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Der Kessel mit Dampferzeugung
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Als wir vorhin die Aufbauten auf dem Plattenrahmen angesehen haben, wurde der Kessel nicht weiter erwähnt. Es wird deshalb Zeit, dass wir das ändern. Der Kessel wurde im Bereich der Feuerbüchse mit Hilfe von Schrauben im Rahmen befestigt und reichte weit nach unten. Über dem Laufdrehgestell war die Rauchkammer in einem Sattel abgestützt worden. Eine Befestigung, wie bei der Feuerbüchse war jedoch nicht vorhanden.
Diese einfache Abstützung war erforderlich, da sich der Kessel durch die Einwirkung der Wärme ver-längerte. Wäre nun hier auch eine Befestigung vorhanden gewesen, hätte sich der Plattenrahmen verziehen können.
Die Folge davon waren nicht mehr ausgeglichene Achslasten und daher die Gefahr von Entgleisungen. Der Sattel sorgte nun dafür, dass die Bewegung des Kessels ausschliesslich in der Längsrichtung er-folgen konnte.
Das führte dazu, dass der eigentliche Kessel auf beiden Seiten der Lokomotive durch die Wasserkästen verdeckt wurde. Nur bei der Reihe BI war die Rauchkammer zu sehen. Bei der Baureihe A2 jedoch nur deren Türe und das auch nur von vorne.
Wenn wir nun die Details der beiden Kessel ansehen, dann zeigen sich die ersten Unterschiede in allen Bereichen. Diese Veränderungen können wir jedoch auch als Ergebnis der Entwicklung in den vergangenen Jahren ansehen. Doch damit lohnt sich eine genauere Betrachtung des Kessels. Wie bei den anderen Lokomotiven beginnen wir deshalb mit der erforderlichen Feuerbüchse, die ein Bestandteil des Stehkessels war.
Ausgebreitet wurde das mit den Kohlen erzeugte Feuer auf einem einfachen Rost. Die Rostfläche wurde leicht verändert und sie betrug bei der Reihe BI noch 1.4 m2. Bei der Baureihe A2 konnte eine leichte Steigerung auf 1.6 m2 erreicht werden. Eine geringe Änderung, die aber wegen der vorgegebenen Breite einen längeren Rost zu folge hatte. Das war bei der Reihe A2 kein Problem, da sie ja wegen dem Laufwerk länger war.
Nach dem Einsatz wurde dieser Aschekasten ge-leert und so die Überreste entsorgt. Für die Ver-brennung wichtig waren die hier vorhandenen Schlitze an den Seitenwänden des Aschekastens. Durch diese gelangte frische Luft zur auf dem Rost liegenden Glut.
Durch das auf dem Rost ausgebreitete Feuer ent-stand eine grosse Wärme. Dabei wirkte sich diese durch die stark erwärmte Luft aus. Aber auch die infrarote Strahlung des Feuers war eine willkom-men Wärmequelle.
Damit diese jedoch auch genutzt werden konnte, wurde um den Rost und damit um die Feuerbüchse der Stehkessel aufgebaut. In diesem war nur eine Lücke vorhanden, durch die neue Kohle nachge-reicht werden konnte.
Durch den Rost, der leicht vergrössert wurde, änderte sich auch die direkte Heizfläche. Bei der Reihe BI wurde daher ein Wert von 7.3 m2 erreicht. Die jüngeren Modelle der Baureihe A2 mit dem grösseren Rost hatten aber eine direkte Heizfläche von 7.8 m2 erhalten.
Wenn wir nun den Vergleich der direkten Heizfläche etwas genauer ansehen, dann ist leicht zu erkennen, dass diese Fläche kaum vergrössert wurde. Somit wirkte sich die etwas grössere Rostfläche nicht so stark aus. Der Grund für diese Differenz lag jedoch bei der Rauchrohrwand und damit beim Abzug der heissen Rauchgase. Bei der Baureihe A2 hatte diese Wand eine etwas geringere Fläche, da die Anzahl der Rohre verändert wurde.
Die vom Feuer erzeugten heissen Rauchgase wurden über die Rauchrohrwand in den Langkessel abgeführt. Dieser wurde ebenfalls für die Erwärmung des Wassers genutzt. Dazu waren die Rauch- beziehungsweise die Siederohre eingebaut worden.
