Titel: Brunel's Gegenbericht über den Bauplan der Great-Western-Eisenbahn.
Autor: Wood,
Hawkshaw,
Brunel, Marc Isambard
Fundstelle: 1839, Band 72, Nr. LXXIX. (S. 401–424)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj072/ar072079

LXXIX. Auszüge aus den von den HHrn. Wood, Hawkshaw und Brunel erstatteten Berichten über den an der Great-Western-Eisenbahn befolgten Bauplan.

Aus dem Civil Engin. and Archit. Journal. Febr. 1839, S. 47.

(Fortsezung und Beschluß von H. 5, S. 321.)

V. Auszug aus dem Gegenberichte des Hrn. Brunel.

Der Bericht des Hrn. Wood, dessen Anhang mit den Berechnungen und Formeln ich zur Zeit noch nicht einmal in Händen habe, enthält eine solche Masse der schäzbarsten und wichtigsten Daten, Berechnungen und Schlußfolgerungen, daß es mir bei dem mir gegönnten Termine von nur wenigen Tagen unmöglich ist, auf mehr als auf die Hauptpunkte und auf die Hauptresultate, welche Hrn. Wood in seinen Ansichten geleitet zu haben scheinen, einzugehen. Der klare und methodische Gang, den der Berichterstatter befolgte, und die Unparteilichkeit, womit er zu Werke ging, erleichtert mir dieß glüklicher Weise bedeutend.

Ich muß vorläufig bemerken, daß, wenn ich im Laufe meiner Bemerkungen veranlaßt seyn sollte, in Hinsicht auf die Verlässigkeit eines oder des anderen Versuches und der daraus zu ziehenden Schlüsse von der Ansicht des Hrn. Wood abzuweichen, die Ursache hievon beinahe gänzlich folgendem Umstande beigemessen werden muß. Ich muß nämlich höchlichst bedauern, daß Hr. Wood nicht alle die von ihm angeführten Versuche selbst anzustellen und zu leiten Gelegenheit hatte; denn ohne in die Genauigkeit der Angaben auch nur den geringsten Zweifel sezen zu wollen, bin ich bei der Mannichfaltigkeit der Ursachen, welche die Resultate solcher Versuche modificiren können, der Ueberzeugung, daß, wenn Hr. Wood allen diesen Versuchen in Person beigewohnt und ihnen seine Vertrautheit mit diesen Dingen zugewendet hätte, er viele Ursachen entdekt haben würde, die ihn theils zur Wiederholung der Versuche nach anderen Methoden, theils zur Aufklärung scheinbarer Anomalien, und dadurch zu manchen anderen Schlüssen über die wichtigsten Punkte gebracht hätten. Besonders glaube ich, daß seine Ansichten über alle jene Punkte, die in Folge der Erfahrung, welche man bei dem praktischen Betriebe eines in so vielen Details neuen Systemes täglich machen muß, nothwendig vielen Modificationen und Verbesserungen unterliegen, anders |402| ausgefallen wären; und daß er, bevor er aus unvermeidlich unvollständigen Daten bestimmte Schlüsse zog, der fortschreitenden Verbesserung, welche aus der Praxis und Erfahrung immer hervorgehen, ein weiteres Feld eingeräumt haben würde.

Diese Bemerkungen beziehen sich hauptsächlich auf seine Ansichten in Betreff der Leistungen der Locomotiven und auf die Thunlichkeit großer Geschwindigkeiten. Da es beinahe nur die von ihm hierüber aufgestellten Schlüsse sind, in Betreff deren meine Ansichten wesentlich von den seinigen abweichen, so werde ich meine Betrachtungen hauptsächlich auf diese Schlüsse und die Versuche, aus denen sie gezogen sind, beschränken.

Hr. Wood scheint, was den Bau der Bahnen anbelangt, der Ansicht zu seyn, daß für große Geschwindigkeiten fortlaufende Längenbalken gute Bahnen geben; und daß die an der Great-Western-Bahn befolgte Befestigungsweise der Schienen an den Balken eine gute ist. Dagegen meint er, daß die angewendeten Pfähle nichts taugen, und daß die bisher verwendeten Balken zu schwach seyen. Alles dieß gebe ich zu, und zur weiteren Fortführung des Baues in diesem Sinne sind auch alle Anstalten getroffen; denn die Pfähle sollen in Zukunft wegbleiben, und für starrere Schienen sowohl als für stärkere Längenbalken ist bereits Sorge getragen. Obwohl ich nun in diesen Beziehungen mit Hrn. Wood übereinstimme, so muß ich doch bemerken, daß seine Versuche über die Abbiegung der Schienen an der Great-Western-Bahn ein ungünstigeres Resultat gaben, als sich herausgestellt haben würde, wenn man aus einer Reihe längs der ganzen Bahn angestellter Versuche das Mittel gezogen hätte. Seine Versuche wurden nämlich an einer 2 engl. Meilen langen Streke an den Durchstichen durch die Thonlager bei Paddington, wo wir immer mit großen Schwierigkeiten zu kämpfen, hatten, und welche wohl als der schlechteste Theil der ganzen Bahnlinie zu betrachten sind, unternommen.

Bei den Versuchen über die vergleichsweise Sanftheit und Stätigkeit der Wagen muß ich gestehen, daß ich in die Genauigkeit der Instrumente Zweifel seze, indem ich ihr Princip stets für irrig hielt. Wäre dieß nicht der Fall, so müßten dieselben stets und bei jedem Versuche die mehr ebenen und glatten und die mehr rauhen Streken der Bahn angedeutet haben. Aus den Tabellen49) geht dieß jedoch nicht hervor, obwohl selbst der gewöhnliche Passagier manche dieser |403| Stellen durch die veränderte Bewegung der Wagen erkennen wird. Im Gegentheile finde ich, der ich die einzelnen Theile der Bahn sehr genau kenne, sogar, daß die Tabelle zwischen der 2ten und 7ten Meile, wo die Bahn schlecht ist, die niedrigste, und zwischen der 7ten und 15ten Meile, wo die Bahn gut ist, die höchste Angabe für die Wagenbewegungen enthält! In Ermangelung eines genauen Instrumentes dürfte das Urtheil des Publicums zur Zeit immer noch der beste Ausspruch bleiben; und dieses findet die Fahrt auf unserer Bahn eben so angenehm und die Bewegungen so sanft, als an irgend einer anderen der dermaligen Bahnen, obwohl unsere Bahn erst seit kurzer Zeit dem Verkehre eröffnet ist, obwohl unsere Maschinen eine größere Geschwindigkeit haben, und obwohl wir mit allen den Mängeln, welche neuen Geräthen stets ankleben, zu kämpfen haben. Bis dahin, wo uns Instrumente zu Gebote stehen, welche die verschiedenen Ursachen der Bewegungen von einander unterscheiden, und von jeder derselben ein genaues Maaß geben, wird daher das Gefühl eines aufmerksamen Beobachters immer noch die sichersten Anhaltspunkte gewähren.

Bei dem praktischen Beweise, den ich liefern werde, daß eine hohe Geschwindigkeit wirklich ohne den als unvermeidlich aufgestellten übermäßigen Verbrauch an Brennmaterial erreicht werden kann, wäre es vielleicht nicht nöthig, auf den Luftwiderstand einzugehen, den man nach den an der Rampe von Whiston angestellten Versuchen gefunden haben will. Da man jedoch hiemit eine neue Sache, aus der neue und bisher unvorhergesehene Resultate hervorgehen dürften, entdekt zu haben glaubt, so muß ich einige Worte hierüber bemerken.

