Titel: Gilbert, über die Natur und Vortheile der Räder und Federn an Kutschen.
Autor: Gilbert, Davies
Fundstelle: 1825, Band 16, Nr. VIII. (S. 27–31)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj016/ar016008

VIII. Ueber die Natur und Vortheile der Räder und Federn an Kutschen; über den Zug der Thiere an denselben, und über die Form der Straßen. Von Davies Gilbert, Esqu., F. R. S. etc.

Aus dem Quarterly Journal of Science, Literature and the Arts, im Repertory of Arts, Manufactures and Agriculture. November 1824, S. 352.

Wenn man die Räder rein in abstracto betrachtet, so müssen sie unter zwei verschiedenen Gesichtspuncten angesehen werden:

1tens, sie übertragen die Reibung, die zwischen einem geschleiften Körper und der verhältnißmäßig rauhen und unebenen Oberfläche, über welche derselbe geschleift wird, Statt hat, auf die glatten und geöhlten Peripherien der Achse und der Büchse, wo die absolute Quantität der Reibung, die noch immer Widerstand leistet, durch einen Hebel im Verhältnisse des Rades zur Achse vermindert wird.

2tens, gewahren sie mechanische Vortheile zur Ueberwindung der Hindernisse, über welche sie rollen, und zwar in dem Verhältnisse der Quadrat-Wurzel ihrer Durchmesser, wenn die Hindernisse verhältnißmäßig klein sind, indem sie die Zeit, während |28| welcher das Rad aufsteigt, in eben diesem Maße vermehren: über kleine Quer-Geleise, Höhlungen, Löcher laufen sie mit dem absoluten Vortheile weg, daß sie nickt anders, als in dem Verhältnisse ihres Durchmessers einsinken, und mit dem oben erwähnten mechanischen, den Quadrat-Wurzeln ihrer Durchmesser angemessenen, aus denselben emporsteigen.

Unter diesen Gesichtspuncten betrachtet, können die Röder nie zu groß seyn; indessen beschränkt den Gebrauch der großen Räder ihr Gewicht, ihr Preis und die Bequemlichkeit.

In Hinsicht auf die Erhaltung der Straßen sollen die Räder breit und so gebaut seyn, daß sie mit ihrer ganzen Breite zugleich tragen; jeder Theil derselben, der mit dem Boden in Berührung kommt, soll auf diesem rollen, und nicht im Mindesten sich schleppen oder schleifen. Allein, es erhellt aus den wohlbekannten Eigenschaften der Cycloide, daß obige Bedingungen nur dann vereint Statt haben können, wann die Strassen vollkommen hart und flach und eben sind, und die Felgen des Rades mit ihren Reifen vollkommene Cylinder bilden: Diese Formen der Straßen und der Räder sind also das Ideal, welchem sie sich soviel möglich nähern müssen.

Bisher wurden die Straßen, damit das Wasser ablaufen kann, in der Mitte convex gebaut. Es ist offenbar, daß in diesem Falle die Peripherien der Räder in ihren Querdurchschnitten Tangenten der krummen Linie werden, welche der Querdurchschnitt der Oberfläche der Straße bildet; und daher entstand die Nothwendigkeit die Achsen zu krümmen, und die Räder etwas schief zu stellen. Hierdurch erhielt man nebenher einige Vortheile im Drehen, im Beschüzen der Nabe, und Raum, um obenauf mehr laden zu können. Allein, neuere Erfahrungen haben gelehrt, daß die gekrümmte Form der Strassen durchaus nicht hinreicht, den gewünschten Zwek zu erlangen, indem das kleinste Geleise an der Seite den Abfluß des Wassers aufzuhalten vermag, und gerade durch die gewölbte Form der Straße die Wagen gezwungen werden in der Mitte derselben zu bleiben, wodurch diese Geleise entstehen. Man baut nun die Straßen vollkommen flach und eben, damit die Wagen überall auf denselben fahren können; sie werden dadurch überall gleichförmig abgenüzt, und es entsteht auch nicht |29| eine Spur einer Längen-Furche. Man kann daher mit Sicherheit hoffen, daß Räder, welche sich der Cylinder-Form nähern, bald allgemein werden gebraucht werden können.

Die Linie des Zuges ist, in mechanischer Hinsicht, dann am besten gelagert, wann sie genau parallel mit der Richtung der Bewegung liegt: bei jeder Neigung dieser Linie vermindert sich die Kraft in dem Verhältnisse des Cosinus des Winkels zu dem Radius. Wo häufig Hindernisse auf dem Wege vorkommen, ist es vielleicht besser, dieser Linie eine kleine Neigung nach aufwärts zu geben, um bei Uebersteigung dieser Hindernisse mit mehr Vortheil wirken zu können. Es ist aber wahrscheinlich, daß verschiedene Thiere ihre Kraft am vortheilhaftesten in verschiedenen Richtungen in Thätigkeit sezen, und daher kann Erfahrung allein bestimmen, welche Neigung diese Linie bei Pferden, und welche sie bei Ochsen mit der zwekmäßigsten Genauigkeit haben muß. Diese Betrachtungen finden indessen nur dort ihre Anwendung, wo die Thiere unmittelbar an dem Wagen ziehen: damit aber die Zuglinie von ihrem Einfügungspuncte an verlängert, durch die Achse der Räder laufen kann, muß die Größe der lezteren nothwendig beschränkt werden.

