Dampflokomotive (Bauart)
aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Nach Bauarten werden bei Dampflokomotiven ihre technischen Varianten und die Varianten ihres äußerlich formgebenden Aufbaus unterschieden.
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] „Standard“- und „Einheits-Lokomotiven“
Die heute noch in Deutschland anzutreffende Unterscheidung zwischen Einheitslokomotiven und Sonderbauarten ist bei internationaler Betrachtung nicht sinnvoll. In der über zweihundertjährigen Geschichte der Dampflokomotiven seit Beginn des 19. Jahrhunderts gibt es, bis ins 21. Jahrhundert, immer wieder mehr oder weniger erfolgreiche Versuche, den Aufbau von Dampflokomotiven zu optimieren. Wenn auch die ersten Dampflokomotiven in den verschiedenen Ländern und Kontinenten meistens Importmodelle waren, so gab es doch bald in allen technisierten Staaten eigene Weiterentwicklungen und eine eigene Industrie, die Dampflokomotiven baute. Dies führte zu einer großen Zahl von verschiedenen Bauarten, und eine Standardbauart gab es höchstens vorübergehend im nationalen Zusammenhang.
So war der Bau der deutschen Einheitslokomotiven eine Episode von nur 34, wenn auch erfolgreichen, Jahren: 1925 wurden die ersten Maschinen der Baureihen 01 und 02 fertiggestellt, im Jahr 1959 beschaffte die Deutsche Bundesbahn die letzte Maschine der Baureihe 23. Insgesamt wurden 39 Einheitsbaureihen in Deutschland entwickelt.
[Bearbeiten] Geschwindigkeit und Fahrstabilität
[Bearbeiten] Die „Crampton“
Die "Crampton"-Dampflokomotive hat nur eine weit hinter dem Kessel angeordnete Treibachse mit großen Rädern von bis zu 2,15 m Durchmesser (in Europa). Sie wurde 1843 von Thomas Russell Crampton erdacht. Er verfolgte die Absicht, die Nachteile der von Stephenson entwickelten „Long Boiler“ (Langkessel) zu vermeiden. Diese ragten vorne und hinten über die Achsen hinaus und neigten damit bei hohen Geschwindigkeiten zum Nicken und Entgleisen. Bei der Bauart „Crampton“ ließen sich trotz tiefer Lage des Langkessels große Treibräder für hohe Geschwindigkeiten verwenden. Die besonders tiefe Kessellage wurde damals irrtümlicherweise als wichtig für eine hohe Laufruhe und Laufgüte der Maschine angesehen. Diese Auffassung wurde insbesondere durch die Konstruktionen Karl Gölsdorfs mit besonders hoher Kessellage widerlegt. Dass die Crampton-Lokomotiven tatsächlich wesentlich laufruhiger waren als die „Long Boiler“-Maschinen, lag an der insgesamt besseren Gewichtsverteilung und den nahe dem Lokschwerpunkt angebrachten Zylinder, was dazu beitrug, dass die irrige Meinung bezüglich der tiefen Kessellage sehr zählebig war.
Die Crampton hatte stets nur eine angetriebene Achse.
In den USA baute W. Norris um 1847 für die Camden & Amboy Railroad sieben Maschinen dieses Typs mit einem Treibraddurchmesser von sogar 2,42 m. Der überlange Kessel wurde von sechs Laufrädern getragen. Lokomotiven der Bauart Crampton erreichten die für damalige Zeiten unvorstellbare Geschwindigkeit von 120 km/h.
Nachteilig ist bei dieser Konstruktion, dass nur ein verhältnismäßig geringes Gewicht auf der angetriebenen Achse liegt. Damit ist auch die Zugkraft gering, und die Treibräder neigen zum Schleudern (Durchdrehen). Dennoch war die Crampton zwischen 1850 und 1900 vor allem in Frankreich und auch in Süddeutschland (z. B. Lokomotive „Die Pfalz“) mit einer Stückzahl von über 300 Lokomotiven sehr verbreitet.
In England, dem Heimatland des Erfinders, konnte sich die Bauart nicht durchsetzen, jedoch trug eine besonders leistungsfähige Maschine der Bauart Crampton durch einen Geschwindigkeitsrekord von 126 km/h dazu bei, dass sich die Normalspur von Stephenson durchsetzte und die Great Western Bahn die von ihr bevorzugte Breitspur (2134 mm) aufgeben musste.
