LXVI. Crampton's neue Locomotive. Aus der Eisenbahnzeitung, 1851, Nr. 43. Mit einer Abbildung auf Tab. V. Crampton's Locomotive. Der XIX. Band der Annales des mines, dritte Lieferung, 1851, enthält einen Bericht von Hrn. Couche, Professor an der Bergwerksschule in Frankreich, über eine zur Londoner Industrie-Ausstellung gelieferte Locomotive, den wir seinem ganzen Inhalte nach hier mittheilen. Unter den Locomotiven, welche die Londoner Industrie-Ausstellung aufwies, erregte keine die Aufmerksamkeit der Ingenieure in so hohem Grade, wie die nach der Angabe Hrn. Crampton's in der Werkstätte R. Stephenson's in Newcastle gebaute und für den Eildienst auf der South-Eastern Eisenbahn in Korrespondenz mit der Nordbahn bestimmte Locomotive „Folkstone.“ Der Erfinder, bereits bekannt durch eine von ihm angegebene Construction von Locomotiven für große Geschwindigkeiten, hat sich die Aufgabe gestellt, die seinen Namen führenden Locomotiven weiter zu vervollkommnen, indem er ihre Stabilität vermehrte und hat diesen Zweck vollkommen erreicht.51)Hinsichtlich der früheren Construction der Crampton'schen Locomotiven beziehen wir uns auf das polytechn. Journal Bd. CIV S. 392 und Bd. CVI S. 409; hinsichtlich der neuen Locomotive auf das Patent in Bd. CXVI S. 409. Die beigegebene Abbildung der Locomotive „Folkstone“ (Fig. 1) ist dem Official descriptive and illustrated Catalogue of the great Exhibition, Vol. I entnommen.Die Redaction des polytechn. Journals. Seine neue Locomotive wurde in Gegenwart mehrerer erfahrener Ingenieure zahlreichen Proben unterworfen, wobei sich ergab, daß die vollkommene Regelmäßigkeit ihres Ganges und ihre feste Haltung auf der Bahn bei Geschwindigkeiten bis zu 120 Kilometer in der Stunde, sich um nichts verminderte. Einige Worte über die Eigenthümlichkeiten dieser Locomotive dürften daher nicht ohne Interesse seyn. Wirft man einen Ueberblick über die auf den englischen Eisenbahnen gegenwärtig im Gange befindlichen Locomotiven, so wird man durch eine Thatsache betroffen, nämlich durch die fast allenthalben beliebte Rückkehr zu den innenliegenden Cylindern. In Verbindung mit außenliegenden Rahmen und der Stellung der hinteren Achse hinter dem Feuerkasten charakterisirte diese Anordnung die Mehrzahl der in neuerer Zeit für den Passagierdienst gebauten Locomotiven. Nur auf der Eastern Countiesbahn findet man noch fast ausschließlich den auch in Frankreich allgemein verbreiteten Typus der Passagier-Locomotiven, nämlich außenliegende Cylinder, innenliegende Rahmen, und in Frankreich freitragende Feuerkasten. Bei der Mehrzahl der Locomotiven der Eastern Countiesbahn ist der Rahmen in Beziehung auf die hintere jenseits der Feuerbüchse angebrachte Achse außenliegend, wodurch es möglich wird, die Weite der Feuerbüchse zu vermehren und für die Stellung der Federn einen größeren Raum zu erhalten. Crampton's neue Locomotive hat innenliegende Cylinder, und in Beziehung auf die Tragräder außenliegende Rahmen, und die hintere Achse ist jenseits des Feuerkastens angebracht. Außerdem sind, wie in seinem ersten Modell, die hinteren Räder Treibräder. Außenliegende Cylinder und eine Treibachse hinter dem Feuerkasten scheinen sich auszuschließen; auch bedingte die Kombination dieser beiden Constructionen ein Zwischenglied, nämlich eine gekröpfte Blindachse, welche die Kolbenstöße aufnimmt und mittelst zweier außenliegenden Kurbeln, welche mit den Enden der Blindachse und mit den Naben der