Der Widerstand, auf den ein Körper stößt, wenn er sich in der Luft bewegt, ist längst bekannt, wenn auch nicht genau ermittelt. Smeaton gab schon vor 60 oder 70 Jahren Tabellen hierüber, die seither in jedes Handbuch der Physik übergegangen sind. Stellt man nach diesen Tabellen Berechnungen an, so ergibt sich, daß der Luftwiderstand ein bedeutender ist, und in einem Verhältnisse wechselt, welches sich dem Quadrate der Geschwindigkeiten annähert. Ich habe öfter dergleichen Berechnungen versucht, und glaube, daß sie, wenn sie gehörig angestellt werden, Resultate liefern, welche richtiger sind, als die aus den vorgelegten Versuchen gezogenen, und die wenigstens von einigen bedeutenden Irrthümern frei seyn dürften. Daß bei den fraglichen Versuchen an der Rampe von Whiston und den aus ihnen gezogenen Resultaten einige Irrthümer obgewaltet haben müssen, geht aus dem Widerspruche hervor, in welchem sie mit der täglichen Erfahrung stehen. Die Wagenzüge erreichen nämlich an dieser Rampe mit abgesperrtem Dampfe, was einen bedeutenden |404| Widerstand erzeugt, häufig eine so große, über 40 engl. Meilen in der Zeitstunde betragende Geschwindigkeit, daß sie die Anwendung der Bremse erheischt. Ich sah diesen Fall öfter ohne alle Mitwirkung eines günstigen Windes eintreten, während den Versuchen gemäß die Wagen selbst mit einem solchen keine höhere Geschwindigkeit als eine von 32 1/4 engl. Meile in der Zeitstunde erreichen sollten! Dieses Widerspruches ungeachtet liegt hierin nichts, was gegen die große Wirksamkeit des Luftwiderstandes spräche; sondern es geht daraus nur hervor, daß die Umstände, unter denen die Versuche angestellt wurden, von den in der Praxis gewöhnlich vorkommenden gänzlich verschieden waren. Bei den Versuchen selbst wird aber ferner eines Umstandes erwähnt, der die scheinbare Uebereinstimmung zwischen ihren Resultaten und der Theorie aufhebt, und welcher beweisen würde, daß der Luftwiderstand sogar noch viel größer ist, als er angegeben wird. Hr. Wood sagt nämlich, daß bei den Versuchen an der Rampe von Whiston ein ziemlich starker Wind zu Gunsten der Bewegung des Wagenzuges wehte. Nimmt man für diesen Wind, was gewiß sehr mäßig ist, nur eine Geschwindigkeit von 10 engl. Meilen an, und zieht man diese 10 von den 32 1/4 engl. Meilen ab, so bleiben nur 22 1/4 engl. Meilen als die wirkliche Geschwindigkeit des Wagenzuges durch die Luft. Bei dieser Geschwindigkeit nun sind 2,3 Pfd. auf den Quadratfuß der höchste Effect, den die Luft hervorbringen kann. Die 329 Pfd., welche dem Luftwiderstande zugeschrieben werden, würden daher 143 Quadratfuß Oberfläche erfordern, und diese Oberfläche wäre kaum erreicht, selbst wenn man vier Wagen neben einander statt hinter einander laufen ließe. Wäre bei einer Geschwindigkeit von 22 1/4 engl. Meilen durch den Luftwiderstand gegen die vier Wagen von geringer Spurweite ein Effect von 329 Pfd. bedingt, so würden dieselben Wagen bei einer Geschwindigkeit von 40 engl. Meilen auf einen Widerstand von 1063 Pfd. treffen. Dieser Widerstand würde aber, die Reibung und die größere Breite der Wagen gar nicht in Anschlag gebracht, größer seyn, als ihn der North-Star zu überwinden vermöchte. Nichts desto weniger zieht der North-Star eine Reihe von 7 Wagen, welche 40 Tonnen wiegen, und auf denen sich Size für 188 Passagiere befinden, mit einer Geschwindigkeit von 40 engl. Meilen in der Zeitstunde, wozu obigen Daten gemäß, die Reibung mit eingeschlossen, eine Zugkraft von beinahe 1500 Pfd. oder das Doppelte von jener, welche die Maschine bei dieser Geschwindigkeit möglicher Weise auszuüben im Stande ist, nöthig seyn würde.

Alle diese Widersprüche sind jedoch leicht zu erklären. Die Versuche wurden mit geringen Lasten, nämlich mit 15 1/2 und 18 Tonnen |405| angestellt, und folglich erscheint bei ihnen der angenommene vergleichsweise Luftwiderstand, der selbst bei 50 Tonnen beinahe derselbe gewesen seyn würde, viel größer. Die Reibung von 50 Tonnen würde hier 285 Pfd. betragen haben, und da der Luftwiderstand dabei 329 Pfd. geblieben wäre, so hätte dieß für erstere 44 und für lezteren 56 Proc. von dem Gesammtwiderstande ausgemacht. Da aber zu den 44 Proc. auch noch die ganze Reibung der Maschine selbst, welche eine constant bleibende, von dem Luftwiderstande ganz unabhängige Quantität ist, und beiläufig den dritten Theil der Reibung des Wagenzuges oder 15 beträgt, hinzu gezählt werden müßte, so würden sich für die Reibung 51 und für den sonstigen anderen Widerstand 49 Proc. berechnen, und nicht 22 und 78, wie Hr. Wood herausbringt.

Die Quellen, aus denen der Irrthum erwächst, sind übrigens noch viel ernsterer Art, und wie mir scheint, so außer aller Messung gelegen, daß die angestellten Versuche ganz unbrauchbar werden. Die Umstände waren nämlich wohl dem Scheine nach dieselben wie bei einem im Laufe befindlichen gewöhnlichen Wagenzuge; in Wirklichkeit waren sie aber gänzlich davon verschieden. Erstlich ließ man die Wagen so laufen, daß sie mit ihrem vierekigen Ende gegen den durch ihre ganze Oberfläche bedingten Widerstand rannten, während dieß ganz anders ist, wenn man ihnen die Maschine voran laufen läßt. Zweitens wirkte der Widerstand ganz allein gegen die Fronte des ersten Wagens des Wagenzuges, während die Triebkraft, nämlich die Schwerkraft, von Hinten, nämlich auf jeden einzelnen Wagen wirkte, so daß einer gegen den anderen getrieben wurde. Jedermann, der nur einige Erfahrung in den auf Eisenbahnen Statt findenden Vorgängen hat, weiß aber, daß die Wagen in einem solchen Falle aus der rechtwinkeligen Richtung kommen, und daß hiedurch allein schon ein Widerstand erzeugt wird, der zur Erklärung des Ganzen genügen dürfte.

Alle die Schlüsse, zu denen Hr. Wood am Ende über die Hauptpunkte gelangt, beruhen, wie man finden wird, auf den Resultaten der Versuche über die Leistung der Maschinen und auf dem vorausgesezten Widerstande der Wagenzüge bei hohen Geschwindigkeiten; die Versuche über den Luftwiderstand wurden angestellt, um zu erfahren, ob man auf die angenommene Zunahme des Widerstandes bauen könne.

Hr. Wood gibt den mechanischen Gewinn, der aus der Anwendung großer Räder für die Wagen erwächst, zu; da er aber große Geschwindigkeiten praktisch oder ökonomisch unerreichbar hält, so betrachtet er die Verminderung der Reibung für unwesentlich. Ich |406| sehe mich daher gezwungen, auf diesen Theil der Frage, nämlich auf die Leistung der Maschinen einzugehen.

Die auf den gewöhnlichen Eisenbahnen laufenden Locomotiven sind das Resultat einer beinahe 10jährigen Erfahrung. Im Laufe dieser Zeit waren die gewandtesten Maschinen-Fabrikanten fortwährend beschäftigt, nicht allenfalls eine neue Maschine zu erfinden, sondern die vor 7 oder 8 Jahren von Stephenson auf die Bahn gebrachte Maschine auf diese oder jene Weise zu verbessern, theils um Ersparnisse oder eine höhere Geschwindigkeit oder beides zu erzielen. Die Maschinen für die Great-Western-Bahn wurden von ebendenselben Fabrikanten gebaut; da aber eine größere Geschwindigkeit gefordert wurde, so mußte der Kessel eine größere Verdampfungsoberfläche bekommen. Die Folge hievon war, daß man von Verhältnissen, in welche man sich hineinstudirt hatte, und unter denen man es zu einem hohen Grade von Vollkommenheit gebracht hatte, abgehen mußte. Und dieses Mißstandes ungeachtet werden diese Maschinen, ehe man durch fortgesezte Versuche deren Fehler zu entdeken und zu verbessern vermochte, als Maaß für das angenommen, was das neue System, zu welchem sie mit gehören, zu leisten vermag! Anzunehmen, daß die Maschinen gleich auf das erste Mal dem neuen Systeme ganz entsprechen müßten, wäre ein Verstoß gegen alle Erfahrung; die Fabrikanten hätten in diesem Falle nicht nur von vielen Regeln, für welche sie in Folge einer langen und günstigen Erfahrung von einem gewissen Vorurtheile befangen sind, abgehen, sondern auch eine größere Voraussicht haben müssen, als sie möglicher Weise haben können. – Die durch den wirklichen Betrieb dieser Maschinen während einiger Monate erlangte Erfahrung, und zwar zu einer Zeit, wo wir nicht mit den bei der Eröffnung einer Bahn immer vorkommenden Mühseligkeiten zu kämpfen gehabt hätten, sondern wo es uns möglich gewesen wäre, jene Veränderungen anzubringen, von denen wir Verbesserungen erwarten konnten: diese Zeit und Erfahrung hätte man uns wenigstens zugestehen sollen, bevor man unser System mit anderen, schon mehr oder minder lang in Betrieb gesezten Bahnen verglich. Von den zur Zeit an unserer Bahn erlangten Resultaten war hienach wohl nicht mehr zu hoffen, als eine bestimmte Andeutung aller ihrer Mängel; die durch sie zu erreichenden Vortheile mußten hingegen noch in Aussicht bleiben. Wenn unter solchen Umständen die Leistungen an unserer Bahn beinahe dieselben waren, wie an anderen Bahnen, denen eine lange Erfahrung zu Gunsten kommt, so bin ich schon zufrieden. Wenn wir es in allen Dingen an unserer Bahn auf dieselbe Vollkommenheit gebracht haben werden, auf welcher sich andere Bahnen |407| befinden; wenn wir einmal die Vortheile der Erfahrung für uns haben, zu der wir, wie ich nicht zweifle, schneller gelangen werden, als man an anderen Bahnen dazu gelangte, so wird sich unser System gewiß um ebensoviel über seinem dermaligen Zustande befinden, als die anderen Bahnen jezt auf einer Stufe stehen, die höher ist als jene, welche sie vor einigen Jahren einnahmen. Ich bin jedoch bereit zu zeigen, daß die Leistungen unserer Maschinen jezt schon nicht nur ebenso groß, sondern selbst größer sind, als sie bisher an irgend einer anderen Bahn erzielt wurden; daß die Veränderungen und Verbesserungen, von denen ich eben gesprochen, eben begonnen haben; und daß selbst seit der Zeit, wo Hr. Wood seine Versuche anstellte, die Fortschritte so groß waren, daß eine Wiederholung dieser Versuche unter den dermaligem Umständen ganz andere Resultate geben müßte.