Die nicht offensichtlichen Vorzüge der Crampton Lokomotive wurden jedoch von den zeitgenössischen Ingenieuren nicht wahrgenommen, obwohl diese Vorzüge ohne weiteres auf andere Bauarten übertragbar gewesen wären. Dazu zählt insbesondere:
- Eine tadellose Rahmenbauweise, welche die Zugkräfte vom Kessel fernhielt. Dies war insbesondere bei den Lokomotiven Stephensons nicht der Fall.
- Möglichst kurze, wenig gekrümmte Dampfleitungen mit großem Querschnitt, um die Drosselverluste gering zu halten. Diese thermodynamischen Konstruktionsgrundsätze wurden erst von André Chapelon wiederentdeckt und konsequent umgesetzt. Nicht nur der große Treibraddurchmesser allein, sondern auch die günstig bemessenen Dampfleitungen trugen dazu bei, dass die Crampton Lokomotiven wesentlich höhere Geschwindigkeiten erreichen konnten als andere zeitgenössische Konstruktionen.
[Bearbeiten] Hochgeschwindigkeitslokomotiven
Stromlinienlokomotiven sind von Ihrer Bauart her meist normale Dampflokomotiven, die jedoch für höhere Fahrgeschwindigkeiten vorgesehen sind und zur Verminderung des Luftwiderstands mit einer aerodynamisch günstigen Voll- oder Teilverkleidung versehen sind. Allerdings behindert die Verkleidung die umfangreichen Wartungsarbeiten und ist zudem erst bei Geschwindigkeiten jenseits von 150 km/h ausreichend wirksam. Diese wurden jedoch im Regelbetrieb mit Dampflokomotiven selten überschritten.
Teilweise wurde die Stromlinien-Bauart mit der Bauart der Dampflokomotiven mit vorneliegendem Führerstand (Cab Forward) verknüpft.
[Bearbeiten] Kurvengängigkeit und hohe Leistung
[Bearbeiten] Bauart Mallet
Die „Mallet“-Dampflokomotive wurde 1884 von dem Schweizer Anatole Mallet entwickelt. Sie hat zwei eigenständige Fahrwerke. Das hintere Fahrwerk ist auf normale Weise mit dem Rahmen verbunden. Das komplette vordere Fahrwerk mitsamt einem eigenen Rahmen und eigener Kolbendampfmaschine ist dagegen beweglich über einen Drehzapfen mit dem Hauptrahmen der Lokomotive verbunden.
Mallet-Lokomotiven finden bzw. fanden Verwendung sowohl bei Berg- und Schmalspurbahnen als auch bei Vollbahnen im schweren Güterzugdienst. Hier wurden sie vor allem in den USA zu den größten jemals gebauten Dampflokomotiven. Charakteristisch für die Bauart Mallet ist auch die Arbeitsweise der Dampfmaschine mit Verbundwirkung. Verbundlokomotiven mit auf verschiedene Triebwerksgruppen wirkenden Hoch- und Niederdruckzylindern neigen allerdings sehr zu abwechselndem Schleudern beider Triebwerke. Ein weiterer grundsätzlicher Nachteil der Mallet-Verbundlokomotiven lag auch in der mangelnden Eignung für höhere Geschwindigkeiten. Mit der Einführung des Heißdampfes lag es deshalb nahe, auf die Verbundwirkung zu verzichten, eine Bauform, die es wie schon ausgeführt besonders in den USA als articulated locomotive zu sehr großer Verbreitung brachte. Bei der Harzer Schmalspurbahn befinden sich noch betriebsbereite Mallet-Lokomotiven (Stand 2004).
