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Der Kessel mit Dampferzeugung
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Der Kessel wurde auf dem Plattenrahmen aufgebaut. Dabei ragte der Bereich des Stehkessels mit der Feuerbüchse in das Führerhaus und in den Rahmen. Damit diese Position gehalten wurde, war der Kessel in diesem Bereich mit dem Plattenrahmen verbunden worden. Um den Kessel im Unterhalt zu entfernen, wurden Schrauben verwendet. Diese konnten leicht gelöst werden, was den Aufbau deutlich einfacher machte.
Um eine stabile Lage zu erhalten, musste aber noch ein weiterer Punkt vorhanden sein. Dieser befand sich im Bereich der Rauchkammer und damit am vorderen Ende der Lokomotive. Dort wurde ein Sattel montiert, in dem der Kessel abgelegt wurde.
Er war nur bei seiner oberen Kante mit den Aufbauten und bei der Rauchkammertüre zu erkennen. Eine Eigenart dieser Baureihe, denn üblicherweise sind bei Tenderlokomotiven die Wasserkästen nur so lange, dass die Rauchkammer noch zu erkennen war.
Das hatte zur Folge, dass die Feuerbüchse und deren Zugang im Führerhaus auf der richtigen Höhe zu lie-gen kamen, denn gerade das Feuerloch sollte gut positioniert werden, denn nur so konnten die Kohlen ideal eingeworfen werden.
Wir beginnen die Betrachtung der im Bauwerk verbauten Komponenten mit der zuvor vorgestellten Feuerbüchse. Diese war ein Bestandteil des Stehkessel und sie musste im Betrieb regelmässig betreut werden. Das erfolgte in jedem Fall immer durch das Feuerloch, dass so gross war, dass auch ein Mensch in den Bereich gelangen konnte. Es versteht sich, dass dann kein Feuer vorhanden war, denn das war nicht zu überleben.
Wenn wir nun in die Feuerbüchse blicken, bevor dort das Feuer entfacht wurde, dann erkennen wir einen geschlossenen Raum. Der Boden war mit einem Rost belegt worden. Die Fläche dieses Rostes betrug 1,8 m2.
Er war wegen den beiden Längsträger des Plattenrahmen etwas in die Länge gezogen worden. Seitlich war nur mehr Platz vorhanden, wenn der Kessel höher eingebaut worden wäre. Eine Lösung, die später umgesetzt wurde.
Unter diesem Rost wurde noch der Aschekasten montiert. Die Asche fiel alleine durch die Schwerkraft in den Kasten und das galt auch für die Glut, die in diesem Behälter verglühen konnte.
Es war daher auch ein Schutz vor Bränden, die im eher trockenen Tessin zu grossen Problemen hätten führen können. Trotzdem konnte das nicht ganz verhindert werden, denn der Aschekasten war nicht geschlossen aufgebaut worden.
Es waren seitlich Lüftungen vorhanden. Diese wurden für das Feuer benötigt, denn neben dem Brennstoff wurde dort auch Sauerstoff benötigt. Dieser wurde durch diese Schlitze und anschliessend durch den Rost zugeführt. So war gesichert, dass die frische Luft in jedem Fall durch die Glut strömen musste, denn deren Wärme sollte optimal genutzt werden und dazu war auch die Luft in der Feuerbüchse eingebunden worden.
Eingerahmt wurde die Feuerbüchse durch den Stehkessel. Dazu waren auf allen vier Seiten Wände vorhanden. Dabei befand sich vorne die Rauchrohrwand und hinten der Bereich mit dem Feuerloch. Gemeinsam war nur, dass diese Wände zusammen mit den Seitenwänden aus Stahl aufgebaut wurden. Zwar war bekannt, dass Kupfer die Wärme sehr gut leitet, aber dessen Festigkeit reicht für die Wände schlicht nicht aus.
Daher musste auf den schlechteren Stahl gesetzt werden. Schlechter war dieses Metall jedoch nur, weil die Wärme damit nicht so gut abgeleitet wur-de.
Um das Wasser im Kessel zum kochen zu bringen, musste die Wärme des auf dem Rost ausgebreiteten Feuers so optimal wie möglich genutzt werden.
Bei den Wänden verhinderte das die Festigkeit, des dafür sehr gut geeigneten Kupfers, das schlicht die Kräfte nicht aufbringen konnte.
