Lokomotiven-Themen
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Meilensteine der Technik - Lokomotiven
Lokomotive Borussia.
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In der Frühzeit der deutschen Eisenbahngeschichte entwickelte sich der Lokomotivbau nur allmählich. Verkehrsanforderungen und Streckenführung bestimmten wie heute die Bauart von Lokomotiven. Bahnen der Frühzeit wurden zum einen nur zwischen bevölkerungsreichen Städten gebaut und zum anderen durfte die überwiegend nur kurze Streckenführung flaches Land nicht verlassen. Die Anforderungen dieses leichten Eisenbahnverkehrs sahen noch keine getrennte Führung von Personen- und Güterzügen vor. Vielmehr wurde der Verkehr von gemischten Zügen bewältigt, für deren Führung ungekuppelte A-Lokomotiven mit nur einer Treibachse wie zum Beispiel „Der Adler“ oder „Borussia“ ausreichend waren. Steigende Zuggewichte erforderten aber bald mehr Leistungskraft der Lokomotiven. Dies konnte nur durch eine Vergrößerung der Heizfläche bei den verwendeten Kesseln erreicht werden. Dies führte zu einer Verlängerung der Kessel, nachdem deren Breite durch den Achsstand der Lokomotiven begrenzt war. Die anfänglich verwendeten Langkessel ovaler Bauform oder die so genannten Birnkessel der Frühzeit wichen schon bald den einfachen Langkesseln, die dem Alltagsbetrieb besser gewachsen waren.
Zur Erzielung einer ausreichenden Laufsicherheit musste der Langkessel möglichst tief liegend angeordnet werden, um eine günstigen Schwerpunkt zu erzielen. Das höhere Gewicht des Kessels hätte zudem eine bessere Verteilung des Gewichts und eine Vergrößerung des Radstands erfordert. Dies stieß bei den Eisenbahnverwaltungen aber auf Ablehnung, die ihre Gleise auf kurvigen Abschnitten nicht über Gebühr abnutzen wollten. Auch waren die Drehscheiben in den Bahnhöfen und Lokomotivstationen für längere Lokomotiven schlicht weg zu kurz. Daher blieb den Konstrukteuren nichts anders übrig als den Langkessel bei Verwendung eines annähernd identischen Radstandes zu verwenden. Dies hatte zur Folge, dass weit über die Achsen hinaus vorne die Zylinder und hinten die Feuerbuchse als schwere Massen überhingen und die Lokomotiven daher sehr zum Schlingern neigten. Während dies bei der Anordnung von Innenzylindern noch hinnehmbar war, fielen die Laufeigenschaften bei der Anordnung von Außenzylindern – wie in Deutschland überwiegend üblich – sehr schlecht aus. Die Lokomotiven nickten insbesondere bei hoher Geschwindigkeit und bei Gleisunebenheiten sehr stark hin und her, wodurch abwechselnd eine Entlastung der vorderen und hinteren Achse eintrat. Bei Überschreitung der zugelassenen Höchstgeschwindigkeit bestand daher akute Entgleisungsgefahr. Dies führte nach dem Eisenbahnunglück vom 21. Januar 1851 bei der Köln-Mindener Eisenbahn, bei dem der junge Prinz von Preußen Fahrgast war, in Preußen 1853 zur Vorschrift, dass überhängende Feuerbüchsen nicht mehr bei Personenzuglokomotiven eingesetzt werden durften. Bei anderen deutschen Bahnverwaltungen standen diese Lokomotiven aber noch lange Zeit im Einsatz. Die schlechten Fahreigenschaften dieser Lokomotiven führten ab den 1850ziger-Jahren zu regen Umbauaktivitäten, die von den Eisenbahngesellschaften teils in eigenen Werkstätten und teils von der Lokomotivindustrie durchgeführt wurden. Waren die Kosten für einen Umbau zu hoch, wanderten die Lokomotiven in untergeordnete Dienste ab und versahen auf Nebenbahnen oder beim Rangieren ihren Dienst, auch wenn sie sich für diese Zwecke kaum oder gar nicht eigneten. Bezeichnender Weise verunglückte am 3. September 1882 bei Hugstetten (Strecke Freiburg-Breisach) eben eine dieser Veteranen nachdem die Lokomotive auf einem Gefälleabschnitt die zulässige Geschwindigkeit erheblich überschritten hatte. Von den etwa 1.200 Fahrgästen in dem aus 26 Personen- und je einem Güter- und Gepäckwagen bestehenden Sonderzug starben 64 Menschen, 225 wurden verletzt.
