Titel: Herron's sogenannte hydrodynamische Eisenbahn.
Autor: Herron, Jas.
Fundstelle: 1835, Band 58, Nr. XXVI. (S. 197–202)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj058/ar058026

XXVI. Ueber eine sogenannte hydrodynamische Eisenbahn. Von Hrn. Jas. Herron, Civilingenieur in Richmond in den Vereinigten Staaten41).

Aus dem Richmond Compiler im Mechanics' Magazine, No. 626.

Ich dachte schon längst bei mir, ob denn bei der gewöhnlichen Anwendung des Wassers an den Canalschleusen nicht eine beträchtliche Menge Kraft unzwekmäßig verbraucht wird; so z.B. an einem Canale, welcher sich in dem Theile eines großen Flusses mit einem bedeutenden Falle des Flußbettes befindet. Ich führe als Beispiel nur den Fluß James an, der von Covington bis zum Fluthwasser |198| einen Fall von 4,74 Fuß in der englischen Meile hat, und bei welchem im Durchschnitte alle zwei Meilen eine Schleuse nothwendig wäre. Da ich durch nähere Prüfung dieses Gegenstandes fand, daß die Wasserkraft des Flusses an und für sich schon zum Transporte einer größeren Tonnenzahl hinreichen würde, als zum Transporte auf dem größten Canale erforderlich wäre, und zwar selbst mit der erstaunlichen, den Eisenbahnen eigenthümlichen Geschwindigkeit, so will ich diese neue Lehre so kurz als möglich zur Kenntniß des Publicums bringen.

Die Schleusen des Chesapeake- und Ohio-Canales sind 100 Fuß lang, 15 Fuß breit, und, wenn wir eine der bewährtesten Steigungen als Norm annehmen, 8 Fuß hoch; das Prisma der Steigung (lift) enthält also 12,000 Kubikfuß Wasser, welche 750,000 Pfund wiegen. So oft nun die Schleuse geleert wird, wird diese Quantität Wasser von einem höheren auf ein niedrigeres Niveau gebracht; und da, wie ich hörte, bei gleichzeitigem Oeffnen aller Thore die Schleuse in etwas wehr dann zwei Minuten gefüllt oder geleert werden kann (obschon ich der Sicherheit wegen drei Minuten annehmen will), so gestaltet sich dieses Wasser zu einer Kraft, die, wenn sie auf ein gehörig gebautes Brustrad (breast-wheel) oder bei größerem Falle des Wassers auch auf ein oberschlächtiges Rad (pitchback) wirken würde, zu 4/5 ihres Betrages zum Betriebe irgend einer Maschinerie dienen könnte. Gesezt z.B. man wendete diese Kraft auf eine endlose Kette an, die nach dem stationären Eisenbahnsysteme längs einer Eisenbahn über Rollen liefe, so ergäbe sich hieraus eine durch Wasserkraft betriebene Eisenbahn, gegen die sich keineswegs jene Einwendungen machen ließen, die man gegen die stationären Dampfmaschinen geltend macht.

Wenn die Stationen 2 1/2 Meilen weit von einander entfernt sind, so wird nach Tredgold der zwanzigste Theil der Kraft zur Bewegung der Ketten erfordert; ich will jedoch annehmen, daß der zehnte Theil der Kraft zur Erreichung dieses Zwekes an Stationen von zwei Meilen nöthig ist, indem die Kette nur eine Meile weit in Bewegung gesezt wird. Man erhält demnach als 4/5 von 750,000 Pfd. (indem 1/5 bei der Anwendung auf die Wasserräder verloren geht) 600,000 Pfd., die, indem sie 8 Fuß in drei Minuten fallen, 1818 Pfund gleichkommen, welche innerhalb derselben Zeit um eine halbe Meile gehoben werden: eine Leistung, wonach 10 Meilen auf die Stunde kämen. Zieht man jedoch hievon 1/10 als jenen Theil ab, der zum Behufe der Bewegung der Kette verloren geht, so bleiben 1637 Pfd.; und da 10 Pfd. selbst mit dem gewöhnlichsten Eisenbahnwagen hinreichen, um eine Tonne Last fortzuschaffen, so folgt |199| hieraus, daß obige Kraft im Stande seyn wird, 163,7 Tonnen eine halbe Meile weit zu bewegen, während ein Boot durch die Schleuse des Canales geht. Oder es werden in derselben Zeit 81,8 Tonnen durch eine Meile bewegt werden: was ungefähr eine Geschwindigkeit von 20 engl. Meilen in der Stunde gibt. Da jedoch das Maximum der Geschwindigkeit des Transportes auf Canälen 2 1/2 engl. Meilen in der Stunde beträgt, und da sich die Masse umgekehrt wie die Geschwindigkeit verhält, so werden bei dieser Geschwindigkeit 654 Tonnen fortgeschafft werden können. Das hiebei benuzte Wasser hätte eine Geschwindigkeit von 66,6 Fuß per Secunde.

