere Gegengewichte den Druck der Räder auf die Schiene bei grofser Geschwindigkeit zu sehr beeinflussen würden. Nur bei Lokomotiven mit kurzem Achsstande, welche nicht mehr als drei Radumdrehungen in 1 Sekunde machen, kann man k = 0,6 annehmen, um die Seitenbewegung möglichst zu beschränken.

Ist a der mittlere Abstand des Triebwerksgewichtes m — nu + kroa, b derjenige der Mittelebene der Gegengewichte von der Gleismitte, G das Gewicht eines Gegengewichtes, dessen Schwerpunkt im Abstande p von der Achsmitte liegt, r der Kurbelhalbmesser Textabb. 298, so mufs sein:

Fig. 298.

Fig. 299.

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Mafsstab 1:30. Sichelförmiges Gegengewicht.

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für Aufsencylinder ist y nacli der andern Kurbel hin, für Innencylinder in entgegengesetzter Richtung abzutragen. Die für inneres und äufseres Triebwerk beson-

ders berechneten Gewichte vereinigt man nach dem Parallelogramm der Kräfte zu einem einzigen.

Die Vertheilung auf die einzelnen Räder erfolgt bei Aufsencylindern zweck-mäfsig gleichmäfsig auf sämmtliche Räder, obgleich dabei die Kuppelräder mehr Antheil an mx -+- k m₂ erhalten, als die Triebräder. Bei Innencylindern und bei vier Triebwerken werden die drehenden Mafsen 1% an sämmtlichen Rädern, die geradlinig bewegten k. m₂ aber ganz an den Triebrädern ausgeglichen. Die Gl. 73 ist also in diesem Falle auf die Triebachse allein anzuwenden.

Die Gestaltung der Gegengewichte erfolgt am besten nach Textabb. 298 mit geradliniger, oder nach Textabb. 299 mit etwas gekrümmter Innenfläche; nach aufsen können sie etwas vorstehen.

Die in senkrechter Richtung überschüssige Fliehkraft der im Kurbelkreise drehenden Masse km₂ ist, wenn n die Umdrehungszahl der Achse in der Sekunde bezeichnet

Gl. 74)

C = k . m₂. r . (n . 2 tt)², also z. B. für die ²/₃ gekuppelte Personenzug-Lokomotive Textabb. 11, Kr. 14, S. 12 bei r = 0,280 m, m₁ + km₂ = 180 kg und k = 0,6 für n = 4,6 entsprechend einer Fahrgeschwindigkeit von 90km/St, C = 2600 kg, oder rund 20 °/₀ der Belastung beider Triebräder. Um diese Kraft wird die Triebradbelastung vermehrt, wenn das Gegengewicht unten steht, vermindert, wenn es oben steht. Läuft die Lokomotive kalt mit abgenommenen Stangen, so wird diese Wirkung noch gröfser und kann ein bedenkliches Mals annehmen.

Bei den schweren Triebwerkstheilen der amerikanischen Lokomotiven fallen diese Wirkungen entsprechend gröfser aus und haben wiederholt zur Durchbiegung der Schienen auf längeren Gleisstrecken geführt.

I. A. g) Verbund-Lokomotiven.

Bearbeitet von E. Brückmann.

g. 1, Geschichte der Verbundlokomotiven.

Soweit sich zur Zeit die Geschichte der Verbundlokomotiven²⁷) zurückverfolgen läfst, hat der deutsche Ingenieur Gerhard Moritz Roentgen²⁸) aus Esens in Friesland, später Direktor der Neederland’sche Stoomboot-Maatschappy in Rotterdam, zuerst an die Anwendung der Verbundwirkung bei Lokomotiven gedacht, er liefs am 22. Februar 1834 durch seinen Vertreter André Köchlin & Co. in

Frankreich ein Patent auf „Eine Expansionsdampfmaschine mit unabhängigen und kombinirten Dampfcylindern“ nehmen. In der Patentschrift, welche keine Skizze einer Verbundlokomotive enthält, heilst es gegen Schlufs: „Dieselben Vortheile werden sich auch bei Anwendung dieses Verbundsystems auf die Eisenbahnmaschinen ergeben“.

Die erste dem Verfasser bekannt gewordene Entwurfszeichnung findet sich in dem Patente, welches Thomas Craddock¹) am 3. December 1846 in England auf eine ,,Patent Universal Condensing Engine“ nahm.

Weitere Entwurfszeichnungen zu Verbundlokomotiven stammen aus dem Jahre 1860 von dem englischen Ingenieur Ebenezer Kemp (Schnellzuglokomotive mit vier Cylindern Woolf scher Bauart) und 1866 von dem französischen Ingenieur Jules Morandière (vierachsige Tender-Lokomotive mit drei Cylindern).

Die nächsten Patente auf Verbundlokomotiven wurden in Amerika genommen und zwar 1867 von John Lay, 1870 von James Montgomery und 1871/72 von Henry Adams²). Das erste umfangreiche Patent, in welchem sich ein Erfinder näher über Entwurf, Brennstoffersparnisse und Anwendung von Dampfmänteln, sowie über eine Anfahrvorrichtung ausläfst, ist dasjenige des englischen Ingenieurs William Dawes in Kingston Grove, Leeds (Pat. Spec. Nr. 1857) vom 20. Juni 1872.

Ein weiteres Patent auf eine Zwei-Cylinder-Verbundlokomotive mit Anfahrhahn nahm am 11. März 1873 William Hudson, Oberingenieur in Roger’s Loko-motivfabrik in Paterson bei New-York.

Zur Ausführung sind diese Patente leider nie gekommen, immerhin kann man an ihnen einen Fortschritt beobachten, denn, während die ersten noch nichts von einer Anfahrvorrichtung enthielten, liefsen sich die späteren nicht nur klar über die Nothwendigkeit einer solchen aus, sondern gaben schon einfache Anordnungen dafür an.

„Beitrag zur Geschichte der Verbundlok., Organ 1890, S. 294

²⁷)    Vergl. E. Brück mann u. 1891, S. 192.

²⁸)    E. Brückmann, „Gerhard Moritz Roentgen“, Zeitschr. d. V. deutsch. Ing. 1892,

S. 941.

Die weitere Entwickelung der Verbundlokomotive begann, als der schweizerische Ingenieur Anatole Mailet aus Genf sich mit ihr zu beschäftigen anfing. Mailet studierte seit 1867 in Havre die Verbund-Schiffsmaschine auf wissenschaftlicher Grundlage, und hier kam ihm 1874 zuerst der Gedanke, die Verbundwirkung auch auf Lokomotiven anzuwenden. Die Ausführung gelang ihm aber erst im folgenden Jahre. Im Oktober 1874 nahm er in Frankreich sein erstes Patent auf Verbundlokomotiven³); seine erste Veröffentlichung: „Application du système compound aux machines locomotives“ ist in der Revue industrielle vom 27. Oktober 1875 S. 421 enthalten. In dieser Abhandlung und der Patentschrift spricht sich Mailet eingehend über die Dampfausnutzung und die allgemeine Anordnung von Verbundlokomotiven mit zwei und vier Cylindern und Kurbeln unter 0° und 90° sowie über eine neue Anfahrvorrichtung aus. Die wichtigsten Stellen sind folgende:

1. Die Cylinderabmessungen werden meist für die aufsergewöhnliche Kraftleistung beim Anfahren bestimmt, in Folge dessen stehen diese Theile mit der durchschnittlichen Kraftleistung nicht in Einklang. Es empfiehlt sich, die Maschinen in Bezug auf die Kraftleistung in den vorteilhaften Grenzen schmiegsamer als bisher auszuführen und zwar dadurch, dafs man die Cylinderabmessungen so wählt, dafs die Maschine für die durchschnittliche Zugkraft mit möglichst guter Ausnutzung der Dehnung wirkt, bei zeitweilig gesteigerter Kraftleistung, also beim Anfahren

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Mafsstab 1:6. Wechselschieber Mailet.

und auf starken Steigungen, aber als Zwillingsmaschine mit _L ^""l Kesseldampf in beiden Cylindern und mit zweifachem Aus-puffe

2. Falls die Steuerungen für beide Cylinder gleich ] ausgeführt werden, ist eine gleiche Arbeitsvertheilung auf beide Cylinder nur ausnahmsweise zu erwarten; es empfiehlt i sich daher die Steuerungen so auszuführen, dafs die Fül-"ECj hingen beider Cylinder gegeneinander geändert werden j können. — Abgesehen hiervon ist zu verhindern, dafs der Arbeitsdruck im Niederdruckcylinder eine gewisse, vom Cy-

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zu können, empfiehlt sich die Anwendung eines Wechsel-| Schiebers („tiroir de démarrage“), welcher nach Textabb. 300 ! oder 301⁴) ausgeführt sein kann. Im ersten Falle besorgt ein Sicherheitsventil die Druckverminderung, im zweiten ein Druckverminderungskolben. Der eigentliche Wechselschie-

Mafsstab 1:6. Wechselschieber Mailet.

ber W sollte durch eine Zugstange und Schraube vom Führer bethätigt werden. • Der kleine Kolben erhält beim Anfahren also keinen Gegendruck.

Nach vielfachen Bemühungen gelangten drei ²/₃ gekuppelte Verbund-Tender-lokomotiven nach Mallet’s Entwürfen bei Schneider & Co. in Creusot für die Bayonne-Biarritz-Bahn zu Ausführung, deren erste im Juni 1876 als erste Verbund-lokomotive der Welt⁵) fertiggestellt wurde. Ihre Hauptabmessungen waren:

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Da auf der nur 7,63 km langen Bahnlinie die erforderliche Zugkraft stark veränderlich ist und bei diesen drei Lokomotiven die Steuerung an beiden Seiten gleich ausgeführt war, auch der Wechselschieber keine Druckminderung hatte, so war die Arbeitsvertheilung auf beide Kolben sehr ungleichmäßig⁶). Trotzdem wurde festgestellt, dais die Lokomotiven, entgegen vielen Befürchtungen, gleichmäfsig und ruhig arbeiteten, die verminderte Anzahl der Blasrohrstöfse die Anfachung des Feuers nicht schädigte und dafs die Lokomotiven gegen gleich starke Zwillingslokomotiven anderer Bahnen eine Brennstoffersparnis von rund 25 °/₀ ergaben. Bei der Nachbestellung änderte Mailet das Cylinderverhältnis von 1:2,78 auf 1:2,25, fügte dem Wechselschieber ein Druckminderungsventil bei, vergrösserte den Verbinderraum und entwarf eine zweitheilige Steuerung, wodurch die Dampfvertheilung verbessert wurde⁷).

Infolge dieser Ergebnisse versuchten auch andere Bahnen die Verbundloko-motiven. Einige französische Schmalspurbahnen, 1877, und die russische Süd-Ostbahn, 1879, erzielten günstige, die Oesterreichische Kaiser Ferdinands Nordbahn 1879 aber ungünstige Ergebnisse. In den nächsten Jahren erschienen in vielen technischen Zeitschriften Abhandlungen, Anfragen und Antworten über Verbundlokomotiven, in welchen das „für und wider“ eifrig erwogen wurde; u. a. im „Organ“ 1880, S. 220 eine Veröffentlichung des damaligen Ingenieurs im technischen Büreau der Eisenbahn - Direktion Hannover v. B o r r i e s, welche neben

einer Beurtheilung der Mailet sehen Bauart die Entwickelung eines „Neuen Compound-Systemes für Lokomotiven“ enthielt. Als Hauptnacht heil der M a 11 e t’sclien Lokomotiven führte v. Borries an, dafs sie grade bei den stärksten Kraftleistungen, d. h. beim gröbsten Dampfverbrauche, nicht mit der sparsamen Verbundwirkung arbeiten, — auch dürfe dem Führer nicht die Einstellung der Füllungsgrade an beiden Seiten überlassen werden, da es unwahrscheinlich sei, dafs dieser die passendsten Verhältnisse träfe, v. Bor ries verlangte daher, dafs die Maschine nur mit Verbund Wirkung arbeite, da sie nur dann deren Vortheile voll ausnutzen könne, dafs die dann erforderliche Einrichtung zum Anfahren möglichst einfach in Bau und Handhabung sei, und dafs die Steuerung so angeordnet werde, dafs für bestimmte Füllungsgrade im kleinen Cylinder stets passende Füllungsgrade im grofsen Cylinder selbstthätig zur Anwendung gelangen.

Die Cylinder müfsten hiernach für gleiche gröfste Zugkraft gröfser, als hei Mailet, und der Hochdruckcylinder etwa 15 °/₀ gröfser, als die Cylinder gewöhnlicher Lokomotiven sein. Für die gröfste Zugkraft bei Verbund Wirkung stellte v. Bor ries die Formel

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auf, worin d den Durchmesser des grofsen Cylinders und 0,55 p bei p = 12 Atm. Kesseldruck und einem Cylinderraumverhältnisse von 1:2 den mittlern nutzbaren Druck darstellt.

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Mafsstab 1:7,5. Erste Anfahrvorrichtung von v. Bornes.

v. Borries ersann eine sehr einfache Anfahrvorrichtung, welche mit dem gewöhnlichen Reglerschieber verbunden, lediglich aus einem kleinen Kanale a Textabb. 302 und einer engen Rohrleitung zum grofsen Cylinder bestehen sollte. Infolge dieser Anordnung, welche nicht patentirt und später vielfach nachgealnnt ist³⁶), strömt vor dem Anfahren, wenn der kleine Reglerschieber geöffnet wird, Dampf von verminderter Spannung zum grofsen Cylinder, welcher in dem kleinen Kolben mit Gegendruck wirkt. Auch die erste dem Genannten patentirte Anfahrvorrichtung³⁷) litt an demselben Uebelstaude.

^ Von Heinrich in Chemnitz D. R. P. Nr. 47346 und Lindner in Chemnitz D. R. P.

Nr. 47858.

³⁷) D. R. P. Nr. 14176 vom 11. Dez. 1880.

Wie Mailet empfahl auch v. Borries für grofse Lokomotiven mit einem Cy linderraum Verhältnisse von rund 1: 2 zweith eilige, für kleinere mit Cylinderraum-verhältnissen von 1:2,25 der Einfachheit wegen gleiche Steuerungen an beiden Seiten. Als zusammengehörige Füllungsgrade hei einem Raumverhältnisse von rund 1: 2 und einem Verbinderinhalte gleich dem des kleinen Cylinders nannte v. Borries schon damals:

0,35 0,50 0,70

kleiner Cylinder 0,20 0,40 0,70 grofser

Hierdurch sollte der Druckverlust beim Uebertritte des Dampfes vom kleinen zum grofsen Cylinder gering, und die Arbeitsvertheilung auf beide Kolben möglichst gleich gemacht werden.

Noch in demselben Jahre, 1880, erhielt F. Schichau in Elbing von der Kgl. Eisenbahn-Direktion Hannover einen Auftrag auf zwei kleine ¹/₂ gekuppelte Omnibus-Lokomotiven nach v. Borries Vorschlägen, welche die ersten in Deutschland gebauten Verbundlokomotiven waren und folgende Hauptabmessungen hatten: Cylinderdurchmesser 200 und 300 mm

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Cylinderraumverhältnis Triebraddurchmesser Gesammtheizfläche . Dampfüberdruck .    .

Triebachslast .    .    .

400 1 : 2,25 1130 mm 22 qm 12 Atm.

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Die Steuerwelle wTar nicht getheilt, die Füllungen auf beiden Seiten waren gleich. Nachdem die Steuerung, welche anfangs nur 65°/₀ Füllung hatte, entsprechend geändert war, ging das Anfahren befriedigend von statten.

Die Kohlenersparnis gegenüber den gleichartigen Zwillingslokomotiven betrug 16,5 °/₀. In Folge dieses günstigen Ergebnisses bestellte die Direktion Hannover bei Henschel & Sohn in Cassel zwei ³/₃ gekuppelte Verbund-Güterzug-Lokomotiven, welche mit einer Lieferung von 10 Zwillings-Güterzuglokomotiven im December 1882 in Betrieb gestellt wurden. Diese erhielten uugetheilte Steuerwellen mit um 53° gegeneinander versetzten Schwingenhebeln und verschieden langen Hängeeisen⁸), wodurch für den Vorwärtsgang die folgenden zusammengehörigen Füllungsgrade erzielt wurden:

kleiner Cylinder, rechts 0,2    0,4    0,6    0,8

0,32 0,5 0,66 0,8

links

grofser

Für den Rückwärtsgang war dies Verhältnis umgekehrt, sodafs man rückwärts nur mit 0,7 bis 0,8 Füllung fahren konnte.

Zum Anfahren diente ein kleines Druckminderungsventil, welches Dampf von einem Drittel der Kesselspannung in den Verbinder liefs und vom Führer nach dem Anfahren geschlossen wurde. Um zu verhindern, dafs der Verhinderdruck beim Anfahren aus denjenigen Kurbelstellungen, hei welchen der Schieber am kleinen Cylinder die Einströmung eben abgeschlossen hat, einen Rückdruck auf den kleinen Kolben ausiibt, war ein kleines Rückschlagventil am kleinen Cylinder angebracht, durch welches in diesen Fällen Dampf aus dem Verbinder in die Mitte des kleinen Cylinders und hinter den kleinen Kolben gelangte.

Diese beiden Lokomotiven wurden in den Jahren 1883 und 1884 bei den

Direktionen Hannover, Frankfurt und Elberfeld vergleichenden Versuchen mit Normal-Güterzuglokomotiven unterworfen. Als Folge der angegebenen Verbesserungen ergab sich hierbei nach vielfachen Indikatorversuchen eine sehr gleichmäfsige Arbeitsvertheilung auf beide Kolben bei den verschiedensten Füllungsgraden.

Anderseits zeigte sich, nachdem 1884 auch vier Verbund-Schnellzuglokomotiven in Dienst gestellt waren, dais die Anfahrvorrichtung nicht wirksam genug war, um straff gekuppelte Züge rasch und sicher anzuziehen. Standen die Kurbeln so, dafs der grofse Kolben anziehen musste, so entwickelte sich der dazu nöthige Dampfdruck nicht rasch genug; hatte aber der kleine Kolben anzuziehen, so übte der Verbinderdruck so starken Gegendruck aus, dafs der übrig bleibende Druck oft nicht genügte.

Zur Beseitigung dieserMängel führte v. Bor ries 1884 das selbst-thätige Anfahrventil ⁹) Textabb. 303 ein, bei welchem vor dem Anfahren der Verbinder und kleine Cylinder vom grofsen Cylinder abgesperrt wird, so dafs im ersten Augenblicke kein Gegendruck auf den kleinen Kolben wirkt. Nach dem Anfahren erlangt der Auspuffdampf des kleinen Cylinders im abgeschlossenen Verbinder alsbald dieselbe Spannung, welche im Schieberkasten des grofsen Cylinders herrscht, worauf sich das Ab-schlufsventil selbstthätig öffnet, und dabei den Zuflufs frischen Dampfes

Fig. 303.

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Mafsstab 1:10.

Selbstthätiges Anfahrventil, Bauart v. Borries.

absperrt, so dafs reine Verbundwirkung eintritt,

neue

Im Auslande hatte inzwischen der Maschinendirektor der London- und Nortk-Westcrnbahn, Webb, 1879 eine ungekuppelte alte Schnellzuglokomotive nach Mallet’s Bauart umgebaut⁴⁰) und nach mehrjährigen Versuchen mit derselben eine Verbund-Bauart⁴¹) entworfen, welche heute als verfehlt bezeichnet werden darf, und sich daher nur an der London und North-Western-Bahn erhalten hat.

war.

gemeinsamer Verwerthung ihrer Patente im Auslande. Ihnen scldois sich später

Von bessern Erfolge waren die Bemühungen W. Worsdell’s, damals Maschinendirektor der Great - Eastern Bahn, dessen Anfahrvorrichtung⁴²) zu Anfang des Jahres 1885 unabhängig von der v. B o r ri e s’schen erfunden, letzterer fast gleich Worsdell und v. Borries vereinigten sich daher in demselben Jahre zu

16. März 1881 und Zusatz-Pat. Nr. 4738 vom 12. März 1884.

vom

Richard H. Lapage, Civilingenieur in London, an, welcher ebenfalls zwei Patente⁴³) auf Verbimdlokomotiyen hatte.

Im Uebrigen verhielt man sich an den Hauptbahnen Englands sehr ablehnend gegen die Verbundlokomotiven, ebenso in Belgien, welches in dieser Beziehung nichts geleistet hat.

In Amerika brachte Dunbar 1883⁴⁴) an der Boston- und Albany-Bahn eine Verbundlokomotive mit vier Cylindern in Tandem-Bauart in Betrieb. Der Versuch milslang aber und schreckte für’s Erste von weiteren Versuchen ab. Erst als v. Bor ries, Worsdell und Lapage in Amerika Patente nahmen und zu Anfang 1889 die Pennsylvania-Bahn eine Webb’sche Lokomotive aus England bezog, wurde der Unternehmungsgeist der Amerikaner rege, so dafs noch in demselben Jahre die Michigan Central-Bahn eine Verbund-Schnellzuglokomotive, Bauart Pitkin bei den Schenectady Lokomotivwerken bauen liels. Alle grölseren Lokomotiv-fabriken Amerikas nahmen nunmehr eigene Patente, welche zum Theil die Bauart von v. Borries, Worsdell und Lapage nachahmten.

von

Die meisten Patente, welche bis 1890 in den Hauptindustriestaaten, namentlich in Deutschland und Amerika auf Anfahrvorrichtungen genommen wurden, folgten der Absicht v. Borries’s, den Verbinder während des Anfahrens zeitweilig gegen den grofsen Cylinder abzuschliefsen, sodals der Arbeitsdruck auf den grofsen Kolben nicht als schädlicher Gegendruck auf den kleinen wirken konnte. Das Absperrmittel bildete hierbei entweder ein Ventilteller (v. Bor ries, Lapage, Vauclain, Pitkin, Dean, Player), oder eine Klappe (v. Borries, Worsdell, Reuben Wells, Büte, Busse), oder ein Gitterschieber (Schichau). Diese Anfahrvorrichtungen waren gröfstentheils so beschaffen, dafs Kesseldampf von vermindertem Drucke auf seinem Wege zum Schieberkasten des grofsen Cylinders das Absperrmittel selbstthätig schlofs und so lange geschlossen hielt, bis der Auspuffdampf aus dem kleinen Cylinder sich im Verbinder so stark verdichtet hatte, dafs er es wieder öffnete und damit den Zuflufs frischen Dampfes absperrte. Die Druckverminderung des Frischdampfes für den grofsen Cylinder war verschieden : während v.Borries, Worsdell, Lapage, BüteundBusse sie durch die Enge eines Rohres bewirkten, wandten Schichau, Reuben Wells, Vauclain, Player, Pithin und Dean besondere Druckminderungs-Ventile oder -Kolbenschieber an. Die meisten setzten auf den Verbinder oder Schieberkasten des grofsen Cylinders ein Sicherheitsventil, damit der Druck daselbst ein gewisses Mafs nicht überschreiten konnte. Eine Ausnahme von dieser Anordnung machten nur die Anfahrvorrichtungen Kraufs &Co. in München, des Kgl. Maschineninspektors Lindner in Chemnitz, sowie des K. K. Ober-Ingenieurs Gölsdorf in Wien, bei denen der Verbinder nicht vom Hochdruckcylinder abgeschlossen, der Gegendruck auf den kleinen Kolben aber durch andere Mittel beschränkt wird.

Die Anfahrvorrichtungen¹⁰) mit Absperrung des Verbinderraumes erwiesen sich als genügend wirksam, wenn die Lokomotiven geeignete, der Anfahrvorrichtung entsprechende Abmessungen hatten. Wenn trotzdem öfters Verbundlokomotiven ungenü-

⁴³) Engl. Pat. Spec. Nr. 310 vom Jahre 1887 und Nr. 268 vom 7. Januar 1889.

M) Amerikanisches Patent Nr. 240239 vom 19. April 1881 und Nr. 264937 vom 26. Sep

tember 1882.

gen de Anzugskraft zeigten, keine wirklichen Ersparnisse ergaben und keine annähernd gleichmäfsige Arbeitsvertheilung auf beide Kolben ergaben, so rührten diese Mifserfolge nicht von der Verbund Wirkung und den Anfahrvorrichtungen, sondern meistens von mangelhaften Ausführungen, insbesondere unrichtiger Wahl der Hauptabmessungen her. Auch war es nicht richtig, Lokomotiven für jeden Dienst mit Verbund Wirkung zu bauen.

Diejenigen Abmessungen und Verhältnisse der Cylinder und Steuerung, welche zu einer genügend gleichmäfsigen Arbeitsvertheilung und angemessener Brennstoffersparnis führen, sind nach vielfachen Erfahrungen längst festgestellt und bekannt. Viele glauben aber noch heute hierin abweichenden Ansichten folgen zu können und erreichen daher nicht die volle Wirkung.

Weitere Fortschritte in der Anordnung der Anfahrvorrichtungen zeigen einige Patente der letzten Jahre. Die Vorrichtungen mit zeitweiligem Abschlüsse des Verbinders leiden an dem Uebelstande, dafs die Anzugskraft des kleinen Kolbens in Folge anwachsenden Gegendruckes abnimmt. Bei schweren Zügen, wo das Anfahren langsam vor sich geht, bei undichten Kolben und Schiebern kam es daher bisweilen vor, dafs die Anzugskraft unzureichend wurde, ehe der Zug im Gange war. v. Borries entwarf daher 1891 sein neues Wechselventil¹¹), bei dessen Anwendung beide Cylinder mit Kesseldampf und freier Ausströmung arbeiten können. Dieses Ventil wurde vom deutschen Patentamte als eine Ausführungsform des Mal letschen Vertheilungsventiles¹²) erklärt.

Auch in Amerika sind in den letzten Jahren von Colvin, Mellin und Batch ellor ähnliche Patente genommen. Man ist hiernach nach langwierigem Sammeln von Erfahrungen wieder zu den 1875 von Mallet (S. 236) aufgestellten Grundsätzen zurückgelangt. Die letzten deutschen Patente auf Wechselvorrichtungen sind dasjenige von Gölsdorf in Wien¹³), bei welchem ein Wechseldreh- oder Flachschieber zwischen dem Cylinder und Schieberspiegel angeordnet ist, sowie zwei Patente von Dultz in Königsberg¹⁴).

g, 2, Ueber die Ursache und Gröfse der Dampfersparnisse bei Anwendung der Verbundwirkung.

Das Hauptbestreben des gesammten, auch des Lokomotiv-Dampfmaschinenbaues, ist auf die Erzielung einer möglichst sparsamen Ausnutzung des Dampfes gerichtet, wobei als Grundsatz gilt, zwischen den gröfsten erreichbaren Wärmestufen zu arbeiten. Zu diesem Zwecke mufs der Dampf mit möglichst hoher Wärme in die Maschine eintreten, bei seinem Arbeiten vor jeglicher Wärme verseil Wendung geschützt werden und mit möglichst geringer Wärme wieder austreten.

27. Febr. 1893) und Nr. 71422

am

locomotives“.

Der ersten Forderung wird bei Lokomotiven dadurch entsprochen, dafs man den Kesseldruck so hoch als praktisch zulässig annimmt⁵⁰) und den Dampf möglichst entwässert.

Schwieriger zu erfüllen ist die zweite Forderung, den Dampf vor Spannungsoder Wärme Verlusten zu schützen.

Nach Text-abb. 304 kann in einem Dampfcylinder vom Hube H unter der Annahme, dafs die Dampfverthei -lung durch eine theoretisch richtige Steuerung hervorgerufen wird, eine gröfste Arbeit geleistet werden, welche durch die Fläche abcehfga dargestellt wird. In Wirklichkeit wird dies jedoch niemals erreicht, die Arbeitsfläche nimmt vielmehr die Gestalt a b' c' e' f' g' a an. Diese Verkleinerung der Leistung rührt theils von den auf S. 193 erörterten Mängeln der Schwingensteuerungen, theils von inneren Vorgängen her, welche von der neueren Theorie als äufsere und innere Abkühlungen bezeichnet werden. Da die ganze Arbeitsverrichtung des Dampfes sich in eisernen Gefäfsen vollzieht, welche gute Wärmeleiter sind, so wird während des Arbeitsvorganges dem Dampfe Wärme entzogen und an die Aufsenluft abgegeben. Diese äufsere Abkühlung, welche nicht nur durch die Gesammtoberfläche der Dampfcylinder, sondern auch durch die wechselnd an die Aufsenluft tretenden Kolben- und Schieberstangen hervorgerufen wird, und ein allgemeines Sinken der Spannungen an jeder Stelle der Dampfcylinder mit sich bringt, ist im Verhältnisse zur Gesammtwärmeabgabe ziemlich gering, sie macht nach zahlreichen Versuchen kaum 1 °/₀ aus. Sie ist um so geringer, je kleiner die Oberfläche der Cylinder im Verhältnisse zu ihrem Rauminhalte ist und je besser Cylinder, Schieberkasten und Cylinderdeckel gegen Wärmeverluste geschützt sind.

Innere Wärmeabgaben finden innerhalb des Cylinders durch die Cylinder-wandungen, Cylinderdeckel und Kolben statt, indem diese dem einströmenden und dehnenden Dampfe zu Anfang des Hubes, so lange der Dampf wärmer ist, als die Wände, Wärme entziehen, gegen Ende des Hubes aber, und während der Ausströmung, wenn die Wärme des Dampfes unter diejenige der Wandungen sinkt, wieder Wärme zuführen, welche mit dem ausströmenden Dampfe entweicht. Die Gröfse der innern Abkühlung ist hiernach hauptsächlich von der Gröfse der im

Fig. 304.

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Dampfdrucklinie.

°°) Bei den

neueren

französischen Verbundlokomotiven allgemein 15 Atm.

Cylinder vorkommenden Wärmennterscliiede abhängig. Diese werden verringert, wenn man den Dampf nicht in einem, sondern in zwei Cylindern hintereinander, d. h. mit Verbundwirkung arbeiten läfst, da in diesem Falle die Wärmeunterschiede in jedem Cylinder nur etwa halb so grofs ausfallen.

Fig. 305.

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H    Schädlicher Raum

Die bei Lokomotiven gebräuchlichen Schwingensteuerungen geben, wie schonaufS.193 erörtert wurde, eineDampfver-theilung, bei welcher die Arbeitsflächender

GuaHinrindicjkiil 3 0 Jvm /St.

Dampfdruck-Schaulinien für 10, 25, 40 und 70°/₀ Füllung.

abnehmender Füllung immer gröfsere Verluste gegen die theoretisch erreichbaren Linien zeigen. Bei der Direktion Erfurt wurden an einer Güterzuglokomotive bei 30 km/St Fahrgeschwindigkeit, die in Textabb. 305 gezeichneten Schaulinien aufgenommen, welche für Füllungsgrade von 10, 25, 40 und 70°/o Arbeitsverluste von 41,3, 34,4, 25,5 und 21,9 °/₀ ergeben.

Wenn daher eine Zwillingslokomotive eine gewisse Arbeit mit 25°/₀ Füllung der Cylinder verrichtet, so braucht eine Verbundlokomotive mit einem Cylinderraum-verhältnisse von 1:2, weniger als 50 % Füllung des kleinen Cylinders, um dieselbe Zugkraft zu leisten. Während die Zwillingslokomotive bei 10 °/₀ schädlichen Räumen mit dreifacher Dehnung arbeitet, leistet die Verbundlokomotive dasselbe mit vier- bis viereinhalbfacher Gesammtdehnung, wodurch eine entsprechende Dampfersparnis bezw. Mehrleistung erreicht wird.

Weiter ist zu beachten, dafs das Verhältnis der Eintrittsspannung zur Nutzleistung in jedem Cylinder der Verbundlokomotive erheblich kleiner ausfällt, als bei der Zwillingswirkung, dafs also, wie aus den Betrachtungen S. 188 hervorgeht, auch das Verhältnis der Maschinenreibung zur Nutzleistung ein günstigeres ist.

Endlich haben in Folge der geringem Spannungs-Unterschiede vor und hinter den Kolben und Schiebern etwaige Undichtigkeiten weniger Einflufs, als bei der Zwillingsmaschine.

Die Ursachen der Dampfersparnisse bei den Verbundlokomotiven sind daher vorzugsweise: 1. Die verminderte innere Abkühlung. 2. Die bessere Dampfver-theilung in Folge der Anordnung gröfserer Füllungsgrade in den einzelnen Cylindern. 3. Die Anwendung höherer Gesammtdehnung. 4. Die verringerte Maschinenreibung. 5. Verringerter Einflufs der Undichtigkeiten an Kolben und Schiebern.

Eine Bestätigung dieser Schlüsse geben die Textabbildungen 306 bis 319, welche Indikatorschaulinien von der ³/₃ gekuppelten Verbundgüterzuglokomotive Textabb. 22, No. 25, S. 21 und einer gleichartigen Zwilligslokomotive der preufsi-schen Staatsbahnen bei 40 km/St Fahrgeschwindigkeit und gleichem Kesselüber-

11

Fig. 306.

12

11

Fig. 312.

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Dampfwärme, Verbund-Hochdruck. Fig. 313.

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Verbund-Niederdruck-Schaulinie. Fig. 308.

Dampfwärme, Zwilling.

12

Fig. 314.

12

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Zwillings-Druckschaulinie. Fig. 309.

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Wärme in den Punkten bud (Textabb.310), Verbund-Hochdruck. Fig. 315.

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8    9    10    11    12

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Zusammengehörige Ueberdrucke und Wärmestufen.

Fig. 310. ą- a e

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2    3    4    5    0    7    8

Wärme im Punkte c (Textabb. 310), Verbund-Hochdruck. Fig. 316.

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Kolben- und Kurbelweg.

Fig. 311.

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Wärme in den Punkten h u. d (Textabb. 310), Zwilling.

Fie. 317.

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Kolbenbreite.

1 2

Wärme in Punkt ej)(Textabb.*310), Zwilling.

15 8°

Fig. 318. Hochet Wärme 185.8 °

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lia. 8°

Fig. 319.

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Kolbenhub--------

Mittlere Wärmestufe, Verbund-Hochdruck.

8    9    10

Ç 1    2    3

K------------

Mittlere Wärmestufe, Zwilling.

drucke darstellen. Diese Linien ergeben nahezu gleiche, auf den Radumfang bezogene Zugkräfte. Die betreffenden Abmessungen und Verhältnisse der Lokomotiven sind in Zusammenstellung XXIII enthalten.

Zusammenstellung XXIII.

Zwillings-

Lokomotive

Verbund-Lokomotive

kleiner Cylinder

grofser Cylinder

Cylinderdurchmesser¹⁵)

Kolbenhub......

Cylinderraumverhältnis Triebraddurchmesser .    .

Einlafsdruck.....

Schädliche Räume .

Scheinbare Füllung. .

Wirkliche Füllung .

Scheinbarer Dehnungsgrad Wirklicher    „    ...

Scheinbarer Gesammtdehnungsgrad Wirklicher Schieber.

Gröfste Oeffnung d.Eintrittskanales mm

mm

450

mm

mm

at.

Kanalbreite........„

Verhältnis des Oeffnungsquerschnittesl zum Cylinderquerschnitte

630

460

1330

10,7

25

31,2

3,2

4,0

3,2

Kanalschieber 5,3 + 5,3 350

1:42,8

630

scheinbar 1:2 in 1330

O O

co g

CO fi

EH

S

nz5

h-*-

11,5

37,2

3,33

2,69

Kanalschieber 6,5 + 6,5 400

1:31,9

10,7

yoyo iw -j l-i'osVi to

Kanalschieber

;,rn

1:36,8

Alis Textabb. 306 und 308 sind die Linien für die Dampfwärme (Text-abb. 312 und 313) entworfen, indem au Stelle der Dampfspannungen die entsprechenden Dampfwärmestufen nach Textabb. 309 gesetzt sind, und wobei überdies die Abscissen nicht dem Kolben- sondern dem Kurbelwege (Textabb. 310) entsprechen. Letzteres hat den Zweck, die Zeitdauer, während welcher die Cylinder-wandungen der Einwirkung der verschiedenen Wärmestufen ausgesetzt sind, richtig darzustellen. Ueberdies sind die beiden Linien vor und hinter dem Kolben um die Kolbenbreite x (Textabb. 311) gegeneinander verrückt, da die Cylinderenden wegen der Kolbenstärke nie mit dem Dampfe hinter dem Kolben in Berührung kommen können. Aus den Wärmelinien Textabb. 312 und 313 können für die Punkte a b c d und e der Cylinderwandungen (Textabb. 310), weitere Schaulinien Textabb. 314 bis 317 abgeleitet werden, welche die wechselnden Wärmestufen zeigen, denen jene Cylinderpunkte während einer Kurbeldrehung ausgesetzt sind.

Bestimmt man aus diesen Schaulinien die mittleren Wärmestufen, so entstehen schliefslich die Textabbildungen 318 und 319, welche die mittleren Wärmestufen der inneren Cylinderwandungen der Zwillingslokomotive und des kleinen Cylinders der Verbundlokomotive darstellen. Aus letzteren Abbildungen (318 und 319) ist ersichtlich, dafs die mittlere Cylinderwärme für die in Betracht gezogenen Füllungen bei der Verbundlokomotive nicht unter 142,8° = 4 Atm., bei der Zwillingslokomotive aber bis auf 119,6° = 2 Atm. sinkt. Hieraus ist erklärlich, dafs die Eintritts- und Dehnungslinie bei der Verbundlokomotive (Textabb. 306) verhältnismäfsig höher liegt, als bei der Zwillingslokomotive (Textabb. 308). Eine aus den Indikatorlinien vorgenommene Nachrechnung der Dampf gewichte zu Ende des Eintrittes und der Dehnung bestätigt dieses Ergebnis. Die betreffenden Werthe sind mit den anderen errechneten Angaben über die Leistung und den Dampfverbrauch, bezw. mit den Ersparnissen der Verbundlokomotive in Zusammenstellung XXIV enthalten.

Zusammenstellung XXIV.

Zwillings-

Lokomotive

Verbundlokomotive

kleiner Cylinder

grofser Cylinder

Wirki. Dampfspannung zu Ende des Eintrittes .

Dampfgewicht Wirki. Dampfspannung zu Ende der Dehnung .

Dampfgewicht Verlust oder Zunahme während der Dehnung

kg/qcm

8,8

10,5

2,8

kg

kgq/cm

kg

Wirki. Dampfspannung zu Beginn des Voreinströmens .... kg/qcm Dampfgewicht. Gesammtdampfverbrauch für 1 Hub kg Gesammtdampfverbrauch für 1 Stunde bei 40km/StFahrgeschwindigkeit kg

• • kg

Mittlerer nutzbar.Dampfdruck kg/qcm Zugkraft am Radumfange ... kg

Gesammtzugkraft der Lokomotive „ Geleistete indicirte Pferdestärken P.S Indicirter Dampfverbrauch . kg/St. Ersparnisse zu Gunsten der Verbundlokomotive

°/o

0,149770

0,225940

0,157063

3,8

5,75

1,75

0,144260

-3,7

0,242195 + 7,2

0,179750 + 14,4

10

0,049672

2x0,100100

3833,42

3,21

2x1539

3078

456

8,40

10,9

0,0706698

1X0,155271

2973,13

3,01

1,45

1508

1450

2958

438,2

6,78

19,3

Die Dampfersparnis von 19,3 °/₀ liegt höher, als sie durchschnittlich zu erwarten ist. Dieses erklärt sich dadurch, dafs sich die Zwillingslokomotive nach Zusammenstellung XXIII weniger für die Fahrgeschwindigkeit von 40 km/St eignete, was am besten aus der stark abfallenden Eintrittslinie der Indikatorlinie (Textabb. 308) hervorgeht.

Immerhin können aus diesem Beispiele und den vorhergehenden Betrachtungen die folgenden Schlüsse gezogen und diejenigen Grundbedingungen aufgestellt werden, welche bei dem Entwürfe von Verbundlokomotiven allgemein mafsgebend sein sollten :

1.    Möglichst hoher Eintrittsdruck.

2.    Vermeidung jeden Spannungsabfalles beim Eintritte mittels weiter, vor Abkühlung geschützter Dampfleitung vom Kessel her, mittels sorgfältig geschützter Cylinderdeckel, namentlich am Niederdruckcylinder, geringer schädlicher Räume und grolser Oeffnungen für die Einströmung.

3.    Möglichst weitgetriebene Dehnung in zwei Cylindern.

4.    Sorgfältiger Schutz der Cylinderwandungen gegen Wärmeverluste durch Leitung und Strahlung.

5.    Verhütung aller Spannungsverluste beim Ueberströmen des Dampfes durch den Verbinder mittels möglichster Vermeidung von Querschnittsverengungen und Winkeln in der Anfahr Vorrichtung und dem Verbinder, sowie mittels Schutzes der Anfahrvorrichtung und des Verbinders gegen Wärmeverluste, d. h. mittels deren Verlegung in die Rauchkammer.

