Die Teilnehmer vom "Rennen von Rainhill"

Wir sind in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts: Die beiden Industriestädte Manchester und Liverpool sollten durch eine Eisenbahn miteinander verbunden werden. Ursprünglich sollte der Betrieb durch Pferde oder mit Hilfe von stationären Dampfmaschinen und Seilen auf unterteilten Streckenabschnitten durchgeführt werden. Dieser Bahnbau war auf Grund der sich ständig vergrößernden Industrie notwendig: Manchester brauchte eine Verbindung zum Hafen von Liverpool, um Industrieerzeugnisse in andere Länder exportieren zu können. Die bisherigen Transportmöglichkeiten mittels Pferdegespann konnten mit der aufstrebenden Industrie nicht mehr Schritt halten. Die Industrie Liverpools benötigte wiederum Kohle aus Manchester, um sich zu vergrößern. Der Bahnbau lag somit im Interesse beider Städte und der Unternehmer.

Infolge seiner Kontakte zu Booth gelang es Stephenson, das Direktorium von dem geplanten Betrieb mit Pferden und Seilen abzubringen, und die Bahngesellschaft wollte schließlich ein Preisausschreiben für die beste Maschine veranstalten. Mit dem Bahnbau wurde Stephenson als Chefingenieur beauftragt. Als Preis wurden 500 Pfund ausgesetzt. Die Lokomotiven sollten am 1. Oktober 1829 ausgeliefert werden und durften nicht über 550 Pfund kosten. Ihre Erprobung sollte am 6.Oktober auf dem Streckenabschnitt bei Rainhill stattfinden.

Die Bedingungen warfen ein bezeichnendes Licht auf die damalige Einschätzungen der Lokomotive, die noch in den berühmten Kinderschuhen steckte:

Eine Masse von 20 t einschließlich Tender sollte mit einer Geschwindigkeit von 16 km/h bei einer Masse der Lokomotive von 6 t befördert werden. Der Dampfdruck durfte nicht mehr als 3,5 bar betragen. (Damals gab es noch keinen Stahl, verwendet wurden nur Grauguss und Eisen von, aus heutiger Sicht, minderer Qualität.) Interessant ist die Forderung nach einer Druckprobe von 10,5 bar, die beweisen sollte, dass der Kessel den geforderten Druck auch garantiert aushalten kann. ¹) Außerdem waren zwei Sicherheitsventile, Auspuff und Federung vorgeschrieben.

Der Preis sollte der Lokomotive zuerkannt werden, die 20 Mal den 3 km langen Streckenabschnitt ohne Störung durchfahren würde.


Zum Wettbewerbsbeginn erschienen 5 Lokomotiven: Die "Sanspareil" von Hackworth, die "Novelty" von Ericsson gebaut bei Braithwaite, die "Perseverance" von Burstall, die "Cycloped" von Brandreth, und die "Rocket" von George und Robert Stephenson (Vater und Sohn).

Die "Perseverance" schied aus, da sie schadhaft war. Die "Cykloped" ("Zyklopenfuß) wurde nicht zugelassen, da im Inneren ein Pferd das Fahrzeug antrieb. So blieben 3 Teilnehmer übrig, die ich euch hier gern in Wort und Bild vorstellen möchte.


¹) Die Druckprobe wird mit Wasser durchgeführt. Es wird bis zum erforderlichen Druck hineingepumpt, dann wird das Ventil geschlossen und eine gewisse Zeit gewartet. Der Kessel muss absolut dicht sein. Ist doch irgendwo eine undichte Stelle, fällt der Wasserdruck sofort ab, da es sich nicht komprimieren lässt. Auch heute muss jeder Druckbehälter nach diesem Verfahren geprüft werden. Der vorherrschende Druck wurde mit Hilfe der Quecksilbersäule angezeigt.

