Online-Bibliothek

Verbundlokomotiven

[82] Verbundlokomotiven (compound locomotives; locomotives compound; locomotive composite). Die zweifache Dampfdehnung ist im Lokomotivbau vielfach gebräuchlich, wenn sie auch nicht so große Verbreitung erlangt hat, als im Bau ortsfester Dampfmaschinen und im Schiffsmaschinenbau. Während ortsfeste Verbundmaschinen schon um das Jahr 1830 ausgeführt wurden, findet man die ersten Versuche mit V. erst 1876. Der Schweizer Ingenieur Anatole Mallet führte in diesem Jahre die erste kleine V. für die Nebenbahn Bayonne-Biarritz aus. Es war eine zweizylindrige Lokomotive mit einem Hoch- und einem Niederdruckzylinder. Um das Anfahren zu ermöglichen, war ein Wechselschieber vorgesehen, der vom Lokomotivführer verstellbar war und für das Anfahren die Lokomotive in eine solche mit einfacher Dampfdehnung umwandelte, so daß jeder Dampfzylinder Kesseldampf und besonderen Auspuff erhielt. Mallet führte an dieser ersten Lokomotive, der bald weitere folgten, zahlreiche Verbesserungen aus. Da eine Brennstoffersparnis von 25% gegenüber Lokomotiven mit einfacher Dampfdehnung festgestellt wurde, so erregten diese Versuche überall großes Aufsehen. Es folgten einige französische Eisenbahnen, die Kaiser Ferdinand-Nordbahn und die Russische Südostbahn.[82] Gewaltige Fortschritte wurden erzielt, als 1879 v. Borries sich für die Einführung der V. bei den preußischen Staatsbahnen einsetzte und selbst zahlreiche Verbesserungen vorschlug. Die erste V. der preußischen Staatsbahnen wurde 1880 von Schichau in Elbing gebaut. Bald folgten weitere Ausführungen, v. Borries verbesserte hauptsächlich die Anfahrvorrichtungen und schuf auch die theoretischen Grundlagen für eine zweckmäßige Berechnung der Zylinderabmessungen und der Steuerungen. In Deutschland, Österreich und in der Schweiz folgt nun eine rasche Entwicklung und Verbreitung der V., wobei zunächst die zweizylindrigen Bauarten vorgezogen werden. Die preußischen, sächsischen, badischen, württembergischen und bayerischen Staatsbahnen führten in den nächsten Jahren starke Personen- und Güterzuglokomotiven nach z.T. durchaus neuen Bauarten mit Verbundwirkung aus. Im Jahre 1890 waren in Deutschland bereits 430 V. vorhanden. In Frankreich war die Entwicklung der V. nicht so rasch vorgeschritten. Erst im Jahre 1885 hatte De Glehn auf der Nordbahn eine vierzylindrige V. nach seinem Entwurf in den Dienst gestellt, die dann weiter entwickelt eine sehr brauchbare, bis heute beibehaltene Ausführungsform ergab. An der Entwicklung dieser Bauart hat besonders die Elsässische Maschinenfabrik mitgewirkt. In England hatte im Jahre 1879 Webb auf der London- und Nordwestbahn mit dem Bau von V. begonnen. Eine dreizylindrige Bauart mit 2 Hochdruckzylindern und einem Niederdruckzylinder, die je eine besondere, ungekuppelte Achse antrieben, wurde 1882 geschaffen, hatte jedoch durch ihre Eigenheiten keine Aussichten auf Erfolg. Eine ähnliche Bauart, an der die Achsen jedoch gekuppelt waren, konnte sich länger behaupten. Um das Jahr 1893 schuf Webb auch eine vierzylindrige V., die bessere Erfolge erzielte. Nach seinem Rücktritt wurden die dreizylindrigen V. der älteren Bauart bald wieder in Zwillinglokomotiven umgebaut, während die vierzylindrigen V.z.T. noch gegenwärtig in Verwendung stehen. Neue V. wurden jedoch auf der London- und Nordwestbahn nicht ausgeführt. Thomas W. Worsdell baute 1885 für die Great-Eastern Eisenbahn eine zweizylindrige Verbund-Schnellzuglokomotive mit seinem Anfahrventil. Als er 1890 als erster Maschineningenieur zur North-Eastern-Eisenbahn übertrat, hatte er dort Gelegenheit, die Verbundwirkung an 6 neuen Lokomotivbauarten anzuwenden. Walter M. Smith trat 1898 mit einer neuen dreizylindrigen Bauart hervor, die einen Hoch- und zwei Niederdruckzylinder besaß und deren Kurbeln unter 120° versetzt waren. Sie wurde auf der North-Eastern- und auf der Midland-Eisenbahn eingeführt und ergab in jeder Hinsicht gute Ergebnisse. Auch vierzylindrige Bauarten wurden von den meisten englischen Eisenbahnen mit mehr oder weniger