Mittlerweile sind fast zwei Jahre ins Land gezogen, als sich an unserem braven "Mädchen für alles" ein Kesselschaden ereignete. Die Sache ist eher harmlos, aber leider nicht ohne Demontage des Kessels zu reparieren. Da also der Kessel vom Fahrwerk getrennt werden musste, entschlossen wir uns, gleichzeitig eine gründliche Überprüfung diverser Baugruppen, an die man sonst nur schwer herankommt, vorzunehmen.   Da ich meinem Versprechen, über die Reparatur nichts mehr zu berichten, nicht untreu werden will, gleichzeitig aber der eine oder andere sicherlich wissen möchte, was tut sich mit der Lok, will ich mal über etwas berichten, was dem Laien eigentlich immer verborgen bleibt: Das Vermessen der Lokomotive.   Am Beispiel der Vermessung der Kreuzkopfgleitbahn will ich mal die allgemeinen Vorgänge zeigen. Erwartet jetzt bitte keinen hochwissenschaftlichen Aufsatz oder einen minutiös geschilderten Ablauf. Es soll so einfach wie möglich und für Laien verständlich berichtet werden.   Zunächst müssen wir uns einen nackten Lokomotivrahmen vorstellen. Also da ist alles bis auf die Zylinder abgebaut. So Kleinigkeiten wie Halter für Bremshängeeisen, Achslagerstellkeile und Achslagergabelstege sind natürlich angebaut. Für einige Vermessungsarbeiten ist das sogar eine Bedingung, aber davon reden wir jetzt nicht. Jetzt müssen wir uns den Rahmen horizontal und vertikal ausgerichtet denken. Also alle Teile stehen im 90°- oder 180°-Winkel zum Horizont. Somit ergeben sich folgende Mittellinien: Für unsere Betrachtung ist die grüne Linie bzw. Fläche von Bedeutung. Sie teilt den Rahmen in der Längsrichtung in zwei Teile. Diese sogenannte L-Linie auch als L-Ebene bezeichnet ist der Grundbezug für alle Vermessungen. Schaut man sich den Lokrahmen mal genauer an, so sieht man an verschiedenen Stellen Körnermarken, die sich allesamt von dieser Ebene ableiten.   Wie erhält man nun diese L-Ebene? Man kann natürlich den Rahmen vorne und hinten in der Breite ausmessen und dann alles halbieren, das Lot fällen und von diesem Punkt rechtwinklig... Es wurde früher mal so umständlich gearbeitet. Es geht heute schneller und vor allem ohne die Hilfe sogenannter Kettenmaße. Kettenmaß was ist das? Nun, man kann eine Länge in einem messen, oder mit mehreren Schritten. Stellen wir uns zwei Punkte, etwa einen Meter entfernt, vor. Mit einem "Zollstock", der Fachmann sagt dazu Gliedermaßstab, kann ich diese Entfernung in einem messen. Das Ding ist im Normalfall 2 Meter lang. Habe ich aber nur ein abgebrochenes Stück von etwa 10 Zentimeter Länge? Damit kann ich auch messen. Ich muss eben nur in kleinen Stücken meine Einzelmessungen addieren. So etwas nennt man Kettenmaße bilden. Was die genauere Methode ist, kann man sich ja denken.   Wir wollen also mit einem einfachen Verfahren die Rahmenmitte ermitteln. Und was ist einfacher als anpeilen? Man braucht keine Messschnur, kein Lot, kein langwieriges Vermitteln einer vertikalen oder horizontalen Mitte. Man braucht nur ein optisches Gerät. Und nun, oh Wunder, es befindet sich ein solches Teil in unserem Fundus. Es ist ein Fernrohr, aber kein gewöhnliches. Aufgrund seiner Anwendung nennt man es Zylinderfernrohr. Um es benutzen zu können, muß man allerdings einige Vorarbeiten leisten. Der Zylinder ist vorne zu öffnen und der Kolben wird ausgebaut. Schaut man nach den Kolbenringen, so wird man diese Arbeit wohl oder übel machen müssen. Also warum sollte man nun nicht das Angenehme mit