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Druckluft und Bremsen
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Ein rollendes Fahrzeug sollte gebremst werden können. In diesem Punkt zeigten sich auch die Dampflokomotiven nicht anders. Dabei kamen in der Zeit, als diese Lokomotiven gebaut wurden, bereits Druckluftbremsen zum Einsatz. Diese hatten sich bei den Reisezügen bewährt und wurden immer öfters auch bei den Güterzügen angewendet. Deutlicher kann man den Vorteil nicht aufzeigen. Jedoch benötigen diese Bremsen Druckluft.
Mit der hier erfolgten Montage der Luftpumpe konnten kurze Leitungen verwendet werden. Man musste auf das Gewicht achten, daher versuchte man Leitungen so kurz wie möglich zu halten. Gerade bei der Erzeugung der Druckluft waren viele Leitungen erforderlich.
Der begann durch die Bewegung mit Hilfe von Rückschlagventilen Luft eine Leitung zu schöpfen. Man erzeugte daher die Druckluft nicht in der Luftpumpe, sondern in dem daran angeschlossenen Leitungssystem. Wurde dort keine Luft entnommen, stieg der Druck an.
Damit für die Bremsen immer genug Druckluft bereit stand, wurde die Luft in einen Druckbehälter geschöpft. Dieser wurde im Rahmen unter dem Kessel im Bereich der vierten Triebachse montiert. Einen Abschluss, damit die Luft in diesem Behälter gespeichert werden konnte, gab es jedoch nicht, denn für den Betrieb der Luftpumpe reichte es aus, wenn genügend Dampf im Kessel vorhanden war. So lange hier aber keine Luft entnommen wurde, stieg der Druck an.
Für das System der Lokomotive wurde ein maximaler Druck von acht bar angegeben. Dieser wurde von der Luftpumpe erzeugt und zwar durch die Reduktion des Druckes beim Dampf. Erreichte die Luftpumpe den Wert, stellte sie, weil die Kräfte des Dampfes und der Druckluft gleich waren, automatisch ab. Daher war eine automatische Regelung der Erzeugung von Druckluft vorhanden, die sogar sehr feinfühlig arbeiten konnte.
Speziell war, dass man bei dieser Lokomotive eine doppelt wirkende Luftpumpe einbaute. Diese schöpfte Luft bei jedem Kolbenhub. So konnte die Leistung bei der Luftpumpe gesteigert werden. Das war besonders bei der Bespannung von Güterzügen wichtig, da deren Länge sehr viel Druckluft benötigte. Daher konnte man hier auf die, normalerweise übliche zweite Luftpumpe verzichten. Ein Punkt der erwähnt werden muss.
Es muss erwähnt werden, dass beim Bau dieser Lokomotiven die Güterzüge zu einem grossen Teil von Hand gebremst wurden. Jedoch fanden bereits die ersten Versuche mit luftgebremsten Güterzügen statt. Diese zeigten, dass diese viel mehr Luft benötigen, als die kurzen Reisezüge. Daher rüstete man vorsorglicherweise die neuen Lokomotiven mit den leistungsfähigen Luftpumpen aus. Schliesslich war klar, dass es solche Güterzüge geben wird.
Eine weitere Aufbereitung der Druckluft erfolgte jedoch nicht mehr. So gab es weder einen Wasserabscheider noch Absperrhähne. Ein Umstand, der gerade bei Dampflokomotiven aufzeigt, wie viele Funktionen man mit dem Dampf und dem heissen Wasser aus dem Kessel verwirklichen konnte. Jedoch wurden hier nicht mehr alle möglichen Lösungen umgesetzt und dabei war eine betrieblich wichtige Sache, die wir uns ansehen müssen.
Um die langen und steilen Gefälle der Gotthardstrecke zu befahren, benutzte die Gotthardbahn an ihren Lokomotiven Gegendruckbremsen. So konnte der Verschleiss der Bremsklötze verringert werden. Jedoch zeigten die neuen Baureihen, dass mit den dort vorhandenen Möglichkeiten keine befriedigende Lösung für die Bremse mehr gefunden werden konnte. In den grossen Zylindern konnte schlicht kein genügend grosser Gegendruck erzeugt werden.