Erfolg erprobt. Eine allgemeine Einführung fand jedoch nicht statt, weil bei den geringen Kosten der englischen Lokomotivkohle vor dem Krieg (1913 7 Schilling f.d. t) die durch die V. erlangten Ersparnisse nicht ausschlaggebend genug erschienen, einige unvermeidliche Schwierigkeiten der V. in den Kauf zu nehmen. Ähnlich war das Schicksal der V. in Nordamerika. Zunächst stellte sich um das Jahr 1890 ein besonderes Interesse für die zweizylindrige V. ein. Bei dem starken Anwachsen der Zugkraft der nordamerikanischen Lokomotiven ergaben sich jedoch bald Schwierigkeiten für die Unterbringung des Niederdruckzylinders. Es wurde daher bald eine vierzylindrige Anordnung mit Hoch- und Niederdruckzylinder übereinander bevorzugt, die von Vauclain herrührt. Die gleichläufigen Kolben einer Lokomotivseite sind mit ihren Kolbenstangen an einem gemeinsamen Kreuzkopf befestigt. Das Schubkurbelgetriebe ist gleicher Bauart wie an einer Zwillinglokomotive. Diese Bauart von Vauclain ist einfach und läßt die Unterbringung großer Leistungen zu. Sie war in Nordamerika bis zur Einführung des Heißdampfes ziemlich stark verbreitet. Die Anordnung der beiden Dampfzylinder hintereinander, so daß die Kolben auf einer gemeinsamen Kolbenstange sitzen, war zuvor auch schon in Europa mehrfach versucht worden. Diese Tandem-Verbundlokomotiven wurden in Nordamerika ebenfalls vereinzelt ausgeführt. Vierzylindrige V. mit 4 getrennten Triebwerken nach den Bauarten Strong, Vauclain und Cole wurden in Nordamerika zwar ziemlich vollkommen ausgebildet, sie kamen aber im größeren Umfang nicht zur Ausführung. Die Vorliebe für einfache, gut zugängliche Bauarten und die niedrigen Brennstoff kosten war der Einführung der V. nicht günstig. Gegenwärtig ist die Verbundwirkung in Nordamerika nahezu nur auf die großen Gebirgslokomotiven der Bauart Mallet beschränkt. In Europa hat die Einführung hoch überhitzten Dampfes die V. ebenfalls vielfach verdrängt. Trotz der Einführung des Heißdampfes ist man aber in Frankreich, Süddeutschland, Österreich und in der Schweiz größtenteils bei der Verbundwirkung geblieben. Der Grund hierfür ist, daß die V. in diesen Ländern schon vor Einführung hoch überhitzten Dampfes sehr gut ausgebildet und beliebt war. Auch sind in den angeführten Ländern die Brennstoff kosten verhältnismäßig hoch, so daß eine möglichste[83] Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Lokomotive angestrebt wird. In Preußen hatte neben v. Borries auch Leitzmann die Entwicklung der V. sehr gefördert. Ab 1894 erschienen auf den Preußischen Staatsbahnen sehr vollkommene vierzylindrige V.; die zunächst der wohlgelungenen französischen Bauart De Glehn entstammen, später aber auch eine selbständige Bauform nach v. Borries darstellen. In Süddeutschland wird die V. ganz besonders in Baden durch Courtin, in Bayern durch die Lokomotivfabrik J.A. Maffei, in Sachsen durch Lindner, in Württemberg durch Kittel gefördert. Dagegen hat man in Preußen nach Einführung des Heißdampfes die Verbundwirkung nahezu völlig aufgegeben. In Österreich wurde die V. nach einigen vorhergegangenen vereinzelten Versuchen von Gölsdorf im Jahre 1893 eingeführt. Es wurde zunächst eine größere Zahl von kräftigen zweizylindrigen V. geschaffen, die nicht nur in der Gesamtanlage, sondern auch in den Einzelteilen von Gölsdorf so musterhaft durchgebildet waren, daß sie noch gegenwärtig als vielfach nachgeahmte Vorbilder gelten. Die von Gölsdorf in den Niederdruckschieberspiegel verlegte Anfahrvorrichtung macht alle vielteiligen und unzuverlässig wirkenden Wechselventile überflüssig. Im Jahre 1901 führt Gölsdorf für die österreichischen Staatsbahnen die erste vierzylindrige V. nach einer sehr einfachen Bauart aus. Als 1908 hoch überhitzter Dampf im Lokomotivbetrieb zur Einführung gelangt, tritt Gölsdorf im Verein mit süddeutschen Fachleuten für die Beibehaltung der Verbundwirkung ein. Es folgen bei den österreichischen Staatsbahnen zahlreiche Heißdampf-Verbundlokomotiven, die z.T. sehr starke Gebirgslokomotiven mit 5 und 6 gekuppelten Achsen sind.

