Versuchsfahrten mit 2C1-Vierzylinderverbund-Heißdampflokomotiven der württembergischen Staatseisenbahnen.') Von Eisenbahnbauinspektor Dauner in Stuttgart. Mit den in dieser Zeitschrift 2) bereits beschriebenen 2C1Lokomotiven der württembergischen Staatseisenbahnen wurden im August 1909 Versuchsfahrten ausgeführt, um Grundlagen für die neu aufzustellende Belastungs- und Fahrzeitentabelle zu gewinnen und die Leistungsfähigkeit sowie den Wasserverbrauch der neuen Lokomotivgattung zu ermitteln. Da die Lokomotiven die auf Grund der Versuchsergebnisse festgesetzten Belastungen nunmehr über ein Jahr anstandslos führen, außerdem aber die bei den Fahrten gemachten Beobachtungen und Messungen für die Beurteilung der Vierzylinderverbund-Heißdampflokomotive von einigem Werte sein dürften, soll im folgenden über die Versuchsfahrten berichtet werden. Mit Rücksicht auf den Sonderzweck der Versuche war der Fahrplan für die im Betriebe zugelassene höchste Grundgeschwindigkeit, die in Württemberg der vielen starken Krümmungen und Gefälle wegen auf 90 km/st festgesetzt ist, aufgestellt worden und enthielt sämtliche, auch im gewöhn. lichen Schnellzugbetriebe vorgeschriebenen Geschwindigkeitsermäßigungen. Als Versuchstrecke diente die 134 km lange Hauptbahnstrecke Mühlacker-Ulm (Längenprofil s. Fig. 1 bis 3), wobei zur Umgehung des Kopfbahnhofes Stuttgart die sonst nur von Güterzügen befahrene Verbindungsbahn Kornwestheim- Untertürkheim mitbenutzt wurde. Außer einem in Geislingen erforderlichen Aufenthalt zum Ansetzen der Schiebelokomotiven für die Steilrampe Geislingen-Amstetten war für die schwereren Versuchszüge (408 und 478 t Wagengewicht) zur Ergänzung der Wasservorräte ein weiterer Aufenthalt in Plochingen vorgesehen, während die leichteren Züge (308 und 373 t) von Mühlacker bis Geislingen ohne Halt durchfahren sollten. Die Versuchszüge bestanden mit Ausnahme des hinter dem Tender laufenden dreiachsigen Meßwagens aus vierachsigen Schnellzugwagen, deren Faltenbälge nicht verbun den waren. seit der Indienststellung im Juni 1909 3100 km vor leichten Personenzügen zurückgelegt. Ihre Mannschaft verblieb auch während der Versuchsfahrten auf der Maschine. Versuchseinrichtungen. Zum Indizieren des linken Zylinderpaares waren 2 Indikatoren auf dem seitlichen Gangblech über dem Niederdruckzylinder angebracht und durch 20 mm weite, mit dicker Asbestschnur umwickelte Rohre mit den Zylinderräumen und den zugehörigen Schieberkasten verbunden. Auf gleichzeitiges Indizieren des rechten Zylinderpaares mußte man verzichten, weil das zum Schutze der Indizierenden erforderliche, mit Segeltuch bespannte Geländer dem Lokomotivführer den Ausblick auf die Strecke benommen hätte. Im Führerhause waren untergebracht: drei Manometer für Kessel, Hochdruck- und Niederdruck-Schieberkasten, zwei Fernpyrometer für Hochdruck- und Niederdruck-Schieberkasten, zwei Glasrohrvakuummeter für Rauchkammer und Feuerbüchse und ein Geschwindigkeitsmesser, Bauart Haußhälter. An einem dritten, unmittelbar an der Rauchkammer zwischen Schornstein und