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Mechanische Konstruktion
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Die mechanische Konstruktion der Lokomotiven war unterschiedlich gelöst worden. Dabei gab sowohl Unterschiede zwischen den beiden Prototypen und der ersten Serie, als auch zu den zuletzt gebauten Maschinen. Wo es Unterschiede gab, werden diese natürlich erwähnt werden, auch wenn diese nur geringer Natur waren und daher durchaus auch vernachlässigt werden könnten. Doch beginnen wir mit den gemeinsamen Punkten.
Zusammen mit dem drei-achsigen Tender ergab das, dass bei allen Ausführungen acht Achsen vorhanden waren. Bei Dampflokomo-tiven war das damals durchaus ein hoher Wert, der natürlich in der Schweiz ebenfalls neue Massstäbe setzte und daher bewundert wurde.
Wenn wir die Anordnung der einzelnen Baugruppen ansehen, waren alle Maschinen gleich. Es gab ein vorlaufendes Drehgestell und drei in einem Rahmen gelagerte Triebachsen. Darauf aufgebaut wurden der Kessel und das dahinter angeordnete Führerhaus. Schliesslich folgte dann noch der dreiachsige Tender. Damit haben wir eine klassische Anordnung der Baugruppen kennen gelernt und die Maschine war so gesehen keine Besonderheit.
Das tragende Element der Lokomotive war der massive Rahmen. Die Rahmen dieser Lokomotiven wurden aus Stahlblech und Gussteilen hergestellt. Dabei verwendete man Bleche, die über eine Wandstärke von 30 mm verfügten. Verbunden wurden diese Bauteile mit den bekannten Nieten. Daher gab es beim Aufbau der Rahmen zu anderen Modellen kaum Unterschiede, denn Dampflokomotiven wurden fast immer mit innen liegendem Rahmen versehen.
Diese Bauweise war einfach, bewährt und versprach eine gute Verbindung. Die einzelnen Nieten wurden warm geschmiedet und boten so eine dauernd feste Verbindung der Bauteile. Es war damals die einzige Möglichkeit um einzelne Teile zu verbinden, denn die Schweisstechnik kannte man noch nicht. So entstand ein stabiler und verwindungssteifer Rahmen, der das Grundgerüst der Lokomotive bilden sollte.
Bei der Länge des Rahmens gab es Unterschied zwischen den Lokomotiven. Das war eine Folge des Achstandes der Triebachsen. Dieser wurde bei den Lokomotiven der Serie gegenüber den beiden Prototypen leicht gestreckt. Die direkte Folge davon war natürlich ein etwas längerer Rahmen bei den Lokomotiven der Serie. Der Unterschied bei der Länge betrug dabei stolze 310 mm und es war daher deutlich zu erkennen.
Vorne wurde der Rahmen mit einem quer verlaufenden Stossbalken abgeschlossen. Dieser Stossbalken war als einfaches Stahlblech mit einer Stärke von 30 mm ausgeführt worden. Er war nicht besonders breit und mit den seitlichen Verschalungen wirkte er eher wie ein Kasten. Mehr als zur Aufnahme der Zug- und Stossvorrichtung war auch nicht vorgesehen. Man kann sagen es war ein einfacher und schlichter Abschluss des Rahmen und damit der Lokomotive.
Als Zugvorrichtung kam ein im Rahmen gelagerter Zughaken zur Anwendung. Dieser Zughaken konnte so die Zugkräfte aufnehmen und übertragen. Am Zughaken wurden schliesslich die normale Schraubenkupplung und eine Notkupplung in Form eines grossen Bügels montiert. Damit haben wir die mittlerweile genormte Zugvorrichtung kennen gelernt, denn hier konnte man seit der Eröffnung der Gotthardbahn keine Neuerung einführen.
Da die Schraubenkupplung der Lokomotive keine Stosskräfte übertragen konnte, musste diese mit den beiden seitlichen Puffern ergänzt werden. Diese Puffer wurden als gefederte Stangenpuffer ausgeführt und sie wurden mit einfachen Schrauben am Stossbalken befestigt.