[Bearbeiten] Bauart Triplex
In einer Erweiterung des „Mallet-Prinzips“ bauten die amerikanischen Baldwin Locomotive Works' 1914 bis 1916 vier so genannte Triplex-Lokomotiven, die Erie Railroad Triplex (3 Stück) mit der Achsformel (1'D)D+D1' und die Virginian Railroad Triplex mit der Achsformel (1'D)D+D2' . Diese waren prinzipiell Mallets, die unter dem Tender einen zusätzlichen Antriebssatz mit zwei Niederdruckzylindern besaßen. Bei diesen Maschinen war allerdings die Befeuerung der riesigen Kessel problematisch. Da der Abdampf des Antriebssatzes unter dem Tender über einen zweiten Schornstein am Tender geführt wurde, stand er zwar zur Vorheizung des Kesselspeisewassers, nicht jedoch zur Zugentfachung am Blasrohr unter dem Rauchabzug zur Verfügung. Zudem war die Zugkraft dieser Triplex (sie sollten 640 Stück 50-Tonnen-Wagen ziehen können) größer, als die Rahmen und Kupplungen der aneinandergehängten Wagen es zuließen. Sie waren vermutlich die zugstärksten je gebauten Dampflokomotiven, konnten ihre Zugkraft jedoch nur in sehr niedrigen Geschwindigkeitsbereichen erbringen. Triplex-Lokomotiven wurden daher kein Erfolg.
[Bearbeiten] Bauart Quadruplex, Quintuplex
Nie über des Projektstadium hinaus kamen Studien zum Bau von Dampflokomotiven mit vier oder fünf angetriebenen Drehgestellen (und z.T. mit geteilten Kesseln). Ende der vierziger Jahre befasste sich Baldwin mit diesem Vorhaben, und Beyer-Peacock hat schon 1927 ein Patent auf eine Kombination aus Mallet- und Garratt-Lokomotive angemeldet.
[Bearbeiten] Bauart Meyer
Die Meyer-Lokomotive wurde beispielsweise von der Sächsischen Maschinenfabrik vorm. Richard Hartmann AG in Chemnitz gebaut. Sie hat, wie die Mallet-Lokomotive, zwei getrennte Fahrwerke, die aber beide als zwei Drehgestelle kurvenbeweglich unter dem Hauptrahmen sitzen. Bei der Meyer-Lokomotive wird ebenso wie bei der Mallet-Lokomotive die Verbundwirkung angewandt.
Meyer-Lokomotiven der sächsischen Baureihe IV K (BR 99.15-16) kann man noch bei der Preßnitztalbahn im Einsatz erleben. Die noch erhaltene nicht betriebsfähige regelspurige Meyer-Lokomotive 98 001 gehört dem Verkehrsmuseum Dresden.
[Bearbeiten] Bauart Garratt
Der Name Garratt geht auf den Ingenieur Herbert William Garratt zurück, der zusammen mit der Firma Beyer, Peacock & Co. Ltd. in Manchester diese Bauart der Lokomotiven entwickelte. Die erste Garratt wurde 1909 für die North-East Dundas Tramway in Tasmanien gebaut.
Die "Garratt"-Dampflokomotive wurde unter der Anforderung entwickelt, auf kurvigen Schmalspur-Gleisen genügend Zugkraft für schwere Züge aufzubringen. Dazu wurden Garratts mit zwei separaten Fahrwerken mit jeweils eigener Dampfmaschine gebaut. Das vordere Fahrwerk wurde unter einem vorausfahrenden Rahmen mit Wassertank montiert, das hintere Fahrwerk unter dem hinteren Tender mit einem weiteren Wassertank und dem Treibstoffbehälter. Der Kessel einschließlich des Führerhauses stützte sich auf einem brückenartigen Rahmen mit dessen Enden über Drehzapfen auf den beiden Fahrwerken ab. Durch die tiefe Lage über dem Gleisbett sind, verglichen mit den Bauarten Mallet oder Meyer, sehr große Kesseldurchmesser möglich, die zu äußerst leistungsfähigen Maschinen auch im Bereich der Schmalspurbahnen geführt haben. Der Erfolg der Garratts ließ Konstrukteure bei Beyer Peacock von Super-Garratts mit jeweils einem Mallet-Triebwerkspaar unter jedem Tender träumen. Das Patent wurde erteilt, die Maschinen kamen allerdings nie über die Planungsphase hinaus.
Garratt-Loks waren vor allem in Afrika, Asien, Australien und Brasilien verbreitet. Hauptproduzent war Beyer, Peacock & Co. Ltd., worauf sich auch die häufig verwendete Bezeichnung Beyer-Garratt erklärt. Unter Lizenz bzw. nach Ablaufen des Patents wurden sie auch von anderen Herstellern gebaut, u.a. von den Henschel-Werken in Kassel oder bei Cockerill-Sambre in Lüttich. Heute sind Garratts hauptsächlich bei Museumsbahnen im Einsatz, zum Beispiel bei der Welsh Highland Railway. Die Staatsbahnen von Zimbabwe setzen allerdings noch einige Exemplare im Rangierbetrieb kommerziell ein.
