02146-S-006-039 Dampfloktechnik.qxp_Mise en page 1 16/06/2025 16:12 Page 6
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Aufbau und prinzipielle Funktion Von der Dampfmaschine zur Dampflok
gehören die Steuer- und Regelelemente für die Fahrtrichtung und die Geschwindigkeit der Züge. Auch die für die spezifischen Streckenabschnitte notwendige Zugkraft wird über die Antriebseinrich- tung eingestellt. Die Dampflok ist also – als vereinfachtes Modell betrachtet – die Kombination aus einem Ofen, ei- nem Druckbehälter mit Wasser und Dampf und ei- ner Dampfmaschine. Schließt man Waldbrände, Lagerfeuer und Stroh- feuer für eine Dampflok aus, ist der klassische Fall die Verbrennung von Festbrennstoffen auf ei- nem Feuerrost. Dem Feuer müssen kontinuierlich der Brennstoff und die Verbrennungsluft zugeführt werden. Nicht verbrannte Brennstoffreste und die Abgase dürfen nicht im Brennraum verbleiben. Die Wärme des Feuers bringt das Wasser zur Verdampfung. Dazu dient ein Behälter aus feuer- festem Material, welches eine gute Wärmeleitfä- higkeit besitzt. Die Behälterwände sind entweder direkt den Flammen ausgesetzt oder werden über die heiße Verbrennungsluft und die Abgase er- wärmt. Der Dampf ist leichter als Wasser und sammelt sich im oberen Bereich des geschlosse- nen Behälters. So baut sich der für die Dampfma- schine notwendige Druck auf. Dampferzeugung mit Feuer und Wasser Dampflokingenieure – Künstler oder Pechvögel Das ist jetzt so leicht dahin geschrieben, in Wirk- lichkeit verlief die Entwicklung einer brauchbaren Dampflokomotive über mehrere Jahrzehnte und zahlreiche namhafte Ingenieure waren daran be- teiligt. Bei den ersten Dampfmaschinen wurde die Kolbenbewegung durch Kondensation des Damp- fes im Zylinder ausgelöst. Dabei entsteht ein Un- terdruck, so dass der Kolben durch den äußeren Atmosphärendruck durch den Zylinder gedrückt wird. Mit dem Patent von James Watt war 1769 die Dampfmaschine soweit verbessert, dass der Einsatz auf einer Lokomotive möglich war. Bei sei- ner Niederdruckdampfmaschine herrscht ein leich- ter Überdruck von einigen 100 mbar. Watt verlegte
Die Dampflok auf ihre ein- fachsten Bauteile reduziert.
Komponenten für eine Dampflok Die Lokomotive ist eine bewegliche, aber spur- bzw. schienengebundene Arbeitsmaschine. Ihre Antriebseinrichtung muss in der Lage sein, sich selbst und angehängte Wagen in Bewegung zu bringen. Als Antriebsmedium benutzt die Dampf- lok Wasserdampf, andere Lokomotiven werden von Verbrennungsmotoren angetrieben oder be- sitzen Einrichtungen zur Nutzung des elektrischen Stroms. Auf der Dampflok wird zunächst einmal Wasser benötigt, das zum Kochen gebracht werden muss. Die dazu notwendige Hitze wird aus einem Feuer gewonnen. Da der Dampf aus einem offenen Ge- fäß einfach in die Umgebungsluft entweicht und keine Energie an eine Antriebsmaschine abgeben kann, muss das Gefäß geschlossen werden. Das hat zur Folge, dass sich ein Überdruck aufbaut und die Temperatur des Dampfes deutlich über den Siedepunkt des Wassers hinaus steigt. Je hö- her Druck und Temperatur sind, desto mehr Ener- gie kann der Dampf im Rahmen der gegebenen physikalischen Grenzen aufnehmen. Die Antriebseinheit der Dampflok setzt die Ener- gie des Dampfes in die Drehbewegung der Räder um. Dabei werden Druck und Temperatur des Dampfes wieder abgebaut und der Restdampf in die Umgebung abgelassen. Zur Antriebseinheit
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