Die hier auftretenden Kräfte konnten vom Stossbalken nicht übernommen werden. Daher wurden die Kräfte der Puffer über den Stossbalken in die dahinter mit dem Stossbalken und dem Rahmen verbundenen Pufferstützen übertragen.
So besass die Lokomotive funktionierende Zug- und Stossvorrichtungen, die den damals üblichen Standards entsprachen. Es war überraschend, dass mit der neuen Lokomotive keine Verstärkungen umgesetzt wurden.
Rückseitig war an der Lokomotive jedoch kein spezieller Stossbalken angebracht worden. Der Rahmen wurde hier auch nicht verbreitert und erhielt auf der inneren Seite nur die Aufnahmen für die Kuppelstangen des Tenders. Die Tender waren also nicht fest mit der Lokomotive verbunden und konnten in den Werkstätten getrennt werden. Das war bei solchen Dampflokomotiven so üblich und wurde auch bei der Gotthardbahn nicht anders gelöst.
Damit haben wir eine stabile und tragende Konstruktion erhalten. Bevor wir uns dem Laufwerk zuwenden, sehen wir die darauf montierten Bereiche an. Dabei waren das sowohl der Kessel mit Feuerbüchse, als auch das um die Feuerbüchse aufgebaute Führerhaus. Beim Kessel werden wir noch nicht in die Details gehen, denn das wird im Kapitel Dampferzeugung noch erfolgen. Vielmehr geht es hier um dessen Einbau.
Die Feuerbüchse und damit der Kessel wurden im Bereich des Führerhauses in den Rahmen heruntergelassen und dort mit diesem fixiert. Weitere Befestigungen gab es jedoch nicht mehr, denn auf der anderen Seite, also über dem Drehgestell, stützte sich der Kessel nur im dafür vorgesehen Lagerbock ab. So konnte sich der Kessel unabhängig von Rahmen ausdehnen und es kam nicht zu unerwünschten Entlastungen des Laufwerks.
Die Kessellinie, also die Mittellinie des Kessels wurde bei den Prototypen mit 2 300 mm angegeben und lag daher relativ tief. Bei den in Serie gebauten Lokomotiven erhöhte man den Wert leicht, so dass nun 2 350 mm angegeben wurden. Bei den zuletzt gebauten Maschinen gab es noch einmal eine Erhöhung um fünf Millimeter. Man konnte daher bei keiner Maschine zwischen dem Rahmen und dem Kessel hindurchblicken.
Beginnen wir die Betrachtung des Laufwerks mit den drei Triebachsen. Diese Achsen wurden aus geschmiedetem Stahl hergestellt und sie besassen innen liegende Gleitlager. Diese Gleitlager teilten sich in zwei Bereiche auf.
Der zweite Teil der Triebachslager war die Achs-lagerführung im Rahmen. Diese war ebenfalls als Gleitlager ausgeführt worden und sie hatte langsamere Bewegungen aufzunehmen.
Daher kamen hier Lager zur Anwendung, die mit Fett geschmiert werden konnten. Das war ein Vorteil, da hier die Gleitflächen auch frei liegen konnten und es daher wegen dem Wetter auch zu Auswaschungen kommen konnte. Fett liess sich nicht so gut auswaschen.
Auf der Triebachse wurden schliesslich die beiden seitlichen Räder in einem Abstand von 1 435 mm aufgezogen. Diese Räder bestanden aus dem auf der Achse sitzenden Rad-körper und der darauf aufgezogenen Bandage.
Beim Spurkranz gilt zu sagen, dass dieser bei allen drei Achsen identisch war und die mittlere Achse quer verschoben werden konnte. Dazu wurde die Lagerung dieser Triebachse speziell ausgeführt und so ein leichter Kurvenlauf ermöglicht.