Aus den Tab. III und IX, in denen Hr. Wood die Leistungen zusammenstellt, welche die Maschinen mit verschiedenen Belastungen an der London-Birmingham- und an der Great-Western-Bahn ergaben, würde hervorgehen, daß an der ersten dieser Bahnen dieselben Maschinen, welche bei einer Geschwindigkeit von 24 und 25 1/2 engl. Meilen in der Zeitstunde 60 und 64 Tonnen zogen, bei einer Geschwindigkeit von 32 1/2 und 33 engl. Meilen nur mehr 34 1/2 und 33 Tonnen fortschafften, und zwar mit einem beinahe doppelten Verbrauche an Kohks per Tonne. Ebenso würde daraus hervorgehen, daß an der Great-Western-Bahn der North-Star, welcher bei einer Geschwindigkeit von 33 engl. Meilen in der Zeitstunde 82 Tonnen zog, bei 37 engl. Meilen nur mehr 33 und bei 41 engl. Meilen gar nur mehr 16 Tonnen zu ziehen vermöchte; und zwar in lezterem Falle, um die um 4 engl. Meilen größere Geschwindigkeit zu erlangen, mit einem doppelt größeren Aufwande an Kohks per Tonne.

Wäre eine solche enorme Verminderung des Nuzeffectes bei einer verhältnißmäßig geringen Steigerung der Geschwindigkeit unvermeidlich, oder würde sie nothwendig aus dem gesteigerten Widerstande der Wagenzüge folgen, so hätte Hr. Wood unstreitig ganz richtig geschlossen, daß eine Geschwindigkeit von mehr dann 35 engl. Meilen in der Zeitstunde nicht zu empfehlen ist; und daß das System der Great-Western-Bahn, in so fern es auf hohe Geschwindigkeiten berechnet ist, keinen günstigen Erfolg haben kann. Allein diese Schlüsse fußen auf den oben angezogenen Behauptungen und Angaben, von denen die Resultate neuerer Versuche bedeutend abweichen. Ich kann beweisen, daß, wenn eine Maschine meinen nunmehrigen Angaben gemäß für große Geschwindigkeiten gebaut ist, die Erreichung dieser lezteren keineswegs mit einer so bedeutenden Kraftaufopferung verbunden ist; und daß dieselbe Maschine, welche ehemals nur 16 Tonnen |408| mit einer mittleren Geschwindigkeit von 38 und einer Maximalgeschwindigkeit von 40 1/2 engl. Meilen in der Zeitstunde fortzuschaffen vermochte, dermalen 44 Tonnen mit einer mittleren Geschwindigkeit von 40 engl. Meilen zieht; und daß der Verbrauch an Kohks dabei keineswegs so übermäßig, sondern bei einer mittleren Geschwindigkeit von 30 engl. Meilen nicht so groß als an den Maschinen der London-Birmingham-Eisenbahn ist. Die hierauf bezüglichen Versuche wurden mit derselben Maschine, mit den nämlichen Wagen, wie sie Hr. Wood benuzte, und auch ganz nach der von ihm befolgten Methode unternommen; und zwar ohne daß ich den Luftwiderstand auf irgend eine Weise zu vermindern gesucht hätte, obwohl dieß in einem hohen Grade erreicht werden kann, und obwohl ich bei dem Baue der Maschinen und Wagen mein Augenmerk besonders auch auf diesen Punkt zu richten bemüht bin.

Ein Vergleich zwischen den Leistungen dieser Maschine im September und im December 1838 fällt nun folgendermaßen aus:

Last in Tonnen. Mittlere
Geschwindigkeit.
Verbrauch an
Kohks in der
Meile per Tonne.
September 15,9 38,5 engl. Meil. 2,76
December 40 40 – 0,90

Die Leistung der Maschine ist demnach in weniger dann drei Monaten beinahe auf das Dreifache gestiegen, während der Verbrauch an Kohks beinahe um zwei Drittheile geringer wurde, als er früher war. Die Erklärung für diese Veränderung ist leicht zu geben. Die große Verminderung des Nuzeffectes der Maschine bei den früheren Versuchen erwuchs nicht bloß aus dem größeren Widerstande des Wagenzuges, – welcher schwerer zu beseitigen gewesen seyn würde, – sondern hauptsächlich aus der Abnahme, welche bei dieser Geschwindigkeit in der Kraft der Maschine eintrat. Man möchte auf den ersten Blik glauben, daß dieß auf dasselbe hinausgehe, was jedoch nicht der Fall ist. Der größere Widerstand der zu bewegenden Last kann von Ursachen herrühren, die außer unserem Bereiche liegen. Die Kraftabnahme der Maschine hingegen kann ein mechanischer Fehler, und mithin einer Abhülfe fähig seyn, wie denn auch angestellte Untersuchungen den Beweis hiefür geliefert haben. Das Verhältniß einiger Theile der Maschinen war früher ein solches, daß es bei Steigerung der Geschwindigkeit deren Kraft beeinträchtigen mußte. Die große Menge des erforderlichen Dampfes konnte nicht entweichen; und gestattete man ihr freieren Austritt, so verminderte sich der Zug im Ofen. Diese Schwierigkeit war durch die größere Geschwindigkeit und auch durch den größeren Durchmesser der Räder veranlaßt; allein sie konnte beseitigt werden, und wurde auch wirklich |409| großen Theils schon beseitigt. Und wenn wir in so kurzer Zeit schon so große Fortschritte machten, und so bedeutende Verbesserungen erlangten, so steht zu hoffen, daß wir es auch noch weiter bringen werden.

Wenn nun eine große Geschwindigkeit wirklich erreichbar ist; wenn kein Widerstreben der Natur vorhanden ist, und keine unübersteiglichen Hindernisse bestehen, so wird die Stellung des Hrn. Wood, die, so lange er bloß auf seinen Daten fußte, allerdings vollkommen gerechtfertigt war, eine ganz andere. Die 35 engl. Meilen in der Zeitstunde, welche er als die äußerste Gränze betrachtete, erleiden nämlich eine bedeutende Erweiterung; der Schluß, daß zur Erreichung einer solchen Geschwindigkeit eine Spurweite von 7 Fuß nicht erforderlich ist, erhält eine andere Bedeutung; und die Vortheile, die er selbst für eine Spurweite von mehr dann 4 Fuß 8 Zoll zugesteht, treten noch auffallender hervor. Die Zweifel, welche von Hrn. Wood über die Vortheile einer Spurweite von 7 Fuß aufgeworfen werden, und welche lediglich daraus hervorgingen, daß die früher über die Leistungen der Maschinen angestellten Versuche ein ungünstiges Resultat gaben, fallen nunmehr in sich selbst zusammen, weil jezt hergestellt ist, daß die mit einer bestimmten Quantität Kohks vollbrachte Arbeit an der Great-Western-Bahn größer ist, als jene, welche den angeführten Versuchen gemäß an einer der anderen Bahnen mit einem gleichen Aufwande an Kohks erreicht wird.

Ich kann in Betreff der Spurweite von 7 Fuß dem in meinen früheren Berichten Gesagten nur wenig mehr hinzufügen. Ich entschloß mich zu derselben, um zu einer Anordnung zu gelangen, die der Berichterstatter selbst gut hieß, indem er sagte: „aus der Vergrößerung des Durchmessers der Räder folgt eine Verminderung der Reibung; doch ist zweifelhaft, in wiefern dieß durch die höhere Stellung der Kasten der Wagen eine Modification erleidet. Eine größere Spurweite, bei der die Kasten innerhalb der Räder untergebracht werden können, bei der also die Wagen an Höhe verlieren, und bei der mithin der Flächenraum der Fronte ein kleinerer wird, wird in Betracht des großen Widerstandes der Luft vortheilhaft seyn.“ Um zu diesem Zweke zu gelangen, und zwar mit der bequemsten und einer der gewöhnlichen ähnlichen Form der Wagenkasten, war, wie ich in meinen früheren Berichten darbot, eine Spurweite von wenigstens 6 Fuß 10 Zoll erforderlich.

Die größere Stätigkeit steht wahrscheinlich in direktem Verhältnisse mit der größeren Spurweite; und ich brauche in dieser Hinsicht nur die Worte des Hrn. Wood selbst hervorzuheben. Er sagt nämlich: „Erwägt man die Ursachen, durch welche die verschiedenen |410| Bewegungen der Eisenbahnwagen bedingt sind, so unterliegt es keinem Zweifel, daß eine größere Spurweite der Erlangung dieses Zwekes (nämlich einer ruhigeren und sanfteren Bewegung) günstig seyn muß. Da aber dieser Zwek bisher durch den befolgten Bauplan und durch den dermaligen Zustand der Bahn sowohl als der Wagen vereitelt wurde, so scheint zur Zeit nur soviel festzustehen, daß bei gleichgebauten Bahnen auf jener, an der die Spurweite größer ist, eine mehr sanfte und stätige Bewegung der Wagen zu beobachten seyn wird.“

Was die größeren Kosten anbelangt, welche die größere Spurweite bedingte, so ist Hr. Wood im Irrthume, wenn er sie zu 151,840 Pfd. St. angibt; denn der Mehraufwand beträgt in der That nur 39,000 Pfd. St.