Treibräder verkeilt sind, auf die letztere überträgt, und eine Kurbelstange mit paralleler Bewegung, ähnlich den Kuppelstangen. Die Disposition kommt daher in dieser Hinsicht der einer Locomotive gleich, deren hintere Räder gekuppelt sind und deren Treibräder man weggenommen hat, ohne deren Achse zu entfernen. Es ist auf den ersten Anblick schwierig, sich eines gewissen Vorurtheils gegen diese offenbar verwickelte Anordnung zu erwehren, allein man söhnt sich in dem Maaße mit derselben aus, in welchem man die Elemente der Stabilität und Sicherheit erkennt, welche dieselbe in sich schließt: weit abstehende und stark belastete äußere Achsen; – Entfernung jeder Belastung von der gekröpften Achse, deren Bruch eben dadurch beinahe unmöglich, wenn er aber gleichwohl eintreten sollte, gefahrlos gemacht wird, – jederzeit ausreichende Adhäsion; – Beseitigung der übertriebenen Länge der Kurbelstangen, während gleichwohl die Cylinder weit von den Treibrädern abstehen; – sämmtliche Theile des Mechanismus unmittelbar balancirt durch die äußeren Kurbelstangen und die Transmissionsstangen; – endlich und hauptsächlich die Stellung der Treibachse zu den Cylindern unabhängig von den Schwankungen des Kessels, mit einem Worte, eben so unwandelbar wie bei einer stehenden Maschine; – dieß sind die Vorzüge, welche die beschriebene Disposition besitzt, und auf deren Vereinigung man, wo immer die Trace der Bahn es gestattet, gewiß großen Werth zu legen hat. Ueber alles dieses trotzt aber der unerschütterlich ruhige Gang der Maschine, selbst bei weit größerer Geschwindigkeit als die gewöhnliche, jeder Kritik. Auch das System der Aufhängung der Crampton'schen Locomotive verdient bemerkt zu werden. Wenn es einerseits im Interesse der Stabilität der Maschine von Wichtigkeit ist, daß das durch die Lage der äußersten Stützpunkte über den Schienen gebildete Rechteck eine möglichst große Länge besitze, und im Interesse der Erhaltung des Oberbaues, daß das Gewicht der Maschine auf eine hinreichende Anzahl von Stützpunkten vertheilt werde, so unterliegt es andererseits keinem Zweifel, daß die Maschine von den Unregelmäßigkeiten des Oberbaues um so weniger leiden wird, je geringer die Zahl der Federn ist, welche zwischen den Achsen und dem Rahmen angebracht werden, und wenn die Zahl dieser Federn, mit andern Worten, die Stützpunkte des Rahmens auf ein Minimum reducirt wird, nämlich auf drei, so wird die Vertheilung der Last auf diese drei Stützpunkte, mithin auf die denselben entsprechenden sechs Achsenbüchsen, vollkommen unabhängig von den Unebenheiten der Bahn. Hr. Crampton reducirt demgemäß sein ganzes System der Aufhängung auf drei Federn. Die beiden vorderen Längenfedern sind seitswärts zur Rechten und Linken des Kessels über dem Rahmen angebracht, welcher an dem Band der Feder hängt, deren Enden mittelst zweier die Langbalken des Rahmens durchdringender Stützen auf den Achsenbüchsen zweier hinter einander stehenden Räder ruhen. Nach hinten stützt sich der Rahmen mittelst eines starken Querriegels auf die Mitte der dritten Feder, einer Querfeder, welche mit ihren beiden Enden auf der Achsenbüchse der Treibräder ruht. Der Kessel, auf diese Art gleichsam in ein Gehäuse eingeschlossen, bleibt von den verticalen Schwankungen sichtlich unberührt. Die Art der Aufhängung an beiden vorderen Räderpaaren findet sich auch bei mehreren anderen Locomotivensystemen, z.B. bei den achträderigen Passagierlocomotiven der