Bei der Reihe BI konnten die Rauchgase durch die insgesamt 150 Siederohre mit einer Länge von jeweils 4 016 mm abziehen und so war bei diesen Lokomotiven eine totale Heizfläche von 103,6 m2 vorhanden.
Bei der Baureihe A2 konnte die Anzahl der Siederohre im Langkessel auf 160 Stück erhöht werden. Bedingt durch die Veränderungen beim Stehkessel und bei anderen Punkten, konnte die Länge der Reihe BI nicht gehalten werden.
Daher hatten die Siederohre beim Kessel der Baureihe A2 noch eine Länge von 3 960 mm erhalten. So konnte bei diesen Lokomotiven die totale Heizfläche auf 107.3 m2 erhöht werden, was nicht so viel mehr war.
Bisher haben wir kaum grosse Unterschiede zwischen den Kesseln gefunden. Trotzdem sollte die Reihe A2 über eine höhere Leistung verfügen. Der Grund war, dass dazu nicht direkt die Menge Dampf, die in einer bestimmten Zeit erzeugt werden konnte, genommen werden konnte.
Je nach betrieblicher Situation wurden durch die Rauchgase auch leichte glühende Partikel mitgezogen. Diese sollten nicht in die Umwelt gelangen, das sie entlang der Strecke zu Bränden führen konnten. Besonders im Sommer und im Tessin konnten so verheerende Feuer entstehen. Daher mussten die Abgase nach den Siederohren beruhigt werden. Dabei war die Rauchkammer an der Spitze der Lokomotive vorgesehen.
Durch die Beruhigung der Rauchgase wurden die mitgerissenen und noch glüh-enden Schwebeteile aus der Luft abgesondert. Sie fielen durch die Schwer-kraft einfach auf den Boden der Rauchkammer und verglühten dort.
Nach dem Betrieb konnten sie aus der Rauchkammer entfernt werden. Dazu war der Zugang vom Stossbalken her vorgesehen. Genauer ansehen werden wir die Arbeiten mit dem Kessel jedoch bei der Bedienung der Lokomotive.
Die Höhe war so gewählt worden, dass die giftigen Abgase während der Fahrt über das Führerhaus abgeleitet wurden. Dabei gab es hier zwischen den Baureihen nur einen eher nebensächlichen Unterschied, der sich im Betrieb zudem nicht auswirkte.
Wie bei den meisten Bahnen wurden die betriebsbereiten Lokomotiven der Gotthardbahn im Freien abgestellt. Damit kein Regen in die Rauchkammer gelangen konnte, wurde in dem Fall der Kamin abgedeckt. Der Unterschied zwischen den beiden Baureihen bestand jedoch nur darin, dass dieser Kamindeckel bei der Reihe BI nach hinten verdreht wurde. Bei der Reihe A2 war dieser aber nach vorne gedreht.
Der Grund dafür war bei der Bedienung des Kamindeckels. Bei der Baureihe BI war der Kamin von der Seite her zugänglich und so konnte die Stange hinterdem Kamin angeordnet werden. Die längeren Wasserkästen der Baureihe A2 verhinderten dies und daher musste der Griff vom Stossbalken her erreichbar sein. Das war der einzige Grund für diesen leicht zu erkennenden Unterschied wischen den beiden Baureihen.
Der Deckel schloss den Kamin nicht dicht ab. Damit war die natürliche Zirkulation der Luft auch jetzt gewährleistet. Das erlaubte deshalb auch den Kamindeckel bei einem vorhandenen Reservefeuer geschlossen zu halten.
Während dem Betrieb der Lokomotive musste er geöffnet und das Feuer zusätzlich ange-facht werden. Nur so konnte genug Dampf erzeugt werden. Damit das ging, musste in den Siederohren ein Unterdruck entstehen.
Erzeugt wurde der Unterdruck durch die beiden Dampfmaschinen. Deren Abdampf wurde in der Rauchkammer über das Blasrohr in den Kamin entlassen. Da dieser Dampf immer noch über einen gewissen Druck verfügte, entstand ein Unterdruck.
Das so angefachte Feuer hatte nun aber negative Auswirkungen auf die Metalle. Die nun erzeugte Hitze war so gross, dass diese leicht schmelzen konnten. Besonders belastet war dabei die Decke der Feuerbüchse.