Ich habe über alle diese Dinge meine Ansichten so oft ausgesprochen, und die Gründe, welche mich für die größere Spurweite bestimmen, schon so oft dargelegt, daß ich mir erlaube, aus einem meiner früheren Berichte Folgendes zu wiederholen.

„Man hat behauptet, daß die an der Liverpool-Manchester-Eisenbahn angenommene Spurweite von 4 Fuß 8 Zoll auch für alle Bahnen die geeignetste sey, und daß die Annahme einer anderen Dimension als eine Abweichung von einer Regel, welche durch die Erfahrung als richtig bewährt ist, zu betrachten sey. Diese Behauptung stüzt sich jedoch auf kein Raisonnement; denn angenommen z.B., daß unter bestimmten Umständen sich die Weite von 4 Fuß 8 Zoll wirklich als die möglich beste zeigte, so frägt sichs doch immer noch, welches unter anderen Umständen die besten Dimensionen seyn werden.

„Obschon eine Spurweite von 4 Fuß 8 Zoll der Erfahrung gemäß an Curven von bestimmtem Radius einen gewissen Widerstand erzeugt, so wird eine größere Spurweite doch mit Curven von größerem Radius nur denselben Widerstand mit sich bringen.

„Wenn sich auch an einer Bahn Wagen und Maschinen, besonders aber Räder und Achsen von einer bestimmten Schwere nicht zwekmäßig zeigten, so lassen sich doch an Bahnen mit besseren Gradienten größere Gewichte mit gleichen Resultaten anwenden.

„Wollte man der Great-Western- und der Grand-Junction-Eisenbahn gleiche Spurweiten geben, so hieße dieß in der That praktisch betrachtet an gleichen Bahnen verschiedene Spurweiten benuzen; denn jene Weite, die der einen dieser Bahnen angemessen ist, ist es für die andere nicht, es müßte denn für das empirische Gesez, nach welchem die Spurweite für alle Umstände fixirt wäre, irgend ein mysteriöser, bisher noch nicht erklärter Grund bestehen. Glüklicher Weise ist dieß jedoch nicht länger mehr zu befürchten, indem sich |411| schon viele Autoritäten anführen lassen, welche von dieser vorgeschriebenen Spurweite abgingen, und zwar jedesmal unter Annahme einer größeren Weite.

„Ich nehme es als ausgemacht an, daß bei der Bestimmung der Dimensionen für jeden einzelnen Fall gehörige Rüksicht auf die Curven und Gradienten genommen wird; denn dieß ist eine wesentliche, wo nicht die Hauptbedingung. In dem Berichte, welchen die zur Prüfung der inländischen Bahnen niedergesezte Commission erstattete, finden sich Argumente, welche genau mit jenen übereinstimmen, die in meinem ersten Berichte vom Oktober 1835 vorkommen. In diesem Berichte wird nämlich der mit einer Vergrößerung des Durchmessers der Wagenräder verbundene mechanische Gewinn und die zur Erreichung dieses Zwekes nothwendige Erhöhung der Spurweite dargethan. Es wird gezeigt, daß die Dimensionen der Brüken, der Tunnels und anderer größerer Bauten hiedurch nicht wesentlich influenzirt werden; daß aber andererseits die Umstände, welche diese Erhöhung der Spurweite beschränken, in den Curven der Bahnlinie, in dem verhältnißmäßig größeren Widerstande an den Rampen (und in dieser Beziehung wird gesagt, daß die größere Spurweite sich beinahe nur für sehr ebene Bahnen eignet), und endlich in den größeren Kosten, die sich nur durch einen zu erwartenden großen Verkehr rechtfertigen lassen, zu suchen seyen. Diese allgemeinen Säze auf einen bestimmten Fall angewendet, wird für die irländischen Bahnen eine Spurweite von 6 Fuß 2 Zoll empfohlen. Man gesteht also zu, daß zur Erreichung eines einzelnen Zweites schon, nämlich der Vergrößerung der Wagenräder, ohne daß deßhalb die Kasten der Wagen höher gestellt würden, eine Erhöhung der Spurweite sehr wünschenswerth erscheint; daß dieselbe aber durch gewisse Umstände, nämlich durch die Gradienten und Curven der Bahn und durch den Umfang des Verkehres eine Beschränkung erleidet. Alle diese Argumente und alle Berechnungen führten mich für die Great Western-Bahn zur Annahme einer Spurweite von 7 Fuß.

„Die Gradienten der von der irländischen Commission entworfenen Bahnen sind bedeutend steiler, als jene an der London-Birmingham-Bahn, und um das 4- bis 5fache steiler als jene an der Great-Western-Bahn. Die Curven dieser Bahnen haben keineswegs sehr große Radien. Dessen ungeachtet sagt die Commission, nachdem sie die Spurweite zu 6 Fuß 2 Zoll festgesezt, daß sie, nachdem sie die Frage der Curven in Bezug auf die Ersparniß an Kosten ausführlich erwogen, zu der Ansicht gekommen sey, daß Curven, welche an den englischen Bahnen allgemein als mit kleinem Radius gezogen betrachtet werden, nicht für unverträglich mit einer Spurweite von |412| 6 Fuß 2 Zoll halte. Was endlich den Verkehr anbelangt, so wird dieser an den irländischen Bahnen für nicht so bedeutend gehalten, daß er eine größere Kostenauslage als die durchaus nöthige rechtfertigen könnte, so daß für die Ausführung dieser Bahnen eine Unterstüzung von Seite des Staatsschazes in Antrag gebracht wird. Welches sind nun im Vergleiche mit diesen die Umstände in unserem Falle? Der zu erreichende Zwek ist hier, einen gewöhnlichen Kutschenkasten, der gegen 6 Fuß 6 Zoll Breite hat, zwischen den Rädern unterzubringen; und dazu wird eine Schienenweite von 6 F. 10 1/2 Z. bis 6 F. 11 Z. durchaus nothwendig, und eine Spurweite von 7 Fuß, wenn es mit einiger Leichtigkeit geschehen soll. Dagegen wird aber hiedurch eine andere Anordnung des Kastens möglich, sowie auch die Möglichkeit gegeben ist, alle Arten von Wagen, Miethkutschen und Fuhrwagen zwischen den Rädern unterzubringen. Und welche Gränzen beschränkten die Spurweite der Great-Western-Bahn im Vergleiche mit den irländischen Bahnen? Gradienten, die nur den fünften Theil soviel Gefäll haben, sehr günstige Curven, und ein Verkehr, der wahrscheinlich der stärkste in England seyn dürfte! Ich brauche kein Wort mehr zu sagen, um darzuthun, daß die irländische Commission für die Great-Western-Bahn wahrscheinlich nach denselben Argumenten zu einer Spurweite von 7 F. gekommen seyn würde, nach welchen sie für die irländischen Bahnen eine solche von 6 F. 2 Z. bestimmte.“

Alle diese früher von mir aufgestellten Ansichten scheinen mir in den allgemeinen Schlußfolgerungen des Hrn. Wood, und in den von ihm angeführten Versuchen, wenn man diese in Verbindung mit den neueren Versuchen betrachten will, ihre volle Bestätigung zu finden. Die von ihm im Laufe seiner Untersuchungen vorgenommenen Versuche und jene, welche ich seither anzustellen Gelegenheit hatte, gaben mir manche nüzliche Aufschlüsse über den Betrieb unserer Bahn; und während sie mich in meinen früheren Ansichten bestärkten, brachten sie mich zugleich auch auf viele Mängel, welche beseitigt werden konnten. Ueber den Werth der Gradienten namentlich liefern die Versuche des Hrn. Wood ganz entscheidende Beweise. Nach einem Durchschnitte aus 80 Versuchen, welche er mit den einzelnen Maschinen und mit verschiedenen Lasten an unserer Bahn anstellte, und welche er mir im Manuscripte mitzutheilen die Güte hatte, betrug die Geschwindigkeit beim Hinansteigen einer 8 engl. Meilen langen Rampe mit einem Gefälle von 4 Fuß in der Meile 30 3/4 engl. Meilen in der Zeitstunde; auf der nur eine halbe Meile langen ebenen Streke am Ende dieser Rampe stieg diese Geschwindigkeit auf 32 3/4 engl. Meilen in der Zeitstunde; an den nächsten 7 engl. Meilen, an denen das Gefäll von 4 bis 2 Fuß in der Meile wechselte, stieg sie |413| beim Abwärtsfahren auf 34 3/4 engl. Meilen; und an dem Reste der Bahn, welche mit 2 bis 4 Fuß in der Meile anstieg, fiel sie dann wieder auf 33 3/4 engl. Meilen. Die Geschwindigkeit an lezterem Theile der Bahn war etwas größer, weil der Maschinist, indem sich die Fahrt hier ihrem Ende nahte, den Zufluß von kaltem Wasser an den Kessel mindern oder das Eintragen von frischem Brennmateriale vermeiden konnte. Hieraus ergibt sich beim Ansteigen einer 8 engl. Meilen langen Rampe mit einem Gefälle 4 Fuß in der Meile und beim Hinabrollen über eine 7 engl. Meilen lange Rampe mit einem durchschnittlichen Gefälle von 2 F. 6 Z. ein Unterschied in der Geschwindigkeit von 4 engl. Meilen in der Zeitstunde. Es kann keinen schlagenderen Beweis für den Einfluß geben, den selbst eine sehr geringe Zunahme oder Abnahme in den Gradienten einer Bahn übt; und dennoch hört man häufig die Behauptung, daß, wenn man es einmal zu einem gewissen Grade von Vollkommenheit gebracht hat, ein weiteres Anstreben nach einem gänzlich horizontalen Niveau nuzlos werde!