Der Durchmesser dieser Triebräder betrug neu 1 610 mm und war für eine Schnellzugslokomotive überraschend klein ausgefallen. Das war aber bei der Gotthardbahn und der geforderten hohen Zugkraft nicht überraschend. Dank den kleinen Rädern konnte die Kraft der Dampfmaschine optimal genutzt werden. Die Höchstgeschwindigkeit der Lokomotive musste jedoch auf 90 km/h begrenzt werden, was bei der Gotthardbahn kein zu grosses Problem darstellte.
Es wird nun Zeit, dass wir die drei Triebachsen im Rahmen verteilen. Diese Verteilung bestimmte den festen Radstand der Lokomotive. Dabei verteilten sich die Achsen jedoch nicht gleichmässig. Zwischen der ersten und zweiten Achse war bei den Lokomotiven der Serie ein Abstand von 1 830 vorhanden. Die beiden anderen Achsen montierte man in einem Abstand von 2 000 mm. Dieser Abstand reduzierte sich bei den beiden Prototypen jedoch auf 1 730 und 1790 mm.
Auf den festen Radstand hochgerechnet bedeutete dies bei den beiden Prototypen einen Abstand von 3 520 mm vorhanden war. Für die Lokomotiven der Serie wurde ein fester Radstand von 3 830 mm angegeben. Daher konnte man bei den Radien der Gotthardbahn gerade noch auf radial einstellbare Radsätze verzichten. Diese hätten die Konstruktion aufwendiger gemacht, was zusätzliche Kosten für die Anschaffung bedeutet hätte.
Um Kuppen befahren zu können, waren die Feder-stützen der ersten und zweiten Triebachse über Ausgleichshebel miteinander verbunden.
Zudem waren die Schraubenfedern etwas leichter und verhalfen so auch, die verlangten Achslasten einzuhalten. Dass man sich gerade hier die grössten Probleme schaffen sollte, ahnte man bei der Konstruktion noch nicht.
Man baute nun wieder die bewährten Blattfedern ein und verbesserte so das Federverhalten der Maschine deutlich. Diese Veränderung beruhigte das Laufwerk, benötigte jedoch etwas mehr Platz, so dass der Radstand etwas verlängert werden musste.
Das Laufdrehgestell der Bauart Bissel wurde ebenfalls aus Stahlplatten, die zu einem stabilen Rahmen geformt wurden, erstellt. Zur Verbindung der einzelnen Bauteile verwendet man auch hier Nieten. Am Rahmen befestigt waren schliesslich neben den beiden Achsen noch die beiden Bahnräumer. Diese waren zu Stabilisierung mit einer Stange verbunden worden und schützten das Laufwerk des Drehgestells vor Gegenständen.
Das war bei einer Bergbahn, wie es die Gotthardbahn war, sicherlich ein Vorteil. Wobei diese bei hohen Schneemassen nicht ausreichend waren. Daher waren zum Schutz des Laufwerks einfach speziell geformte Schienenräumer verwendet worden.
Die zwei Laufachsen des Drehgestells bestanden aus der Achse selber und den zwei daran montierten Speichenräder mit einem Durchmesser von 850 mm. Sie wurden in gleichartigen Gleitlagern, wie die Triebachsen gelagert und auf identische Art geschmiert.
Auch hier erhoffte man sich eine weichere und bessere Abfederung der Lokomotive. Das gelang zwar nicht, aber lag nicht an der Federung, sondern an den fehlenden Dämpfern. Die Lokomotiven der Serie wurden daher auch wieder mit Blattfedern ausgerüstet.
Damit wird es nun Zeit, das Bisseldrehgestell mit dem Rahmen zu verbinden. Dazu wurde der in der Mitte angeordnete Drehzapfen in einer ringförmigen Pfanne gelagert und das Drehgestell zugleich abgestützt. Zwei seitliche Dreieckpendel, die leicht verschiebbar aufgehängt waren, ermöglichten dem Laufdrehgestell eine seitliche Verschiebung. Durch die Bauform wurde es jedoch automatisch in die Mittellage zurückgedrückt, was zu einem ruhigen Lauf der Lokomotive führte.