Das zeigten die Erfahrungen mit der Baureihe A 3/5 der Gotthardbahn deutlich auf. Bei der Baureihe C 5/6, wo die Zylinder noch einmal eine Nummer grösser waren, verzichtete man daher schlicht auf den Einbau dieser Bremse. Das hatte zur Folge, dass die Maschine auf der Talfahrt mit der Druckluftbremse abgebremst werden musste. Dementsprechend sorgfältig musste die mit Druckluft betriebene Bremse ausgelegt werden.
Bei der Bremseinrichtung setzte man auf die bewährten und gut funktionierenden Baugruppen aus dem Hause Westinghouse. Diese oft auch als Doppelbremse bezeichnete Bremsausrüstung, arbeitete mit zwei unabhängigen pneumatischen Bremsen. Dazu gehörten die Regulierbremse und die automatischen Bremse der Bauart Westinghouse. Diese beiden Bremssysteme wurden für verschiedene Zwecke und Einsätze benötigt.
Dabei wurde der Druck reduziert, so dass in dieser Leitung der Druck maximal 3.9 bar betragen konnte.
So konnte die direkte Bremse durch den Zug verbunden werden. Damit konnte ein Zug auf der Talfahrt, aber auch die alleine fahrende Lokomotive, zurückgehalten werden. Der Nachteil hingegen war, dass sich die Bremse bei einer Zugstrennung automatisch löste und so keine Bremswirkung mehr vorhanden war.
Damit eine der Sicherheit dienende Bremse vorhanden war, musste man die Regulierbremse mit einem weiteren Bremssystem ergänzen. Diese Bremse sollte genutzt werden, wenn der Zug abbremsen musste und sollte auch wirken, wenn es zu einer Zugstrennung gekommen ist. Daher wurde hier die Westinghousebremse als zweites Bremssystem eingebaut. Die Doppelbremse nach Westinghouse war damit perfekt.
Bei der automatischen Bremse wurde eine Bremsleitung, die als Hauptleitung bezeichnet wurde, mit einem Druck von fünf bar gefüllt. Auch diese Leitung wurde über die Stossbalken durch den ganzen Zug verbunden. Der Schlauch hatte dabei spezielle Kupplungen und konnte dank dem erforderlichen Absperrhahn deutlich von der Leitung der Regulierbremse unterschieden werden. Fehlerhafte Verbindungen waren daher ausgeschlossen.
Die Druckluft für die Hauptleitung wurde dabei vom Vorratsbehälter bezogen und über ein spezielles Ventil mit dem entsprechenden Druck in die Leitung geleitet. Daher benötigte kein Bremssystem den vollen Druck im Behälter, so dass ein sicherer Betrieb der Bremsen ermöglicht wurde. Gerade hier war der höhere Druck für den Prozess des Füllens des Bremssystems von grosser Bedeutung. Daher waren acht bar im Behälter ideal.
Die Bremswirkung auf dem Fahrzeug wurde eingeleitet, wenn sich der Druck in der Hauptleitung senkte.
Damit so eine Bremsung ermöglicht werden kann, wurde ein Steuerventil benötigt.
Bei den Güterzügen fanden erst die Versuche statt und die dort benötigte Güterzugsbremse war noch nicht bekannt. Wir haben damit aber eine zuverlässige Sicherheitsbremse bei Reisezügen erhalten. Damit war ein sicherer Betrieb der Lokomotive möglich.
Ein Punkt bei den Bremsen der Lokomotive müssen wir noch kennen. So wirkten die beiden Bremssysteme nicht überall auf den gleichen Bremszylinder und auch nicht überall auf das gleiche Bremsgestänge. Gerade im Gebirge, wo ein Bremsgestänge auf der Talfahrt durch Steine leicht verbogen werden konnte, war das ganz wichtig. Die Unterteilung der Bremsgestänge erfolgte zwischen der Lokomotive und dem Tender.
