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Wasserstationen

[286] Wasserstationen (Wasserwerke) (watering stations; stations pour l'alimentation de l'eau; stazioni per l'alimentazione dell'acqua). Bahnhöfe oder sonstige Verkehrsstellen, in denen Einrichtungen zum Füllen der Wasserbehälter von Dampflokomotiven bestehen, oder auch – je nach Sprachgbrauch – die Gesamtheit solcher Einrichtungen als Teil eines Bahnhofs.

Inhalt: 1. Vorschriften, 2. Wasserbedarf, Lage und Abstand der W., 3. Beschaffenheit und Reinigung des Wassers, 4. Wasserentnahme und Zuleitung, 5. Wasserbehälter, 6. Literatur.

1. Vorschriften.

TV. § 58. W. sind in solchen Abständen und mit solcher Leistungsfähigkeit anzulegen, daß der Bedarf an Speisewasser jederzeit reichlich gedeckt werden kann. § 59. Wasserkrane § 60, 4. In Schuppen für Dampflokomotiven sollen mit einem hochgelegenen Wasserbehälter zusammenhängende Rohrleitungen liegen, die durch einen Schlauch mit jeder Lokomotive in Verbindung gebracht werden können. § 60, 5. In oder vor dem Gebäude (Lokomotivschuppen) sind für Dampflokomotiven Wasserkrane oder Hydranten anzubringen.

2. Wasserbedarf, Lage und Abstand der W.

Der Tageswasserbedarf der W. ergibt sich aus der Anzahl der täglich zu füllenden Lokomotivtender mehr der für Nebenzwecke (Feuerlöschwesen, Nutzwasser für Wasch- und Badeanstalten u.s.w.) nötigen Menge. Die Anzahl der Tenderfüllungen wird aus dem dichtesten vorgesehenen (Maximal-) Fahrplan (s.d.) ermittelt und zur Sicherheit ein 25%iger Zuschlag gemacht. In Zugausgangsstationen muß mit der Füllung des ganzen Tenderinhalts (8–15 m³ bei Schlepptendern, 3–5 m³ bei Tenderlokomotiven) gerechnet werden. In Zwischenstationen wird meist nur eine Nachfüllung von 5–10 m³ vorgenommen. In der Regel werden die W. in solchen Verkehrsstellen angelegt, wo ohnehin größere Zugsaufenthalte stattfinden, somit in Bahnhöfen oder Heizhäusern Ausnahmsweise, z.B. bei Nebenbahnen, werden aus Ersparungsrücksichten – um längere Zuleitungen zu vermeiden – die W. in die Nähe der Wasserbezugsstellen gelegt (ohne Rücksicht auf die[286] Lage der Verkehrsstellen) und dort eigene Zugsaufenthalte für das Wassernehmen vorgesehen. Da die Züge oder Lokomotiven in den W. längeren Aufenthalt (4–15 Min.) nehmen müssen, wird mit der Wasserfüllung der Tender in der Regel gleichzeitig auch das Entschlacken der Aschenkasten, das Nachfassen von Kohlen (s. Bekohlung) u.s.w. angeordnet. Bei Schnellzügen wird zur Verkürzung der Aufenthalte in den W. meist auch Lokomotivwechsel vorgenommen.

Nach durchgeführten Versuchen wurde der Wasser- (bzw. Dampf-) Verbrauch mit 12–20 (im Mittel 15) kg für die geleistete Pferdestärke (PS.) und Stunde gefunden. Für Nebenzwecke (Speisepumpe [s.d.] und zum Bespritzen der Kohle) und zur Sicherheit mit Rücksicht auf Wasserverluste durch Undichtigkeit der Siederohre rechnet man in Summa mit 20 kg Wasserverbrauch für die Pferdekraftstunde.