Die Beobachtungen, welche ich in lezter Zeit an Wagen, die mit großer Geschwindigkeit liefen, zu machen Gelegenheit hatte, überzeugten mich, daß ein sehr großer Theil des bei diesen Geschwindigkeiten sich zeigenden Widerstandes durch das Rollen der Wagenräder von einer Seite zur anderen erzeugt wird. In dem Maaße als diese Ursache beseitigt wird, und es ist kein Zweifel, daß dieß in einem hohen Grade, wo nicht gänzlich möglich ist, wird sich auch der Nuzeffect der Maschine steigern.

Ich muß schlüßlich noch mein Bedauern darüber ausdrüken, daß mir die Kürze des gestekten Termines nicht gestattete, in eine detaillirte Erörterung aller der einzelnen von dem Berichterstatter aufgeführten Versuche einzugehen, und dadurch das System, nach welchem ich bei dem Baue der Great-Western-Eisenbahn verfuhr, noch vollkommener zu rechtfertigen.50)

Anhang.

Wir lassen zur Vervollständigung der Auszüge aus diesen Berichten, welche seither auch ausführlich im Druke erschienen sind, noch Einiges aus einem Aufsaze folgen, den der bekannte Dr. Lardner im Monthly Chronicle unter der Ueberschrift: The Great Western |414| Railway Inquiry publicirte, und der hauptsächlich den Versuchen, welche er in Gemeinschaft mit Hrn. Wood über die Reibung, über den Luftwiderstand, über die Abbiegungen der Schienen, und über die Bewegungen der Wagen auf den Eisenbahnen anstellte, gewidmet ist.51)

Vor einigen Jahren, sagt Hr. Dr. Lardner, machte Hr. de Pambour an der Liverpool-Manchester-Eisenbahn eine Reihe von Versuchen, durch welche er den Widerstand der Luft zu ermitteln hoffte. Die Resultate, zu denen er hiebei gelangte, waren jedoch nichts weniger als genügend, sowie denn auch das von ihm eingeschlagene Verfahren nicht wohl zu richtigen Schlüssen führen konnte.52) Auf eine nähere Beleuchtung seiner Berechnungen einzugehen halte ich hier um so weniger für nothwendig, als wir die Frage des Luftwiderstandes unter einem ganz neuen Gesichtspunkte zu betrachten gedenken.

Der Widerstand, den die Zugkraft durch einen Wagen erfährt, welcher sich mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit auf einer geraden und ebenen Bahn bewegt, wird zum Theile durch die Reibung der Radachsen in den Büchsen, zum Theil durch das Rollen der Radreifen auf den Schienen, zum Theil aber auch durch die Trägheit der Luft, die der Wagen bei seinem Laufe verdrängt, erzeugt.

Bei der großen Genauigkeit im mechanischen Baue, die man dermalen zu erlangen im Stande ist, und mit einem guten Schmiersysteme läßt sich die Reibung in den Büchsen bis auf einen sehr gelingen Betrag vermindern. Der durch die rollende Bewegung bedingte Widerstand aber ist an und für sich schon gering, und zwar selbst unter den ungünstigsten Umständen. Es geht dieß schon daraus hervor, daß man selbst auf der so rauhen Erdoberfläche durch Unterlegen einfacher Walzen ungeheure Lasten mit Leichtigkeit fortzurollen im Stande ist.

Man war der Ansicht, daß der aus diesen beiden Ursachen erwachsende Widerstand bei allen Geschwindigkeiten derselbe bleibt, und daß der Aufwand an Triebkraft, in so fern er hievon abhing, derselbe |415| bleiben müßte, ob die Last mit einer Geschwindigkeit von 5 oder von 50 engl. Meilen durch eine bestimmte Streke bewegt würde. Nur unbedeutende Meinungsverschiedenheiten herrschten hierüber unter den Physikern; denn während Coulomb aus seinen Versuchen auf eine geringe Abnahme der Reibung bei der Zunahme der Geschwindigkeit schloß, behaupten Morin und andere, daß die Geschwindigkeit gar keinen Einfluß auf die Reibung habe. Uebrigens wurden alle diese Versuche bei Geschwindigkeiten angestellt, welche so weit hinter jenen der Eisenbahnwagen zurükbleiben, daß schon deßhalb alle aus ihnen gefolgerten Geseze nur mit größter Vorsicht auf die Eisenbahnen angewendet werden dürfen. Einige der von uns selbst in dieser Beziehung gemachten Beobachtungen lassen uns mit Wahrscheinlichkeit vermuthen, daß die Reibung mit der Zunahme der Geschwindigkeit abnimmt.

Nur auf diese Quellen des Widerstandes allein richteten bisher die mit den Eisenbahnen Beschäftigten ihre ganze Aufmerksamkeit. Sie durch den trefflichsten Bau der Wagen und Maschinen und durch die größte Vollkommenheit der Bahn auf den möglich geringsten Grad zu bringen, war die Aufgabe, welcher die Geisteskräfte der Ingenieurs hauptsächlich zugewendet wurden, und zwar mit einem Erfolge, über den ich hier nichts zu sagen brauche. Gewiß ist, daß auch der kühnste Speculant nie von solchen Wagen, Maschinen und Bahnen träumte, wie man sie dermalen wirklich hat.

Die dritte Quelle des Widerstandes, nämlich die Luft, blieb bei all dem unbeachtet; oder wenn man ihr auch einen Blik zuwendete, so wurde sie doch stets und im Vergleiche mit den anderen Ursachen für so unbedeutend erachtet, daß man sie, ohne die Gefahr eines Irrthumes zu wähnen, mit ihnen zusammenfassen, ihre Wirkung nach denselben Principien berechnen zu können glaubte. Man erhielt hiedurch einen Anschlag für den Gesammtwiderstand, den man für alle praktischen Zweke genügend hielt, und welcher bei der gewöhnlichen Geschwindigkeit der Wagenzüge auf den Eisenbahnen zu 8 bis 10 Pfd. auf die Tonne Bruttolast angenommen wurde. Wir wollen nun sehen, in wiefern diese Annahme durch die aus Versuchen gezogenen Resultate Bestätigung erhielt.

Aus dem vorliegenden Berichte des Hrn. Wood geht hervor, daß man bei der Erforschung des Widerstandes an der Great-Western-Eisenbahn nach dem gewöhnlichen Verfahren zu Werke ging, indem man die Zeit beobachtete, innerhalb welcher ein im Laufe befindlicher Wagenzug in Stillstand kommt. Nimmt man, wie es bisher beinahe immer geschah, an, daß die Reibung die einzige oder hauptsächliche Ursache ist, aus welcher die Bewegung eine Abnahme erleidet, so muß auch |416| zugegeben werden, daß die Geschwindigkeit, welche ein Wagen verliert, wenn er von keiner Kraft getrieben wird, in gleichen Zeiträumen gleich seyn wird. Nach diesem Principe nun entwikelte Dr. Lardner geeignete Formeln, in denen die Wirkung des Bewegungsmomentes der Wagenräder bei der Rotation gehörig in Anschlag gebracht ist. Um die möglich größte Anzahl verschiedener Versuche, aus denen der mittlere Werth der Reibung gezogen werden könnte, zu erhalten, theilte er den Raum zwischen dem Momente, in welchem der Wagen mit einer bekannten Geschwindigkeit entlassen wurde, und dem Momente, in welchem er zum Stillstehen kam, in viele kleine Zwischenräume. Da die Geschwindigkeit in jedem dieser kleinen Zwischenräume beobachtet wurde, so ergab sich für jeden einzelnen dieser Räume der Verlust an Geschwindigkeit, und diese Geschwindigkeit lieferte ein Datum zur Berechnung der Reibung oder des Widerstandes.

