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Lokomotive (Wagen).

Wagen der Lokomotive.

Der Wagen der L. ist ein aus schmiedeeisernen Langträgern und Querverbindungen bestehendes rahmenartiges Gestell, welches sich mittels Blattfedern auf die Lager der Radachsen stützt. Je nachdem die Langträger des Gestells innerhalb oder außerhalb der Räder angeordnet sind, unterscheidet man Lokomotiven mit Innen- und solche mit Außenrahmen. An den Langträgern sind die Cylinder und die Stützpunkte für die Kulissensteuerung befestigt. Der Kessel ist in seinen Dimensionen, besonders der Länge nach, Veränderungen durch Temperaturunterschiede unterworfen, an welchen das Gestell nicht teilnimmt. Es dürfen daher zur Vermeidung des Krummziehens diese Teile nur so miteinander verbunden sein, daß die Ausdehnung des Kessels nicht gehindert wird, was man dadurch erreicht, daß man den Kessel nur vorn an der Rauchkammer mit dem Gestell fest verschraubt, an andern Stellen dagegen mittels Gleitstücke aufruhen läßt. Außer den hierzu nötigen Querverbindungen ist noch vorn und hinten je ein eisernes Querstück vorhanden, von denen das erstere, die sogen. Pufferbohle, zur Aufnahme der Puffer und der Kuppelungen, das letztere zur Stützung des Führerstandes und entweder gleichfalls zur Aufnahme von Puffern und Kuppelungen oder zur Befestigung der Verbindungsteile zwischen der L. und dem Tender dient. Die Räder der L. sitzen paarweise fest auf den Achsen, und deren Zapfen liegen in Lagern, welche sich, entsprechend den Durchbiegungen der Tragfedern, in senkrechten Schlitzen des Rahmens verschieben können, während andre Relativbewegungen derselben gegen den Rahmen ausgeschlossen sind. Es ist einleuchtend, daß ein solches starr verbundenes Achsensystem nur wenig gekrümmte Bahnen durchfahren kann. Für stärkere Krümmungen werden sehr verschiedenartige Konstruktionen von Gestellen angewendet, welche mit einer gewissen Beweglichkeit begabt sind. So macht man bei drei Räderpaaren die hinterste und vorderste Achse quer gegen den Rahmen ein wenig verschiebbar. In Amerika stützt man allgemein den Vorderteil der L. auf einen vierräderigen Vorderwagen (Laufgestell, Drehgestell), welcher sich um einen in der Mitte befindlichen starken Bolzen (Reibnagel) drehen kann. Das Bishelsche Gestell hat nur eine unter der Rauchkammer liegende Achse und läßt sich um einen etwa in der Mitte der Lokomotivlänge befindlichen Bolzen drehen. Als Zubehör der Wagen der Lokomotiven sind auch die Bremsen (s. d.) anzusehen, welche entweder als Handbremsen oder neuerdings auch vielfach als mechanische Bremsen ausgeführt werden. Im letztern Fall trägt die L. auch den zur Bedienung sämtlicher Bremsen des Zugs erforderlichen Bewegungsapparat.