Great-Westernbahn; bei denen, welche Bury für die London-North-Westernbahn nach dem ersten Crampton'schem System baute; R. und W. Hawthorn habe diese Art der Aufhängung sogar bei den drei Achsen der Locomotive mit Außencylindern, innenliegenden Rahmen und zwischenliegenden, unabhängigen Treibrädern angewendet, mit welcher sie die Ausstellung beschickten.52)An dieser Maschine stützt jeder der Längenbalken des Rahmens auf die Mitten zweier Längenfedern, deren Bänder an einem doppelten Querriegel befestigt sind. Das eine Ende dieses Querriegels ruht auf der Schmierbüchse des Tragrades, während das andere an der Schmierbüchse des Treibrades hängt. Bei dieser Anordnung der Federn ist allerdings nicht, wie bei den gewöhnlichen sechsrädrigen Locomotiven die Möglichkeit gegeben, die Belastungen der drei Achsen innerhalb der Gränzen, welche durch ihre Stellung zu dem Schwerpunkte des aufgehängten Gewichtes bestimmt sind, variiren zu lassen, allein diese Möglichkeit erscheint den Garantien gegenüber, welche die Stellung der Treibachse und das System der Aufhängung gegen den Mangel an Adhäsion, gegen eine zufällige Ueberbelastung der Achsenenden und der Schienen, und gegen die bei dem gewöhnlichen System durch die Bewegung der Maschine bewirkten unaufhörlichen Störungen in der Vertheilung der Last bieten, ohne Werth.53)Es ist kaum nothwendig zu bemerken, daß es sich hier nur um diejenigen Veränderungen handelt, welche von der Unregelmäßigkeit des Oberbaues herrühren, und welche die Elasticität der Feder vermindert, nicht aber aufhebt. Was diejenigen Veränderungen betrifft, welche dem zeitenweise ungleichen Druck der Kolben auf die Leitschienen entsprechen, so ist klar, daß diese fortbestehen; indessen kann, ohne bei einem so einfachen Gegenstande allzulange zu verweilen, bemerkt werden, daß die Blindachse diese Veränderungen wesentlich vermindert, ja sogar ganz aufheben kann. Im allgemeinen erleidet die Vertheilung des Gewichtes auf die Achsen im Augenblick der Ingangsetzung der Maschine oder richtiger, im Augenblick des Eintrittes des Dampfs in die Cylinder, eine Veränderung. Die verticale Composante der durch jede der Kurbelstangen übertragenen Kraft (Zug oder Druck) vermehrt die Belastung der Treibachse und vermindert eben dadurch die der Tragachsen. An der Crampton'schen Maschine wirkt diese Composante auf die Blindachse und wird durch den Rahmen auf dessen drei Stützpunkte, auf die Federn und sofort auf die drei Achsen vertheilt. Die Vertheilung des Gesammtgewichtes auf die Achsen erleidet daher durch den Dampfeintritt sehr kleine Veränderungen und würde gar keine erleiden, wenn der Schwerpunkt ihres Gewichtes genau der Stellung der Blindachse entspräche. Bei den Maschinen mit sechs unabhängigen Rädern, wo die Treibachse in der Mitte liegt, erscheinen zwei gleich wichtige Bedingungen gewissermaßen unvereinbar, nämlich die Stabilität, welche eine bedeutende Belastung der Vorderachse erfordert, und die Adhäsion, welche nicht zuläßt daß der Antheil der Mittelachse an dem Gewichte der Maschine unterhalb einer gewissen, immer noch hohen Gränze vermindert werbe. Hier ist daher die Anwendung einer eigenen Feder für jedes Achsenende vollkommen gerechtfertigt, weil sie es möglich macht, die Vertheilung der Last je nach den in unserem Klima so veränderlichen atmosphärischen Verhältnissen zu reguliren, das für die Adhäsion wirksame Gewicht zu vermehren, sobald der Reibungscoefficient in Folge des Zustandes