Hier wurde im Gegensatz zu den anderen Bereichen zudem noch Kupfer verwendet. Dieser leitete die Wärme sehr gut, hatte aber den grossen Nachteil, dass es einen deutlich tieferen Schmelzpunkt hatte.
Um zu verhindern, dass die Decke schmelzen konnte, musste sie gekühlt werden. Dazu wurde das im Kessel vorhandene Wasser genutzt. Dieses wurde an den heissen Metallen so stark erhitzt, dass es verdampfte. Da Dampf leichter als Wasser ist, wurde wieder kühlere Flüssigkeit zu den Metallen geführt. So war in diesem Bereich eine ausreichende Kühlung vorhanden, die jedoch einen Nachteil hatte, denn die Decke musste immer mit Kühlmittel bedeckt sein.
War die Decke nicht mit Wasser bedeckt, konnte sie dem Druck nicht mehr stand halten. Das führte dazu, dass die Feuerbüchse durch das nun austretende Wasser geflutet wurde. Dieses verdampfte augenblicklich und in der Feuerbüchse stieg der Druck explosionsartig an.
Da die Bauteile diesem nicht widerstehen konnten, kam es zur Explosion der Lokomotive. Eine so gefährliche Situation musste daher wirksam verhindert werden. Das Lokomotivpersonal wurde daher angewiesen den Vorrat beim Wasser zu überwachen. Zusätzlich wurde noch ein Schutz verbaut.
Dazu dienten die verbauten Stehbolzen. Einige davon waren als Sicherheitsbolzen versehen worden. Wurde die Decke zu heiss, schmolzen diese und der Dampf wurde kontrolliert in die Feuerbüchse geleitet. Ein lautes Pfeifen machte das Personal darauf aufmerksam, dass eine Explosion unmittelbar bevor stand.
Durch die heissen Metalle der Feuerbüchse und der Siederohre wurde also das Kühlmittel im Kessel in Dampf umgewandelt. Da dieser nun über ein grösseres Volumen verfügte, stieg der Druck im Kessel immer mehr an. Zudem wurde der Dampf an die Decke gedrückt und gelangte so in den auf dem Kessel verbauten Dampfdom. Dieser befand sich bei allen Lokomotiven hinter dem Kamin und er war gut zu erkennen.
Wurde beim Dampfdom kein Dampf entnommen, stieg der Druck im Kessel immer mehr an. Das konnte dazu führen, dass die Verbindungen nicht mehr widerstehen konnten. Das hätte dazu geführt, dass der Kessel geborsten wäre. Ein Umstand, der nicht passieren sollte, da die Auswirkungen gleich waren, wie wenn es in der Feuerbüchse zu einer Explosion kam. Daher wurde der Druck im Kessel mit Ventilen beschränkt.
Diese Sicherheitsventile waren auf dem Dampfdom montiert worden. Hier gab es nun aber ein Unter-schied bei den beiden Baureihen. Bei den älteren Mo-dellen der Reihe BI wurden diese Ventile so eingestellt, dass sie bei einem Druck von zehn bar öffneten und den Dampf ins Freie entliessen.
Um diese Verminderung wieder zu ergänzen, musste aus den Wasserkästen zusätzliches Wasser in den Kes-sel geführt werden. Das ging aber wegen dem Druck im Kessel nicht auf einfache Weise. Es musste daher eine spezielle Lösung vorgesehen werden.
Bei den beiden Baureihen wurde dazu der Injektor vorgesehen. Bei diesem Bauteil wurde der Druck im Kessel durch unterschiedliche Geschwindigkeiten so verringert, dass ein Unterdruck im Bauteil entstand.
Da dieser ausgeglichen werden musste, wurde das Kühlmittel regelrecht in den Kessel gezogen. Dieses wiederum stammte aus den Wasserkästen. Das kühle Wasser sorgte nun aber dafür, dass die Temperatur im Kessel sank.
Diese Verminderung führte nun dazu, dass der Kesseldruck vermindert wurde. Ein Effekt, der nicht verhindert werden konnte. In der Folge kam es im Injektor zu einem Druckabfall und die Kraft reichte nicht mehr aus, dass das Wasser anzogen werden konnte. Der Vorgang fiel aus und das Wasser lief in einen Überlauf. Das nannte man schlabbern und es war das Zeichen, dass genug Wasser im Kessel vorhanden war.
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