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Diese
Seite ist den Vorschlägen gewidmet, die im Laufe der Jahre im
Akonitzer Zeichenbüro hergestellt wurden.
Alle Texte und Grafiken (c) Norman Clubb 2012-2015
Güterzug-Verbundlokomotive mit dreifacher Dampfdehnung
Klasse 565A h6v (1997)Die 565A war eine Vorgängerin der im Jahre 2000 vorgeschlagenen 755A, aus der wiederum die sehr erfolgreiche 655A abgeleitet wurde. Egal, daß F-gekuppelte Loks bei der RSR keine Seltenheit waren, scheinen in diesem Fall fünf gekuppelte Achsen eine Art heilige Grenze gewesen zu sein, deren Überschreitung einer Heresie gleichkäme. Neu entwickelt wurde der sechszylindrige Antrieb mit drei Kurbelzäpfen und dreifacher Dampfdehnung. Bei dieser Anordnung trieben die innenliegenden Zylinder die erste, gekröpfte Kuppelachse an. Deshalb ragte der Hochdruckzylinder soweit nach vorne, daß ein normales zweiachsiges führendes Drehgestell nicht ausreichte, um sein Gewicht zu tragen. Ein dreiachsiges, wie hier zu sehen, war erforderlich. Die Feuerbüchse war so groß, daß auch hinten drei Achsen benötigt wurden. Die Kesselabmessungen sind denen der 655A ähnlich, jedoch mit etwas größerer Feuerbüchse (und Rostfläche) und geringfügig kurzerem Langkessel. Scheinbar waren die für das Gasfluß-Modellierungsprogramm verwendeten Parameter in Eile festgelegt worden. Bemerkenswert bei den Schlepp- und Tenderdrehgestellen sind die Kulissen, die nebeneinander liegende Achslager miteinander verbinden. So wurde eine am Ende des Drehgestellrahmens angebrachte Verankerung, die immerhin einen Schwachpunkt darstellte, überflüssig.
Bei dieser Konstruktion fallen auf Anhieb verschiedene Nachteile auf. Von insgesamt elf Achsen werden nur fünf (wird der Booster außer Acht gelassen) zum Antrieb benutzt. Die Zuordnung der Zylinder zu den Dampfdehnungsstufen wird in den begleitenden Unterlagen nicht klar angegeben, höchstwahrsheinlich ist dieser Aspekt der Konstruktion nicht konsequent durchdacht worden. Der Kohlebunker nimmt einen überproportionalen Anteil des gesamten Tendervolumens zu Lasten der Wasserkapazität ein, von einem Wasserschöpfer ist aber nichts zu sehen. (Die RSR hat Ende der 1990er Jahre angefangen, Wasserpfannen an geeigneten Stellen zu installieren und die Pläne für diese Arbeit waren sicherlich bereits bekannt, als die Konstruktion der 565A erarbeitet wurde.)
