Nach Bauarten werden bei Dampflokomotiven ihre technischen Varianten und die Varianten ihres äußerlich formgebenden Aufbaus unterschieden.

Tender Schlepptenderlokomotive mini|Schlepptenderlokomotive FS 625

Schlepptenderlokomotiven sind mit einem unmittelbar an die Lokomotive gekuppelten Schlepptender ausgerüstet, in dem Brennstoffe und Wasser für die Dampferzeugung mitgeführt werden. Er ist in der Regel am hinteren Ende der Lokomotive am Führerstand angekuppelt, damit sich der Brennstoffvorrat nahe der Feuerbüchse befindet.

Tenderlokomotive mini|Preußische Tenderlokomotive T3 Schunter

Eine Tenderlokomotive führt die Wasser- und Brennstoffvorräte in Behältern auf der Lokomotive selbst mit. Die Wasservorräte befinden sich in der Regel in seitlichen Tanks oder im Rahmen, der als Wasserkasten ausgeführt sein kann. Die Brennstoffvorräte befinden sich meistens in einem Anbaubehälter nahe dem Führerstand, seltener auch komplett im Führerhaus.

Stütztenderlokomotive mini|Stütztenderlokomotive SCB Eb 2/4. Die eigentliche Lokomotive ist grün und der Stütztender orange dargestellt.

Die Sonderbauform der Stütztenderlokomotive stellt eine Verbindung zwischen einer Schlepptenderlokomotive und einer Tenderlokomotive dar. Während der Wasserkasten in der Regel wie bei einer Tenderlokomotive beidseits des Kessels angebracht ist, wird der Brennstoff auf dem Stütztender mitgeführt. Der Tender stützt die weit hinter der letzten Kuppelachse überhängende Feuerbüchse des Kessels. Die drehbare Verbindung des Stütztenders mit der Lokomotive macht Stütztenderlokomotiven kurvenbeweglich.

Die erste Stütztenderlokomotive wurde von Wilhelm von Engerth für die Semmeringbahn, die älteste Eisenbahnstrecke über die Alpen, entwickelt.

Standard- und Einheits-Lokomotiven Die heute noch in Deutschland anzutreffende Unterscheidung zwischen Einheitslokomotiven und Sonderbauarten ist bei internationaler Betrachtung nicht sinnvoll. In der über zweihundertjährigen Geschichte der Dampflokomotiven seit Beginn des 19. Jahrhunderts gibt es, bis ins 21. Jahrhundert, immer wieder mehr oder weniger erfolgreiche Versuche, den Aufbau von Dampflokomotiven zu optimieren. Wenn auch die ersten Dampflokomotiven in den verschiedenen Ländern und Kontinenten meistens Importmodelle waren, so gab es doch bald in allen technisierten Staaten eigene Weiterentwicklungen und eine eigene Industrie, die Dampflokomotiven baute. Dies führte zu einer großen Zahl von verschiedenen Bauarten, und eine Standardbauart gab es höchstens vorübergehend im nationalen Zusammenhang.

So war der Bau der deutschen „Einheitslokomotiven“ eine Episode von nur 20, wenn auch erfolgreichen, Jahren: 1925 wurden die ersten Maschinen der Baureihen 01 und 02 fertiggestellt. In der Nachkriegszeit entstanden die Neubaudampflokomotiven in Anlehnung an die Einheitslokomotiven. Im Jahr 1959 beschaffte die Deutsche Bundesbahn die letzte Maschine der Baureihe 23, 1960 endete die Beschaffung der Baureihe 50.40 der Deutschen Reichsbahn. Insgesamt wurden 39 Einheitsbaureihen in Deutschland entwickelt.

Erfolgreich war allerdings die Normung von Teilen und Baugruppen wie Zylinder, Lager und Radsätze, Dreh- und Lenkgestelle sowie Tender, Führerhäuser und Rahmenmaterial. Durch Exporte gelangten Lokomotiven, die nach deutschen Einheitslokgrundsätzen konstruiert waren, aber nicht zum Einheitslokomotivprogramm der Deutschen Reichsbahn gehörten, in viele Länder, beispielsweise Bulgarien und die Türkei. Auch in anderen Staaten wurden Dampflokomotivteile genormt.