der Schienen kleiner wird, und wenn gegentheils dieser Coefficient sein Maximum erreicht, jenes Gewicht zu vermindern, um eine unnöthige Ueberbelastung der Schienen, sowie den schädlichen Einfluß zu vermeiden, welchen eine sehr große Belastung der Mittelachse auf die Stabilität der Maschine ausübt, mit einem Wort, weil sie es möglich macht, zwei sich widersprechende Anforderungen bis auf einen gewissen Grad zu vermitteln. Man hat zu diesem Zweck auf der Nordbahn für die Regulirung der Federn zweierlei Normen adoptirt: die eine für den Sommer, die andere für den Winter. Bringt man aber die Treibachse hinten an, so vereinigt man natürlicherweise die Bedingung der Stabilität mit der der Adhäsion, und eine unveränderliche Vertheilung der Last auf die drei Achsen ist alsdann mit keinerlei Nachtheil verbunden, zumal bei der Crampton'schen Art der Aufhängung, welche jene Vertheilung von den Unregelmäßigkeiten des Oberbaues unabhängig macht.54)Eine Wirkung dieser Anordnung ist, daß einerseits die beiden Treibräder, andererseits die beiden Tragräder einer und derselben Seite vollkommen gleich belastet werden. Der erste dieser beiden Punkte (überhaupt die gleiche Belastung zweier verbundenen Räder, seyen sie nun Treibräder oder nicht) ist offenbar von entschiedenem Vortheil, der zweite Punkt aber von untergeordneter Bedeutung. Es liegt in der That wenig daran, ob die beiden Paare der Treibräder gleich belastet sind, gut ist es aber wenn ihre respective Belastungen constant sind. Gleichheit der Belastung ist im Gegentheil bei gekuppelten Rädern von Nutzen, und man hat sie in diesem Fall längst durch Anbringung einer einzigen Feder auf jeder Seite für je zwei Achsen zu erzielen gewußt. Nur gestattet, wenn es sich um Verkuppelung eines hinteren Rades bei einer Maschine mit inneliegendem Rahmen handelt, der geringe Abstand des Rades von dem Feuerkasten nicht, die Feder oberhalb des Rahmens anzubringen. Man bringt sie deßhalb in diesem Falle unterhalb an, und hängt sie mittelst eines den Rahmen umfassenden Bügels in der Mitte eines eisernen über demselben angebrachten Waagbalkens, welcher an beiden Enden von dem Achsenhalter getragen wird, auf. Diese im übrigen sehr bekannte Anordnung findet sich an der schönen amerikanischen Maschine Vesdrethal, welche von dem Etablissement in Seraing zur Ausstellung geliefert wurde. Der Mechanismus der Dampfvertheilung in der neuen Crampton'schen Locomotive bietet nichts besonders bemerkenswerthes dar.55)An mehreren englischen Maschinen (unter andern die der Great-Westernbahn, Tendermaschinen mit vier gekuppelten Rädern von Wilson und Comp. in Leeds) findet sich eine von Hrn. Bousson, Ingenieur der Loirebahn herrührende Modification. Wenigstens ist sicher, daß er dieselbe im Jahr 1845 beschrieben und seither an mehreren Maschinen dieser Bahn angewendet hat Da diese Modifikation indessen in Frankreich wenig bekannt ist, so bestimmt mich der Vorzug, den ihr heutzutage die HH. Brunel, Gooch und einige andere Ingenieure einräumen, sie genauer anzugeben. Man weiß, daß der Stephenson'sche Schlitten in seiner gewöhnlichen Gestalt bei Anwendung der veränderlichen Expansion den Uebelstand mit sich führt, die ursprüngliche Stellung des Schiebers zu alteriren. Hr. Bousson hat sich nun zur Aufgabe gemacht, diese Unvollkommenheit zu beseitigen, ohne gleichwohl auf die besondere Eigenschaft der Führung zu verzichten. Er machte den Mittelpunkt des Spiels der schwebenden