Güterzug-Verbundlokomotive
mit dreifacher Dampfdehnung
Klasse 635A h3v (1997)
Die Inspiration für die oben gezeigte Lokomotive haben wir einem Freund der RSR zu verdanken, der sich prägnant als "x'X-Freund" bezeichnet, d.h. unter der Feuerbüchse sollen sich keine Laufräder befinden. Da die RSR bereits 2'B, 2'C, 2'D und 2'E hat (oder hatte) , führte der logische nächste Schritt zu einer 2'F. Um die Länge des Kessels in Grenzen zu halten, wurde auf die Doherty-Anordnung zugunsten eines Dreizylinderantriebs, jedoch mit dreifacher Dampfdehnung, verzichtet. Die geringere zu erwartende Leistung war voll im Einklang mit dem bescheidener dimensionierten Kessel. Zu den weiteren klassischen modernen Eigenschaften der Lok zählen eine Ventilsteuerung, ein doppelter Auspuff Bauart Lempor und ein Gaserzeuger-Verbrennungssystem.Eine Innovation bei der 635A war der variable Einlaßkanal. Bei einer Kolbendampfmaschine ist es normal, daß der Dampfüberdruck im Zylinder am Anfang des Arbeitshubs am höchsten ist. Nach Schließung des Einlaßventils (so wird die Füllung definiert) arbeitet der Dampf durch Dehnung weiter. So fällt der Überduck im Zylinder kontinuierlich solange, bis der Kolben das Ende seines Hubs erreicht (bzw. bis sich das Auslaßventil öffnet). Normalerweise werden größere Füllungen zum Anfahren und bei schwerer Arbeit mit niedriger Geschwindigkeit benötigt. Die Nocken der Ventilsteuerung wurden so konfiguriert, um (a) eine variable Schließungsgeschwindigkeit der Einlaßventile und (b) einen zusätzlichen Dampfeinlaß an einer späteren Stelle des Kolbenhubs zu ermöglichen. So gestaltet sich das Drehmonent viel gleichmäßiger über die gesamte Umdrehung der Treibräder. Dies mindert die Schleudertendenz und erlaubt einen geriungeren Adhäsionsfaktor. Das geschätzte Gesamtgewicht der 635A betrug 127 Tonnen, davon 108 Tonnen Reibungsgewicht. Mit herkömmlichen Steuerungsbauarten und unter Annahme eines Adhäsionsfaktors von 3,8 könnte ohne übermäßiges Schleudern eine Zugkraft von 28,5 Tonnen ausgeübt werden. Durch die variablen Einlaßkanäle der Ventile hätte die 635A über 33 Tonnen Zugkraft ohne Schleuderrisiko anbringen können. Letztendlich lag das große Problem mit der 635A in ihrer Anwendbarkeit. Es läßt sich sehr zweifeln, ob trotz seines hohen Wirkungsgrades der Dampfkessel bei Einsätzen, die die hohe Zugkraft der Lokomotive auszunutzen vermöchten, eine dauerhafte Hochleistung unterstützen könnte. Die Geschichte der "Erie Triplex" wiederholt sich nach 80 Jahren.
Feuerlose Rangierlokomotive n4 Klasse 640A (1998)
Im Laufe der Suche nach einem Nachfolger für die alternden Rangierloks der Klasse 520A sind mehrer Konzepte zustande gekommen, darunter diese bizarre Maschine, die eine weitere "Freizeit"-Kreation des Konstruktionspersonals darstellt. Die Anordnung der synchronisierten und entgegengesetzten Kolben, die durch die 1980 vom amerikanischen Ingenieur Bill Withuhn für das leider erfolglose ACE 3000-Projekt geleistete Arbeit inspiriert wurde, sollte den berüchtigten "Hammerschlag" beseitigen aber das Nutzen einer solchen Einrichtung für eine Rangierlok war stets unklar. Die innen liegenden Kuppelstangen waren zwar eine wichtige Eigenschaft der ACE 3000, fanden aber bereits in früheren Konstruktionen Anwendung, vor allem bei der 1932 für die französische PLM gebauten Klasse 151C (1'B+C1' h4v). Dagegen erscheint die Auswahl der Walschaerts-Steuerung angesichts der niedrigen vorgesehenen Geschwindigkeit der Lok ganz logisch. Der Dampfspeicher sollte einen Überdruck von etwa 100 atü tragen, der über ein Reduzierventil auf den Arbeitsdruck von 16atü gesenkt werden würde. Natürlich wurde die Maschine nie gebaut, die Kompliziertheit ihrer Mechanik war völlig übertrieben.