1 l Wasser des Tenderinhalts I entspricht daher einer Arbeit der Lokomotive von

Mit dem Tenderinhalt I kommt man daher theoretisch so lange aus, bis die Arbeitsleistung A der Lokomotive den Wasservorrat in Dampf verwandelt und verbraucht hat. Somit ist

A^{kg m} = 13.500 I^l

Ist auf einer Rampenstrecke die tatsächlich erstiegene Höhe h, die Widerstandshöhe des Laufwiderstandes h_l = w_l ∙ L (w_l = Widerstandsziffer im Mittel = 3‰ L die Bahnlänge in m), des Krümmungswiderstandes h_k = ∑ w_k ∙ L_k (Krümmungswiderstandsziffer w_k s. Zugwiderstände), L_k die Länge aller Bogen, so ist die maßgebende Arbeitshöhe (H) einer gewissen Strecke – z.B. von einer Station zur anderen –

H^m = (h + h_l + h_k)^m.

Strecken in Gefällen sind als wagrecht anzunehmen, da ein kleiner Dampfverbrauch auch bei der Talfahrt für die Betätigung der Bremsen u.s.w. besteht.

Die aufgewendete Lokomotivarbeit beim Gesamtzugsgewicht G ist:

G^kg ∙ H^m ≦ 13.500 I^l

Solange diese Beziehung noch erfüllt ist, ist eine W. nicht erforderlich, doch ordnet man, um dem zeitweiligen Versagen einzelner W. im Betrieb zu begegnen, außer den sich nach dieser Rechnung ergebenden Hauptwasserstationen noch Hilfswasserstationen zwischen den ersteren an, die nur im Bedarfsfall zur Verwendung kommen.

Auf Rampenstrecken mit andauernder, gleichmäßiger Steigung, wo die Zugkraft der Lokomotive stets vollständig ausgenützt ist, besteht die Arbeitsgleichung

Z^kg ∙ E^m = 13.500 I^l,

wobei Z die Zugkraft der Lokomotive (bei kleineren Geschwindigkeiten Z = L_a/7, wenn L das Reibungs-[Trieb-] Gewicht der Lokomotive bedeutet), E die Entfernung der W. in m bezeichnet.

So kann z.B. eine vollbelastete Lokomotive mit L_a = 50^t und I = 8000^l eine Entfernung

auf einer Steilrampe ohne Wassernachfüllung zurücklegen.

3. Beschaffenheit und Reinigung des Wassers.

Da das natürlich vorkommende Wasser nicht chemisch rein ist, so ist die Menge der in ihm gelösten Stoffe (CaCO₃, MgCO₃, auch Eisenverbindungen, Säuren u.s.w.) für seine Eignung als Lokomotiv-Kesselspeisewasser (s. Speisewasser) maßgebend, da erstere zu der bekannten Kesselsteinbildung Anlaß geben. Als »gutes« Kesselspeisewasser wird jenes bezeichnet, das in 1 l Wasser nicht mehr als 150 mg Kesselsteinbildner (entspricht 15 deutschen Härtegraden) enthält. Wasser mit 15–25 deutschen Härtegraden ist zwar noch verwendbar, noch härteres Wasser muß aber unbedingt durch chemische Mittel für die Kesselspeisung brauchbar gemacht (»gereinigt«) werden. Durch Zusätze von Soda (Na₂CO₃) oder NaOH und Kalkmilch Ca(OH)₂ oder je nach der chemischen Beschaffenheit des Wassers noch anderer Stoffe nach besonderer Angabe durch einen Chemiker werden die Kesselsteinbildner in einem eigenen Behälter ausgeschieden (gefällt), worauf in der Regel noch eine mechanische Klärung des Wassers durch einen Filter vorgenommen wird. Die Erfahrungen mit solchen Wasserreinigungsanlagen sind in einigen Fällen keine günstigen gewesen, da die Menge des Zusatzes nach der chemischen Beschaffenheit des Wassers, seinem Kohlensäure- (CO₂) Gehalt u.s.w. abgestuft werden muß, was nur durch geeignete Bedienstete nachgeprüft werden kann. An anderen Orten wurden jedoch bei verständnisvoller Wartung dieser Anlagen gute Erfolge erzielt.[288]