dem Nützlichen verbinden. Dieses Fernrohr wird in Längsrichtung exakt in der Mitte des Zylinders justiert. Dazu wird das Fernrohr mittels zweier sogenannter Zentriersterne einmal am Zylinderanfang und im hinteren Deckel eingerichtet. Auf dem oberen Bild sieht man in Bildmitte den vorderen Zentrierstern  und eine von drei Spitzen ganz deutlich. Am Okular auf altdeutsch Einblick wird nun solange gedreht, bis das Fadenkreuz ganz scharf erscheint. Damit hat man das Fernrohr auf die individuelle Sehstärke des Betrachters eingestellt. Auf diesem Bild ist der Kreuzkopf noch angebaut. Für die weiteren Arbeiten ist es natürlich erforderlich, dass man ihn entfernt, wir wollen ja die Gleitbahnlage vermessen. Und das Fadenkreuz könnte ja auch verstellt sein. Bei einigen Messungen wird es auch bewusst so gemacht und deshalb wird nun mit der rechten und unteren Rändelschraube das Fadenkreuz auf "Null" gebracht. Nun ist der Strahlengang des Fernrohrs und das Fadenkreuz zentrisch. Übrigens man könnte schon jetzt vermuten, dass die Lage richtig ist, denn die Öffnung für die Kolbenstange befindet sich in der Mitte des Fadenkreuzes. Aber wir wollen es ja genau wissen. Also wird nun weiter vermessen. Von dieser Ausgangsstellung kann man jetzt ganz einfach unendlich viele Parallen zur L-Ebene bilden und alle erdenklichen Punkte aufmessen. Damit will ich mich aber nicht weiter beschäftigen. Die Fragestellung lautete doch, ist die Kreuzkopfgleitbahn parallel zur Zylinderachse? Um ganz korrekt zu sein muß man von der Zylinderistachse sprechen. Wir stellen fest, es gibt noch mehr Achsen als Treib-, Kuppel- und Laufachsen ;-) . Jetzt kommt ein besonderes Teil ins Spiel, dass man Kollimator nennt. Die Gleitbahn ist nämlich ein relativ kurzes Bauteil und um seine Lage exakt bestimmen zu können, ist das Teil sogar viel zu kurz. Die Gleitbahn müsste mindestens 10 m lang sein, dann könnte man vielleicht mit bloßem Auge Abweichungen von der Zylinderistachse erkennen. Aber auch nur dann, wenn sie über das erlaubte Maß von 1,5 mm auf einer Länge von 1000 mm hinausgehen. Also muß mittels eines optischen Tricks die Gleitbahn künstlich verlängert werden und das macht der Kollimator. Der Kollimator ist eine Lichtquelle mit zwei Strichplatten, die durch ein optisches System scheinbar unterschiedliche Entfernungen haben. In Wirklichkeit sind sie nur wenige Zentimeter von einander entfernt. Mit einer besonderen Halterung wird der Kollimator an der Gleitbahn rechtwinklig befestigt. Man erkennt am Träger die geschliffenen Backen. Sind die Maße der Gleitbahn und die der Zylindersollachse bekannt, kann man mittels Beilagen, man spricht von Endmaßen, den Kollimator exakt auf die Höhe der Sollachse ausrichten. Im nächsten Bild sind diese Beilagen wie sie für die P8 erforderlich sind bereits eingebaut (Pfeil). Es geht auch ohne diese Beilagen, aber dann muß mit dem Fadenkreuz jongliert werden, das konnten wir uns aber dank der Vorarbeit eines bei uns nicht mehr aktiven Kollegen sparen. Zum besseren Erkennen der Endmaße ist der Träger falsch montiert. Er wird üblicherweise hinter der Gleitbahn angebracht. Wie funktioniert nun so ein Kollimator? Wie schon oben erwähnt besteht er aus einer Lichtquelle, zwei Strichplatten und einem optischen System. Dieses Linsensystem sorgt dafür daß die rechte Platte scheinbar unendlich weit weg erscheint, wogegen die linke Platte sich ganz real in der vorgegebenen Entfernung abbildet. Und um dieses