Bei der V. wird der Dampf in 2 Dampfzylindern hintereinander zur Dehnung gebracht. Der erste Zylinder von kleinerem Durchmesser, der Hochdruckzylinder, setzt nur einen Teil des Wärmegefälles in Arbeit um. Der Dampf tritt dann in einen Zwischenbehälter (Aufnehmer oder Receiver), der den Dampf an den Niederdruckzylinder abgibt. Sind die Kurbelwinkel zwischen dem Gestänge des Hoch- und Niederdruckzylinders 90°, so muß der Aufnehmer einen ziemlich großen Inhalt aufweisen, um einen schädlichen Rückdruck auf den Hochdruckkolben zu vermeiden. Sind Hochdruck- und Niederdruckkolben dagegen gleich oder gegenläufig, so braucht der Aufnehmer keinen größeren Querschnitt zu erhalten, als ihm als Dampfleitungsrohr zukommt. Durch die Dehnung in 2 Dampfzylindern hintereinander werden folgende Vorteile der Verbundwirkung erreicht:

1. Verminderte innere Abkühlung, weil die mittlere Zylinderwandtemperatur gegenüber der Temperatur des einströmenden und ausströmenden Dampfes keine so großen Unterschiede aufweist, als an Maschinen mit einfacher Dampfdehnung.

2. Es kann die gleiche oder selbst eine größere Gesamtdehnung des Dampfes mit viel größeren Füllungsgraden erreicht werden als bei der Maschine mit einfacher Dampfdehnung. Größere Füllungen werden aber von den für Lokomotiven ausschließlich verwendeten Schwingensteuerungen weit vorteilhafter geboten.

3. Da die größten Kolbendrucke an V. bei gleicher Zugkraft kleiner ausfallen als an Lokomotiven mit einfacher Dampfdehnung, so ist an V. eine Verminderung der Maschinenreibung zu erwarten. Ganz besonders gilt dies für die vierzylindrigen Lokomotiven, wo sich ein Teil der Kräfte innerhalb des Triebwerkes ausgleicht.

4. Durch Abstufung der Drucke in 2 Zylindern ergibt sich eine Verringerung der Leckverluste durch Kolben und Schieber.

Diese Vorteile der V. kommen durch eine Verminderung des Dampf Verbrauchs von 15–25% zum Ausdruck, wenn es sich um Naßdampf mit einem Kesseldruck von 12 bis 16 Atm. handelt. Die Verminderung des Kohlenverbrauchs hält gewöhnlich mit der Verminderung des Dampfverbrauchs Schritt, wenn in beiden Fällen der Lokomotivkessel gleich beansprucht ist. Hat die V. gleiche Hauptabmessungen wie die Zwillingslokomotive, so kann erstere bei gleicher Kesselbeanspruchung eine entsprechende Mehrleistung hervorbringen, die oft mehr geschätzt wird, als die Verminderung des Brennstoffverbrauchs. Werden beim Vergleich beider Lokomotivbauarten gleiche Leistungen zugrunde gelegt, so ist die Steigerung der Wirtschaftlichkeit oft noch größer, da der minder beanspruchte Kessel einen besseren Wirkungsgrad ergibt. An Lokomotiven mit hoch überhitztem Dampf ist der Gewinn durch die Verbundwirkung nicht so bedeutend, da dieser Dampf für die Abkühlungsverluste im Dampfzylinder minder empfindlich ist. Der Gewinn durch die Verbundwirkung beschränkt sich an Heißdampflokomotiven auf 10–15%. Bei den gegenwärtig gewaltig gesteigerten Brennstoffkosten spielt dieser Betrag jetzt eine größere Rolle als vor dem Krieg. Es ist daher ziemlich sicher anzunehmen, daß die Verbundwirkung in der nächsten Zeit auch an Heißdampflokomotiven stärkere Verbreitung finden wird, umsomehr als die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit durch die Verbundwirkung auch bei minder gutem Erhaltungszustand bestehen bleibt. Die Verbundwirkung ist an einen hohen Dampfdruck[84] gebunden. Die Anwendung der zweifachen Dampfdehnung bei Kesseldrucken von weniger als 13 Atm. Überdruck erscheint unzweckmäßig. Da an raschfahrenden Lokomotiven des guten Massenausgleichs wegen oft vierzylindrige Bauarten gewählt werden, so ist es naheliegend, für solche Lokomotiven auch die Verbundwirkung zu verwenden. Auch wird oft wegen der erwünschten Verringerung der Abmessungen eine Vermehrung der Zylinderzahl vorgenommen.

