Moderne Dampfloks - eine Vision

 
Viele Leute überlegen immer, wie eine moderne Dampflok aussehen könnte. Halten wir mal fest, daß es so nicht sein wird:
 


Neubaudampflok der DLM AG am Schafberg in Österreich
 
Diese Lokomotive ist zwar modern, aber nicht das, was wir annehmen können, wie eine wirklich moderne Dampflok aussehen düfte, wenn man von Null auf dem Reißbrett beginnt.
Die Lokomotiven am Schafberg orientieren sich aber schon in die richtige Richtug: Standard Teile der Industrie, hochmoderne Kesselanlage nach Industriestandard und damit hochmoderne Emmissionsgrenzen, moderne Lagerungen und flexible Möglichkeiten zur Nutzung von Brennstoffen. Es ist also mehr als nur ein Schritt in die richtige Richtung, sondern es ist der Wegweiser, wohin eine moderne Dampflok geht. Auch die Dampfmaschine, selbst wenn diese noch alt erscheint, ist in diese Richtung entwickelt und gebaut.
Bei den Loks am Schafberg dürfen wir nicht vergessen, daß diese Lokomotiven für Touristen gebaut wurden. Hier muss eine Dampflok noch wie eine Dampflok aussehen, also man muss sehen wie sich das Triebwerk bewegt. Auch bei einem Dampfschiff, die der "Montreux" wollte der Besteller aufgrund der Fahrgastwünsche eine Maschine, wo man das sich bewegende Triebwerk erkennt und diesem zusehen kann. Dies sind also "Show-Engines", also Schaumaschinen, die zwar modern sind, aber alt aussehen sollen. Leider bringt dies Nachteile mit sich!
 
schnell laufende Dampfmaschine
Teilgekapselte schnell-laufende Dampfmaschine, Vorstufe des Dampfmotors
 
Nachteile sind immer die meist offene Lagerung der Maschine und damit die Problematik solche Lager mehr oder minder wartungsfrei herzustellen. Abhilfe schaffen hier gekapselte Maschinen, wie oben im Bild zu sehen. Solche Teilgekapselten schnelllaufenden Dampfmaschinen waren die Vorläufer der Dampfmotoren, oder vollgekapselten Dampfmaschinen. Man sieht gut, daß diese Maschine bereits eine recht gezielte, teilgeschlossene Ölversorgung hat. Der einstige Maschinist war also nicht mehr mit dem Ölkännchen unterwegs, um die Lager zu schmieren oder andere gelenkige oder bewegliche Verbindungen zu ölen. Der erste Schritt zu einer wartungsarmen, modernen Maschine war getan.
 

vollgekapselte Dampfmaschine, ein sogenannter Dampfmotor
 
Abhilfe waren nun die vollgekapselten Dampfmaschinen, die man Dampfmotor nannte. Diese haben geschlossene Ölkreisläufe und einige haben dank moderner Laufbuchsen und Materialen nicht mal mehr eine Schmierung des Dampfteils nötig, sondern werden durch die Wassermoleküle des Dampfes "geschmiert", sprich der Flüssigkeitsfilm zwischen der Mikrorauigkeit der Laufbuchse und der Mikrorauigkeit der Kolbenringe trennt diese und vermindert so die Reibung, bzw. hebt diese recht gut auf.
Andere Dampfmotoren hatten eine gesondert gedichtete Kolbenstange, so daß die unter Dampfgehenden Teile in einem Gehäuse lagen und von einer Zentralölpumpe mit Heißdampföl geschmiert wurden. Der Raum der Kolbenstange wurde dann vom Dampfnebel der Stopfbuchse abgesaugt, der Dampfnebel kondensiert und entölt. So konnte das Heißdampföl nicht in die zweite Gehäuseeinheit gelangen und auch Wasser konnte so nicht in das zweite Gehäuseteil geraten. Im zweiten Gehäuseteil lag nun die Kreuzkopff¨hrung, Pleulstange und die Kurbelwelle mit auch den Steuerungsteilen, wobei die Schieber der Steuerung ebenso getrennt waren, wie die Arbeitskolben der Maschine. Der ganze zweite Teil hatte nun einen Ölsumpf mit einer Ölpumpe, wo Öl dann über Schmierleitungen direkt an die Lager gefördert wurde, zum Teil wurde an einige Lager sogar ein Schmiernebel gesprüht, um diese Lager gleitfähig zu erhalten und zu schmieren. Andere Lager wurden regelrecht mit einem Ölstrahl bespritzt, so gekühlt und geschmiert zugleich. Solche Dampfmotoren zum Ende der Dampfära hatten dann im kalten Teil des vollgekapselten Gehäuse sogar mehrere Ölkreisläufe und sind damit einem modernen Verbrennungsmotor nahezu vergleichbar, ausser das die Verbrennung nicht im veränderlichen Brennraum des Kolbens geschied.
Somit wissen wir, daß die Dampfmaschine nicht mehr so aussehen wird, wie man es kennt, sondern eine Art Motorblock im Inneren der Lokomotive stehen wird. Vielleicht ist es dann eine 4 mal 3 Zylinder-Verbund-Dampfmaschine in einem Block. Man bedenke, daß man so auch eine 4 mal 4 Zylinder-Verbund-Maschine, oder eine 4 mal 2 Zylinder Verbundmaschine oder eine 2 mal 3 Zylinderverbundmaschine, ebenso auch eine zwei mal 4 Zylinderverbundmaschine im Block bauen und unterbringen könnte, was Verbrauch und Kraftentfaltung signifikant beeinflussen würde. Aber wie bei anderen Lokomotiven würde sich Äusserlich nichts ändern, innen hätte man nur ein anderes Aggregat verbaut.
Beim Kessel, logisch daß man hier modernen industrie-tauglichen Schnelldampferzeuger Standard verbauen müsste.
 