4. Wasserentnahme und Zuleitung.

Das Wasser kann je nach den örtlichen Verhältnissen aus Quellen (Hoch- und Tiefquellen), Bächen, Flüssen, Seen und Teichen oder mittels Brunnen dem Grundwasser entnommen werden (Abb. 118 und 119). Je nach der Lage der Entnahmestelle des Wassers kann dieses dann entweder durch Pumpen in höher gelegene, durch Zuleitungen in Gerinnen oder unter Druck stehenden Rohrleitungen (Gravitationsleitungen) in tiefer gelegene Wasserstationenbehälter gebracht werden. Die Pumpwerke können durch kleine Kraftanlagen mit Dampf- (Abb. 121 und 122), Rohöl-, Benzin-, Wind- (Abb. 120) oder Elektromotoren angetrieben werden. Schließlich kann das Wasser auch aus dem schon vorhandenen Rohrnetz oder den Behältern einer Ortswasserversorgung bezogen werden. Aber auch umgekehrt wird nicht selten – gute Beschaffenheit des Wassers vorausgesetzt – mit den W. eine Trink- und Nutzwasserversorgung der Bahnhofsgebäude, gegebenenfalls auch des nächstgelegenen Ortes verbunden, wodurch sich die Anlage in der Regel wirtschaftlicher ausgestalten läßt. Bei Nebenbahnen kommt zuweilen für das Pumpen des Wassers aus tiefergelegenen Brunnen oder Teichen die Verwendung von Pulsometern, die durch den Dampf von Lokomotiven in Tätigkeit gesetzt werden, zur Anwendung.

5. Wasserbehälter.

Die Wasserbehälter der W. haben den Zweck, das gleichmäßig und fortlaufend in verhältnismäßig geringerer Menge zufließende oder zeitweilig durch Pumpen geförderte Wasser in solchem Ausmaß anzusammeln, daß bei Entnahme einer Wassermenge, die größer als der Zufluß ist, ein genügender Wasservorrat vorhanden ist, um so einen Ausgleich zwischen Zulauf und Verbrauch herzustellen. Da ein Wasserkran in der Regel 1–4 (im Mittel 2) m³ in der Minute zu liefern im stande sein muß, um die Zeit des Wassernehmens möglichst abzukürzen, kann der zu gewissen Zeiten auftretende Wasserbedarf bei gleichzeitiger Betätigung mehrerer Wasserkrane der W. ein ziemlich bedeutender werden. Für größere Anlagen muß daher der erforderliche Inhalt des Behälters nach den für Wasserversorgungen im allgemeinen geltenden Verfahren durch Vergleich der Zuflußmengenkurve mit der Schaulinie des Verbrauchs bestimmt werden. Für gewöhnliche Verhältnisse gibt man den Behältern den Inhalt eines Tagesbedarfs und müssen die Pumpzeiten entsprechend dem Wasserverbrauch angeordnet werden. In der Regel trachtet man, die Bedienung der Pumpstationen[289] so einzurichten, daß ein Pumpenwärter 2 oder mehrere Anlagen abwechselnd bedienen kann. Bei elektrischem Antrieb kann die Einschaltung des Motors leicht selbsttätig bei Eintritt eines gewissen Wasserstandes im Behälter erfolgen.

Die Behälter werden in der Regel in Größen von 50, 100, 200, 250, 400, 500 m³ und mehr angelegt und muß ihr niederster Wasserspiegel so hoch angeordnet werden, daß noch genügender Druck in der anschließenden Kranleitung herrscht (Abb. 119). Für mittlere Verhältnisse ergeben sich daher Höhenlagen von 5–10 m über Schienenoberkante. Zu große Druckhöhen in der Kranleitung sind wegen der möglichen Wasserschläge beim Absperren der Leitungen und wegen der Gefährdung der Bediensteten durch zu starken Wasserstrahl aus den Kranen zu vermeiden.