Quelle des Wortes: Maedel, Karl-Ernst / Gottwalk, Alfred B.: Deutsche Dampflokomotiven - Die Entwicklungsgeschichte. Stuttgart, 1.Auflage 1994. ISBN 3-344-70912-7

Die "Novelty"


Für die damaligen Zeitgenossen stand der Sieger schon im Vorfeld fest: die "Novelty". Die Technik-Zeitschrift "Mechanics Magazine" war überzeugt, dass "dieser Entwurf der modernste und fortschrittlichste aller Wettbewerbsbeiträge der Rainhill Trials ist. Er besticht vor allem durch seine Leichtigkeit und Eleganz."

Ericsson und Braithwaite wandelten eigentlich nur eine mobile dampfbetriebene Feuerspritze für den Straßeneinsatz zu einer Lokomotive um.

Die "Novelty" ist eine tenderlose Lok. Sie führt ihre Vorräte (Wasser und Kohle) selbst mit, sodass sie als erste Tenderlok der Welt angesehen werden kann. Sie wurde leider in aller Eile zusammengebaut, sodass sie wenig betriebstüchtig war. Der Kessel wirkte klein, das Feuer wurde mittels Blasebalg angefacht. Zwei senkrecht stehende, kleine Zylinder trieben über Winkelhebel und je eine horizontale Treibstange eine Achse an. Der Kessel war zum Teil senkrecht, das Feuerrohr befand sich unter dem Boden. Die Kohle wurde in den Schlot des stehenden Kesselteils eingeworfen.

Dienstgewicht waren 6 t.



Hier eine Skizze. Der Heizer links im Bild wirft die Kohle in den Schlot.
Am anderen Ende rechts im Bild kommen die Abgase heraus.




Hier der Kessel im Schnitt. Gut zu sehen der Verbrennungsraum, umgeben von Wasser, durch das untere Rohr wird die Luft
zur Feueranfachung eingeblasen. Die heißen Verbrennungsgase strömen durch eine "Rohrschlange" zur Esse. Oben wird in
die Brennkammer die Kohle eingeworfen.









Dies ist ein originaler Nachbau von 1980.




Der Wassertank.




Das Kupferne ist der Kessel. Die blaue Leitung ist die Luftleitung, wo die Luft in den Brennraum gepumpt wird.
Damals wurden die Kesselteile und die "Deckel" noch angeschraubt. Bei d e n niedrigen Drücken ging das noch relativ glimpflich ab...




Der stehende Teil des Kessels. Der Norm wegen ist dieser nicht mit originalen Armaturen bestückt.
Mit dem blauen Hebel oben auf der Decke wird eine Klappe geöffnet, durch die Kohle eingeworfen werden kann.




Mit dem großen Hebel steuert man die Dampfzufuhr. Der kleinere dahinter (teilweise vom Geländer verdeckt) ist für vorwärts/rückwärts.




Das schwarze Gestänge in Lokmitte ist für die Bewegung des Blasebalgs zuständig.




Die Dampfmaschine, bestehend aus zwei senkrechten Zylindern. Der kleinere "Turm" rechts im Bild ist die Kesselspeisepumpe.




Der blaue "Hebel" etwa in Bildmitte ist ein Arm des oben erwähnten Winkelhebels.

Zur damaligen Zeit wurde die Zylinderschmierung noch nicht für erforderlich angesehen. Der zum Antrieb verwendete
Dampf hatte einen hohen Wasseranteil, sodass damit der Kolben ausreichend "geschmiert" wurde.




Hier Rest des Winkelhebels (das Dreieck). Unten dran "hängt" die Treibstange, die die Kraft...




Auf die Kropfachse (ist im Grunde genommen nur eine Kurbelwelle mit zwei "Scheiben" an den Enden, die die Räder sind) überträgt.
Das an "schuppige Dinohaut" Erinnernde, hinter der Treibstange, gehört zum Kessel. Das dicke Blaue davor ist die Luftleitung, die,
vom Blasebalg kommend, in den Kessel mündet.




Hier drin ist der Blasebalg, der durch das blaue Rohr unterhalb des Bodens das Feuer anfacht.




Hier ist die Esse, aus der die Verbrennungsgase treten.



Im Rennen erwies sich die Lok als schwächste der drei Kandidaten. Braithwaite und Ericsson hatten die Lok vor Beginn des Rennens nie getestet. Große technische Probleme waren die Folge, die auch während des Rennens nicht gelöst werden konnten und schließlich zur Aufgabe der "Novelty" führten.