Geschwindigkeit und Fahrstabilität

Crampton-Lokomotive mini|Lokomotive der Crampton-Bauweise

Crampton-Lokomotiven weisen nur eine Treibachse hinter dem Kessel mit großem Raddurchmesser von bis zu 2,15 m auf. Die Bauart wurde 1843 von Thomas Russell Crampton entwickelt. Er wollte damit die Nachteile der von Stephenson entwickelten Longboiler-Lokomotiven vermeiden. Diese hatten durch den langen Kessel auf einem Laufwerk mit kurzem Achsstand große überhängende Massen und damit vor allem bei höheren Geschwindigkeiten schlechte Laufeigenschaften, die auch zu Entgleisungen führten. Bei der Bauart Crampton konnten trotz der tiefen Lage des Langkessels große Treibräder für hohe Geschwindigkeiten verwendet werden. Die besonders tiefe Kessellage wurde damals irrtümlich als wichtig für eine hohe Laufruhe und Laufgüte der Maschine angesehen. Diese Auffassung wurde erst gegen Ende des 19. Jahrhunderts insbesondere durch Karl Gölsdorf und seine mit besonders hoher Kessellage versehenen Konstruktionen widerlegt. Dass die Crampton-Lokomotiven tatsächlich wesentlich laufruhiger waren als die Longboiler-Maschinen, lag an der insgesamt besseren Massenverteilung mit nur geringen überhängenden Massen, was dazu beitrug, dass sich die irrige Meinung von der Notwendigkeit der tiefen Kessellage sehr hartnäckig hielt. Crampton-Lokomotiven erreichten für die damalige Zeit sensationelle 120 km/h.

mini|Crampton-Lokomotive Pfalz

Nachteil dieser Bauart ist das prinzipbedingt ungünstige Verhältnis von Gesamtmasse zu Reibungsmasse. Dadurch ist auch die Zugkraft gering und Lokomotiven dieser Bauart neigen zum Schleudern. Dennoch war die Crampton-Lokomotive zwischen 1850 und 1900 vor allem in Frankreich, aber auch in Süddeutschland mit über 300 Lokomotiven weit verbreitet, Beispiele sind die Lokomotiven Die Pfalz und die Badische Reihe IX.

In England, dem Heimatland des Erfinders, konnte sich diese Bauart nicht durchsetzen, aber eine besonders leistungsfähige Crampton-Lokomotive trug mit einem Geschwindigkeitsrekord von 126 km/h dazu bei, dass sich die Normalspur von Stephenson durchsetzte und die Great Western Railway die von Isambard Kingdom Brunel bevorzugte Breitspur mit 2134 mm Spurweite aufgeben musste.

Die nicht offensichtlichen Vorzüge der Crampton-Lokomotiven wurden jedoch von den zeitgenössischen Ingenieuren nicht erkannt, obwohl sie ohne weiteres auf andere Bauarten übertragbar gewesen wären. Dazu gehören insbesondere:

Eine einwandfreie Rahmenkonstruktion, welche die Zugkräfte vom Kessel fernhielt. Dies war insbesondere bei den Stephensons-Lokomotiven nicht der Fall Kurze, wenig gekrümmte Dampfleitungen mit großem Querschnitt, um die Drosselverluste gering zu halten. Diese thermodynamischen Konstruktionsprinzipien wurden erst von André Chapelon wiederentdeckt und konsequent umgesetzt. Nicht nur der große Treibraddurchmesser allein, sondern auch die günstig dimensionierten Dampfleitungen trugen dazu bei, dass Crampton-Lokomotiven wesentlich höhere Geschwindigkeiten erreichen konnten als andere zeitgenössische Konstruktionen.

Schnellfahrlokomotiven mini|Stromlinienlok C & O Class L

Stromlinienlokomotiven sind von ihrer Bauart her meist normale Dampflokomotiven, die jedoch für höhere Fahrgeschwindigkeiten vorgesehen sind und zur Verminderung des Luftwiderstands mit einer aerodynamisch günstigen Voll- oder Teilverkleidung versehen sind. Allerdings behindert die Verkleidung die umfangreichen Wartungsarbeiten und ist zudem erst bei Geschwindigkeiten jenseits von 150 km/h ausreichend wirksam. Diese wurden jedoch im Regelbetrieb mit Dampflokomotiven selten überschritten.

Teilweise wurde die Stromlinien-Bauart mit der Bauart der Dampflokomotiven mit vorne liegendem Führerstand (Cab Forward) verknüpft.

Bogenläufigkeit Die bereits erwähnten Stütztenderlokomotiven sind eine Bauform von kurvengängigen Dampflokomotiven.

Bauart Meyer mini|Meyer-Lokomotive, sächsische Gattung IV K

Eine Meyer-Lokomotive ist eine Dampflokomotive mit zwei getrennten, als Drehgestelle ausgeführten Triebwerken. Die erste Lokomotive dieser Bauart war die 1851 für den Semmering-Wettbewerb gebaute NEUSTADT der k.k. südlichen Staatsbahn in Österreich. Der Name Meyer ist allerdings erst 1861 aufgetaucht, als sich Jean Jacques Meyer diese Bauart patentieren ließ. Wegen des durch die Drehgestellbauart bedingten unruhigen Laufes bewährten sich die Meyer-Lokomotiven nur bei geringen Geschwindigkeiten.