6.    Genügendes Vorausströmen.

7.    Genügender Ausströmungsquerschnitt und genügende Blasrohrweite.

Nur wenn alle diese Forderungen möglichst erfüllt werden, sind im regel-mäfsigen Betriebe wirkliche Dampfersparnisse zu erzielen. Auf allseitige Verkleidung der Cylinder, namentlich der Deckel und Anfahr Vorrichtungen wird vielfach zu wenig Werth gelegt.

Die durch Verbund Wirkung zu erzielenden Brennstoffersparnisse werden beim Vergleiche bester Verbundlokomotiven mit besten, gleich starken Zwillingslokomotiven selten über 20 °/₀ steigen.

¹

) Thomas Craddock, The Chemistry of the steam Engine“, London 1848.

²

3°) E. Brückmann, „Verbundlok. in Nord-Amerika“, Zeitschr. d. V. deutsch. Ing.“, 1894,

³

) Pat. Nr. 105272 vom 10. Okt. 1874 auf „Perfectionnement dans les machines à vapeur

⁴

32) Diese Figuren sind nach der Patentschrift Nr. 105272 vom 10. Okt. 1874 wiedergegeben.

⁵

) Nach dem Fr an klin-Journal Vol. C. XXXIII Nr. 797, Mai 1892, S. 27, soll zwar Will. Baxter schon 1870 einen „Compound steam car“ für die Worcester-Bahn (Amerika) geliefert haben. Auf eine Nachfrage konnte dies aber nicht erwiesen werden.

⁶

³¹) Vergl. Proeeedings of the Institution of Mechanical Engineer, June 1879: „On the com-pounding of Locomotive engines“ by M. Anatole Mallet.

⁷

æ) Mallet nahm im nächsten Jahre in Frankreich noch vier Zusatzpatente auf die Anwendung der Verbund Wirkung bei beweglichen Lokomotiven nach Fairlie und Meyer, auf den Ersatz eines grofsen Niederdruckcylinders durch zwei über einander liegende kleinere (nachgeahmt von Vauclain) und auf eine Wechselvorrichtung, bei welcher der Flachschieber durch Ventile ersetzt ist (auch D. R. P. Nr. 39141 vom 18. Juli 1886).

⁸

Organ 1883, S. 147.

⁹

   D. R. P. Nr. 31340 vom 23. Oktober 1884.

⁴⁰)    P roce edings of the Institution of Mech. Engineers 1883 S. 438 „On Compound Locomotive Engines by Francis W. Webb“. Engineering 1894, Vol. I, S. 610. „The Webb System of Compounding“.

⁴¹)    Pat. Spec. Nr. 1128

⁴²)    Engl. Pat. Spec. Nr. 999 vom 23. Januar 1885 und Zusatz - Pat. Nr. 4661 vom 29. März 1887,

¹⁰

) Anfahrvorrichtung Schäfer siehe Organ 1895 S. 223.

Eisenbahn-Technik der Gegenwart I,

¹¹

)    D. R. P. Nr. 67234 vom 12. April 1892 (ausgegeben vom 3. Sept. 91 (ausgegeben am 18. Oktober 1893).

¹²

)    D. R. P. Nr. 39141 vom 18. Juli 1886.

¹³

«) D. R. P. Nr. 80020 vom 7. Juli 1894.

¹⁴

) D. R. P. Nr. 83386 v. 16. August 1894 u. D. R. P. Nr. 83925 v. 15. September 1894.

¹⁵

) Die Cylinder werden seit 1895 mit 480 mm und 680 mm Durchmesser ausgeführt.

g, 3, Theorie und Berechnung,

Die theoretische Indikatorlinie einer Eincylinder-Maschine hat die allgemeine Gestalt a b c d g, Textabb. 320. Die Nutzarbeit ist

N = Po^l + log nat y -

Gl. 76)

Fig. 321.

Fig. 320.

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2 xtn

-V.

JEU.

K-------

Theoretische Druckschaulinie, Zwilling.

Für einen bestimmten Dampfdruck p₀ und Gegendruck g hängt die Gröfse von N

y

hiernach nur von dem Endinhalte v, also vom Dehnungsgrade — ab. Die beste

-VL

-------------2.2

Druckschaulinie beider Verbundcvlinder.

Vo

Wirkliche Eintrittspannung p in At 11

12    13    14    15    16

9,2    8,6    8,0    7,5

Vorteilhafteste Füllung —.100 °/₀ 10,9    10

9,2    10    10,8    11,7    12,5    13,3

V

Dehnungsgrad — = vo

Aus der theoretischen Indikatorlinie einer Verbundmaschine Textabb. 321 zeigte Rankine zuerst, dais die Arbeit, welche eine Dampfmenge von der wirklichen Spannung p₀ und dem Rauminhalte v₀ in zwei Cylindern hintereinander verrichtet, indem sie sich im ersten Cylinder auf die Endspannung px und den Rauminhalt v₁,

im zweiten von gleichem Durchmesser, aber einem im Cylinderraumverhältnisse

verg-röfserten Hube bis auf die Endspannung p = g und den Endinhalt v dehnt, der Arbeitsleistung gleich ist, welche dieselbe Dampfmenge p₀. v₀ in einem Cylinder demselben Durchmesser und dem Hube v verrichtet. Hiernach wäre für die

Ausnutzung der Dampfkraft wird für Gl. 77)..........

g.v

erreicht; dann ist

Po

Ngr = Po • log nat v.

Die Dehnungs- und Ausströmungslinie laufen in diesem Falle in eine Spitze d aus (Textabb. 321). Bei einem Gegendrücke von g = 1,2 Atm. ergeben sich hiernach für die bei Lokomotiven gebräuchlichsten Eintrittsspannungen von 10 bis 15 Atm. üeberdruck folgende Füllungs- bezw. Dehnungsgrade :

Zusammenstellung XXV.

Gl. 78)

von

Verbundmaschine die Indikatorlinie für die Eincylindermaschine zu verzeichnen und deren Fläche a b c d e f (Textabb. 321) durch die Linie f c so zu theilen, dafs beide Theilfläehen A und B gleichen Inhalt haben, also gleiche Arbeitsleistungen darstellen.

Gl. 79) .

Die Lage der Linie fc ergiebt sich aus der Gleichheit der Flächen

V ' ^ = B =p₀ ^1 +log nat v—log nat y₁ —

A = |(l+log

. nat v

Po

und da Gl. 77):

v.g

1 auch hier gilt, zu Po

.......Vi = l/v

Dieser Bedingung entspricht folgende Zusammenstellung.

Zusammenstellung XXVI.

Gl. 80)

Wirki. Eintrittspannung p₀ .    . At

11

12    13    14

15

16

v

Vorteilhafter Dehnungsgrad —

vo

9,2

10

10,8

11,7

12,5

13,3

Cylinderraumverhältnis vj:v .    .

1:3,0

1:3,2

1:3,3

1:3,4

1:3,5

1:3,7

Füllungsgrad in beiden Cylindern^

0,33

0,32

0,30

0,29

0,28

0,27

Für die bei Lokomotiven gebräuchlichen Dampfspannungen von 10 bis 15 Atm. Ueberdruck wären daher theoretisch Cylinderraumverhältnisse von 1:3 bis 1:3,7, sowie neun- bis dreizehnfache Dehnung und gleiche Füllungen in beiden Cylindern am günstigsten. In Folge verschiedener, den Lokomotiven eigentümlicher Umstände sind diese Verhältnisse aber weder ausführbar noch zweckmäfsig. Um eine Zwillingslokomotive mit Cylinder von 450 oder 500 mm Durchmesser zu ersetzen, müfsten die Fiederdruckcylinder einer gleich starken Verbundlokomotive bei einem Cylinderraumverhältnisse von 1:3, Durchmesser von 780 bezw. 860 mm erhalten. So grofse Cylinder sind aber wegen des beschränkten Raumes und einer Reihe anderer Umstände in der Regel nicht ausführbar.

Mit zunehmender Zahl der gekuppelten Achsen läfst der vorhandene Raum für Verbundlokomotiven mit zwei Cylindern kaum gröfsere Raumverhältnisse, als 1:2,4 bis 1:2 zu⁵²). Bei den Viercylinderlokomotiven, Woolf scher oder Verbinderbauart, ist dagegen genügender Raum vorhanden um Cylinderraumverhältnisse bis 1:3 bezw. 1:2,5 anwenden zu können.

An den meisten ausgeführten Lokomotiven sind die Einströmungskanäle der Niederdruckpylinder, auch wo es nicht nöthig gewesen wäre, verhältnismäfsig enger gewählt, als bei den Hochdruckcylindern und Zwillingslokomotiven. Die Folge ist ein entsprechendes Herunterziehen der Eintrittsspannung, so dafs bei den Indikatorlinien der Niederdruckcylinder die Eintrittslinie meist ohne merkbaren Wendepunkt in die Dehnungslinie übergeht. Je kleiner die Füllung, um so mehr macht sich dieser Uebelstand bemerkbar. Derselbe ruft einen Arbeitsverlust hervor, welcher in Textabb. 321 durch die dreieckige Fläche f c dx f dargestellt wird. Dieser Verlust ist namentlich bei kleinen Füllungen bedeutend gröfser, als der entsprechende an den Hochdruckcylindern.

Der Gesammtarbeitsverlust, welchen die wirkliche Schaulinie B (Textabb. 321) gegen die theoretische f c d e f aufweist, ist hiernach verhältnismäfsig gröfser.

⁵²) Die gröfsten Durchmesser ausgeführter Zwei-Cylinder-Verbundlokomotiven sind, soweit bekannt, die folgenden:

Zusammenstellung XXVII.

Cylinder-

Durchmesser des

Bauart der Lokomotive

Bahn und Gattung der Lokomotive

kleinen grofsen Cylinders Oylinders

raum

Verhältnis

Innenliegende Cylinder und Innenrahmen

V4 gekuppelte Schnellzug-Lokomotive der North-Eastern-Bahn, England

508

711

1:1,96

Innenliegende Cylinder und Aufsenrahmen

s/s gekuppelte Güterzug-Lokomotive der französischen Ostbahn

530

850

1:2,57

Aufsenliegende Cylinder u. Innenrahmen

V₅ gekuppelte Güterzug-Lokomotive der Mohawk- und Malone - Bahn, Textabb. 31, Nr. 35, S. 28

559

813

1:2,11

Aufsenliegende Cylinder u. Innenrahmen

V4 gekuppelte Güterzug-Lokomotive der Preufsischen Staatsbahn, Textabb. 28, Nr. 31, S. 26

530

750

1 :2,00

als bei den entsprechenden Schaulinien der Hochdruckcylinder, lind zwar ist die Verschiedenheit um so gröfser, je kleiner die Füllung und das Cylinderraumver-hältnis und je gröfser die Kolbengeschwindigkeit ist.

Die Widerstände bei der Ausströmung vermindern auch die Endspannung im Niederdruckcylinder und beschränken daher die Ausnutzung des theoretisch vor-theilhaftesten CylinderraumVerhältnisses. Man sollte daher durch Anwendung weiterer Kanäle die Dampfwirkung in den Niederdruckcylindern verbessern, wodurch jedenfalls bessere Leistungen erzielt werden würden.

Der durch mäfsige Verringerung des Cylinderraum Verhältnisses entstehende Verlust ist übrigens, wie Textabb. 321 erkennen läfst, nicht bedeutend, da nur die spitze Fläche dj d d₂ in Fortfall kommt. Da ferner die von den Lokomotiven verlangte Zugkraft stark wechselt, also oft mit verringerter Eintrittsspannung gefahren werden mufs, so kann die Dehnung nicht voll ausgenutzt werden, da sonst die Endspannung im Niederdruckcylinder häufig unter 1,2 Atm. sinken würde. Ferner sind die SpannungsVerluste und die Maschinenreibung bei geringen Füllungsgraden stets gröfser, als bei gröfseren, sodafs die beste Dampfausnutzung stets bei gröfseren, als den theoretisch vorteilhaftesten Dehnungsgraden eintritt.

Aus diesen Gründen wendet man stets erheblich geringere Cylinderraumver-hältnisse, bezw. Dehnungsgrade an und zwar hei Verbindermaschinen solche von 1:2 bis 1:2,5, bei Woolf scher Dampfwirkung solche von 1:2,8 bis 1:3, im letztem Falle bei mindestens halber Füllung in beiden Cylindern.

Bei den Verbindermaschinen wird, wie schon gesagt, durch den Fortfall der Arbeitsfläche dj d d₂ der Punkt c (Textabb. 321), welcher die Füllung für den

fe

Niederdruckcylinder angiebt, nur wenig verrückt, und zwar fällt der Füllungsgrad —

um so mehr gröfser aus, als oben angegeben ist, je kleiner das Cylinderraumver-hältnis ist.

Die theoretische Feststellung der zu gleicher Arbeitsvertheilung auf beide Cylinder gehörigen Füllungsgrade ist wegen der vielen zu beachtenden Nebenumstände aufser-ordentlich schwierig und kann mit Erfolg nur an der Hand einer sehr grofsen Anzahl von Indikatorlinien durchgeführt werden. Praktische Versuche und Erfahrungen haben indes schon seit Jahren Klarheit über diesen Punkt verbreitet. Es genügt daher, diese Ergebnisse wieder zu geben und vor unbegründeten Abweichungen zu warnen. Eine derartige Zusammenstellung findet sich im Unter-Abschnitte g. 5.

Bei Bestimmung der Haupt ab mess un gen von Verbundlokomoti ven ist jedoch aufser der Zugkraft auch die Anzugskraft zu berücksichtigen. Die Hauptabmessungen sind so zu wählen, dafs die mittlere Zugkraft, welche nach denBahnsteigungen, der Zuglast und der Fahrgeschwindigkeit zu bestimmen ist, möglichst sparsam geleistet wird. Dieses wird für die lieute üblichen Kesseldrucke bei Verbundlokomotiven mit etwa 30 bis 35 °/₀ Füllung im Hochdruckcylinder erreicht. Während der regelmäfsigen Fahrt sollen dabei die Füllungen zwischen 25 und 40 °/₀ zur Einhaltung der Fahrgeschwindigkeit ausreichen. Genügen jedoch diese Grenzen wegen stark wechselnder Bahnneigungen nicht, und ist man in der Wahl der Cylinder-abmessungen beschränkt, so ist als mittlere Füllung die von etwa 40 °/₀ anzusehen.

Zur Bestimmung der Zugkraft dient die bekannte aus Gl. 13), S. 56 folgende

Gleichung

Gl. 81)

Zke =

pxat. (d₁cm)²hmm

2. Dmm

in welcher px den Nutzdruck und dx den Durchmesser des Niederdruckcylinders bezeichnet, da nur dessen Gröfse für die Gesammtleistung mafsgebend ist. Die Gröfse des Hochdruckcylinders beeinflufst vorwiegend die Arbeitsvertheilung, die gröfste Gesammtfiillung und die Gröfse der Anzugskraft.

Zusammenstellung XXVIII. Nutz druck Verhältnis

Geschwin-

Füllung des kleinen Cylinders.

digkeit v -

in km/St 0,3

0,4

0,5

0,6

0,7 ! 0,8

A. Güterzug-Lokomotiven.

ppp

'iolo'tö I

bOdOi 1 GO GO

lOCOO i Ol © CD

| co co oi © ©' o"'

Ot-iO

l O CC o

I vH CO CO

©~ ö' cT

0,470

0,465

0,421

0,344

0,520

0,490

0,460

0,416

© o © © u< 'bi'hn

00 © 03 na. OC tO O 03

B. Personenzug-Lokomotiven.

0,325

0,310

0,290

0,280

0,260

0,235

0,215

0,385

0,365

0.350

0,335

0,320

0,305

0,240

0,440

0,421

0,410

0,405

0,390

0,488 ! 0,503

0,449

CC Ol

Ueber den bei verschiedenen Füllungen und Fahrgeschwindigkeiten erreichten Nutzdruck pj giebt die Zusammenstellung XXVIII Aufschlufs, welche nach einer grofsen Anzahl von Indikatoraufnahmen ermittelt ist. Mit Hülfe dieser Werthe ist-nach Annahme des Kesseldruckes, Raddurchmessers und Kolbenhubes der Durchmesser des grofsen Cylinders zu bestimmen. Aufserdem ist aber noch nach Gl. 5), S. 47 ¹) die gröfste verlangte Zugkraft zu berechnen und zu prüfen, ob die Cylinder-abmessungen auch hierfür genügen. Zu diesem Zwecke mufs man den gröfsesten Werth des Nutzdruckes px kennen. Aus einer Reihe von Indikatorlinien hat der

Nutzdruck

bei einem CylinderraumVerhältnisse von

p Kesseldruck

1:2 bis 1:2,25 und bei 75 bis 80°/₀ Füllung bei Güterzuglokomotiven zu 0,53 bis 0,55, bei Personen- und Schnellzuglokomotiven zu 0,4 bis 0,50 ermittelt. Da diese Werthe die gröfsten sind, auf welche überhaupt zu rechnen ist, so mufs mit einem gewissen Ueberschusse gerechnet und als gröfste Zugkraft daher bei Personenzuglokomotiven die von 60 °/₀, bei Güterzuglokomotiven die von 70 °/₀ Füllung angenommen werden. Diesen Füllungen entsprechen nach langjähriger Erfahrung folgende

Verhältniswerthe — =

Verfasser das Verhältnis —

-, welche schon in Zusammenstellung I und X,

Nutzdruck

p Kesseldruck

S. 2 und 56 angegeben sind und hier nochmals wiederholt werden:

Zusammenstellung XXIX.

Cylinderraumverhältnis

1:2,9 bis 1:3

1:2 bis 1:2,21:2,4 bis 1:2,5

Lokomotiven für 40—50 km/St Fahrgeschwindigkeit bei 60% Füllung, also Personen- und Schnellzug-Lokomotiven .............

0,42

0,38

0,33

Lokomotiven für 15—20 km/St Fahrgeschwindigkeit bei 70% Füllung, also Güterzug- und Yerschiebe-Lokomotiven .    ............

0,50

0,45

0,385

Diese Wertlie gelten für Fahren mit Verbundwirkung. Auf Grund dieser Nachprüfung ist der grofse Cylinder nöthigenfalls zu vergröfsern; ist das nicht ausführbar, so empfiehlt es sich, wenn die gröfste Zugkraft nur ausnahmsweise, z. B. auf einer einzigen Steigung der Bahnstrecke verlangt wird, die Verbundlokomotive mit einem Wechselventile auszurüsten, so dafs die gröfste Zugkraft mit

Zwillingswirkung erreicht wird. Der Verhältniswerth — steigt in diesem Falle für

die Fahrt für Güterzuglokomotiven auf 0,6, für Personen- und Schnellzuglokomotiven auf 0,5, wie bei Zwillingslokomotiven. Wird die gröfste Zugkraft oft verlangt, so sind drei, besser vier Cylinder anzuordnen, oder das Triebwerk zu theilen (Doppeldrehgestelllokomotiven) .

Ist der Durchmesser des grofsen Cylinders festgestellt worden, so mufs noch die Wahl des Cylinderraumverhältnisses, bezw. die Bestimmung des Durchmessers des kleinen Cylinders erfolgen. Hierbei kommt die Anfahrvorrichtung in Betracht, denn je nachdem, ob der Verbinder während des Anfahrens gar nicht, oder nur zeitweilig, oder dauernd vom kleinen Cylinder abgesperrt werden kann, ist, wie schon auf S. 240 ff. erörtert wurde, die A n z u g k r a f t kleiner oder gröfser.

Bei einer Anfahrvorrichtung der ersten Art mufs daher, um aus ungünstigen Kurbelstellungen, d. h. mit dem kleinen Cylinder allein, eine bestimmte Anzugkraft leisten zu können, dieser Cylinder einen gröfsern Durchmesser erhalten, als bei einer solchen der zweiten oder dritten Art.

Ein Bild von der wechselnden Gröfse der Anzugkraft, während der ersten ganzen oder den ersten anderthalb Umdrehungen der Triebachse geben die Textabbildungen 322 bis 329, sowie die Zusammenstellung XXX.

Fig. 322.

10

fi

16

16

li

17

IS

N,

AM¹

Abgewickelte Dampfdrucklinien während 1% Umdrehungen, Zwilling.

Fig.r323. ’

p 0085/

/ 0289

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5 ZOO

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1 mV Hs

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/*

I 4800

1 g/oa\ / m Xs

9    10    11    12    13    14    15    16 n

Auf den Kurbelkreis bezogener Umfangsdruck während D/g Umdrehungen, Zwilling.

Fig. 324.

18 18

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16

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10

16

Abgewickelte Dampfdrucklinien während D/2 Umdrehungen, Verbund I. Art.

Fig. 325.

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10 11 12

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w n 12 n n 15

16 n 18 n

ntgaîive Ariâl

Auf den Kurbelkreis bezogener Umfangsdruck während D/g Umdrehungen, Verbund I. Art.

Fig. 326.

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16

Abgewickelte Dampfdrucklinien während 1¹L Umdrehungen, Verbund II. Art,

Fig. 327.

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MBL

8    3    10    11    12    13 H « IC, 11    18    13

Auf den Kurbelkreis bezogener Umfangsdruck während 1% Umdrehungen, Verbund II. Art.

Fig. 328.

'S

10

Iß

II

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11

ZU

Abgewickelte Dampfdrucklinien während 1Y₂ Umdrehungen, Verhnnd III. Art.

Fig. 329.

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WÀ

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5300

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6220

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6700

19

10    11    12    13    14-    15 Iß 17    18

Auf den Kurbelkreis bezogener Umfangsdruck während D/2 Umdrehungen, Verbund III. Art.

Zusammenstellung XXX.

Werthe von a . —

Bauart

1 Um- U/2 Um-Umdrehung Umdrehung Umdrehung drehung drehung

erste halbe zweite halbe dritte halbe

kleinster

gröfster

mittlerer

kleinster

gröfster

mittlerer

kleinster

gröfster

mittlerer

kleinster

mittlerer

kleinster

mittlerer

Zwillingslokomotive

0,80 1,07 0,92 0,75 1,16 0,97 0,75 1,05 0,875 0,75 0,95 0,75 0,92

1—11— t- c-

o ö*

05 T—( CO lO

o'ö'

TT 05 t— t-

o~o~

05 T—< CO CO

o'ö"

CO CO o C~

cTcT o o 00 00 cTcT

05 ¹

co co cT cT

l— (Ol

t'- 00

cTcT

CO CO 05 05

cT cT

05 .-H CO CO

cT Ö~ o o

[- t-

cTcT

r— CD

00 CO

cTo"

05 rH CO CO

o"o"

Verbundlokomotive mit Anfahr-Vorrichtung I. Art.

Cylinderraumverhältnis 1:2    .    .    ,

1:8 ... .

Verbundlokomotive mit Anfahr-Vorrichtung II. Art.

Verbinderinhalt = 1,5 d. klein. Cylinders

v    — 2,5 „    „    „

V erbnndwir-

00

o 0"

1,00 0,80 1,06 0,87 0,48|0,83;0,72

kung

00

Verbund-wirkung 0,48 0,84

0,80 1,07 0,92 0,75 1,16 0,97 0,75 1,05 0,875 0,75 0,95 0,75 0,92

Verbundlokomotiven mit Anfahr-Vorrichtung III. Art.........

enthält, wobei d den Durchmesser des kleinen Cylinders bedeutet und in dem Wertke a alle aus den Umfangsdrucklinien rückwärts bestimmten Einflüsse enthalten sind, welche sich bei Uebertragung von Kolbenkräften durch das Kurbeltriebwerk auf den Radumfang bemerkbar machen.

Bei gleichem Cylinderdurchmesser ist hiernach die Anzugkraft von Verbundlokomotiven je nach der zur Verwendung kommenden Anfahrvorrichtung sehr verschieden. Soll die kleinste oder mittlere Anzugkraft dieselbe sein, so müssen die Cylinderdurchmesser in dem Verhältnisse stehen, welches die Zusammenstellung XXXI angiebt.

Zusammenstellung XXXI.

Die Abbildungen 322, 324, 326 und 328 stellen abgewickelte Indikatorlinien, 323, 325, 327 und 329 auf den abgewickelten Kurbelkreis bezogene Umfangsdrucklinien dar, während die Zusammenstellung XXX die wichtigsten, zur Berechnung

a . d

der Anzugkraft nothwendigen Wertke von -■

Za = cc. p₁at. (dcm)²

Gl. 82)

aus der Formel

|jmm

‘ J)mm

Verhältnis der Durchmesser der Hochdruckkolben für gleiche Anzugkraft.

Bauart

1 Umdrehung

gleiche kleinste Anzugkraft

l²/* Umdrehungen

gleiche mittlere Anzugkraft

1 Um- 1V₂ Umdrehung drehungen

Zwillingslokomotiven

Cylinderraumverhältnis 1:2

_    1:3

Verbundlokomotiven I. Art.

1,555    1,131    1,555    1,140

1,212    1,195    1,212    1,195

Verbundlokomotiven II. Art. Verbinderinhalt = 1,5 des kleinen Cylinders = 2,5 „

rH CO

CD rH Ol rH

'©'©

to

cc cc

Verbundwirkung 1,249    1,048

5*) Die gewählten Abmessungen sind:

Durchmesser der Cylinder der Zwillingslokomotive .    .

des kleinen Cylinders der Verbundlokomotive d = 400    „

„ grofsen

Kolbenhub = 600 mm, Cylinderraumverhältnis 1 :2 bzw. 1: 3. Raddurchmesser = 1500 mm, Pleuelstangenlänge 1800 mm.

Kurbelhalbmesser Pleuelstangenlänge 6

Verbinderinhalt = dem 1% bis 2% fachen des kleinen Cylinders.

Gröfste Füllung des kleinen Cylinders 80%.

Mafsstab für die Umfangsdrucklinien 1 mm = 333 kg.

. d = 400 mm

d = 566 bzw. 694 mm.

Kesseldruck 10 Atm., Verhältnis

ohne Einflufs ist, Verschieden- ' P

smd₇ können sie doch als allgemein gültig betrachtet werden, da die Grölse des

a.pi

Kesselüberdruckes auf die Verhältniswerthe

beiten in der gröfsten Füllung und Aenderungen im Verhältnisse des Kurhelhalbmessers zur Schubstangenlänge aber nur geringe Veränderungen in den Schaulinien her vor bringen würden.

Aus den Textabbildungen 322 bis 329 und den Zusammenstellungen XXX und XXXI ergiebt sich, dafs bei Verbundlokomotiven mit Anfahrvorrichtungen I. Art, bei welchen der Verbinder während des Anfahrens nicht vom kleinen Cylinder abgesperrt wird, die Anzugkraft am geringsten ist, und dafs sie ihren kleinsten Werth erreicht, wenn der grofse Cylinder allein anzieht und der Schieber des kleinen Cylinders den Dampfeintrittskanal eben geschlossen hat; dafs sie um so gröfser ist, je gröfser das Cylinder-raumverhältnis ist, und dafs weiter die Anzugkraft von Verbundlokomotiven II. Art um so gröfser wird, je gröfser der Rauminhalt desjenigen Verbindertheiles ist, welcher beim Anfahren mit dem kleinen Cylinder in Verbindung bleibt. Die Anfahrvorrichtungen II. Art sind daher möglichst nahe an die Schieberkasten des grofsen Cylinders zu setzen.

Unter Berücksichtigung dieser Umstände hat man den geringsten Durchmesser des

so zu bestimmen, dafs

Oi

-, r7i kg TV mm

kleinen Cylinders aus der Gl. 82), S. 256 dcm = l/—

l a.p^h

die nöthige Anzugkraft geleistet, bezw. die Triebachsbelastung voll ausgenutzt wird. Das wird aber, ohne zu unzweckmäfsigen Cylinderraumverhältnissen zu gelangen, nur bei Anfahrvorrichtungen III. Art und auch hier nur in demselben Mafse, wie bei Zwilligslokomotiven, gelingen.

Erheblich gleichförmigere Anzugkraft für alle Kurbelstellungen ergeben die Viercylinder Verbinder-Lokomotiven Textabb. 18, Nr. 21, S. 17 und Tafel III, Nr. 10, S. 10, wenn die Kurbeln der beiden Triebwerke so gegen einander gestellt sind, dafs die schwächste Leistung des einen durch die stärkste des andern ausgeglichen wird. Für diese Lokomotiven genügen meist Anfahrvorrichtungen I. Art, wenn man nicht Wechsel Vorrichtungen vorzieht, welche in Nothfällen mit jedem Triebwerke allein zu fahren gestatten.

Zusammenstellung XXXII.

Wasserverbrauch für 1 Nutz-Pferdestärke und Stunde³)

Geschwindigkeit in km/St

Güterzug-Lokomotive

kg

Schnellzug-Lokomotive

kg

o o o o

CO^CO

crT oo co x~

o o

(N

ofcxT

o o o o o in co c~ oo ai

OOHHCOt-

aq co c-^ co⁻ Ob' od" cf cT

rH

Der wirkliche Wasser- und Dampfverbrauch (vergl. S. 61) läfst sich nach Versuchen der preußischen Staatsbahnen⁵⁶) für die mi 111 e r e Leistung einer Verbundlokomotive aus der Zusammenstellung XXXII bestimmen. Weicht die in Betracht zu ziehende Leistung von der mittlern ab, so ist für Arbeiten mit der gröfsten Füllung der in Zusammenstellung XXXII angeführte Dampfverbrauch um 5 °/₀ zu vermindern, bei Arbeiten mit der kleinsten Füllung aber um 7°/₀ zu vergröfsern.

Der wirkliche Dampfverbrauch für eine Pferdestärke und Stunde ist hiernach, wie bekannt, für mittlere Fahrgeschwindigkeiten am geringsten. Bei gröfserer Geschwindigkeit bewirken die gröfsere Dampfnässe, die Verminderung der Eintrittspannung und die gröfseren Reibungsverluste, bei geringeren die gröfseren Füllungsgrade höhern Dampfverbrauch.

g, 2. Beispiel für die Berechnung der Hanptabmessungen einer

V erbundlokomotive,

Eine ²/₄ gekuppelte Schnellzuglokomotive soll einen aus 8 vierachsigen Wagen im Gesammtgewichte von 2501 bestehenden Zug mit 90 km/St Geschwindigkeit auf einer Bahnstrecke befördern, deren mittlere Steigung 0,4 °/₀₀ beträgt. Auf einer kurzen, gröfsten Steigung von 10 °/₀₀ soll eine Geschwindigkeit von 50 km/St eingehalten werden. Die bisher gebräuchlichen Räder von 1890 mm Durchmesser und 315 mm Kurbelhalbmesser sollen beibehalten werden.

Unter der Annahme, dafs die Lokomotive 50 t und der Tender 32 t Dienstgewicht haben werden, berechnet sich der Zugwiderstand für 90 km/St und s = 0,40

(250 + 82) = 2340 kg, ferner

nach Abb. 56, S. 46 zu w = 82.13,5 + 250.4,4 -f

1000

2500

unter Annahme eines Kesselüberdruckes von p = 12 at und 35 °/₀ Füllung im kleinen Cylinder der Durchmesser des Niederdruckcylinders nach Gl. 81 und Zu-

sammenstellung XXVIII, S. 252 zu d₄

-v

2340.2.189

74,5 cm.

0,210.12.63

Für die gröfste Steigung s = 10°/₀₀ und v = 50 km/St ergiebt sich ein Zugwiderstand von

1000

(82 + 250) = 4635 kg.

Wgr ⁼ 82.7,66 -j- 250.2,75 -j-

Für diese gröfste Zugkraft ergiebt sich nach Gl. 81 S. 252 ein Nutzdruckverhältnis Pl 4635.2.189 7“ 12.74,5*. 63

Fahrgeschwindigkeit einer Füllung des kleinen Cylinders ven 60 °/₀ entspricht.

Unter Annahme eines Anzugwiderstandes von 20 kg/t⁵⁷) ergiebt sich ferner der Widerstand beim Anfahren aus der Ruhestellung zu Z = 20 X (50 + 32 + 250) =

100

= 0,417, welches nach der Zusammenstellung XXVIII bei 50 km/St

u. s. w.

ö«) „Organ“ 1894, S. 108; 1895, S. 117 Verhandlungen des Vereines zur Beförderung des Gewerbfleifses 1895, S.71, 111 und 193. — ⁵⁷) Heusinger, Handbuch für specielle Eisenbahntechnik, 1882, Band III, S. 174.

d=y

6640 kg und weiter bei vorläufiger Wahl einer Anfahrvorrichtung II. Art und eines Verbinderinhaltes gleich dem 2,5 fachen Inhalte des kleinen Cylinders der Durchmesser des kleinen Cylinders nach Gl. 82, S. 256 und Zusammenstellung XXX S. 255 zu

525 mm, woraus sich ein Cylinderraumverhältnis von 1:2,01

ergiebt. Um ein günstigeres Raumverhältnis zu erhalten, empfiehlt sich die Wahl einer Anfahrvorrichtung III. Art (vergl. auch S. 57), wodurch nach Zusammenstellung XXXI, S. 256 der Durchmesser des kleinen Cylinders auf 525 X

6640 X 189

0,6 X 12 X 63

1,118

470 mm verringert und das Raumverhältnis auf 1:2,50 gesteigert wird. Da für diese Verhältnisse wenige Erfahrungen an zweicylindrigen Verbundlokomotiven vorliegen, insbesondere die für gleichmäfsige Arbeitsvertheilung auf beide Kolben nöthigen Verhältnisse der Steuerung nicht erprobt sind, wird es sich empfehlen die berechnete Lokomotive entweder unter Beibehaltung des Cylinderraumverhält-nisses von 1 :2,50 vier cylindrig auszuführen, oder den Durchmesser des grofsen Cylinders, entsprechend einem Raum Verhältnisse von etwa 1:2,25 auf 705 mm zu ermäfsigen, wodurch die Dampfausnutzung etwas verringert wird.

g, 5. Ausführung der Verbundlokomotiven,

Sind die Abmessungen der Cylinder gegeben, so ist die nächste Aufgabe, die Querschnitte der Dampfkanäle, sowie die Abmessungen der Steuerung so zu bestimmen, dafs für die verschiedensten Füllungsgrade und Fahrgeschwindigkeiten eine möglichst gleiche und vorteilhafte Arbeitsleistung in beiden Cylindern erzielt wird. Die Lösung dieser Aufgabe verursachte anfangs grofse Schwierigkeiten. Heute ist man in Folge vieler praktischer Versuche zu gewissen Verhältniszahlen gelangt, welche für die am häufigsten vorkommenden Umstände eine genügend gleiche Arbeitsvertheilung sichern, d. h. eine solche, bei welcher zwischen 30 und 75% Füllung die in beiden Cylindern verrichteten Leistungen nur um 5 bis 7 % von einander verschieden sind.

Eine Uebersicht solcher für die verschiedensten CylinderraumVerhältnisse bewährten Abmessungen und Verhältnisse findet sich in der Zusammenstellung XXXIII, während die Zusammenstellungen XXXIV bis XXXIX und die Textabbildungen 330 bis 335 die wichtigsten Angaben über die betreffenden Steuerungen enthalten.

Nach diesen Zusammenstellungen und den neuesten Beobachtungen⁵⁸) erscheint es zweckmäfsig, die Voröffnung am Hochdruckcylinder zu nur 1,5 bis 2,5 mm, am Niederdruckcylinder zu 3 bis 4 mm zu wählen, die gröfsten Kanalöffnungen dagegen am Niederdruckcylinder möglichst grofs herzustellen. Letzteres ist in Zusammenstellung XXXII S. 257, nur bei der Lokomotive Nr. 3 ausreichend durchgeführt.

Die zusammengehörigen Füllungen am Hoch- und Niederdruckcylinder können für annähernd gleiche Arbeitsvertheilung nur bei einem Cylinderraumverhältnisse

s⁸) „Organ“ 1894, S. 108, 1895, S. 175, 195 und 215.

0,65 heifsen.

tc

CI

£3 Cylinderdurchmesser.......

^    Cylinderraum Verhältnis......

Durchmesser des Dampfeingangrohres ^    »    » Dampfausgangrohres .

W    Abmessungen    des Dampfeinströmkanales    .    „

O    »    » Dampfausströmkanales    .    „

Verhältnis des Dampfeingangrohrquerschnittes

£5    zum    Cylinder-Querschnitte.......

+ Verhältnis des Dampfausgangrohrquerschnittes

£h    zum    Cylinder-Querschnitte......

:£>    V erhältnis des Dampfeinströmkanalquerschnittes

§2    zum    Cylinder-Querschnitte......

P Verhältnis des Dampfausströmkanalquerschnit-

tes zum Cylinder-Querschnitte.....

Schädliche Räume (°/₀ des Cylinderinhaltes) im

Mittel......

Aeufsere Schieberdeckung

Innere    „    ......

Verbinder-Inhalt (Vielfaches vom Inhalte des

kleinen Cylinders).........

Bauart der Steuerung.........

Steuerung am Hoch- und Niederdruckcylinder O Anfahrvorrichtung..........

mm

unn ■

IUUI •

2,37 Allan ungleich v. Borries II

10.65 + 24

1/6,9

1/14,7

1/9,4

1/11,8

35x400

60x400

150

120

+ 24

7,3

1/18,7

1/10,5

1/16,6

1/11,06

40x500

60x500

200

150

1:1.99

460

650

1/12,2 1/16

1/7,8    1/9

1/11,03 1/14,6

1/6,8    1/7,3

10,85    7,55

+ 29    +29

- 7Va ± 0

3,28 Allan ungleich Lindner I. Art

34x340 42x460 60x340 84x460

H-L h-Ł ^ LO O O

200

150

420

009

v. Borries III. Art

ungleich

Heusinger

+ 28

+ 35

1/6,9

1/11,9

1/6,5

1/10,8

64x375

37x375

1/9,4

1/12,7

1/10,5

1/14,2

70x550

52x550

LO ^ H* GO O O

1 :2,18

460

680

Allan

gleich

Lindner I. Art

L£‘ l

+ 221/o

8,7

1/6,7

1/16,1

1/10,0

1/13,0

28x310

54x310

120

95

+ 221/2

5,20

1/23,3

1/14,0

1/18,7

1/10,0

32x440

60x440

155

120

380    ! 580

1:2,33

kleiner grofser kleiner grofser kleiner grofser Cylinder Cylinder /Cylinder CylinderjjCylinder Cylinder/Cylinder 'Cylinder

³/s gekuppelte Verbund-Giiter-zug-Lokomotive der preufsischen Staatsbahnen. Textabb. 22, Nr. 25, S. 21.

²/₃ gekuppelte V er bund-Schn ell-zug-Lokomotive der sächsischen Staatsbahnen.

²/₄ gekuppelte V erbund-Schnell-zug-Lokomotive der preufsischen Staatsbahnen. Taf.I, Nr. 1, S.3.

2-cylindrige Lokomotiven

Zusammenstellung XXXIII.

kleiner grofser

³/₄ gekuppelte Verbund-Berg-Tender-Lokomo-tive der holländischen Staatsbahn auf Java.

2,34

Heusinger

gleich

Lindner I. Art

zhZZ +

9,6

5,90

1/10,5

1/5,03

1/7,4

1/16,2

1/7,4

1/9,4

1/11,1

1/17,5

25x270

52x270

110

90

32x320

70x320

150

110

1:2,35

2X300

2x460

Heusinger verstellbar gesteuerter |W eehselschieber.

+ 27

1/5,2

1/13,5

1/10,1

1/10,3

35x265

70x265

110

96

+ 27

1/7,2

1/25,0

1/15,1

1/14,3

gemein

schaftlich

40X415

80X415

200

110

1:2,47

2X350

2x550

kleiner I grofser j| kleiner Cylinder Cylinder! Cylinder

grofser

Cylinder

2 X²/₂ gekuppelte V ollspur-Mey er-Lokomotive der sächsischen Staatsbahnen. Textabb. 53, Nr. 57, S. 42.

³/₅ gekuppelte Verbund-Perso-nenzug-Lokomo-tive der badischen Staatsbahnen. Textabb. 18, Nr. 21, S. 17.

1.

4-cylindrige Lokomotiven

ItiiCkW.

1365

"Tr

-Pleuelslanffc 1950------

Fig. 330.

<£+*'3 Ö+-+•»>

7;

//

T“

----------------ii

Kleiner Zylinder, ts

r«

----«2----

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«/o

—wagemdtt------

Grosser loyli

*prJ**M*

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Inder. ,

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O'+Exc.