Bei Versuchen mit dem Nachbau wurde ein weiteres Makel deutlich: Durch die niedrige Esse und den niedrigen Schlot stand das Lokpersonal ständig in einer Abgas-Wolke, die zum Teil aus Kohlenmonooxid bestand. In bestimmten Situationen konnte dies lebensgefährlich werden!


Quellen:
Info-Tafel im DB-Museum Nürnberg
Oben erwähntes Buch

Hallo Tommy,

das wird eine interessante Lehrstunde über die Anfänge der Eisenbahn. Sehr schön und danke!

Gruß
Andreas

Hallo Tommy,
vielen Dank für die tollen Bilder und auch den Erklärungen.

Sans Pareil


Timothy Hackworths "Sans Pareil" wies die bisher übliche Bauart auf. Der Kessel wird von einem umkehrenden großen Rohr durchzogen, in dem auf der einen Seite das heiße Feuer brennt und auf der anderen Seite nur die sich abkühlenden Rauchgase sich befinden. Wärmetechnisch gesehen ist diese Konstruktion nicht sehr günstig! Durch den Knick kommt es z.B. zu Reibungsverlusten, die beim Durchströmen des Rohr-Knicks auftreten.

Senkrecht stehende Zylinder wirken auf den Treibradsatz. Über je einer Kuppelstange pro Seite wird die Kraft gleichzeitig auf die Kuppelachse übertragen.









Der Lokführer stand auf dem Trittbrett vor den Zylindern.




Die Exzenter auf der Treibachse sind als Schleppexzenter ausgeführt.






Der untere lange Stahl-Hebel ist für die Dampfzufuhr. Die beiden kleineren hebel darüber ist für die Richtungsänderung.
Für jeden Schieber ein Hebel. Während der Fahrt bewegten sich die kleineren Hebel immer auf und ab. Das war nicht ungefährlich!









Das grüne Rohr geht zur Esse.






Die Kesselspeisepumpe. Die Stange links ist mit dem Pumpenkolben verbunden, rechts daneben das Absperrventil der
Speiseleitung, die gleich in den Kessel führt.




Die Pumpe wird von einer der beiden Steuerstangen angetrieben. Mit dem Stab mit dem Messingknopf kann die Pumpe
wahrscheinlich ganz abgestellt werden.




Während der Lokführer vorn auf seinem Brett stehen musste, war der Heizer auf dem Tender und befeuerte den Kessel.
Die Kohle kam in das vordere Rohr. Das Flammrohr machte am vorderen Ende des Kessels einen Knick und ging zurück.
Neben der Feuertür kam es wieder heraus und mündete in die Esse. Das grüne Rohr ist das Abdampfrohr von den Zylindern.







Hier die beiden Sicherheitsventile. Das eine ist leicht an dem großen, runden Gewicht zu erkennen. Und wo ist das andere?
Richtig! Unter der Messinghaube. Da die Heizer früher gern mal an den Sicherheitsventilen "rumspielten"
(um mehr Dampfspannung = höheren Druck zu bekommen), wurde hier eines "unzugänglich" gemacht.



Die Esse in voller Größe




Der Tender. In den Fässern wird das Speisewasser gelagert (so sagt man zumindest... )





Einmal die Bremsen eines solchen Gefährts damaliger Zeit: Die Bremsschuhe bestanden aus Grauguss oder Holz!









Ein kleiner Blickwechsel.





Schild an der Innenseite der Tender-Seitenwand


Im Rennen benötigte die Lok vier Mal mehr Kohle als die Rocket. Sie scheiterte schließlich an einem gebrochenen Zylinder, der pikanterweise von Stephenson hergestellt worden war. Hackworth selbst hatte den hohen Verbrauch auf den fehlerhaften Zylinder zurückgeführt. Trotz dessen erreichte sie 22,5 km/h bei 19,4 t Anhängemasse.