Ueberhitzerklappenkasten befestigten Pyrometer konnte man vom Indikatorenstande aus die Temperatur der abziehenden Ueberhitzergase ablesen. Sämtliche Pyrometer waren vor Beginn der Versuchsfahrten geeicht worden. Im Meßwagen befand sich außer dem selbstschreibenden Zugkraftmesser noch ein weiterer Geschwindigkeitsmesser, Bauart Haußhälter. Zur Feststellung des Wasserverbrauches dienten eine Meßlatte, die in die hintere Tender füllöffnung eingehängt wurde, und eine an der Vorderwand des Tenders innerhalb des Führerstandes angebrachte, mit dem Wasserraum durch einen Gummischlauch verbundene Glasröhre, deren Skala zugleich mit der Meßlatte geeicht worden war. Außerdem trug das linke Wasserstandglas des Kessels eine bei normalem Dampfdrucke durch Aufspeisen aus dem Tender eingeteilte Skala, die den jeweiligen Inhalt des Speiseraumes anzeigte. Mittels der beiden letzteren Vorrichtungen konnte man auch während der Fahrt, beim Durchfahren größerer in der Wagerechten liegenden Bahnhöfe, den Wasserverbrauch feststellen, wobei man allerdings, um Fehler zu vermeiden, darauf achten mußte, daß erst dann abgelesen wurde, nachdem die beim Einfahren in die Bahnhöfe infolge der Geschwindigkeitsermäßigung entstehenden Schwankungen der Wassersäule in den Gläsern am Tender und am Kessel sich ausgeglichen hatten. Fig. 1. II. Versuchsfahrt mit der 3C1-Vierzylinderverbund-Heißdampflokomotive C 2003 am 4. August 1909. Strecke: Mühlacker-Ulm = 134,06 km. Wagengewicht 373,12 t = 43 Achsen; Gewicht der Lokomotive mit Tender 131,8 t; Zuggewicht 504,92 t Wetter: Anfangs trocken, Mitte Regen, dann trocken; schwacher Seitenwind. Ingenieure des Fig. 2. III. Versuchsfahrt mit der 2 C1-Vierzylinderverbund-Heißdampflokomotive C 2003 am 5. August 1909. Wagengewicht 407,92 t = 47 Achsen; Gewicht der Lokomotive mit Tender 131.8 t; Zuggewicht 539,72 t. Wetter: schön, trocken. 34,45 t 0 ABBü 702 || || ABBü 101 ||| Gep. 8575 ||||| ABBü 118 |||| ABBü 116 |||| ABBù 703 ||| ABCCü, 1818 ||| ABCCй 1826 ||||| 191 31,03 t 38,92 t 40,65 t 27. Mai 1911. -6340 6950 5200 5740 Dampfspannung im Kessel im Niederdruckschieberkasten Temperatur in der Rauchkammer Dompftemperatur im Hochdruckschieberkasten Dampftemperatur im Niederdruckschieberkasten 34,10t 34,30t 150 +80 in der Rauchkammer Luftleere in der Feuerbüchsa 80 56 40 20 50+ 8 10 12 74 16 18 Wasserverbrauchs an ab 232'40" 39'52" 46 48 50 52 54 6,45 Entfernungen -5,55 18'45" 14'5" 16'11" 5,212,443,83 →→→ in km 0 15 Untertücker 1000 500 550 420 46 1000 6.23 Fig. 3. IV. Versuchsfahrt mit der 2C1-Vierzylinderverbund-Heißdampflokomotive C 2003 am 6. August 1909. Strecke: Mühlacker-Ulm 134,06 km. Wagengewicht 477,8 t = 55 Achsen; Gewicht der Lokomotive mit Tender 137,8 t; Zuggewicht 609,69 t. Wetter: schön, trocken, schwacher Wind. CCu 6408 ABBu 707|||| ABBu 708||| ABB r 674 ABB 672 ||| ABB 702|||| ABBù 101 ||||| Gep. 8575 32,45 t 32,40 L 34,10 C 34,30 t 37,03 t 38,92 t 40,65 t 34,25 34,80 t 3727'12" 23,20 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128 130 732 13,95 T 18,25 708 770 772 772 2 19,85 20,95 5,434,034,303,252,56 5,075,72 5,84 -319 604 32,69 71.39 80 Fahrgeschwindigkeit 60 + VH 80 40 170 60 50 Zylindern 5,6 7,6 Speisen Feuern an ab 23279 39'54" 43'27" 5,55 492 5,99 27. Mai 1911. Dauner: Versuchsfahrten mit 2C1-Vierzylinderverbund-Heißdampflokomotiven. 