<40i

— 6!

U-

'40

ir—:

------^/7(j fjj'o Mau Cxi.-----------

Zusammenstellung XXXIV.

³/₃ gekuppelte Verbund Güterzug - Lokomotive der'rpreufsischen’ Staatsbahnen. ! '

' BES

Kleiner Cylinder.

Grofser Cylinder.

^ Füllung

Voreilen

mm

Verhältnis d. gröfsten Oeffnungs-Oeffnung zum Cylin-der-Quer-schnitte

Gröfste

mm

Füllung

Voreilen

mm

Verhältnis d. gröfsten Oeffnungs-Oeffnung zum Cylin-der-Quer-schnitte

Gröfste

mm

80 21/2+2+2    28

vor dem Kolben hinter dem Kolben 78 2+₃+2+₈

32

1:14,8 82 21/2+2+2 1:13    80 21/3+2+2

32

36

tH tH

vor

hinter

73 21/2+2+2    21+2

70    2+2

21

1:18    76 21/2+2+2

1:17,3 74 2+2+21/2

24+4

28

tH rH

vorwärts.

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

60 2+2 13+10 59 2+2 16+7

1:18

1:18

65 2+₈+2+8 64 2+₂+2+₃

16+12

20+8

tH tH

0^0^ C+C+ cT co    to co    coco

CM rH    CM CM    CM CM

CO CO ^    C( Ci

CO H* CO t©    o

CM Ol

CM CM

CM CM    CM CM

++    ++    ++

to to

10+10

12+10

CO GO US US

CO OS

cf af

Ol tH t-H rH

CM CM t—¹ rH

Ol Ol

Ol oi

rd iH

13+12

16+12

1:26,5 1:23,0

CO OS

1“! >o~ co~

(M CM

51 2+2+21/2 51    2+2

10+10

12+12

T—I rH

fcO CO 'Cï'lO

6+6    1:34,6 43 2+₂+2+₈

7+7    1:29,6 45 2+2

8+8

10+10

tH tH

i£^Op

i-T co -H co

Rückwärts.

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

44 31/2+3+2 40    2+2

CD ID

++

CD CD

1:23,1 1 :23,1

65    4+4    19+4

60 21/2+2+2    19+4

1 :18 1:18

80    5+5

76    3+3

33

35

1:12,6 1:11,8

-vl XI    Ox Ci)    co co

CO QD    OVC    Lw 4*

ro co

<N <M

r—I i—>

CO CM

CO CJ<

+ + ++ + +

CO Ol

CO 05 ł—¹ tH

CO CM

6+6 1:55,3 6+6 1:55,3

15+12    1:24,6

15+12    1:24,6

28

32

1 :23,0 1:20,7

zagt

Lj5‘+/_

-Pleuelstange, 2^00 -

²/3 gekuppelte

Lokomotive der sächsischen Staatsbahn.

Füllung

vor dem Kolben hinter dem Kolben

vor

hinter

Vorwärts.

vor

hinter

vor

hinter

OO 0C 2 od to o! 00

vor

hinter

-S-S!

1-t tH

vor

hinter

O i-l

eo so

vor

hinter

vor

7259)

:«5

hinter

6s

vor

hinter

Fig. 331.

rechts

Kleiner Schieber -----Il3---"

. _ ......

88S

liAks

Grosser I Schieber

«2-||

El

Zusammmenstellung- XXXV.

Kleiner Cylinder

Grofser Cylinder

Voreilen

Gröfste

Oeffnung

mm

mm

34

34

257₂

28

173/4

1972

Verhältnis d. gröfsten Oeffnungs-zum Cylin-der-Quer-schnitte

1:12,2 1:12,2

1:16 1: 14,6

1:22,9 1:20,9

Füllung*

Voreilen

Gröfste

Oeffnung

mm

mm

Verhältnis d. gröfsten Oeffnungs-zum Cylin-der-Quer-schnitte.

ro

h. i-*

TO (M

4³/₄

274

77    57₂

74 27₂

137s

1472

9³/₄

1072

1:30,7 1:28,1

1 :41,8 1:38,8

aoS tSS 5® «5 S5Ï0 §

572+372

474+274

5+3

372+l¹//2

472+272

3+1

473+273

272+72

47₈+27₈

27s+7s

387₂    1:15,9

407₂    1:15,2

297₄    1:21

313/4    1:19,4

21 + 7 2372+472

1:22

1:22

167₄+107₂    1:23

1872+972    1 = 22

127₂+107₂    1:26,7

14+107₂    1:25,1

77₂    1 = 54,3

77₄    1:56,2

4+2

274+74

93/₄+ 73/₄    1:35,1

107₂+87₂    1:32,4

TO CM

27

30

34

34

1 : 117 15 3³/4+13/4 43/4+23/4 1:82 1:204 15    2    37₂+17s 1:122

1:15,1 6759) 5+3 227₂+57₂    1:22

1:13,6 64 27s+7₂    26+2

1:12,2 74 574+374    297₂

1:12,2 70 23/4+3/4

34

⁵⁹) Die anderen Füllungen für „Rückwärts“ dürfen nicht benutzt werden.

1:22

1:20,8

1:18,1

30(

-------162S-

320

Fig. 332.

r~—

ti

Meiner Schieber, remis.

1230

Pleuelstange2550 -glH|----V—§

4-

--5

-JĘ

§ â

-----n

7->

37

Grosser

Schiebe.

■““/Ü+L.

---k.

lilks.

300

------m-----

18 + 1783-°--T

360 n

WoT.

3l6r.

3121.

>2

-—710---

"1u

Zusammenstellung XXXVI.

+4 gekuppelte Schnellzug-Lokomotive der preufsischen Staatsbahnen.

Kleiner Cylinder

Grofser Cylinder

Füllung

Voreilen

Gröfste

Oeffnung

mm

mm

Verhältnis d. gröfsten Oeffnungs-zum Cylin-der-Quer-schnitte

Füllung

Voreilen

Gröfste

Oeffnung

mm

mm

Verhältnis d. gröfsten Oeffnungs-zum Cylin-der-Quer-schnitte.

dem Kolben 77+₂

vor

hinter dem Kolben 77

Ol Ol

to to

31

357₂

1: 14,3 1:12,5

8172

81

co co

co co

46+₂

52

rH rH

Ol

<*T©f

H rH

vor

hinter

70

697₂

23+2

26

tH rH

Vorwärts.

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

60

597₂

49

1972

40

4172

29

30

60)

,,

,,

17+8

18+7

12+10

13+10

9+9

972+972

6+6

6+6

t-H tH

rH rH

rH tH

I—¹ I—*■    I—l tO    I—‘I—Ł    h—H-⁴

poyo jxo    -j j-a

'Łoi-*    ob

76

75

68

67

59

59

51

5172

36+2

39+₂

27+11

29+9

20+12 ■ 22+12

15+2+12

17+12

H-*-

rH rH

rH rH

1:24,0 1:22,7

1:37

1:37

397₂

401/2

flO)

11+11

10+2+10+2

rH rH

O rH *

co co

Rückwärts.

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

597₂

64

68

70+2

76+2

76+2

17+8 »    •    22+3

■■

tH t-H

rH rH

52

6072

16+12    1:23,6

23+12    1:26,4

23+2

27+2

30

36

1:17,7    63

1:16,1    70

1:14,7    72

1:12,3 76+₂

22+3+12    1:19,1

327₂+57₂    1 = 17+

31+7    1:17,4

43    1:15,3

⁶⁰) Die kleineren Füllungsgrade für „Rückwärts“ dürfen nicht benutzt werden.

Jiückn:

Fig. 333.

— 1000

\ 5    /

\

\ /

140 f

-v*

«H

Töpw.

~T~

Kleiner Schieber

i------fj|a-------J

9jjS-

-wo—

-28-

—S 'i----

\-28-

66 5

ULgOo    ?

PUuei&lartge lâZS---- —

190

Grosser Schieber fc-----//«.------i

fr—«O —

Zusammenstellung XXXVII.

³/₄ gekuppelte Ver-

Kleiner Cylinder

Grofser Cylinder

motive für die hollän-j dischen Staatsbahnen ! auf Java.

Füllung

Voreilen

mm

V erhältnis d. gröfsten Oeffnungs-Oeffnung zum Cylin-der-Quer-schnitte.

Gröfste

mm

5? Füllung

Vor eilen

mm

Verhältnis d. gröfsten Oeffnungs-Oeffnung zum Cylin-der-Quer-schnitte.

Gröfste

mm

vor dem Kolben j 81 hinter dem Kolben 76

3,64-3,6    27,4

2,84-2,8    28

1 :13,3 1:13

3,6+3,6    27,4

2,8+2,8    32

1:21,9 1:18,7

Vorwärts.

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

68 2,7+2,7 16,242,8 1:19,2 65 2,5+2,5 20,6    1:17,7

50    2,2+2,2    9+7    1:22,9

51    2,3+2,3 12,5+6,5    1:19,2

30    2,1+2,1    5,2+5,2

35    2,2+2,2    7,4+7

1:35,1 1:25,4

2,7+2,7 2,5+2,5

2,2+2,2

2,3+2,3

2,1+2,1 2,2+2,2

16,2+5,8

20,6+1,4

1:27,3 1:27,3

9+9

12,5+9,5

5,2+5,2 7,4+7,4

1 :33,4 1 :27,4

1:57,7 1:40,6

2+2

2+2

2,2+2,2

2,2+2,2

2,2+2,2    5,4+5,4

2,4+2,4    6,5+6,5

1 :33,9 1:28,1

2,2+2,2

2,4+2,4

5,4+5,4 6,5+6,5

1:55,6 1:46,2

Rückwärts.

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

2,5+2,5    9,4+7

2,6+2,6 11,4+7

3,1+3,1    17+2

2,9+2,9 19,8

4+4    27,6

3,4+3,4    28

1:22,3 1:20

1:19,2 1:18,5

1: 13,2 1:13

2,5+2,5

2,6+2,6

3,1+3,1 2,9+2,9

4+4

3,4+3,4

9,4+9,4 11,4+10

17+5

19,8+2,2

27,6

32

1:31,9 1:28

1:27,3 1:27,3

1:21,7 1:18,7

Fig. 334.

760

1/W-----g--

11.55

+-1 Pleuelstange 1660    +

*00-

Kleiner Schieber, ws—

.y_«

jL

Grosser !Schieber.■

—-—/1? 4e----

---T

52$---—---->j

Zusammenstellung XXXVIII.

2x²/₂ gekuppelte Verbund -,,M eye r“- Lokomotive der Sächsischen Staatsbahnen.

Kleiner Cylinder

Grofser Cylinder

Füllung*

Voreilen

mm

Verhältnis d. gröfsten Oeffnungs-Oeffnung zum Cylin-der-Quer-schnitte.

Gröfste

mm

Füllung

Vor eilen

mm

Verhältnis d. gröfsten Oeffnungs-Oeffnung zum Cylin-der-Quer-schnitte.

Gröfste

mm

vor dem Kolben hinter dem Kolben 77

79    3+3

25

3+3

25

1:10,5    79

1:10,5    77

co co

++

co co

2674

3074

1 : 19,8 1:17,2

Vorwärts.

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

67

66

50

51

32

34

32

34

17+1

1972

107₄+6

1172+6

674+6

7+6

6V4+6

7+6

1:14,5    67

1:13,6    66

1:16,1    50

1:15    51

1: 21,4 ! 32 1:20,1    34

1:21,4    82

1:20,1    34

17+5

1972+272

1:23,6 1:23,6

107₄+10    1:25,6

117-+10    1:24,2

67₄+67₄    1 = 41,5

7+7    1:37,1

&U+&U    1:«,5

7+7    1:37,1

Rückwärts.

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

50

51

68

66

-I OD

OS ©

co co

++

co co

10+6

1172+6

1:16,4    50

1:15    51

10+10    1:25,9

1172+10    1:24,2

17+1    1 :14,5 68

18³/₄    1 :14 66

17+5    1:23,6

18³/₄+37₄    1:23,6

25

25

1:10,5    80

1 :10,5    76

CO CO

++

CO co

GO Ol Ol

1 :20

1:18,5

620

880

1020

V----

1024

>0

iS

\230

Meiner^ Schieler.

T0—\

S30

Pleuelstange 1800~

Grosser Schieber.

WÊfr.— ^ 6---

Zusammenstell u ng XXXIX.

Fig. 335.

383

75 gekuppelte Ver-bund-Personenzug-Lokomotive der Badischen Staatsbahnen.

Kleiner Cylinder

Grofser

3" Füllung

Vor eilen

Gröfste

Oeffnung

mm

mm

d. gröfsten Oeffnungs-znm Cylin-der-Quer-schnitte.

2? Füllung

Voreilen

Gröfste

Oeffnung

mm

mm

V erhältnis d. gröfsten Oeffnungs-zum Cylin-der-Quer-schnitte.

vor dem Kolben hinter dem Kolben

80

80

co

Vorwärts.

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

59

68

48

52

42

44

29

84

30

30

co co

co co

co co

co co I co co

COCO HO HH O CO

1 :10,3 1:10,3

1:20,1

1:15,1

1:25,9 1:21,3

1 :34,6 1:26,9

1 :40,3 1:36.3

CD CD

CT5 CT5

CT5 CT5

CTi CTi

CO CO

ZD O    CO

CO Tfł    h (M

rJH U-

T—i f-H O CO tH rH

kT"

© co

1:16,0 1:14,3

1:31,7 1:23,8

1:40,8 1:33,6

1:54,4 1:42,3

1:63,6 1:57,2

co co

1:40,3 1:40,3

CO CO

CD CO

1:63.6 1:63,6

Rückwärts.

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

vor

hinter

41

42

51

50

62

60

80

CTi CT5

CT5 CT5

CT5 CO

co co

co co co co

1:34,6 1:30,2

1:25,9 1:24,2

1:20,1

1:17,3

1:11,0

1:10,3

CO CO

CD CO

CO CO

co co

^ co    CC T-i    CO CO

^ tH    ^ O)    co co

1:54,4 1:47,6

1:40,8 1:38,1

1:31,7 1:27,2

1:17,3 1:15,0

¹

) Hier mufs der Zähler des letzten Gliedes 650 statt 0,65 heifsen.

²

erbundlokomotiven III. Art

Obgleich die Schaulinien in den Textabbildungen 322 bis 329 und die Zusammenstellungen XXX und XXXI nur für einen bestimmten Fall⁵⁴) festgestellt

³

) Berechnet nach Gl. 5 und 6, S. 47. In Gl. 5) mufs das letzte Glied im Zähler 650 statt

über 1:2,3 und geringer Fahrgeschwindigkeit gleich angenommen werden. Je mehr das Cylinderraumverhältnis sich dagegen dem Werthe 1:2 nähert, und je gröfser die Fahrgeschwindigkeit ist, um so ungleicher müssen die Füllungen werden. Die zusammengehörigen Grade sind nach den letzten Beobachtungen bei den preufsi-schen Staatsbahnen und der französischen Nordbahn⁶¹) folgende:

Zusammenstellung XL.

Preufsische Staatsbahn

Französische Nordbahn

Cylinderraumverhältnis

1:2,0

Güterzug-

Lokomotive

1:2,2

Schnellzug-

Lokomotive

1:2,35 oder gröfser

grofs

Fahrgeschwindigkeit

klein

kleiner

Cylinder

grofer

Cylinder

keiner gröfser Cylinder Cylinder

kleiner

Cylinder

gröfser

Cylinder

kleiner

Cylinder

gröfser

Cylinder

80

82

80

85

80

90

80

80

70

73

70

77

70

80

70

70

60

65

60

68

60

70

60

60

50

57

50

59

50

60

50

50

40

50

40

50

40

50

40

40

30

42

30

40

30

40

30

30

Bei den preufsischen Staatsbahnen wird nach der von v. Borries aufgestellten Regel verfahren, nach welcher einem Füllungsgrade von 40 °/₀ im kleinen ein solcher von etwa 50 °/₀ im grofsen Cylinder entsprechen soll. Dabei kommen für Güterzuglokomotiven wegen der geringen Geschwindigkeit Cylinderraumverhältnisse von 1:2 bis 1:2,1, für Personen- und Schnellzuglokomotiven wegen gröfser Geschwindigkeit solche von 1:2,2 und mehr zur Anwendung.

Die Ungleichheit der zusammengehörigen Füllungsgrade wird am einfachsten erreicht, indem man die Hängestangen der Schwingen verschieden lang ausführt, oder gleichzeitig die Steuerwellenhebel gegen einander versetzt. Hierdurch wird bewirkt, dafs für den Vorwärtsgang der Schwingenstein an der Hochdruckseite für sämmtliche, bezw. die mittleren Füllungen näher an der Schwingenmitte steht, als an der Niederdruckseite. Beim Rückwärtsgange ist das Verhältnis der Füllungsgrade umgekehrt, die gute Dampfvertheilung für den Vorwärtsgang wird daher unter Verzicht auf eine solche beim Rückwärtsgange erreicht. Durch versetzte Steuerhebel lassen sich gleiche Endfüllungsgrade und bessere Verhältnisse für 60 bis 70°/₀ Füllung erreichen, was namentlich für Güterzuglokomotiven zweckmäfsig ist und die Ungleichheit für den Rückwärtsgang vermindert.

Für Tender-Lokomotiven kann man durch verschiedene Länge der Steuerwellenhebel für den Vor- und den Rückwärtsgang ähnliche Verhältnisse für die mittleren Füllungen bei ziemlich verschiedenen Endfüllungsgraden erreichen. Auch kann man die zuerst 1884 Mailet in Frankreich und darauf unabhängig davon 1888

Kuhn in Cassel patentirte Vorrichtung, Textabb. 336¹) anwenden, welche gleich gute Arbeitsvertheilung für beide Fahrrichtungen gewährt.

Fig. 336.

iSchnitt ab cd-

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Steuerung, Bauart Kuhn.

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Ist das Cylinderraumverhältnis gröfser als 1:2,35, so können die zusammengehörigen Füllungen bei kleiner Fahrgeschwindigkeit gleich, bei grofser verschieden gemacht werden, indem man nach dem Vorgehen der französischen Nordbahn die Steuerungsstellvorrichtung zweitheilig ausführt, so dafs beide Steuerungen beliebig gegeneinander verstellt werden können. Diese Einrichtung wird indefs kaum lohnen.

Um bei auf beiden Seiten gleich ausgeführten Steuerungen am Hoch- und Niederdruckcylinder verschieden grofse Kanalöffhungen zu erreichen, sind die Kanalbreiten verschieden grofs zu wählen und der Schieberweg beim kleinen Cylinder so grofs zu machen, dafs er am grofsen Cylinder genügend öffnet.

Um zu hohe Zusammendrückung in den Cylindern zu vermeiden, sind den Schiebern um so gröfsere innere Erweiterungen zu geben, je rascher die Lokomotiven fahren sollen, und zwar bei Güterzug- bezw. Schnellzuglokomotiven den Hochdruckschiebern etwa 0,2 bezw. 0,25, den Niederdruckschiebern 0 bezw. 0,05 der äufsern Deckung. Die schädlichen Räume müssen etwa 10 bis 11% im kleinen und 6 bis 7 % des Cylinderraumes im grofsen Cylinder betragen.

Die Austrittskanalquerschnitte sind genügend grofs zu wählen, alle Verengungen und plötzlichen Abbiegungen, auch in den Anfahrvorrichtungen, möglichst zu vermeiden. Die Cylinder und Rohrleitungen sind durch Wärmeschutzmasse und Blechmäntel gegen Wärmeabgabe nach aufsen möglichst zu schützen. Das sich namentlich im Niederdruckcylinder sammelnde Niederschlagwasser ist durch Einfeilungen der Ablafsventile, oder durch besondere Sicherheitsventile zu entfernen.

Dampfmäntel an den Cylindern haben sich, auch abgesehen von der grofsen Gewichtsvermehrung,nickt bewährt. Am Verbinder oder Niederdruckschieberkasten ist ein Luftsaugeventil anzubringen, um das Einsaugen von Rauchgasen zu vermeiden; ebenso wenn keine Druckverminderung stattfindet, ein Sicherheitsventil, um zu verhüten, dafs der Druck im grofsen Cylinder die dem Cylinderraumverhältnisse entsprechende Höhe übersteigt. Ein Beispiel für ein vereinigtes Sicherheitsund Luftsaugeventil bietet Textabb. 337.

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Fig.

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337.

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Mafsstab 1:5. Vereinigtes Sicherheits- und Luftsaugeventil.

g, 6. Anfahrvorrichtungen.

Wie bereits auf S. 241 u. 253 ausgeführt wurde, sind, je nachdem beim Anfahren der grofse Cylinder garnicht, zeitweilig oder dauernd vom kleinen abgesperrt wird, drei Arten von Anfahrvorrichtungen zu unterscheiden. Bei denjenigen der III. Art unterscheidet man zwei Unterarten, je nachdem sie nur beim Anfahren, oder sehr geringer Geschwindigkeit, oder auch bei mittlerer Fahrgeschwindigkeit, d. h. in jedem gewünschten Falle, Zwillingswirkung hersteilen sollen.

Die bekanntesten Anfahrvorrichtungen sind in der Zusammenstellung XLI aufgeführt, die wichtigeren davon sind im Folgenden beschrieben.

Anfahrvorriehtungen der I. Art.

Die Anfahrvorrichtung von K. G ö 1 s d o r f in Wien (Textabb. 338) besteht aus zwei im Schieberspiegel angebrachten, mit dem Einströmungsrohre D—K durch enge Rohrleitungen, E n, E nx und E n₂ verbundenen Bohrungen m, welche derart angeordnet sind, dafs sie bei den, dem gewöhnlichen Gange der Lokomotive entsprechenden, mittleren Schieberwegen durch den Schiebersteg S geschlossen gehalten bei gröfseren Schieberwegen für mehr als 50 bis 60 °/₀ Füllung aber geöffnet werden, während der Schieber selbst die Einströmung öffnet, so dafs dann Kesseldampf in den Niederdruckcylinder einströmt.

Vortheile sind die Einfachheit und die zwangläufige Wirkung. Eine eigentliche Anfahrvorrichtung ist garnicht vorhanden. Gegen- und Rückdruck auf den

Zusammenstellung XLI. Patentirte Anfahrvorrichtungen.

Laufende

Nummer

Art der Anfahrvorrichtung.

Erfinder und dessen Wohnort

Nummer und Datum des Patentes

Hauptsächlich verbreitet in

r-;

I.

Amerik. Patent No. 474643 vom 10. Mai 1892

John F. Murphy,

Paterson, Amerika August Brüggemann D. R. P. No. 83036 vom 22. Dez. 1894 Breslau

Karl Gölsdorf Wien

Robert Lindner Chemnitz

D. R. P. No. 75023 vom 8. April 1893

Oesterreich und Rufsland

H.

Robert Lindner Chemnitz

Kraufs & Co. München

Max Oesterreicher, Wien

Emil Neuhaus Chemnitz A. v. Borries Hannover

D.    R. P.    No.    45231    vom    4. Januar 1888

„    „ „    No.    47 858    vom    31. Januar 1889

„    „ „    No.    50951    vom    15. Mai 1889

„    „ „    No.    52972    vom    20. Februar 1890

D.    R. P.    No.    78285    vom    26. Mai 1894

„    ,, „    No.    82896    vom    3. März 1895

D.    R. P.    No.    51737    vom    23. Nov. 1889

„    „ No. 84809 vom 1. März 1895

D. R. P. No. 82017 vom 31. Oktober 1894

Sachsen

Rufsland

Bayern

Java

Sachsen

Bayern

o    th    d    co

T-l    rH    t-H    t-H

Thomas W. Worsdell Stratford

R. Herbert Lapage London

F. Schichau⁶³) Elbing John Player Dunkirk, Amerika

D. R.    P.    No.    31340    vom    23. Oktober 1884

„ „    „    No.    43 178    vom    7. September 1887

„    „    „    No.    71422    vom    2. September 1891

Engl. Patent No. 999 vom 23. Januar 1885 No. 4661 vom 29. März 1887 Engl. Patent No. 310 vom 8. Januar 1887 No. 268 vom 5. Oktober 1889 D. R. P. No. 33128 vom 28. April 1885

Vereinigung seit 1885. Deutschland Rufsland England Norwegen Engl. Kolonien Süd-Amerika

Deutschland

co

rH r-l

Albert J. Pitkin Schenectady, Amerika

Francis W. Dean Boston, Amerika

tO tO tO    i—»    t—i

to ^ p JO 00    Oi

III.

Anatole Mallet Paris

A. von Borries Hannover Henry F. Colvin Pittsburgh, Amerika

Karl Johan Mellin Richmond, Amerika Clifford H. Batchellor Providence, Amerika Karl Gölsdorf Wien Otto Dulz Königsberg

Amerik. Patent No. 481056’

No. 481057 No. 481148J Amerik. Pat. No. 417083 vom 10. Dez. 1889 „ No. 450374 vom 14. März 1891 Amerik. Pat. No. 433164 vom 29. Juli 1890 „ No. 459779 vom 22. Sept. 1891 „ No. 474000 vom 3. Mai 1892 „ No. 507354 vom 24. Okt. 1893 D. R P. No. 39141 vom 18. Juli 1886

vom 16. August 1892

Amerika

D. R. P. No. 67 234 vom 12. April 1892 Ausführungsform des P. No. 39 141 (No. 15) Amerik. Pat. No. 428892 vom 27. Mai 1890 „ No. 463856 vom 24. Nov. 1891 Amerik. Pat. No. 519407 vom 8. Mai 1894

Amerik. Pat. No. 459851 vom 22. Sept. 1891

D. R. P. No. 80020 vom 7. Juli 1894

D. R. P. No. 83386 vom 16. August 1894

Frankreich und Rufsland Deutschland

Amerika

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®) 1895 erloschen.

Hochdruckkolben wirken nur, während die Bohrungen offen sind; bei den übrigen Kurbelstellungen entsteht kein Gegendruck auf den Hochdruckkolben.

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Mafsstab 1:20. Anfahrvorrichtung von Gölsdorf in Wien.

Mafsstab 1:50.

II

4.

Fig. 338.

Soll weiter die Zugkraft bei Verbundwirkung eini-germafsen veränderlich sein, so darf ein Oeffnen der Bohrungen m erst bei Füllungen über 60 °/0 eintreten. In Folge dessen mufs die gröfste Füllung beim Anfahren 90 bis 94°/0 betragen, was bei den Steurungen von Allan, Stephenson, Go och und J oy schwer zu erreichen ist. Auch die Schieber und Schieberkasten werden in Folge der grofsen Schieberwege ziemlich grofs.

flc

GleicheWirkungs-weise hat die Vorrichtung von Brüg-gemann (Textabb.

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339), bei welcher an Stelle der Bohrungen ein Ventil im Schieberkastendeckel angebracht ist, das durch Keilflächen auf

den Schieberrahmen bei grofsem Schieberhube in den geeigneten Stellungen angehoben wird und frischen Dampf einströmen läfst.

aus

Die Anfahrvorrichtung von Lindner in Chemnitz (Textabb. 340), besteht dem Kreuzhahne K in der Hülfsdampfleitung H, welcher mit dem Umsteuerhebel der Steuerwelle derart verbunden ist, dafs er die Dampfleitung nur bei den zum Anfahren benutzten gröfsten Füllungen öffnet. Der am Schieberrahmen S

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Anfahrvorrichtungen.

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Fig. 340.

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Fig. 339.

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des grofsen Cylin-ders angebrachte Ansatz s verschliefst die Einmündungsöffnung des Hülfsdampfroh-res H, wenn der Dampfschieber selbst schliefst, um unnö-thigen Gegendruck auf den Hochdruckkolben zu vermeiden.

Um den Rückdruck auf den Hochdruckkolben bei bedecktem Einströ-mungskanale zu vermeiden, sind im kleinen Schieber zwei kleine Kanäle angeordnet, durch welche

Mafsstab 1:15.

Anfahrvorrichtung von Brüggemann in Breslau.

Mafsstab 1:40.

der Yerbinderdruck

Anfahrvorrichtung von Lindner auf beide Seiten die. m Chemnitz.

Fig. 341.

■f

ses Kolbens gelangen kann. Yortheile dieser Vorrichtung sind die zwangläufige Wirkung und die Einfachheit.

In neuester Zeit wird der Gegendruck auf den kleinen Kolben, wenn der grofse nicht mit anzieht, dadurch beseitigt, dafs nach Textabb. 341 gegenüber der Hülfsdampfeinströmung ein zweiter, ebenfalls mit der Steuerwelle verbundener Kreuzhahn K₂ und Lappen y. z angeordnet sind, welche den Verbinderraum dann mit der Aufsenluft in Verbindung setzen, wenn der grofse Schieber die Einströmungskanäle deckt.

Die Anfahrvorrichtung der Loko-motivfabrik K r a u f s & Co. in München besteht aus einem Kreuzhahne, welcher mit dem Umsteuerhebel verbunden ist und einem Hülfsschieber, welcher in die Hülfsdampfleitung eingeschaltet seine Bewegung vom Kreuzkopfe des Hochdruckcylinders erhält und diese Leitung bei denjenigen Kurbelstellungen absperrt, bei welchen der in den Zwischenbehälter strömende Dampf den Niederdruckkolben nicht treiben, dem Hochdruckkolben aber entgegen wirken würde. Der Schieber kann auch vom Kreuzkopfe des Niederdruck-cylinders angetrieben werden; er arbeitet während der Fahrt ohne Belastung mit.

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k,

Mafsstab 1:20.

Anfahrvorrichtung von Lindner in Chemnitz.

Die Wirksamkeit dieser vier Vorrichtungen ist nicht wesentlich verschieden. In Folge der langsamen Füllung des Verbinders durch die enge Hülfsleitung wächst der Druck auf den Niederdruckkolben beim Anziehen entsprechend langsam an-, diese Lokomotiven sind daher, wenn der Niederdruckkolben anziehen mufs, nicht im Stande, einen schweren, eng gekuppelten Personenzug mit starren durchgehenden Zugstangen durch den ersten Ruck unter Mitwirkung ihrer eigenen Masse in Bewegung zu bringen, so dai's das Anziehen nicht immer gelingt.

Das selbstthätige Anfahrventil von v. B o r r i e s (Textabb. 342) enthält ein Tellerventil, welches beim Anfahren den Niederdruck-cylinder vom Verbinder selbsttätig absperrt und so das Auftreten von Gegendruck im kleinen Cylinder zu Anfang des Anfahrens unmöglich macht. Wird der Regler geöffnet, so tritt der Dampf zum kleinen Cylinder und durch das vom Kreuzrohre abzweigende Htilfs-dampfrohr und die Deckelkanäle hinter den Ansatz der Ventilstange und schiebt diese vor, bis der Ventilteller auf seinem Sitze liegt und durch die seitlichen Bohrungen der Stangenführung Dampf von verminderter Spannung einströmt. Eine bestimmte Spannungs - Verminderung des frischen Dampfes wird hierdurch nicht erreicht. Nach 1 bis lx/₂ Umdrehungen der Triebachsen erreicht der aus dem Hoch-druckcylinder in den abgeschlossenen Verbinderraum austretende Dampf dieselbe Spannung, welche vor dem Tellerventile besteht, so dafs dieses durch den Druck auf den kleinen Kolben in die geöffnete Stellung gelangt und der Zutritt frischen Dampfes durch den Ansatz an der Stange abgesperrt wird. Der kleine Kolben hält das Ventil in dieser Stellung fest, sitzt aber lose auf der Stange, damit die saugende Wirkung der Dampf-kolbeu beim Leerlaufe ihn allein

Anfahr vor rieht ungen der II. Art.

Fig. 342.

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Mafsstab 1:10.

Selbstthätiges Anfalirventil von v. Boi’ries.

Fig. 343.

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Mafsstab 1:50.

Anordnung des Anfahrventiles von v. Borries.

Anfahrvorrichtungen.

nach innen ziehen kann, ohne das Ventil in starkes Spielen zu bringen. Text-abb. 343 zeigt die Anbringung des Ventiles.

Bei der etwas abweichenden Anordnung der w ü r 11 e m her gischen Staatsbahnen⁶⁴) wird die Zuströmung des Hülfsdampfes durch ein besonderes Ventil geregelt, welches von der Steuerwelle aus nur bei voll ansgelegter Steuerung geöffnet wird.

Wo r s d e 11 und später auch Bü t e wandten an Stelle des Ventiles eine Klappe und für die Zuströmung des Hülfsdampfes ein besonders zu handhabendes Ventil an.

Fig. 344.

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Mafsstab 1:10. Anfahrschieber von F. Schichau in Elbing.

Bei dem selbstthätigen Anfahrschieber von F. S c h i c h a u, Elbing, (Text-abb. 344) strömt Kesseldampf durch den Stutzen links ein und schiebt den Kolben und den Gitterschieber nach rechts, wodurch der Verbinder vom grofsen Cylinder abgeschlossen    wird.    Der    Dampf strömt dann    durch die    kleinen Kanäle in den

Schieberkasten des grofsen Cylinders. Sobald die Spannung hier eine gewisse Höhe erreicht hat, wird der Kolben nach links bewegt und die Zuströmung von Kesseldampf in den grofsen Cylinder abgeschlossen; sie beginnt erst wieder, wenn die Spannung    im grofsen    Schieber    etwa unter    ein Drittel    der Spannung im Kreuzrohre sinken sollte.    Der    Schieber    wird durch    den von    unten wirkenden Dampf

druck in der geschlossenen Stellung gehalten, bis die Spannung im Verbinder und damit auch hinter dem Kolben so weit steigt, dafs der Druck auf den Kolben

genügt, den Reibungswiderstand des Schie-bers zu überwinden und ihn in die geöffnete Stellung    zurück zu    schieben, wodurch die

Dampfüberströmung vom Verbinder nach dem grofsen Cylinder freigegeben wird. Während r der Fahrt hält der rechte Kolben den linken dauernd geschlossen.

Die Anfahrvorrichtung von J. P1 a y e r, Dunkirk, (Textabb. 345) ist innerhalb der Rauchkammer angebracht und bei J mit dem Haupteinströmungsrohre, bei DD mit dem Verbinder und Niederdruckcylinder verbunden.

Fig. 345.

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Mafsstab 1:10.

Anfahrvorrichtung von Player in Dunkirk.

Organ, Erg. Band X, Tafel XLII, Fig. 8 bis 17,

Die Wirkungsweise ist ebenso, wie bei dem Ventile von^v. Borries, jedoch^strömt der frische Dampf durch 6, 10, 3 nur so lange zum Niederdruckcylinder, bis dessen Spannung* bei D so grofs geworden ist, dafs der Rückdruck auf die Ringfläche G 3 das Ventil G abschliefst. G und G 3 wirken also als Druckverminderungs-Vorrichtung. Nach dem Oeffnen von E wirkt der Druck auf die Ringfläche E 4 fest yerschliefsend auf G. Die grofsen Führungsflächen in der heifsen Rauchkammer dürften die nöthige Beweglichkeit der Theile erschweren.

Die neuere Anfahrvorrichtung von Pitkin²), (Schenectady Lokomotiv-Werke), bei welcher der aus zwei Kolben bestehende Absperrschieber durch einen besondern Dampfcylinder mit Schieber gesteuert wird, bildet eine Maschine für sich, ist sehr vieltheilig und durch Verunreinigung der kleinen Steuerungstheile leicht dem Versagen ausgesetzt. Die Wirkungsweise ist genau dieselbe wie bei v. B o r r i e s’s selbstthätigem Ventile.

Bei den selbstthätigen Anfahrvorrichtungen von Vauclain³), (Baldwin-Werke, Philadelphia) und D e an⁴) ist das Hiilfseinströmungsventil, wie bei Schichau, von dem Abschlufsventile getrennt, die Wirkungsweise dieselbe wie bei den vorher beschriebenen.

Der Wo r s d e 1 fsehen Klappe sehr ähnlich ist die Anfahrvorrichtung von R. Wells⁵), (Rogers Werke, Paterson). Das Dampfventil wird jedoch durch eine Schleifenführung für die Endstellungen des Steuerhebels selbstthätig geöffnet; der Klappenkolben ist mit Druckminderung versehen.

Anfahr vor rieht ungen III. Art.

Die neuere Wechsel Vorrichtung von Mailet besteht nach Textabb. 346 einem Doppelventile r, rx, welches den Auspuff des kleinen Cylinders a je nach seiner Stellung mit dem Verbinder b, oder dem Blasrohre c in Verbindung setzt. Das Umsteuern geschieht durch den Dreiweghahn x, welcher bei q mit dem Kreuzrohre verbunden ist. In der gezeichneten Stellung strömt frischer Dampf durch den Hahn x in den Verbinder und drückt dabei das Ventil rx auf seinen Sitz, wodurch der Verbinder vom kleinen Cylinder abgesperrt wird. Das zweite Ventil r öffnet den Zutritt zum Hülfsauspuffe c, so dafs der Dampf des kleinen Cylinders unmittelbar in das Blasrohr tritt. Soll auf Verbundwirkung umgesteuert werden, so wird der Halm x gedreht, so dafs der frische Dampf durch das Röhrchen y hinter den Kolben p tritt. Da gleichzeitig der Zutritt frischen Dampfes zum Verbinder abgesperrt wird, so

Fig. 346.

Blasrohr

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Verbinder

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Klein er j Cylinder.

Mafsstab 1:20. Wechsel ventil von Mailet.

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Anfahrvorrichtunger.

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sinkt hier sofort die Spannung und der grölsere Druck hinter p schiebt das Doppelventil nach rechts, schliefst r und öffnet rx.

Fig. 347.

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Mafsstab 1:15. Wechselschieber von Mailet der russischen Staatsbahn.

Eine neuere Ausführungsform des Mallet’schen Wechselschiebers mit Kolben und Dampfumsteuerung für die russischen Staatsbahnen zeigt Textabb. 347. Die Umsteuerung geschieht durch den Dreiweghahn D, durch welchen frischer Dampf auf die Aufsenseite des rechten oder des linken Kolbens eingelassen wird. Eine bestimmte Verminderung der Spannung des frischen Dampfes für den grofsen Cylinder kann durch die enge Zuströmung nicht erreicht werden.

Fig. 348.

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Mafsstab 1:10. Wechselventil von v. Borries.

Wechselventil von v. Bor ries (Textabb. 348). Zwischen dem Hochdruck-und dem Niederdruck cylinder ist ein Doppelkolben K k eingeschaltet, dessen Gehäuse bei a mit der Ausströmung des Hochdrnekcylinders, bei b mit dem Verbindungsrohre, bei d mit dem Blasrohre und bei e mit dem Haupt-Einströmungsrohre verbunden ist. Der Raum hinter dem Kolben k ist durch Vermittelung eines

vom Führerstande aus bewegten Ventiles f gleichfalls mit dem Haupt-Einströmungs-rohre durch das Röhrchen r verbunden. K und k sind durch die abgesetzte Stange s, welche durch die Zwischenplatte p geht, mit einander verbunden.

Wird durch das Ventil f der Dampf hinter den Kolben k eingelassen, so stehen die Kolben in der gezeichneten Stellung, weil die im Verbinder b herrschende Dampfspannung den Kolben K auf seinen Sitz und der Ueberdruck auf dessen Rückseite das Ventil v gegen die Platte p drückt. Der aus dem Hochdruckcy-linder bei a austretende Dampf strömt durch b nach dem Niederdruckcylinder, die Lokomotive arbeitet daher mit Verbundwirkung.

Wird das Ventil f geschlossen, so entweicht der hinter dem Kolben k eingeschlossene Dampf, der Druck auf dessen Rückseite hört auf, derjenige auf die Vorderseite erhält das Uebergewicht über den auf K lastenden Druck und verschiebt beide Kolben bis in die gestrichelte Stellung, in welcher die Durchströmung frischen Dampfes nach b beginnt. Da die Stellung der Kolben von diesem Augenblicke an durch das Gleichgewicht des auf beide ausgeübten Dampfdruckes bestimmt wird, so stellen sie sich derart ein und regeln den Durchflufs des frischen Dampfes von e nach b so, dafs die Dampfspannung bei b, welche auf den Kolben K drückt, sich zu derjenigen bei e, welche auf k wirkt, umgekehrt wie die Flächen der Kolben verhält. Die Kolben wirken also als Druckminderungsvorrichtung, so dafs dem Niederdruckcylinder frischer Dampf von richtig verminderter Spannung zugeführt und ein gleichmäfsiges Arbeiten beider Dampfkolben erreicht wird. Der aus dem Hochdruckcylinder bei a ausströmende Dampf gelangt durch d nach dem Blasrohre; die Lokomotive arbeitet also mit frischem Dampfe und freier Ausströmung in beiden Cylindern.