Bei Tests mit dem Nachbau vor wenigen Jahren zeigte sich, dass die "Sans Pareil" in etwa die gleichen Verbrauchswerte wie die "Rocket" hat. So deutlich, wie dies den zeitgenossen bei den Rainhill Trials erschien, war der Abstand zwischen beiden Lokomotiven also nicht.

"Rocket"


Die "Rocket" von Stephenson war die große Überraschung. Sie besaß als erste Dampflok einen Röhrenkessel und eine wasserumspülte Feuerbüchse. Dadurch war eine sehr große Heizfläche gegeben. Der Röhrenkessel stammt jedoch nicht von Stephenson, sondern vom Sekretär der Bahn, Henry Booth. Ob Booth das im Jahre 1827 dem Franzosen Marc Seguin erteilte Patent auf einen Röhrenkessel bekannt war, ist zweifelhaft. Wahrscheinlich handelt es sich hier um eine, nicht selten auftretende, Doppelerfindung.

Der zylindrische Kessel der Rocket weist 25 kupferne Heizrohre auf, ist 1,83 m lang, 1,02 m weit, die Heizfläche beträgt 12 m², die Rostfläche (auf der das Feuer brennt) 0,56 m², der Dampfdruck 3,5 bar. Der Auspuff wird durch zwei Blasrohre zur Esse geleitet und dient der Feueranfachung. Die Zylinder sind seitlich schräg, um 35° geneigt, am Langkessel befestigt und treiben über je eine treibstange den vorn gelegenen Treibradsatz an. Die Dampfkolben haben 203 mm Durchmesser und 432 mm Hub. Durchmesser der Treibräder: 1.422 mm. Die gesamte Lok wiegt 4,5 t.









Der Tender mit Wasserfass.





Gekuppelt werden die Wagen mit einer einfachen Kette.




"R. Stephenson & Co. - Newcastle Tyne"










Die Aufbauten auf dem Kesselscheitel: Links der Dampfdom, wo im Innern der Dampf entnommen wird, rechts die beiden Sicherheitsventile.

Das Kupfer-Rohr geht von den Zylindern in die Esse.




Die kupferne Leitung müsste die Speiseleitung sein.




Die Bewegung der Schleppexzenter auf der Achse...




... werden über verschiedene Hebel umgelekt...




... und an die Bedienhebel weitergeleitet. Von den Bedienhebeln aus werden wieder über verschiedene Stangen die
Schieberstangen bewegt.





Und nun noch ein schöner Leckerbissen: Wie wurde früher der Dampfdruck angezeigt? Das Manometer mit Zeiger war noch nicht erfunden!

Ganz einfach: Mit Hilfe der Quecksilbersäule!



Auf der einen, kurzen Seite des Rohr-U's wird der Dampfdruck angelegt (dünneres Rohr aus Kupfer)

Das dicke Kupferrohr kommt von den Zylindern und geht in die Esse.




Hier der Umkehrpunkt.




Ganz oben ist eine Stange, die auf dem Quecksliber schwimmt. Sie zeigt den vorherrschenden Dampfdruck an.


Mehr zum Quecksilberbarometer hier:

Code:

http://de.wikipedia.org/wiki/Barometer#Erfindung_des_Quecksilber-Barometers_durch_Torricelli

Mit der Rocket waren nun endlich, nach 30 Jahren Versuchen, angefangen bei der ersten Dampflok von Richard Trevithick, die erste vollwertige Lok geboren worden! Die Lok basiert aber nur zu einem geringen Teil auf Erfindungen und Entwicklungen von Stephenson.

Etwa 10.000 Zuschauer umsäumten die Strecke, wie zu erwarten, blieb die "Rocket" die Siegerin. Sie bestand alle Proben ohne Zwischenfall. Die "Novelty" und die "Sans Pareil" fielen schnell durch Schäden aus, sodass der "Rocket" der Preis zuerkannt wurde. Sie zog einen Zug von 19,4 t mit 21,5 km/h und erreichte am 8.Oktober 1829 mit einem von 36 Personen besetzten Wagen 46 km/h - welch eine Geschwindigkeit! Nach der Preisverleihung fuhr sie allein über die Strecke und schaffte stolze 56 km/h!