Bei der Anwendung dieser Formeln auf eine große Anzahl von Versuchen ergab sich nun ein so unerwartetes Resultat, daß man zuerst einen Rechnungsfehler vermuthen mußte. Es zeigte sich nämlich bei jedem Versuche in dem ersten Raume nach Entsendung des Wagens ein Widerstand, der ganz enorm größer war als der Anschlag, den man bisher je von diesem Widerstande machte; denn, wenn z.B. der Wagenzug mit einer Geschwindigkeit von 30 engl. Meilen entsendet wurde, betrug der berechnete Widerstand nicht 8 oder 10 Pfd., wie er gewöhnlich angenommen wird, sondern 20 Pfd. auf die Tonne. Die Meinung, daß dieß von einem Rechnungsfehler oder von einem Irrthume bei der Beobachtung herkommen könnte, hob sich jedoch bald dadurch, daß alle Versuche und alle Berechnungen ohne Ausnahme zu einem gleichen Resultate führten. Man fand auch, daß der Widerstand sich weit höher berechnete, wenn die Geschwindigkeit bei der Entsendung des Wagens bedeutend war; und daß sich derselbe in den aufeinanderfolgenden Räumen immer niedriger berechnete, je mehr die Geschwindigkeit abnahm, so daß der für den ersten Raum berechnete Widerstand gewöhnlich zwei- oder dreimal größer war, als der für den lezten Raum berechnete.

Da hienach kein Zweifel blieb, daß der Widerstand wirklich weit größer ist, als man bisher dachte, und daß er direct von der Geschwindigkeit abhänge, was bei der Reibung bekanntlich nicht der Fall ist, so mußte die Luft als die Ursache dieses Widerstandes betrachtet werden. Der Luftwiderstand steigert sich nach den Versuchen der Physiker wie das Quadrat der Geschwindigkeit; allein diese Versuche erreichten nie die Geschwindigkeit der Wagen auf den Eisenbahnen und konnten also für diese kein sicheres Datum geben. Nur directe an den Eisenbahnen selbst vorgenommene Versuche konnten daher die |417| Frage zur Entscheidung bringen; denn obwohl die Berechnungen Resultate lieferten, die nicht weit von der Wahrheit abweichen konnten, so konnte man sich da, wo diese Resultate so sehr von dem abwichen, was bisher von allen Praktikern als richtig angenommen war, doch nicht auf sie allein verlassen. Dr. Lardner schlug daher als sogenanntes Experimentum crucis vor, einen Wagenzug mit großer Geschwindigkeit über eine Rampe hinab zu entsenden, und genau zu beobachten, in welchem Maaße sich dessen Geschwindigkeit hiebei steigere. War der aus den Berechnungen gefolgerte Widerstand wirklich durch die Luft bedingt, und steigerte sich dieser Widerstand wie das Quadrat der Geschwindigkeit, so mußte der Wagenzug beim Hinabrollen eine Geschwindigkeit erreichen, welche einen Widerstand erzeugte, der der Gravitation der schiefen Fläche gleichkäme, und in Folge dessen also der Wagenzug keine größere Geschwindigkeit erlangen könnte, sondern mit gleichmäßiger Geschwindigkeit bis zum Fuße der Rampe hinabrollen müßte. Auf gleiche Weise sollte der Versuch an einer zweiten Rampe mit geringerem Gefälle wiederholt werden; denn da an dieser die Gravitation im Verhältnisse ihres Gefälles geringer war, so mußte an ihr schon eine geringere Geschwindigkeit einen Widerstand hervorbringen, welcher der Gravitation das Gleichgewicht hielt. An jeder Rampe hätte hienach eine durch den Widerstand der Luft und das Gewicht des Wagenzuges bedingte Gränze, innerhalb der an ihr eine Steigerung der Geschwindigkeit Statt finden kann, bestehen müssen. Zur Ermittelung dieser Gränze mußte also auch das Gewicht der Wagenzüge bei den verschiedenen Versuchen abgeändert werden.

Die Versuche nun, welche in dieser Weise an der Rampe von Whiston, deren Gefäll 1 in 96 beträgt, und an der Rampe von Madeley, deren Gefäll 1 in 177 ist, angestellt wurden, rechtfertigten ganz und gar die gehegten Erwartungen. An ersterer Rampe erreichte ein mit dem Gewichte von 42 Personen befrachteter Zug von 4 Wagen, der sich mit 30 engl. Meilen in der Zeitstunde bewegte, nach einigen 100 Yards eine Geschwindigkeit von 32 1/4 engl. Meilen, womit er bis an den Fuß der Bahn hinabrollte. Ohne Fracht steigerte sich die Geschwindigkeit derselben Wagen an der Rampe nur bis auf 31 engl. Meilen in der Zeitstunde. An der zweiten Rampe erreichten die Wagen bei gleichen Versuchen eine gleichförmige Geschwindigkeit von 21 engl. Meilen, die sie bis an den Fuß der Schrägfläche beibehielten.

Diese Thatsachen, welche von aller Theorie und Berechnung unabhängig sind, können weder umgangen noch bestritten werden. Eine Last von 18 Ton. hat über eine Rampe von 1 in 96 hinab eine |418| Gravitationskraft von 421 Pfd., und diese Kraft wurde, wie es scheint, durch irgend einen Widerstand aufgehoben, wenn sich die Last mit 32 1/4 engl. Meilen in der Zeitstunde bewegte. Dieser Widerstand war aus der Reibung und aus dem Luftwiderstande zusammengesezt, und zerfällt also, die Reibung wie gewöhnlich zu 9 Pfd. auf die Tonne angenommen, in 162 Pfd., welche auf Rechnung der Reibung, und in 260 Pfd., welche bei einer Geschwindigkeit von 32 1/4 engl. Meil. auf Rechnung des Luftwiderstandes kommen. Allein selbst dieser leztere Anschlag für den bisher vernachlässigten Luftwiderstand ist noch zu gering; denn Dr. Lardner hat durch Vergleichung der an den beiden genannten Rampen erlangten gleichmäßigen Geschwindigkeit, und angenommen, daß sich der Luftwiderstand wie das Quadrat der Geschwindigkeiten verhalte, gefunden, daß der Betrag der Reibung nicht 9, sondern nur um einen unbedeutenden Bruch mehr als 5 Pfd. per Tonne ausmacht; wonach also von obigen 421 Pfd. nur 93 auf die Reibung und 328 auf den Luftwiderstand kämen. Dieser geringe Werth der Reibung ergab sich aus einer Berechnung, bei der nichts weiter vorausgesezt wurde, als daß sich der Luftwiderstand wie das Quadrat der Geschwindigkeit verhalte, und daß die Reibung der zu den beiden Versuchen verwendeten Wagenzüge gleich sey. Die Züge bestanden freilich nicht aus denselben Wagen, allein sie waren in ihrem Baue einander so ähnlich, hatten eine so gleiche Belastung, und liefen auf einer gleichen Anzahl gleich großer Räder, so daß kein Grund vorhanden war, warum die Reibung wesentlich verschieden gewesen seyn sollte. Aus einer Veränderung der Lasten bei den Versuchen an der Rampe von Whiston ergab sich auch, daß der Luftwiderstand nicht merklich von dem Verhältnisse des Quadrates der Geschwindigkeit abwich. Nimmt man nämlich die Quadrate von 31 und 32 1/4, so wird man zwischen diesen beinahe dasselbe Verhältnis, wie zwischen 15,6 und 18, welches die bei den Versuchen angewendeten Lasten waren, finden.

Noch ist Vieles in Betreff dieses wichtigen Gegenstandes zu erforschen übrig, und vieler Versuche bedarf es noch, bevor sich der mittlere Betrag des Widerstandes, den die Luft auf den Eisenbahnen den Wagenzügen entgegensezt, mit einiger Genauigkeit bestimmen läßt. Mittlerweile ist soviel gewiß, daß der Luftwiderstand bei der gewöhnlichen Geschwindigkeit der Wagenzüge ein sehr bedeutender ist. Der durch die Reibung bedingte Widerstand dürfte bereits so weit herunter gebracht seyn, daß jede weitere Verminderung desselben nur von sehr geringem Einflusse auf die Kosten des Eisenbahnbetriebes seyn könnte; denn angenommen, daß es gelänge, die Reibung ganz zu beseitigen, so würde daraus doch nur eine Ersparniß von 20 Proc. |419| an dem dermalen bei dem Personentransporte Statt findenden Kraftaufwande hervorgehen.

Frägt man nun, von welcher Seite denn eine solche Verminderung des Widerstandes zu erwarten sey, wie sie zur Erlangung der von den Ingenieurs beabsichtigten hohen Geschwindigkeit erforderlich scheint, so kommt vor Allem als ausgemachtes Factum zu bedenken, daß jede Steigerung der Geschwindigkeit den Widerstand nicht im Verhältnisse dieser Steigerung, sondern im Verhältnisse des Quadrates der Geschwindigkeit vermehrt. Wenn sich z.B. der an der Rampe von Whiston verwendete Wagenzug mit 60 anstatt mit 30 engl. Meilen in der Zeitstunde bewegen sollte, so würde der Luftwiderstand nicht gegen 328, sondern 1312 Pfd. betragen, wozu dann noch 93 Pfd. für die Reibung zu zählen kommen. Um diese doppelt größere Geschwindigkeit zu erlangen, müßte die Kraft der Maschine also im Verhältnisse von 421 zu 1405 erhöht werden! Wenn nun schon die dermaligen Maschinen so schwerfällig sind, und durch ihr großes Gewicht die Eisenbahnen zu Grunde richten, was ist erst von Maschinen zu befürchten, welche bei einer so ungeheuer großen Kraft eine doppelt größere Geschwindigkeit bekommen sollen? Wir sind gewiß, daß jeder nüchterne Praktiker uns beistimmen wird, wenn wir die Ueberzeugung aussprechen, daß bei dem dermaligen Stande der Kunst eine derlei Geschwindigkeit unthunlich und unpraktisch ist.53)