Wird die Zuströmung hinter den Kolben k wieder geöffnet, so nimmt der Druck auf diesen rasch ab und beide Kolben gehen in die gezeichnete Stellung zurück, so dafs die Verbundwirkung wieder hergestellt wird. Der Wechsel kann jederzeit und während der Fahrt geschehen und erfolgt ohne Stöfse, da die Bohrungen im Ventile f ausreichend eng bemessen sind.

Das Ventil wird in der Regel über dem Hochdruckcylinder oder in dessen Körper angebracht. Das Röhrchen r mufs vom Steuerventile f ab nach dem Einströmungsrohre hin fallen, um Wasseransammelung hinter k zu vermeiden.

Wechselvorrichtung von H. F.

Fig. 349.

(A Tichl^ - Verb nndmirkung)

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hinten,

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Mafsstab 1:20.

Anfahrvorrichtung von Colvin in Pittsburgh.

Colvin, Pittsburgh Lokomotiv-Werke (Textabb. 349). Das Gehäuse ist in den Quersattel des Hochdruckcylin-ders eingegossen, e ist mit der Ausströmung desHochdruckcylinders,f—h mit dem Blasrohre, g mit dem Verbinder verbunden. Der Wechselschieber ist ein Doppelkolben C mit hohler Verbindung, welcher durch die Zugstange E bewegt wird. Befindet sich der Wechselkolben in der gezeichneten Stellung, so strömt frischer Dampf vom Einströmungskanale c her durch das Druckminderungsventil D mit ver-

minderter Spannung in den Verbinder g und zum Niederdruckcylinder, während der durch e aus dem Hochdruckcylinder austretende Dampf unmittelbar in das Blasrohr f—b entweicht. Die Lokomotive arbeitet dann mit Zwillingswirkung. Werden die Kolben nach links verschoben, so werden der Httlfsauspuff f und der Zutritt frischen Dampfes abgesperrt, und e mit g verbunden. Die Lokomotive mufs also mit Verbundwirkung arbeiten.

Die Bewegung des mit sechs Dichtungsringen versehenen Wechselschiebers scheint ziemlieh viel Kraft zu erfordern, da an den mit dieser Anfahrvorrichtung versehenen Lokomotiven meist eine besondere Dampfsteuerung angebracht war. Die Ringe müssen dicht halten, da andernfalls viel Dampf verloren gehen würde.

Bei der Anfahrvorrichtung von Mellin, Richmond (Textabb. 350), drückt beim Anfahren der durch C eintretende frische Dampf auf den ringförmigen Ansatz der auf dem Ventilschafte sitzenden Hülse B, schliefst das Absperrventil V und strömt so lange zum Niederdruckcylinder, bis er hier eine solche Spannung erreicht hat, dafs die als Druckminderer wirkende Hülse B wieder zurück geht und den Zu-flufs absperrt. Nach dem Anfahren öffnet die im Verbinder anwachsende Spannung das Ventil V,

Fig. 350.

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Mafsstab 1:20.

Anfahrvorrichtung von Mellin, Eichmond.

welches dann durch den Druck der Verbinderspannung auf den gesummten Schaftquerschaft offen gehalten wird, sodafs auch bei geringerer Verbinderspannung kein frischer Dampf mehr Zuströmen kann. Weiter befindet sich am Ventile V ein kolbenartiger Ansatz J und hinter diesem ein Hülfsauslafsventil H, welches mittels des Dampfhahnes E gesteuert wird. Oeffnet man H, so wird das Ventil V mittels des Kolbens J aus der Stellung für Verbundwirkung in die gezeichnete für Zwillingswirkung gezogen und der Dampf aus dem Verbinder entweicht ins Freie. Die Vorrichtung wirkt aber auch selbstthätig, wie das Ventil von v. Bor ries.

In Folge des geringen Querschnittes des Hülfsventiles H ist dieses nur zum Anziehen zu gebrauchen. Bei gröfserer Geschwindigkeit würde sich der ans dem Hochdruckcylinder ausströmende Dampf vor H anstauen und der Zuflufs frischen Dampfes zum Niederdruckcylinder ungenügend werden. Die Einrichtung ist ziemlich vieltheilig.

Anfahr- und Wechsel-Vorrichtung von Cl. H. Batch eil or, Rhode Island Lokomotiv-Werke (Textabb. 351). Wird der Regler geöffnet, so strömt frischer Dampf nicht nur zum kleinen Cylinder, sondern auch durch ein vom Kreuzstutzen abzweigendes Rohr D, durch die Kanäle d zwischen die beiden kleineren Kolben a und b und schiebt, wegen des Ueberdruckes auf den Kolben b, alle drei Kolben nach rechts. Ein vierter, auf der verlängerten Kolbenstange sitzender Kolben, welcher sich in dem mit Oel gefüllten Bremseylinder C bewegt, verhindert zu plötzliches Oeffncn, dient aber auch als Anschlag für die beiden Endstellungen. Hiermit ist der Verbinderraum vom grofsen Cylinder abgeschlossen und frischer Dampf strömt durch die Kanäle d und e zum Schieberkasten des grofsen Cylinders. Nach einigen Kolbenspielen ist der aus dem kleinen Cylinder in das Verbinderrohr E übertretende Auspuffdampf so stark verdichtet, dafs sein Druck genügt, um auf die Rückseite des Kolbens c wirkend die drei Kolben in

Verbundlokomotiven mit zwei Triebgestellen.

279

Fig. 351.

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Mafsstab 1:20. Anfahr- und Wechsel-Vorrichtung von Batchellor, Providence.

die gezeichnete Stellung¹ zurück zu schieben. Der Kolben c öffnet dann den Kanal vom Verbinderrohre zum grofsen Cylinder, während b zu gleicher Zeit den Zutritt frischen Dampfes abstellt. Die Lokomotive arbeitet dann mit Verbundwirkung weiter.

Der Führer kann aber auch, falls ausnahmsweise grofse Zugkraft erwünscht ist, die Lokomotive dauernd mit Zwillingswirkung arbeiten lassen, indem er das Ventil F öffnet, durch welches der aus dem kleinen Cylinder austretende AuspufF-dampf unmittelbar in das Blasrohr tritt. Der Druck, der bis dahin auf den Kolben c wirkte, hört damit auf und der frische Dampf schiebt die Kolben wieder nach rechts, so dafs der Verhinderraum vom grofsen Cylinder abgeschlossen wird. Die Lokomotive arbeitet dann als Zwillingslokomotive und zwar so lange, bis das Blasrohrventil F wieder geschlossen wird. F ist neuerdings mit Dampfsteuerung versehen.

Tn gleicher Weise wie hier und bei Me 11 in lassen sich auch alle übrigen selbsttätigen Anfahrvorrichtungen für Zwillingswirkung benutzen, indem man den AuspufFdampf vom kleinen Cylinder unmittelbar in das Blasrohr leitet.

g. 7, Verbundlokomotiven mit zwei Triebgestellen,

Unter allen Gattungen sind die auf S. 19, 30 und 43, sowie S. 86 und 257 bereits beschriebenen Lokomotiven mit zwei Triebgestellen und vier Cylindern für die Verbund Wirkung am meisten geeignet. Nach der Me y er sehen Bauart sind z. Z. etwa 30 Lokomotiven für Voll- und Schmalspur bei den sächsischen Staatsbaimen im Betriebe ; die Bauart Mallet-Rimrott (Tafel VI), welche von ersterm in Frankreich, von letzterm⁶⁹) unabhängig davon in Deutschland ausgebildet wurde, gewinnt immer mehr Verbreitung. Sie hat vor ersterer den Vortheil, dafs das

280

Schlusswort.

SCHLUSSWORT.

281

Zusammen* Hauptabmessungen von Verb un d-

Steilung XLIL

Lokomotiven mit zwei Triebgestellen.

Gattung

Eisenbahn-V erwaltung

Jahr der §3    1 Erbauung

Erbauer

mm

7    8    9    10

Dampfcyiinder.

Durchmesser in mm

B Hoch-3 druck

BNieder-3 druck

³ Kolbenhub

Cylinderraum-

verliältnis

g Triebrad- ^ 3 Durchmesser ¹⁻¹

12    13    14

15

16

17    18

19    20    21    22

K es se 1-H eizfl äche innere

Vchsstanf in mm

Vorrath Gewicht

Kessel-2 Überdruck

1    2x²/₂ Meyer

Sächsische Staats-Bahn 1895 Hartmann

750

1890

1435

3 2x²/2 Mailet-Rimrott

600

Rumänien und Mexico 1892 A. Jung,

Jungenthal

1891 Beifort 800

Minen von Blanzy Ch. d. f. départementaux 1889

1000

"g Rostfläche

Æ Feuer-Büchse

“2 Feuerrohre

"§ Zusammen

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V Wasser

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Kleinster

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Ànfahr-V orrichtung

12

12

12

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45,80

80,89

22,3

49,80 1400 6200 86,40 1750 6750 24,53    850    2800

2200 850 20,0 25,1

2100 40,5 51,1

1300 400 11,0 14,5

50

130

15

Lindner

Corsica

Harz-Querbahn

1892

1000

1896 A. Jung, 1000 Jungenthal

230 350 360 1:2,31 800 250 380 460 1:2,31 900 280 425 500 1: 2,30 1010 285 425 500 1: 2,22 1000

12

12

12

12

CO CO 1-1 o O i—i t— o **F id \a

"cö co öl cT

ec t— o Ol cT ö t-T ^

34,92

37,83

62,18

66,50

39,00 1100 3760 41,96 1150 4000 67,89 1400 4670 71,50 1400 4600

1900 700 18,0 21,5 2900 1000 19,3 24,7 3650 1000 26,0 33,0 1200 1600 25,0 32,0

25

100

75

60

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iS

1000

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Französische Ostbahn 1895 Rhätische Bahnen Schweizer Central-Bahn 1894 Gotthard Bahn Preufsische Staats-Bahn 1893 Grafenstaden „

1895 Winterthur 1000 Maffei

1435

1891

300 460 500 1: 2,35 1000 350 490 550 1:2,00 1050 350 540 610 1: 2,38 1200 400 580 640 1:2,101230 400 600 600 1:2,25 1260

12

12

14

12

12

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O    O    CO    O    HO

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59,50

68,17

89,20

145,70

132,11

65,00 1700 74,27 1600 96,46 1680 155,00 2700 142,16 1750

5270

5200

5580

8130

5800

mit

Tender

Dampfhahn auf der Feuerbüchse mit Hülfsdampf-rolir zum Verbinder.

am

g-

hintere Triebgestell, welches bei beiden Bauarten die Hochdruckcylinder trägt, fest mit dem Kessel verbunden ist, die Hochdruckdampfleitung also fest ist und nur die unter geringem Drucke stehende Verbinderleitung beweglich sein mufs, wählend bei Meyer zwei Hochdruckleitungen nachgiebig auszuführen sind.

Unwesentliche Vortheile der Bauart Meyer sind der geringere Ausschlag der Drehgestelle in Krümmungen und die gröfsere Gleichmäfsigkeit der Achsbelastungen beim Ein- und Ausfahren in diesen. In Folge der Unterstützung in drei Punkten geht dagegen die Mallet-Rimrott’sclie Lokomotive ruhiger, wie auf S. 86 nachgewiesen ist.

Die Ausführung der Ma 11 e t-R i m r o tt’schen Bauart für die preufsischen Staatsbahnen zeigt Tafel VI. Die selten benutzte Anfahrvorrichtung besteht in einem Führerstande angebrachten Dampfhahne mit Rohrleitung nach dem Verbinderrohre. Die Steuerung giebt für beide Triebwerke gleiche Füllungen.

Die Hauptabmessungen von Ausführungen der Meyer- und Ma 11 e t-Rimrot t-Lokomotiven sind unter Nr. 1 bis 12 in der Zusammenstellung XLII aufgeführt. Textabb. 53 Nr. 57, S. 42 zeigt die M ey er-Lokomotive der sächsischen Staatsbahn.

8, Schlufswort.

Aus den vorhergehenden Betrachtungen kann wohl gefolgert werden, dafs die vielen Mängel, welche die Verbundlokomotiven zu Anfang ihrer Einführung aufwiesen, in Folge von eingehenden Versuchen, namentlich auf den preufsischen

Staatshalmen, nach Ursache und Wirkung meistens richtig erkannt sind und daher in Zukunft vermieden werden können.

Ungenügende Erfolge unter sonst geeigneten Verhältnissen sind in der Regel mangelhafter Beschaffenheit der Steuerung, bisweilen auch mangelhafter Blasrohrwirkung zuzuschrei ben.

Die Anwendung der Verbund Wirkung hei Lokomotiven nimmt daher mit jedem Jahre zu. Für Lokomotiven, welche lange Strecken durchfahren, ist sie in einigen Ländern: Deutschland, Oesterreich, Rufsland, Frankreich, Norwegen, Java u. s. w. dauernd eingeführt. Die Hauptabmessungen bewährter Verbundlokomotiven sind unter Nr. 1 bis 54 in Zusammenstellung XLIII aufgeführt.

Wenn bei feststehenden und Schiffsdampfmaschinen inzwischen schon längst die dreistufige Dampfausdehnung eingeführt ist und viele Versuche mit vierstufiger gemacht sind, so ist daraus keineswegs zu schliefsen, dafs man später hei den Lokomotiven ebenso weit kommen werde. Bei letzteren sind ganz andere Verhältnisse mafsgebend, vor Allem fehlt dort der Dampfniederschlag. Die Entwürfe des Ingenieurs J. Rickie in Beludschistan⁷⁰) und Webb’s⁷¹) für Dreicylinder-Lokomotiven mit dreistufiger Dampfdehnung sind daher erfolglos geblieben. Ueber die zweifache Dehnung wird man bei Lokomotiven nicht hinauskommen, ob dagegen die Bauart mit zwei oder vier Cylindern zweckmäfsiger ist, hängt hauptsächlich von der Gröfse der verlangten Zugkraft ab. Da letztere aber von Jahr zu Jahr wächst, so werden auch die Viercylinder-Lokomotiven immer mehr Anwendung finden.

‘°) Organ 1892, S. 160. ⁷¹) Organ 1890, S. 115.

t~4

282

Schlusswort.

Schlusswort.

283

Zusamm en-

Haupt-Abmessungen von Verbund-Lokomotiven

Stellung XLIII.

mit fest gelagerten Triebachsen.

Forti. No. __

Gattung', Verhältnis der Anzahl der Trieb-achsen zur Gesammt- ^ zahl der Achsen.

Zahl der Dampfcylinder

Eisenbahn -V erwaltung

Jahr der Erbauung o»

Erbauer

8    9    10    11

Triebwerk

Dampfcylinder

Durchmesser

3 Hoch-3 druck

3 Niederes druck

3 Kolben-3 hub Cylinder-raum-verhältnis

3 Triebrad-3 durclimesser

12    13    14    15    16

17 I 18 ! 19

20

^ Kessel-3 Überdruck

Rost

Kessel

Heizfläche, innere

Gewicht

21 | 22

Zugkraft

CO

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02 Feuer-3 büchse

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für 11

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An fahr-Vorrichtung nach

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Ki fcO fcO

North-Eastern Norwegische Staatsha^n

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Grofse Russische E.-G-Preufsische Staatsbahn Sächsische Staatshahn Vandalia Line

1890

1894

1892

1892

1894

1896

1892

1893

O österreichische Staatshahn New-York, New-Haven & Hartford 1893 London & North-Western

1892

Russische Süd-Ost-Bahn Philadelphia & Reading Französische Nordbahn Paris-Lyon-Mittelmeer Ungarische Staatshahn Norwegische Staatsbahn ■Tura-Simplon Russische Nikolai-Bahn Russische Wladikaukas-Bahn Michigan Central Gotthard-Bahn

Badische Staatsbahn

Preufsische Staatshahn Württemhergische Staatshahn Sächsische Staatsbahn Ungarische Staatsbahn Badische Staatsbahn Bayrische Staatshahn Oesterreichische Staatsbahn Französische Ostbahn Preufsische Staatshahn Illinois Central-Bahn Oesterreichische Staatshahn Französische Nordbahn Clev., Cinc., Chic. & St. Louis Russische Staatsbahn Preufsische Staatsbahn London & North-Western Paris-Lyon-Mittelmeer

Französische Nordhahn Preufsische Staatsbahn Russische Wladikaukas-Bahn Mohawk & Malone-Bahn Amerikanische Great Northern Bayerische Staatsbahn

48    76    4, T\ New-York, L.-Erie & Western

54! ³/₅

to to to to to to

Direction Hannover Holland. Staatsbahn auf Java Japanische Staatsbahn Holland. Staatsbahn auf Java Schweizer Centralbahn Wiener Stadtbahn

Bahn werkst. Gateshead Maschinen-Fabrik Chemnitz

1891

1893

1891

1892

1890

1893

1894

1893

1895

1892

1894

1894

1894

1894

1890

1895

1893

1895

1894

1893

1893

1895

1892

1886

1887

1895

1895

1895

1893

1893

1888

1887

1893

1893

1893

1893

1896

1892

1883

1890

1893

1896

1891

1896

⁷²) T bedeutet Tandem —, W. Woolf-Bauart.

»    V    »

Maschinen-Fabrik Kolomna Maschinen-Fabrik Linden Maschinen-Fabrik Chemnitz Pittsburgh L. W.

Siegl, Wien Rhode-Island L. W. Bahnwerkstätte Crewe Maschinen-Fabrik Grafenstaden Baldwin, Philadelphia Maschinen-Fabrik Beifort

» » Bahnwerkstätte Budapest Dubs & Co., Glasgow Maschinen-Fabrik Winterthur Maschinen-Fabrik Kolomna

V    V    »

Schenectady L.-W. Maschinen-Fabrik Winterthur

I. Personen- und Schnellzug-

508    711    610    1:1,96 2320

320    480    457    1:2,25 1416

400    584    610    1:2,13 1780

460    670    650    1:2,121980

460    680    600    1:2,18 1980

460    680    630    1: 2,18 1885

483    737    660    1: 2,32 1828

500    740    680    1:2,19 2120

534    787    660    1:2,18 1981

2x 381 lx 762 610 1: 2,00 2159 2x 330 2x 500 600 1:2,30 2000 2x 330 2x 559 610 1:2,86 1980 2x340 2x530 640 1:2,42 2130 2x340 2x540 620 1:2,52 2000 2x 370 2x 550 650 1:2,30 2000 425    635    610    1:2,231425

450    610    650    1:2,021520

1:2,25 1900 1:2,13 1830 1:2,10 1880 1:2,38 1600 1:2,28 1600 1:2,50 1600

480    720

500    730

508

737

0000

1x440 2x480 60

„    „    „    2X350 2X530 600

Maschinen-Fabrik Grafenstaden 2x350 2x550 640

II. Güter zug-Lokomo-

460    650    6-0 1:2,00j 1340

480    685    612 1:2,034230

61 1:2,121390 65 1: 2.10 1440 500    700    635    1:1,961262

500    705    630    1:1,98 1340

632 1:2,19 1290

65    1: 2,57 1400 63 1:2,00 1350

66    1: 2,10 1450

520    740    632    1:2,021290

1X432 2X500 700 1:2,681650 483    762    610    1:2,491422

500    730    650    1: 2,13 1150

520    750    630    1:2,081250

2x 381 lx 762 610 1:2,00 1359 2x360 2x590 650 1:2,681500 2x360 2x540 650 1:2,25 1260 2x380 2x660 650 1:3.01 1300 53    750    630    1:2,00 1250

650 1:2,001150 660 1:2,11 1295 66 1: 2,68 1397 56 1: 2,40 1160

Schwartzkopf, Berlin Maschinen-Fabrik Efslingen Maschinen-Fabrik Chemnitz Bahnwerkstätte Budapest Maschinen-Fabrik Karlsruhe Kraufs & Co., München Siegl, Wien Bahn Werkstätten Maschinen-Fabrik Stettin Rogers L. W., Paterson Siegl, Wien Bahnwerkstätten Richmond L. W.

Putiloff, St. Petersburg Maschinen-Fabrik Stettin Bahnwerkstätte Crewe Bahnwerkstätten

Maschinen-Fabrik Linden Maschinen-Fabrik Kolomna Schenectady L. W.

Brooks L. W., Dunkirk Kraufs & Co., München

Baldwin L. W., Philadelphia

Maschinen-Fabrik Cassel Maschinen-Fabrik Chemnitz Bahnwerkstätte¹ Kobe Maschinen-Fabrik Chemnitz Maschinen-Fabrik Winterthur Sigl, Wien

Lokomotive¹¹ m i t

12

12

12

11

12

12

12,5

14

14

12

11

12

14

15

13

12

11

480

485

500

530

480

508

559

700

700

© © © t-

000

CC —I

2x330 2x559 2x385 2x711-

-385

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III. Tender loko motive n

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Gölsdorf

¹

) Theorie: Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure 1890, S. 170.

Auch amerikanisches Patent Nr. 471253 vom 22. März 1892 von Heintzelmann und Noyes in Sacramento.

²

) Organ 1895, S. 15, Taf. IV, Fig. 4 bis 9.

³

“) Organ 1895, Tafel IV, Fig. 1 bis 3, S. 15.

⁴

) Organ 1895, Tafel IV, Fig. 10, S. 16.

⁵

<*) Organ 1895, S. 15; 1893 Tafel XXXIII, Fig. 6 und 7, S. 232.

A. I. h) Ausrüstung der Lokomotiven*

Bearbeitet von K. Gölsdorf.

h, 1. Kesselbekleidung,

Die zum Schutze gegen Wärmeverluste liber Kessel, Dom, Feuerkasten, Ein-und Ausströmrohre und Dampfcylinder in einem Abstande Von 30 bis 40 mm gelegte Verkleidung besteht in der Regel aus 1 bis 1,5 mm starkem Eisenbleche. Die Gestaltung der Decke ist aus Tafel I—IV, und Textabb. 11, Nr. 14, S. 12; 22, Nr. 25, S. 21, und 24, Nr. 27, S. 21 und 22 zu erkennen.

Die Anordnung und Theilung der einzelnen Tafeln mufs, um blasende Niete und Fugen nacbstemmen zu können, so durchgeführt werden, dafs sich die einzelnen Stücke ohne weitgehendes Abschrauben von Zügen und Ausrüstungsstücken leicht abnehmen lassen. Gröfsere Ausschnitte in der Bekleidung an den Flanschen für die Reglerwelle, Speiseköpfe, Reinigungslöcher u. s. w. sind, um das Eindringen kalter Luft thunlichst zu verhindern, mit Saumwinkeln einzufassen.

Zu Verkleidungsblechen des Kessels und des Feuerkastens werden Blechtafeln von rund 1500 mm Länge und 1000 mm Breite genommen, welche an den Längsnähten durch untergenietete Flacheisenstreifen von rund 45X3 mm Querschnitt verbunden sind. An den Querstöfsen werden die Bleche stumpf gegeneinander stofsend auf eiserne Unterlagreifen von 45 X 4 mm Querschnitt gelegt (Textabb. 352) und durch schwache Zugbänder (⁵⁰/₂) mit Spannschrauben zusammengehalten. Der gleichmäfsige Abstand und der Halt der Unterlagreifen auf dem Kessel wird in Abständen von rund 200 mm durch eingenietete Stifte oder untergenietete Sättel aus Flacheisen bewirkt.

Fig. 353.

Fig. 354.

Fig. 352.

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Mafsstab 1:10.

Aussparung von Stehbolzen in der Kesselbekleidung.

Mafsstab 1:10.

Quernaht der Kesselbekleidung.

Als Absehlufs der Verkleidung an der Rauchkammer — die oft nicht bekleidet wird — und als feste Unterlage für die Verkleidungsbleche an den Feuerkasten-Seitenwänden werden aus Blech gehämmerte oder schwache gewalzte Winkeleisen verwendet (Textabb. 352). Es empfiehlt sich, die Bekleidungsbleche des Feuerkastens auf die Führerhaus-Tragwinkel zu legen, um Stehbolzen- und Deckenanker-Köpfe, welche durch diese Winkel theihveise verdeckt sind, leicht Verstemmen zu können.

Soll die Anbohrung der Stehbolzen zur Erkennung von Brüchen wirklich von Nutzen sein, dann sind über den Stehbolzenköpfen kleine Hülsen aus Gasrohr in das Verkleidungsblech einzunieten (Textabb. 353). Ueber den Stehbolzen in den oberen

Die durch die einfache Blechverschalung hergestellte ruhende Luftschicht genügt nicht, um die Wärmeverluste auf das erwünschte Mais zu verringern und den äufsern Anstrich vor frühzeitiger Zerstörung durch die Wärme zu schützen. Man bringt daher unter der Bekleidung oft weitere Schutzmittel an, insbesondere : Wärmeschutzmasse, welche auf die Kesselwände aufgelegt und auf diesen mit Draht befestigt wird, bestehend aus Platten von Infusorienerde, Kulihaaren, Korkabfällen, Asbest oder ähnlichen mit Wasserglas gemengten Stoffen; aus Latten von weichem Holze, letztere in England und Amerika allgemein üblich (Tafel II, Nr. 8, S. 7; Textabb. 24, Nr. 27, S. 22); schliefslich aus Filz, an die Innenseite der Bekleidung angeklebt. Einströmrohre werden oft mit Kieselguhr-Mörtel bestrichen, mit Leinwandstreifen umwickelt und dann erst mit Blech verkleidet. An Stelle aller dieser Mittel, welche durch Abfallen im Betriebe und bei Abnahme der Bekleidungen oft lästig fallen und zum Theil durch die Wärme rasch zerstört werden, wenden manche Bahnen doppelte Blechverschalung an, besonders im Führerstande zum Schutze der Mannschaft (sächsische Staatsbahn). Ein wirklich zweckmäßiger und wirksamer Wärmeschutz ist noch nicht gefunden.

vorderen und hinteren Ecken, wo die Bolzen erfahrungsgemäß am meisten zum Brechen neigen, können greisere Hülsen aus Siederohr-Abfall verwendet werden, um die Stehbolzen ohne Abnehmen der Verkleidung auswechseln zu können (Text-abb. 354).

Nach Versuchen russischer und anderer Bahnen beträgt der stündliche Wärme

verlust

Gl. 83). . .

Wärmeeinheiten. Darin bedeutet F die Oberfläche des Kessels, T die Kesselwärme, t die Luftwärme, 2 den Ausstrahlungswerth, welcher bei unverkleideten Kesseln zu 0,34, bei einfacher Blechverschalung zu 0,10 anzunehmen ist.

Die Verkleidung der Dampfdome wird heute einfach kuppelförmig ausgeführt. Zierleisten aus halbrunden Messingstäben und Messingbänder findet man nur noch selten.

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An amerikanischen Lokomotiven werden die Untersätze und Kuppeln der Dombekleidung häutig aus Gufseisen hergestellt; zwischen beide werden die Blechmäntel eingespannt.

Die Verkleidung erhält als Schutz gegen Rost auf der Innenseite meistens einen zweimaligen Anstrich mit Mennigfärbe. Die Außenseite erhält in der Regel einen zwei- bis dreimaligen Ueberzug von Schleifkitt, eben so viele Schichten von Schleiffarbe, eine Schicht mit Lack versetzter Deckfarbe, eine Schicht Schleiflack, und schließlich einen Lacküberzug. Dieser Anstrich wiegt bei ³/₃ gekuppelten Güterzuglokomotiven etwa 110 bis 120 kg. In die Gewichtsberechnung kann daher der Anstrich mit 3,5 kg für 11 Leergewicht eingesetzt werden.

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des Domes und der Dampfcylinder

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Bei den meisten amerikanischen und neuerdings auch deutschen Bahnen wird die Kesselbekleidung, um den Anstrich zu sparen, aus Glanzblech hergestellt ; dieses läßt sich auch leichter putzen, als die gestrichene Bekleidung und gewährt daher für längere Zeit ein besseres Ansehen. Einige französische Bahnen verwenden Verkleidung des ganzen Langkessels oder blankes Messingblech.

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Die früher gehegte Befürchtung, die Lokomotivmannschaft könne durch die in einem allseitig geschlossenen Führerhause bei ungünstigem Wetter gebotene Wärme und Behaglichkeit leicht zu Unaufmerksamkeit und Schlaf verleitet werden, ist heute beseitigt, so dafs man auch in Europa der Mannschaft gestattet, ihren Dienst auf offener Strecke sitzend zu verrichten. Man sucht es der Mannschaft so bequem, wie möglich machen, damit sie möglichst wenig ermüde, sondern frisch und aufmerksam bleibe. Die heute übliche Bauart der Führerhäuser ist aus den Tafeln I bis IV und den

Fig. 355.

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Mafsstab 1:40. Führerhaus der österreichischen Staatsbahnen. Fig. 356.

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Textabbildungen 1 bis 55 zu erkennen. Neuerdings werden neben weit zurückreichenden Seitenwänden auch in Europa seitliche Rückwände mit aufklappbaren Fenstern, oder Obertheilen verwendet (Tafel I, Figur 4 und Textabb. 356), welche gegen Luftzug und Wetter von hinten schützen und mit festen oder umlegbaren Sitzen versehen sind. Die Seitenwände erhalten meistens Schiebefenster (Textabb. 357).

Fig. 357.

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Zu Fig. 357.

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Mafsstab 1:10. Schnitt durch das Fenster.

Mafsstab 1:20. Schiebefenster, österreichisch-ungarische Staats-Eisenbahngesellschaft.

Fig. 358.

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Mafsstab 1:30. Führerhaus der Great-Northern-Bahn.

Die Seiten- und Yorderwände bestehen in der Regel aus 3 bis 4 mm dickem Eisenbleche. Das Dach wird aus 2 bis 3 mm dickem Eisenbleche, oder zur Vermeidung des starken Dröknens nach Textabb. 356 aus 25 mm starken, gefalzten Brettern hergestellt, welche mit einem 1 mm starken Bleche belegt, oder wie bei Wagen mit Deckleinen bezogen werden. Ausführungen, welche den obern Dachrahmen aus Winkeleisen vermeiden, sind in Textabb. 355 und 358 (österreichische Staats-

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bahn, englische Great-Northern-Bahn) dargestellt. Die Führerstände sollen genügend breit gemacht werden, um eine bequeme Handhabung aller Züge zu ermöglichen. Bei hochliegendem Kessel empfiehlt sich die in Textabb. 355 dargestellte Querschnittsform mit abgerundeten oberen Ecken, damit die Umgrenzungslinie eingehalten wird.

Bei nicht sorgfältiger Nietung und Spannung der Bleche verursachen die Führerhäuser während des Ganges oft ein klirrendes Geräusch, welches man ebenfalls oft durch Ausführung aller oder einiger Wände aus Holz vermindert hat. Bei dem Führerhause der preufsischen Staatsbahnen (Textabb. 356) sind zu diesem Zwecke die Fensterrahmen und Führungen aus Holz hergestellt, was sich gut bewährt hat. Die amerikanischen Führerhäuser (Tafel IV) sind in der Regel ganz aus Holz hergestellt. Das Dröhnen und Klirren der Wände wird oft durch grofses Gewicht des Daches verursacht, welches bei der Bauart der Textabb. 355 möglichst gering ausfällt.

Die Thür kann mittels Stangen und Klemmschrauben in etwas geöffneter Stellung festgestellt werden, um bei warmem Wetter mehr Lüftung zu geben.

Bei englischen und französischen Lokomotiven besteht der Führerhausboden nur aus geripptem Eisenbleche. In Oesterreich und Deutschland wird dies Blech noch mit Holz belegt, Textabb. 355 und 356, welches vor der Heizthiir mit einem Brandbleche versehen wird.

Die allen Führerhäusern gemeinschaftlichen Bestandtheile sind: Fenster, Lüftungskappen, Steigtritte, Dachstützen, und in neuerer Zeit auch Führersitze und Thüren zwischen Lokomotive und Tender.

An der Führerhaus-Vorderwand sind in der Regel seitlich zwei bewegliche, und in der Mitte ein bis zwei feste Fenster angebracht. Die seitlichen Fenster sind in Angeln gehängt und mit Vorreibern verschliefsbar, oder um zwei Zapfen drehbar angeordnet (Textabb. 360). Beide Anordnungen gestatten Fig. 360.

Um dem Führer und Heizer gefahrloses Betreten der seitlichen Gangbleche zu gestatten, sind fast bei allen amerikanischen und in neuerer Zeit auch bei deutschen Lokomotiven in der Führerhaus-Vorder wand Thüren nach Textabb. 356 und 359 angebracht.

Fig. 359.

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Mafsstab 1:20. Thür in der Führerhaus-Vorderwand, preufsische Staatsbahnen. Zu Fig. 359.

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Wagerechter Schnitt durch die Thür.

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Mafsstab 1:5. Drehfenster der österreichischen Staatsbahnen.

das oft nöthige Abwischen der Glasscheiben während der Fahrt.

Fig. 362.

Fig. 361.

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Die festen Fenster in den Vorder- und Seitenwänden erhalten einfache Rahmen aus Rotllgufs, Gufseisen (Textabb. 361, 362) oder Mafsstab 1:6. Fensterrahmen-Querschnitte. Flacheisen, welche mit der oft durch einen Flacheisenrahmen gesäumten Führerhauswand verschraubt werden. Um das Klirren der Glastafeln von rund 5 mm Dicke zu vermeiden, empfiehlt es sich, den Glasrand mit Lampendocht oder Lederstreifen zu belegen, oder besser nach Textabb. 359 ganz in LI förmige Gummistreifen zu legen. Zweckmäfsige Lüftungsklappen für Lokomotiven mit Tender sind in Textabb. 363, für Tenderlokomotiven in Textabb. 364 dargestellt. Sie müssen um so gröfser und wirksamer hergestellt werden, je bessern Schutz das Führerhaus gewährt.

Die Oefihung in der Decke dient auch zum Einbringen der Krahnkette, mit welcher die Lokomotive am Heizthürringe oder Zugkasten gehoben wird. Die Lüftungsklappen bei Tenderlokomotiven sind in der Regel für beide Fahrrichtungen einstellbar (Textabb. 364). Bei neuen amerikanischen Lokomotiven wird die Lüftung in ähnlicher Weise wie bei den Personenwagen hergestellt, die Klappen nach Textabb. 363 und 364 sind aber viel wirksamer.

Fig. 363.

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Mafsstab 1:30. Lüftungsklappe, preufsische Staatsbahnen.

Trittstufen.

An Lokomotiven, bei denen der Führerhausboden nur 1,1 m bis 1,25 m über Schienen-oberkante liegt, genügen zum Besteigen zwei Trittstufen, welche an zwei Rundstangen an-gesckraubt sind.

Eisenbahn-Technik der Gegenwart I.

Fig. 364.

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Mafsstab 1:20. Lüftungsaufsatz für Tenderlokomotiven.

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Führerstände.

Fig. 365.

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Bei englischen Lokomotiven sind die Trittstufen an grofse Bleche angeschraubt, welche mit den Gangblechwinkeln verbunden sind. In Amerika werden die Trittstufen in der Regel aus Gufseisen, gerippt oder durchbrochen hergestellt, und oft nur an einer Säule befestigt. Das Belegen der Trittstsufen mit Holz ist wegen geringerer Gefahr des Abgleitens zu empfehlen, und in Oesterreich bei vielen Bahnen üblich.

Dachstützen und Handleisten werden meist aus Gasrohr hergestellt und mit den Endstücken u. s. w.

durch Nieten verbunden. Textabb. 365 zeigt die Stütze mit Ring-griff des Führerhauses Textabb. 355.

Fig. 366.

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Mafsstab 1:10. Dachstntze, österreichische Staatsbahnen.

Fig. 367.

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Einen Führersitz zum Umlegen, für rückwärts seitlich geschlos-seneFührerhäuser nach Textabb.356 zeigt Textabb. 366. Aehnliche Sitze aus Rückenlehne und Sitzbrett bestehend und zum Zusammenlegen eingerichtet sind in Oesterreich viel in Gebrauch. An Stelle der fest angeschraubten Sitze werden vielfach Sitze zum Einhängen benutzt, welche aus einem starken winkelförmig gebogenen Flacheisen mit Holzsitz bestehen.

Seitenthiiren finden an Stelle der noch heute üblichen Abschlufsketten oder Vorlegestangen immer mehr Eingang. Eine an fast allen Lokomotiven der österreichischen Staatsbahnen ausgeführte Thür zeigt Textabb. 367. Die Thür ist am Tender in Angeln drehbar und wird durch einen an der Fiihrerhaus-Seitenwand angebrachten federnden Vorreiber geschlossen gehalten. Um das nöthige Spiel in den Krümmungen zu erlauben, sind dem Reiber gegenüber in der Thür Aussparungen vorgesehen.

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Mafsstab 1:20. Führersitz, preufsische Staatsbahnen.

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Seitenthür, österreichische Staatsbahnen.

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An neueren Lokomotiven findet man fast ausschliefslich Regler, welche im Dampfdome liegen und durch Kurbel an der Feuerkastenrückwand, oder durch einen seitlich im Führerhause angebrachten Hebel und aufsen am Kessel liegende Zugstangen gehandhabt werden. Als eigentlicher Regler für die Dampfzuführung dient in den meisten Fällen ein Flachschieber. Um vorsichtiges Anfahren zu ermöglichen und auch die Handhabung des Regler-Schiebers zu erleichtern, wird bei europäischen Lokomotiven auf dem Hauptschieber in der Regel ein kleiner Schleppschieber angebracht. Auf den österreichischen Bahnen sind Regler mit Doppelschieber selten. Auf diesen Bahnen sind fast überall mäfsig grofse, einfache Flachschieber auf der dreieckigen Oeffnung üblich, welche anfangs eine kleine Dampfeinströmöffnung ergeben, mithin vorsichtiges Anfahren gestatten und nicht schwer beweglich sind. Viele englische, sämmtliche amerikanischen und auch deutsche

Fig. 368.

Lokomotiven haben an Stelle des

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Schiebers gusseiserne Doppelsitz-Ventile, welche wegen nahezu vollständiger Entlastung ein leichtes Oeffnen erlauben.

Bei Lokomotiven ohne Dome, die nur selten gebaut werden, wird der Reglerschieber in einem beson-dern Gehäuse untergebracht, in welches ein langes, oben mit Schlitzen versehenes Dampfsammelrohr mündet, wie Textabb. 46, Nr. 50, S. 36 erkennen lässt.

Textabb. 368 zeigt den Regler der Schnellzug - Lokomotiven der französischen Orléansbahn und der österreichisch - ungarischen Staats-Eisenbalm - Gesellschaft. Der auf geneigter Grundfläche liegende Grundschieber ist aus Rotligufs, der kleine Entlastungsschieber aus Stahl; das Mitnehmen des Grundschiebers wird durch den Schlitz mit Bolzen bewirkt. Die Einströmungsrohre liegen nicht in der Rauchkammer, sondern zweigen von einem aufsen am Dome angebrachten Kreuzrohre ab. Die Bewegung der Schieber erfolgt durch eine kurze Quer-Welle, aufsenliegende Zugstange und im Führerhanse“^^^ seitlich gelagerten Handhebel.

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Fig. 369.

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Textabb. 369 zeigt einen Regler der Schnellzug - Lokomotive Taf. I, Nr. 1, S. 3 der preufsi-scken Staatsbahnen ein-

—    facherer Bauart. Grundschieber wird vom kleinen Schieber durch Ansätze mitgenommen. Die Bewegung der Schieber erfolgt durch eine im Kessel gelagerte Welle und Kurbel an der Feuerkastenrückwand nach altem, eng-

Oj    lischem Muster.

-    ReglermiteinfachemSchie-ber der ³/₃ gekuppelten Giiterzug-Lokomotive der österreichischen Südbahn zeigt Textabb. 370. Die oben dreieckige Oeffnung in der Grundfläche gestattet langsames Oeffnen. Die Bewegung erfolgt durch eineaufsen am Kessel gelagerte Zugstange und einen langen Hebel am Steuerungsbocke (Textabb.370).

Den Regler der Verbund -S chnellzug - Lokomotiven der österreichischen Staatsbahnen, Textabb. 4, Nr. 5, S. 5, zeigt Textabb. 371. Das Rohr mit der Grundfläche ist durch die Oeffnung in dem Befestigungsflansche am Dome eingeschoben. Diese Oeff-nung ist entsprechend der Zu Fig. 370.

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Mafsstab 1:5. Regler der ²/₄ gekuppelten Schnellzug-Lokomotive der preußischen Staatsbahnen.

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Mafsstab 1:10. Regler der Verbund-Schnellzug - Lokomotive der österreichischen Staatsbahnen.

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Fig. 373.