Das Laufwerk wurde mit einem Umlaufblech abgedeckt. Dieses Umlaufblech war im Bereich des Drehgestells tiefer gelegt und nur knapp oberhalb des Stossbalkens angeordnet worden. Nach dem Drehgestell und den Zylindern wurde es jedoch erhöht und nach hinten bis zum Führerhaus weiter geführt. Dabei wurden die Triebachsen im oberen Bereich durch das Umlaufblech durchschnitten. Zum Schutz wurden daher Abdeckungen montiert und so das Rad verdeckt.
Am hinteren Ende der Lokomotive wurde auf dem Rahmen das Führerhaus aufgebaut. Es wurde so angeordnet, dass es um das Ende des Kessels und damit um die Feuerbüchse angeordnet wurde. Im Aufbau war das Führerhaus dieser Lokomotiven sehr einfach gehalten, was aber der Eleganz der fertigen Maschinen nicht geschadet hatte. Man kann mit Recht behaupten, dass es zur Lokomotive passte.
Das Führerhaus bestand aus den beiden Seitenwänden, die nur bis zur Hälfte hoch gezogen wurden. Lediglich im Bereich der Frontwand gab es ein kurzes Stück, wo die Seitenwand ganz nach oben gezogen wurde.
Bei der Frontwand gab es keine grossen Aufregungen. Es war eine einfache Wand aus Blech, die das Personal vor dem Fahrtwind schützte. Damit jedoch ein Blick entlang des Kessels nach vorne möglich wurde, kamen beidseitig einfache Löcher zur Anwendung.
Diese schlossen oben und unten kreisrund ab und waren daher einfach etwas nach oben gezogen worden. Ergänzt wurden diese Fenster mit einen kurzen darüber angeordneten Sonnendach.
Abgedeckt wurde das Führerhaus mit einem leicht gewölbten Dach, das weit nach hinten verlängert wurde. Diese Verlängerung reichte über das Ende der Lokomotive hinaus bis zum Tender. So war das Lokomotivpersonal gut vor Funken oder vor dem Regen geschützt. Die Wärme der Feuerbüchse wurde über einen Abzug abgeleitet. Damit das Dach stabil blieb, wurde es am Ende der Seitenwand abgestützt, so dass diese eine optische Lücke hatte.
Der Zugang zum Führerhaus war über seitliche und recht schmale Aufstiege möglich. Dazu war an der Lokomotive eine Leiter montiert worden. Man erreichte das Führerhaus mit der Hilfe von vier Stufen. Wobei die oberste Stufe den mit Holz belegten Boden des Führerhauses bildete. Festhalten konnte man sich an den Griffstangen, die sowohl am Führerhaus, als auch am Tender vorhanden waren. Dabei gab es jedoch keine Türen.
Mit der Griffstange haben wir jedoch den Weg von der Lokomotive zum Tender vollzogen. Dieser Kohlenwagen war eigentlich ein eigenständiges Fahrzeug, das durchaus zwischen den einzelnen Lokomotiven ausgewechselt wurde. Jedoch gehörten die Dampflokomotive und der Tender zusammen, so dass die Maschine ohne den Kohlenwagen nicht betriebsfähig war. Daher lohnt es sich, wenn wir auch hier einen genaueren Blick riskieren.
Auch beim Tender verwendete man einen Rahmen, den man aus einzelnen Blechen mit Hilfe von Nieten herstellte. Im Gegensatz zur Lokomotive konnte man nun einen aussen liegenden Rahmen verwenden. Das führte dazu, dass beim Tender die Achsen abgedeckt waren und eigentlich nur deren Lager und die Abfederung zu sehen waren. Hinten wurde am Rahmen zudem ein Stossbalken, wie bei der Lokomotive abgebracht.
Die drei Achsen des Tenders wurden mit Speichenrädern und aufgezogener Bandage ausgerüstet. Vom Durchmesser her entsprachen die Räder des Tenders denjenigen der anderen Lokomotiven der Gotthardbahn. So konnte man trotz dem neuen Tender auf die Achsen und Räder aus dem Lager zurückgreifen. Ein Vorteil bei den durch die Bremsen doch recht stark belasteten Rädern der Tender. Sparmassnahmen sind daher keine Erscheinung der Neuzeit.