Neben den Sondereinrichtungen für die Anfahrvorrichtung sind an V. auch noch gewöhnlich besondere Eigenheiten an den Steuerungen notwendig. An zweizylindrigen V. mit kleinem Zylinderraumverhältnis sind die Steuerungen oft beiderseits gleich ausgeführt, so daß sich auch gleiche Füllungen in beiden Dampfzylindern einstellen. Bei größerem Zylinderraumverhältnis sind die Steuerungen gewöhnlich derart ausgebildet, daß die Niederdruckzylinder größere Füllung erhalten als die Hochdruckzylinder. Man trachtet, dies durch gewisse Änderungen einzelner Teile in den Steuerungsgestängen zu erreichen, während beide Steuerungen sonst möglichst gleichartig ausgeführt werden. Die Umsteuerung wird für beide Triebwerke gemeinsam besorgt. An den vierzylindrigen V. der Bauart De Glehn besitzen die Hoch- und die Niederdruckzylinder vollständig getrennte Steuerungen, die vom Lokomotivführer mit besonderen Umsteuerungen nach Belieben getrennt eingestellt werden können. Diese Bauart besitzt den Vorteil, daß es möglich ist, jeweils die vorteilhaftesten Füllungen in beiden Zylindergruppen anzuwenden, die vom Grad der Beanspruchung und von der Fahrgeschwindigkeit abhängig sind. Es setzt dies jedoch eine ganz besondere Vertrautheit des Lokomotivführers mit den Eigenheiten der V. voraus und nimmt auch seine Aufmerksamkeit in höherem Grad in Anspruch. Man hat daher bei anderen vierzylindrigen Bauarten die Steuerungen beider Zylindergruppen wieder in eine feste Abhängigkeit gebracht, wobei jedoch die zusammengehörigen, zweckmäßigsten Füllungen möglichst angestrebt werden. Um die ohnehin große Vielteiligkeit vierzylindriger V. einzuschränken, hat man vielfach versucht, die Steuerung je eines Hoch- und Niederdruckzylinders derart zusammenzulegen, daß mit einem Steuerungsgestänge das Auslangen gefunden wird, so daß an vierzylindrigen V. nur 2 äußere Steuerungen vorhanden sind. Gölsdorf hat für einige seiner vierzylindrigen V. diese Anordnungen noch weiter vervollkommnet, indem auch die Schieber eines Hoch- und Niederdruckzylinders in einer Schieberbüchse auf eine gemeinsame Schieberstange gebracht sind. Ein sehr weitgehender Unterschied in den Füllungen beider Dampfzylinder ist dann allerdings nicht möglich. Hinsichtlich der Dampfverteilung an V. wäre noch zu bemerken, daß auf möglichst große Eröffnungen der Einströmkanäle Wert zu legen ist, da Druckabfälle schädlich wirken. In den Hochdruckzylindern muß Vorsorge getroffen werden, daß die Kompression nicht größer wird als erwünscht, da diese besonders bei großem Aufnehmerdruck vor dem Hubende bis über den Einströmdruck hinaus ansteigen kann. Die Kompression im Niederdruckzylinder ist von Wichtigkeit, da sie für die Bestimmung des Aufnehmerdrucks mit von Einfluß ist. Das Voreinströmen muß in den Niederdruckzylindern viel reichlicher gewählt werden als in den Hochdruckzylindern. Wird die Höchstfüllung in allen Zylindern nicht unter 90% gewählt, so vollzieht sich das Anfahren auch bei minder vollkommenen Anfahrvorrichtungen meist klaglos. Sonderbarerweise machen von diesem wirksamen Mittel nur wenige Bauarten Gebrauch. Es gibt V. mit nur 75% Höchstfüllung. Bei vielen Anfahrvorrichtungen, z.B. der von Gölsdorf, Lindner u.s.w. ist diese mit der Steuerung zwangläufig vereinigt, so daß beim Überschreiten gewisser Füllungen Frischdampf in den Aufnehmer tritt. Werden diese Füllungen bei starker Anstrengung der Lokomotiven dauernd verwendet, so tritt allerdings ein unnötiger Dampfverlust ein.