zu erreichen, wird das Fernrohr nun an der linken Rändelschraube auf "unendlich" gestellt. Die Gleitbahn ist nun scheinbar ins Unendliche verlängert und man erhält folgendes scharfes Bild am Okular. Leider gehen einige Details durch die Verkleinerung auf 480 x 360 pixel verloren. Ich hoffe aber dennoch, daß man das Entscheidende erkennen kann. Das Fadenkreuz befindet sich in der Mitte der Strichplatte. Das ist schon mal ein gutes Zeichen. Man braucht also nicht die Zylinderistachse rechnerisch (Einstellung von Fadenkreuz in der Horizontalen oder Vertikalen) oder konstruktiv mechanisch durch Beifügen von Endmaßen berichtigen. Im nächsten Schritt wird an der Rändelschraube die endlich weite Platte anvisiert und es bietet sich dieses Bild. Die Horizontale hat sich nicht verändert. Aber die Vertikale zeigt einen kleinen Versatz nach rechts. Folglich weicht die Gleitbahn zur Zylinderistachse geringfügig nach außen ab. Wir lesen 1,8 Teilstriche, das sind 0,18 mm auf einer Länge von 1000 mm. Eine wahrlich zu vernachlässigende Größe.   Ja, das soll's für's erste von der P8 gewesen sein. Auch wenn es nichts Spektakuläres zu berichten gibt, der Kessel ist ja jetzt in Pila und kommt, wenn keine Komplikationen auftreten, schon im Dezember wieder zurück, so hoffe ich doch, dass dieser kleine Exkurs Spaß gemacht und den Horizont etwas erweitert hat.   Ich würde mich freuen, wenn es weitere Museumseisenbahner gibt, die über ähnliche Erfahrungen mit dem Vermessen von Lokomotiven verfügen. Ich bin sehr an einem regen Erfahrungsaustausch interessiert. Meine email-Adresse steht auf der ersten Seite. Wer sich nicht traut, da zu schreiben, es gibt hier noch so was wie ein Gästebuch. Vermessung des Rahmens von Lok 38 2267 Nach dem wir schon einiges über das Vermessen der Kreuzkopfgleitbahnen erfahren haben, möchte ich nun über den weiteren Einsatz des Zylinderfernrohres, diesmal bei der Vermessung des Rahmens, berichten. Nicht alle Möglichkeiten des Vermessens können wir ausschöpfen, weil bestimmtes Zubehör sich nicht in unserem Fundus befindet.  So sind uns einige Vermessungen, die sich auf die Querebenen beziehen, im Augenblick leider nicht möglich. Unter der derzeitigen Voraussetzungen, sind sie aber auch nicht erforderlich. Das möge als Vorbemerkung genügen. Begeben wir uns frisch ans Werk.   Zum Öffnen der Achsunterlagerkästen war es erforderlich, den Rahmen anzuheben. Da die Federpakete zur Überprüfung ohnehin schon ausgebaut waren, ist es ein Leichtes nach Lösen der Achsgabelstege den Rahmen zu heben. Zur korrekten Vermessung wird natürlich der Rahmen nach dem Ausfahren der Räder abgesenkt und an den vorgesehenen Stellen durch Stützen wie wir sie hier im Bild sehen ausgerichtet. Wie wird aber nun ein Rahmen korrekt ausgerichtet? Ja, das ist die Frage aller Fragen und die Antwort ist 42? Ach neee, das war aus "per Anhalter durch die Galaxis", damit haben wir hier nichts zutun. Wie also wird korrekt ausgerichtet? Da erinnern wir uns mal an die alten Ägypter und ihren Techniken beim Pyramidenbau. Die kannten keine Wasserwaage, denn es gab noch keine Glasbläser, die ihnen eine Libelle gebaut hätten. Aber es gab allerlei Getier, dessen Därme man als Schlauch nehmen konnte - somit hatte man eine Schlauchwaage.   