Der Fluß James liefert zu Covington selbst bei trokener Witterung eine drei Mal größere Quantität Wasser, als die zulezt angegebene; denn nach den von dem Ingenieur Crozet angestellten Versuchen liefert er im Durchschnitte in jeder Secunde 177,6 Kubikfuß; oder 10,656 Fuß per Minute, und zwar mit einem Falle, der bis Pattonsburgh hinab 7,11 Fuß per Meile beträgt. Obschon der Fall weiter stromabwärts bis auf 3 1/2 Fuß per Meile abnimmt, so wird dieß doch dadurch mehr als ausgeglichen, daß die Wassermenge dann um das Sechsfache größer ist. Die Kraft wird überdieß um so mehr erhöht werden, als der größere Verkehr stromabwärts Statt findet. Dieß jedoch gar nicht in Anschlag gebracht, und selbst wenn man die Decimalen an dem Falle per Meile wegläßt, und das Minimum der Quantität annimmt, ergeben sich 10,656 Kubikfuß Wasser, welche 666,000 Pfd. wiegen, und welche, indem sie in einer Minute um 7 Fuß fallen, so viel ausmachen, als 4,662,000 Pfund die durch einen Fuß fallen. Zieht man hievon 1/5 als den bei der Anwendung dieser Kraft sich ergebenden Verlust ab, so bleiben noch 3,729,600 Pfd. Da aber die Last, welche fortgeschafft werden kann, von der Geschwindigkeit, die man ihr geben will, abhängt, so wird man, wenn man diese Geschwindigkeit zu 10 Meilen per Stunde annimmt, – was 880 Fuß per Minute beträgt, – durch Theilung obiger 3,729,600 Pfd. durch 880 als Quotienten 4238 Pfd., die sich mit einer Geschwindigkeit von 10 Meilen in der Stunde bewegen, erhalten. Zieht man hievon den zehnten Theil, als den Verlust für Bewegung der Kette ab, und theilt man den Rest wegen der Reibung der Wagen per Tonne durch 10, so bleiben noch 381,5 Tonnen, welche mir der großen Geschwindigkeit von 10 engl. Meilen in der Zeitstunde fortgeschafft werden! Da nun aber jede Meile wieder ihre eigene Triebkraft liefert, so folgt hieraus, daß diese Kraft im Stande ist auf jeder Meile der ganzen Linie dieselbe Last in derselben Zeit in Bewegung zu erhalten; so daß sich hienach, indem die Entfernung von Richmond bis Covington 257 1/2 Meilen beträgt, |200| die ungeheuere Summe von 93,236 Tonnen ergibt: was so viel ist, als wenn stündlich 3815 Tonnen in Verkehr erhalten würden!

Ich habe hiemit gezeigt, welche große Kraft auf diese Weise erzielt werden könnte, – eine Kraft, die sich erst gehörig ermessen läßt, wenn man bedenkt, daß sie in 17 Stunden eine größere Tonnenzahl bewegen könnte, als im ganzen, mit dem September 1833 abgelaufenen Jahre auf der Baltimore- und Ohio-Eisenbahn fortgeschafft wurde. Es bleibt mir daher nach diesen Prämissen nur mehr der Beweis zu führen übrig, daß diese Kraft mit mäßigen Kosten wirklich in Anwendung gebracht werden könnte.