Wenn wir die Betrachtung der mechanischen Bremsen beginnen, nehmen wir zuerst die Lokomotive. Bei der eigentlichen Lokomotive wirkte die indirekte automatische Bremse auf einen Bremszylinder. Jedoch nicht auf diesen Bremszylinder wirkend war die Regulierbremse. Daher konnte die Lokomotive selber nur mit der Bremse nach Westinghouse abgebremst werden. Eine Lösung, die damals bei Schlepptenderlokomotiven oft angewendet wurde.
Da man auf die mögliche Lösung mit einem zweiten Bremszylinder verzichten wollte, wurde eine unge-wöhnliche Lösung für das Problem der ungebremsten ersten Triebachse gewählt. Die fast 130 Tonnen schwere Lokomotive bremste nur mit vier Triebachsen!
Jedes Triebrad der gebremsten Triebachsen zwei bis fünf wurde mit einem Bremsklotz abgebremst. Um die fehlende Bremskraft der ersten Triebachse zu kompensieren, wurde die vierte Triebachse mit einem zusätzlichen Bremsklotz pro Rad versehen. So hatte die Lokomotive die übliche Anzahl Bremsklötze, die damals mit zwei Bremsklötzen pro Achse angegeben wurde. Hier lag auch der Grund für den erweiterten Achsstand zwischen der Achse vier und fünf.
Damit hatte die Lokomotive eine übliche Klotzbremse der damaligen Zeit erhalten und benötigte damit den gleichen Unterhalt, wie die anderen bereits eingesetzten Baureihen. Wir haben damit aber die Bremsausrüstung der Lokomotive kennen gelernt. So gesehen war diese dürftig ausgefallen, aber bei der Lokomotive gab es noch den Tender und dieser Wagen konnte auch für die Abbremsung der Lokomotive genutzt werden.
Auch hier konnte das Gestänge dank einem Bremsgestängesteller der Abnutzung der Brems-klötze angepasst werden. Selbst die manuelle Nachstellung war identisch ausgeführt worden. Jedoch war damit noch nicht alles erwähnt worden.
Das Bremsgestänge des Tenders wurde zusätzlich noch mit der Handbremse verbunden. Diese Bremse wurde als Spindelbremse ausgeführt und konnte vom Führerstand aus bedient werden. Sie diente zum Sichern der stillstehenden Lokomotive und als Bremse, wenn die Druckluftbremsen versagten. Sie war jedoch nicht als Betriebsbremse ausgeführt worden. Die Lokomotive wurde somit nur im Stillstand mit der Spindelbremse des Tenders gesichert.
Der Tender hatte eine umfangreichere Klotzbremse erhalten. Diese bestand aus den Bremsklötzen, die auf die Laufflächen der Räder wirkten. Da die Räder beidseitig mit einem Bremsklotz ausgerüstet wurden, hatte der Tender nicht weniger als zwölf Bremsklötze erhalten, was mit drei Achsen zwei Bremsklötze mehr, als bei der Lokomotive, ergab. Dadurch war der Tender recht gut abgebremst worden, was bei den Gefällen des Gotthard sicher sinnvoll war.
Wie wichtig die Bremse des Tenders war, zeigte sich, wenn mit diesen gerechnet wurde. Dabei waren Bremsrechnungen nur für die automatische Bremse und für die Handbremse üblich. Die Handbremse musste dabei ausreichen um die Lokomotive genügend abzusichern. Mit 15 Tonnen Bremsgewicht war sie dazu etwas schwach, so dass gerade in den steilen Steigungen Probleme beim Sichern der Lokomotive entstehen konnten.
Bei der automatische Bremse wurde der maximale Bremsdruck erreicht, wenn der Druck in der Hauptleitung um 1.5 bar abgesenkt wurde. Dadurch stieg der Druck im Bremszylinder auf 3.9 bar an und die Bremsklötze wurden gegen die Räder gepresst. Dadurch erreichte die komplette Lokomotive ein Bremsgewicht von 85 Tonnen. Auf das Gewicht umgerechnet, ergibt sich so ein Bremsverhältnis von 65%. Ein für Lokomotiven ansehnlicher Wert.
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