Am 15.September 1830 konnte der Betrieb auf der Manchester-Liverpooler-Eisenbahnstrecke feierlich aufgenommen werden. Acht Lokomotiven des verbesserten Rocket-Typs mit der Achsfolge "A 1", die Northumbrian-Klasse, übernahmen den Verkehr.


Quellen für den Text im gesamten Trööt:
Im ersten Beitrag erwähntes Buch.
Die Info-Tafeln im DB-Museum.



Hiermit wäre mein Bericht zu Ende. Ich hoffe, ich habe euch nicht zu sehr gelangweilt!

Hallo Tommy,

vielen Dank für die Detailaufnahmen. Wo hast Du die gemacht. Gehe ich recht in der Annahme das dies in Nürnberg bei der derzeitigen Sonderausstellung geschehen ist?

Genau zu dem Ereigniss welche auf dem letzten Bild angesprochen wird, des 150-jährige Jubiläum des Lokomotivrennens in Rainhill werde ich im Anschluß zu Deinem Bericht noch etwas hinzufügen. Ich hatte das Glück 1980 bei diesem Event als einziger Ausländer in dem einzigen Hotel in Rainhill zu wohnen und konnte gemeinsam mit meinen Kollegen vom britischen Fernsehen auf nahezu allen an der Parade teilnehmenden Loks mitfahren und durfte auch viele Nachkommen der damaligen Konstukteure kennenlernen. Manchmal bringt die Glitzerwelt von Film und Fernsehen auch mal persönliches für einem. Doch dazu später mehr, ich muß jetzt erste einmal die Bilder von damals suchen und digital aufbereiten.

Gruß Georg und nochmals vielen Dank

Hallo Georg,

ja die Aufnahmen sind in der Fahrzeugausstellung "Adler, Rocket & Co" im DB-Museum entstanden. Diese Ausstellung ist noch bis Oktober zu sehen. Die anderen Loks dieser Ausstellung stelle ich separat vor

Dann freue ich mich auf deinen Bericht, die dieses Thema perfekt abrunden!

Danke Andreas und Helmut!

Hallo Tommy,
vielen Dank für die tollen Bilder und den sehr guten Bericht.
Da sollte ich doch auch mal wieder ins Verkehrsmuseum gehen.

Hallo Helmut,

diese Sonderausstellung ist auf der anderen Straßenseite gegenüber dem Hauptgebäude. Beim Eintritt + 3 Euro für diese Schau. Nimm genug Akkus für die Kamera mit und beim Hinaustreten dann die Augen zusammenkneifen. Ist ziemlich dunkel da drin. Im Hauptgebäude ist auch noch eine Ausstellung

Bemerkung: Hier der Link zum U-Rohr-Manometer.

Code:

http://de.wikipedia.org/wiki/U-Rohr-Manometer

Klasse Tommy,sehr gute informative und fundierte Berichte und sehr gute Bilder.

Vielen Dank Dirk!

kohli schrieb:Klasse Tommy,sehr gute informative und fundierte Berichte und sehr gute Bilder.

dem schließ ich mich an!

Hallo Tommy,
Super Bericht. Sehr interessante Details, Klasse Bilder .
Und Hut ab vor den Männern, die sich mit diesen rollenden Bomben in den Verkehr wagten (quasi auch noch ohne Bremsen...).
Gruß
Jürgen.

Hallo Tommy,

vielen Dank für den informativen und unterhaltsamen Bericht!

Die "Rocket" (= Rakete) trägt ihren Namen zu Recht. Wenn ich mich nicht irre, waren die für uns heute eher unspektakulären 56 km/h die bis dato höchste Geschwindigkeit, die der Mensch erreicht hatte. Man muss sich einfach mal klar machen, welche Revolution für das Transportwesen die Erfindung und Einführung der Eisenbahn bedeutete. Dann wächst auch der Respekt für die Leistung der Altvorderen.

Und auf Georgs Bericht freue ich mich auch sehr!

Gruß
Andreas

Hallo ihr,

vielen Dank für's Lob!