Die bekanntesten Meyer-Lokomotiven sind die Sächsischen IV K (DR-Baureihe 99.51–60).

Bauarten Fairlie und Single Fairlie mini|Fairlie James Spooner der Ffestiniog Railway (1887)

Eine den Meyer-Lokomotiven recht ähnliche Type war die von dem Schotten Robert Francis Fairlie 1864 entworfene Fairlie-Lokomotive. Im Gegensatz zur Meyer besaßen die Fairlie-Lokomotiven jedoch einen Doppelkessel. Das Lokomotivpersonal hatte darum seinen Platz an den Seiten des Kessels.

Eine Sonderbauart war die Single Fairlie. Sie sah aus wie eine normale Tenderlokomotive mit einem konventionellen Kessel. Von den zwei Drehgestellen war hier nur eines angetrieben.

Bauarten Mallet und Triplex

mini|Nordamerikanische (1’D)D1’-Gelenklokomotive

Die Bauart Mallet wurde 1884 von dem Schweizer Anatole Mallet entwickelt. Sie hat zwei eigenständige Triebwerke in Verbundanordnung. Das hintere Hochdrucktriebwerk ist auf normale Weise mit dem Rahmen verbunden. Das vordere Niederdrucktriebwerk mit eigenem Rahmen ist dagegen beweglich über einen Drehzapfen mit dem Hauptrahmen der Lokomotive verbunden. Die Bogenläufigkeit ist damit anderen Gelenklokomotiven nahezu ebenbürtig, jedoch sind keine besonders wartungsaufwändigen, beweglichen Hochdruckdampfleitungen erforderlich. Mallet-Lokomotiven finden bzw. fanden Verwendung sowohl bei Berg- und Schmalspurbahnen als auch bei Vollbahnen im schweren Güterzugdienst. Die nach Mallet-Vorbild in Nordamerika entstandenen Gelenklokomotiven (articulated) entsprechen jedoch mit der einfachen Dampfdehnung dem ursprünglichen Patent nur teilweise.

In einer Erweiterung des Mallet-Prinzips bauten die amerikanischen Baldwin Locomotive Works 1914 bis 1916 vier sogenannte Triplex-Lokomotiven, die Erie Railroad Triplex (drei Stück) mit der Achsfolge (1’D)D+D1’ und die Virginian Railroad Triplex XA mit der Achsfolge (1’D)D+D2’. Sie waren vermutlich die zugstärksten je gebauten Dampflokomotiven, konnten ihre Zugkraft jedoch nur in sehr niedrigen Geschwindigkeitsbereichen erbringen. Triplex-Lokomotiven wurden daher kein Erfolg.

Bauart Quadruplex, Quintuplex mini|NMBS/SNCB 2096 der Belgischen Staatsbahnen Studien zum Bau von Dampflokomotiven mit vier oder fünf angetriebenen Drehgestellen, teilweise mit geteilten Kesseln, kamen nie über das Projekt- oder Versuchsstadium hinaus. Ende der 1940er Jahre beschäftigte sich Baldwin mit diesem Vorhaben, während Beyer-Peacock bereits 1927 ein Patent für eine Kombination aus Mallet- und Garratt-Lokomotive anmeldete. Das Versuchsstadium erreichte schließlich die 1932 gebaute NMBS/SNCB 2096 der Belgischen Staatsbahnen.

Bauart Garratt

mini|Dampflok Typ Garratt der Welsh Highland Railway

Bei der Bauart Garratt sind zwei separate Triebwerkseinheiten durch einen Brückenrahmen – der Dampfkessel und Führerstand trägt – verbunden. Diese Konstruktion geht auf den Ingenieur Herbert William Garratt zurück, der zusammen mit der Firma Beyer, Peacock & Co. Ltd. in Manchester diese Bauart der Lokomotiven entwickelte. Garratt-Lokomotiven waren vor allem in Afrika, Asien, Australien und Brasilien weit verbreitet.

Bauart Golwé

Bei der Bauart wurden Konstruktionsmerkmale der Bauarten Meyer und Garratt verwendet.

Getriebelokomotiven

mini|150-t-Lokomotive der Bauart Shay mini|Getriebelokomotive der Bauart Climax

Feld- und Waldbahnen hatten oft provisorische, schlecht verlegte, teils sogar aus runden Holzbohlen bestehende Gleise mit engen Kurven und steilen Steigungen. Aus diesen Anforderungen entstanden Getriebelokomotiven, bei denen alle Achsen über Zahnradgetriebe angetrieben werden. Sie wurden vor allem bei der Holzgewinnung eingesetzt, bei denen anfänglich Holzbohlen-Schienen verwendet wurden. Die bekanntesten Bauarten waren die von Shay, Climax, Heisler und Baldwin.

Bauart Hagans