Wir lassen die drei Mäusefänger unseres Museums mal unbehelligt, denn a)  haben wir genug Gummischläuche und b) waren die Katzen den alten Pyramidenbauern heilig. Damit das Ausrichten besonders einfach ist, wird an jedem Schlauchende ein Glasrohr befestigt. Wohl gemerkt, es geht auch ohne! Nun benötigt man entweder zwei ganz gerade Winkeleisen, falls man keine Meßlineale zur Verfügung hat, oder man muß unmittelbar an den Rahmenausschnitten die Schlauchwaage anlegen. Letztere Vorgehensweise beinhaltet einen Ausrichtvorgang mehr.   Das erste Meßlineal befestigt man oben in der Mitte des Rahmenausschnittes von der ersten Kuppelachse so, dass es quer durch den Rahmen geht. Das gleiche macht man im Ausschnitt der letzten Kuppelachse. Durch Drehen an den Spindelstützen werden jetzt mittels der Schlauchwaage die beiden vorderen Eckpunkte des Lineals in die Waagerechte gebracht. Gleiches geschieht anschließend mit der Mitte des hinteren Messlineals. Nun steht der Rahmen absolut waagerecht und alle Maße können jetzt aufgenommen werden.   Wir wollen uns nun nach diesen vorbereitenden Arbeiten mit dem eigentlichen Vermessen befassen. Eine ganz entscheidende Frage bezüglich der Laufruhe und des Verschleißes ist die Verbiegung des Rahmens. Bekanntlich wirken auf die Treibachse enorme Kräfte, die von den Zylindern ausgehend sich über die Treibräder und deren Achslager auf den Rahmen übertragen. Dies kann einerseits zu Formveränderungen des Rahmens führen. Umgedreht, wenn hier schon Formveränderungen gegeben sind, zu hohem Verschleiß in den vorgenannten Teilen führen. Man möchte also wissen, wie verhält es sich mit dem Rahmen und hier natürlich ganz speziell mit dem Ausschnitt der Treibachse.   Erinnern wir uns noch an das Bild, das den Rahmen in der Längsrichtung in zwei gleiche Hälften teilt?  Da ist von der L-Ebene die Rede. Vereinbarungsgemäß ist die L-Ebene zunächst eine gedachte Fläche.  Man erhält diese Ebene, in dem von vorne bis hinten in der Rahmenmitte einen Draht spannt. Das ist ein Akt!. Dann muß man an den zu vermessenden Stellen das Lot fällen und dann an den Messlinealen die Abstände auslesen. Keine leichte und mit sehr viel Fehlern behaftete Aufgabe.   Leichter geht es mit dem Zylinderfernrohr. Das Fernrohr wird wie schon bei der Gleitbahnvermessung beschriebenen Art und Weise in den linken Zylinder eingebaut. Damit liegt es mit seiner Achse genau in der Flucht der Kolbenwirklinie, die man als Zylinder-Istachse bezeichnet. Bei einer zeichnungsgerecht hergestellten neuen Lokomotive ist diese Achse natürlich parallel zur L-Ebene. Aber was geschieht nicht alles im rauhen Betriebsdienst. Alles vermögen die Puffer auch nicht aufzufangen! Da kann eine winzige Schieflage ernste Folgen mit sich bringen. Die Abweichung darf nur 1,5 mm auf 1000 mm betragen. Das ist kaum meßbar. Beginnen wir nun mit den Vermessungen. Zur Feststellung der Zylinder-Istachse ermittelt man an den mit H = hinten und V = vorne gekennzeichneten Stellen die Breite des Rahmens. Mit einer ausreichend großen Schieblehre wird an den Außenwangen der Stellkeilführungen, die ja in Querrichtung keinem Verschleiß unterliegen, die Rahmenbreite gemessen. Nennen wir diese Messwerte der Einfachheit halber bh und bv. Mit dem auf "null" gestelltem Fernrohr kann man die Stelle, an der man diese Breite messen soll, ganz exakt bestimmen. Man schaut durch das Fernrohr, im oberen Bild entspricht das der grünen Linie und mit Kreide wird eine Markierung an den Rahmenausschnitten angebracht. Sind die Breitenmaße aufgenommen und notiert, kommt der eigentliche Meßvorgang mit dem Fernrohr. Eine rechtwinklige und skalierte Vorrichtung, in