Lag die Befähigung Lokomotiven zu bauen anfangs ausschließlich in englischer und US-amerikanischer Hand, war es 1838 Professor Schubert in Sachsen vergönnt, die erste funktionstüchtige Lokomotive in Deutschland auf die Gleise zu bringen. Den deutschen Ingenieuren wie dem Lokomotivpersonal fehlte es anfänglich an Erfahrungen. Professoren polytechnischer Schulen oder Fachmänner der Lokomotivindustrie berieten in dieser Phase die Bahnverwaltungen, denen es selbst an leitenden Maschinentechnikern mangelte.
Bei Neubestellungen von Lokomotiven orientierte man sich an bereits vorhandenen Bauarten, selbst wenn diese im Betrieb nicht völlig befriedigen konnten. Es bedurfte oft mehrere Jahre ehe durch Urteil verschiedener Fachmänner ein sicheres Gesamturteil über eine neue Bauart oder über verbesserte Details gewonnen werden konnte. Auch wissenschaftlich war das Thema noch nicht erschlossen. Über die Eigenschaften des Dampfes, die Vorgänge bei der Verbrennung, die Größe der Zug- und Reibungswiderstände war so gut wie nichts bekannt. Erst nachdem ausreichende Erfahrungen gesammelt waren, entwickelten sich gegen Mitte der 1850ziger Jahre erste Richtlinien für den Bau einzelner Lokomotivgattungen heraus, die zum Teil in Technischen Vereinbarungen festgelegt wurden. Damit war der Weg frei für eine zielgerichtete Verbesserung der Lokomotivgattungen und einerallmähliche Reduzierung der Bauarten.
Fuhren planmäßige Personenzüge in Deutschland Ende der 1840ziger-Jahre schon mit 60, Schnellzüge mit 70 km/h, erreichten Versuchsfahrten zur Erprobung der Laufsicherheit anfangs der 1850ziger-Jahre schon über 100 km/h. Mit der Verkehrszunahme Mitte der 1850ziger-Jahre wurden Personenverkehr immer mehr vom Güterverkehr getrennt abgewickelt. Die Steigerung der zu befördernden Lasten war nun selbst auf Flachlandstrecken nicht mehr von ungekuppelten Lokomotiven zu bewältigen. Damit stieg der Bedarf an zweifach gekuppelten Lokomotiven an, die vorher nur bei Bahnverwaltungen mit starkem Verkehr oder schwierigem Gelände zum Einsatz kamen. Namentlich auf Flachlandstrecken lagen zwischenzeitlich hinsichtlich der Laufruhe bei höheren Geschwindigkeiten gute Erfahrungen bei der Verwendung größerer Radstände vor. Das Problem zu kurzer Drehscheiben blieb dennoch noch lange Zeit Haupthindernis für den Einsatz moderner und leistungsfähigerer Lokomotiven. Insbesondere für Personenzüge auf Flachlandstrecken reichten die zweifach gekuppelten Lokomotiven noch bis Anfang der 1880ziger Jahre und darüber hinaus weitgehend aus, während ab Mitte der 1860ziger-Jahre im Güterverkehr zunehmend dreifach gekuppelte Lokomotiven beschafft wurden. Die notwendige höhere Kesselleistung ließ sich bei allmählich vergrößerten Radständen durch größere Kessel sowie höheren Kesseldruck ohne Schwierigkeit erreichen. Dank des erhöhten Kesseldruckes konnten höhere Zugleistungen mit nur mäßig vergrößerten Zylindern erzielt werden. Die Erfahrungen zeigten auch, dass die Abmessungen der dampfverbrauchenden Zylinder und die Größe der dampferzeugenden Rostfläche in bestimmten Relationen stehen müssen und dass zu große Zylinder die Wirtschaftlichkeit von Lokomotiven stark beeinträchtigen können.
Fortschritte bei der Laufsicherheit ermöglichten größere Radstände, verringerte überhängende Massen und die Aufhängung des Fahrwerkes in drei Punkten. Eine genügende Kurvenbeweglichkeit auf krümmungsreichen Strecken erlaubten der Einbau von Lenkachsen, Lenk- und Drehgestellen sowie parallel verschiebbare Achsen. Steigende Lokomotivbestände machten insbesondere bei großen Staats- und Privatbahnen eine Einschränkung der Typenvielfalt notwendig, um Beschaffungs- wie Unterhaltskosten zu reduzieren. Dies führte zur Aufstellung von Normalien für die einzelnen Bauarten und deren Teile sowie zu einer sachlichen Formgebung der Lokomotiven. Mit dieser Vereinheitlichung verschwanden auch die individuellen Merkmale bestimmter Eisenbahnverwaltungen und Lokomotivfabriken, deren Lokomotiven bisher schon am Äußeren deren Zugehörigkeit oder Herkunft erkennen ließen.
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