Kleindampferzeuger bis 8 bar

 
Ein obiger Kleindampferzeuger ist natürlich kein Maßstab, aber in der Form kann man sich vielleicht einen heutigen Hochleistungskessel vorstellen, der allerdings kein Großwasserraumkessel mehr ist, sondern eine Wasserrohrkessel mit Zwangsumlauf. Solche Hochleistungskessel wurden mal Velox Kessel genannt und galten als überkritische Hochleistungskessel. Das klingt gefährlich, ist es aber nicht. Solche Kessel findet man heute eher häufiger, als selten.
Hierbei würde man sogar wahrscheinlich wie bei Verbundschaltung von Kraftwerkskessel auch zwei, drei oder vier Kessel zusammen schalten, um hier die Dampferzeugung möglichst gut zu vertzeilen und die Kessel in einem guten Wirkungsgradbereich zu fahren. Wenn man dann den Brenner sogar als Kraft-Wärme-Kopplungsbauform ausführt, also hier eine Microgas-Turbine als "Brenner" verbaut, hat man sogar Wellenleistung gleich vom Start, was den Wirkungsgrad der Anlage signifikant steigert, zudem könnte diese Wellenleistung gut als Antriebsquelle für Sekundärmaschinen, wie Stromgenerator, Wasser und Ölpumpen nutzen. Aber wie gesagt, dies sind Visionen, hier weiß niemand, ob dies wirklich realisierbar ist und gebaut werden könnte... Fest steht aber: Wenn man hier es versuchen würde, es gäbe genug Hersteller, die mit Freude es versuchen würden. Aber wir können somit einen Hochleistungs-Wasserrohrkessel mit Zwangumlauf oder Zwangsdurchlauf annehmen. Dabei könnte man nun auch Speisewasservorwärmung durch Rauchgasvorwärmer, sogenannte Ecomiser, verbauen und wohl auch die Verbrennungsluft durch die Rauchgase vorwärmen. Die Kesselanlage ist dann einer modernsten Dampfkesselanlage für Kraftwerke vergleichbar, wenn man dann die Kleingasturbinenlösung realisieren könnte oder würde, hätte man eine hochmoderne Hochleistungskesselanlage mit optimaler Brennstoffausnutzung, was den Gesamtwirkungsgrad bis Wellenausgang der Dampfmaschine auf dramaturgisch gute Wirkungsgrade steigern würde... Also deutlich jenseits der 35%
Nun würde man die Antriebkraft nicht direkt von der Maschine auf die Achsen bringen. Die Zeit der externen Stangen an den Rädern ist definitv vorbei. Hier würde man eine interne Lösung anstreben. Ein Strömungsgetriebe wie auf Diesellokomotiven ist hier sicherlich am Ausgang der Antriebswelle des Dampfmotors zu finden. Denn so kann man die Antriebsleistung gezielt steuern und die Drehzahl der Dampfmaschine in entsprechenden Grenzen halten, was die Gesamteffizienz der Maschinenanlage durchaus optimieren kann. Dabei ist so ein Strömungsgtriebe mechanisch überbrückbar zu gestalten um den Kraftschluss im Falle des Falles 100% mechanisch sicher zu gewährleisten. Alles kein Thema heutzutage. Von dort geht man auf Getriebeeinheiten, von wo aus die Kraft über hochmoderne gekapselte Gelenkwellen an die Antriebseinheiten verteilt.
Damit findet man nun unter dem Chassis der Lokomotive nun keine einzelnen Achsen mehr, die im Rahmen gelagert sind, sondern wie bei modernen Lokomotiven üblich sind es dann angetriebene Drehgestelle. Dies macht die Maschine auch flexibel, denn man kann nun zur Maschinenleistung auf die entsprechende Achsfahrmasse und natürlich die Reibungsmasse gezielt bestimmen, ja und erstmals gibt es bei der Dampflok keine Achse an der Lok, die nicht mit Antriebsleistung versehen ist. Alle Achsen sind Antriebsachsen, was bedeutet, daß Lok Gewicht gleich Reibungsgewicht ist. Zudem kann man die Achsfolge dann von Bo´-Bo´+Bo´-Bo´ bis Do´-do´+Do´-do´ nach Kundenwunsch, Leistung und Reibungsgewicht variiert werden. Auch dies ist wieder analog zu den Baukastenmodellen moderner Diesel und Elektroloks. Beim Chassis würde man dann ein typisches Gehäuse mit Frontführerständen benutzen. Dabei gilt nun, daß man die Vorräte mitnehmen muss. Somit bleibt nur, daß der Tender ebenso verkleidet wird, wie die eigentliche Lokomotive und angetrieben wird. Dies ist analog zur Idee von David Wardale für das ACE Projekt in den USA. Man bekommt, wie an der Achsfolge schon erahnt, eine Doppellokomotive, die gelenkig Rücken an Rücken verbunden ist. Dabei gewinnt man Raum für Wasservorräte und Brennstoffvorräte und zudem wird der Tender mit angetriebenen Drehgestellen gleich zur Lok versehen, so daß die Doppellokomotive wirklich auch jede Achse mit Antriebsleistung behält.
Nachdenken wird man dann sicherlich auch, aufgrund der Erfahrungen der Henschel Werke mit den Kondenslokomotiven der Serie 52 Kon und der Reihe 25 C für die Süd-Afrikanische Eisenbahn, ob man hier nicht auch, weil Platz vorhanden ist, einen Kondenstender verbaut. Ich für meine Vision habe es in der Grafik so gehalten, einfach weil man so die Reichweite der Maschine signifikant steigert, zudem auch mit der Wasseraufbereitung und der Gesamtanlage am Vorbild einer hochmodernen Kesselanlage bleibt. Der Kondensator als Luftgekühlte Einheit ist sicherlich sehr schwierig und vielleicht so nicht realisierbar, doch in der Vision denke ich, ist dies erlaubt...
 