Eine besondere Art von V. sind die Drehgestell-Lokomotiven der Bauart Mallet. Zur Verbesserung des Bogenlaufs bestehen diese Lokomotiven aus 2 Gestellen. Das führende Gestell ist deichselartig an ein Hauptgestell gekuppelt. Letzteres trägt auch den Kessel, der vorne beweglich auf dem Drehgestell ruht. Das Hauptgestell und das Drehgestell hat gewöhnlich die gleiche Zahl von gekuppelten Achsen. (An den stärksten nordamerikanischen Lokomotiven werden bereits bis zu 5 gekuppelte Achsen in einem Gestell verwendet.) Das Hauptgestell wird von den Hochdruck-, das vordere Drehgestell von den Niederdruckzylindern angetrieben. Da der Kessel mit dem Hauptgestell fest verbunden ist, so entfallen hier bewegliche Dampfrohre. Das Aufnehmerrohr zwischen den Hoch- und den Niederdruckzylindern erhält eine große Länge, so daß es für den nicht sehr großen Ausschlagwinkel leicht genügend beweglich hergestellt werden kann, wobei noch der niedrige Druck des Aufnehmerdampfes etwa nötige Dichtungen erleichtert. Der Abdampf der Niederdruckzylinder wird durch bewegliche Rohre zum Blasrohr geführt. Die Steuerungen beider Gestelle werden gleichzeitig verlegt. Nachdem[85] ursprünglich die Mallet-Lokomotiven nur vereinzelt Anwendung fanden, sind sie gegenwärtig insbesondere für sehr große Zugkräfte im Güterzugdienst für Gebirgsstrecken beliebt.

Die hauptsächlichsten Nachteile der V. sind:

1. Das Anfahren erfordert besondere Einrichtungen, die bei gewissen Bauarten nicht vollkommen zuverlässig sind. Selbst bei vollkommenen Anfahrvorrichtungen steht die größte Zylinderzugkraft der V. gegen jene der Zwillingslokomotive gleicher Grundbauart zurück.

2. Die Verteilung der Arbeit auf beide Zylinder ist nur unter gewissen Verhältnissen vorhanden. Allerdings hat sich im Betrieb gezeigt, daß selbst stärkere Unregelmäßigkeiten an zweizylindrigen V. ohne Nachteil bleiben. Vierzylindrige V. sind in dieser Hinsicht noch unempfindlicher.

3. Durch die Verwendung der Niederdruckzylinder mit größerem Durchmesser, durch den Aufnehmer und die Anfahrvorrichtung wird das Gewicht gegen Zwillingslokomotiven etwas erhöht.

4. Eine unerwünschte Folge des großen Zylinderrauminhalts der Niederdruckzylinder ist der größere Laufwiderstand der V. im Leer lauf, der besonders bei raschfahrenden Lokomotiven von Nachteil ist. Solche Lokomotiven müssen daher wirksame Mittel erhalten, die sonst beträchtliche Luftpumparbeit im Leerlauf zu verringern.

Aus diesen Darstellungen geht zur Genüge hervor, daß der Entwurf von erfolgreichen V. erheblich schwieriger ist als von Lokomotiven mit einfacher Dampfdehnung, da nur inner halb gewisser Grenzen die Vorteile gegenüber den Nachteilen zur Wirkung gelangen. Leider ist dieser Umstand nicht immer genügend eingeschätzt worden. Es besteht eine Anzahl unvollkommener V. bei vielen Eisenbahnverwaltungen, die dazu beiträgt, das Ansehen der Verbundwirkung herabzusetzen. Trotzdem ist zu hoffen, daß die Verbundwirkung im Lokomotivbau eine Zukunft besitzt. Die wissenschaftliche Auswertung der vorliegenden Erfahrungen, namentlich an Heißdampf-Verbundlokomotiven, ist eine wichtige Grundlage hierfür.

Sanzin †.

Anfahrvorrichtungen.

V. mit nur einem Hochdruckzylinder würden, da ohne besondere Vorkehrung bloß diesem allein Dampf zugeführt wird, bei ungünstiger Hochdruck-, Kurbel- oder Schieberstellung überhaupt nicht anfahren können. Dagegen würden solche mit mehr als einem Triebwerk ein Anfahren unter Belastung, zu welchem unbedingt das ganze Reibungsgewicht herangezogen werden muß, nur mit dem Hochdrucktriebwerk allein vollführen, also die Hälfte oder ²/₃ des Reibungsgewichtes ungenutzt lassen.

V. dieser Bauarten müssen daher mit Anfahrvorrichtungen versehen sein.

V. mit nur einem Triebwerk und 2 Hochdruckzylindern können ohne besondere Vorkehrungen anfahren, man verzichtet aber nicht gerne auf die Leistung der großen Niederdruckzylinder und versieht deshalb auch solche Lokomotiven mit Anfahrvorrichtungen.