Die Federn wurden wahrscheinlich anfangs nur zur Bequemlichkeit der Fahrenden angebracht; allein man fand bald, daß man noch andere wichtige Zweke durch dieselben erreichen kann.

Sie verwandeln jeden Stoß in eine bloße Vermehrung des Drukes, d.i., das Zusammenstoßen zweier harter Körper wird durch die Dazwischenkunft eines elastischen Körpers in eine bloße Vermehrung des Gewichtes verwandelt. Auf diese Weise wird der Wagen vor Beschädigung verwahrt, und das Straßenbau-Materiale wird nicht zerrieben; wo es über Hindernisse weggeht, wird die Feder, statt daß die ganze Last mit dem Wagen über dieselben gehoben werden muß, den Rädern ein Aufsteigen erlauben, während die von ihr getragene Last kaum aus ihrer horizontalen Lage kommt. Wenn daher das ganze Gewicht von den Federn getragen werden könnte, und die übrigen Theile keine Trägheits-Kraft besäßen, wenn die Federn lang und biegsam genug wären, so würde, so sonderbar auch |30| diese Behauptung scheinen mag, ein solcher Wagen über jede Straße voll kleiner Hindernisse ohne Schütteln, und ohne daß irgend eine Vermehrung der Zugkraft nöthig wäre, gefahren werden können. Es scheint daher wahrscheinlich, daß, unter gewissen Veränderungen an Form und Material, auch an den schwersten Wagen die Federn mit Vortheil angewendet werden können, und daß folglich, wenn irgendwo Fiscal-Verordnungen entweder zu Gunsten des öffentlichen Schazes oder einzelner Oerter bestehen, wodurch der Gebrauch der Federn beschränkt wird, diese fortan aufgehoben werden sollten.

Obschon die Ebene des Weges und die Anwendung der Federn für alle Arten von Wagen vortheilhaft sind, so werden sie es doch dort ganz besonders, wo es sich um schnelles Fortkommen handelt, indem, wenn keine Federn angebracht sind, die Hindernisse auf dem Wege selbst eine Vermehrung der Zugkraft fordern, die dem Gewichte der Last, multiplicirt mit dem Sinus des Winkels zwischen den Puncten der Peripherie des Rades, die mit dem Grunde und mit dem Hindernisse in Berührung stehen, gleich ist, oder dem Quadrate der Höhe desselben; eine noch weit größere Kraft ist nöthig, wenn die Geschwindigkeit bedeutend groß ist, wo die Trägkraft überwunden werden muß; diese Kraft muß im Verhältnisse des Quadrates der Höhe des Hindernisses und des Quadrates der Schnelligkeit der Bewegung vermehrt werden. Wenn man sich aber der Federn bedient, so verschwindet die Nothwendigkeit der Vermehrung dieser lezteren Kraft beinahe gänzlich, und die wohlthätigen Wirkungen in Vermeidung der Nachtheile des Stoßes stehen dann im Verhältnisse des Quadrates der Geschwindigkeiten.

Die Vortheile, die für die Zugkraft dadurch entstehen, daß man schwere Päke auf die Federn bringt, hat man seit ungefähr 40 Jahren, seit Einführung der Mail-Coaches, kennen gelernt; man hat dann erst die Körbe hinten am Wagen und vorne an demselben wegwerfen gelernt, und das Gepäke oben auf den Kutschen-Kasten legen gelernt. Da indessen dadurch die Höhe der Kutsche bedeutend vergrößert wurde, so entstand das Vorurtheil, daß dieses zu vielen Unglüksfällen Veranlassung gibt, und dieses Vorurtheil herrscht noch jezt; |31| indessen wird auch nur ein Augenblik ruhiger Betrachtung hinreichen, jedem zu überzeugen, daß, wenn der Kasten der Kutsche an gewissen gegebenen Puncten befestigt ist, durch das Aufthürmen der Lasten auf demselben oder durch das Versenken derselben innerhalb desselben keine andere Wirkung hervorbracht werden kann, als daß der Wagen mehr oder minder leicht umwirft7).

Der häufige Gebrauch von Wagen, die an Federn hängen, um schwerere Güter von einem Orte auf den anderen zu bringen (ein Gebrauch, der erst zwei bis drei Jahre alt ist) wird Epoche in der Geschichte der Verbindung des Binnenlandes machen, und vielleicht nicht weniger wichtig werden, als die Epoche der Einführung der Mail-Coaches selbst. Die Ausdehnung der Flügel der Hauptstadt in die äußersten Puncte der Provinzen in so kurzer Zeit gewährt uns die Hoffnung, daß, wie die Straßen besser werden, auch die Mittel zu deren Erhaltung in demselben Maße sich bessern werden, so daß Dauerhaftigkeit und Wohlfeilheit, zugleich mit der Leichtigkeit des Fuhrwerkes, Hrn. M'Adam's System auszeichnen werden.

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Es wäre also Vorurtheil, die Wagen nicht so hoch zu erhöhen, wie dieß durch das Paken oben auf dem Dekel der Kutsche geschieht?

A. d. Ueb.

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