Lage des Hochdruck-Cylinders an der rechten Domseite angebracht. Die Welle ist im Rohre selbst durchgeführt. Diese Bauart hat den Vortheil, dafs der Regler aufserhalb des Kessels fertig gestellt werden kann. Die Bewegung des Schiebers Verfolgt durch einen Hebel amSteue-[rungsbocke und Zugstange. Eine englische Anordnung mit Doppelsitzventil derLan-casbire-und Yorkshire-Bahn zeigt Textabb.372. Das Doppelsitz-Ventil wird durch ein Excenter bewegt.

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Mafsstab 1:5. Regler der ⁴/₄ gekuppelten Yerbund-Güterzug-Lokomotive der preufsischen Staatsbahnen.

Die Regler der ⁴/₄ gekuppelten Verbund-Giiterzug-Lokomotive der preufsischen Staatsbahnen (Textabb. 28, Nr. 31, S. 26) und anderer derselben Bahnen haben Doppelsitzventile (Textabb. 373) nach amerikanischem Muster erhalten. Der Dampf ein-tritt erfolgt nur von oben und zwar bis zu 7 mm Hub durch nur vier Oeffnungen von je 20 mm Breite, um langsames Oeffnen zu gestatten. Die Ventile sind erheblich billiger als Schieber und gestatten, den Dom mit oberm Deckel, ohne die kostspielige und oft undichte Theilung im untern Drittel der Höhe auszubilden. Um dauernde Dichtigkeit zu erzielen, müssen die Ventile wie die Rohre aus Gufseisen sein, oder die Neigungswinkel der beiden Ventilsitze werden so gewählt, dafs die Kegelspitzen beider in einem Punkte der Mittellinie zusammenfallen, wie bei Steuerungs-Ventilen an Dampfmaschinen. Die Handhebel der Reglerventile müssen mit Feststellvorrichtungen, Klinken oder Klemmen, versehen sein.

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Mafsstab 1:20. Regler Die Anordnung eines Reglers in einem gufseisernen Gehäuse ohne Dom läfstTextabb.46,Nr.50, S.36 erkennen. Der einfache Schieber wird durch einen Daumen an der über dem Kessel gelagerten Welle bewegt. Tn England und bei älteren Ausführungen von Kr aufs in München ist das in der Rauchkammer liegende Kreuzrohr nach Textabb. 374 als Regler-Gehäuse ausgebildet. Die Flach- oder Drehschieber werden durch die im Dampfsammelrohre liegendeZugstange oder Welle bewegt.

Früher wurden am Reglerkopfe oft Kappen und Schirme angebracht, um den Dampf möglichst hoch im Dome aufzunehmen. Bei den jetzt üblichen, im Abschnitte I d) S. 123 u. 124 beschriebenen Wasserabscheidern sind diese Kappen überflüssig.

Bei kleinen Lokomotiven wird das Regler-Gehäuse am einfachsten ähnlich Textabb. 375 auf den Domdeckel auf-geschraubt. Die Bewegung des einfachen Schiebers geschieht durch Daumenwelle, Hebel und Zugstange.

Fig. 374.

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Fig. 375.

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Mafsstab 1:10. Regler für kleine Lokomotiven, Lokomotiv-Bauanstalt Linden.

h, 4, Ausblashähne, Sicherheits-Ventile und Lufteinlafs-Ventile

an den Dampfcylindern,

Die Ausführung der Cylinderhähne zeigt wenig Verschiedenheiten. Sie bestehen in der Regel aus einem mit Gewindestück oder Flansch versehenen Hahngehäuse aus Rothgufs und kegelförmigem Wirbel mit 10 bis 13 mm Bohrung. Die tiefsten Stellen aufsen liegender Schieberkasten werden durch Kupferrohre mit gleichen in

der Reihe der Cylinderhähne angebrachten Hähnen verbunden. Diese Anordnung des Cylinderhahnzuges, dessen Handhabe stets neben dem Steuerungsbocke dem Führer zur Hand liegen sollte, geht aus den Tafeln I, III und IV hervor.

Fig. 376.

Fig. 377.

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In den Textabb. 376 und 377 sind einfache Cylin-derhähne gezeichnet, wie sie an fast allen Lokomotiven gebräuchlich sind. Textabb. 377 ist für Lokomotiven mit kleinen Rädern und grofsen Cylindern bestimmt. Die im Hahnwirbel gezeichnete Eindrehung wird nur am Nieder-druckcylinder ausgeführt, um das Niederschlagwasser abzuleiten, ohne die Hähne öffnen zu müssen.

Um die häufigen Nacharbeiten an den Hähnen zu vermeiden und bei Leerlauf etwas Luft einsaugen zu lassen, werden vielfach Ausblaseventile angewandt. Ein Nachtheil der Ausblaseventile besteht bei kleinen Rädern darin, dafs mit der Luft auch Staub angesaugt werden kann. Ein in Deutschland viel ausgeführtes Ventil ist in Textabb. 378 dargestellt. An Niederdruckcylindern wird die Dichtungsfläche lx/₂ mm tief eingefeilt. Aehnliche Formen, z. B. die der Textabb. 379 finden sich an fast allen amerikanischen Lokomotiven. Diese Ventile werden durch eine wagerecht durch die Untertheile geführte Stange bewegt, an der schiefe Ebenen angebracht sind, welche die unteren Ventilstifte anheben (vergl. Tafel IV, Nr. 34, S. 28). Für Stadtbahnen u. s. w., wo das Ausblasen des Dampfes unstatthaft ist, werden die Oeffnungen der Hähne oder Ventile durch Rohre mit Sammeltöpfen von grofsem Querschnitte verbunden, aus denen das Wasser nach unten, der Dampf in die Ausströmungsrohre abzieht.

Um das Ansaugen heifser Gase und die Erhitzung der Cylinderwandungen bei Leerlauf ganz zu vermeiden, wendet man seit etwa 10 Jahren die Ricour’schen

Mafsstab 1:5. Luftsaugeventil, preufsische Staatsbahnen.

Mafsstab 1:3. Amerikanisches Luftsaugeventil.

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Fig. 381.

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Mafsstab 1:5. Ricour’sches Lufteinlafs-Ventil. Mafsstabl:5. Sicherheits-Yentil am Cylinder, österreichisch-ungarische Staats-Eisenbahn-Gesellschaft.

Lufteinlafsventile (Textabb. 380) an. Ueber das Einlafsventil von Smith mit Dampfzufuhr für Kolbenschieber ist auf S. 208 das erforderliche mitgetheilt. Die Anwendung dieser Ventile vermindert die Abnutzung der Schieber, insbesondere auf Ge-birgsstrecken erheblich. Lokomotiven, welche mit Gegendampf-Bremsen arbeiten, erhalten wegen der dabei eintretenden hohen Spannungen häufig Sicherheits-Ventile an den Cylinderdeckeln. Eine einfache Ausführung der österreichisch-ungarischen Staatsbabngesellschaft stellt Textabb. 381 dar.

Fig. 382.

Fig. 383.

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Mafsstab 1:5. Lufteinlafs- u. Sicherheits-Ventil am Cylinder.

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Mafsstab 1:5. Lufteinlafs- u. Sicherheits-Ventil am Verbinder, österreichische Staatsbahnen.

Bei Verbund-Lokomotiven wird, wie bereits auf S. 269 bemerkt ist, am Nie derdruckschieberkasten oder Verbinder häufig ein Ventil angebracht, welches verhindern soll, dafs der Druck daselbst eine bestimmte Höhe überschreitet und das Gestänge der Niederdruckseite übermäfsig beansprucht werde. Dieses Ventil wird mit dem Lufteinlafs-Ventile in einem Gehäuse vereinigt, wie Textabb. 382 zeigt.

Aehnliche Ventile nach der in Textabb. 383 dargestellten Ausführung kommen in Amerika auch an den^meisten neueren Lokomotiven mit einfacher Dehnung

vor.

Fig. 384.

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Mafsstab^l : 10. Ablafshorn, sächsische Staatsbahn.

An den tiefsten Stellen der Ausströmungskanäle pflegt man Wassersammler oder Rohre mit 5 bis 10 mm weiten Ocffnungen anzubringen, damit das Niederschlagwasser nach unten ablaufen kann und nicht durch die Blasrohre ausgeworfen werde. Ein Sammelrohr der Sächsischen Staatsbahn für innen liegende Schieberkasten zeigt Textabb. 384. Bei Verbund-Lokomotiven ist am Hochdruckcylinder hierfür ein Hahn oder Ventil anzubringen.

h, 5, Strahlpumpen (Injectoren) und Zubehörteile,

Zum Speisen der Lokomotivkessel werden heute fast ausschliefslich Strahlpumpen verwendet. Kolbenpumpen kommen nur noch bei Lokomotiven mit Dampfniederschlageinrichtung für Stadtbahnen vor, wirken aber, besonders mit heifsem Wasser, oft unzuverlässig. An keinem andern Lokomotivbestandtheile hat sich der Erfindungsgeist der Techniker mehr bethätigt als an den Strahlpumpen. Bei den eigenartigen Verhältnissen des Lokomotivbetriebes hat sich indes nur eine geringe Zahl von Anordnungen als brauchbar erwiesen.

Heute hat man nur die Wahl zwischen wenigen erprobten Bauarten: Saugende Pumpen von Polonceau, Seilers, Friedmann, W. Strube, nichtsaugende von Friedmann, Schau und Körting, und selbstthätig anziehende von Seilers, Gresham, Schaffer & Buddenberg, Friedmann und Körting.

Die Wahl, ob saugende oder nichtsaugende Pumpen anzuwenden sind, hängt von den Witterungs Verhältnissen und der Höhenlage der Wasserkasten ab. Tender-Lokomotiven mit Wasserkasten zwischen den Rahmen müssen in der Regel saugende Pumpen erhalten.

Saugende Strahlpumpen sind empfindlicher gegen Undichtigkeiten der Wasserzuleitung, bedürfen zum Theil einer Regelung des Dampfzuflusses, fördern bei gleicher Gröfse etwas weniger Wasser, arbeiten weniger gut mit warmem Wasser, als nichtsaugende und sind nach erfolgtem Absetzen schwer wieder anzulassen. Dagegen sind sie bei geeigneter Anbringung bequemer zu handhaben, dem Einfrieren nicht und Beschädigungen weniger als nichtsaugende ausgesetzt, auch für veränderliche Fördermenge leichter einzustellen. Der Wirkungsgrad der Strahlpumpen hängt von ihrem Dampfverbrauche nicht ab, da die Erwärmung des Speisewassers nicht ver-

loren geht. Sofern die Pumpe kein Wasser fallen läfst, arbeitet sie daher stets mit 100 °/₀ Nutzwirkung. Geringer Dampfverbrauch bzw. geringe Erwärmung des Wassers ist aber deshalb vortbeilhaft, weil die Pumpen dann mit wärmerem Wasser und stärker verringerter Fördermenge arbeiten können.

Einsteilbarkeit der Fördermenge ist vorteilhaft, damit die Pumpen während der Fahrt möglichst dauernd arbeiten können, was zur Erhaltung gleichmäfsiger Dampfspannung und Wärmestufe im Kessel sehr nützlich, auf dem europäischen Festlande aber bisher weit weniger, als in England und Amerika üblich ist.

Die Düsen und Ventile sollten stets leicht zugänglich und ersetzbar angeordnet werden. Alle saugenden Strahlpumpen bedürfen zum Ansaugen einer Einrichtung, bei welcher der saugende Dampfstrahl in eine weitere Mischdüse mit möglichst freier Ausströmung tritt. Dies kann durch Verengung der Dampfdüse (Saugespindeln) oder Erweiterung der Mischdüse (doppelter Ueberlauf, Klappe u. s. w.) bewirkt werden.

Textabb. 385 zeigt die saugende Strahlpumpe Bauart Polonceau, mit durchbohrter Saugespindel , besonders bei der Oesterrei-chisch - Ungarischen Staatsbahn - Gesellschaft und der Französischen Orléans-Bahn in Gebrauch.

Zum Anstellen ist das Dampfventil zu öffnen, dann die Spindel zurückzuziehen.

Die Einsteilbarkeit der Fördermenge ist gering, die Druckdüse nicht ersetzbar, das Ventil unzugänglich.

Fig. 385.

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Fig. 387.

Besser ist die Anordnung von W. Strube (Textabb. 386), bei den preufsi-schen Staatsbahnen verwendet, bei wel-cherDampfventil und Saugespitze vereinigt sind und mit einem Griffe bewegt werden. Der dop-

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pelte Ueberlauf dient zum Ansaugen, verursacht aber starkes Geräusch beim Arbeiten; die Einsteilbarkeit ist gering.

In Amerika werden nur saugende Pumpen angewendet und zwar früher vielfach diejenige von Seilers mit verschiebbarer, selbstthätig einstellender Mischdüse, jetzt die „Monitor“-Pumpe von Friedmann (Textabb. 387). Alle haben einstellbaren Dampf- und Wasser-Zuflufs mittels bequem angebrachter Handgriffe und gestatten daher eine Regelung der Fördermenge. Bei dem Monitor geschieht das Ansaugen durch eine besondere kleine Dampfdüse im Ueberlaufrohre, die Anstellung erfordert daher drei Griffe.

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Fig. 388.

Nichtsaugende Strahlpumpe, Bauart Friedmann.

Eine der besten Anordnungen ist die Friedmann’sche, in Textabb. 388 nicht-saugend dargestellt, zum Ansaugen mit Spindel versehen. Sie arbeitet mit warmem Wasser bis 50° C., Düsensatz und Ventil sind sehr leicht zugänglich, die Gehäuse für den Wasserhahn, das Ueberlaufventil und Druckventil sind an das Hauptgehäuse angegossen.

Fig. 389.

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Die sehr einfache und billige nichtsau-gende Pumpe der preufsischen Staatsbahnen, Bauart Schau, welche warmes Wasser bis 40° C. speist, zeigt Textabb. 389, den in Deutschland viel verbreiteten sogenannten „Universal-Injector^ von Körting, Textabb. 390. Der volle Druck wird hier durch zwei hinter einander geschaltete Strahlpumpen her-gestellt und infolge der geringen Erwärmung in der ersten warmes Wasser bis zu 70° C. gespeist. Diese Eigenschaft hat einige deutsche Bahnen zur Vorwärmung des Wassers durch Abdampf veranlasst, aber ohne erheblichen Erfolg. Gegen Stöfse bei rascher Fahrt ist

Fig. 391.

Fig. 390.

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diese Pumpe ziemlich empfindlich, gestattet auch keine Einstellung der Fördermenge.

Allen bis jetzt genannten Anordnungen ist der Nachtheil gemeinsam, dafs bei plötzlichem Halten, Eindringen von Luft in die Zuleitungen und Ueberlaufven-tile die Wirkung aufhört, die Pumpe absetzt, und dann nicht sofort wieder angelassen werden kann. Ferner ist eine Einstellung der zu fördernden Wassermenge nur in engen Grenzen möglich und wird daher meistens durch Unterbrechen des Speisens bewirkt. Diese Uebelstände sind bei den neueren selbstanziehenden (restarting) Strahlpumpen beseitigt. Diese besitzen entweder eine bewegliche Mischdüse, oder eine drehbare Klappe auf der Mischdüse, oder einen zweiten Ueberlauf, welche beim Anziehen und bei Störungen so grofse Ausströmungsquerschnitte bieten, dafs der volle Dampfstrahl das Wasser sofort wieder ansaugt.

Die in Textabb. 391 dargestellte Bauart Gresham mit beweglicher, ventilartig wirkender Mischdüse, in der Regel saugend an der Feuerkasten-Riickwrand mit im Kessel liegender Dampf- und Druckleitung angebracht, bewährt sich anfangs immer gut. Ebenso die Bauart von Schaffer & Buden ber g (Textabb. 392)

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Fig. 392.

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Strahlpumpe, Bauart Seilers u. Körting.

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mit Klappe auf der Mischdüse. Die unvermeidliche Abnutzung- der beweglichen Theile stört aber die vorzügliche Wirkung dieser Strahlpumpen im Laufe der Zeit.

Dieser Mangel ist bei den neueren Anordnungen von Seilers, Körting (Textabb. 393) und Friedmann (Textabb. 394) vermieden, welche eine doppelte Dampfdüse besitzen, deren äufserer ringförmiger Theil mit dem ersten Theile der Mischdüse eine saugende Strahlpumpe für sich bildet. Die nöthige freie Ausströmung erfolgt bei Körting durch den obern Ueberlauf mit Klappe, bei Friedman n durch die drei schmalen Ueberläufe ohne jeden beweglichen Theil. Die Friedman if sehen Pumpen besitzen zwar die Fähigkeit desWiederansaugens nicht in dem Mafse, wie die von Gres-h a m und Schaf-fer & Budenberg, setzen aber weniger leicht ab. Die Fördermenge läfst sich ebenso wie bei K ö r-t i n g bei nicht-saugender Ausfüh-

Saugende Strahlpumpe, Bauart Friedmann.

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Fig. 395.

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Die Fördermenge ist bei den einzelnen Strahlpumpen verschieden.

Im Allgemeinen kann man die Bohrung der Druckdüse für Personen- bezw. Güterzuglokomotiven zu

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anzubringen, welche dann dauernd arbeiten kann.

Strahlpumpen, welche durch den Auspuffdampf der Lokomotive mitbetrieben werden, haben sich bisher nicht bewährt.

Die zuverlässige Wirkung aller Strahlpumpen erfordert, dafs die Saug- und Druckrohre ausreichende Durchmesser erhalten und scharfe Biegungen in den Rohrleitungen vermieden werden. Von gröfserm Einflüsse, als manche patentirte Feinheit ist die richtige Gestaltung der Düsen und tadellose Ausführung.

Die aufsen liegenden Druckleitungen müssen mit Hähnen zum Ablassen des Wassers bei Frost versehen sein. An einem von diesen pflegt man bei nicht saugenden Pumpen ein Spritzrohr zum Löschen des Feuers im Aschenkasten anzubringen; bei saugenden Pumpen, welche im Führerhause liegen, kann hierzu auch das aus dem Ueberlaufe entweichende Wasser verwendet werden.

Ein anderer Ablafshahn speist auf deutschen und österreichischen Bahnen eine Rohrleitung mit Hahn und Schlauch im Führerstande zum Bespritzen der Kohlen und des Führerhausbodens. Textabb. 396 zeigt die betreffende Anordnung der österreichischen Staatsbahnen. Der Hahnwirbel ist mit einem Gasrohre verbunden, welches an der linken Führerhauswand drehbar geführt ist und am obern Ende ein auch als Handgriff dienendes Kniestück mit Schlauch trägt.

Am Druckventile einer, bei Tenderlokomotiven beider Strahlpumpen, oder am Druckrohre wird in der Regel ein Zwischenstück mit Schlauchverschraubung angebracht, um die Strahlpumpe zum Warm-Auswaschen und Füllen anderer Lokomotiven, sowie als Feuerspritze verwenden zu können. Die Verschraubung wird vielfach inUebereinstimmung mit derjenigen der Feuerwehr hergestellt, oder ein entsprechendes Zwischenstück mitgeführt.

Bei den preufsischen Staatsbahnen trägt die Mündung des Ueberlaufes der nichtsaugenden Strahlpumpen den Stutzen zum Anschlüsse der Dampfheizungs-Kuppelung, um hier Dampf zum Pulsometer-Betriebe abnehmen zu können. Bei saugenden Pumpen wird hierfür ein besonderes Dampfrohr erforderlich.

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Fig. 396.

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Die Anordnung der Kesselausrüstung im Führergehäuse zeigt Textabb. 397 für die ⁴/₄ gekuppelte Verbund-Güterzuglokomotive Textabb. 28, Nr. 31, S. 26 der preußischen Staatsbahnen, und Textabb. 358 nach englischem Muster. Um sie einfach

Fig. 397.

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Mafsstab 1: 20. Dampfstutzen, österreichische Staatsbahnen.

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Fig. 399.

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Mafsstab 1:40. Anordnung der Kessel-Ausrüstung der ⁴/₄ Mafsstab 1:10. Amerikanischer Dampfgekuppelten Verbund-Güterzug-Lokomotive der preufsi-schen Staatsbahnen.

zu gestalten und viele Anbohrungen des Feuerkasten-Mantels zu vermeiden, werden die meisten Theile — Dampfpfeife, Dampf ventile, der Strahlpumpen, Ventile für Dampfheizung, Htilfsbläser, Dampfschmiervorrichtung,Hähne für Druckzeiger u. s. w., möglichst an einem ausGufseisen oderßothgufs hergestellten gemeinsamen Dampf stutzen angebracht, dessen Gestaltung die Textabb. 397 und 398 zeigen. Die Verbindungen werden in Europa vorwiegend durch Flanschen, in Amerika, wie Textabb. 399 für einen kleinen Stutzen erkennen läfst, möglichst durch Verschraubungen hergestellt. Einzelne Bahnen bringen an diesen Stutzen Hauptabsperrhähne oder Ventile an, deren Nutzen aber fraglich erscheint, da Schäden an den Ausrüstungstheilen während der Fahrt kaum Vorkommen, der Abschlufs des Dampfes aber die Lokomotive sogleich untauglich machen würde.

Bei geringer Höhe des Dampfraumes empfiehlt es sich, um trocknen Dampf zu erhalten, den Stutzen, wie Tafel II, Nr. 8, S. 7 zeigt, innerhalb des Kessels durch ein Dampfrohr von rund 60 mm Weite mit dem Dome zu verbinden. Dadurch wird auch das lästige Absetzen der Strahlpumpen beim Anhalten vermieden und die Dampfheizung erheblich wirksamer.

Dampfpfeifen. Die Stärke des Tones hängt von der Menge der schwingenden Luft, also dem Inhalte der Glocke, die Höhe von der Länge der Schwingungswellen, also der Höhe der Glocke ab. Kleine, niedrige Glocken (Textabb. 400) geben daher einen hellen, schrillen, lange Glocken (Textabb. 401) einen tiefen Ton. In jeder walzenförmigen Glocke treten neben dem Grundtone noch sogenannte Obertöne auf, der Ton ist daher nicht ganz rein. Reinere, für das Ohr angenehmere Töne geben die Dampfpfeifen mit kugelförmiger Glocke (Textabb. 402), in welcher die Luft von einem Mittelpunkte aus nahezu gleich lange Schwingungen nach allen Seiten ausführt. Die Höhe und Stärke des Tones hängt von der Glocke ab. Die Pfeife Textabb. 400 hat am Ventile einen Ansatz von 7 mm Höhe, welcher bei geringem Ziehen des Hebels nur wenig Dampf Zuströmen läfst, der einen entsprechend schwachen Ton erzeugt, so dafs je nach Umständen stark oder schwach gepfiffen werden kann. Die in Amerika üblichen Heulpfeifen haben im Verhältnisse zum Durchmesser sehr grofse Glocken, werden dort aber nur auf freier Bahn benutzt, da in der Nähe von Stationen und Städten die nöthigen Signale mit einer grofsen Glocke gegeben werden. Einen besonders angenehmen Ton geben die „single bell chime“ Pfeifen von Crosby, bei denen die Glocke durch drei senkrechte Wände in drei Räume von verschiedener Höhe getheilt ist, und daher einen Zusammenklang von drei Tönen giebt. Um die Gattung eines herannahenden Zuges anzuzeigen, erhalten bei vielen Bahnen, u. a. den Preufsischen Staatsbahnen, die Personenzuglokomotiven hell tönende, die Güterzuglokomotiven tiefer tönende Pfeifen. Dabei werden auch unnöthig laute Pfeifen an den Personenzuglokomotiven vermieden.

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Mafsstab 1:5. Pfeife der sächsischen Staatshahnen.

Mafsstab 1:5. Pfeife der preufsischen Staatsbahnen. Eisenbahn-Technik der Gegenwart I.

Mafsstab 1:5. Pfeife der österreichischen Staatsbahnen.

Viele englische und einige deutsche Bahnen verwenden zwei Dampfpfeifen, von denen die kleinere in den Bahnhöfen, die gröfsere auf freier Strecke benutzt wird.

Die Dampfpfeife wird entweder auf einem langen, am Dampfstutzen angeschraubten eisernen Pfeifenrohre, oder am Dache des Führerhauses angebracht und mit dem Dampfstutzen durch ein nachgiebiges, gewundenes Kupferrohr verbunden.

In England wird die Pfeife meistens vor dem Führerhause auf der Feuerkastendecke, in Amerika in der Regel am Dampfdome angebracht.

Der an der Spindel des Pfeifenventiles angebrachte Druckhebel (Textabb. 400 und 401) wird entweder unmittelbar mit Zugstange und Handgriff von Kugelform gezogen, oder es sind Zugstangen und Winkelhebel angebracht, welche den Handhebel dem Führer bequem zur Hand bringen. Zur Bethätigung der Dampfpfeife mittels der Zugleine ist an der Zugstange meistens noch ein Winkelhebel mit Schnur oder Drahtseil angebracht, in deren Haken die Zugleine eingehängt wird.

Dampfventile für Strahlpumpen. Ein sicheres Anlassen der nichtsaugen-den und vieler saugenden Strahlpumpen ist nur dann möglich, wenn das Anlafs-Ventil allmälig geöffnet wird. Bei der in Deutschland üblichen Bauart Textabb. 403 wird das gröfsere Ventil erst gehoben, wenn das an der Spindel angedrehte kleine Ventil geöffnet ist. Diese Zweitheilung des Ventiles kehrt fast überall wieder; verschieden ist nur die Form des Gehäuses und die Bethätigung des Ventiles mittels Hebel oder Schraubenspindel. Hähne an Stelle der Ventile kommen nur vereinzelt vor und sind unzweckmäfsig.

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Mafsstab 1:7,5. Dampfventil für Strahl- Mafsstab 1:10. Speisekopf, preufsische Staatsbahnen, pumpen, preufsische Staatsbahnen.

Die Speiseventile enthalten stets ein Rückschlagventil und eine Absperrvorrichtung gegen den Kessel, um auch unter Dampf Störungen beseitigen zu können.

Der in Deutschland übliche Speisekopf (Textabb. 404) hat neben dem Absperrkegel ein gewöhnliches Kegelventil auf nach unten herausnehmbarem Sitze; derjenige der Oesterreichischen Staatsbahnen (Textabb. 405) eine Kugel als Rückschlagventil. Auf einem der Speiseköpfe ist in Deutschland und Oesterreich in der Regel ein Spritzhahn mit Handzug (Textabb. 404) zum Einspritzen von Wasser in die Rauchkammer angebracht.

Die amerikanischen Speiseventile (Textabb. 406) haben das Rückschlagventil in neuerer Zeit meist im Kessel, damit bei abgebrochenem Speisekopfe kein heifses Kesselwasser entströme und Menschen verbrühe.

Als Bauart der Ventile für Dampfheizung, Hülfsbläser, Schmiervorrichtungen, Pulsometer und Strahlheberbetrieb sind in der Regel Schraubventile gewöhnlicher Bauart am besten, aber selten mit äufserm Spindelgewinde (Frankreich).

Fig. 408.

Die Bethätigung erfolgt in der Regel durch Griffräder aus Eisen oder aus Rothgufs, die aber leicht zu heifs werden, in Amerika fast immer mit Griffscheiben aus Holz (Textabb.

407). Die österreichischen Staatsbahnen verwenden für kleine Ventile Griffräder mit Lederring (Textabb. 408).

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Die Druckanzeiger für Kessel und Luftdruckbremse werden in Amerika meistens an einem gemeinsamen Ständer angebracht, der auch eine Laternenstütze trägt und zur Aufnahme einer Uhr dient.

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Mafsstab 1:10. Speisekopf, österreichische Staatsbahnen.

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Mafsstab 1:10. Amerikanischer Speisekopf.

Mafsstab 1:5. Amerikanisches Yentil.

Wasserstandsgläser und Probehähne. In fast allen europäischen Staaten ist die Anbringung von zwei unabhängig von einander wirkenden Vorrichtungen zur Erkennung des yontil.Griff österreichi-Wasserstandes im Kessel vorgeschrieben. Die Anbringung der sehe staatsbaimen. Probehähne mufs in bestimmter Höhe, in der Regel so geschehen, dafs der niedrigste erkennbare Wasserstand 100 mm über der innern Feuerkistendecke liegt.

Je nach der Gröfse des Kessels werden zwei oder drei Probehähne angebracht, an deren Stelle in Deutschland und England oft ein zweites Wasserstandsglas gesetzt wird. In Amerika begnügt man sich oft mit Probeventilen ohne Gläser.

Die Absperrvorrichtungen an den Wasserstandsgläsern sind meistens Hähne (Textabb. 409, 410), seltener Ventile (Textabb. 411), am Kessel oder an besonderm Rohre (Textabb. 411) eingeschraubt, besser mit Flanschen am Kessel, am besten an besonderen Verbindungsplatten (Textabb. 409) angebracht. Die englischen und amerikanischen Anordnungen (Textabb. 410 und 411) haben am Glase keine Stopfbüchsen, sondern nur Gummiringe. Diese Wasserstandsköpfe sind mit einer Einrichtung versehen, welche beim Springen des Glases das Ausströmen von heifsem Wasser und Dampfe hindert, meist Absperrkugeln im untern Kopfe (Textabb. 409), oder Absperrkugeln in beiden Köpfen (Textabb. 410). Textabb. 412 zeigt einen in Deutschland gut bewährten Hahn mit Abschlufskugel im Wirbel, welcher durch

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Mafsstab 1:7,5. Wasserstandsglas, österreichische Staatshahnen.

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Mafsstab 1:5. Wasserstandsglas, Bauart Webb.

Fig. 412.

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Mafsstab 1: 5. Amerikanischer Wasserstand.

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Mafsstab 1:5. Wasserstandsglas nach Dreyer, Rosenkranz & Droop.

Mafsstab 1: 5. Hahn mit Abschlufskugel, Bauart Roever und Neubert.

gelegentliches Durcliblasen leicht rein gehalten wird und sicher wirkt. Beide Hähne sind häufig durch eine Welle mit Hebel gekuppelt, um sie gleichzeitig und rasch schliefsen zu können. Da sie aber meist schwer beweglich sind, so ist es besser an jedem einzelnen Hahne eine Welle mit Handgriff anzubringen. Einen stets leicht beweglichen und dichthaltenden Hahn mit Asbestdichtung von Dreyer, Rosenkranz & Droop zeigt Text-abb. 413.

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Mafsstab 1:8. Schutzkorb der österreichischen Staatsbahnen.

Fig. 415.

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Mafsstab 1: 3,5. Schutzkorb von Sehwartzkopf.

Mafsstab 1:5. Amerikanischer Probehahn.

Zum Schutze gegen Glassplittem dienen einfache Schutzkörbe aus Drahtgeflecht, an den Verschlufsschrauben der Köpfe befestigt; Schutzkörbe aus einem Metallrahmen mit drei eingelegten Hartglasplatten, Textabb. 414 zeigt die bei den österreichischen Staatsbahnen übliche Anordnung; oder ganz aus Siemens’schem Hartglase hergestellte Schutzkörbe von R. Sehwartzkopf (Textabb. 415), in welche ein Drahtgeflecht eingegossen ist, mit Schraubenfeder an den Wasserstandsköpfen gehalten. Am einfachsten ist die bei der Englischen Nord-West-Bahn und in Amerika verwendete Umwickelung des Glases mit Stahldrahtwindungen (Textabb. 410), welche aber keinen vollen Schutz geben dürfte.

Die Versuche, das Glasrohr ganz zu beseitigen, haben bisher keinen Erfolg gehabt.

Grofse Verbreitung haben Wasserstandsgläser gefunden, in welche ein roth oder blau gefärbter Emailstreifen eingeschmolzen ist, welcher vermöge derverschie-denen Lichtbrechung in Wasser und Dampf die Höhe des Wasserstandes auch bei schlechter Beleuchtung gut sichtbar macht.

Die Probehähne sind in der Regel so angeordnet, dafs sie den T. V. entsprechend in gerader Linie durch-gestofsen werden können.

Wie alle Dampfhähne sind auch die Probehähne schwer dicht und gangbar zu halten, namentlich wenn die Hahngehäuse zu schwach sind.

In Amerika werden daher allgemein Probeventile nach Textabb. 416 angewandt. Für jeden Probehahn oder für

Fig. 417.

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Mafsstab 1:10. Sicherheitsventil, preufsische Staatshahnen.

sämmtliche zusammen wird ein Tropfbecher angebracht, oder sie erhalten ein gemeinsames Ablaufrohr.

Die Sicherheitsventile werden in Europa fast allgemein nach Rams-bottom’s Bauart — beide Ventile durch einen gemeinsamen Hebel belastet — ausgeführt. Textabb. 417 zeigt das Ventil der preufsischen Staatsbahnen mit zwei Federn. Taf. II läfst die in England übliche Ausführung mit einer Feder erkennen. Diese Ventile haben vor dem altern mit Hebel und Federwaage, bezw. Gewichtsbelastung den Vortheil gröfserer Einfachheit, besserer 'Wirksamkeit und der Verhinderung der Uebeflastung.

In Amerika werden allgemein Ventile (popvalves) angewandt, welche, wenn einmal geöffnet, so lange kräftig abblasen, bis der Ueberdruck völlig verschwunden ist und sich dann plötzlich schliefsen. In Europa hält man einen Ueberdruck bis zu 1 At., welchen die Ramsbottom-Ventile zeitweise zulassen, für unbedenklich.

L 7. Schmiervorrichtungen für Schieber, Kolben und Kader,

Die langen Strecken, welche die Lokomotiven ohne anzuhalten durchlaufen müssen, die hohen Dampfspannungen und die für gute Dampfwirkung nöthigen grofsen Dampfschieber erfordern eine stetige Schmierung der Kolben und Schieber, auch während des Laufes unter Dampf, und Schmiervorrichtungen, welche dem Führer gestatten, die Oelzufuhr nach Bedarf zu regeln.

Die früher vielfach ausgeführten Einzelöler am Schieberkasten und Cylinder, welche z. Th. nur während des Leerlaufens (Kefsler, Anschütz) z. Th. vorwiegend unter Dampf schmieren (Schauwecker, Gebauer, Pallischek, de Limon u. s. w,), genügen diesen Forderungen nicht und sind nur noch an älteren und kleinen Lokomotiven in Gebrauch.

Auch die im Führerhause angebrachten Schmiergefäfse, welche für jede Schmierung besonderer Handhabung bedürfen, also nicht stetig arbeiten, sind durch die neuen Oeler überholt, welche unter Dampf und bei Leerlauf eine einstellbare und sichtbare Tropfenschmierung ergeben.

Von den Einzelölern haben sich diejenigen bewährt, bei welchen das in einem dünnwandigen Behälter befindliche Oel durch den aus Schieberkasten oder Cylinder eintretenden und niedergeschlagenen Dampf verdrängt wird. Textabb. 418 zeigt die viel nachgebildete Bauart Ramsbottom, Textabb.419 diejenige von de Limon, welche gleichmäfsigere Wirkung ergiebt. In England werden diese Schmiergefäfse oft neben der Rauchkammer behufs Erzielung sogenannter Dampfschmierung an den Dampfeinströmungsrohren angebracht. Bei kleinen Lokomotiven findet das Kefsler’sche Schmiergefäfs oft Anwendung.

Von den einfachen Odern mit Handhabung nach Bedarf ist derjenige von Kernaul (Textabb. 420) am meisten verbreitet. Durch entsprechende Bewegung der beiden gekuppelten Hähne wird jedesmal eine geringe Oelmenge in die Hohlräume der Wirbel gefüllt und dann durch Dampf aus dem mittlern Stutzen nach den Cylindern geblasen.

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Mafsstab 1:5. Einzelöler nach Eamsbottom.

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Mafsstab 1:5. Nathan-Oeler.

Die zuerst in Amerika ausgeführten Oeler mit sichtbarer Tropfenschmierung haben sich durch längere Dauer der Schieber, Kolbenringe und Stopfbüchsen, sowie leichtern Gang der Lokomotiven als so vortheilkaft erwiesen, dafs der ersten Anordnung von Nathan bald zahlreiche Nachbildungen gefolgt sind, von welchen diejenige von De Limon neben dem Nathan-Oeler die gröfste Verbreitung gefunden hat.

Der Nathan-Oeler (lubricator) ist in Textabb. 421 dargestellt. Der zugeführte Kesseldampf schlägt sich im obern Gefäfse nieder, das Wasser gelangt durch Bohrung und Rohr in das untere Oelgefäfs, hebt das leichtere Schmieröl, bis es in das Ueberlauf-Rohr Übertritt und in die untere Bohrung gelangt. Steigt das Wasser im obern Gefäfse, bis es die Bohrungen in den Ueberlauf-Rohren erreicht, so|fliefst es durch

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diese in die Schaugläser ab. Durch den Druck der Wassersäule wird das Oel bei geöffneten Stellventilen in die Schaugläser gelangen, hier in Tropfenform aufsteigen, und bei offenen Absperrventilen zu den Oeffnungen kommen, welche in die Schmierrohre münden. Hieher gelangt gleichzeitig der aus dem obern Gefäfse durch die beiden Rohre strömende Dampf mit etwa überschüssigem Niederschlagwasser, mischt sich vor den Oeffnungen mit den Oeltropfen und treibt diese in die Schmierrohre.

Ebenso wirkt der Oeler von de Limon (Textabb. 422), welcher an Stelle der Glasröhren runde, flache Schaugläser hat, die sicherer gegen Zerspringen sind, aber weniger gute Beobachtung der Oeltropfen zulassen.

Diese von einer Stelle aus wirkenden Oeler (Textabb. 421 u. 422) werden an der Feuerkasten-Hinterwand angebracht. Die Rohrleitungen sind bei Zwillings-Lokomotiven so zu legen, dafs das eine Rohr beide Cylinder, das andere beide Schieber versorgt. Bei Verbund-Lokomotiven mufs jede den Cylinder und Schieberkasten einer Seite versorgen, wobei der Stutzen am Cylinder mit einem Plättchen mit 1 mm Bohrung zu versehen ist.

Schmiervorrichtungen mit Druckkolben, bethätigt durch die Bewegung der Maschine selbst, sind auch seit einigen Jahren an französischen Bahnen verwendet worden, haben aber den Nachtheil geringer Einsteilbarkeit. Zur Schmierung der Reglerschieber genügen einfache Gefäfse mitDoppelhahn oder Hähne mit hohlen Wirbeln.

Vorrichtungen zum Schmieren der Spurkränze, in den T. V. empfohlen, finden sich an den meisten Lokomotiven in Deutschland, Oesterreich und Frankreich. Bei Fettschmierung wird eine Schmierpatrone an eine Stelle des Spurkranzes, wo das Spiel der Tragfedern keinen Einflufs übt, angedrückt, nach Textabb. 423 bei der Orléans- und bei der österreichisch - ungarischen Staatsbahn-Gesellschaft, oder verstellbar in einem am Federbunde befestigten Bügel geführt, nach Textabb. 424 bei der österreichischen Südbahn.

Fig. 423.

Fig. 424.

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Mafsstab 1:5. Spurkranz-Schmiervorrichtung der französischen Orléans-Bahn.

Mafsstab 1:5. Spurkranz-Schmiervorrichtung der österreichischen Südbahn.

Die Schmierpatrone besteht aus Filz mit Blechhülle. Textabb. 423 zeigt ein besonderes Oelgefäfs, während in Textabb. 424 das aus den Lagern entfernte, sonst unbrauchbare Oel auf den Filz gegossen wird und durch diesen in genügend reinem Zustande zur Schmierung gelangt.

Bei Lokomotiven mit hochliegenden Schieberkasten wird bisweilen das aus den Stopfbüchsen und von den Schieberstangen abtropfende Oel und Wasser aufgefangen und der Schmierpatrone zugeführt.

der vorderen Spurkränze geblasen. Bei Güterzug-und Tender - Lokomotiven ohne Luftdruckbremse

In Deutschland wird bei den ²/₃ gekuppelten Personenzug-Lokomotiven das fette Niederschlagwasser aus der Ahdampfleitung der Luftpumpe in die Hohlkehlen Fig. 425.

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wird statt dessen eine kleine saugende Strahlpumpe (Textabb. 425) im Führerhause angebracht, welche die Hohlkehlen der Vorder-, bzw. auch der Hinterräder so stark benetzt, dafs auch die Schienen nafs werden und der ganze Zug sich leichter in Krümmungen bewegt. Die Mundstücke von 3 bzw. 2 mm

Mafsstab 1:5. Strahlpumpe zum Bohrung müssen hierfür aber richtig gestellt sein. Nässen der Spurkränze.

h. 8, Läutewerke,

Die Anbringung von Läutewerken ist in Deutschland für alle Lokomotiven auf Neben- und Seitenbahnen vorgeschrieben.