Anfahrvorrichtungen ermöglichen zur Erreichung ihres Zweckes gedrosseltem Frischdampf Zutritt in den Verbinder bzw. Niederdruckschieberkasten oder zur Hoch- bzw. Niederdruckzylindermitte. Sie können automatisch wirkend derart eingerichtet sein, daß sie nur bei geringer Öffnung des Regulators oder auch bei weit ausgelegter Steuerung zur Wirkung kommen, mithin der Willkür des Führers entzogen sind; oder sie können durch einen Handzug ein- und ausgeschaltet werden, so daß die Fahrt nach dem Willen des Führers mit Zwillings- oder Verbundwirkung erfolgt. Andere wieder sind derart eingerichtet, daß zwar die Einschaltung durch den Führer erfolgt, die Rückstellung auf Verbundwirkung aber von der in Gang gekommenen Maschine selbst besorgt wird.

Bei der Anfahrvorrichtung von Borries aus dem Jahre 1880 ist die oft gebräuchliche Einrichtung des Regulatorschiebers mit Schleppschieber (Die Lokomotive 1908, H. 5, S. 99) derart abgeändert, daß dieser durch einen Kanal gedrosselten Frischdampf in den Verbinder einläßt, anderseits Frischdampf hinter den Hauptschieber und mithin zum Hochdruckzylinder. Bei weiterer Öffnung des Regulators wird der Kanal geschlossen, so daß die Frischdampfzufuhr zum Niederdruck unterbrochen wird. Eine ähnliche Konstruktion ist die von Zara (Die Lokomotive 1916, H. 11, S. 227, Abb. 4). Der im Verbinder auftretende Gegendruck verhinderte bei ungünstiger Kurbelstellung das Anfahren, so daß von dieser Vorrichtung abgegangen wurde.

Bei Drei- und Vierzylinder-Verbundlokomotiven fand sie neuerdings ihrer Einfachheit wegen Eingang; doch wird hierbei häufig von der Frischdampfleitung zum Niederdruck eine mit Rückschlagventil versehene Abzweigung zur Hochdruckzylinder-Mitte geführt, durch welche der Hochdruckkolben auch nach Schluß der Einströmung Druck erhält, der den Verbindergegendruck aufhebt.

Spätere Anfahrvorrichtungen von Borries sind durch ein den Verbinder gegen den Hochdruckauslaß sperrendes Tellerventil gekennzeichnet. Das Tellerventil wird entweder beim Anfahren durch den zum Verbinder strömenden Frischdampf oder vor dem Anfahren vom Führer durch einen Handzug geschlossen; hierdurch wird jeder schädliche Gegendruck auf den Hochdruckkolben verhindert, so daß die Lokomotive sicher anfahren kann.

Der dem Hochdruckzylinder entströmende Dampf steigert seine Spannung so lange, bis diese den Verbinderdruck überwiegt, das Tellerventil öffnet und so zum Niederdruck gelangt, womit die Verbundwirkung hergestellt ist. Durch das Öffnen des Tellerventils wird die Frischdampfzuführung zum Verbinder gesperrt. Bei neueren Ausführungen dieser Vorrichtung ist vor dem Tellerventil noch ein Hilfsauspuff für den Hochdruck vorgesehen, so daß die Lokomotive während des Anfahrens regelrecht als Zwilling arbeitet; dieser Auspuff schließt sich ebenfalls beim Öffnen des Tellerventils, womit Verbundwirkung eintritt (Bauer-Stürzer 1911, S. 267 und 268, Abb. 249 und 250).

Die Anfahrvorrichtung von Maffei steht bei von dieser Firma gebauten Vierzylinder-Verbundlokomotiven in Verwendung. Durch Füllventile, die[86] bei ganz ausgelegter Steuerung betätigt werden, erhalten die Niederdruckzylinder gedrosselten Frischdampf, während die Hochdruckzylinder durch Druckausgleichhähne kurz geschlossen werden. Infolgedessen können sich auf den Hochdruckkolben keine Verbindergegendrucke bemerkbar machen. Die Lokomotiven fahren bloß mit den Niederdruckzylindern allein an. Bei Zurücknahme der Steuerung auf kleinere Füllungsgrade tritt durch Schließen der Füllventile und Ausgleichhähne Verbundwirkung ein.

Die ältere Anfahrvorrichtung nach Bauart Lindner betätigt bei voll ausgelegter Steuerung einen Hahn, der gedrosselten Frischdampf in den Niederdruckschieberkasten strömen läßt; diese Einströmung wird, damit unnützer Dampfverlust und ungleiche Zylinderkräfte vermieden werden, durch einen Hilfsschieber von gleicher Bewegung und Überdeckung, wie sie der Niederdruckschieber hat, gesteuert. Um den im Verbinder auftretenden Gegendruck zu paralysieren, sind in den inneren (Ausströmungs-) Überdeckungen des Hochdruckschiebers kleine Entlastungsbohrungen oder Schlitze angebracht, durch die ein Ausgleich des Hochdruckes herbeigeführt wird (Bauer-Stürzer 1911, S. 264, Abb. 243–245).