[Bearbeiten] Bauart Fairlie
Die von dem Schotten Robert F. Fairlie 1864 ursprünglich für die Ffestiniog Railway in Wales entworfene Lokomotivtype gleichen Namens bestand oberflächlich betrachtet aus zwei Dampflokomotiven, die an den Führerhäusern miteinander verbunden waren. Relevant war bei der Konstruktion jedoch, dass diese Maschinenzusammenstellung ihren Gelenkpunkt nicht an der Verbindungsstelle der Führerhäuser hatte, sondern zwei Gelenkpunkte, die weit auseinanderliegend als Drehzapfen über den beiden Fahrwerken lagen. Die Fahrwerke hatten unabhängig vom starren Verbindungsrahmen ein jeweils eigenes Drehgestell.
Fairlie strebte bei der Konstruktion vor allem danach, das gesamte Lokomotivgewicht einschließlich der Vorratslasten des Tenders auf die Treibachsen zu verlagern. Damit sollte durch Erhöhung des Reibungsgewichtes auch die maximal mögliche Zugkraft erhöht werden. Ähnlich wie bei den Garrattlokomotiven waren hier die Triebwerksdrehgestelle zur Lastverteilung weiter auseinandergezogen.
Mehrere „Fairlies“, darunter Neubauten aus dem späten 20. Jahrhundert, können heute noch bei der Ffestiniog Railway von Blaenau Ffestiniog nach Porthmadog in Snowdonia, Wales, im Einsatz erlebt werden.
[Bearbeiten] Getriebelokomotiven Bauart Shay, Climax, Heisler und andere
Feld- und Waldbahnen hatten oft provisorisch schlecht verlegte, teils sogar aus runden Holzbohlen bestehende Gleise mit engen Kurven und steilen Steigungen. Unter diesen Bedingungen mussten alle Achsen angetrieben und die Lokomotiven klein und wendig sein.
Aus diesen Anforderungen entstanden Getriebelokomotiven bei der alle Achsen über Zahnradgetriebe angetrieben waren. Sie wurden vor allem bei der Holzgewinnung eingesetzt, bei denen anfänglich Holzbohlen-Schienen verwendet wurden. Die Form der Räder war den Felgen von Kraftfahrzeugen ähnlich. Später kamen normale Gleise in Normal- und Schmalspur zur Anwendung. Von den vier amerikanischen Bauarten Shay, Climax, Heisler und Baldwin entstanden zwischen 1880 und 1945 immerhin ca. 4.000 Exemplare, die damit sowohl den großen Bedarf für solche Lokomotiven als auch ihre betriebliche Eignung trotz des komplizierten Gesamtaufbaues dokumentierten. Diese sehr erfolgreichen Maschinen regten in Ländern mit ähnlichen Einsatzbedingungen den Bau vergleichbarer Typen an; ein besonders markantes Beispiel hierfür ist Neuseeland. Hier entstanden die Bauarten Davidson, Johnston und Price.
Die Shay-Lokomotive war die beliebteste Getriebelokomotive. Ihr Erfinder war Ephraim Shay, der in Michigan USA ein kleines Sägewerk betrieb und für seine Waldbahnen mit ihrem unebenen Gleis eine geeignete Maschine suchte. Im Winter 1873/74 verwirklichte er seine Idee, und in den nächsten Jahren verbesserte er sie immer wieder, bis sie den Erfordernissen entsprach. Als ein Nachbar ebenfalls eine solche Lok haben wollte, verwies ihn Shay an die Lima Machine Works, die den Auftrag auch annahm und 1880 das erste Exemplar auslieferte. Es ähnelte einem vierachsigen Flachwagen mit senkrecht stehendem Kessel, auf dessen rechter Seite die ebenfalls senkrecht stehende Dampfmaschine montiert war, die über außerhalb der Drehgestelle liegende Gelenkwellen und Kegelräder die Achsen antrieb. Damit war die gesamte Antriebsanlage gut zugänglich. 1881 überließ Shay alle Rechte den Lima Machine Works; damit sollte eine der bedeutendsten Lokomotivfabriken der USA entstehen. Recht bald entwickelte Lima auch Bauarten mit liegendem, zur Erzielung einer gleichmäßigen Gewichtsverteilung nach links verschobenem Kessel. 1884 erhielt eine Shay-Lokomotive erstmals ein drittes Triebdrehgestell. Es folgten Typen mit Dreizylinderdampfmaschinen, die ruhiger und gleichmäßiger liefen. Um 1900 erschien mit der 150 t-Bauart erstmals eine Lokomotive mit vier Triebdrehgestellen, von denen zwei den Tender trugen. Bei der Chesapeake & Ohio und der Western Maryland Rw. standen sie als Schiebelokomotiven im Einsatz. 1945 fertigte Lima die letzte Shay-Lokomotive mit der Achsfolge B´B´B´für die Western Maryland Rw.; 147 t schwer und fast 20 m lang, arbeitete sie auf einer Anschlussbahn zu einer Kohlengrube. Shay-Lokomotiven sind auf manchen Museumseisenbahnen heute immer noch im Dienst.