837 Zahlentafel 1. Versuchsergebnisse: Mittelwerte für einzelne Teilstrecken. Versuchsergebnisse. Außer den Vorprobefahrten wurden im ganzen vier Versuchsfahrten mit 308, 373, 408 und 478 t Wagenlast (35, 43, 47 und 55 Achsen) an vier aufeinanderfolgenden Tagen bei meist windstillem und trocknem Wetter ausgeführt. Auf den Rückfahrten, die nach nicht ganz zweistündigem Aufenthalte in Ulm nach einem ebenfalls für 90 km/st Grundgeschwindigkeit aufgestellten Fahrplane erfolgten, wurden Aufzeichnungen und Messungen nicht gemacht. Sämtliche Fahrten verliefen ohne irgend welche Störung. Die Lokomotive kam jedesmal in durchaus gutem Zustande auf der Endstation an; die Achs- und Stangenlager blieben kalt und zeigten keinerlei Neigung zum Warmlaufen. Die Dampferzeugung des Kessels reichte für die erzielten Leistungen vollkommen aus: Dampfdruck und Wasser konnten leicht gehalten werden, eine Erschöpfung des Kessels trat nicht ein. Auf den stärkeren Steigungen war der Kessel bei Geschwindigkeiten bis zu etwa 90 km/st voll beansprucht; darüber hinaus ließ sich die Grenze der Kesselleistung wegen der zahlreichen Geschwindigkeitsverminderungen, die ein längeres Einhalten hoher Geschwindigkeiten sehr erschwerten, nicht feststellen. In Fig. 1 bis 3 sind die Ergebnisse der drei letzten Versuchsfahrten zeichnerisch dargestellt. Erläuternd ist hierzu nachstehendes zu bemerken: Die Linien der Geschwindigkeiten und Nutzzugkräfte sind den Diagrammstreifen der im Meßwagen befindlichen Geräte entnommen; die übrigen Linienzüge wurden durch Verbinden der beobachteten oder aus den Beobachtungen errechneten Einzelwerte erhalten. Die schwarzen Punkte sollen die Rostbeschickungen darstellen; wie oft und wie lange ein oder beide Injektoren angestellt waren, ist durch wagerechte Linien angedeutet. Neben dem für die einzelnen Teilstrecken fortlaufend eingetragenen Wasserverbrauche befindet sich eine Skizze des Wasserstandes im Kessel, aus der man unter Beobachtung der zugehörigen Kesselspannung den jeweiligen Zustand des Kessels beurteilen kann. In die Reihe der Geschwindigkeitsermäßigungen sind außer den im Fahrplane gemäß den Bestimmungen der Betriebsordnung vorgeschriebenen Einschränkungen auch die Streckensignale, soweit sie eine Ermäßigung der Fahrgeschwindigkeit bedingten, aufgenommen. Die eingesetzten Zahlen bezeichnen die an der betreffenden Stelle zugelassene Höchstgeschwindigkeit. Um die Leistungsfähigkeit der Lokomotive besser übersehen zu können, wurden für einige Teilstrecken, auf welchen die Beanspruchung der Lokomotive wenig schwankte, aus den Versuchsergebnissen Mittelwerte gebildet und in Zahlentafel 1 zusammengestellt. Danach dürfte die Loko motive zwischen 80 und 90 km/st Fahrgeschwindigkeit eine größte Dauerleistung von 1900 PS; entwickeln; ob allerdings