Die neuere Bauart Lindner verwendet statt des Hilfsschiebers einen doppelten Kolbenschieber, welcher auf der Niederdruckschieberstange sitzt, daher deren Bewegungen mitnehmen muß. Dieser Schieber steuert in geeigneter Weise Frischdampfzuströmungen durch enge Rohrleitungen und Hähne, die nur bei voll ausgelegter Steuerung geöffnet sind, zur Hoch- und Niederdruckzylindermitte. Der auf diese Weise in den Hochdruckzylinder gekommene Dampf geht durch den Verbinder in den Niederdruckschieberkasten und von hier durch einen der Einströmkanäle in den Niederdruckzylinder; sollte der Niederdruckschieber gerade schließen, so geht der Dampf durch den Anfahrkolbenschieber nach Niederdruckzylindermitte. Der Hochdruckschieber ist ebenfalls mit Entlastungsbohrungen oder Schlitzen versehen (Bauer-Stürzer 1911, S. 264 u. 265, Abb. 246 u. 247).

Die Anfahrvorrichtung Bauart Gölsdorf vermeidet jeden komplizierten oder bewegten Bestandteil, wie deren mehr oder weniger allen anderen Anfahrvorrichtungen eigen sind. Die Zuführung von Frischdampf zum Niederdruck erfolgt durch enge Rohre, die vom Hochdruckeinströmrohr oder Hochdruckschieberkasten ausgehen und in 2 geeignet angebrachte Bohrungen im Niederdruckschiebergesicht enden. Diese Bohrungen werden vom Niederdruckschieber selbst gesteuert in der Weise, daß sie nur bei weit ausgelegter Steuerung geöffnet werden und daß ein schädlicher Gegendruck im Verbinder auftreten kann (Katalog Alex Friedmann 1902, S. 16, Abb. 10–14).

Gölsdorf wies vor langer Zeit schon nach, daß ein sicheres Anfahren bei Dampflokomotiven im allgemeinen am besten durch eine Steuerung mit möglichst großem Füllungsgrad (bis 90% und mehr) erreichbar ist und verwendete lange Kulissen und eventuell Bohrungen oder Schlitze in den Einströmkanten der Schieber. Zur Verminderung der beim Anfahren unerwünschten Kompression werden im Hochdruckschieber Überströmkanäle über ¹/₃ der Schieberbreite angeordnet. Die Gölsdorfsche Anfahrvorrichtung ist zweifellos die einfachste, ein Versagen so gut wie ausgeschlossen.

Die Anfahrvorrichtung Bauart Ranafier besteht aus einem mit Federkraft auf seinen Sitz gedrückten kleinen Tellerventil. Durch einen vom Führerstand aus mit Handzug stellbaren Kolbenschieber wird Frischdampf zu dem Ventil geführt, der dasselbe auf Öffnen beansprucht; hierdurch wird eine an der Ventilspindel angebrachte Rolle, ähnlich wie bei der Lenz-Ventilsteuerung, gegen die mit Steuerungseinkerbungen versehene Hochdruckschieberstange gedrückt, so daß kraftschlüssige Steuerung des Ventils erfolgt.

Das Ventil öffnet und schließt in geeigneter Weise die Frischdampfzuleitung nach Hochdruckzylindermitte derart, daß der auf den Hochdruckkolben ausgeübte Druck immer im Sinne der gewünschten Bewegung erfolgen muß, also nie schädlicher Gegendruck entstehen kann.

Bekommt der Hochdruck zu Beginn des Anfahrens durch das Ventil keinen Dampf oder ist seine Kurbelstellung ungünstig, so wird durch weitere Verstellung des Kolbenschiebers dem Frischdampf der Weg zum Verbinder und somit zum Niederdruck geöffnet, der dann sicher anfährt. Nach einigen Umdrehungen des Triebwerks läßt der Führer den Handzug des auf Selbstschließen eingerichteten Kolbenschiebers los, der Schieber geht zurück und schließt beide Hilfsleitungen, das Tellerventil schließt sich und kommt außer Kontakt mit der Steuerkurve; hierdurch ist reine Verbundwirkung für jeden, auch für den größten Füllungsgrad erreicht, im Gegensatz zu den Vorrichtungen von Lindner, Maffei und Göllsdorf, die bei großen Füllungsgraden Frischdampf in den Niederdruckzylinder einlassen (Die Lokomotive, S. 256, Abb. 70, Katalog der Hanomag, 1910, Nr. 220, S. 16).