George Gibert war der Erfinder einer weiteren Bauart von Getriebelokomotiven. 1888 wandte er sich an die Climax Manufacturing Comp. in Corry, Pennsylvania, die die Produktion der Climax-Lokomotven übernahm. Auch hier stand zunächst ein senkrechter Kessel auf einem Flachwagen, die Dampfmaschine befand sich vor dem Kessel in Wagenmitte, über Gelenkwellen und Kegelräder wurden die Achsen angetrieben. Als nächster Schritt kamen liegende Kessel zur Anwendung, und ab 1891 lagen die meist schräg nach oben laufenden Zylinder an den Rahmenseiten. Der Gelenkwellenstrang verblieb in Lokmitte. Die Skala der gebauten Climax-Lokomotiven mit ihren zwei Drehgestellen reichte vom 10 Tonner bis zur kräftigen 100 t - Maschine. 1897 verließ die erste Climax mit drei Triebdrehgestellen das Werk. Ab 1923 hatten verbesserte Ausführungen auch Überhitzer, Stahlgussdrehgestelle und Druckluftbremse. 1928 entstand die letzte derartige Lokomotive, 1100 gebaute Exemplare sprechen für die Bewährung auch dieser Bauart.
Charles Heisler entwickelte die nach ihm benannte Getriebelokomotivbauart. Die Zylinder lagen dabei V-förmig vor der Feuerbüchse, der Antrieb erfolgte über Gelenkwellen auf die äußeren Drehgestellachsen, Kuppelstangen stellten die Verbindung zu den inneren her. Der Kessel konnte auch hier in Fahrzeugmitte verbleiben, das bei der Climax erforderliche Hauptgetriebe an der Kurbelwelle entfiel. Die erste Heisler-Lokomotive baute man 1891, ab 1900 erschienen auch Maschinen mit drei Triebdrehgestellen. Heisler-Lokomotiven hatten dank ihrer robusten und einfachen Bauart einen guten Ruf. Insgesamt entstanden etwa 850 Stück, die letzte verließ 1945 die Heisler Locomotive Works.
[Bearbeiten] Bauart Klien Lindner
Lokomotiven mit starrem Außenrahmen können auch bis zu einem gewissen Grad kurvengängiger gemacht werden. Dazu entwickelten die Ingenieure Klien und Lindner ein auf die Triebachsen beweglich augesetztes Hohlachsensystem zur Kraftübertragung. Angewandt wurde dieses System z. B. bei der Sächsischen XV HTV.
[Bearbeiten] Booster- Zusatzantrieb
Lokomotiven, die häufig schwere Züge ziehen mussten, wurden gelegentlich mit einem Booster ausgerüstet, der als zusätzlicher Antrieb zu den großen Treibrädern die hintere Laufachse oder sogar das erste Schlepptender-Drehgestell antrieb.
[Bearbeiten] Einschienenbahn-Dampflokomotive
1888 wurde die als Lartigue-Einschienenbahn ausgeführte „Listowel Ballybunion Railway“ in Irland eröffnet. Die Dampflokomotive dieser Bahn hatte beiderseits der auf der einen Schiene laufenden drei Treibräder je einen Dampfkessel mit eigenem Schornstein. Der Dampfzylinder des Antriebs befand sich mittig oberhalb der Schiene.
[Bearbeiten] Dampfmotorlokomotiven
Dampfmotorlokomotiven besaßen als Antriebsaggregat keine Dampfmaschine im eigentlichen Sinn, sondern schnelllaufende Dampfmotoren.
