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Konstruktion Konstruktion – Lokomotiven der Bauart
Mallet
Bei der Lokomotive 11sm der Brohltalbahn handelt es sich nicht um eine gewöhnliche Lokomotive, sondern um eine sogenannte Gelenklokomotive der Bauart Mallet. Diese Gelenklokomotiven unterscheiden sich von herkömmlichen Lokomotiven dadurch, daß die Zylinder und die angetriebenen Achsen der Lok nicht als ein einziges Triebwerk fest in einem steifen Rahmen gelagert sind, sondern in zwei Triebwerke aufgeteilt in zwei gegeneinander beweglichen Rahmen. Zu der Entwicklung von Gelenklokomotiven kam es, nachdem der Bedarf nach leistungsfähigen Lokomotiven immer größer wurde. Mit steigender Leistungsfähigkeit steigt zwangsläufig aber auch das Gewicht und die Größe der Lokomotive und daraus folgend die Zahl der angetriebenen Achsen. Bei mehr als 3 angetriebenen und fest im Steifrahmen gelagerten Achsen kommt es jedoch zu einer deutlichen Reduzierung der Kurvengängigkeit der Lokomotive. Die Entwicklung der Gelenklokomotiven war daher ein fast zwangsläufiger konstruktiver Ansatz, um die Kurvengängigkeit auch weiterhin zu gewährleisten. Bereits vor den Lokomotiven der Bauart Mallet gab es Gelenklokomotiven der Bauarten Fairly und Meyer. Bei diesen Lokomotiven sind die Triebwerke jeweils in einem eigenen Rahmen gelagert, die man auch als Triebdrehgestelle bezeichnen könnte. Diese Rahmen wiederum sind gelenkig mit dem Hauptrahmen verbunden. Die Gelenklokomotiven der Bauart Mallet werden bezeichnet nach ihrem Erfinder, dem schweizer Ingenieur Anatole Mallet (1837 – 1919). Anatole Mallet besaß einige Patente, die für den Bau von Dampflokomotiven von besonderer Bedeutung waren. Bereits 1874 erhielt Mallet das Patent auf eine Verbundlokomotive. Hierbei handelt es sich um eine Lokomotive, die ein Triebwerk mit zwei im Verbund arbeitenden Zylindern besitzt und eine wirtschaftlichere Nutzung des erzeugten Dampfes erlaubt. Der frische Dampf aus dem Kessel wird mit hohem Druck in den Hochdruckzylinder des Triebwerks geleitet. Dabei wird der Druck des Dampfes in eine Bewegung umgewandelt. Der Dampf wird teilentspannt und strömt nun mit einem niedrigeren Druck aus dem Hochdruckzylinder und nicht, wie bis dahin üblich, direkt über den Schornstein der Lokomotive ins Freie, sondern zunächst in einen weiteren Zylinder, den Niederdruckzylinder. Hier wird der Dampf fast vollständig entspannt und gibt so seine restliche Energie ab. Ein weiteres Patent erhielt Mallet auf eine Anfahrhilfe für Verbundlokomotiven. Hierbei wird beim Anfahren auch dem Niederdruckzylinder Frischdampf, also Dampf mit vollem Druck, zugeführt. 1884 schließlich erhielt Anatole Mallet das Patent auf eine Vierzylinder-Verbund-Doppellok oder auch Gelenklok, die heute als Malletlok bezeichnet wird. Mallet kannte die Nachteile der bis dahin gebauten Gelenklokomotiven, wie z.B. die Neigung zum Schleudern und Schlingern der Triebwerke, die Undichtigkeiten an den beweglichen Dampfleitungen, den hohen Wartungsaufwand und die hohen Unterhaltskosten. Diese Nachteile versuchte Mallet zu minimieren, indem er seine Lokomotive nicht mit zwei beweglichen Antriebsgruppen versah, sondern den Hochdruckzylinder im hinteren, festen Rahmen (Hinterwagen oder auch Hauptrahmen), der mit Führerhaus und Kessel fest verbunden war, lagerte. Lediglich die Antriebsgruppe mit dem Niederdruckzylinder befindet sich in dem beweglichen, vorderen Rahmen (Vorderwagen). Der Vorderwagen ist mit dem Hinterwagen über ein Drehgelenk im Anlenkpunkt verbunden. Das Drehgelenk besteht aus einem oder zwei Bolzen größeren Durchmessers, befindet sich etwa mittig zwischen den beiden Triebwerken und ist im zusammengebauten Zustand der Lokomotive durch die