unserem Fall ein breites Tiefenmaß, wird nun an die gleiche Stelle gehalten wo die Rahmenbreitevermessen wurde, und am senkrechten Strich des Fadenkreuzes der Skalenwert abgelesen. Wir nennen diese Messwerte h1 und v1. Obgleich sehr genau gearbeitet werden kann, wie man es auf den Fotos sehen kann, runden wir die Zehntel auf halbe Millimeter. In unserem Beispiel lesen wir also 366,0 mm ab. Haben wir auf beiden Seiten des Rahmens die erforderlichen Maße genommen und notiert, beginnt der schwierigste Teil des Unternehmens, die Rechnerei. Es ist nicht so, als wenn wir es nicht könnten, aber man kann sich  das Leben vereinfachen, indem man sich auch hier diverser Hilfsmittel bedient. Unsere Väter arbeiteten mit Tabellen und Formblättern, die kluge Menschen sich ausgedacht hatten. Wir machen es ähnlich und benutzen dazu ein Tabellen-Kalkulationsprogramm. Hat ja heutzutage jeder normale Mensch auf seinem Schlepptop. Trotzdem zeige ich hier, wie man nach guter alter Väter Sitte mit Tabellen und Formblättern fast genau so schnell zum Ziel kommen kann. Wir müssen also jetzt errechnen, ob die Zylinder-Istachse zu der L-Ebene noch parallel liegt. Schön, daß uns das Formblatt dazu eine Anleitung gibt. Wir tragen als erstes unseren Messwert für die Rahmenbreite am hinteren Rahmenausschnitt ein. Vereinbahrungsgemäß  geht die L-Ebene in der Mitte durch den Rahmen. Somit ist der Abstand Rahmenmitte - Rahmenaußenkannte exakt die Hälfte unseres Messwertes bh bzw. bv. Wir brauchen somit unseren gefundenen Wert nur noch durch 2 zu teilen. Die gefundenen Werte werden nun mit dem jeweils dazu gehörigen mittels Fernrohr ausgelesenen Abstandswerten h1 und v1 addiert. In die linke Hälfte tragen wir den Wert des hinteren Rahmenausschnittes und in die rechte Hälfte des Formblattes kommt der Wert für den vorderen Rahmenausschnitt. Nun ist nur noch die Differenz zwischen rechts und links zu bilden. Unser Formblatt sieht nun so aus: Bei genauem Hinsehen fällt auf, dass das unterste Feld eine Formel enthält, die noch nicht ausgerechnet ist. Das hat auch einen tieferen Grund, denn hier haben uns die Väter eine Tabellenreihe hinterlassen. Ist man nicht im Besitz der selben, muß man sie sich errechnen. Ein sehr mühsames Geschäft. Aber warum sollte man nicht auch mal Glück haben. Diese Tabelle enthält nun die Formel, die wir in der letzten Zeile stehen haben und noch einige weitere Formeln auf die wir noch zurück kommen werden. Wir sehen mal in die erste Spalte da steht h-v. Das ist die von uns zuletzt errechnete Differenz. Nebenan stehen diverse Formeln, für uns sind im Moment die ersten zwei Formeln von Interesse. Unsere errechnete Differenz beträgt 1,85 . Da es in der Spalte diesen Zahlenwert nicht gibt, müssen wir interpolieren. Für alle, die in der Schule nicht aufgepasst haben oder es wieder vergessen haben, interpolieren heißt, per Dreisatz den richtigen Wert errechnen. In der zweiten Spalte ermitteln wir somit den Wert 0, 405. Abgerundet etwa 0,4. Aber was bedeutet das nun?  Ganz einfach die Zylinder-Istachse weicht zur Rahmenmitte um 0,4 mm auf einer Länge von 1000 mm ab. Erlaubt sind nach der DV946 1,5 mm auf 1000 mm. Damit liegen wir bei unserer P8 sehr, sehr gut im Rennen. Die Zylinder-Istachse kann, wie man deutlich sieht, nach innen oder nach außen abweichen.  