Man unterscheidet bei den Lokomotiven Laufräder, welche, ebenso wie die Räder der Eisenbahnwagen, nur deswegen auf den Schienen fortrollen, weil die L. sich fortbewegt, und Treibräder, welche dadurch, daß sie von der Maschine der L. in Umdrehung versetzt werden, die L. in Bewegung setzen und erhalten. Man kann sich vorstellen, daß die Treibräder sich wie die Beine eines Zugpferdes gegen die Unterlage (Schienen) stemmen und somit, da sie durch ihre Umdrehung zugleich die Angriffspunkte immer weiter vorwärts verlegen, das Fortgehen des Zugs bewirken. Das ist jedoch nur möglich, wenn die Kraft, mit welcher die Treibruder in jeder Stellung an den Schienen haften, größer als der Bewegungswiderstand des Zugs ist; andernfalls bleibt der ganze Zug trotz der Umdrehung der Treibräder stehen, indem dieselben keinen festen Stützpunkt finden können, sondern einfach auf derselben Stelle der Schienen herumrutschen (das Gleiten oder Trommeln der Räder). Die Kraft nun, welche das Gleiten verhindert, ist einzig die Reibung zwischen den Treibradumfängen und den Schienen und in ihrer Größe abhängig von dem Material und der Oberflächenbeschaffenheit der Schienen (rauh oder glatt, trocken oder schlüpfrig) sowie von dem auf den Rädern lastenden Gewicht. Es ist also die Leistungsfähigkeit der Maschine (unter Voraussetzung einer mittlern oder normalen Materialbeschaffenheit der Schienen und Räder) beschränkt durch den auf den Treibrädern ruhenden Gewichtsteil der L., dieser jedoch wieder durch die Festigkeit des Schienenwegs. Hieraus ergibt sich ohne weiteres die Notwendigkeit, auf die Treibachsen einen möglichst großen Teil des Lokomotivgewichts zu legen. Man nennt diesen Teil das Adhäsionsgewicht der L. im Gegensatz zu dem auf die Laufräder kommenden toten Gewicht. Die größte Zugkraft einer L. beträgt etwa ein Fünftel ihres Adhäsionsgewichts. Es ist klar, daß das Adhäsionsgewicht einer L. um so größer wird, je größer die Zahl der Treibradachsen im Verhältnis zu derjenigen der Laufradachsen wird, und daß schließlich bei einer L., welche nur Treibräder besitzt, das Adhäsionsgewicht gleich dem ganzen Eigengewicht zu setzen ist. Die Vermehrung der Treibachsen führt zu der Anordnung der L. mit gekuppelten Treibachsen. Man läßt nämlich immer nur eine Achse direkt durch die Maschine treiben und verbindet (kuppelt) etwanige andre Treibachsen mit der erstern durch Parallelkurbeln und Kuppelstangen, wie das für eine zweite Achse aus der Tafel ersichtlich ist. Da der Bewegungswiderstand der Züge auf ansteigenden Bahnen mit dem Steigungsverhältnis ganz unverhältnismäßig wächst, während zugleich das Adhäsionsgewicht der L. infolge der schrägen Unterlage abnimmt, so gibt es eine Grenze (1:40 = 1 m Steigung auf 40 m horizontal gemessene Länge), bei welcher die mit Adhäsion arbeitenden Lokomotiven den Dienst versagen. Zur Überwindung stärkerer Steigungen, wie solche bei Gebirgsbahnen zuweilen vorkommen, vergrößert man entweder die Adhäsion durch künstliche Mittel besondere mit Federkraft seitlich gegen die Schienen gepreßte Reibungsräder), oder man sieht von ihr ganz ab und läßt die Bewegung durch Eingriff eines als Zahnrad ausgeführten Treibrades in eine besondere gezahnte Schiene hervorbringen, oder man zieht den Zug mittels einer auf der Höhe stehenden Maschine, als welche auch unter Umständen eine vorausgefahrene und festgelegte L. benutzt werden kann, an einem Seil aufwärts. Die Dimensionen der Treibcylinder und Kurbeln sind durch die erforderliche Leistung und dadurch bedingt, daß die Kolbengeschwindigkeit und die Anzahl bei der größten Geschwindigkeit der L. eine gewisse Grenze, bei welcher sich starke Stöße allzu störend bemerkbar machen, nicht erreichen. Es wird dann die Zugkraft und die Geschwindigkeit der L. in den durch die Adhäsionsverhältnisse gegebenen Grenzen von dem Hebelverhältnis der Kurbel zum Halbmesser der Treibräder abhängen, derart, daß Lokomotiven mit verhältnismäßig kleinen Rädern große Lasten mit geringer Geschwindigkeit, Lokomotiven mit großen Rädern geringe Lasten mit großer Geschwindigkeit befördern können.

Hiernach haben sich bestimmte Formen der L. herausgebildet, hauptsächlich die folgenden. Die Schnellzug- oder Eilzuglokomotive (Fig. 3) hat die