Henschel lieferte 1941 an die Deutsche Reichsbahn die Schnellzugdampflokomotive mit Einzelachsantrieb der Baureihe 19.10. Diese Lokomotive hatte die Achsfolge 1' Do 1'. Jede der 4 Treibachsen wurde von einem eigenen Zweizylinder-V-Dampfmotor angetrieben. Die zulässige Höchstgeschwindigkeit betrug 175 km/h, bei einem Treibraddurchmesser von nur 1250 mm. Die Lokomotive hatte eine Stromlinienverkleidung nach Art der Baureihe 01.10. Es wurde jedoch nur ein Exemplar dieser Lokomotive gebaut, die sich nach einigen anfänglichen Problemen sehr gut bewährt hat. Sie wurde während des Zweiten Weltkriegs durch Bombensplitter beschädigt und nach dem Krieg im Herstellerwerk wieder instandgesetzt, um danach als Kriegsbeute in die USA verbracht zu werden, wo sie auf Ausstellungen gezeigt wurde. Sie wurde nicht mehr in Betrieb genommen und 1952 verschrottet.
Dampfmotorlokomtiven im regulären Einsatz fanden sich auch bei den ägyptischen Staatsbahnen. Sie wurde von der Firma Sentinel (die vor allem Dampf-LKWs herstellte) produziert.
Unter die Rubrik Dampfmotorlokomotiven fallen auch Dampfturbolokomotiven als dampfturbomechanische oder dampfturboelektrische Lokomotiven. In den 1920ern und 1930ern gab es Versuche mit dem Einsatz mit dem stationär bereits erfolgreichen Dampfturbinenantrieb. Die Turbine setzt die Dampfkraft direkt in eine Drehbewegung um, wovon man sich eine höhere Leistung und einen niedrigeren Verbrauch versprach. Besonders verbreitet waren Versuche diverser europäischer Lokomotivenhersteller mit den Bauarten Zoelly (Schweiz) und Ljungström (Schweden). Um den Druckunterschied zwischen vor und hinter der Turbine zu erhöhen, wurden auf den Turbinenlokomotiven vielfach Abdampfkondensatoren eingesetzt, um die Effektivität der Lokomotive weiter zu steigern.
Neben dem direkten Antrieb der Achsen mittels der Dampfturbine gab es auch Versuchslokomotiven, welche die Turbinenkraft in elektrische Energie wandelte und Fahrmotoren antrieb. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden auch Überlegungen angestellt, den Dampf für die Turbine ähnlich wie in einem Kernkraftwerk mittels nuklearer Energie zu erzeugen. Die große Komplexität der Lokomotiven machten sie aber störanfällig und wartungsintensiv, so dass es zumeist bei den Versuchslokomotiven blieb.
[Bearbeiten] Freie Sicht dem Lokführer
[Bearbeiten] Camelback und andere Lokomotiven mit dem Führerstand in der Mitte
Bei Camelback-Lokomotiven (wörtlich übersetzt Kamelrücken) handelt es sich um einen Maschinentyp, der in den USA entwickelt wurde. Der Führerstand befand sich wie ein Sattel über dem Kessel. Dies hatte folgenden Hintergrund: Die Maschinen wurden mit Anthrazitkohle beheizt. Diese Kohle hat einen hohen Energiegehalt, gibt die Energie aber nur langsam ab. Deshalb brauchte man große Feuerrostflächen und damit eine große Feuerbüchse. Der Lokführer hätte nur schwer um sie herum auf die vor ihm liegende Strecke sehen können.
Was den USA recht ist, ist den Europäern billig: ab 1884 baute die belgische Firma Cockerill drei Lokomotiven mit dem Führerstand in der Mitte. Das in Belgien gültige Lichtraumprofil ließ allerdings einen Führerstand über dem Kessel nicht zu. Also baute man ihn auf die rechte Seite des Kessels, was wiederum den Blick auf die linke Seite der Strecke stark einschränkte. Die Rostfläche betrug bei diesen Lokomotiven 6,7 m², die Feuerbüchse wurde durch zwei Heizer über drei Feuertüren beschickt. Die Heizer und der Lokführer verständigten sich über ein Sprachrohr. Den Maschinen war kein entscheidender Erfolg beschieden, erst wurden sie zu einem etwas konventionelleren Format umgebaut. Die letzten beiden Maschinen wurden während des Ersten Weltkriegs abgebrochen.