Bei der Decke zur Feuerbüchse wurde jedoch Kup-fer verwendet. Das führte nun dazu, dass die vom Feuer erzeugte Wärme in aller Macht auf das Metall wirkte. So war die direkte Bestrahlung mit infra-rotem Licht und die heisse Luft vorhanden.
Zusammen war der Eintrag von Wärme so gross, dass das Metall leicht schmelzen konnte. Daher musste es gekühlt werden und dazu wurde das Was-ser im Kessel verwendet.
Direkt auf die Wände des Stehkessels wirkte das Feuer auf dem Rost natürlich an allen Flächen der Umgebung.
Für die Erwärmung des Wassers genutzt werden konnten davon 8.7 m2, was der direkten Heizfläche entsprach. Wie die Kühlung dieser Flächen genau funktionierte, werden wir später noch ansehen. Zuerst folgen wir der heissen Luft, die den Bereich der Feuerbüchse verlassen musste um der frischen Luft platz zu machen.
Verliess die heisse Luft die Feuerbüchse, war sie mit dem Rauch der Verbrennung durchsetzt. Je heisser die Glut und die Verbrennung war, desto geringer war der Anteil von Russ in diesen Gasen. Den Weg der dieses Gemisch nehmen konnte, war vorgegeben worden, denn dazu war die Rauchrohrwand vorhanden. Sie markierte zugleich die Grenze zwischen dem Stehkessel und dem nun folgenden Langkessel, denn dieser sollte auch zur Heizung genutzt werden.
Die Rauchgase konnten dabei den Weg durch die 207 Siederohre nehmen. Diese auch als Rauchrohre bezeichneten Leitungen hatten eine Länge von 3 900 mm erhalten. Damit ergab sich eine weitere Heizfläche, die jedoch nur indirekt erwärmt wurde. Alle erwähnten Heizflächen zusammen hatten bei diesem Kessel eine Heizfläche von 135.6 m2 zu Folge. Für eine Tenderlokomotive damals ein sehr hoher Wert.
Zu dieser grossen Heizfläche kam es, weil für diese Baureihe die gleichen Daten, wie für die Reihe C mit einem Schlepptender verlangt wurden. Wie gut das den Herstellern gelungen war, zeigt die Tatsache, dass dieser Kessel später auch bei den Schlepptenderlokomotiven C mit den Nummern 67 bis 78 verwendet werden konnte.
So eine Kombination von unterschiedlichen Lokomotiven war sehr selten und zeigt, dass am Gotthard alles etwas anders war. Durch eine weitere Rauchrohrwand wurde der Langkessel schliesslich verlassen und die Rauchgase mit der heissen Luft gelangten in die Rauchkammer.
Durch das dort vorhandene grössere Volumen wurden die Gase beruhigt. Allenfalls mitgerissene Glut konnte so auf den Boden absinken und sich dort abkühlen. Diese als Lösche bezeichnete Glut durfte natürlich auch nicht in die Umwelt gelangen, weil die Folgen Brände waren.
Somit hatten die Rauchgase ihre Arbeit getan, waren gereinigt worden und konnten nun den Kessel verlassen. Dazu war nur der Weg über den auf der Rauchkammer aufgestellten Kamin möglich. Die Länge des Kamins war so gewählt worden, dass die Rauchgase während der Fahrt über das Führerhaus hinweg geleitet wurden. Während der Fahrt wurden sie zudem durch den Abdampf regelrecht aus dem Kamin geblasen.
Ein Problem war, wenn die Lokomotive im Freien abgestellt wurde. In diesem Fall war nur ein geringes Feuer vorhanden und der Abdampf fehlte. Das hatte zur Folge, dass Regen nicht mehr durch den Dampf aufgelöst wurde, sondern in die Kammer gelangte.
Im geschlossenen Zustand verschloss der Deckel den Ausgang jedoch nicht vollständig, so war auch jetzt eine natürliche Strömung durch den Rost, den Langkessel und den Kamin vorhanden. Das Feuer konnte also erhalten bleiben.
Sämtliche durch das Feuer und die heissen Rauchgase erwärmten Metalle mussten gekühlt werden. Besonders wichtig war das bei der Decke zur Feuerbüchse. Das dort verbaute Kupfer konnte durch den Eintrag von Wärme seine Festigkeit verlieren.