Güterzug-Verbundlokomotive
mit dreifacher Dampfdehnung h10v
Bauart Beyer-Garratt Klasse 115A
(2005)
Ein Mitarbeiter von Artur Gorote hat die Möglichkeit in Anspruch genommen, das EDV-Konstruktionssystem der Abteilung für Arbeit aus eigener Inspiration zu verwenden und diesen Entwurf (eher eine Skizze) während seiner Freizeit erzeugt. Die Antriebseinheiten wurden beinahe unverändert von der Klasse 555A übernommen, jedoch mit Treibrädern der Bauart Bulleid versehen. Auch der Dampfkessel entstammte dieser Konstruktion, wurde jedoch auf die klassische Art der Garratt kürzer und breiter gestaltet, wobei die direkte Strahlung zu Lasten der Siederohrheizfläche betont wurde. Wegen der Entfernung zwischen Kessel und Zylindern wäre eine Zwischenüberhitzung unpraktikabel gewesen; dagegen hätte eine höhere Temperatur der Primärüberhitzung die unvermeidlichen Wärmeverlüste in den langen Dampzuflußröhren kompensiert. Die in Anlehnung an die Rauchkammer neu dimensionierten Wasserbehälter entstammten der Klasse 164A und der Kohlebunker wurde offensichtlich durch den Vanderbilt-Tender inspiriert. Verschiedene Details sind nicht vollendet oder fehlen total, z.B. die Steuerungsträger, die Steuerungsumstellung und die Sandkästen und -fallröhre.
Daß diese Maschine gebaut werden würde, ist schwer vorstellbar. Die gängigen europäischen Zug- und Stoßvorrichtungen wären durch die zu erwartende Zugkraft von 60 Tonnen äußerst stark beansprucht (davon ausgehend, daß man die bei der RSR geltende maximale Achslast von 24 Tonnen voll ausreizen würde). Die einen Kilometer langen Züge, die eine solche Lok befördern könnte, würden bisher unerhörte Probleme der Streckenbelegung verursachen und die gewaltige Feuerbüchse könnte für nur kurze Zeit mit den kleinen Kohlevorräten bedient werden, die in den Bunker hineinpassen würden.
Güterzug-Verbundlokomotive
mit dreifacher Dampfdehnung
Klasse 665A h6v
(2005)
Die Wirtschaftlichkeit des von der Anordnung Doherty abgeleiteten fünfzylindrigen Verbundantriebs ist zwar unbestritten, ungelöst bleibt aber das Problem des Ausgleichs der hin- und hergehenden Massen, das alle Konstruktionsanstrengungen überschattet wie die Lichtgeschwindigkeit die Raumfahrt. In den letzten Jahren hat die von Artur Gorote geschickt geleitete Konstruktionstruppe dem Problem die erste Priorität zugeordnet und sich vorgenommen, die Lokomotive auf Basis eines richtig ausgewuchteten Fahrgestells zu entwickeln. Im Laufe der Jahrzehnte wurde oft versucht, den Massenausgleich der klassischen Kolbenmaschine zu verbessern. Am beliebesten war die Anordnung von vier Zylindern, wobei jeder innen liegende Zylinder einen außen liegenden ausgeglichen hat. Bei einer Anordnung mit drei Kubelzäpfen besteht diese Option allerdings nicht. Die nächste Möglichkeit, die durch die Arbeit inspiriert wurde, die der amerikanische Ingenieur Bill Withuhn für das leider nicht erfolgreiche ACE3000-Projekt leistete, könnte zwei um 180° zueinander versetzte Zylinder auf jeder Seite vorsehen, dafür sind zwei gesonderte Treibachsgruppen erforderlich. Um die Nachteile des Duplex-Antriebs zu umgehen, werden diese über innen liegende Kuppelstangen synchronisiert. Wenn die Kolben auf einer seite der Maschine jeweils auf halber Hublänge liegen, befinden sich die auf der anderen Seite am vorderen bzw. hinteren Totpunkt. Danach gibt es auf jeder Seite der Maschine jeweils einen Kolben mit Vorwärts- und einen mit Rückwärtsbewegung. So wird der volle Ausgleich der hin- und hergehenden Massen garantiert. Als zweiter Schritt der Entwicklung wurde der Antrieb mit drei Kurbelzäpfen hinzugefügt, wobei die innen liegenden Zylinder die zweite bzw. fünfte Kuppelachse antreiben.