Nun sind wir fertig und können uns erstmal ein Bild einer modernen Dampflok machen:
 
Blauer Phönix - Modell einer modernen Dampflok
Grafische Idee einer modernen Dampflok nach obigen Ideen - Vision Blauer Phönix

 
Die Grafik zeigt es... eine Doppellokomotive mit Drehgestellen, hier in der Achsfolge Co´-Do´+Do´-Co´... Links der Kondenstender mit Kühlrippen und rechts nach dem Verbindungsgelenk dann die eigentliche Lokomotiove mit Dampferzeuger und Monoblock Multiverbund Dampfmotor. 14 angetriebene Achsen in 4 Drehgestellen, glatte Aussenflächen und damit weniger Stömungswiderstand oder Luftwerwirbelungen.
Ich nenne diese Idee Blauer Phönix. Blau, weil der Begriff Blau oder Blue heute in der Kraftfahrtechnik für verbreitet ist, als Kennzeichen effizenter und umweltbewußter Maschinen- und Kraftstofftechnik. Da die hochmoderne Kesselanlage ebenfalls einen solchen Umgang mit den Brennstoffen und Emmission verspricht, erscheint der Begriff gerecht zu sein. Phönix wurde gewählt, weil die Dampflok tot ist. Als Streckenlokomotive in dieser Form wäre es eine Auferstehung, die dem Sagenvogel Phönix, der aus seiner eigenen Asche wieder zum Leben erwachte, gleich käme.
Ja, und so sieht sie dann aus, eine "moderne Dampflok" und sie hat nichts mit der gemeinen, bekannten Dampflok gemeinsam, ausser der Antriebskraft Dampf.
 
moderne Dampflok 52 8055 der DLM AG, Schweiz
moderne Dampflokomotive 52 8055NG der DLM AG aus der Schweiz

 
So ist die obige Dampflok, ein Umbau der DR Rekonstruktionslokomotive 52 8055 durch die Schweizer DLM AG auch nur ein "Tuning". Es ist daher keine vollständige Neubaulok und ist daher nur im weiteren Sinne eine moderne Dampflok. Es ist eine modernisierte Dampflok, eine verbeessere Dampflok, die dem alten bild der Dampflok entspricht. Es ist daher auch nur ein Hinweis, ein Richtungszeiger, wohin der Weg gehen wird, würde mit einem Stück weißen Papier auf dem Reißbrett beginnen.
Was heraus kommen könnte, daß und eher wahrscheinlich ist, zeigt dann die Grafik des "Blauer Phönix"... Etwas, wo man weder hört, riecht noch sieht, daß es sich um eine Dampflok handelt. Unspektakulär und unauffällig, vielleicht nur in der Form der Doppellokomotive etwas ungewöhnlich, aber nicht abartig oder dem bisherigen Bild der Eisenbahnlokomotive widersprüchlich...
 
Und mit diesen Gedanekn endet nun die Vision der modernen Dampflok und es bleibt nun an Verantwortlichen und Konstrukteuren, ob diese Vision so kommt oder vielleicht ganz anders aussehen wird...

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