Zum Stand der Dampflokomotivtechnik am Ende ihrer Entwicklung
(Zusammenfassung der umfangreichen Arbeit)
Am 21. Februar 1804 zog Trevithicks Dampflokomotive in der Nähe von Merthyr Tydfil in Wales einen Zug auf den Gleisen der Pendydarren Eisenhütte. Innerhalb von 30 Jahren entwickelte sich dann Stephensons Lokomotive als der Standardtyp, nach dem seither fast alle Dampflokomotiven gebaut worden sind. Doch nach dieser außerordentlich schnellen Entwicklung, die zu leistungsfähigen und wirtschaftlichen Maschinen führte, wurden die Dampflokomotiven etwa in der Mitte der 1970er Jahre in fast allen Ländern der Welt aus dem Dienst ausgeschieden. Die Menge an technisch-wissenschaftlichen und betrieblichen Kenntnissen, die in annähernd 170 Jahren erarbeitet worden ist, ist damit vom Vergessenwerden bedroht.
Die vorliegende Arbeit – das Ergebnis von jahrzehntelanger Beschäftigung des Autors mit dem Thema – will den letzten Stand der Technik des Dampflokomotivbaues sowohl dokumentieren als auch diskutieren und damit erhalten. Sie konzentriert sich daher auf die zuletzt entwickelten Konstruktionen, d.h. auf Lokomotiven, die nach dem 2. Weltkrieg gebaut wurden.
Neue Dampflokomotiven oder verbesserte Ausführungen von früheren Maschinen wurden nach dem 2. Weltkrieg im wesentlichen in folgenden Ländern entwickelt : China, Tschecho-Slowakei, Deutschland (Ost und West getrennt), Großbritannien, Polen, Sowjetunion, USA und Kanada. Da aus China und der Sowjetunion keine geeigneten Quellen zur Verfügung standen – auch wegen der Sprachbarrieren – konzentrierte sich der Autor auf folgende Länder : Tschecho-Slowakei, Großbritannien, Deutschland-West, Deutschland-Ost, Polen, USA und Kanada. Es werden technische Informationen und Zahlenangaben von allen europäischen und vielen amerikanisch-kanadischen Lokomotiven gemacht, die nach dem 2. Weltkrieg entstanden sind. Bei den europäischen Bahnen handelt es sich dabei um Neubauprogramme der betr. Staatsbahnen. Die Daten sind untereinander durchweg vergleichbar.
Die Arbeit ist in 11 Abschnitte unterteilt. Einführung und Hintergrundmaterial sind Abschn. 1 bis 3. Insbesondere enthält Abschn. 3 eine kurze Beschreibung der wesentlichen Merkmale der Stephensonschen Dampflokomotive, die seit den 1830er-Jahren vorherrschend war.
In den Abschnitten 4 bis 7 werden die Hauptbaugruppen der Dampflokomotive im Einzelnen besprochen : Kessel (Abschn. 4), Dampfmaschine und Triebwerk (Abschn. 5), Rahmen (Abschn. 6) und das Laufwerk (Abschn. 7). Diese Abschnitte sind jeweils weiter unterteilt. Jeder Unterabschnitt beginnt mit einer Einführung, dieser folgt die Beschreibung des Standes der Technik sowohl in Europa wie auch in Nordamerika. Dabei werden die Unterschiede, die manchmal erheblich sind, eingehend diskutiert.
Soweit entsprechende Unterlagen zugänglich waren, wird nicht nur die Funktion der Bauteile beschrieben, sondern auch konstruktive Einzelheiten und die Materialien. Hierbei werden die technischen Lösungen nicht nur angeführt, sondern, soweit es möglich war, vom Standpunkt eines Ingenieurs aus im Hinblick auf Vor- und Nachteile kritisch betrachtet. Dabei erscheinen manchmal interessante Unterschiede bei den verschiedenen nationalen oder privaten Bahnverwaltungen, deren Traditionen und Randbedingungen (z.B. Brennstoff- gegenüber Personalkosten, Streckenführungen und Oberbau, usw.) die Anforderungen und konstruktiven Lösungen beeinflusst haben.
In den Abschnitten 4 bis 7 werden auch Fälle besprochen, bei denen die Wahl zwischen verschiedenen Lösungsmöglichkeiten bis zum Ende des Dampflokomotivbaues nicht entschieden wurde (z.B. Gleit- oder Wälzlager). Auch Bereiche, in denen man noch zu keiner voll befriedigenden Lösung gekommen war (z.B. Speisewasser-Vorwärmung, Regler usw.) werden behandelt. Die Punkte, an denen die Stephensonsche Bauweise an ihre Grenzen stößt (z.B. Rostgröße usw.) werden ausführlich dargestellt.
Abschn. 8 beschäftigt sich mit den Leistungen und Zugkräften, die Dampflokomotiven gegen Mitte des 20. Jahrhunderts entwickeln konnten. Indizierte Leistung und die zugehörige Zugkraft sind dabei auf das Gesamtgewicht von Lokomotive und Tender oder auf das Reibungsgewicht bezogen. Es ergeben sich Punkthaufen, die durch Trendlinien strukturiert werden und den erreichten Stand der Technik darstellen.
Im Abschn. 9 werden Fragen des Einsatzes und der Erhaltung der Maschinen behandelt, insbesondere auch Tages-Laufleistungen und die Verfügbarkeit.
Abschn. 10 faßt noch einmal die im vorhergehenden Text näher ausgeführten Grenzen der Stephensonschen Dampflokomotive und damit die Gründe zusammen, die zu ihrem Ersatz durch elektrische und Diesel-elektrische Lokomotiven in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts führten. Mit dieser Bauweise konnten einfach keine höheren Leistungen bei besserer Wirtschaftlichkeit mehr erreicht werden. Auch war die Umweltbelastung durch sie nicht mehr zu übersehen.
Der Anhang, Abschn. 11, umfasst einige grundlegende Betrachtungen, die die vorhergehenden Abschnitte unübersichtlich gemacht hätten, u.a. eine Beschreibung der Baker-Steuerung an Hand von Fotos eines dafür gebauten Modells. Eine umfangreiche Schrifttumsliste – auf die in der ganzen Arbeit Bezug genommen wird – ermöglicht das weitere Eindringen in den Stoff.