Die Kosten der Errichtung der Bauten zu diesem hydrodynamischen Transporte hängen von deren Maaßstab oder Größe, von der größeren oder geringeren Dauerhaftigkeit der dazu verwendeten Materialien, und auch von dem Grade der Ausdehnung ab, in welchem die Triebkraft benuzt werden soll. In lezterer Hinsicht ist jedoch wohl zu berüksichtigen, daß man die Kraft so wohlfeil und in so großem Ueberschusse erhält, daß das kostspielige Nivelliren großen Theils entbehrlich wird. Diese Anwendung einer fixen Kraft auf eine undulirende Oberfläche von jedem Grade der Steigung macht diese Art von Transportmethode auch ganz vorzüglich für gebirgige Gegenden geeignet; man kann mit deren Hülfe leicht die Krümmungen der Flüsse durchschneiden, und auf diese Weise die Distanz bedeutend vermindern, während ein Canal oder auch eine gewöhnliche Eisenbahn um diese Krümmungen herum geführt werden müßte.

Ein anderer großer Vortheil, der sich aus der Anwendung dieser wohlfeilen Kraft ergäbe, wäre der, daß man statt der eisernen Schienen eine breite Bahn aus Granitblöken bauen könnte, wie sie z.B. von London an die West India Docks geführt ist. Eine solche Granitbahn würde zwar bei der ersten Anlage höher zu stehen kommen; allein wegen ihrer größeren Dauerhaftigkeit dürften diese Mehrkosten wohl bald ausgeglichen werden. Der hauptsächlichste Vortheil einer solchen Granitbahn wäre jedoch, daß Jedermann seinen eigenen Wagen mit Pferden bis auf die Bahn schaffen, und ihn dann auf dieser mit Zurüklassung seiner Pferde zu Markte fördern lassen könnte; und zwar mit einer Geschwindigkeit von 10 oder 20 Meilen in der Zeitstunde. Eine solche Unternehmung träfe dann auch nicht der widerliche Vorwurf des Monopoles, den man gegen die Eisenbahnen vorbringen hört.

Um jedoch einen Kostenüberschlag machen zu können, muß man annehmen, daß die Bauten für irgend einen bestimmten Verkehr hergestellt werden sollen. Ich will daher annehmen, daß stündlich 100 Tonnen auf ein Mal geliefert, oder 50 Tonnen mit einer Geschwindigkeit |201| von 10 engl. Meilen in der Zeitstunde fortgeschafft werden sollen.

Zu diesem Behufe müßte nun alle 4 Meilen ein Damm aufgeführt werden, der, auf die solideste Weise aus Steinblöken gebaut, 10,000 Dollars kosten würde. Die Breite des Flusses beträgt bis zu dem Blue Ridge im Durchschnitte 699 Fuß, über demselben im Durchschnitte nur 275 Fuß. Für Wasserräder von dem besten Baue und der größten Dauerhaftigkeit rechne ich 3000 Dollars. Dieß gäbe also für 4 Meilen 13,000 Dollars, und mithin würde die Triebkraft per Meile auf 3250 Dollars zu stehen kommen. Hienach ergäbe sich folgender Kostenanschlag:

Triebkraft oder Kosten der Dämme per Meile 3,250 D.
Taue, eine doppelte Linie per Meile 1,800 –
Seilleitungsrollen 850 –
Eine breite, doppelte Granit- oder Marmorbahn42) 8,000 –
Abgrabungen und Brükenbau per Meile 2,000 –
––––––––
15,900 D.
Rechnet man hiezu noch 10 Proc. für Direction
und Aufsicht

1,590 –
––––––––
so ergeben sich in Summa per Meile 17,490 D.

So groß und ungünstig dieser Kostenanschlag auch zu seyn scheint, so sind doch die Gesammtkosten der Triebkraft, mit Einschluß der Dämme, der Wasserräder, der Seile und Rollen, per Meile weit geringer, als die Schleusen an dem Chesapeake- und Ohio-Canale, an welchem, wie ich von Glaubwürdigen versichert wurde, der Hub von einem Fuß auf 1500 Dollars zu stehen kommt.

Ich habe bei obiger Berechnung Seile statt Ketten genommen, weil erstere allgemeiner im Gebrauch sind; die Berechnung geschah jedoch nach dem Preise der neu erfundenen, mit Kautschuk gesättigten Seile, die weit dauerhafter seyn sollen.

Wenn die Stationen oder Wasserräder in Entfernungen von 4 Meilen von einander angebracht wären, so würde jedes Rad zwei Meilen der Bahn auf ein Mal zu betreiben haben; sollte es jedoch der Verkehr erfordern, so ließe sich durch Errichtung eines Rades mehr an jeder Station eine doppelte oder wahrscheinlich dreifache Tonnenzahl fortschaffen.

