Niet alle stoomlocomotieven hadden klassieke spaakwielen.
Kijk maar naar de foto hieronder:
[img]
Maar om een antwoord te geven op je vraag :
Het gebruik van spaakwielen destijds had verschillende redenen. Een reden die geldig was voor zowel wagons als locomotieven was het feit dat er in die tijd nog geen “lichte” staallegeringen bestonden. (De eerste metalen wielen, toegepast op treinen, waren zelfs van gietijzer). Deze wielen waren dus zeer zwaar, en het vermogen van de eerste stoomlocomotieven was in vergelijking met latere generaties eerder beperkt, dus diende men op gewicht te besparen. Een bijkomende reden die geldig was voor de locomotieven was het feit dat spaakwielen het eenvoudiger maakten om de balansgewichten (zie foto hieronder : rood) qua massa uit te lijnen ten opzichte van het gekoppelde aandrijfstangmechanisme (zie foto hieronder : geel). Dikwijls werd het wiel gewoon met alleen maar spaken gesmeed en werden de contrabalansgewichten er naderhand aan vast gelast, of werden er extra plaatjes op gelast om de balans te laten uitkomen.
[img]
Toch waren er ook problemen: het eigenlijke contactoppervlak tussen wiel en rail was en is enorm klein. Maar op dit oppervlak, ter grootte van een muntstuk, worden daarentegen wel enorme gewichten geconcentreerd. De segmenten van de omtrek die tussen de spaken lagen, waren potentieel zwakke punten, omdat ze niet ondersteund werden tegen ongelijkheden in de rails en ook niet goed geveerd waren. Meestal gingen ze stuk doordat de rand vervormd werd. Het aantal spaken en het wiel moest aldus berekend worden en het gewicht van die extra spaken moest opwegen tegen het bijgewonnen incasseringsvermogen van het wiel. Naarmate locomotieven groter werden en sneller reden, werden ook de spanningen in de wielen groter. Bovendien draaiden de wielen sneller rond, omdat ze in de loop der jaren kleiner werden.
Ontwerpers van stoomlocomotieven moesten ook altijd compromissen zoeken met betrekking tot de wieldiameter. Een kleinere diameter leverde grotere trekracht, maar een groot wiel hoefde niet zo snel te draain bij een gegeven snelheid. In het midden van de 19de eeuw waren drijfwielen met een diameter van 2309 mm nodig om een snelheid van 96 km/u te kunnen garanderen, terwijl aan het einde van het stoomtijdperk zelfs wielen kleiner dan de toen gangbare diameter van 1893 mm daarvoor in aanmerking kwamen.
Het gespaakte wiel raakte inderdaad uit de tijd, vooral voor de snellere stoomlocomotieven, maar vergeet niet dat zelfs de eerste generaties electrische locomotieven ook uitgerust waren met spaakwielen (iets verder kan je lezen waarom). De spaakloze wielen werden over het algemeen schijf- of dooswielen genoemd. Er waren drie belangrijke types: de Boxpok (die ik persoonlijk prachtig vind), de Scullin en de BFB. Ze bestonden uit twee schijven van gegoten staal, ruggelings tegen elkaar gelast in het midden en aan de rand. Ze waren dus hol, hetgeen ze lichter maakte. Meer gewicht werd bespaard door tijdens het gieten gaten te voorzien. Deze openingen werden gebruikt om balansgewichten aan te brengen. Later werd de doosvorm ook voor de kleine dragende wielen (dus geen aandrijfwielen) gebruikt.
Hieronder : Boxpok wielen
[img]
Hieronder : Scullin wielen
[img]
Hieronder : BFB wielen
[img]
Met de komst van de dieseltractie en electrische tractie ontstonden echter nieuwe problemen. Veel prototypes van deze locomotiven werden initieel met dooswielen uitgerust, die echter al snel vervangen werden door de klassieke spaakwielen van welleer, omdat de kleine wielen van de draaistellen niet in staat waren om de warmte, veroorzaakt door het remmen, af te voeren. Ze werden erg heet en koelden snel weer af, hetgeen thermische spanningen en vervormingen met zich meebracht, juist omdat het wiel uit twee gelaste onderdelen bestond. Spaakwielen hadden hier in mindere mate last van.
De eerste pogingen om dit probleem op te lossen betroffen het combineren van verbeterde en lichtere staallegeringen met het gieten van wielen uit één stuk. Dit was het begin van het einde van het spaakwiel.
Ik hoop dat ik je een duidelijk antwoord heb kunnen geven.
Groetjes, Wim 