Shay

Synty

Innokas metsuri Ephraim Shay haki 14. heinäkuuta 1881 patentin kardaaniakselilla varustetulle höyryveturille, joka oli tarkoitettu nimenomaan metsärautateille.
Syy oli se, että suuren kysynnän ja siksi kiireen vuoksi amerikkalaiset metsäyhtiöt eivät pohjustaneet metsäratoja, vaan kiskot vedettiin suoraan maan pinnalle, ja seurauksena oli, että kiskotus oli paitsi huteraa myös epätasaista ja kaarteet jyrkkiä. Kun silloisissa vetureissa oli jäykkä alusta, niiden oli lähes mahdoton kulkea rataa.

Toimintaperiaate

Shayn ratkaisu oli yksinkertaisen nerokas: hän sijoitti veturinsa pyörät ensi kertaa teleihin, joita silloin käytettiin vain vaunuissa. Veturin kolme sylinteriä sijoitettiin oikeaan kylkeen pystyasentoon, ja tasapainon vuoksi kattila sijoitettiin epäsymmetrisesti alustan vasempaan puoliskoon. Shay jakoi vetokoneiston kahtia: toiseen puoliskoon kuuluivat sylinterit kampiakseleineen ja toiseen teleissä olevat vetopyörät. Kitkapainoa saatiin lisää ja eräänlainen varhaistyypin luistonestojärjestelmä syntyi, kun Shay keksi kytkeä myös tenderin pyörät kardaanilla vetokoneistoon. Koska kattila oli vasemmassa eli lämmittäjän puoleisessa reunassa, ilmapumppu säiliöineen sijoitettiin poikkeuksellisesti oikeaan reunaan normaalia alemmas. Näin yhdistelmä ei haitannut kuljettajan näkyvyyttä.
Näin syntyi yllättävä yhdistelmä: tenderihöyryveturi, jonka kaikki pyörät vetivät. Tenderin vesitila oli kookas, 10 kuutiometriä ja veturin kokonaispaino 76 tonnia. Kuten pääosa amerikkalaisista vetureista, nämäkin olivat hiilipolttoisia; puuta, etupäässä sahanpurua ja sahausjätteitä, poltettiin vain varikoilla.
Shay suunnitteli veturinsa hyvin joustavaksi: telin ansiosta pyörät seurailivat ratojen epätasaisuuksia hyvin, ja samoin jyrkätkään kaarteet eivät olleet ongelma; Shayn kääntösäde oli vain 50 metriä eli kolmasosa tavallisesta veturista. Syynä oli paitsi telirakenne, myös se, että veturin akselit oli keskitetty päihin. Se lisäsi myös hankauspainoa ja siis pitoa.
Tasaisilla raiteilla Shayt vetivät jopa 2 000 tonnin junia. Niiden nousukyky oli kuuluisa: ne nousivat jopa 100 promillen (100 mm:n nousu kiskometriä kohti) mäkiä tyhjillä vaunuilla ja jopa 60 promillen (60 mm nousu kiskometriä kohti) nousuja useiden satojen tonnien painoiset vaunut perässään. Saavutus oli erinomainen, kun jo 15 promillen nousu katsotaan normaali- tai leveäraiteisilla radoilla ylijyrkäksi; esimerkiksi Pollarinmäki Vilppulassa on vaikea paikka jopa kolmen veturin vetämälle 88 akselin tavarajunalle, vaikka sen nousu on "vain" 12,5 promillea; samoin Helsinki–Hyvinkää-radalla tarvittiin ennen väkivahvojen Dr12 -linjaveturien tuloa työntöveturia Helsingistä lähtöä varten, vaikka radan nousu on vain 2 promillea.
Shay-veturien ongelma oli voimansiirron meluisuus ja melko alhainen huippunopeus; Shayt olivat vääntökoneita. Ongelmana oli myös kiskojen kuluminen kaarteissa epätasaisesti Shayn epäsymmetrisen voimansiirron takia.
Shayta sanottiin joskus "puolihammasrataveturiksi": siinä ei ollut hammasratalaitteistoa, mutta vaihteistojen hammaspyörät akseleissa kuluivat yleensä vauhdilla ottaessaan kiinni radalla olleisiin oksiin ja kiviin.
Silti Shayt olivat aikakautensa ennätyksen tekijöitä: kitkavetureita, jotka nousivat kaltevuuksista joihin yleensä tarvittiin hammasrata tai vaijeriveto.
Jälkipolville on säilynyt 115 Shay-veturia. Museoitujen lisäksi lukuisia on kunnostettu ajokuntoon.

Heisler ja Climax. olivat ratkaisultaan samantapaisia. Jos veturi suistui kiskoilta, se tapahtui niin pahassa paikassa että veturin sai pois vain osiksi purkamalla. Osat koottiin tehtaalla tai joskus omalla konepajalla.
Shay-, Heisler- ja Climax-veturit tekivät pitkän ja merkittävän työpäivän amerikkalaisessa metsäteollisuudessa. Viimeiset näistä vetureista olivat käytössä vielä 1960-luvulla.
Vasta telaketjuilla tai erikoiskumipyörillä liikkuvan raskaan metsätyökaluston kehittyminen nykyiselleen teki näistä uurtajista tarpeettomia.