Als Schmiermittel kam Öl zur Anwendung, dass in spezielle Lagertöpfe über den Achslagern gefüllt werden musste. Speziell bei den Lagern des Tenders war, dass sich die mittlere Achse seitlich leicht verschieben konnte und daher nicht fest gelagert war.
Da der Rahmen zwischen Achslager und Rad angeordnet wurde, waren die Blattfedern gut zu erkennen. Auch hier galt eigentlich, dass dies keine Neuerung war. Für die Gotthardbahn war der dreiachsige Aufbau des Laufwerks für den Tender die grösste Neuerung.
So hatten die Tender der Prototypen einen Radstand vorne von 1 700 mm zwischen Achse eins und zwei, sowie von 1 500 mm zwischen den Achsen zwei und drei. Bei der Serie wurden diese Werte etwas gestreckt, so dass 1 900 mm, beziehungsweise 1 600 mm gemessen werden konnten.
Die unterschiedlichen Radstände wirkten sich auch auf die Aufbauten des Tenders aus. Bei den Versuchslokomotiven wurde der Wasserkasten in die zwei seitlichen Bereiche aufgeteilt und diese mit einen unten liegenden Rohr verbunden. Dazwischen ordnete man in gewohnte Manier das Kohlenfach an. Speziell bei diesen Tendern war der Werkzeugkasten, der sich hinten über dem Stossbalken befand und so einen Absatz bildete.
Die massgebenden Belademengen des Tenders für die beiden Prototypen umfasste im Wasserkasten ein Volumen von 14.4 m3 Wasser. Da jedoch keine Anzeige für den Wasserstand vorhanden war, musste regelmässig mit Hilfe des Deckels der Wasserstand kontrolliert werden. Dazu musste der Heizer jedoch über das Kohlenfach klettern, das mit bis zu fünf Tonnen Kohlen gefüllt werden konnte und das so ausgelegt wurde, dass die Kohle nach vorne rutschte.
Wenn wir zu den Modellen der Serie kommen, erkennen wir, dass die Werkzeugkiste verschwunden war. Dadurch konnte der Wasserkasten etwas länger ausgeführt werden. Die Folgen dieser Massnahme war, dass man bei diesen Lokomotiven 17 m3 Wasser mitführen konnte. Beim Kohlenfach gab es jedoch bei der Belademenge keinen Unterschied, so dass auch bei der Serie insgesamt fünf Tonnen geladen werden konnten.
Wir haben nun den mechanischen Teil aufgebaut und können zum Messband greifen. Es wird Zeit, dass wir die Lokomotiven messen. Dabei sind bei einer Dampflokomotive zwei Werte wichtig. Das sind die Länge über Puffer und der Radstand über die ganze Länge. Letzter Punkt entscheidet letztlich, ob eine Lokomotive auf die Drehscheibe passt oder nicht. Die Puffer können diese bekanntlich überragen.
Bei den beiden Versuchslokomotiven wurde ein Radstand von 13 400 mm angegeben. Daraus resultierte eine Länge über Puffer von 16 320 mm. Durch die erwähnten Änderungen beim Laufwerk wurden die Maschinen der Serie länger, wobei es auch hier Unterschiede gab. So lauteten die Masse der Maschinen mit den Nummer 203 bis 224 beim Radstand 14 000 mm und bei der Länge über Puffer von 16 695 mm. Es gab daher eine Steigerung von 600 mm im Radstand, aber nur 375 mm.
Die restlichen Lokomotiven der Serie wurden dann nochmals um 10 mm gestreckt. Wobei es jetzt bei den Verhältnissen keinen Unterschied mehr gab. Daher galten hier die Werte für den Radstand von 14 010 mm und bei der Länge über Puffer von 16 705 mm. Da diese Differenz jedoch sehr klein war, konnte man die Unterschiede bei der Länge innerhalb der Serie nicht erkennen. Es galt daher für alle Maschinen, dass sie eine ausgewogene Erscheinung hatten.
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