Wenn die Geländegestalt die erforderliche Höherlegung des Behälters bei Versenkung in den Boden gestattet, so baut man in der Regel »Feldbehälter« (Abb. 123 und 124) aus Mauerwerk, Beton oder Eisenbeton, deren Innenwandung durch Zementverputz gedichtet wird. Gewöhnlich sind diese Bauwerke überwölbt oder eingedeckt und mit einer ungefähr 1∙00 m starken Erdschicht überschüttet, um das Einfrieren des Wassers im Winter zu verhindern. Sind Bodenerhebungen nicht vorhanden, so lagert man die aus schmiedeisernen Blechen hergestellten rechteckigen oder runden Behälter in Stockwerkshöhe (oder noch höher) auf Walzträger (Abb. 118), die ihrerseits wieder von Mauerwerk, Eisengerüst u. dgl. gestützt werden. Den Raum unterhalb des Behälters benutzt man meist zur Aufstellung des Dampfkessels für die Pumpe und als Aufenthaltsraum für den Pumpenwärter, wodurch gleichzeitig die Warmhaltung des Behälterbodens erzielt wird. Durch eine angebaute Wohnung samt Nebengebäude für den Pumpenwärter mit Waschküche und Bad entsteht ein »Wasserstationsgebäude« (Abb. 126). Wo große Druckhöhen erforderlich werden, baut man »Wassertürme«. Solche wurden sowohl in Mauerwerk (Abb. 120) als auch in Eisenfachwerk zur Ausführung gebracht. Bei ihnen sind die Behälter entweder nach Bauart Intze (Abb. 125) so geformt, daß sie auf einem ringförmigen Träger von kleinerer Kreisform als der Querschnitt des Behälters gelagert werden, wodurch an Wandstärke des Bodens gespart werden kann, oder man gibt ihnen eine Kugel- [290] oder Eiform (Abb. 129). Auch Eisenbeton (Abb. 127 u. 128) in verschiedenen Formen kommt heute für die Behälter zur Anwendung.

Alle Behälter sind mit Schwimmvorrichtungen ausgerüstet (Abb. 129), die den Wasserstand an einer außen angebrachten Teilung ersichtlich machen; ebenso sind Überfall- und Grundablaßvorrichtungen vorhanden. Um bei größeren Anlagen Betriebsstörungen anläßlich von Reinigungs-, Ausbesserungs- oder Anstreicherarbeiten zu vermeiden, macht man die Behälter zwei- oder mehrteilig, d.h. man stellt 2 oder mehrere Blechreservoire nebeneinander (s. Abb. 118) auf oder man teilt die gemauerten Feldbehälter durch Zwischenwände in mehrere Kammern.

Die an die Behälter anschließenden Kranleitungen werden heute meist als guß- oder schmiedeeiserne Rohre von 15–25 cm Durchmesser ausgeführt, die in 1∙2–1∙5 m tiefen Rohrgräben zwischen den Gleisen oder möglichst senkrecht zu ihnen geführt werden. Man vermeidet die Lage unter den Gleisen oder schiefe Kreuzung derselben wegen der Wahrung der Zugänglichkeit der Leitungen bei Ausbesserungsarbeiten.

In England und Amerika wird die Wasserfüllung der Tender aus zwischen den Schienen angebrachten mehrere hundert m langen Blechtrögen nach Bauart Ramsbotton während der Fahrt der Züge durchgeführt, doch hat sich diese Anordnung auf dem europäischen Festlande keinen Eingang verschafft. Mit der zunehmenden Einführung des elektrischen Betriebes[291] auf den Eisenbahnen sinkt die Wichtigkeit der Wasserstationseinrichtungen, während sie früher wesentlichen Einfluß auf die Leistungsfähigkeit einer Bahn ausübten.

Literatur: Das deutsche Eisenbahnwesen der Gegenwart, Berlin. – Eisenbahntechnik der Gegenwart, 3. Abschnitt, II. Teil, Bahnhofshochbauten. – Foerster, Taschenbuch für Bauingenieure, Berlin 1911, S. 1443. – Frahm, Das englische Eisenbahnwesen, Berlin 1911, S. 215. – Geschichte der Eisenbahnen der österr.-ung. Monarchie, 1898–1908, Bd. VI, Wasserstationseinrichtungen. – Hb. d. Ing.-W. VI, 4. – Heusinger, Handbuch für spezielle Eisenbahntechnik, Bd. I, Leipzig. – Stockert, Handbuch des Eisenmaschinenwesens, Bd. II.

Findeis.

Abb. 118.

Abb. 119.

Abb. 120.

Abb. 121.

Abb. 122.

Abb. 123.

Abb. 124.

Abb. 125.

Abb. 126.

Abb. 127.

Abb. 128.

Abb. 129.