auf geeigneteren Strecken bei größeren Geschwindigkeiten nicht noch etwas höhere Leistungen erzielt werden 195 130 60 360 1760 1320 0,75 5220 3900 447 können, muß aus dem vorher erwähnten Grunde dahingestellt bleiben, erscheint aber in Anbetracht des noch steigerungsfähigen Rauchkammervakuums nicht unwahrscheinlich. Die indizierte Zugkraft erreichte bei 70 vH Zylinderfüllung und 30 km/st Geschwindigkeit auf der Steilrampe. Geislingen-Amstetten den größten Wert von 9200 kg, dritte Versuchsfahrt, s. Fig. 2. Noch größere Werte wurden bei einer Probefahrt mit der Lokomotive C2005 beobachtet, die zur Ermittlung der Schleudergrenze auf der gleichen Strecke bei feuchten Schienen Ende Juli 1909 stattfand. Die Lokomotive kam vor einem aus dem dreiachsigen Meßwagen und 5 vierachsigen Schnellzugwagen bestehenden Zuge von 220,5 t, den sie bei 72 vH Zylinderfüllung mit 39 bis 40 km/st die Rampe hinaufzog, zweimal ins Schleudern. Hierbei zeigte der Zugkraftmesser 7300 kg und 6800 kg. Da nach Spalte 17 der Zahlentafel 1 auf dieser Strecke noch 68 vH der indizierten Zugkraft am Tenderzughaken wirken, so ergibt sich aus den beiden Meßwerten als indizierte Zugkraft an der Schleudergrenze 10700 kg, d. s. 225 kg für 1t Reibungsgewicht. 7050 0,66 = Wie aus Spalte 20 und 21 der Zahlentafel 1 ersichtlich, beträgt die größte Leistung auf 1 qm Rostfläche 475 PSI, diejenige auf 1 qm Verdampfungsheizfläche 9,0 PSI. Bei Beurteilung dieser Zahlen sind die Dampferzeugung des Kessels und der Dampfverbrauch der Maschine mit in Betracht zu ziehen. Erstere ergab sich aus dem Wasserverbrauch nach dem weiter unten angegebenen Verfahren zu 3660 kg für 1 qm Rostfläche (69 kg für 1 qm Verdampfungsheizfläche) und erreicht damit bereits einen Wert, der günstige Kesselverhältnisse voraussetzt. Zur Erzeugung dieser Dampfmenge war eine stündliche Verbrennung von rd. 500 kg Kohle auf 1 qm Rostfläche erforderlich. Wesentlich größere Kohlenmengen, wie sie zu einer weiteren Steigerung der Dampferzeugung nötig wären, dürfte übrigens bei einer Gesamtrostfläche von 4 qm ein Heizer allein auf die Dauer kaum verfeuern können. Der stündliche Dampfverbrauch beträgt für die größte Leistung 7,7 kg/PS;-st bei einer Zylinderfüllung von rd. 60 vH. Im Betriebe dürfte sich der Dampfverbrauch noch etwas günstiger gestalten, weil, von Sonderfällen abgesehen, nicht mit der größten Leistung, sondern mit einer angemessen verringerten Leistung, also mit kleineren, für die Dampfausnutzung günstigeren Füllungen gefahren wird. Die Luftleere in der Rauchkammer beträgt im Mittel 125 mm Wassersäule, in der Feuerbüchse wurden durchschnittlich 55 vH weniger gemessen. Daß diese verhältnismäßig geringe Luftverdünnung für die genannte Rostbeanspruchung ausreichte, darf nicht zum wenigsten dem günstigen Einflusse zugeschrieben werden, den die gleichmäßige reichliche Luftzuführung unter den Rost auf die Feueranfachung ausübt. Die Lösche in der Rauchkammer lag gleichmäßig über dem Boden verteilt; sie war von mittelgrober Beschaffenheit und wog in trocknem Zustande nach jeder |