Dampflok

Die Steuerung

Der durch den Dampf erzeugte Druck wird bei Lokomotiven benutzt, um eine Drehbewegung der Räder zu erzeugen. Dazu müssen sich die Kolben vor und zurück bewegen. Diese Bewegung wird über eine Treibstange auf die Kurbel eines Rads übertragen und von dort meist über Kuppelstangen auf die anderen Treibräder.

Damit Dampflokomotiven anfahren können, dürfen die Kurbelzapfen einander gegenüber liegender Räder nicht auf 0° oder 180° zueinander stehen, da die Lokomotive sonst an einem gemeinsamen Totpunkt der Kurbeln stehen bleiben könnte. Der übliche Versatz bei Zweizylinder–Maschinen beträgt 90°.

Hier wird erklärt, wie es zu der gesteuerten Bewegung der Kolben kommt.

Abschnitte dieser Seite:

• Zylinder und Schieberkasten
• Stephenson'sche Umsteuerung
• Steuerung von Gooch
• Allan'sche Steuerung (Allan–Steuerung)
• Heusinger–Steuerung

Stephenson'sche Umsteuerung

Robert Stephenson, einer der Väter der Dampflok, erfand 1843 die nach ihm benannte Kulissensteuerung. Sie arbeitete als erste zuverlässig und berücksichtigte auch eine veränderliche Ausdehnung (Expansion).

Auf dem Kurbelzapfen eines Rads (linke Bildseite) sitzen zwei Exzenter E, die in der Zeichnung der Deutlichkeit halber zu weit oben und unten angeordnet wurden. Die Rückwärts–Exzentrik E' (hier unten) ist meist die innere, jedoch nicht immer. Die Exzentrik–Stangen S und S' greifen oben und unten in die Kulisse K, die an Punkt P drehbar an einem höhenverstellbaren Hängeeisen befestigt ist.

Die Kulisse K ist hier in der neutralen Mittelposition gezeichnet. Wird sie abgesenkt, wirkt die Vorwärts–Exzentrik mehr auf die Schieberstange s, die zuweilen noch ein eigenes Hängeeisen hat (meist jedoch durch ein Lager geführt wird). Die Lokomotive wird vorwärts fahren. Wird sie gehoben, kann die Lok rückwärts anfahren.

Die Stephenson'sche Umsteuerung gab es auch mit gekreuzten Stangen. Dann gilt das Gegenteil (Kulisse oben für vorwärts, unten für rückwärts).

Die Exzenter–Stangen können ein beachtliches Gewicht haben; daher wird am Winkelhebel, von dem aus die Zug– beziehungsweise Schubstange zum Führerhaus führt, manchmal ein Ausgleichsgewicht angebracht.

Sehen Sie sich auch eine Seitenansicht der Stephenson–Steuerung an der Dampflok aus dem dritten Bild dieses Abschnitts an.

Allan'sche Steuerung (Allan–Steuerung)

In den frühen Jahren war es schwierig, die gekrümmte Kulisse mit dem passenden Kulissenstein zu fertigen. Eine Steuerung, die mit einer geraden Kulisse arbeitete, wurde gleichzeitig und unabhängig in England von Allan und in Deutschland durch von Trick entwickelt.

Diese Steuerung vereinigt gewissermaßen die beiden vorherigen Systeme. Sie hat ebenfalls den Nachteil, dass sie einiger Länge bedarf. Auch die Hängeeisen H und H' müssen möglichst lang sein. Dennoch ist dieses System von allen, die mit Exzentern arbeiten, das meist verbreitete. Die bekannteste damit ausgerüstete Lokomotive dürfte die preußische T3 sein, die spätere BR 89^70-75.

Die Allan'sche Steuerung funktioniert nur bei richtigen Proportionen der Hebelarme A und B, die hier nur schematisch gezeichnet sind. Da dies auch für die Nachbildung im Modell wichtig ist, folgt hier die Berechnung.

Der Doppelhebel AB darf nicht länger werden als ta. L sei die Länge der Exzentrik–Stange, A die Entfernung d-P und B d'-P, C das Maß t-m und D a-m.

Dann gilt: Das Verhältnis von B zu A ist
(L ÷ D) × (1 + Wurzel aus (1 + L ÷ C)).

[ ± ]. Dampflok „Hohemark”.

In Folge ist der hintere Hebelarm A der Waage, an der die Hängeeisen befestigt sind, stets deutlich kürzer als der vordere. Das ist auf dem Vorbildfoto links aus dem Verkehrsmuseum Frankfurt gut zu sehen. Beim zweiten Bild aus dem Technikmuseum Mailand sehen Sie hingegen die typischere Exzenter–Bauweise.