[Bearbeiten] Dampflokomotiven mit vorneliegendem Führerstand (Cab Forward)
Um eine freie Sicht auf die Strecke zu gewährleisten, gab es allerdings eine noch konsequentere Lösung als die Camelback, die Lokomotive mit vorneliegendem Führerstand. Dieser ließ sich auf zwei Arten bewerkstelligen: Entweder man drehte die komplette Maschine einfach um, oder Feuerbüchse und Heizerstand befanden sich hinten, da der Tender aus Gründen der Fahrstabilität immer hinten blieb.
In Deutschland wurden einige wenige Modelle mit vorneliegendem Führerstand gebaut, die ersten in Preußen. Es handelte sich um die S 9 Altona 561, die S 9 Altona 562 und die T16, die alle um 1904 von Henschel & Sohn gebaut wurden. Sie besaßen eine hintenliegende Feuerbüchse. Keiner von ihnen war größerer Erfolg beschert; die T16 wurde vor ihrer Inbetriebnahme wieder abgerissen, weil sie wesentlich schwerer geraten war als geplant.
Teilweise wurde die Bauart des vorn liegenden Führerstandes mit der Stromlinien-Bauart verknüpft, so auch mit der deutschen 05 003. Dies war eine „umgedrehte“ Schnellzuglokomotive, bei der sich der Tender hinter der Lokomotive befand. Da das Deutsche Reich 1937 auf Lokomotiven nur Treibstoffe von deutschem Boden verwenden wollte, wurde die Lokomotive erst mit Braunkohle- dann mit Steinkohlestaub beheizt. Insbesondere der Steinkohlestaub konnte in der Feuerbüchse nicht vollständig verbrennen und wanderte reichlich durch die Rauchrohre, dann durch den Schornstein und sammelte sich zentimeterdick auf den Wagendächern. Eine Ölfeuerung hätte das Problem gelöst, diese kam aber aus politischen Gründen nicht infrage, und die Lok wurde in die Normalbauart umgebaut.
In Italien wurden mit der GR 670 und der GR 671 Tenderlokomotiven gebaut, die Stückkohle als Brennstoff in Kohlekästen neben und über der Feuerbüchse transportierten. Im Schlepptender befand sich nur der Wassertank. Auch diese Konstruktion ließ sich noch verbessern, so hatte die GR 672 im Tender eine Franco-Crosti-Speisewasservorwärmung. Die GR 670 und ihre Nachfolgerinnen waren von 1900 bis 1940 erfolgreich in Betrieb.
Die Cabforward der Southern Pacific Railroad Klassen AC-1 bis AC-8 und AC-10 bis AC-12 sollte ganz andere Probleme lösen: 61 km Tunnel und Lawinengalerien mit schlechter Ventilation zwischen Truckey und Blue Canyon auf der Strecke in der Sierra Nevada in den USA. Die kohlenstoffmonoxidhaltigen Rauchgase ließen den Lokführer auf konventionellen Dampflokomotiven nur mit Atemschutzgerät unversehrt überleben. Die USA haben Öl, und deshalb baute man mächtige »umgedrehte« ölbefeuerte Mallet-Lokomotiven mit dem Führerstand vorne und dem Schornstein hinten. Nun befand sich der Lokführer nicht mehr im Bereich der Abgase. Neben den italienischen Maschinen waren diese Lokomotiven die einzigen „Cabforwards“, die sich im Betrieb bewährten.
Weitere Konstruktionen mit dem Führerstand vorne war die Bauart Thuile (1900) in Frankreich und die Bulleid Leader, die in Großbritannien 1949 bis 1951 gebaut und getestet wurde.
[Bearbeiten] Tramway- oder Kastenlokomotive
Auf Lokalbahn- und straßenbahnähnlichen Strecken kamen diese kleinen Lokomotiven zum Einsatz. Die Verkleidung aller beweglichen Teile sollte andere Verkehrsteilnehmer wie Pferde vor schweren Verletzungen bei Unfällen schützen. Um die Betriebskosten zu reduzieren, wurden sie überwiegend in Ein-Mann-Bedienung gefahren. Da die Strecken häufig sehr enge Kurvenradien aufwiesen, hatten sie meist einen sehr kurzen Achsstand. Daher wurde ein stehender Kessel bevorzugt.