Für die Kühlung wurde das im Kessel befindliche Wasser genutzt. Dieses wurde so erwärmt und verdampfte dabei auch. Damit sind wir aber bei der Dampferzeugung angelangt. Das an den Metallen erwärmte Wasser hatte eine geringere Dichte, so dass wieder kühleres Wasser zu den Metallen gelangte. Im Bereich der Decke war sogar eine direkte Verdampfung vorhanden, doch auch dieser Dampf hatte eine geringere Dichte.
Dieser hatte gegenüber den älteren Lösungen mit Dampfrohr den grossen Vorteil, da der Bereich frei von Wasser war.
So konnte der reine Dampf gesammelt werden und das war letztlich auch das gewünschte Ergebnis des Feuers und der benötigten Kühlung der Metalle.
Wegen der geringeren Dichte des Dampfes benötigte dieser ein grösseres Volumen. Da dieses im geschlos-sen Kessel jedoch nicht vorhanden war, stieg der Druck darin mit der Dauer der Befeuerung an.
Dieser hätte durchaus so gross werden können, dass die Metalle dem Druck nicht mehr gewachsen waren. In diesem Fall wäre der Kessel geborsten, was zu schweren Schäden und zu einer Gefährdung des Per-sonals geführt hätte.
Um den Druck zu begrenzen, waren auf dem Dampf-dom die Sicherheitsventile eingebaut worden. Diese öffneten und entliessen den Dampf, wenn der maximale Kesseldruck erreicht war. Beim hier verbauten Kessel war das wegen seiner Grösse bei einem Wert von zehn bar der Fall. Damals gab es zwar bereits erste Kessel, die für zwölf bar ausgelegt worden waren. Jedoch verhinderte das bei diesem Modell die Grösse.
Im Kessel sank der Druck über die Sicherheitsventile bis diese Ventile wieder schlossen und erneut Dampf produziert werden konnte. Das hatte jedoch zur Folge, dass der Wasserstand im Kessel sank. In dem Fall war die Kühlung der Decke zur Feuerbüchse nicht mehr ausreichend. Wäre diese geschmolzen, hätte das eine Explosion zur Folge gehabt. Spezielle Sicherheitsbolzen sollten diese verhindern, jedoch sollen diese nicht schmelzen.
Wollte man dieses Problem wirksam verhindern, musste Wasser in den Kessel gefüllt werden. Bei einem unter Druck stehenden Bauteil, war das jedoch nicht so leicht möglich, denn das Wasser in den beiden Wasserkästen war nicht unter einem erhöhten Druck.
Es musste also eine Lösung für das Problem gefunden werden und das war damals der Injektor, der es erlaubte, das frische Wasser in den Kessel zu leiten. Aktiviert wurde der Injektor mit dem Dampf des Kessels.
Dieser strömte durch das Gerät, dabei wurde es wegen zwei unterschiedlich grosse Leitungen beschleunigt und es kam in der Folge zu einem Unterdruck, dieser wurde jedoch aufgefüllt und dazu diente das Wasser aus den beiden Kästen. Es wurde also regelrecht in den Kessel gezogen. Ein Effekt, der sehr gut funktionierte, der jedoch eine Abkühlung im Kessel zur Folge hatte.
Das kühle Wasser führte dazu, dass die Produktion von Dampf verringert wurde. Damit sank der Druck im Kessel und der Effekt im Injektor war nicht mehr ausreichend hoch. So vermochte das Gerät nicht mehr das schwere Wasser anzuziehen und stellte daraufhin den Betrieb ein. Das mit Schwung zugführte Wasser trat daraufhin ins Freie. Ein Vorgang, der auch Schlabbern genannt wurde und der das Ende der Nachspeisung markierte.
Wir haben nun auch die Dampfproduktion abgeschlossen. Diese erfolgte so lange, wie ein Feuer vorhanden war und die Entnahme mit den Sicherheitsventilen war nicht die gewünschte Lösung. Daher wurde der sich im Dampfdom gesammelte Dampf diesem entnommen und so verwendet. Bereits kennen gelernt haben wir bisher die Lokpfeife und soeben den Injektor. Wobei dieser eigentlich keinen Dampf brauchte.
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