Hochdruckzylinder des hinteren Triebwerks verdeckt und nur von unten sichtbar, wenn sich die Lokomotive über einer Grube befindet. Der hintere Hauptrahmen ist über das Drehgelenk hinaus schwanenhalsartig bis zur Mitte des vorderen Drehgestells verlängert und dort mittels Gleitplatten auf dem Vorderwagen aufgelagert, so daß vertikale Kräfte übertragen werden, aber eine horizontale Verschiebung gegeneinander weiterhin möglich ist. Kessel und Wasserkästen liegen alleine auf dem verlängerten Hauptrahmen auf. Im Bereich des Führerhauses ist der Kessel fest mit dem Rahmen verbunden, oberhalb des Auflagers des Hauptrahmens auf den Vorderwagen liegt er mittels Gleitplatten auf dem verlängerten Hauptrahmen auf, so daß eine Längenausdehnung des Kessels infolge der Erwärmung ermöglicht wird. Bei herkömmlichen Lokomotiven hingegen ist der Kessel im Bereich der Rauchkammer fest mit dem Rahmen verbunden. Der vordere Rahmen ist üblicherweise ein Innenrahmen, d.h. die Räder befinden sich außen vor dem Rahmen. Der hintere Rahmen hingegen kann auch als Außenrahmen ausgebildet sein, so daß sich die Räder innen im Rahmen befinden und ausreichend Platz für einen großen Aschkasten vorhanden ist. Obwohl Außenrahmen bei Malletlokomotiven seltener sind, verfügt die 11sm der Brohltalbahn über einen solchen. Durch diese Anordnung der Triebwerke kann der Frischdampf aus dem Kessel durch unbewegliche Leitungen zu den Hochdruckzylindern geführt werden. Gerade diese Hochdruckleitungen sind bei anderen Gelenklokomotiven besonders anfällig gegenüber Undichtigkeiten. Im Wesentlichen werden bei der Dampfführung nur noch drei Gelenke benötigt, bei denen eventuelle Undichtigkeiten Probleme mit sich bringen könnten. Ein Gelenk befindet sich in der Nähe des Drehgelenks in der Leitung, die den aus den beiden Hochdruckzylinder ausströmenden teilentspannten Dampf in Lokomotivmitte zu den Niederdruckzylindern leitet. Weitere zwei Kugelgelenke befinden sich in der Verbindung zwischen dem Ausströmrohr, in das der fast vollständig entspannte Dampf aus den Niederdruckzylindern strömt, und dem Blasrohr, das den Abdampf nach oben zum Schornstein befördert. Dies wird notwendig, da sich die Querschnitte von Ausströmrohr und Schornstein bei Kurvenfahrt gegeneinander verschieben. Eine dabei zusätzlich auftretende Längenänderung wird mittels Dehnungsstück mit Dichtringen ausgeglichen. Auch die Fahreigenschaften der Lokomotive konnte durch diese Anordnung der Triebwerke verbessert werden. So weisen Malletlokomotiven bei Vorwärtsfahrt einen guten und ruhigen Kurvenlauf auf. Lediglich die Rückwärtsfahrt ist durch das steife hintere Fahwerk unruhig und Stöße in Kurven sind deutlich spürbar. Allen Gelenklokomotiven hingegen eigen ist die Neigung zu wechselweisem Schleudern und Schlingern der Fahrwerke bei Bergfahrt. Eine ähnliche Gelenklokomotive wie Anatole Mallet entwickelte der Deutsche Fritz Rimrott (1849 – 1923) im Rahmen einer Prüfungsarbeit bereits 1879 und erhielt darauf auch ein Patent. Bei Rimrotts Entwurf befand sich das fest angeordnete Triebwerk vorne im Rahmen und das bewegliche Drehgestell hinten. So konnte die bewährte Anordnung von vorderem Zylinderblock und Rauchkammer erhalten bleiben. Obwohl sich Rimrotts Entwurf nicht durchsetzen konnte und nach seinem Patent nie eine Lokomotive gebaut wurde, findet man gelegentlich auch die Bezeichnung Mallet-Rimrott. Die Düsseldorfer Lokomotivfabrik Hohenzollern baute Lokomotiven mit entsprechender Beschilderung auf den Wasserkästen.
Als Quelle diente u.a. die Internetseite www.malletlok.de von Olaf Haensch. Hier finden sich auch weitere umfangreiche Informationen zu den Lokomotiven der Bauart Mallet.
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