Auf Touristen- und Museumsbahnen stehen einzelne Fahrzeuge noch im Betrieb, z. B. bei der Chiemsee-Bahn oder in den Niederlanden bei Stoomtram Hoorn Medemblik.
[Bearbeiten] Verbrauchs-Reduzierung
Mit Kondensationslokomotive versuchte man durch Kondensation aus dem Abdampf eine Rückgewinnung der Wärmeenergie und des Speisewassers.
[Bearbeiten] Moderne Dampftechnik
Unter dem Motto modern steam baut die DLM AG im schweizerischen Winterthur, der vorerst letzte Hersteller von Dampflokomotiven, Dampfmaschinen für Dampfschiffe und Dampflokomotiven. Nach dem heutigen Stand der Technik gebaute leichtölbefeuerte Dampflokomotiven zeichnen sich durch erhöhte Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit aus. Sie sind bezüglich der Betriebskosten der Elektrolokomotive grundsätzlich überlegen, kalkuliert man die Kosten für das Versorgungsnetz einer elektrifizierten Strecke mit ein. Der Diesellokomotive ist sie mindestens ebenbürtig. Folgende Eigenschaften zeichnen die moderne Dampftechnik aus:
- Befeuerung mit Leichtöl oder nachwachsenden Rohstoffen wie Pflanzenöl, rauchfreie Verbrennung, ein Heizer ist auf der Lokomotive nicht mehr notwendig;
- Vollisolation von Kessel, Dampfleitungen und Zylinder, dadurch kann die Lokomotive einige Zeit ohne Kesselbefeuerung stehen und ist schnell wieder einsatzbereit;
- die Verwendung von Rollenlagern statt der früher üblichen Gleitlager reduziert den Unterhaltsaufwand und schont die Umwelt, weil kein Mineralöl in die Umwelt tropft;
- die Lokomotiven können mit einer Wendezugsteuerung ausgestattet werden, sämtliche Ventile und die Steuerung der Dampfmaschine können über Servomotoren betätigt werden;
- Abgaswerte, die denen einer Diesellokomotive zu vergleichen, oder sogar günstiger sind, was die Werte für Kohlenstoffmonoxid und Stickstoffoxide betrifft. Für Schwefel-IV-Oxid liegen die Werte bei Befeuerung mit Dieselöl oder Heizöl EL etwas ungünstiger, zur Partikelemission gibt es noch keine vergleichende Aussage.
Die Technik hat sich in der Praxis bereits bei einigen neu gebauten Zahnradlokomotiven der Brienz-Rothorn-Bahn (Schweiz), der Montreux-Glion-Rochers-de-Naye-Bahn (Schweiz) und der Schafbergbahn (Österreich) bewährt. Versuche für Vollbahn-Lokomotiven mit moderner Dampftechnik werden auch mit der werkseigenen Umbaulok 52 8055 NG vorgenommen. Vollkommen neugebaute Vollbahn-Lokomotiven mit dieser Technik existieren noch nicht, werden aber angeboten.
[Bearbeiten] Feuerlose Dampflokomotiven
Baulich der Dampflok ähnliche Pressluftlokomotiven und Dampfspeicherlokomotiven wurden bevorzugt in Umgebungen mit Feuer- oder Explosionsgefahr, z. B. im Kohlebergbau (Kohlenstaubexplosionen) eingesetzt. Sie werden mit Druckluft oder Druckdampf von außen „betankt“. Eine selten eingesetzte Variante war die Natronlokomotive, die sich wegen ihrer Kompliziertheit nicht durchsetzte.
Dampflokomotiven mit elektrischer Dampferzeugung, die aus einer Oberleitung gespeist wurde, wurden zeitweise in der Schweiz zu Zeiten des Zweiten Weltkrieges verwendet. Da Kohle teuer und Elektrizität aus Wasserkraft in der Schweiz billig war, wurden einige kleine Rangierlokomotiven zusätzlich zur Kohlebefeuerung mit einer aus dem Fahrdraht gespeisten Widerstandsheizung versehen.
Fowler's Ghost war eine »emissionsarme« Dampflokomotive für die Londoner U-Bahn, die in den Tunnelabschnitten mit heißen Ziegeln beheizt werden sollte. Die Lokomotive wurde von Robert Stephenson & Co. 1861 gebaut, die Versuche mit der Maschine misslangen aber und wurden bald wieder eingestellt.