Folgende Schäzung zeigt den Betrag an Kraft, der erforderlich ist, um die viermeiligen Stationen zu betreiben.

|202|
Reibung und Widerstand von 2 Meilen Seilen oder Tauen 600 Pfd.
Gewöhnliche Reibung von 50 Tonnen Wagen und Gütern,
zu 10 Pfd. per Tonne

500 –
Zugabe für außerordentliche, zufällige Schwerkraft, zu
20 Pfd. per Tonne

1000 –
–––––––
Zugegebene Kraft bei einer Geschwindigkeit von 10 Meilen
in der Zeitstunde

2100 Pfd.

Diese 2100 Pfd., welche sich in einer Minute durch 880 Fuß bewegen, sind gleich 1,848,000 Pfd., welche sich durch einen Fuß bewegen. Dieß gibt jedoch 154,000 Pfd., die innerhalb derselben Zeit durch 12 Fuß fallen, was dem Gewichte nach 2464 Kub. Fuß Wasser geben würde. Rechnet man hiezu noch 1/4 für Verlust bei der Anwendung, so erhält man 3080 Fuß per Minute, oder etwas mehr als 51 Fuß per Secunde.

Ich habe, um einen Begriff von den wahrscheinlichen Kosten in großem Maaßstabe zu geben, isolirte, in regelmäßigen Entfernungen von einander angebrachte Dämme angenommen; jeder Ingenieur wird jedoch seinen Bau den sich darbietenden Oertlichkeiten anzupassen wissen. So wird er manchmal einem fortlaufenden Canale den Vorzug geben, und an diesem statt der Schleusen Wasserräder anbringen, so daß das verbrauchte Wasser in die nächst folgende untere Canalstreke abgegeben wird; in anderen Fällen hingegen, wo sich das Niveau in großen Streken gleichbleibt, wird er die Einrichtung treffen, daß die Räder ihr Wasser in den Fluß entleeren, so daß es bei dem nächsten Damme wieder aus diesem entnommen werden könnte. An bereits bestehenden Canälen, wo es viele Schleusen gibt und wo Reichthum an Wasser ist, kann das Ziehen der Boote offenbar mit Hülfe ebendieser Mittel bewerkstelligt werden, d.h. man kann längs einer Schleuse ein Wasserrad anbringen, und an der einen Seite des Canales eine Kette, die an der anderen Seite zurükkehren würde, herablaufen lassen. Da hiebei der Saumpfad am Ufer nicht länger mehr nöthig seyn würde, so könnte man statt dessen einen leichten Schienenweg legen, auf welchem die Wagen für Reisende von derselben Kraft mit irgend einer beliebigen Geschwindigkeit fortgeschafft werden könnten. In vielen Fällen, wo eben kein Ueberfluß an Wasser ist, dürfte es jedoch besser seyn, statt der Schleusenthore Wasserräder anzubringen, den Saumpfad zu erweitern und eine Eisenbahn zu legen.

Ich schließe mit der Aufforderung an alle Sachverständigen, sich mit weiterer Erforschung der hiemit in Anregung gebrachten Sache zu beschäftigen.

Ein dem hier gemachten Vorschlage sehr ähnlicher Plan wurde vor mehreren Jahren von einem Hrn. Scott der Highland Society von Schottland vorgelegt; und wir müssen uns sehr wundern, daß derselbe die ganze Zeit her nicht mehr Aufmerksamkeit erregte. A. d. Mech. Mag. – Wahrscheinlich findet sich der Vorschlag des Herrn Scott in den Abhandlungen der Highland Society; uns wurde er nicht bekannt, sondern wir erinnern uns nur der Scott'schen Eisenbahn, die wir Band XVI. S. 310 des Polytechnischen Journales aus ebendiesen Abhandlungen mittheilten.

A. d. R.

|201|

Hölzerne oder eiserne Bahnen, wie z.B. jene an der Petersburg Eisenbahn, könnten doppelt gelegt für 6000 Dollars per Meile hergestellt werden. Auch diese würden hier weit länger dauern, als bei der Anwendung von Dampfwagen. A. d. O.

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