Die Anfahrvorrichtung Bauart de Glehn, bei Vierzylinder-Verbundlokomotiven in Verwendung stehend, bedient sich für jedes Zylinderpaar eines der Längsrichtung nach in den Verbinder eingebauten Drehschiebers, der je nach seiner Stellung den Verbinder mit dem Niederdruckschieberkasten oder dem Auspuff verbindet.

Die symmetrisch angeordneten Drehschieber sind durch Kuppelstangen und Kurbeln verbunden und werden von einem mit Preßluft oder Dampfdruck vom Führerstand aus bedienten Schaltzylinder (Servomotor) gestellt. Außerdem kann der Führer durch dünne Rohrleitungen gedrosselten Frischdampf in die Niederdruckschieberkästen einlassen. Daraus folgen 4 verschiedene Schaltungsmöglichkeiten:

1. Verbundwirkung als Regel für den Beharrungszustand;

2. Vierlingswirkung mit Frischdampf in allen vier Zylindern für das Anfahren;

3. Zwillingswirkung der Hochdruckzylinder allein;

4. Zwillingswirkung der Niederdruckzylinder allein.

Die beiden letzten Schaltungen als Notbehelf im Fall der Beschädigung einer der beiden Expansionsstufen (Die Lokomotive 1906, H. 5, S. 78, Abb. 8). Eine ähnliche Anfahrvorrichtung von Borsig verwendet an Stelle der Drehschieber Umschalthähne; die Frischdampfzuführung zu den Niederdruckschiebern wird hierbei zwangläufig bei Stellung der Hähne auf Hochdruckauspuff geöffnet (Die Lokomotive 1904, H. 5, S. 103).

Die Anfahrvorrichtung Bauart Dultz besteht aus einem vom Führerstand aus durch Handzug in doppelwandigem Gehäuse verstellbaren Wechsel-Rohr-Kolbenschieber, der in seinen Endlagen entweder den Hochdruckabdampf in den Verbinder führt, womit Verbundwirkung erzielt wird, oder zum Blasrohr leitet und gedrosselten Frischdampf in den Verbinder einläßt, in welchem Fall Zwillingswirkung eintritt (Die Lokomotive 1907, H. 9, S. 167).

Eine Verbesserung dieser Konstruktion ist die Anfahrvorrichtung der Eisenbanndirektion Magdeburg,[87] die einen Rohr-Wechselschieber verwendet und in die Frischdampfleitung zum Verbinden ein Druckverminderungsventil einbaut, um zu große Kräfte am Niederdruck zu verhindern (Bauer-Stürzer 1911, S. 270, Fig. 252, 253).

Mallet verwendete bei seiner Zweizylinder-Verbundlokomotive, der ersten ihrer Art und der ersten V. überhaupt, als Anfahrvorrichtung einen Wechselflachschieber, der willkürliche Einstellung auf Verbundwirkung oder Zwillingswirkung erlaubte.

Anfahrvorrichtungen, deren Einstellung auf Verbund- oder Zwillingswirkung rein vom Gutdünken des Führers abhängt, haben zwar den Vorteil, die Lokomotive beliebig forcieren zu können, aber auch den Nachteil, daß bei unnötig häufiger Benutzung der Zwillingsschaltung die Wirtschaftlichkeit infolge der Verwendung gedrosselten Frischdampfes für den Niederdruck stark beeinträchtigt wird, ja unter das Maß jener der Lokomotiven mit einfacher Dampfdehnung sinken kann.

Schmidt.

Literatur: Brückmann, Beitrag zur Geschichte der Verbundlokomotive. Organ 1890, S. 294 und 1891, S. 192; Die Verbundlokomotive in Nordamerika. Ztschr. dt. Ing. 1894, S. 1213. – Sanzin, Die Verbundlokomotive in England. Verhandl. des Gewerbefleißes 1896, S. 91. – Troske, Allgemeine Eisenbahnkunde. II. Teil, S. 222. – Guillery-Stockert, Handbuch des Eisenbahnmaschinenwesens. Bd. I, S. 251. – Gölsdorf, Anfahrvorrichtung. Organ 1894. – Kühl, Neue Bestrebungen im Lokomotivbau. – Mallet, Étude sur les locomotives de montagne. Mémoires de la société des ingénieurs civiles. August 1912. – Metzeltin, Die neuen preußischen Verbundlokomotiven. Ztschr. dt. Ing. 1909, S. 641. – Dawner, Vierzylinderverbund-Heißdampflokomotiven der Württembergischen Staatsbahnen. Ztschr. dt. Ing. 1909, S. 2069.