Eine Sache bleibt im obigen Konzept unangesprochen, und zwar, daß es sich hier um eine Verbundlok mit dreifacher Dampfdehnung handelt. Die Zuordnung der Zylinder zu den Dampfdehnungsstufen scheint auf den ersten Blick unkompliziert: Hochdruck vorne innen; Mitteldruck vorne außen; Niederdruck alle Zylinder hinten. Während aber der innere Kurbelzapfen der vorderen zweistufigen Maschine um 135° zu den beiden außen liegenden steht, arbeitet die gesamte hintere Maschine mit Niederdruckdampf und somit, innerhalb von sich selbst, mit einfacher Dampfdehnung. Für einen solchen Antrieb stehen idealerweise alle Kurbelzäpfen mit 120° zueinander versetzt, dies ist aber wegen der um 90° versetzten Außenkurbel nicht möglich. Die Machbarkeit einer Anordnung mit 90°, 90° und 135° für die hintere Maschine wurde gerade untersucht, als die 655C (siehe unten) konzipiert wurde.
Der erste Versuch der RSR mit zwei durch innen liegende Kuppelstangen Bauart Withuhn synchronisierten Antriebseinheiten war durch den Konflikt über die Anordnung der Kurbelzapfen an der hinteren Einheit zum Scheitern verurteilt. Eigentlich hatte das Problem sein Ursprung in der unlogischen Annahme, die Lok müsse sechs Zylinder besitzen. Die 665A wurde anfangs aber dazu entworfen, um die unausgeglichenen hin und her gehenden Massen der außen liegenden Zylinder der 655B zu beseitigen. Bald darauf wurde klar, daß die Verlegung nur der Niederdruckzylinder an das hintere Ende des Rahmens eine Lösung bieten würde, da diese dann die vorne liegenden Mitteldruckzylinder balancieren konnten. Weil die Niederdruckzylinder größer als die Mitteldruckzylinder sind, wurde das außen liegende vordere Laufwerk extra schwerer gemacht, damit sowohl vorne als hinten die gleichen Massen vorhanden sind. Der Massenausgleich für den innen liegenden Hochdruckzylinder erfolgte durch an den Kurbelwangen angebrachte Gegengewichte. Diese Mode der Auswuchtung wurde für akzeptabel gehalten, da evtl. unausgeglichene Kräfte ihre Wirkung auf der Mittellinie der Lok fanden und keine Schlingerbewegungen verursachen wurden. Selbst wenn sich diese Lösung als praktikabel erweist, werden andere Einwände gegen das Erbauen der Lok bestehen können. Einer dieser liegt an der Unterbringung der hinteren Zylinder vor der Feuerbüchse. Obwohl es gutbekannterweise nachteilhaft ist, die Zylinder und das Laufwerk der in dieser Lage vorhandenen Hitze und Schmutz auszusetzen, besteht das Hauptproblem im aüßerst langen hinteren Überhang. Die Verbindung zum Tender wäre in der Lage, das hintere Ende der Lokomotive bei hoher Geschwindigkeit stabil zu halten aber das seitliche Ausscheren des Führerhauses würde auf allen als den weitesten Kurven mit Sicherheit zu einer Verletzung des Lichtraumprofils führen, es sei denn, die Seitenwände wären stark verjüngt.
Güterzug-Verbundlokomotiven
mit dreifacher Dampfdehnung
Klassen 655CC & 655CD h5v (2006)
Die Entscheidung zum Bau einer 655C wurde zum Teil von Bedenken über den langen hinteren Überhang und seine mögliche Verletzung des Lichtraumprofils in engen Kurven. Um dieses Problem zu umgehen, wurde ein neuer hinterer Zylinderblock minimaler Länge entworfen. Dadurch konnte der Kessel nach vorne verschoben werden und insgesamt 43cm Länge gespart werden. Bevor eine Entscheidung getroffen werden konnte, erschien als weitere Alternative die 655CD, bei der der Kessel selbst um 43cm gekürzt wurde und die Rauchkammer unverändert blieb:
Schnellzug-Verbundlokomotive mit dreifacher Dampfdehnung Klasse 455AB h5v (2012)
Güterzuglokomotive mit dreifacher Dampfdehnung Klasse 755B h5v (2013)