Für einfache Verhältnisse genügt hierzu eine Glocke von etwa 200 mm unterm Durchmesser und Höhe, welche am besten auf dem Dache des Führerhauses fest angebracht wird und deren Klöppel der Führer mittelst eines Lederriemens nach Bedarf handhabt.

Für Neben- und Kleinbahnen, die durch Ortschaften führen, oder viele unbewachte Wegeübergänge haben, sind Dampfläutewerke zu empfehlen, unter welchen sich dasjenige von Latowski (Textabb. 426) durch Einfachheit und sichere Wir-

Fig. 427.

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Mafsstab 1:20. Amerikanische Glocke.

Mafsstab 1:20. Dampfläutewerk von Latowski.

kung vor allen übrigen auszeichnet. Der Klöppel der festen Glocke wird durch einen selbststeuernden Kolben bewegt, welcher zunächst durch den langsam zuströmenden Dampf gehoben wird, dann den Dampf entweichen lässt und mit dem Klöppel zurückfällt, welches Spiel sich so lange wiederholt, wie der Dampf in geeigneter Menge zuströmt. Dies Läutewerk sollte stets auf dem Kessel, nicht auf dem Führerhausdache angebracht werden, da es hier durch sein Dröhnen für die Mannschaft sehr lästig wird.

In Amerika' sind alle Lokomotiven auf den Langkesseln mit grofsen durch Handseile bewegten Glocken (Textabb. 427) versehen, welche vor und während aller Bewegungen auf Bahnhöfen benutzt werden und hier, wenn mehrere Lokomotiven in Bewegung sind, oft einen betäubenden Lärm verursachen.

h, 9, Sandstren-Vorrichtungen,

Bei Ausführung der Sandkasten wird nicht nur auf die Zweckmäfsigkeit, sondern auch auf das Aussehen Rücksicht genommen.

Bei englischen Lokomotiven wird der Sandkasten fast ausnahmslos unter die seitlichen Gangbleche oder an die Radkasten gelegt, wobei das Aussehen nicht leidet, das Füllen erleichtert und eine für Dampf-Sand-Streuer vortheilhafte, geringe Sandrohrlänge erreicht wird. Die Sandkasten ersterer Art (Tafel II) werden aus Gufseisen hergestellt.

Diese einfache Anordnung ist bei aufsenliegenden Cylindern und aufsenlie-gender Steuerung nicht am Platze, weil beim Füllen der Kasten leicht Sand in die Triebwerkstheile fällt. An solchen Lokomotiven wird der Sandkasten meistens auf dem Kessel gelagert, wo die ausstrahlende Kesselwärme den Sand trocken hält. Textabb. 428 zeigt einen solchen Sandkasten nach deutschem, Textabb. 429 nach österreichischem Muster. Bei Lokomotiven mit hoch liegenden Kesseln wird der Sandkasten häufig auf den Radkasten

Fig. 428.

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Mafsstab 1:20. Sandkasten der preufsischen Staatsbahnen.

angebracht (Textabb. 4, Nr. 5, S. 5 u. 6).

Die auf dem

Kessel liegenden Sandkasten (Textabb. 428 u. 429) haben bei Schnellzug-Lokomotiven einen Inhalt von rund 100 1, bei Güterzug-Lokomotiven von 200 bis 3001. Der Kasten besteht meistens aus 2 mm dickem Eisenbleche, nur das Aus-flufs-Stück ist aus Gufseisen. Amerikanische Sandkasten (Textabb. 430) sind in der Regel fast ganz aus Gufseisen hergestellt.

Die Sandschieber sind wagerecht (Textabb. 429) oder senkrecht (Textabb. 430) angeordnet. Es empfiehlt sich, beide Sand-Schieber zu kuppeln, um beim Sand-

Fig. 429.

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Mafsstab 1:20. Sandkasten der österreichischen Staatsbahnen.

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geben ein Verbiegen der Kuppelstangen, her-vorgerufen durch plötzliche Vergröfserung der Keibung auf einer Maschinenseite, zu vermeiden.

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Bei senkrechten Wellen zur Bewegung der Sandschieber mufs durch kappenartige Ausbildung der Bewegungshebel das Eindringen von Wasser verhindert werden (Text-abb. 431).

Die Sandkasten der Tender-Lokomotiven

müssen zum Streuen in beiden Fahrrichtungen eingerichtet sein. Der Schieber mufs also zwei Oeffnungen mit Sandrohren haben (Text-abb. 432). An Stelle der Schieber werden Mafsstab 1:20. Amerikanischer Sandkasten, auch Ventile angewandt, welche aber häufig

Fig. 431.

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Mafsstab 1:20. Sandkasten der Verbund-Schnellzug-Lokomotive der österreichischen Staatsbahnen.

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Mafsstab 1:5. Sandausflufs, österreichische Staatsbahnen.

Eine Hauptbëdin-gung für die gute Wirkung jedes Sandstreuers ist die Verwendung reinen, trockenen, scharfen Sandes. Da die Oefen zum Trocknen des Sandes und die Einrichtungen zum Durchsieben nicht immer hinreichen, sind bei manchen Bahnen unter der Einfüll - Oeffnung im Sandkasten selbst noch Siebe angebracht. Bei einigen österreichischen Bahnen wird, um dem Sande jede Feuchtigkeit zu nehmen, der Boden des Sandkastens mit weichem Hirnholze belegt. Das Verstopfen der Sandrohre bei „oben“ liegenden Sandkasten ist durch steile Führung und Bemessung der Sandrohre auf 40 bis 50 mm Weite zu vermeiden.

Lehmiger Sand, der bei Schieberverschlufs nicht mehr verwendbar ist, kann bei den auf französischen Bahnen gebräuchlichen Förderschnecken noch benutzt werden. Da die Schnecken aber stets in Bewegung gehalten werden müssen, so nehmen sie die Aufmerksamkeit der Mannschaft zu sehr in Anspruch.

Alle Sandstreuer, bei welchen der Sand nur durch die eigene Schwere auf die Schienen fällt, haben den Nachtheil, dafs schon ein leichter Wind die Sandlage wegweht, und dafs grofse Sandmengen unnützt verbraucht werden, weil der Sand selten genau auf die Schienemnitte, noch weniger zwischen Schiene und Rad gelangt. Zuverlässigere Wirkung und geringerer Sandverbrauch werden durch die neueren Sandblasevorrichtungen erzielt, bei welchen der Sand durch Dampf- oder Prefsluft aus dem Sandkasten angesaugt, und mit grofser Geschwindigkeit zwischen Schiene und Rad geblasen wird.

Die Dampfsandstreuer wirken so gut, dafs einige englische Bahnen wieder ungekuppelte Schnellzug-Lokomotiven einführten. Vorbedingung für die Wirksamkeit ist völlig trockener, lehmfreier Sand, am besten gewaschener Quarzsand oder Sand aus gepochter Hochofenschlacke. Die gröfste Verbreitung hat bisher der Holt-Gresham’sche Dampf-Sandstreuer gefunden. Am Sandkasten ist unterhalb der Ausflufsöffnung eine sogenannte Sandtreppe (Textabb. 433) angebracht, in welche der Sand fällt. Der vor dem Rade liegende Dampfbläser (Textabb. 434) saugt nun Luft durch eine enge Oeffnung der Klappe (Textabb. 433), welche den Sand aufwirbelt und mitreifst. Unten bläst ihn dann der Dampfstrahl zwischen Rad und Schiene. Der nach Schlufs des Hahnes in der Leitung befindliche Dampf strömt durch eine Dreiwegbohrung des Hahnes, oder eine geeignete Anordnung des Ventiles rasch ins Freie, damit er nicht im Sandrohre niederschlägt, festfriert oder den Sand in der Treppe anfeuchtet. Ein solches Ventil zeigt Textabb. 435.

Mafstab 1:5. Sandbläser von Brüggemann.

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Fig. 433.

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Mafsstab 1:7. Sancltreppe nach Holt-Gresham.

Fig. 435.

Mafsstab 1:5. Dampfbläser für den Sandstreuer von Holt-Gresham.

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Mafsstab 1:5. Dampfventil für den Sandbläser von Holt-Gresham.

Bei allen Sandblasevorrichtungen sollte der gewöhnliche Sandkastenzug beibehalten werden, um während des Sandgebens den Sand aufrütteln zu können.

Der auf deutschen Bahnen angewandte Sandbläser von Brüggemann wird mit Druckluft aus dem Hauptbehälter der Westinghouse-Bremse betrieben, welche in die im Sandkasten gelagerten Düsen (Textabb. 436) strömt und den Sand mitsaugt. In der Erweiterung vor der Düse sind zwei kleine Bohrungen angebracht, um den Sand aufzurütteln. Dieser Sandstreuer kann auch durch eine besondere Einrichtung beim Bremsen selbstthätig angestellt werden. Beim Sandstreuen auf längeren Strecken wird bisweilen mehr Druckluft verbraucht, als verfügbar ist. Bei Dampfbetrieb wird die Luft von einem vor den Rädern angebrachten Sauger in die Düsen eingesaugt und nimmt den Sand in gleicher Weise mit, wie es oben bezüglich der Druckluft angegeben ist.

Textabb. 437 zeigt den in Deutschland viel eingeführten Dampfsandbläser von Steinie & Hartung. Der in den Bläser C eiutretende Dampf saugt durch

die an den Seitenwänden des Sandkastens angebrachten Sandsaugeköpfe A Luft ein, welche an deren unterer Mündung Wirbel erzeugt, die den Sand aufwirbeln und in die Rohre treiben, in welchen er mit dem Dampfe vor die Räder geblasen wird. Der Dampf gelangt vom Dome zunächst in das Ventilgehäuse B, welches oben ein etwas belastetes Ventil und unten eine enge Oeffnung hat, so dafs während des Nichtgebrauches niemals Dampf in die Bläser treten kann und Nafswerden und Einfrieren des Sandes ausgeschlossen ist.

Die Dampfsandstreuer haben vor den mit Luft betriebenen Vorrichtungen den Vortheil, dafs der durch den Dampf angefeuchtete Sand besser an Rädern und Schienen haftet, als der trockene.

Der Vollständigkeit halber seien auch noch die nur in den Einzelheiten von den beschriebenen abweichenden Sandstreuer von Küntzel und von L e n t z erwähnt.

Zur Vergröfserung der Reibung auf feuchten, schleimigen Schienen hat man, da vollständig nasseSchienen eine fast ebenso' grofse Reibung c ergeben, wie trockene, an Stelle der Sandstreuer Vor-richtungen zum Waschen der Schienen angebracht, z. B. bei den österreichischen Staatsbahnen und der Gotthardbahn. Diese bestehen in der Regel aus einer kleinen Strahlpumpe, wirken namentlich durch dauernde Rein-

Fig. 437. Mafsstab 1:40.

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Mafsstab 1:5,5. Dampfsandbläser von Steinie und Hartung.

haltung der Schienenoberflächen und werden auch bei der Thalfahrt benutzt, wobei gleichzeitig die Bremsklötze etwas gekühlt werden. Die Mündungen müssen, wenn sie vor dem ersten Räderpaare liegen, so geführt werden, dafs sie in Krümmungen über den Schienen bleiben.

h, 10, Bremsen an Lokomotiven,

Alle Tenderlokomotiven müssen neben der etwa vorhandenen durchgehenden oder Dampfbremse auch mit einer Handbremse versehen sein (T. V.). Aehnliche Handbremsen finden sich auch an Lokomotiven mit Tendern, welche beim Drehen auf kurzen Drehscheiben vom Tender abgekuppelt werden müssen, und bei vielen Ge-birgslokomotiven.

Bei den Tenderlokomotiven der deutschen Voll- und Nebenbahnen und bei den Klein- und Strafsenbahnlokomotiven fast aller Länder ist die Handbremse als Hebelbremse (Bauart Exter) ausgebildet (Textabb. 438). Der Handhebel wird, um den Raum im Führerstande nicht zu beengen, meistens quer zur Längsachse der Lokomotive an der Rückwand des Führerhauses angebracht.

Fig. 438.

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Mafsstab 1:30. Handbremse, Tender-Lokomotive der preufsischen Staatsbahnen, Bauart Exter.

Bei Strafsen- und Kleinbahnlokomotiven ist am Handhebel häufig eine Sperrklinke mit Zahnbogen angebracht behufs Einstellung auf beliebigen Bremsdruck bei Thalfahrten. Der Vorzug der Hebelbremsen vor den Schraubenspindelbremsen besteht darin, dafs durch das Umwerfen des handlichen Gew’ichtshebels der Spielraum bis zum Anliegen der Bremsklötze in kurzer Zeit überwunden wird. Die

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Hebelbremsen sind daher besonders bei Verschiebe-Lokomotiven am Platze. Wegen der grofsen Hebelübersetzung von 150 bis 200 ist ein häufiges Nachstellen der Bremszugstange erforderlich. Für vortheilhafte Wirkung mufs das Bremsgestänge möglichst unnachgiebig sein, der Drehpunkt des Hebels 800 bis 900 mm über dem Fulsboden angebracht werden, und sein Drehwinkel nicht unter 150° bemessen werden.

Die auf den meisten österreichischen Bahnen übliche Ausführung der Handbremse mit Schraubenspindel weicht von derjenigen für Tender nur in der Anordnung der einzelnen Theile ab.

Güterzuglokomotiven ohne durchgehende Bremsen erhalten häufig Dampfbremsen, bei welchen die Bremskraft durch einen Dampfkolben ausgeübt wird. Die Steuerung erfolgt durch ein kleines Ventil oder Dreiweghahn welcher dem Führer zur Hand liegt und eng genug sein mufs, damit die Wirkung nicht zu plötzlich eintritt. An dem Dampf-cylinder oder der Zuleitung mufs ein Entwässerungsventil angebracht werden. Textabb. 439 zeigt den Dampf-bremscylinder der Lokomotive Textabb. 28, Nr. 31, S. 26 der preufsischen Staatsbahnen ; der schwere eingeschliffene, mit einem Dichtungsringe versehene Kolben wirkt als Gegengewicht zum Lösen der Bremse mit. Sollen eine Handbremse und eine durchgehende oder Dampfbremse auf dasselbe Gestänge wirken, so müssen beide Zugstangen mit Schlitzen versehen sein, um sich nicht gegenseitig zu hindern.

Bei der Anordnung der Bremsklötze ist zu beachten, dafs diese nicht in verschiedener Richtung gegen die Räder gedrückt werden dürfen, da sonst die Kuppelstangen und Zapfen leicht brechen. Weiteres hierüber enthält der Abschnitt A III „Durchgehende Bremsen“.

Fig. 439.

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Mafsstab 1:10. Dampfbremscylinder der preufsischen Staatsbahnen.

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Bauart der Tender.

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Bearbeitet von A. H a 1 f m a n n.

i. 1. Bauart der Tender,

Uebersteigen die mitzuführenden Vorräthe 5 cbm bis 6 cbm Wasser und 1,2 t bis 1,5 t Kohle, so ist es in der Regel zweckmäfsig, sie auf einem besondern Wagen, dem Tender, unterzubringen.

Die Gröfse und Bauart der Tender richtet sich nach den Strecken- und Verkehrsverhältnissen und nach der Beschaffenheit des verwendeten Heizstoffes. Dementsprechend unterscheidet man Tender mit zwei, drei und vier Achsen, sowie solche für Kohlen-, Holz-, Torf- und Oel-(Naphta-)Feuerung.

Die Gröfse des Wasserbehälters beträgt 8 bis 20 cbm, bei Vollbahnen meistens 10 bis 15 cbm ; an Kohlen werden 3 bis 7 t mitgeführt. Das Eigengewicht mit voller Ausrüstung schwankt zwischen 70 und 90 °/₀ des Gewichtes der Vorräthe bzw. 90 und 150 °/₀ des Gewichtes des mitgeführten Wassers. Die Zusammenstellung XLIV enthält die Hauptmafsverhältnisse einer Anzahl von Tendern, welche als Muster ihrer Bauart angesehen werden können.

Die Wasserbehälter werden auf dem europäischen Festlande fast ausschliefs-lich, in England zum Theil, in Amerika erst vereinzelt mit nach vorne geneigter flacher Decke, im Uebrigen noch nach der alten Hufeisenform ausgeführt. Erstere Bauart, bei welcher die Kohlen auf der Decke mindestens 400 mm höher liegen, als bei letzterer, erleichtert dem Heizer die Arbeit um so mehr, je höher der Kessel, d. h. die Heizthür liegt. Die Wasserbehälter müssen gegen den Druck und die Schläge des Wassers genügend versteift werden, damit die Nähte nicht undicht werden und nicht durch wiederholtes Verbiegen Rostfurchen entstehen. Die Decken und Böden werden aus 8 bis 9 mm, die Seitenwände aus 5 bis 6 mm starkem Eisenbleche hergestellt. Bei Hufeisenkasten bestehen die inneren Seitenwände vereinzelt aus Messingblech, um das Rosten zu vermeiden.

Die höchsten Theile der Wasserbehälter dürfen nach den T. V. nicht höher als 2,75 m über S. O. liegen.

Die Hauptrahmen werden für zwei- und dreiachsige Tender vorwiegend aus einfachen Blechplatten von 15 bis 20 mm Stärke oder aus Doppelblechen mit Zwischenlagen, seltener aus Formeisen mit angenieteten Achshaltern, vereinzelt noch aus Holz mit Blechbelag hergestellt. Bei den Tendern Kr auf s’scher Bauart bilden sie die Seiten wände des tiefliegenden Wasserbehälters. In Amerika werden die Untergestelle der vierachsigen Tender oft noch aus Holz mit Blechbelag, neuerdings mehr aus Formeisen, die Drehgestelle meist aus Form- und Flacheisen hergestellt.

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Die früher auf dem europäischen Festlande beliebten zweiachsigen Tender haben infolge der zunehmenden Gröfse der Vorrathsräume auf fast allen Hauptbahnen den dreiachsigen weichen müssen. Auch vierachsige sind in letzter Zeit eingeführt, wogegen man in Amerika, wo man bisher nur vierachsige Tender wendete, jetzt versuchsweise dreiachsige baut.

Bauart der Tender.

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Bauart der Rahmen und Gestelle

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i. 2, Beschreibung einzelner Tender, deren Bauart und

Ausrüstung,

Dreiachsiger Tender der preufsi sehen Staatsbahnen, (Tafel VII, Nr. 1 der Zusammenstellung- XLIV). Die Hauptrahmen sind einfache, entsprechend ausgeschnittene Blechplatten von 15 mm Stärke und 870 mm Höhe, die vorne und hinten zur Aufnahme der Kuppelungen, Zug- und Stofsvorrichtungen kastenartig verbunden und in der Mitte in geeigneter Weise durch ausgeschnittene, mit Winkeleisen gesäumte Querplatten versteift sind. Am Untergestelle sind auch Formeisen verwendet. Der Wasserbehälter von 12 cbm Inhalt, mit vorne und hinten wagerechter, in der Mitte geneigter Decke, ist an sechs Stellen durch 800 mm lange Winkeleisen mit den Rahmen verbunden und liegt im übrigen frei auf dem Rahmengestelle, so dafs er zur Erleichterung von Ausbesserungsarbeiten bequem abgehoben werden kann. Die Seitenwände sind 6 mm, der Boden 8 mm und die Decke, auf welcher die Kohlen liegen, 9 mm stark. Das Untergestell ruht auf drei Achsen in je 1650 mm Abstand; die Mittel- und Hinterradfedern sind durch gleicharmige Hebel verbunden.

Die auf alle Räder mit gleichem Drucke wirkende Bremse wird bei den Tendern für Güterzug-Lokomotiven durch die Exter’sche Hebelbremse, bei denjenigen für Personen- und Schnellzüge aufserdem durch die Luftdruckbremse von Westinghouse bethätigt. Tafel VII zeigt die bei Personen- und Schnellzugtendern gebräuchliche Anbringung der Gasbehälter über dem hintern Werkzeugkasten. Eine Anzahl dieser Tender sind mit vertieften Wasserkasten von 15 cbm Inhalt ausgeführt worden.

Die preufsischen Staatsbahnen verwenden ferner für Schnellzug-Lokomotiven, welche sehr lange Strecken ohne Wassernachfüllung durchfahren müssen, vierach-sige Tender mit 18 cbm Wasserraum und 21,7 t Eigengewicht und für ²/₂ gekuppelte Lokomotiven für lange Nebenbahnstrecken zweiachsige Tender mit 8 cbm Wasser und 9,8 t Eigengewicht.

Der dreiachsigeTender der österreichisclienStaatsbahnen (Textabb.440, Nr. 2 der Zusammenstellung XLIV) hat Rahmen aus je zwei 9 mm starken Platten, welche durch gufseiserne Rollen und die gufseisernen Lagerführungen in 125mm Abstand von einander gehalten werden. Dazwischen ist Raum für die Tragfedern, zu deren Besichtigung und Auswechselung die Rahmen entsprechend ausgeschnitten sind. Vorne und hinten sind die Rahmen zur Unterbringung der Kuppelungen, Zug- und Stofsvorrichtungen mit je zwei wagerechten Blechen verbunden. Der Wasserkasten von 12 cbm Inhalt, 4,74 m Länge und 2,52 m Breite ist mit den Rahmen der Länge nach durch 4 Winkeleisen verbunden und reicht zwischen die Räder in 1240 mm Breite 500 mm tief hinab. Die Decke ist nach vorne gleichmäfsig geneigt. Rahmen und unterer Wasserkastentheil sind durch lothrechte, mit Winkeleisen gesäumte Bleche verbunden, wodurch die nöthige Steifigkeit des Untergestelles erreicht wird. An diesen Verbindungen hängen auch die Bremsgehänge. Die auf alle Räder zweiseitig wirkenden Bremsklötze werden bei den Personenzugtendern durch eine Luftsaugebremse, sonst mit der Spindelbremse bethätigt.

Den zweiachsigen Tender, Bauart Kraufs (Nr. 5 der Zusammenstellung XLIV), für die Lokomotive Textabb. 15, Nr. 18, S. 15 der oldenburgischen Staatsbahn stellt Textabb. 441 dar. Der obereWasserkasten ist hufeisenförmig gehalten,

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Mafsstab 1:50. j|Dreiachsiger Tender der österreichischen Staatsbahnen.

der untere Wasserkasten bildet zugleich das Untergestell. Die Unterstützung durch die Federn erfolgt in drei Punkten, da der Rahmen vorne auf zwei Längsfedern der Vorderachse ruht, welche der leichtern Zugänglichkeit halber über dem Tenderboden in Schutzkästen untergebracht sind, hinten aber auf der Querfeder der Hinterachse, welche in einer entsprechend versteiften Aussparrung des Wasserkastens liegt. An den Achslagerführungen sind die nur 7 mm starken Rahmenplatten durch aufgenietete Bleche verstärkt. Die Verbindungsrohre des durch die Achsen unterbrochenen untern Wasserkastens dienen zugleich als Verbindungsstege der Achshalter und haben in einer 25jährigen Betriebszeit zu keiner Störung Anlafs gegeben. Die Hebelbremse wirkt mit vier Bremsklötzen einseitig auf die Räder.

Die ganze Bauart bietet grofse Festigkeit bei geringem Eigengewichte, hat aber den Nachtheil erschwerter Auswechselung schadhafter Bleche und versteckter Lager- und Federanordnung.

Die englischen Tender haben meist einfache Plattenrahmen von 18 bis 22 mm Stärke mit Verbindungen durch senkrechte und wagerechte Bleche und ruhen auf 3 Achsen ohne Verbindung der Federn, Der Bremsdruck wirkt fast

Fig. 441.

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Mafsstab 1:50. Zweiachsiger Tender der oldenburgischen Staatsbahn.

stets einseitig auf die Räder in der Richtung nach vorne. Der in Textabb. 442 dargestellte Tender der Glasgow- and Southwestern-Bahn, Nr. 7 der Zusammenstellung XLIV kann als Muster gelten. Für das Durchfahren langer Strecken ohne Aufenthalt werden neuerdings auch gröfsere Tender mit 18 bis 20 cbm Wasserraum und z. Th. vier Achsen gebaut.

Bei den n e u e r e n a m e r i k a n i s c h e n T e n d e r n, welche 1893 auf der Ausstellung in Chicago vertreten waren, sind die Untergestell-Längsträger in der Regel aus Formeisen gebildet und nur noch die Kopfbalken aus Holz mit Eisenbeschlag hergestellt. Der in Textabb. 443 dargestellte Tender, gebaut von den Schenectady-Lokomotiv-werken, hat 4 Längsträger aus L-Eisen 165Xl02Xl6mm mit den im Grundrisse angegebenen Querversteifungen. Der hufeisenförmige, aus 6 mm starken Blechen gebaute Wasserkasten von 121 Inhalt ruht auf einem Holzroste und ist durch 22 mm starke Schrauben mit dem Untergestelle verbunden.

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Die beiden zweiachsigen Drehgestelle haben feste gufseiserne Drehpfannen und querliegende Holzoberbalken, welche mit Schraubenfedern auf die Drehgestellrahmen drücken; bei dem hintern Drehgestelle sind aufserdem noch zwei seitliche Stützen angebracht. Die Drehgestellrahmen sind, wie bei Güterwagen aus Flacheisen hergestellt. Die auf alle 8 Räder einseitig wirkende Bremse wird durch die Westinghouse-Luftdruckbremse und eine Schraubenspindelbremse mit Handrad und Sperrklinke bethätigt.

Bei Verschiebe-Lokomotiven wird der Wasserbehälter mit von der Mitte ab nach hinten abfallender Decke hergestellt, damit der Führer den hinten auf einem Laufbrette stehenden Kuppler sehen kann.

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Mafsstab 1:50. Dreiachsiger Tender der Glasgow and Sonthwestern-Bahn.

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Tender für Oelfeuerung. Die in Südrufsland gebräuchliche Anordnung Urquhart ist in Textabb. 444 dargestellt. Zwischen den hufeisenförmigen

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Maisstab 1:48. Vierachsi-ger Tender der Schenectady-jWerke.

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Mafsstab 1:50. Dreiachsiger Tender für Oelfeuerung, Griasi-Tzaritzin-Bahn, Rufsland.

Wasserkasten ist der Oelbehälter von 3,5 t Fassung in geschützter Lage eingebaut; bei Anwärmung des Tenderwassers wird auch das Oel gewärmt. Bei Kälte von mehr als 10° C. wird das Oel durch eine im Behälter um das Ablaufsieb gelegte Heizschlange mit Dampf erwärmt. Das Einfüllen des Oeles geschieht aus hochstehenden Behältern in ähnlicher Weise wie bei Wasserstationen durch ein in der Decke des Behälters angebrachtes Doppelsieb. Zur Abscheidung des im Oele enthaltenen Wassers ist im Boden eine durch einen Hahn geschlossene Vertiefung angebracht, aus welcher das hier angesammelte Wasser nach Bedarf abgelassen wird. Zur Vermeidung des Verstopfens der Rohrleitung zur Lokomotive mufs das Oel durch das zweite Sieb am Boden des Behälters strömen, um welches die Heizschlange gelegt ist.

Bei der sonst ähnlichen Anordnung der englischen Great-Eastern-Bahn von J. Holden¹) (S. 108) wird das Oel in zwei rohrförmigen Behältern von 2,7 cbm Gesammtinhalt mitgeführt.

¹

) Organ 1895, S. 24. Engineer 1894 S. 276 mit Abbildung.

i. 3, Ausführung der Einzeltheile,

Bezüglich der Räder und Achsen gilt im Wesentlichen dasselbe, wie für Lokomotiven und Wagen. Neben den in Europa früher allgemein gebräuchlichen schweifseisernen Speichenräder werden jetzt oft solche aus Stahlformgufs verwendet; auch geschweifste, geschmiedete und gewalzte Scheibenräder sind im Betriebe, ln Amerika werden allgemein Schalengufsräder verwendet, über deren Beschaffenheit im Abschnitte II e Näheres mitgetheilt wird.

Die Räder werden mit 60 bis 70 t Wasserdruck auf die aus Tiegel- oder vorherrschend aus Martin-Flufsstahl von 50 kg/qmm geringster Zugfestigkeit hergestellten Achsen aufgepresst. Die Radreifen von 65 bis 75 mm Stärke im Laufkreise bestehen aus Tiegel- oder Martin-Flufsstahl von mindestens 55kg/qmm Festigkeit und werden mit lmm/m Schrumpfmafs aufgezogen, wobei die weitere Befestigung mittels Sprengring die gebräuchlichste ist. Die Befestigung mit Schrauben

ist nur noch wenig, die mit Klammerringen in England viel in Gebrauch. In Amerika werden oft Achsen aus

Fig. 445.

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bestem Schmiedeeisen vorgezogen.

Achsbüchsen. Die früher in Deutschland und Oesterreich gebräuchlichen zweitheiligen Achsbüchsen mit Bügel nach Textabb. 445 für Oberund Unterschmierung werden wegen des in Folge Lockerung bei Frostwetter öfter vorkommenden Verlustes des Unterlagerkastens und des dadurch bedingten Warmlaufens bei denpreufsi-schen Staatsbahnen durch die einthei-lige Achsbiichse (Textabb. 446) nach

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Mafsstab 1:10. Achsbüchse mit Verschlufsbügel, preufsische Staatsbahnen.

amerikanischem Muster ersetzt. Diese ist nur für Unterschmierung eingerichtet und gestattet nach Oeffnen des Ver-schlufsdeckels eine rascheBesich-tigung des Achsschenkels und der Schmierkissen. Nach Anheben der Achsbiichse um etwa 10 mm kann zuerst das Ftill-

Fig. 446.

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Mafsstab 1:10. Eintheilige Achsbiichse, preufsische Staatsbahnen.

stück (Keil), dann auch das Lager herausgenommen werden. Letzteres besteht aus Rothgufs mit Weifsmetallfutter. Die in Amerika gebräuchliche Füllung des untern Raumes mit ölgetränkter Putzwolle ist hier durch zwei Schmierkissen mit Füllung von Schafwolle ersetzt worden. Die englischen Tender haben meistens ähnliche eintheilige Achsbüchsen, z. Th. auch für Oberschmierung eingerichtet.

Tragfedern und Ausgleiehhebel. Die Ausführung der Tragfedern ist dieselbe wie bei Wagen oder Lokomotiven. Die Federgehänge sind theils, wie in Tafel VII und Textabb. 440 zum Nachstellen eingerichtet, theils mit gewöhnlichen Laschen versehen. Der Federbund ruht meistens unmittelbar auf den Achsbüchsen mit in der Längenrichtung etwas gewölbter oder kugelförmig gestalteter Fläche der Achsbüchse. Die letztere Form überträgt den Druck zwar richtiger, begünstigt aber seitliches Kippen.

Ausgleichhebel zeigt nur der Tender (Tafel VII) der preufsischen Staatsbahnen zwischen den Federn der zweiten und dritten Achse. Diese sollen hier namentlich die Hinterachse gegen Ueberlastung bei gefülltem Wasserbehälter und geringem Kohlenvorrathe schützen.

Die Zug- und Stofsvorrichtungen am hintern Kopfstücke sind denjenigen der Wagen fast gleich. Die Zugkastenfedern müssen aber die volle Zugkraft von mindestens 6000 kg aushalten, weshalb in der Regel zwei Stück der gewöhnlichen Federn von 3000 bis 3500 kg Tragkraft angewandt werden.

Die Kuppelung zwischen Lokomotive und Tender dient zur Uebertragung der Zug- und Druckkraft, oft auch der Schlingerbewegung der Lokomotive auf den Tender. Sie mufs eine Verschiebung der Fahrzeuge gegeneinander meistens in wagerechter, stets in senkrechter Ebene gestatten und eine geringe Verdrehung gegen einander in jeder Richtung erlauben, wobei ein Klemmen der dabei in Berührung tretenden Theile nicht eintreten darf.

Die Bewegung der Fahrzeuge in Krümmungen erfolgt, wie schon auf S. 71 bis 76 nachgewiesen ist, derart, dafs das führende äufsere Vorderrad gegen die äufsere, das innere Hinterrad frei, oder an der Innenschiene läuft. Letztere Stellung, welche nach der Zusammenstellung XIII, S. 73 in scharfen Krümmungen eintritt, ist in Textabb. 447 für dreiachsige Lokomotiven und Tender dargestellt. Die Ab-

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Stellung von Lokomotive und Tendern in Gleiskrümmungen.

stände c und d des Schnittpunktes A der Mittellinien beider Fahrzeuge von den nächstgelegenen Achsen ergeben sich für die Vorwärtsbewegung aus der Gleichung (c + z )² + (R-y)² = (d + b-zx)² + (ß-y,)².

Da R gegenüber y sehr grofs ist, auch y und y₁ fast gleich sind, so folgt:

c + z = d + b—z₁.

Nach Gleichung 26 S. 72 ist: a²—2R.2s

b²—2R.2s

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Aufserdem ist c + d = 1 gegeben, also :

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also : c—d = 2.R.S

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Für freien Lauf der hinteren Achsen ergiebt sich, da dann z = z₁ = 0 ist:

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Der Schnittpunkt A liegt also um R.s^- +    hinter der Mitte des Ab

schnittes zwischen der Hinterachse der Lokomotive und der Vorderachse des Tenders, oder bei freiem Laufe in der Mitte zwischen den Hinterachsen beider Fahrzeuge. Für Rückwärtsfahrt werden die Vorderachsen zu Hinterachsen, der Schnitt-

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punkt verschiebt sich also für Freilauf um —-— nach vorne.

Einen für beide Fahrrichtungen gleich geeigneten Kuppelungspunkt ergiebt dieser Schnittpunkt hiernach um so weniger, als auch s je nach der Abnutzung der Reifen und der Spurerweiterung sehr verschieden ausfällt. Auch soll durch die Kuppelung das hintere Ende der Lokomotive nach der Aufsenseite, das vordere des Tenders aber nach der Innenseite der Krümmung gedrängt werden, um den Druck der Spurkränze gegen die Schienen und deren Abnutzung zu verringern. Zu diesem Zwecke mufs der Kuppelungspunkt in der Fahrrichtung vor dem aus Gl. 86 oder 87 berechneten Schnittpunkte liegen. Dies wird jedenfalls erreicht, wenn man in Gl. 86 s = o setzt, also

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annimmt; für Rückwärtsgang tauschen sich a und b aus, so dafs die für beide

Fahrrichtungen möglichst geeignete mittlere Lage auf d. h. in die Mitte zwischen die beiden benachbarten Achsen fällt. Dieser Punkt erscheint hiernach als der geeignetste.

Zweckmäfsiger ist es, die Kuppelung mit einer gewissen Rückstellkraft, welche zur Entlastung der Spurkränze genügt, seitlich verstellbar zu machen, um unnöthiges Zwängen zu vermeiden. Der gröfste erwünschte Werth dieser Kraft kann aus Gl. 30 S. 74 berechnet werden.

Die Kuppelung selbst besteht in der Regel aus einer starren Zugstange, welche an jedem Fahrzeuge mit ihren Augen einen Bolzen umfafst. Die in dieser Stange wirkende Zugkraft drängt Lokomotive und Tender, soweit die Rückstellkraft dies nicht schon besorgt, in eine mittlere Stellung zum Gleise, welche auch von der Fliehkraft, der entgegengesetzt auftretenden Schwerkraft in Folge der Schienen-Ueberhöhung und der Reibung zwischen Rad und Schiene abhängt. Ob die vordere Achse des Tenders von der äufsern, oder die hintere Achse der Lokomotive von der innern Schiene abgezogen wird, hängt vorwiegend von der Lage dieser Hinterachse hinter, bezw. vor dem Feuerkasten und von der jeweiligen Gröfse der Zugkraft ab.

Die Schlingerbewegungen der Lokomotiven mit kurzem Achsstande verringert man mittels der Kuppelung- dadurch, dafs man den Tender an diesen Bewegungen theilnehmen läfst und sie durch dessen Masse und stetigen Lauf entsprechend abschwächt. Derartige Vorrichtungen gegen das Schlingern sind bei Lokomotiven mit überhängender Feuerbüchse erforderlich; bei langem Achsstande haben sie -weniger Werth, dienen dann aber oft dazu, die Tender mit kurzem Achsstande durch die ruhig gehenden Lokomotiven am Schlingern bei grofser Fahrgeschwindigkeit zu hindern. Die amerikanischen Lokomotiven haben diese Vorrichtungen nicht, die englischen nur zum Theil.

Die in Deutschland allgemein übliche Kuppelung der preufsischen Staatsbahnen ist in Text-abb. 448 dargestellt. Die gegenseitige Einstellung der Fahrzeuge in gerader Strecke, wie in Krümmungen wird durch zwei Stofsbuffer mit flach - keilförmigen Köpfen beeinflufst, welche durch eine an den Tenderkuppelbolzen gehängte Blattfeder gegen entsprechende Platten an der Lokomotive gedrückt werden. Die Neigung der schrägen Flächen ist 1:3. Der Druck der Blattfeder beträgt etwa 2000 kg, so dafs die Rückstellkraft gegen seitliches Ausweichen 600 bis 700 kg beträgt. Die Blattfeder hat auf die Ein-

Fig\ 448.

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Mafsstab 1:50. Tenderkuppelung der preufsischen Staatsbahnen.

Stellung bei Bewegung der Fahrzeuge in Krümmungen keinen Einflufs, da sie stets beide Buffer mit gleicher Kraft andrückt. Die Kuppelung hat sich gut bewährt und gestattet bei guter Schmierung ausreichende Bewegung der Bufferköpfe in den Pfannen.

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Die Stofsbuffer und Pfannen werden am besten aus Flufseisen hergestellt und durch Einsetzen an der Oberfläche gehärtet. Die Augen der Kuppelstange müssen ausgerundet sein, um die nötliige Beweglichkeit zu gestatten. Da die Bolzen und Tenderzugkasten beim Zurücksetzen und Anstofsen stark beansprucht werden und dann häufige Ausbesserungen erfordern, so erhalten die Zugstangen vorne häufig längliche Augen, damit die Stöfse von der Querfeder aufgenommen werden.

Dieselbe Wirkungsweise haben die Kuppelungen der österreichischen Südbahn und böhmischen Nordbahn (Textabb. 449), sowie andere, bei welchen nur ein mittlerer Buffer mit Keilfläche und Pfanne unter der Zugstange angebracht ist. Die in Textabb. 449 dargestellte Blattfeder mit zwei weiteren Stofsbuffern erscheint nicht erforderlich, wenn die untere Feder stark genug ist und die Flächen des einen Buffers grofs genug sind.

Fig. 449.

Fig. 451.

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Mafsstab 1:50. Tenderkuppelung der österreichischen Südbahn.

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Mafsstab 1:40. Tenderkuppelung der württera-bergisclien Staatsbahn.

Mafsstab 1:20. Tenderkuppelung der sächsischen Staatsbahn.

Eine andere Gattung von Kuppelungen gestattet keine Seitenverschiebung zwischen Lokomotive und Tender. Zu dieser gehören die ältere Anordnung der sächsischen Staatsbahn (Textabb. 450), bei welcher die breite Zugstange seitlich mit

geringem Spielräume geführt ist; diejenige der württembergischen Staatsbahn (Textabb. 451) und die Wolfsche Kuppelung der oldenburgischen Staatsbahn, bei welcher die Seitenbewegung durch eine unter der Hauptkuppelung liegende Stangenverbindung mit Drehpunkt an der richtigen Stelle unter dem Zugkasten der Lokomotive verhindert wird. Die richtige Lage des Drehpunktes bezweckt auch die Kuppelung von v. Borries mit schräg gestellten Stofsbuffern⁷⁴), welche geringe Nachgiebigkeit geben, und die von Hartmann mit Rollen am Tender, welche sich an entsprechend gekrümmten Stücken an der Lokomotive bewegen. Ohne seitliche Beweglichkeit sind ferner die Kuppelungen der Englischen North-Eastern, der Pennsylvania und anderer Bahnen, bei welchen ein einfacher Zahn am Tender in eine entsprechende Falle an der Lokomotive greift.

Fig. 452.

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Mafsstab 1:20. Tenderkuppelung der russischen Süd-Ost-Bahn.

Alle diese Anordnungen geben in gerader Strecke sehr ruhigen Gang, führen aber in scharfen Krümmungen zu gewaltsamer Einstellung der Fahrzeuge, wodurch Lockerungen der Gestelltheile, Abnutzung der Achsschenkelbunde u. s. w. hervorgerufen werden. In England giebt man bei Anwendung dieser Kuppelungen den vorderen Tenderachslagern seitlichen Spielraum, wodurch das Zwängen vermieden wird.