Das ist auch sehr einfach festgestellt. Ist der Wert der ersten Addition (im linken bzw. rechten Feld des Formblattes) für v größer als für h, so weicht die Achse nach innen ab, ist es umgekehrt, so wie in unserem Fall, dann weicht die Achse nach außen ab. Das ist wichtig zu wissen, wenn wir nun die Formabweichung des Rahmens ermitteln wollen.   Wir könnten nun unter Anwendung der praktischen Geometrie mit Hilfe des Strahlensatzes und eines Maßbandes und, und, und. Das dauert alles zu lange. Gibt es nichts einfacheres? Doch, gibt es. Man muß nur die Zylinder-Istachse parallel zur L-Ebene bekommen. Eine optische Achse zu verbiegen ist noch niemand gelungen, aber die Achse zu verschwenken ist machbar. Das geht sogar, ohne das Fernrohr in seiner Halterung gelockert wird. Es bleibt alles so wie es ist, nur im inneren des Fernrohres wird die optische Achse geschwenkt. Erkennbar wir es daran, daß man das Fadenkreuz verschiebt. In dem an der rechten Rändelschraube des Fernrohres einfach der erforderliche Wert eingestellt wird, erreicht man diesen Zweck.  Ob das Fadenkreuz nun nach links oder rechts verschoben werden muß, ergibt sich aus der Abweichung der Zylinder-Istachse. Geht sie nach innen, so muß das Fadenkreuz nach außen verschoben werden und umgekehrt. Fehlt uns nur noch der Betrag, um den wir verschieben müssen.   Aber auch der ist schon ermittelt. Der unter Mitwirkung der Tabelle zuletzt ermittelte Wert von 0,405 ist das gesuchte Maß. Wir halten uns an den gerundeten Wert von 0,4 mm. Die Rändelschrauben des Fernrohres haben Strichmarkierungen und jeder Teilstrich bedeutet die Verschwenkung des Fadenkreuzes um 0,02 mm. Wir müssen das Fadenkreuz im Fernrohr um 20 Striche zum Rahmen hin verschwenken. Jetzt liegen Fernrohrachse und L-Ebene parallel. Allerdings brauchen wir schon wieder etwas Mathematik, wir müssen nämlich wissen, wie weit ist unsere Achse von der L-Ebene entfernt.   Der vorher am letzten Rahmenausschnitt gemessene Abstand ist um die Winkelabweichung zu berichtigen. Was wir vorher in der Praxis mit dem Fernrohr gemacht haben, machen wir jetzt in Gedanken. Wir benötigen wieder unser Tabellenblatt und lesen in der gleichen Zeile wie vorhin, jetzt aber in der dritten Spalte einen Rechenwert ab. Sollte das Tabellenblatt zwischenzeitlich verlorengegangen sein, haben wir jetzt schlechte Karten. Das Ergebnis unserer Rechnung erhalten wir im zweiten Kästchen unter der Überschrift "Zylinderistachse weicht ab:.". Aber Vorsicht, nicht die falsche Spalte auswählen!  Denn wenn die Achse nach außen abweicht, ist der in der Tabelle ausgelesene Wert zu subtrahieren, andernfalls muß er addiert werden. Ganz nebenbei bemerkt, mit dieser errechneten Zahl h2 kann ich überprüfen, ob das Fadenkreuz korrekt verschoben wurde. Denn exakt diesen Wert muß man beim letzten Rahmenausschnitt jetzt ablesen. Wenn nicht, ist was faul im Staate Dänemark. Also  das ist mir jetzt direkt einbißchen peinlich ;-) Addieren wir jetzt zu diesem Wert den Abstand zur L-Ebene, dann wissen wir in welchem Abstand unsere Fernrohrebene zur L-Ebene liegt und jede Verformung des Rahmens ist exakt zu ermitteln. Denn diese errechnet sich aus dem Abstand der Fernrohrachse - Rahmensollbreite (bei der P8 = 645 mm) - abgelesener Messwert. Wollte ich nun alle Möglichkeiten des Vermessens hier aufzählen, würde es den Rahmen dieser kurzen Expedition ins Reich der Dampflokgeheimnisse sprengen. Belassen wir es somit bei dieser doch schon recht umfangreich gewordenen Schilderung.                                                                                      nach oben