–––––––––

Wir hängen endlich aus dem Aufsaze des Hrn. Dr. Lardner noch das an, was darin zur Erläuterung der Instrumente, deren er sich in Gemeinschaft mit Hrn. Wood bei den verschiedenen Versuchen bediente, gesagt ist, und was auch das Mechanics' Magazine in seiner Nr. 811 aufgenommen hat.

|420|

Instrument zur Entdekung der senkrechten Abbiegung. – Um die Stabilität der Bahn zu prüfen, entschlossen wir uns, die Wirkungen zu beobachten, welche die Räder beim Hinrollen auf der Bahn auf die Schienen und deren Unterlagen hervorbringen. Hr. Wood erfand zu diesem Zweke ein Instrument, welches aus einem einfachen Hebel bestand, dessen kürzerer Arm entweder unter den Rand der Schiene oder unter einen an der Schiene befestigten Riegelhaken gebracht wurde. Sank die Schiene herab, so wurde der Hebelarm herabgedrükt, und stieg die Schiene empor, so stieg auch der Hebelarm in Folge der größeren Schwere des längeren Hebelarmes. Jede Bewegung der Schiene nach Auf- oder nach Abwärts mußte also an dem entgegengesezten Hebelarme eine entgegengesezte Bewegung erzeugen; und da die Hebelarme von ungleicher Länge waren, so wurde die senkrechte Abbiegung der Schiene durch die Bewegung des längeren Hebelarmes in einem verhältnißmäßig größeren Maaßstabe angedeutet. Um nun diese Abbiegungen, welche gewöhnlich sehr rasch und durch die auf einander folgenden Räder eines Wagenzuges in größerer Anzahl erzeugt wurden, zu registriren, bediente sich Hr. Wood derselben Methode, die bereits an mehreren anderen sich selbst registrirenden Instrumenten in Anwendung gebracht wurde. Ein schmaler langer Papierstreifen rollte sich von einer Walze, auf die er aufgerollt worden, auf eine andere Walze, und lief hiebei über eine Scheibe, gegen die ein an dem längeren Hebelarm angebrachter Zeichenstift drükte. Die Bewegungen, welche der Zeichenstift auf und nieder machte, und welche durch die Abbiegung der Schiene hervorgebracht wurden, hätten, wenn das Papier unbeweglich geblieben wäre, nur eine senkrechte Linie auf demselben verzeichnet; durch die Bewegung des Papieres unter dem Zeichenstifte erzeugte jede einzelne Bewegung des Zeichenstiftes aber eine Wellenlinie, und die Gipfel dieser Wellen deuteten die Größe einer jeden einzelnen Abbiegung an. Drei solcher Instrumente wurden von Hrn. Wood auf einmal angewendet, um die gleichzeitige Abbiegung an verschiedenen Stellen beobachten zu können.

Instrumente zur Messung der seitlichen und horizontalen Abbiegungen. – Nachdem Hr. Dr. Lardner einige Zeit über mit dem eben beschriebenen Instrumente, welches, wie gesagt, nur zur Messung der senkrechten Abbiegung der Schienen bestimmt war, experimentirt hatte, gelang es ihm, Instrumente ausfindig zu machen, mit denen er im Stande war, auch eine ähnliche nach den Seiten oder in horizontaler Richtung Statt findende Abbiegung zu messen. Diese Instrumente bestanden aus einem zusammengesezten Hebel, durch den jede Bewegung des kürzeren Hebelarmes |421| auf das Fünfzigfache gesteigert wurde, so daß, wenn derselbe in horizontaler Richtung um 1/50 Zoll rük- oder vorwärts bewegt wurde, das Ende des längeren Armes sich je nach der Richtung der Bewegung des kürzeren Hebelarmes um einen ganzen Zoll auf- oder niederbewegte. Der kürzere Hebelarm ruhte mit einer gehärteten stählernen Spize auf einer kreisrunden stählernen Scheibe, welche an dem Ende eines kurzen Stabes oder Cylinders, der sich horizontal in Führern bewegte, angebracht war. Das andere Ende dieses Cylinders wurde der Seite der Schiene dargeboten, an der ein gehärteter stählerner Stift, welcher auf der Scheibe ruhte, befestigt war. Der in den Führern bewegliche Cylinder befand sich also zwischen den beiden stählernen Spizen, von denen die eine an der Schiene und die andere an dem kurzen Hebelarme angebracht war. Der längere oder Zeigerarm war mit einem Zeichenstifte ausgestattet, durch den die Angaben des Instrumentes auf dieselbe Weise, wie an dem ersten Instrumente des Hrn. Wood auf Papier verzeichnet wurden. Zwei derartige Instrumente miteinander in Verbindung gebracht, gaben eine vollkommene Darstellung der Wirkung, welche die Wagen auf die Schienen ausübten; denn es ist offenbar, daß die Schiene keine Einwirkung erleiden konnte, welche nicht von dem einen oder dem anderen der beiden Instrumente verspürt, gemessen und registrirt wurde. Mit diesen Instrumenten wurden mehrere hundert Bilder genommen, aus denen nicht nur die Wirkung der Wagen auf die Schienen, sondern auch jene auf die Schienenstühle, Steinblöke oder Holzunterlagen hervorgingen.

Instrument zur Untersuchung der Lage der Schienen. – Außer den angegebenen Instrumenten schlug Hr. Dr. Lardner auch noch ein anderes vor, womit die Lage der Schienen an neuen Bahnen sowohl, als an solchen, die irgend eine Zeit über in Gebrauch gewesen, untersucht und ermittelt werden kann. An einer geraden Bahnlinie sollen sich die beiden Schienen, auf denen die Wagenräder ruhen, auf einem und demselben Niveau befinden, damit der Wagen eine vollkommen horizontale Stellung bekomme. Eine neue Bahn soll so gelegt seyn, daß dieß wirklich der Fall ist; nach einigem Betriebe der Bahn ist jedoch nicht zu erwarten, daß die Schienen noch dieselbe vollkommene Lage haben. Die eine Schiene gibt häufig wegen der verschiedenen Festigkeit der Unterlagen mehr nach als die andere; das Niveau zwischen beiden geht verloren, und der Wagen steht nicht mehr so senkrecht auf ihnen, wie dieß an einer frisch gelegten Bahn der Fall ist. Dr. Lardner gab nun ein Instrument an, welches, wenn es langsam die Schienen entlang hingerollt wird, mit großer Genauigkeit auf Papier verzeichnet, in welchem Grade die Schienen einer Bahnlinie von dem gemeinschaftlichen |422| Niveau abweichen. Das Spiel desselben läßt sich leicht erklären. Eine eiserne Röhre von beiläufig einem Zolle im Durchmesser und einer der Spurweite der Bahn gleichkommenden Länge hat an ihren beiden Enden unter rechten Winkeln zwei an ihren Enden offene kurze Schenkel. Wenn die Röhre in horizontale Stellung gebracht ist, so können die beiden kurzen Schenkel in senkrechte Stellung gebracht werden; und wenn die horizontale Röhre zwischen den beiden Schienenlinien ausgespannt ist, so werden sich die senkrechten Röhren oder Schenkel unmittelbar über der Mitte einer jeden Schiene befinden. Wenn nun dieses Instrument auf einem senkrechten Rahmen fixirt, und auf Räder oder Rollen, die auf den Schienen zu ruhen haben, gesezt worden, so trägt man Queksilber in dasselbe ein, bis die horizontale Röhre ganz, und jede der beiden senkrechten Röhren beiläufig zur Hälfte damit gefüllt ist. Wenn die Räder, auf denen das Instrument ruht, auf den Schienen stehen, so muß das Queksilber in den beiden senkrecht stehenden kurzen Röhren, den Gesezen der Hydrostatik gemäß, auf gleicher Höhe stehen. Wären die beiden Schienen nicht auf gleichem Niveau, so würde das Queksilber in der der tieferliegenden Schiene entsprechenden Röhre höher stehen. Wird das Instrument umgekehrt, so wird sich auch die Stellung des Queksilbers in Bezug auf das Instrument umkehren, und in der über der tieferen Schiene befindlichen Röhre gleichfalls wieder höher stehen. Wenn nun das Instrument, was leicht geschehen kann, so adjustirt ist, daß, wenn die Schienen vollkommen auf gleichem Niveau sind, die Höhe des Queksilberstandes in der einen der Röhren genau bekannt ist, so wird jede Veränderung, welche die Queksilbersäule erleidet, während das Instrument auf den Schienen fortgerollt wird, eine entsprechende Abweichung der Schienen von dem Niveau andeuten; und diese Abweichung wird zweimal so bedeutend seyn, als die Höhe, um welche das Queksilber stieg oder fiel. Damit auch dieses Instrument seine Angaben selbst registrire, brachte Hr. Dr. Lardner auf der Queksilbersäule in der Röhre einen Schwimmer an, der mit dem Queksilber stieg und fiel. An der Stange dieses Schwimmers, welche sich in Führern bewegte, befestigte er einen Zeichenstift, der auf ein Papier, welches auf gewöhnliche Weise in Bewegung gesezt wurde, die Curven verzeichnete, deren Höhe über einer bestimmten Linie die Hälfte der Abweichung der Schienen von ihrem gemeinschaftlichen Niveau andeutete. Unter allen den verschiedenen Instrumenten, zu deren Erfindung die Untersuchung der Great-Western-Eisenbahn Anlaß gab, ist keines von so allgemeinem Nuzen, wie dieses sich selbst registrirende Nivellir-Instrument. Es ist nur zu bedauern, daß man erst so spät auf dasselbe kam, daß es nicht so vielfach angewendet werden |423| konnte, als es zu wünschen war. Sein Nuzen wird übrigens ein bleibender seyn; denn man kann sich desselben bedienen, um zu erfahren, in welchem Zustande sich eine neu gelegte oder eine beliebig lange Zeit gebrauchte Bahn befindet. Seine Angaben lassen von Seite der Baucontrahenten keine Einwendungen zu. Es ist klar, daß sich dessen Nuzen in der Praxis noch erhöhen läßt, wenn man dasselbe noch mit zwei anderen, auf demselben Principe beruhenden Instrumenten, von denen jedes auf einer Schiene zu laufen hätte, in Verbindung brächte. Diese beiden Instrumente würden nämlich, abgesehen von dem Register, welches das Hauptinstrument über die Abweichungen der beiden Schienen von einem gemeinschaftlichen Niveau führt, auch noch alle die Abweichungen von dem Niveau, welche an jeder einzelnen Schiene vorkommen können, aufzeichnen.