Viele Kuppelungen beschränken die Seitenbewegungen gar nicht. Diese bestehen in der Regel aus der mittlernZugstange, einerBlatt-feder und zwei Buffern mit flachen, etwas gewölbten Köpfen und flachen Stofsplatten, sind sonst ähnlich Textabb.448 angeordnet. Eine Ausführung der russischen Südostbahn, bei welcher die Zugstange zum Anspannen eingerichtet ist und die gufs-eisernen Buffer grofse Abnutzungsflächen haben, zeigt Textabb. 452. Solche Spannvorrichtungen sind besonders

⁷⁴) Organ 1877, S. 55.

dann zweckmäfsig, wenn der Tender beim Drehen gelegentlich abgekuppelt werden mufs.

Einzelne englische Ausführungen zeigen an Stelle der Blattfeder zwei gewöhnliche Buffer. Vorrichtungen gegen Schlingern sind bei den grofsen Achsständen der englischen Lokomotiven und Tender nicht erforderlich. Am einfachsten sind die amerikanischen Kuppelungen, welche nur eine einfache Zugstange und feste Stofsplatten aus Holz oder Gufseisen zeigen.

Die durch die T. V. geforderte Nothkuppelung zwischen Lokomotive und Tender besteht in der Regel aus zwei seitlichen Zugstangen mit länglichen Augen, oder Ketten. Im Allgemeinen ist es zweckmäfsig, die Druckkraft der Lokomotive vorwiegend durch die Stofsbuffer, weniger durch die Kuppelstange auf den Tender zu übertragen, da letztere bei verschiedener Höhenstellung beider Fahrzeuge und Gleisunebenheiten namentlich bei geringer Länge und zu grofsem senkrechtem Spielräume der Augen in den Zugkasten leicht in stark geneigte Lage kommen kann, so dafs die starke Druckkraft eine gefährliche Entlastung des höher stehenden Fahrzeuges bewirken würde.

Der Zwischenraum zwischen Lokomotive und Tender wird in der Regel durch eine sogenannte Brücke aus Riffelblech überdeckt, welche an der Lokomotive mit Angeln angebracht ist.

Die Speisewasser Zuführung erfolgt für jede Strahlpumpe durch eine besondere Leitung von 40 bis 50 mm Weite, welche in der Regel an einem vertieften Topfe am Boden des Wasserbehälters beginnt und hier mit Sieb und Ventil versehen ist. Taf. VII zeigt die Anordnung am Tender der preufsischen Staatsbahnen. An Stelle des Ventilhebels wenden manche Bahnen Schraubenspindeln

mit Kurbel an.

oder U-förmige Gummischläuche bewirkt, welche mit Draht- oder Leinewandeinlagen versehen sind. Die Befestigung des vordem Schlauchmundstückes an der Lokomotive erfolgt am besten durch Ueber-wurfhülsen mit Ba-jonnettschlufs, welcher ein schnelles Abkuppeln gestattet. Die alten Rohrver-

Die Rohrkuppelung wird jetzt vorwiegend durch    K***'~\,

Fig. 453.

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Mafsstab 1:20. Speiserohrkuppelung, Bauart Friedmann.

bindungen mit Kugelgelenk und Stopfbüchsen oder Trompetenrolir mit Gummiringen haben sich nicht bewährt. Eine gute Anordnung dieser Art vonFriedmanndn Wien mit Kugelstopfbüchse aus zwei Ringen mit Gummizwischenlage zeigt Textabb. 453.

Füllvorrichtungen. Der Wasserkasten erhält eine Füllöffnung auf der hintern Mitte, oder je eine vorn an jeder Langseite. Erstere hat so grofsen

Mafsstab 1:36. Ramsbottom’s Tender-Füllvorrichtung'.

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länglichen Querschnitt, dafs sie als Einsteigöffnung benutzt werden kann. In die für gewöhnlich durch einen Deckel verschlossene Oeffnung ist ein Trichtersieb zum Auffangen der groben Unreinigkeiten eingehängt. Um bei rasch fahrenden Zügen Fig. 454.

das Anhalten zum Füllen des Tenders und

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die grofsen Wasserbehälter zu sparen, wenden die Englische Nord westbahn, die Pennsylvania- und die New-York-Central-Bahn und einige andere dieRainsbottom’sche Füllvorrichtung (Textabb. 454) an, bei welcher ein Fangrohr mit beweglichem Mundstücke das Wasser während der Fahrt aus flachen Trägern schöpft. Nach Gebrauch wird das Mundstück hinter ein Schutzblech in die gestrichelte Lage gezogen. Die in Gleis-Mitte angebrachten Schöpfkanäle der Englischen Nordwestbahn sind 457 m lang, 432 mm breit, 153 mm tief und werden 102 mm hoch mit Wasser gefüllt. In wenigen Sekunden ist der Tender gefüllt.

Wasserstandszeiger. Um den Wasserstand im Tender von aufsen erkennen zu kön-

nen, bringt man entweder drei oder mehrere Probehälme, seltener ein Wasserstandsglas, meistens einen Schwimmer mit Zeiger an. Der Schwimmer wird gewöhnlich aus Kupferblech hergestellt und entweder mit Welle und Zeiger, oder mit senkrechtem Einführungsrohre und Zeigerstange versehen.

Die früher viel angewandten Einrichtungen zum Vorwärmen des Tender-wrassers durch Abdampf der Lokomotive sind seit Einführung der Strahlpumpen nach einigen Versuchen, besonders bei Körting’schen Strahlpumpen, aufgegeben worden. An kalten Tagen und zum Ablassen überflüssigen Dampfes erfolgt eine Anwärmung des Tenderwassers durch Rohrleitungen der Strahlpumpen.

Werkzeugkasten und Werkzeuge. Das für die Lokomotivmannschaft erforderliche Werkzeug liegt theils frei auf dem Tender, theils mufs es unter Ver-schlufs gehalten werden. Die Werkzeugkästen sind je nach der Form des Wasserkastens auf diesen entweder einfach aufgesetzt oder damit vernietet. Die Tender Tafel VII und Textabb. 440 und 441 haben drei Werkzeugkästen; zwei befinden sich vorne auf dem Wasserbehälter zur Aufnahme von Handwerkzeug, kleineren Geräthen, Oelkannen und der Kleider, wofür eine Holzverschalung angebracht wird; der dritte grofse hinter dem Wasserkasten dient zur Aufnahme der Winden, grofsen Hülfswerkzeuge und Ersatztheile. Die vollständige Ausrüstung einer Lokomotive besteht in der Regel aus folgenden Gegenständen, welche theils zum täglichen Gebrauche, theils zur Benutzung bei Betriebsunfällen bestimmt sind.

a)    Feuer-Werkzeuge: 1 Kohlenhacke, 1 Kohlenschaufel, 1 Schlackenschaufel, 1 bis 2 Rosthaken, 1 Aschenkratze, 1 Rohrkratze, 1 Rohrnadel, 1 Pfropfensetzer, 1 Satz eiserne Rohrpfropfen.

b)    Hand-Werkzeuge: 1 Satz Schraubenschlüssel, 2 desgl. kurze für Stopfbüchsen, 1 englischer Schraubenschlüssel, 1 Schlüssel mit geschlossenem Maule für

Reinigungsschrauben, 1 Kneifzange, 2 Flachmeifsel, 2 Kreuzmeifsel, 2 Durchschläge, 2 Schraubenzieher, je eine Rund-, Dreieck-, Vor- und Schlichtfeile, 1 Vorschlaghammer, 1 Handhammer, 1 Kupfer- oder Bleihammer, 1 Feilkloben, 2 Krätzer für Stopfbüchsen.

c)    Beleuchtungs- und Signal-Gegenstände: 1 kleine und 3 bis 4 grofse Lokomotivlaternen mit rothen und grünen Vorsteckscheiben, 1 Wasser- und 1 Manometerlaterne, die auch als Handlaternen dienen, 2 bis 3 Signalscheiben, nach Bedarf 1 Schlüssel zur Gasleitung und zum Gasfüllhahne.

d)    Oelkannen: 1 Schmierölkanne für 10 bis 14kg Inhalt, 2 desgl. von 4 kg Inhalt; 1 desgl. für Brennöl, 1 Petroleumkanne, 2 Ventilkannen zum Abölen von */₂ kg Inhalt, 1 Talgbüchse, 1 Oelpinsel und 1 Oelspritze.

e)    Zur Reinigung des Führerstandes u. s. w.: 1 eiserner Eimer, 1 Handfeger, 1 Besen, 1 Blechbüchse für Seife, 1 Schlauch mit Mundstück zum Nässen der Kohle.

f)    Ferner dienen zur Ausrüstung: Verpackungsmittel, Hanf- und Seifensteinschnüre, Dochte, Wasserstandsgläser nebst Behälter, Lampencylinder, Blechbüchse für Dienstbücher, Gummiringe für Wasserstandsgläser, Vorhängeschlösser

u. s. w.

g) Hülfsgeräthe für Betriebsunfälle: 2 Lokomotivwinden von 10000 bis 15000 kg Tragfähigkeit mit eisernem Gestelle von höchstens 85 kg Gewicht, 2 Bindestricke, Vorlege- und Unterlegeklötze aus Eichenholz für die Winden, 2 eiserne Unterlegeklötze für Achslager, 2 Brechstangen mit Stahlblauen, 2 hölzerne Windebohlen, 2 Bindeketten von 4 bis 5 m Länge und 20 mm Eisenstärke mit Haken und Ring, 1 Schraubenkuppelung, Pechfackeln, 2 rothe Signalfahnen, 1 Zugleine u. s. w.

Sämmtliche Gegenstände sollen, soweit angängig, mit Eigenthumsvermerk und Betriebsnummer der Lokomotive bezeichnet sein.

Beleuchtung. Die Beleuchtung der Lokomotiven und Tender geschieht entweder mit Gas oder Petroleum. Die zur Personenzugbeförderung dienenden Lokomotiven sind in Deutschland allgemein für Fettgasbeleuchtung eingerichtet. Das auf 6 bis 8 At geprefste Gas wird in einem rohrförmigen Gasbehälter mitgeführt, welcher über dem hintern Ten der-Werkzeugkasten gelagert ist. Von hier aus führt eine Gasleitung durch ein Druckminderungsventil zu den Signallaternen am Tender und an der Lokomotive, sowie zur Führerstandsdeckenlaterne. Das Gas steht am Brenner unter einem Drucke von ungefähr 38 bis 40 mm Wassersäule. Die Einrichtung kostet für eine Lokomotive etwa 600 Mark. Näheres enthält der Abschnitt über die Beleuchtung der Personenwagen. Die Vortheile der Gasbeleuchtung gegenüber jeder andern Beleuchtungsart — ausgenommen Elektri-cität — sind: Grofse Lichtstärke und Gleichmäfsigkeit des Lichtes, Reinlichkeit, der Fortfall der Glascylinder, das Fehlen des Dochtes und geringere Kosten der Beleuchtung für die Brennstunde, welche nur 2 bis 2¹/₂ Pfennig betragen. Der Hauptnachtheil ist die Abhängigkeit von den Gaserzeugungsstellen.

Dieser namentlich in Kriegsfällen schwerwiegende Naclitheil haftet der Petroleumbeleuchtung nicht an, da dieser Brennstoff überall zu haben ist und ein gröfserer Vorrath mitgeführt werden kann.

Textabb. 455 zeigt eine Lokomotivlaterne der preufsischen Staatsbahnen für

Petroleum.

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Eisenbalin-Technik der Gegenwart I.

i, 4. Betrieb der Tender,

Die meisten Bahnen haben für jede Lokomotive einen eigenen Tender, andere bemessen den Bestand an Tendern für jede Lokomotivgattung nach Mafsgabe der durchschnittlichen Ausbesserungszeiten entsprechend geringer, wodurch um so gröfsere Ersparnisse erzielt werden, je gröfser die zu unterhaltende Anzahl gleichartiger Lokomotiven ist. Da die Tender seltener ausbesserungsbedürftig sind und zu ihrer Ausbesserung kürzere Zeiten erfordern, als die Lokomotiven, so genügt ein erheblich geringerer Bestand an Tendern.

Betrieb Dienstbereit In den Werkstätten

Die sächsische Staatseisenbahn, welche diese Regel befolgt, hatte im Jahre 1885 636 Lokomotiven und dafür nur 563 Tender, welche wie folgt ausgenutzt wurden :

Lokomotiven: °/₀    73,5

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Betrieb der Tender.

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Als Brenner dient der 21 mm Kosmos-Normalbrenner. Die Einstellung der Flamme geschieht von aufsen durch eine Stellschraube. Die Flamme steht im Brennpunkte des Paraboloid - Hohlspiegels, der aus 0,6 mm Neusilberblech mit einem Zinkfutter gleicher Stärke besteht. Das Laternengehäuse ist aus ³/₄ mm starkem Weifsbleche hergestellt, die Nietstellen der Handbügel und des Fufsansatzes sind verstärkt. Diese Laterne wiegt etwa 13kg; der Inhalt des Petroleumbehälters reicht für 24 Stunden Brennzeit aus.

In Amerika wird vor dem Schornsteine der Lokomotive und nach Bedarf hinten auf dem Tender je eine sehr grofse Laterne angebracht, welche durch einen Vorhang verdeckt werden kann. Zur Signalabgabe dienen dort kleine Seitenlaternen.

Zur Beleuchtung des Druckzeigers und Wasserstandzeigers dienen die Handlaternen, in welchen meist ein Gemisch von 3 Theilen Rüböl und 1 Theil Petroleum gebrannt wird.

Gesetzliche Bestimmungen. Für die Tender gelten dieselben Bestimmungen der T. V., der Nrm., der Bt. 0. und der Sg. 0. für die Haupteisenbahnen Deutschlands, welche für Lokomotiven gelten.

Fig. 455.

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Mafsstab 1:10. Lokomotivlaterne der preufsischen Staatsbahnen.

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sodafs im Betriebe jede Lokomotive ihren Tender hatte. Durch die erhöhte Ausnutzung der Tender ergiebt sich eine buchmäfsige Ersparnis bei 5500 M. Neuwerth, 500 M. Altwerth, 300 M. jährlicher Unterhaltungskosten und bei 4°/₀ Verzinsung und Abschreibung des Werthes der 73 ersparten Tender von jährlich 73 {(5500+5000) 0,04+300} - 52560 Mark.

Vorbedingung für eine derartige Ausnutzung der Tender ist die ausreichende Uebereinstimmung ihrer Bauart, insbesondere der sämmtlichen Kuppelungstheile.

A. I. k) Lokomotiven für Zahnstangenbahnen. Bearbeitet von A. von Borries.

k. 1, Einteilung und allgemeine Anordnung,

Die Lokomotiven für Zaknstangenbahnen werden je nach der Anordnung des Triebwerkes eingetbeilt in:

I.    Solche, welche nur durch das Zahnrad an der Zahnstange fortbewegt werden, also im Uebrigen nur Tragräder besitzen. Bei diesen wird das Zahntriebrad in der Regel von der rascher laufenden Kurbelwelle mittels Räderübersetzung angetrieben.

II.    Solche, deren Tragräder sämmtlich oder zum Theil mit der wie bei I angetriebenen Zahnradachse durch Kurbeln und Stangen gekuppelt sind, die sich also auch auf glatten Strecken (ohne Zahnstange), jedoch der Räderübersetzung wegen nur mit geringer Geschwindigkeit fortbewegen.

III.    Solche, deren Zahnradachsen mit den in gewöhnlicher Weise ange-triebenen Reibungs-Triebachsen durch Kurbeln und Stangen verbunden sind, welche daher auf glatten Strecken wie gewöhnliche Lokomotiven mit gröferer Geschwindigkeit fahren können.

IV.    Solche, welche für die Zahnräder und die Reibungs-Triebräder völlig unabhängige Dampfmaschinen haben, also auf glatten Strecken ebenfalls wie andere Lokomotiven fahren.

Diese Verschiedenheiten der Anordnung ergeben sich aus den verschiedenartigen Anforderungen der Betriebe, welchen die Lokomotiven zu dienen haben.

Gattung I, welche zuerst von Riggenbach bei der Rigibahn angewandt wurde, eignet sich für Bahnen, welche mit starken, wenig wechselnden Steigungen auf hoch gelegene Aussichtspunkte führen und verhältnismäfsig geringe Lasten zu befördern haben. Hier würde die Kuppelung der Tragräder keinen Nutzen haben, da sie nur einen geringen Bruchtheil der erforderlichen Zugkraft leisten würden.

Der Antrieb des Zahnrades von einer rascher laufenden Kurbelwelle hat den Zweck, die Kesselleistung auf das bei rascherm Laufe der Dampfmaschine erreichbare Mafs zu steigern und die Abmessungen des Triebwerkes zu verringern.

Bei dieser Gattung würde der meist wenig veränderlichen Zugkraft wegen die Verbund Wirkung besonders vortkeilhaft sein.

Gattung II, welche sich alsbald aus I entwickelt hat, dient für Bahnen, bei welchen starke Steigungen mit geringen und wagerechten Strecken wechseln, auch wohl Verschiebedienst auf Hauptbahnanschlüssen zu leisten ist.

Gröfsere Geschwindigkeit ist für diese Bahnen, welche vorwiegend dem Güterverkehre dienen, in der Regel nicht erforderlich, weshalb der Antrieb mit besonderer Kurbelwelle für diese Gattung beibehalten worden ist.

Gattung III, welche erst später eingeführt wurde, dient für Bahnen, auf welchen stark steigende Zahnstangen mit günstigeren glatten Strecken abwechseln, auf welchen des Personenverkehres wegen mit größerer Geschwindigkeit gefahren werden soll. Hier ist demnach der Antrieb von einer Kurbelwelle aus nicht mehr zweekmäfsig; das Triebwerk mufs vielmehr so kräftig sein, dal's die gröfste Zugkraft mit entsprechend hölierm Füllungsgrade unmittelbar geleistet werden kann. Als Ersatz für das Vorgelege sind vereinzelt Uebersetzungshebel angewandt worden; da diese jedoch keine Gewichtsverminderung und keine Verbesserung der Dampferzeugung ergeben, so läfst man sie jetzt meistens fort.

Die Hauptschwierigkeit bei den Gattungen II und III besteht in der Noth-wendigkeit, den Durchmesser der Reibungstriebräder annähernd demjenigen der Zahntriebräder gleich zu erhalten. Erstere werden daher neu etwas gröfser, als letztere ausgeführt, so dafs sie auf den Zahnstrecken etwas gleiten und die Zahnräder in den Steigungen nur die überschüssige Zugkraft übertragen. Bei der Thalfahrt fällt dann allerdings der Druck der Zahnräder um so gröfser aus, weil ihn die Reibung der in Vorwärtsdrehung schleifenden Triebräder vermehrt. Diese Uebelstände und die mit ihnen verbundene Abnutzung der Radreifen liefse sich vermindern, wenn man die Zahnräder ebenso grofs, wie die Reibungsräder ausführen, sie aber nicht fest, sondern lose zwischen Reibungsscheiben auf ihre Achsen setzen würde. Die Reibungsscheiben müfsten nur so stark angezogen werden, dafs das Zahnrad die nöthige Kraft überträgt. Ein geringes Gleiten der Reibungs-Triebräder würde dann nur bei abgenutzten Reifen in den Gefällen eintreten, jedoch unter entsprechender Entlastung des Zahnrades.

Diese Gattung würde sich, wenn die Zahnstrecken selten sind, gut zur Anwendung der Verb und Wirkung mit Wechsel Vorrichtung eignen.

Gattung IV, von Abt erfunden, hat diese Uebelstände nicht. Die völlig unabhängige Zahnradmaschine wird mit so kleinen Triebrädern gebaut, dafs auch auf den Zahnstrecken eine zu guter Dampferzeugung genügende Umlaufgeschwindigkeit eintritt, obgleich die Reibungsmaschine langsam arbeitet. Diese Gattung entspricht daher allen Erfordernissen des Vollbahnbetriebes und wird überall da angewendet, wo es sich um gröfsere Verkehrsmassen handelt.

Von besonderer Wichtigkeit sind bei allen Zahnradlokomotiven die Bremsen, da von ihrer Wirksamkeit die Sicherheit des Betriebes in erster Linie und in hölierm Mafse, als bei Reibungsbahnen abhängt. Klotz- und andere Reibungsbremsen würden bei dauerndem Gebrauche auf den Gefällen starke Abnutzung und Erwärmung bewirken, daher werden die Zahnradlokomotiven stets mit der Luftgegendruckbremse versehen, welche bei der Thalfahrt fast ausschliefslich benutzt wird. Diese Bremse wird dadurch in Thätigkeit gesetzt, dafs man die Steuerung ganz rückwärts legt und einen im Ausströmungsrohre befindlichen Drehschieber so stellt, dafs er nach dem Blasrohre hin abschliefst und eine Verbindung mit der freien Luft öffnet. Die Kolben saugen dann reine kalte Luft an und drücken sie in die Schieberkasten. Zur Vermeidung zu starker Erwärmung wird etwas Wasser in die Ausströmungskanäle gespritzt. Die Spannung in den Schieberkasten, welche den Gegendruck auf die Kolben bildet, wird durch ein am Führerstande befindliches Ausströmungsventil leicht so geregelt, dafs die beabsichtigte Fahrgeschwindigkeit erhalten bleibt. Da diese Spannung gelegentlich diejenige im Kessel übersteigen kann, so mufs der Dampf-Regler so eingerichtet sein, dafs er sich nach dem Kessel hin nicht selbstthätig öffnen kann. An dem Ableitungsrohre des Aus-strömungsventiles mufs ein mit kleinen Steinen, Spähnen oder Sieben gefüllter

Einfacher kann die Gegendruckbremse eingerichtet werden, wenn man das Ableitungsrohr in das Haupt-Ausströmungsrohr zurückführt, so dafs der durch die Verdampfung des Einspritzwassers gebildete Dampf, durch das Wasser von neuem abgekühlt, theils von den Kolben wieder angesaugt wird, theils durch das offene Blasrohr entweicht. Drehschieber und Ausströmungstopf sind dann nicht nöthig; auch die Erwärmung der Kolben und Stopfbüchsen fällt geringer aus.

Topf angebracht werden, um das starke Geräusch der ausströmenden Luft zu beseitigen.

Die Zahntriebräder oder besondere, auf die Tragachsen lose aufgesetzte Bremszahnräder erhalten geriffelte Bremsscheiben mit Bandbremsen. Die Reibungs- i Triebräder werden aufserdem in der Regel mit den gewöhnlichen Klotzbremsen versehen, so dafs die Lokomotiven meistens drei Bremseinrichtungen besitzen. Bei den stark steigenden Bergbahnen wird schliefslich der Personenwagen, welcher auch mit einem Bremszahnrade versehen ist, von der nicht angekuppelten Lokomotive geschoben, so dafs er durch vier verschiedene Bremsen gehalten werden kann.

Die Kessel müssen so eingerichtet sein, dafs auch auf den verschiedenen Steigungen alle Theile der Heizfläche vom Wasser bedeckt bleiben. Riggenbach wandte bei der Rigi-Babn zu diesem Zwecke senkrecht stehende Kessel an, welche aber wegen anderer Unzuträglichkeiten wieder beseitigt wurden.

Die Tragfedern müssen bei den Lokomotiven der Gattungen I bis III, bei welchen die Zahnradachsen fest im Hauptrahmen gelagert zu werden pflegen, ziemlich starr sein, damit die zu richtigem Eingriffe erforderliche Höhenlage der Zahnräder möglichst unverändert bleibt.

Bei der Gattung IV werden die Zahnradachsen meistens in einem besondern, unmittelbar auf den Tragachsen gelagerten Rahmen angebracht, so dafs ihre Höhenstellung zu diesen unveränderlich und dem Federspiele entzogen ist. Bei dieser, ebenfalls von Abt herrührenden Anordnung können daher Tragfedern von beliebiger Nachgiebigkeit angewandt werden, was für die Fahrt auf flachen Strecken mit gtöfserer Geschwindigkeit von Bedeutung ist.

Dasselbe wird erreicht, wenn man die Zahnräder lose auf die Tragachsen setzt, wobei sie aber durch andere Zahnräder von einer besondern Vorgelegewelle aus getrieben werden müssen. Diese Anordnung ist bei der wtirttembergischen Staatsbahn vonKlose ausgeführt; die Zahnräder sitzen auf den beiden vorderen Kuppelachsen, die Triebwelle mit einem kleinern Rade liegt zwischen beiden in der Mitte und treibt beide gleichmäfsig an. Die Abnutzung der Radreifen ist bei dieser Anordnung einigermafsen beschränkt, weil die Zahnräder nicht durch Nachlegen von Pafsstücken gehoben werden können; auch müssen die Zahnräder aus mehreren Stücken hergestellt werden. Die Anordnung erscheint daher nicht empfehlenswerth.

k, 2, Zahnstangen nnd Zahnräder,

Bei den Zahnstangen findet man zwei Bauarten angewandt, nämlich: Die Riggenbach’sche, bei welchen die einzelnen Zähne durch Sprossenstäbe von geeigneter Querschnittsform, welche in die senkrechten Schenkel zweier Winkeloder C-Eisen eingenietet sind, gebildet werden, und die Abt’sche, bei welchen die

Zahnlücken in senkrecht gestellten Flacheisen ausgeschnitten sind. Von diesen Flacheisen liegen zwei bis drei um die Hälfte, bezw. das Drittel der Theilung versetzt neben einander, wodurch ein zwei bis dreifacher Eingriff der Zahnräder und entsprechend ruhiger Gang erzielt wird¹).

Der Gestalt der Zahnstange entsprechend haben die Zahnräder einen bis drei einzelne Zahnkränze, welche bei der A b t’schen Anordnung in der Regel nicht fest auf den Achsen sitzen, sondern von den Radgestellen durch Reibung oder kräftige Federn mitgenommen werden, so dafs die einzelnen Zahnkränze etwa vorhandenen kleinen Unregelmäfsigkeiten der Zahnstangen nachgeben können.

Bei den Lokomotiven der Gattung IV pflegt man zwei Zahnräder anzuwenden, deren Achsen durch Kurbeln und Kuppelstangen mit einander gekuppelt sind, um den Zahndruck auf zwei Stellen zu vertheilen und die Abnutzung der Räder entsprechend zu vermindern.

Die beiden Achsen werden in einen Abstand gesetzt, welcher von einem vollen Vielfachen der Zahntheilung bei ein- zwei- und dreischieniger Zahnstange, um bezw. die Hälfte, ein Viertel oder ein Sechstel der Theilung abweicht, so dafs auch die beiden Achsen mit versetztem Eingriffe arbeiten. Hierdurch wird ein sehr ruhiger Gang erzielt.

Die Theilung der Zahnräder und Stangen beträgt 100 bis 120 mm bei 5000 bis 9000kg Zahndruck, die Breite der Riggenbach’schen Zahnstange 70 bis 100 mm, während bei der Ab t’schen jede Zahnschiene 20 bis 25 mm stark ist. Bei ersterer müssen die Zahnräder in der Zahnstange nach jeder Seite 15 bis 25 mm Seitenspielraum haben, bei letzterer müssen die Zahnkränze 25 bis 30 nun breiter sein, als die Zahnsehienen.

Als Zahnform ist nur die Evolventen Verzahnung brauchbar, da nur diese bei der unvermeidlichen Veränderlichkeit der Höhenlage der Zahnräder einen stets richtigen Eingriff ergiebt. Sie hat dabei den Vortheil, dafs die Zähne an der Stange gerade Flanken erhalten.

Eine von den sonst üblichen völlig verschiedene Zahnstange hat die Pilatus-Bergbahn erhalten, weil deren Steigung von über 50 °/₀ so stark ist, dafs wegen des im Verhältnisse zum Wagengewichte grofsen Zahndruckes ein Herausspringen des senkrecht gestellten Zahnrades aus der Stange befürchtet werden konnte. Die Zahnstange aus einfachem Flacheisen wurde daher wagerecht gelegt und an beiden Seiten mit Zähnen versehen, in welche zwei gleichzeitig angetriebene wagerecht liegende Räder eingreifen. Bei dieser Anordnung ist jede Neigung zum Herausspringen beseitigt.

k, 3. Beschreibung ansgeführter Zahnrad-Lokomotiven.

In der Zusammenstellung XLV sind die Hauptabmessungen von zehn Zahnrad-Lokomotiven der verschiedenen Gattungen, welche als gute Muster ihrer Art betrachtet werden können, aufgeführt.

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Mafsstab 1:40.

Zahnrad-Lokomotive der Gaisbergbahn.

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Nr. 1. Lokomotive der Gaisbergbahn bei Salzburg, gröfste Steigung 250°/₀₀, Spurweite 1000 mm, dargestellt in Textabb. 456.

Diese Lokomotive gehört zur Gattung I mit ausschließlichem Antriebe durch das Zahnrad, welche für die stark steigenden Touristenbahnen in der Regel geeignet

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cs

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Anzahl

der

Achsen

Zusammen-Haupt-Abmessungen von Loko-

Stellung XL V.

motiven für Zahnstangenbahnen.

8    9 10 11 12 13 14 15 16

17    18    19    20    21    22    23    24    25 ⁷⁷) 26”)    27

28

Triebwerk

Kessel

Gewicht

Vorräthe

Zugkraft

Zeichnung

Zahl der Reibungstriebachsen Zahl aller glatten Achsen

Zahl der Zahnradachsen

Eisenbahn

Jahr des Baues

Erbauer

Spurweite Gröfste Steigung

Reibung

Zahnräder

Cylin-

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Durchmesser

Hub

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Cylin-

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Durchmesser

Hub

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| Theilkreisdurchmesser

Zahntheilung

Heizfläche innere

Rostfläche

Dampfdruck

leer

Triebachslast

betriebsfähig

Wasser

Kohlen

Triebräder

Zahnräder

Heizfläche

Dienstgewicht

Bemerkungen

(Uebersetzung durch Hebel und Räder an der Zahn-radmaschine).

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cbm

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Text-1- abb.

456

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Gaisberg

1888

Maschinen-Fabrik

Esslingen

1000

250 —

340 500 955 100

40,4    1,13    11    14,1

17,6    1,6    300

8000

2,3

Radübersetzung 1 : 2,4

Text-2. abb.

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457

Brtinig

1887

Maschinen-Fabrik

Winterthur

1000 120; —

806 340 480 796 100

48    0,98

12    18,8    23,4    23,4    2,4    400

7500

2,1

Radübersotzung 1 : 1,84

Text-3. abb.

458

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Sumatra I

1889

Esslingen

1067 80 —

983 340 500 975

110

65,6    1,40

11    21,3    26,3

26,3    1,9    350

8700

2,5

Radübersetzung 1 : 2,22

Text-4. abb.

459

to| to

tH

Eschweiler

1889

1435 70 —

770 315 450 764

100

32,3    0,83

12    14,0

16,7

16,7    1,25    100

6000

1,9

Radübersetzung 1 :1,74

Text-5. abb.

460

to| to

tH

Monte Generoso

1890 Winterthur

800 220 300 550 653 — — 573

28 0,62

12 11,8

15

15    1,0    700

6200

1,9

Hebelübersetzung 1 :1,4

Text-6. abb.

461

CM |cm

Sumatra II

1892 Esslingen

1067 80 430 500 983 — — 975 110

45,5    1,30

11    17,5

20,9

20,9    1,5    220

6250    2,2

Text-7. abb.

462

051 tO

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Visp-Zermatt

1890 Winterthur

1000 125 320 450 900 360 450 688 120

58    1,26    12    23,5

20,5    29,5    2,5    1300    3700

6100 2,0

Text-8. abb.

463

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tO

Höllenthal

1887 Maschinenbau-Gesellschaft Karlsruhe

1435 55 356 550 1080 315 500 605 100

76    1,37    10 • 34,3

42,4    42,4    4,0    1500    3900    5000    1,8

Hebelübersetzung 3 :5

q Tafel    ³

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2 Harzbahn

1887 Esslingen

1435 60 450 600 1250 300 600 573 120

136    1,87    10

43    55

6,0    2000    6000    5600    2,5

Hebelübersetzung 1:2

2 Bosnisch-Herzegowi- 1895 Lokomotiv-Fabrik

Florisdorf

760 60 340 450 800 360 360 688120

81 1,66 12

24    36,5

4,0    3500    4700    4900    2,2

nische-Staatsbahn

Textil. abb.

464

03 03

2 Usui-Tôge, Japan

1893

1067! 67 390 500 900 340 400 573 120

68    1,5    12

35,5    35,5

3,5    800    6000    7200

1,9

⁷⁶) In den Spalten 3 und 4 geben die untergesetzten Klammern an, wo die Triebwerke der glatten und der Zahnradachsen mit einander gekuppelt sind.

⁷⁷) Für die Berechnung der Zugkraft ist ein mittlerer nutzbarer Druck auf die Dampfkolben von 0,6 der Kesselspannung angenommen.

ist. Das Zahnrad wird von der besondern Triebwelle aus durch zwei Zahnradpaare mit einer Uebersetzung von 1:2,4 getrieben. Die Steuerung ist die Allan’sche.

Für die Luftgegendruckbremse ist vorne im gemeinsamen Ausströmungsrohre der Drehschieber angebracht und das Hauptdampfventil mit Schraubenspindel und Handrad nebst Kurbel versehen. Die geriffelten Kurbelscheiben der Triebwelle haben Bandbremsen mit Holzfutter. Auf der vordem Tragachse befindet sich ein besonderes Bremszahnrad, welches mit zwei Bremsscheiben und vier Bremsklötzen versehen ist. Alle Zahnräder und Bremsscheiben sind aus Stalilgufs hergestellt. Der kurze Kessel ist mit der Hälfte der gröfsten Steigung nach vorne geneigt gelegt, hat eine nach hinten abfallende Feuerkistendecke und vorne einen Dampfdom mit Abschlufs und Knierohr. Die Wasserstandzeiger befinden sich in der Mitte der Kessellänge seitlich am Langkessel. Die Gesammtanordnung dieser Lokomotive ist musterhaft und einfach. Sie befördert einen Personenwagen von 12,8 t Gewicht bei voller Besetzung, wozu auf der stärksten Steigung rund 7600 kg Triebkraft im Theilkreise nöthig sind.

Derselben Gattung gehören die Lokomotiven der Snowdon-Bahnin England⁷⁸) an, welche ein Triebwerk mit einarmigem Hebel, ähnlich Textabb. 460, und lose auf den beiden Zahnradachsen sitzende Tragräder haben. Die Spurweite ist 800 mm, das Gewicht betriebsfähig 17,5 t.

Nr. 2. Lokomotive der Brünig-Pafs-Bahn, Schweiz, gröfste Steigung 120 °/₀₀, Gattung II, Spurweite 1000 mm, dargestellt in Textabb. 457.

Fig. 457.

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Da ein grofser Theil der Bahn geringe Steigungen ohne Zahnstange hat, so wurde hier eine Lokomotive der Gattung II gewählt. Die Cylinder und die Triebwelle liegen innerhalb der Hauptrahmen in einem besondern Rahmengestelle; die Steuerung ist dieB r own-sche (Textabb. 241, S. 201). Die Triebwelle treibt das Zahntrieb-Mafsstab 1:100. Zahnrad-Lokomotive der Brünig-Pafs-Bahn. rad, dessen Achse durch aufsenlie-gende Kurbeln und Kuppelstangen mit den beiden Tragachsen gekuppelt ist, durch zwei Paar Zahnräder mit der Uebersetzung 1:1,84. Das Zalmtriebrad ist im Theilkreise 10 mm kleiner, als die Tragräder, so dafs letztere auf den Zahnstrecken bei neuen Radreifen um etwa 1,2 °/₀ ihres Weges gleiten müssen. Die mittleren Kurbelzapfenlager sind in den aus einem Stücke hergestellten Kuppelstangen senkrecht verschiebbar, damit durch das Federspiel kein Bruch der Stangen entsteht.

Die drei Bremsen sind ähnlich, wie bei Nr. 1 angeordnet. Der Kessel ist nach vorn geneigt gelegt, die Wasserstandzeiger befinden sich an seinen Seiten in der Längenmitte. Da die Bahn von beiden Thalseiten bis zum Scheitel ansteigt, so müssen die Lokomotiven auf dem Scheitel für das Herabfahren auf der andern Seite gedreht werden, damit die Heizflächen vom Wasser bedeckt bleiben. Die Lokomotive ist ebenso, wie die Wagen mit der Klose’schen durchgehenden Dampfbremse versehen.

Nr. 3. Lokomotive I der Padang-Staats-Bahn, Sumatra, Spurweite 1067 mm, gröfste Steigung 80 °/₀₀, Gattung II, dargestellt in Text-⁷⁸) Engineering 1896. I. S. 527.

Fig. 458.

abb.458. Die 179km lange Bahn dient dein allgemeinen Personen- und Güterverkehre. Die Länge der Zahnstangenstrecken mit Steigungen von 50 °/₀₀ bis 80 °/₀₀ ist 29 km. Nur die Abschnitte , in welchen diese Strecken liegen, werden mit der abgebildeten Lokomotivart betrieben.

Die Anordnung des Triebwerkes ist ähnlich wie bei

Nr. 1 (Textabb. 456), jedoch liegt die Steuerung innen und bewegt die aufsenliegenden Schieber durch Zwischenwellen. Die Zahnradachse ist mit den beiden Reibungs-Triebachsen durch Kuppelstangen verbunden, welche zweitheilig mit Mittelgelenk hergestellt sind. Da die Zahnradachse, wie immer, höher liegt, als die Triebachsen, so mufsten die Führungen der letztem entsprechend schräg gestellt werden, um winkelrecht zu den Kuppelstangen zu bleiben. Die drei Bremsen sind ebenso wie bei Nr. 1 (Textabb. 456) vorhanden, die Bandbremse der Kurbelscheiben wird jedoch durch einen kleinen Dampfkolben angezogen.

Der Kessel ist bei der flachen Steigung wagerecht gelegt.

Nr. 4. Lokomotive der Bergwerksbahn i n E s ch w e i 1 e r-Pumpe bei Aachen, Spurweite 1435mm, gröfste Steigung 70°/₀₀, Gattung II, dargestellt in Textabb. 459.

Fig. 459.

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Mafsstab 1:100.

Zahnrad-Lokomotive I der Padang-Staatsbalin, Sumatra.

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Mafsstab 1:100. Zahnrad-Lokomotive der Monte Generoso-Bahn, Lugano.

Mafsstab 1:100. Zahnrad-Lokomotive der Bahn nach Eschweiler-Pumpe bei Aachen.

Diese auch zur Gattung II gehörige Lokomotive ist nur für Erzförderung von den Gruben nach dem genannten Hüttenwerke bestimmt, bedurfte daher keines grofsen Kessels und nur zweier Tragachsen, welche beide mitgetrieben werden. Triebwerk und Bremsen sind genau wie bei Nr. 3 (Textabb. 458) angeordnet. Der wagerecht liegende Kessel hat eine schräg abfallende Feuerkistendecke und seitliche Wasserstandszeiger.

Nr. 5. Lokomotive der Monte-G eneroso-Bahn bei Lugano, Spurweite 800 mm, stärkste Steigung 220 °/₀₀, Gattung III, dargestellt in Textabb. 460.

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Mafsstab 1:40. Zahnrad-Lokomotive II der Padang-Staatsbahn, Sumatra.

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Trotz der starken Steigung ist bei dieser Lokomotive auf die Vortheile der gröfsern Umdrehungszahl einer besondern Triebwelle verzichtet und an deren Stelle die Brown’sche Hebelübersetzung angewendet. Eine ähnliche Anordnung des Triebwerkes, jedoch mit einseitigem Hebel, ist von Krauls in München bei den Lokomotiven der Schafberg-Bahn im Salzkammergute und von den Baldwin-Werken in Philadelphia mehrfach angewendet worden. Der Durchmesser des Zahnrades wird als 80 mm geringer, als derjenige der Tragräder angegeben, so dafs ein erhebliches Gleiten stattfinden mufs.

Nr. 6. Lokomotive II der Padang-Staatsbahn, Sumatra, Spurweite 1067 mm, stärkste Steigung 80°/oo, Gattung III, dargestellt in Text-abb. 461.

Um auf den Strecken ohne Zahnstange rascher fahren zu können, als es mit den Lokomotiven Nr. 3 (Textabb. 458) möglich ist, wurden die später beschafften Lokomotiven nach der Gattung III ausgeführt.

Die Anordnung des Triebwerkes ist eine sehr einfache und zweckmäfsige. Ein besonderes Bremszahnrad ist nicht vorhanden, dagegen sind die hinteren Räder mit Bremsklötzen und Spindelbremse versehen. Die Bandbremse der Kurbelscheiben auf der Zahnradachse wTird wie bei Nr. 3 (Textabb. 458) durch einen kleinen Dampfkolben angezogen. Gegendruckbremse und Regler sind wie bei Nr. 1 (Textabb. 456) und Nr. 3 (Textabb. 458) angeordnet.