Kurbelstange, welche der Schlitten trägt, fest, verlegt den Mittelpunkt des Schlittens von hinten nach vornen und überträgt die Bewegung auf den Schieber mittelst einer gegliederten Stange, deren Länge gleich ist dem Halbmesser des Schlittens. Nun wird das Spiel des Schiebers und mit demselben die Expansion mittelst Verrückung jener gegliederten Stange verändert. Weil aber der Mittelpunkt des Schlittens, sobald die Kurbel horizontal steht, mit dem Gliederungspunkt der Excentrikstange und der Schieberstange zusammenfällt, so ist die ursprüngliche Stellung des Schiebers unabhängig von dem Winkel, unter welchem der Vertheilungshebel steht. Diese sinnreiche Combination erfüllt den Zweck, den der Erfinder im Auge hatte, gewährt aber nebenbei noch einen Vortheil daß man nämlich anstatt eines ganzen Systems von Excentrik- und Schlittenstangen, nur eine einfache Stange zu verrücken und mithin zu balanciren hat; allein sie bedingt große Achsenentfernungen, woferne nicht entweder die Stangen oder der Halbmesser des Schlittens unverhältnißmäßig verkürzt werden sollen. Die Unveränderlichkeit der ursprünglichen Schieberstellung ist im übrigen ein sehr kleiner Gewinn in Betracht der hauptsächlichen Unvollkommenheit in der Veränderung der Expansion, welche durch eine Veränderung im Spiel der Schieber oder deren theilweise Verschließung der Dampfeintrittsöffnungen bewirkt wird. Die Pumpenstangen werden von zwei besonderen Excentriken in Bewegung gesetzt, welche wie die für die Dampfvertheilung auf die Blindachse aufgekeilt sind, jedoch außerhalb der innenliegenden Längenbalken. Hr. Crampton hat, wie die meisten englischen Constructeure, gesucht, die directe Heizfläche mittelst eines in der Heizkammer angebrachten Sieders zu vergrößern. Derselbe ist der Länge nach disponirt und mit dem Röhrenschild in der Weise verankert, daß sie die Mündungen der Siederöhren, deren Zahl durch den Sieder nicht vermindert werden darf, frei läßt. Die Hetzkammer hat zwei Thüren, welche zu beiden Seiten der durch den Sieder gebildeten Scheidewand symmetrisch angebracht sind. Man vermeidet so die Uebelstände, welche ein quer liegender Sieder für die Führung des Feuers mit sich bringt. Hr. Brunel hat übrigens bei den mächtigen Maschinen der Great-Western Eisenbahn diese letzte Disposition beibehalten, welche in Frankreich längst ausgegeben ist und nur von Hrn. Clarke auf der Eisenbahn nach Orleans noch beharrlich angewendet wird. Die Räder der „Folkstone“ bestehen ganz aus Schmiedeisen. Die englischen Ingenieure stimmten übrigens in neuerer Zeit darin überein, daß die gußeisernen Naben nicht allein an den Locomotiven-, sondern auch all den Wagenrädern, wenn sie nämlich ganz aus Schmiedeisen bestehen, zu beseitigen seyen.56)Die Verminderung der Kosten, welche mit der Erneuerung der Radreise verbunden sind, ist jetzt eine der Tagesfragen in England. Bei den Locomotivenrädern, bei welchen große Steifigkeit unentbehrlich scheint, sucht man größere Dauer der Reife durch die Wahl des Eisens und vervollkommnete Fabrikation zu erreichen. Was aber die Wagenräder betrifft, so ist bei denselben eine gewisse Nachgiebigkeit des Mittelpunktes einerseits mit keinerlei Nachtheil verbunden, andererseits ganz geeignet, die Abnützung der Reife und mithin auch der Schienen zu vermindern. Die englischen Ingenieure beschäftigen sich viel mit diesem Princip und haben es in neuester Zeit unter den verschiedensten Formen zur Anwendung gebracht.