Bremsen hatten die damals schon. Auch wenn sie noch nicht so ausgereift waren. Die Loks waren ungebremst, dafür hatten aber die Wagen eine Spindel, mit der gebremst werden konnte.

Damals war zum Teil noch die Diskussion im Gange, ab welcher Geschwindigkeit der Körper zerfetzt werden würde.

Was mich mehr erschaudern lässt, ist die Bahn, auf der die Lok fuhr. Die bestand nämlich noch nicht aus einem geschmiedeten Stahlstrang, sondern aus kleinen Gusseisernen Stücken, die auf die Schwellen geschraubt wurden. Im Bild unten einmal diese Platten, die schnell brachen.



Die "Rocket"-Familie leidet ab einer bestimmten Geschwindigkeit unter einem stärker werdenden Nicken. Das liegt an den sich bewegenden Massen, die vorn nicht abgefangen werden konnten, da es da nichts gab, zum Abfangen. Später passierten viele Eisenbahnunfälle deswegen, weil die gekröpften Treibachsen gebrochen waren. Sie konnten nicht so viele Kräfte aushalten wie einfache, gerade Achsen. Deswegen wurden die Loks bereits nach wenigen Jahren mit einer vorderen Lauf-Achse ausgerüstet, wie es beim "Adler" zu sehen ist. Das ist dann die Achsfolge "1 A 1", kleine Achse - Antriebsachse - kleine Achse. Da war die Laufruhe wieder gegeben

Babbedeckel-Tommy schrieb:
Bremsen hatten die damals schon. Auch wenn sie noch nicht so ausgereift waren.

- und genau das war das Problem. Zu jener Zeit waren die mathematischen Verfahren und Kenntnisse noch lange nicht so weit wie heute - und viele Konstruktionen wurden mit viel Erfahrung und "Daumenmaß" ausgeführt. Aber woher Erfahrung nehmen - die Eisenbahn gab es vorher noch nicht - und die Geschwindigkeiten und Massen (so klein sie sich heute auch anhören... ) waren so vorher noch nie vorgekommen.
Und so müssen einen auch die Theorien von "Wirbelsinnigkeit" jenseits der 30km/h nicht wundern...
Auch die Metallurgie war mehr mit Alchimie als mit modernem Hüttenwesen vergleichbar. Explodierende Kessel, gebrochene Achsen, eingestürzte Brücken (Fith of Forth..) gebrochene Gleise und Züge aus der Kontrolle (wegen völlig unzureichenden Bremsen u.a.) waren noch lange Begleiter der Eisenbahn.

Umso beeindruckender der Weg, den die Technik seit Rainhill zurückgelegt hat.

Gruß
Jürgen.

Hallo Tommy, vielen vielen Dank für diesen ausführlichen Bericht. Und erst die Bilder!!!!!!! Da brauch ich nicht mehr ins Wikipedia schauen. So wie du dich hier ins Zeug gelegt hast, were ich wohl schnellstens die NOVELTY bauen. Die ersten Zeichnungen sind schon gemacht. Gruß bastelfix

Noch eine Frage stellt sich mir. War das Rennen auf den sogenannten Fischbauchgleisen????????Oder waren die schon überholt.
Gruß nochmal bastelfix

Hallo Fixer,

dazu habe ich leider keine Aufzeichnungen.
Oder doch???

Nach Quelle 1 war George Stephenson beim Streckenbau als leitender Ingenieur beauftragt.
Bei der zuvor erbauten Strecke Stockton-Darlington plädierte er auf schmiedeeiserne Schienen [2].

Sie wurden zwischen Liverpool-Manchester immer noch auf Steinschwellen verlegt und weiterhin bauchig ausgeführt.
Die Pilzformen kamen erst später (ab etwa 1835).[3]

[1]

Code:

http://de.wikipedia.org/wiki/Liverpool_and_Manchester_Railway#Streckenbau

[2]

Code:

http://de.wikipedia.org/wiki/Stockton_and_Darlington_Railway#Bau_der_Bahnlinie

[3]
Lexikon Erfinder und Erfindungen Eisenbahn. Transpress-Verlag "Nachdruck von 1986". S.286f.