Der Kessel hat eine verhältnismäfsig grofse Rostfläche, um auch bei der langsamen Fahrt auf den Zahnstangenstrecken gut Dampf zu erzeugen. In Folge dessen leisten die Lokomotiven bei 15 km/St 5300 kg Zugkraft, also fast 290 P. S., oder 6,5 P. S. für 1 qm Heizfläche.

Nr. 7. Lokomotive der Bahn Visp-Zermatt, Schweiz, Spurweite 1000 mm, gröfste Steigung 125 °/₀₀, Gattung IV, dargestellt in Textabb. 462.

Die Bahn, welche vorwiegend dem Touristenverkehre dient, hat auf den glatten Strecken Steigungen bis 25 °/₀₀, auf den Zahnstangenstrecken vorwiegend 100 bis 125 °/

Steigung. Von den drei Tragachsen sind zwei gekuppelt und werden von zwei aufsenliegenden Cy-lindern mit Aufsen-Steue-rung und Kurbeln angetrieben. Innen an den beiden Kuppelachsen hängt ein besonderes Gestell, welches die beiden ebenfalls gekuppelten Zahnradachsen trägt, die von zwei innen unter der Rauchkammer liegenden Cylindern getrieben werden. Die Hauptrahmen liegen aufsen, um für das innere Triebwerk die nöthige Breite frei zu halten.

Die Zahnstange Abt’scher Bauart besteht aus zwei Schienen, welche auf den Steigungen bis 100 °/₀₀ 20 mm, auf den stärkeren Steigungen 25 mm stark sind. Die Zahnschienen und die zwei Räder jeder Achse sind um die halbe Theilung,

Fig. 462.

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Mafsstab 1:100.

Zahnrad-Lokomotive der Bahn Visp-Zermatt, Schweiz.

die beiden Zahnradachsen um ein Viertel der Theilung gegen einander versetzt, so dafs auf je 120 mm Theilungslänge vier Eingriffe entfallen. Die Zahnkränze sitzen nicht fest, sondern werden durch Hufeisenfedern mitgenommen, so dafs sie etwas nachgeben können. Durch diese Mittel wird ein sehr sanfter Gang erzielt.

Jedes Triebwerk hat eine Luftgegendruckbremse, die Zahnräder haben Bandbremsen auf geriffelten Scheiben, die Tragräder gewöhnliche Klotzbremsen.

Die Lokomotive befördert auf den Zahnstangenstrecken 45 t Nutzlast, also 75 t Gesammtlast, wozu höchstens 75.130 = 9800 kg Zugkraft nöthig sind. Auf den glatten Strecken beträgt die Fahrgeschwindigkeit bis 35 km/St.

Nr. 8. Lokomotive der H ö 11 ent ha 1 b ah n in Baden, Spurweite 1435 mm, gröfste Steigung 55 °/₀₀, Gattung IV, dargestellt in Textabb. 463.

Fig. 463.

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Mafsstab 1:100. Zahnrad-Lokomotive der Höllenthal-Bahn, Baden.

Die Bahn hat auf den glatten Strecken Steigungen bis 25 °/₀₀ und ist für Verkehr aller Art bestimmt.

Die Lokomotive hat drei gekuppelte Tragachsen, deren hintere seitlich verschiebbar ist. Das ebenfalls an den beiden vorderen Achsen aufgehängte innere Gestell trägt zwei gekuppelte Zahnradachsen, welche durch zweiarmige in diesem Gestelle gelagerte Zwischenhebel von den wagerecht unter der Rauchkammer liegenden inneren Cylindern getrieben werden. Die vier Bremsen sind wie bei Nr. 7 (Textabb. 462) angeordnet.

Die Zugkraft von etwa 9000 kg genügt, um auf der Steigung von 55 °/oo

9000

60

= 150 t Gesammtlast und 110 t Nutzlast zu befördern. Auf der Steigung von

25 °/₀₀ sind hierzu 4500 kg erforderlich und bei entsprechendem Füllungsgrade an den glatten Triebachsen auch vorhanden. Die beiden Zahnräder sind mit versetztem Eingriffe angebracht, sitzen jedoch fest auf ihren Achsen. Die Zahnstange ist nach Riggenbach scher Art mit der Befestigung der Zahnstöcke von B i s-singer ausgeführt.

Die Feuerkiste hat geneigte Decke; die Wasserstandszeiger befinden sich an der Hinterwand, da die starken Steigungen nur in einer Fahrrichtung liegen.

Nr. 9. Lokomotive der Harzbahn Blankenburg-Tanne, Spurweite 1435, gröfste Steigung- 60 °/₀₀, Gattung IV. Abgebildet auf Tafel VIII.

Diese Bahn war die erste mit vereinigten Zalmrad- und Reibungs-Lokomotiven betriebene Vollbalm. Die grölste Steigung beträgt auf den glatten Strecken 25 °/₀₀.

Die Hauptrahmen liegen aufsen, um für das innere Triebwerk Raum zu gewinnen. Dieses ist an einem an der ersten und dritten Achse angehängten Gestelle angebracht; die Achse der zweiarmigen Zwischenhebel ist jedoch an den Hauptrahmen gelagert. Die beiden gekuppelten Zahnräder bestehen entsprechend der dreitheiligen Zahnstange aus je drei Zahnkränzen, welche durch je acht starke, mit Gummihülsen versehene Querbolzen mitgenommen werden. Diese Mitnehmer und die Zwischenhebel werden nicht mehr ausgeführt, auch wendet man jetzt bei Vollspur meist innere Hauptrahmen an, da sich auch hierbei genügender Raum für das innere Triebwerk gewinnen läfst.

Die vier Bremsen sind wie bei allen übrigen Lokomotiven dieser Gattung vorhanden. Aufserdem ist die Vorrichtung zur Handhabung der H e b e r 1 e i n-Bremse vorhanden, mit welcher die eigenen Wagen der Bahn versehen sind.

Der Kessel hat geneigte Feuerkistendecke und Wasserstandzeiger an der Längenmitte, weil die starken Steigungen in beiden Fahrrichtungen liegen. Der Dom ist nach dem Kessel hin abgeschlossen und mit zwei Knierohren versehen, von welchen das eine mit einem langen Sammelrohre verbunden ist. Diese Anordnung hat sich bei vielen Zahnradlokomotiven zur Erzielung trockenen Dampfes gut bewährt. Der Dom würde besser über der Kesselmitte angebracht sein.

10. Lokomotive der bosnisch-herzegowinischen Staatsbahn, gröfste Steigung 60 °/₀₀, Gattung IV.

Diese Lokomotive, von welcher eine Zeichnung nicht zu erlangen war, hat ein besonderes zweiachsiges Tendergestell, weil das Gesammtgewicht bei einem gröfsten Raddrucke von 41 nicht auf vier Achsen gelagert werden konnte. Dieses Gestell, welches die Feuerkiste hinten zum Tlieil umfafst, giebt dem hintern Theile der Lokomotive bessere Führung zum Durchfahren der Krümmungen bis 70 m Halbmesser.

Aufser den üblichen vier Bremsen ist die Luftsaugebremse angebracht.

Die Lokomotive befördert auf den Steigungen von 60 °/₀₀ bezw. 45 °/₀₀ : 85 bezw. 120 t Wagengewicht mit 8 bis 10 km/St. und fährt auf glatten Strecken mit 30 km/St. Erstere Leistung erfordert eine Zugkraft von rund 7500 kg, während bis zu 9000 kg verfügbar sind, so dafs mit mäfsigen Füllungsgraden recht vortheil-haft gearbeitet werden kann. Die Lokomotive hat im Verhältnisse zu ihrem Gewichte eine grofse Leistungsfähigkeit.

11. Lokomotive der Usui-Toge-Balin, Japan, Spurweite 1067 mm, gröfste Steigung 67 °/₀₀, Gattung IV, dreitheilige Zahnstange Abt, dargestellt in Textabb. 464.

In Folge der Anwendung von nur drei Achsen sind Kessel- und Kohlenraum im Verhältnisse zur Zugkraft ziemlich klein. Textabb. 464 zeigt die Anordnung des Zahnradtriebwerkes ohne Hebel mit geneigt liegenden Zahnradcylindern, welche heute ausschliefslich angewandt wird. Die Triebstangen greifen an den Kuppelstangen in der mittlern Kraftrichtung an, um die Breite für besondere Triebzapfen zu ersparen. Die vier Bremsen nebst Saugebremse für den Zug und die sonstige Anordnung sind den Lokomotiven 8 bis 10 ähnlich.

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Beschreibung ausgeführter Zahnrad-Lokomotiven.

Fig. 464.

Mafsstab 1:40.

Zahnrad -Lokomotive der Bahn Usui-Töge, Japan.

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Die Anordnung des Zahntriebwerkes ist bei sämmtlicben Lokomotiven der Gattung IV derart, dais die Kolben- und Triebkraft zunächst auf die Tragachsen und durch diese auf das Rahmengestell übertragen wird. Hierdurch entsteht viel Reibung und starke Beanspruchung dieser Achsen undLager. Zweckmäfsiger würde es daher sein, die Zahnradrahmen an den Tragachsen in der Längenrichtung etwas beweglich aufzuhängen und sie vorne durch kräftige Gelenke mit den Cylindern fest zu verbinden, so dafs jene Kräfte unmittelbar auf das Gestell übertragen werden.

Die Zahnradrahmen selbst werden neuerdings oft in Barrenform aus Stahl-Formgufs hergestellt, was sehr zweckmäfsig ist.

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A. I. 1) Lokomotiven und Dampfwagen für Strafsenbahnen, Kleinbahnen und Förderbahnen.

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) Wegen näherer Angaben vergleiche Band II, B. IV. f.

1. 1. Lokomotiven für Strafsenbahnen,

Bearbeitet von F. Giesecke.

Die Strafsenbalinlokomotive ist im Betriebe städtischer Strafsenbahnen fast überall durch den elektrischen Betrieb verdrängt worden, ehe sie zu,allgemeinerer Verbreitung gelangte.

Die Strafsenbahnen waren ursprünglich sämmtlich für Pferdebetrieb eingerichtet und wurden meistens einspännig betrieben, da der städtische Verkehr ein rasches Aufeinanderfolgen kleiner und leichter Züge bedingt. Die Strafsenlokomotive, welche sich bei äufserster Beschränkung nicht unter etwa 7000 kg, bei voller Betriebs-zuverläfsigkeit nicht unter 10000 kg hersteilen läfst, ist also weit schwerer als ein vollbesetzter Strafsenbahnwagen und kann daher nur da als zweckmäfsig angesehen werden, wo die Wagen mit mehreren Pferden gefahren werden müssen, oder der Verkehr so dicht ist, dais innerhalb kurzer Zeitzwischenräume Züge mit mehr als einem Wagen zu befördern sind.

Die ersten Strafsenlokomotiven zeigten vielfach zu knappe Abmessungen der einzelnen Theile, weil die Achsbelastungen innerhalb der durch die vorhandenen Gleise gegebenen Grenze gehalten werden mufsten. In Folge dessen verursachten sie erhebliche Unterhaltungskosten, welche durch unzureichende Werkstatts-Anlagen noch gesteigert wurden. Trotz der geringen Geschwindigkeiten auf Strafsenbahnen müssen alle Theile kräftig und mit grofsen Gleitflächen hergestellt werden, weil der Staub und das häufige Anhalten und Anfahren in hohem Mafse nachtheilig wirken. Die Anforderungen an die Leistigfähigkeit sind verhältnismäfsig gröfsere, als bei Vollbahn-Lokomotiven. Zuverlässigkeit im Betriebe und Unempfindlichkeit gegen alle schädlichen Einflüsse sind daher umsomehr nöthig, als die sachverständige Ueberwachung häufig fehlt.

Bei den Strafsenlokomotiven kann man drei Bauarten unterscheiden: erstens mit aufsen liegenden Cylindern von Krauls in München, Hohenzollern in Düsseldorf und vielen Anderen, zweitens mit innen liegenden Cylindern von Henschel&Sohn in Cassel, Merryweather in England und Anderen, drittens mit Hebelübersetzung von Brown der Lokomotivfabrik in Winterthur.

Die Lokomotive von Kraufs & Co. in München (Textabb. 465) unterscheidet sich von den gewöhnlichen Tenderlokomotiven dieser Fabrik nur durch die Einrichtungen zur Unsichtbarmachung des Abdampfes und zur Verhütung des Eindringens des Strafsenschmutzes und zeichnet sich durch Einfachheit der Bauart besonders aus.

Der Führer steht zur rechten Seite des Langkessels und wechselt seinen Platz nicht. Die Lokomotive wird an den Endpunkten der Bahn nicht gedreht. Die Unterstützung erfolgt in drei Punkten durch zwei Längsfedern und eine Querfeder. Der Kastenrahmen ist für die Gewichtsverminderung besonders zweckmäfsig. Der

23

Eisenbahn-Technik der Gegenwart I.

Fig. 465.

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Mafsstab 1:50. Strafsenbahn-Lokomotive, Bauanstalt Kraufs, München.

einfache Kessel hindert die freie Uebersicht über die Strafse nicht. Das Feuer wird von der Seite des Führers aus bedient; der Brennstoff ist wie bei allen Strafenlokomotiven Koke; die Feuerbüchse bietet genügenden Fassungsraum für längere Fahrt, um das häufige Beschicken des Feuers zu vermeiden, ebenso gestattet der Kessel einen stark wechselnden Wasserstand.

Triebwerk und Steuerung mit S tep lienson’scher Schwinge sind durch ein Gehäuse mit Seitenklappen vor dem Strafsenschmutze möglichst geschützt. Die Unsichtbarmachung des Dampfes in bebauten Strafsen wurde anfangs in der Weise angestrebt, dafs das Dach doppelt angeordnet war. In den Zwischenraum wurde der Abdampf eingeleitet und sollte einen Theil seiner Wärme an die Dachflächen abgeben, während der nicht niedergeschlagene Dampf in eine Abtheilung des Wasser-Kastens geleitet wurde. Diese Anordnung bewährte sich nicht und wurde durch die dargestellte Niederschlag-Vorrichtung aus 3 Längsleitungen c von U-Eisen mit 130 Querrohren von 35 mm Durchmesser und 1 mrh Wandstärke ersetzt. Der Abdampf durchströmt zunächst den Auspuff-Kasten p (Textabb. 465), in welchem sich ein Schlangenrohr befindet, durch welches das Speisewasser hindurch gedrückt und vorgewärmt wird. Von hier aus gelangt er in den höchsten Längskasten c, durchströmt die Querröhren und fliefst endlich in den mittleru Wasserkasten ab. Das hier angesammelte Gemisch von Kühl- und Niederschlagwasser wird nicht zur Speisung des Kessels benutzt, weil die darin enthaltenen Fettsäuren den Kessel in kurzer Zeit erheblich anfressen würden. Der Speisewasserkasteu mufs daher von dem Niederschlagkasten getrennt bleiben.

In die Abdampfleitung ist ein Wechselhahn eingeschaltet, durch welchen der Dampf entweder in die Niederschlagvorrichtung, oder in den Schornstein geleitet werden kann. Die Röhren können auf 1 qm Oberfläche mindestens 2000 Wärmeeinheiten in der Stunde, bei 35 qm also 70000 Wärmeeinheiten an die Luft abgeben. Bei einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 12 km/St ergiebt dies auf 1 km

fast 6000 Wärmeeinheiten oder etwa 11 kg Niederschlagwasser. Da selbst bei mäfsiger Beanspruchung mehr als 11kg Dampf auf 1km verbraucht werden, so mufs das Kühlwasser den übrigen Dampf aufnehmen und zeitweilig erneuert werden.

Fig. 466.

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Die Bauart von Hen-sehel & Sohn in Cassel (Text-abb. 466) hat in Folge der Innenlage der Cylinder den Vorzug völlig geschützter Lage sämmtlicher Trieb werkstheile.

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Diese liegen in einem vor dem Strafenschmutze schützenden Kasten und sind dem Auge des Führers sichtbar. Dagegen ist das Oelen und Nachfüllen der Maschinen-theile erschwert.

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Die Niederschlag-Vorrichtung besteht aus einer Anzahl

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Mafsstab 1 : 50. Strafsenbahn-Lokomotive, Bauanstalt Henschel & Sohn.

Der hier nicht niedergeschlagene Dampf gelangt mit dem Wasser in den Kühlwasserbehälter. Der

Der Führer wechselt seinen

Die Bremse wird mit dem

Stand des Führers ist an der rechten Langseite des Kessels; in seinem Bereiche liegt der Regler, die Steuerung und die Bremse.

Stand nicht, hat aber nicht überall hin freie Aussicht.

Fufse bedient, so dafs dem Führer beide Hände für die Steuerung und den Regler frei bleiben. Die abgebildete Lokomotive hat Cylinder von 200X300 mm Durchmesser, 17 qm Heiz- und 0,57 qm Rostfläche, 0,8 cbm Speise- und 0,9 cbm Kühlwasserraum und wiegt betriebsfähig 12 t.

Die Lokomotive des Werkes Hohenzollern in Düsseldorf ist ähnlich gebaut, hat aber J o y-Steuerung und den Wasserbehälter aufserhalb der Rahmen untei dem Fufsbleche,

Die Bauart Merryweather ist derjenigen von H e n s c h e 1 (Textabb. 466) ähnlich, aber mit vollständigem Abschlüsse durch Fenster versehen.

Fig. 467.

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Mafsstab 1:50. Strafsenbahn-Loko motive, Bauanstalt Winterthur.

Bei der dritten Bauart, von der Schweizerischen Lokomotiv-u n d Maschinenfabrik Winterthur (Textabb. 467) liegen die Cylinder aufsen und so hoch, dafs die Kraftübertragung durch einen doppelarmigen Zwischenhebel erfolgt. Von dem Triebwerke sind nur die Kuppel- und Kurbelstangenlager dem Staube ausgesetzt. Die auf S. 201 zu Textabb. 241 bereits beschriebene ßrow n-sche Steuerung ist einfach, übersichtlich und giebt gute Dampfvertheilung.

Diese Lokomotive hat den Vorzug vor den bisher beschriebenen, dafs an jedem Ende ein Führerstand mit Steuerung, Regler und Bremse vorhanden ist, so dafs der Führer völlig freie Aussicht hat. Hierdurch wird die Sicherheit gegen Unfälle erheblich gesteigert, da die meisten dadurch entstehen, dafs Fufsgänger oder Fuhrwerke in kurzer Entfernung vor dem Zuge das Gleis zu kreuzen versuchen.

förmig gebogener Rohre auf dem Dache und ist derjenigen von H enschel

Der Abdampf gelangt zunächst in den Ausputfkasten und läfst hier die noch mitgerissenen Fett- und Wassertheilchen zurück, so dafs ein Ueberreifsen von Wasser durch den Schornstein vermieden wird. Das Dampfwasser wird in den Kühlwasserraum geführt, da es nicht auf den Strafsenkörper gelangen darf, wo es im Winter gefrieren würde. Die Niederschlagvorrichtung besteht aus einer grofsen Anzahl

& Sohn ähnlich. Der kurze Langkessel ist ganz mit Wasser gefüllt, den Dampfraum enthält der runde hohe Stehkessel mit runder Feuerbüchse. Hierdurch werden grofse Verschiedenheiten des Wasserstandes zulässig, was häufig von Vortheil ist. Diese Kessel haben sich in langjährigem Betriebe als völlig sicher bewährt, auch die flufseisernen Feuerkisten haben sich verhältnismäfsig gut gehalten. Ein Nachtheil der runden Feuerbüchsen ist die geringe Grösse der Rostfläche. Die Speisepumpe, die Brown ebenso wie K r a u f s beibehalten hat, ist so eingerichtet, dafs sie stets arbeitet und die Rücklaufleitung geschlossen wird, wenn gespeist werden soll.

Alle Strafsenlokomotiven bedürfen besonderer Schutzvorrichtungen, welche verhindern sollen, dasiebende Wesen und sonstige Hindernisse unter die Räder gerathen. Die verbreitetste von diesen ist der bekannte amerikanische Kuhfänger, der aber gegen das Ueberfahren von Menschen wenig Sicherheit gewährt, weil der Räumer sich auf den Körper hinaufschiebt und ihn fest auf das'Strafsenpflaster drückt, anstatt ihn zur Seite zu schieben.

Fig 468.

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Mafsstab 1:66²/₃.

Schutzfänger für Strafsenbahn-Lokomotiven.

Besser ist die in Textabb. 468 dargestellte Einrichtung. Sobald die Hebel bb einen auf dem Bahnkörper befindlichen Gegenstand berühren, der nicht von dem zwischengespannten Netze n aufgefangen wird, bewegen sie sich nach oben und lassen die Hebel c mit dem Netze nj n, auf den Bahnkörper fallen. Diese zweite Fangvorrichtung soll sich so dicht auf den Strafsenkörper legen, dafs kein menschlicher Körper darunter hindurch und bis vor die Räder gelangen kann. Die Fangvorrichtungen müssen thun-lichst unmittelbar mit den Achsbüchsen verbunden sein, damit sie die Schwankungen des Obergestelles nicht mitmachen und der Zwischenraum zwischen Bahnräumer und Bahnkörper möglichst gering sein kann.’

l,” 2, Dampfwagen für Strafsenbahnen,

Bearbeitet von F. Giesecke.

Die Vereinigung der Lokomotive und des Wagens zu einem „Dampfwagen“ bezweckte eine Ersparnis an Gewicht, BeschafFungs- und Unterhaltungskosten.

Einige Verbreitung hat nur der Dampfwagen von Rowan (Textabb. 469) erlangt, bei welchem das vordere selbständige Maschinengestell mit Kessel in den Wagen eingeschoben ist und daher vorne mitträgt. Das hintere Ende des Wagens wird durch eine Laufachse getragen. Durch diese Anordnung wird ein leichter Gang des Wagens durch die schärfsten Krümmungen erreicht. Nach Auswechseln des Maschinengestelles kann der Wagen in Betrieb bleiben, wenn an der Maschine Unterhaltungsarbeiten vorzunehmen sind.

Die Dampfwagen von Kr aufs, Samuel son, Winterthur u. s. w. haben keine dauernde Verwendung gefunden. Bei allen Anordnungen bleibt der grofse Uebelstand des Drehens der langen Wagen an den Enden der Fahrt. Dampfwagen auf Hauptbahnstrecken verwendet die helgische Staatsbahn,9).

Unter den übrigen bisher versuchten Dampfwagen besonderer Bauart ist derjenige von Serpollet in Paris¹ 2) bemerkenswert!!. Der Kessel besteht nach Text-

Mafsstab 1:100. Rowan’scher Dampfwagen.

abb.470 aus geprefsten, starken, aus Stahl gezogenen Siede-rohren, in deren schmalen Schlitzen das eingepumpte Wasser Serpollet-Kessels. augenblicklich in stark überhitzten Dampf verwandelt wird.

Fig. 470.

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Die Leistung der Maschine wird durch ein Ventil geregelt, welches einen beliebigen Theil des von einer Speisepumpe stetig gelieferten Wassers in den Kessel gelangen läfst, während der nicht verbrauchte Theil zurückläuft. Nach längerm Aufenthalte wird die zum Anfahren nöthige Spannung vom Wagenführer mittels einer Handspeisepumpe hergestellt.

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Fig. 469.

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Der Kessel bedarf also, da er für alle Fälle mit einem Sicherheits-Ventile versehen ist, während der Fahrt keiner weitern Wartung und Beobachtung, so dafs die Bedienung der Maschine sehr einfach ist. Die Feuerung wird nur an den Endpunkten versorgt. Der stark überhitzte Dampf ist so ein Niederschlagen überflüssig erscheint. Die Zwillingsmaschine, deren Triebwerk ganz geschützt liegt, treibt von ihrer Achse aus beide Achsen des Wagens durch drei Triebketten an. Die ganze Einrichtung wiegt für einen zweispännigen Wagen nur 1500 kg.

Die Bedienung der Maschine mittels eines Handgriffes nimmt die Aufmerksamkeit des Führers nicht mehr in Anspruch, als bei elektrischem Betriebe, so dals ein besonderer Heizer nicht erforderlich ist.

1. 3. Lokomotiven für Kleinbahnen und Förderbahnen,

Bearbeitet von F. Reimherr und v. Borries.

Auf Kleinbahnen werden Tender-Lokomotiven verschiedener Anordnung und Gröfse verwendet, bei welchen zu möglichster Ausnutzung der Zugkraft entweder sämmtliche Achsen gekuppelt sind, oder nur eine schwach belastete, einstellbare

Laufachse vorhanden ist. Letztere ist zweckmäfsig, wenn die Bahn dem Personenverkehre auf längeren Strecken dient und daher mit gröfserer Geschwindigkeit gefahren werden soll, ein entsprechend langer, fester Achsstand aber der scharfen Krümmungen wegen nicht ausführbar ist.

Die Gröfse der Triebachslast richtet sich nach der geforderten Zugkraft, die Anzahl der gekuppelten Achsen nach der Tragfähigkeit des Gleises. Die meisten Kleinbahnen verwenden Lokomotiven mit drei gekuppelten Achsen. Reicht diese Anzahl nicht aus, so muss man Lokomotiven mit zwei Triebgestellen nach den Bauarten Meyer, Mallet-Rimrott, Hag a ns, oder mit einstellbaren Achsen nach den Bauarten Klose, Klièn-Lindner, oder Doppel - Lokomotiven anwenden, welche auf S. 19, 20, 30, 35, 42 bis 44 und 215 beschrieben sind.

Die Anordnung im Einzelnen macht umsomehr Schwierigkeiten, je gröfser die verlangte Leistungsfähigkeit im Verhältnisse zur Spurweite ist. Bei 600 und 750 mm Spur ist zwischen innenliegenden Rahmen und den Rädern zu wenig Raum für die Feuerkiste, welche daher entweder über oder hinter die Rahmen und Räder gestellt wird.

Verbund-Wirkung hat noch wenig Anwendung gefunden, obgleich sie bei einfacher Anfahrvorrichtung (Gölsdorf, Lindner Textabb. 338 S. 271 und Text-abb. 340 und 341 S. 272) in geeigneten Fällen vortheilhaft sein würde.

Das Gestell hat in der Regel Kastenrahmen K r a u f s’scher Bauart (Textabb. 165 S. 153), welche bei gegebenem Gewichte die gröfste Leistungsfähigkeit und den festesten Zusammenhalt erreichen läfst. Barrenrahmen amerikanischen Musters werden vereinzelt angewandt, um die vorräthigen Triebwerke für verschiedene Spurweiten möglichst schnell zusammenbauen zu können. Aufsenrahmen sind selten. Die Wasserbehälter werden in England und Amerika häufig sattelförmig über den Langkessel gehängt.

Das Triebwerk wird nach aufsen verdeckt, wenn Menschen und Thiere hin-eingerathen und Pferde davor scheuen könnten.

Die folgenden Abbildungen zeigen eine Anzahl von Ausführungen deutscher Lokomotivfabriken, deren Hauptahmessungen die Zusammenstellung XLVI enthält.

1)

Fig. 471.

% gekuppelte Lokomotive der Lokomotivfabrik in Linden (Textabb. 471) für Neben- und Kleinbahnen in Jütland, Fiihnen und Schweden. Entworfen von v. Bor ries.

Spurweite 1435mm, Dienstgewicht 18,7 t.

Der Wasserkasten liegt zwischen den Rahmen, die Allansteuerung aufsen, die Unterstützung erfolgt in drei Punkten mit Querfeder über der Laufachse. Die Lokomotive hat sehr ruhigen Gang und ver-hältnismäfsig grofse Leistungsfähigkeit.

Die Anordnung hat den Vortheil, dafs das veränderliche Gewicht des Wasservor-latlies gl öfstentheils von dei Laufachse ]yjRfsstal) 1:100. ²/₃ gekuppelte Lokomotive mit getragen wird, also die Triebachslast wenig beeinflufst.

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Vollspur, Bauanstalt Linden.

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Fortlaufende Nr.

Abbildung Nr.

Gattung, Verhältnis der Anzahl der Triebachsen zur Gesammt-zahl der Achsen.

Spurweite

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Zusammenstellung XLVI.

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Kessel

Gewicht

Inhalt

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Erbauer

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1106

Krauls, München

320

470

500 950 54 1,25

13

25,0 33,0 3,60 2,00

f. Kleinbahnen in Jütland. Lambach-Gmunden.

750

600

Henschel, Cassel Krauls, München

300

210

350 700 40 0,80 300 620 23 0,43

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Hohenzollern,

Düsseldorf

Henschel, Cassel

295

460

200

270

230

180

240

180

350 780 32 0,60

300 620 15 0,36 300 680 32 0,52 400 750 23,5 0,50 300 580 13 0,30 360 700 25 0,42

300

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2) ²/₃ gekuppelte Ver bun d 1 oko motive Krauls in Mün-

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österreichischen bahn ; entworfen von G ö 1 s-d o r f, mit 1106 mm Spurweite und 33 t Dienstgewicht (Textabb. 472). Der Wasserkasten liegt seitwärts am Kessel, die H e u-s i n g er- Steuerung aulsen. Die vordere Laufachse und

die Kuppelachse sind in einem Kraul s’schen Gestelle (siehe Textabb. 211 S. 182) gelagert, wodurch Mafsstab 1:100. %    ^ sehr freie Bewegung in

Krümmungen erreicht wird. Der Feuerkasten steht über den Rahmen.

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Die Lokomotive zog bei Probefahrten auf einer Steigung von 34 °/₀₀ eine Wagenlast von 6,8 t mit einer Geschwindigkeit von 18 km/St, wozu eine Leistung von rund 300 P. S., oder 5,5 P. S. für 1 qm Heizfläche nöthig war. Die Lage der Cylinder nahe dem Schwerpunkte trägt ebenso wie bei Textabb. 471 zur Ruhe des Ganges und zur geringen Beanspruchung der Gleise erheblich bei.

Fig. 473.

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Mafsstab 1:50.    ²/₃ gekuppelte Lokomotive mit 750 mm Spur, Henschel & Sohn, Cassel.

3)    ²/₃ gekuppelteLokomotive von Henschel&Sohn, Cassel (Textabh. 473) mit 750 mm Spurweite und 22,2 t Dienstgewicht. Die Laufachse liegt in besonderm Deichselgestelle, welches auch die hintere Zug- und Stofsvorrichtung trägt und durch einen Bügel belastet ist. Der Wasserbehälter liegt zwischen den Rahmen und seitlich am Kessel, der Feuerkasten steht über dem hintern, breit gebauten Theile des Gestelles.

4)    ²/₃ gekuppelte Lokomotive von Krauls, München (Text-abb. 474) mit 600 mm Spurweite und 12,4 t Dienstgewicht. Die Anordnung ist dieselbe wie bei Nr. 2 (Textabb. 472), aber der engen Spur wegen mit Aufsen-rahmen. Der Feuerkasten liegt hinter den Triebrädern schräg. Lauf- und Kuppelachse sind in einem Krau f s’schen Drehgestelle (Textabb. 211 S. 182) gelagert, die Unterstützung erfolgt in drei Punkten. Wasser- und Kohlenbehälter liegen neben dem Langkessel, der Kasten zwischen denCylindern fafst nur einen geringen Theil des Wassers.

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Mafsstab 1:50. ²/₃ gekuppelte Lokomotive mit 600 mm Spur, Kraufs, München.

5) ³/₄ g e k u p-p e 11 e Lokomotive von Kraufs, München (Text-abb.475)mit 750mm Spurweite und 20,7 t Dienstgewicht. Bei dieser Anordnung ist die Triebachslast auf drei Achsen vertheilt, um möglichst geringen Raddruck zu erreichen ; der geringe feste Achsstand gestattet das Befahren scharfer Krümmungen; durch die Laufachse, d. h. durch den langen Gesammtachsstand wird ein ruhiger und sicherer Gang erreicht. Diese Anordnung ist daher für Kleinbahnen mit leichtem Oberbau besonders geeignet. Der Kastenrahmen reicht nur bis zum Feuerkasten, der hintere Theil des Rahmengestelles ist nach Textabb. 482, S. 367 seitlich erweitert, um Raum für Feuerkasten und Laufräder zu schaffen. Die

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Mafsstab 1:80.

³/₄ gekuppelte Lokomotive mit 750 mm Spur, Kraufs, München.

Lauf- und hintere Triebachse sind durch ein Kraufs’sches (Textabb.211 S. 182) Gestell verbunden.

6)    Nr. 6 der Zusammenstellung XL VI giebt die Verhältnisse einer leichtern Lokomotive gleicher Bauart mit 750 mm Spurweite an. Die Unterstützung würde besser in der Weise geschehen, dafs die Federn der ersten und zweiten, sowie der dritten und vierten Achse durch Langhebel verbunden werden, um die Belastung der Laufachse gleichmäfsiger zu erhalten.

7)    s/₃ g e k u p p e 11 e Lokomotive von Krauls,

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Mafsstab 1:50.    ³/₃ gekuppelte Lokomotive mit 750 mm Spur, Kraufs, München.

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München (Textabb. 476) mit 750 mm Spurweite und 15,8 t Dienstgewicht. Diese Abbildung zeigt die gewöhnliche Bauart dieser Fabrik, welche für mäfsige Geschwindigkeit in jeder Beziehung zweckmäfsig erscheint. Der Feuerkasten liegt hinter dem dritten Räderpaare, über dem Rahmenende schräg. Ein Theil des Wasservorrathes ist seitlich vom Kessel untergebracht.

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Die Unterstützung erfolgt in drei Punkten.

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8)    ³/₃ g e k u p p e 11 e Lokomotive von Hen- ^ sch»e 1 & Sohn, Cassel ^

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(Textabb. 477) mit 750 mm ^

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Spurweite und 13,4 t Dienstgewicht. Die Anordnung ist der vorigen ähnlich, aber mit wagerechtem, schmalem Roste zwischen den Rahmen ausgestattet. Die Unterstützung erfolgt in drei Punkten; jede Achsbiichse hat eine eigene Feder.

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9)    ³/₃ gekuppelte leichte Lokomotive von Krauls, München (Textabb. 478) mit 600 mm Spurweite und 8,6 t Dienstgewicht, gleicher Anordnung mit Nr. 7. Diese Lokomotive ist für Kleinbahnen leichtester Bauart und für Feld-

12)    2.²/₂ gekupp elt e L 0 k 0 m 01i v e, Bauart Mallet-Rimrott,

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erbaut von Jung, Jung ent ha 1 b. Kirchen a. S. (Textabb. 481) mit 600 mm Spurweite und 13 t Dienstgewicht. Die Ausführung stimmt mit derjenigen Mailet für die Pariser Ausstellungs-Bahn von 1889 nahezu überein. Das vordere Gestell hat innere, das hintere aufsenliegende Rahmen, um für Feuer- und Aschenkasten Raum zu gewinnen. Im Uebrigen ist die Anordnung ähnlich wie bei den auf S. 30, 215 und 279 beschriebenen Lokomotiven für Vollbahnen.

Die üblichen Abmessungen von ²/₂ u n d ³/₃ g e k u p p e 11 e n Loko-m 01 i v e n für Klein- und Förderbahnen und ihre Leistungen enthält die Zusammenstellung XL VII.

Zusammenstellung XLVII.

Haupt-Abmessungen von Lokomotiven für Klein- und Förderbahnen

von H e n s c h e 1 & Sohn, Cassel.

Leistung

P. S.

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30

40

50

65

100

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Anzahl der gekuppelten Achsen Cylinder - Durchmesser Kolbenhub .... Rad-Durchmesser .    .

Achsstand.....

Dampfüberdruck Heizfläche innen .    .

Rostfläche ....

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qm

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Inhalt der Wasserkasten cbm

Gewicht

leer kg

Gewicht

betriebsfähig

kg

Breite mm

Gröfste Zugkraft

Beförderte Zuglast in t auf gerader Steigung :

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150

180

180

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420

450

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630

300

630

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1500

1500 1600

1600 1800

270

430

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1800

280

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0,48 0,53

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kg

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1:100 = 10%o

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0    0,52    0,69

0,55 0,72 0,98

0,46 0,65 0,61 0,83 0,88 1,10

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Bauart der Einzelt heile. Einfachheit und Dauerhaftigkeit aller Tlieile ist für Kleinbahn-Lokomotiven, welche allerlei besonderen Zufällen ausgesetzt sind, besonders nöthig. Innere Rahmen werden aut'ser bei schmaler Spur entweder unter dem Feuerkasten durchgeführt, oder bei hinten liegender Laufachse durch ein breiteres Gestell verlängert, wie Textabb. 482 als Beispiel zeigt.

Fig. 482.

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Mafsstab 1:88,3. Hinten erweiterter Innenrahmen von Kr aufs.

Bei drei gekuppelten Achsen empfiehlt es sich, wie auf S. 73 bis 76 nachgewiesen ist, an der Mittelachse nicht die Spurkränze fort zu lassen, sondern diese Achse soweit seitlich verschiebbar zu machen, dafs sie sich in Krümmungen mit den eigenen Spurkränzen führt, da hierdurch der Seitendruck des äufsern Spurkranzes der vordem Achse um 40 bis 50 °/₀ vermindert wird, was bei Kleinbahnen mit leichtem Oberbau von besonderer Bedeutung ist. Diese Anordnung bedingt, dafs die dritte Achse Triebachse ist.

Das Kraufs’sche Gestell (Textabb. 211 S. 182), eignet sich nach den Ausführungen S. 80 und 81 für Kleinbahnlokomotiven weniger, als ein gewöhnliches Deichselgestell mit geringer Rückstellkraft. Zweckmäfsiger ist dagegen die neueste Anordnung des Gestelles, bei welcher die Laufachse mit der mittlern Kuppelachse verbunden ist, so dafs für beide Fahrrichtungen gute Einstellung aller Achsen und geringer Seitendruck der führenden Spurkränze erreicht wird. Hierbei mufs die dritte Achse Triebachse sein.

Die festen Achsstände empfiehlt der § 52 der Grz. f. L. folgende Mafse nicht zu überschreiten:

Zusammenstellung XLVIII.

Krümmungshalbmesser 25, 40, 50, 75, 100, 150, 210 m gröfster Aehsstand 1,1, 1,5, 1,6, 2,0, 2,3, 2,9, 3,5 m Die Kessel erhalten möglichst einfache Formen mit runder äufserer Decke und des schwankenden Wasserspiegels wegen neuerdings stets Dampfdome mit

Regiergehäuse und einfachen Sicherheitsventilen. Der Dampfüberdruck beträgt in der Regel 12, seltener 13 und 14 at.

Für die stets aufsenliegende Steuerung ist die Anordnung von Stephenson am geeignetsten, weil sie die einfachste ist und die geringste Breitenausladung der Schieberkasten gestattet. Auch die H e u s i n ge r - Steuerung wird besonders von Krauls in München oft angewandt, namentlich wo es auf gute Dampfausnutzung und verhältnismäfsig hohe Leistungen ankommt.

Die Bremsen werden oft mit nur einem Klotze auf jeder Seite ausgeführt, was wegen der starken Abnutzung und einseitigen Druckes auf Achsschenkel, Führungen, Kuppelzapfen und Stangen grade hier bei dem häufigen Gebrauche besonders unzweckmäfsig ist. Die Zahl der Bremsklötze an jeder Seite sollte nicht geringer sein, als diejenige der gekuppelten Räder und ihr Druck sollte möglichst in einer Richtung, oder noch besser an jedem gebremsten Rade mit 2 Klötzen wirken.

Als Bahnräumer genügen in der Regel kräftige wagerechte, meist förmig gebogene Winkeleisen, in 75 bis 100 mm Abstand über S. 0, welche bei Entgleisungen auch dem Umfallen entgegenwirken. Bei Förderbahnen werden an deren Stelle oft kräftige Holzbohlen angebracht, welche die Lokomotive selber bei Unfällen aller Art schützen sollen.

Die Berechnung der Haupt-Abmessungen kann nach den S. 52 bis 57 gegebenen Regeln erfolgen, wobei indes die Zugkraft nicht über 150 kg für 1 t Triebachslast und die Leistung nicht über 3 P. S. für 1 qm Heizfläche anzunehmen ist. Gröfsere Leistungen können nur bei gröfseren Kesseln und längeren Fahrten erreicht werden.

Eisenbahn-Technik der Gegenwart I.

L Verbund - Schnellzug - Locomotive der preussischen Staatsbahnen

Taf. I.

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Taf. H.

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Organ 1891, S. 106, Tafel IX, Fig. 10.

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8°) Organ 1894, S, 236, 241. Zeitsçhr, d, Yer. deutsch. Ing. 1894, S. 801,