Instrumente zur Messung der Schwingungen der Wagen. – Quer über den Boden des Wagens läßt man von einem Schlage zum anderen eine eiserne Röhre laufen, von der aus an jedem Schlage ein senkrechter Arm auf ungefähr 12 Zoll Höhe emporsteigt. Der horizontale Theil dieser Röhre wird mit Queksilber gefüllt, und zwar so, daß das Queksilber auch noch auf einige Zoll über den Winkel, den die Röhre bildet, in den senkrechten Röhren emporreicht. Die Einrichtung ist also derjenigen ähnlich, welche an dem Instrument zum Messen des Niveau's der Schienen getroffen ist. Die Hauptunregelmäßigkeit in der Bewegung der Eisenbahnwagen besteht in einer seitlichen Schwingung zwischen den Schienen, und diese wirkt unmittelbar auf die Queksilbersäule in der Röhre, so daß diese Säule in den senkrechten Röhren in dem Maaße schwanken wird, als die seitlichen Schwingungen des Wagens groß sind. In einem der senkrechten Röhrenarme ist auf dem Queksilber ein Schwimmer anzubringen, dessen Stange mittelst eines Zeichenstiftes auf die oben angegebene Weise die einzelnen Schwingungen auf Papier verzeichnet. – Die Wagen haben aber auch noch eine andere Schüttelbewegung, welche zum Theil aus der seitlichen Schwingung, zum Theil daraus erwächst, daß die eine oder die andere Seite des Wagens sich abwechselnd auf und nieder bewegt, sey es, daß dieß durch die Unregelmäßigkeiten des Niveau's der Schienen, oder dadurch veranlaßt wird, daß die konischen Radkränze in Folge der seitlichen Schwingungen an den Schienen hinauf oder herab steigen. Diese Schüttelbewegung bewirkt, daß ein an der einen oder anderen Seite des Wagens befindlicher Körper abwechselnd und in entsprechenden Zwischenzeiten um eine entsprechende Streke auf und nieder bewegt wird. Diese Bewegung nun wurde auf folgende Weise gemessen. Zur Seite der Wagen wurde einem der Schläge zunächst ein Heberbarometer |424| angebracht, welcher aus einer eisernen Röhre von beinahe einem Zoll im Lichten bestand. Dieser Barometer stieg oder fiel in dem Maaße, als die Seite des Wagens emporstieg oder herabsank, und dadurch ward dem Queksilber eine senkrechte Hin- und Herbewegung mitgetheilt. Ein in dem kürzeren Schenkel des Hebers untergebrachter Schwimmer verzeichnete die Schwingungen gleichfalls wieder auf Papier. – Abgesehen von den beiden angeführten Bewegungen sind die Eisenbahnwagen gleich anderen Wagen mehr oder minder abwechselnden senkrechten Stößen des ganzen Kastens unterworfen, die gleichfalls gemessen werden mußten, obschon sie von allen den Unregelmäßigkeiten der Wagenbewegung die kleinsten waren. Zu diesem Zweke nun diente ein in der Mitte des Wagens angebrachter kleiner, sich selbst registrirender Heberbarometer. – Alle diese drei Instrumente lassen sich an einem und demselben Gestelle anbringen; ihre drei Zeichenstifte haben auf ebensoviele Scheiben, über die sich das Papier bewegt, zu wirken. Die Papierrollen wurden sämmtlich mit einer und derselben Kurbel in Bewegung gesezt, indem diese Kurbel auf eine Schneke und auf ein Räderwerk wirkte, welches so eingerichtet war, daß sich sämmtliche Papiere mit gleicher Geschwindigkeit über die entsprechenden Scheiben bewegten: vor jeder dieser Scheiben befand sich ein Stempel mit dem Buchstaben, welcher die Art der auf das Papier verzeichneten Bewegung andeutete. Alle diese Stempel waren an einer gemeinschaftlichen Stange befestigt, und ließen sich mit einem Male mittelst des zu diesem Zweke angebrachten Hebels in Bewegung sezen. Eine an dem Fenster des Wagens befindliche Person drükte in dem Momente, wo der Wagen an einem Viertelmeilenzeichen vorüberfuhr, mit der Hand auf den Hebel, und drükte dadurch den entsprechenden Buchstaben auf das über die Scheibe laufende Papier. Das Papier wurde demnach durch die Buchstaben in Räume, welche den einzelnen Viertelmeilen gleichkamen, getheilt. Die Angaben dieses Instrumentes fallen so zur Genüge aus, daß man sich nach einem Blike auf die von ihm gelieferten Bilder im Allgemeinen mit großer Sicherheit über den Zustand dieser oder jener Streke der Bahn aussprechen kann. An einer neuen Bahn z.B. ist mit dem Instrumente der Uebergang von einem Durchstiche an einen Damm sogleich zu erkennen, indem an lezterem wegen der Senkungen eine größere Unregelmäßigkeit der Oberfläche zu entstehen pflegt.

|402|

Diese Tabellen, auf welche sich Hr. Brunel bezieht, hat das Civil Eng. and Archit. Journal, wie wir schon oben bemerkten, in seinem Auszuge aus dem Berichte des Hrn. Wood weggelassen.

A. d. R.

|413|

In der am 9. Januar 1839 gehaltenen Generalversammlung der Actionnäre wurde mit 7792 gegen 6145 Stimmen beschlossen, den Bau der Great-Western-Eisenbahn nach dem Brunel'schen Systeme zu Ende zu führen.

A. d. R.

|414|

Unsere Leser werden sich erinnern, daß der Gehülfe des Hrn. Lardner bei diesen Versuchen in Folge einer Unvorsichtigkeit von den Rädern einer Locomotive auf fürchterliche Weise zermalmt wurde.

A. d. R.

|414|

In den mathematischen Formeln, welche de Pambour aufgestellt und deren er sich bei seinen Berechnungen bedient, ist die Wirkung des Bewegungsmomentes der Wagenräder bei beschleunigter oder langsamerer Bewegung gänzlich unberüksichtigt gelassen, so daß diese Formeln in der That die Bewegung einer Schleife, keineswegs aber jene eines auf Rädern ruhenden Fuhrwerkes repräsentiren. Der hieraus erwachsende Irrthum ist da, wo die Wagenräder und Achsen ein so großes Gewicht haben, wie an den Eisenbahnwagen, nichts weniger als unbedeutend.

A. d. O.

|419|

Der gelehrte Dr. Lardner hat auf diese seine Aeußerungen schon manche sarkastische Kritiken in verschiedenen Blättern, und namentlich im Mechanics' Magazine Nro. 808 hinnehmen müssen. Man erinnert ihn beständig daran, daß er die Dampfschifffahrt über den Ocean ein Paar Wochen vor ihrer wirklichen glüklichen Ausführung noch für ganz unausführbar erklärt habe. Man hält ihm vor, daß er auch hier wieder in den Fehler verfallen sey, auf unvollständige Daten ein ganzes Raisonnement zu bauen, ein Fehler, der Mathematikern, die keine Praktiker sind, nicht selten widerfährt. Man frägt ihn, wie er glauben könne, daß die Wagen bei gleichem Baue und gleichem Aeußeren auch gleiche Reibung haben müßten, da doch jeder Kutscher wisse, daß ein Wagen sich leichter führe als ein anderer, selbst wenn er ganz gleich gebaut ist. Man frägt ihn, wie es komme, daß, wenn der Widerstand der Luft so gar ungeheuer ist, bei den lezten heftigen Stürmen die Wagenzüge auf den englischen Bahnen durch den Wind verhältnißmäßig nur wenig später oder früher an den Stationen eintrafen, und dergleichen mehr. Man räth ihm endlich, die Sache noch weiter durch Versuche der mannigfaltigsten Art zu prüfen, bevor er sich zu bestimmten Aussprüchen verleiten lasse.

A. d. R.

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