Titel: de Beuret's verbesserte Eisenbahnen.
Autor: Beuret, Eugene Viscount de
Fundstelle: 1839, Band 74, Nr. LV. (S. 241–248)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj074/ar074055

LV. Verbesserungen an den Eisenbahnen, durch welche das Uebersteigen von Hügeln und Rampen erleichtert werden soll, und worauf sich Eugene Viscount de Beuret, in Moorgate Street, London, am 10. Aug. 1838 ein Patent ertheilen ließ.

Aus dem Repertory of Patent-Inventions. Okt. 1839, S. 193.

Mit Abbildungen auf Tab. IV.

Das Princip meiner Erfindung ist darin gelegen, daß ich für die Räder der Locomotive eine eigene Bahn lege, und zwar eine Bahn, die eine größere Adhäsion darbietet, als die für die Wagenzüge bestimmten Schienen, damit auf diese Weise bedeutendere Hügel und Rampen überstiegen werden können. Ferner beruht meine Erfindung aber auch auf der Anwendung eines Apparates, durch den der zu großen Geschwindigkeit, welche die Züge beim Hinabrollen über die Rampen erlangen würden, Einhalt gethan werden soll.

Wenn die Kraft der Locomotiven so zu Nuzen gebracht werden könnte, daß man mit ihnen Rampen, die ein Gefäll von mehr als 5 in 1000 (welches bisher als das Maximum gilt) haben, zu befahren im Stande wäre; wenn man wirksamere Hemmvorrichtungen als die bisherigen zu Gebot hätte, und wenn es Kraft dieser möglich wäre, die Züge ohne alle Gefahr über stärkere Gefälle hinabrollen zu lassen, so würden viele dermalen an den Eisenbahnen nöthige Krümmungen, Ausfüllungen, Durchstiche, Viaducte, Tunnels etc. wegfallen und die Anlagekosten mithin bedeutend vermindert werden. Und wenn auch der Verkehr auf einer Bahn von solcher Größe wäre, daß es nicht so gar viel auf die Größe des Anlagecapitals ankommt, so ließen sich auf diese Weise doch höhere Interessen oder Erträgnisse erzielen, indem die Maschinen im Stande seyn würden, längere Wagenzüge und größere Lasten über die an den Bahnen vorkommenden Rampen zu schaffen. Endlich sielen auch in manchen Fällen die Kosten und Unannehmlichkeiten stehender Maschinen weg, und beim Hinabrollen über stärkere Gefälle hinge das Leben der Reisenden nicht länger mehr von der Festigkeit einer Kette ab.

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Die Mittel, welche beim Uebersteigen stärkerer Gefälle in Anwendung zu kommen haben, müssen nothwendig nach den zur Verfügung stehenden Geldmitteln und nach den Localverhältnissen in ihren Details mannichfach abweichen. Je geringer die Adhäsion zwischen den Schienen und den Rädern der Wagenzüge, um so leichter wird das Ziehen von Statten gehen, und eine um so größere Geschwindigkeit wird man erreichen können. Für die Locomotive dagegen ist der Mangel an Reibung nicht immer so vortheilhaft und wünschenswerth; denn wenn an den dermaligen Bahnen eine nur unbedeutende Steigung vorkommt, so verliert die Locomotive ihren Halt; ja selbst auf ganz ebenen Bahnen leidet ihre Kraft, wenn die Schienen durch irgend eine Veranlassung schlüpfrig geworden: so zwar, daß man die Räder schon mehr dann Einmal umlaufen sah, ohne daß sich die Wagen dabei von der Stelle bewegt hätten. Alles dieß rührt davon her, daß die Räder der Maschine auf einer zu glatten Oberfläche zu laufen haben. Um Abhülfe hiefür zu schaffen, seze ich den Wagenzug auf die eisernen Schienen, welche für die Last nie glatt genug seyn können; dafür gebe ich aber, um die Zugkraft der Treibräder der Locomotiven zu erhöhen, der Locomotive eigene Schienen, die so eingerichtet sind und aus einem solchen Materiale bestehen, daß die Treibräder der Maschine einen festeren Halt auf ihnen bekommen, als sie auf der eisernen Oberfläche, auf welcher der Zug läuft, haben können. Auf den gewöhnlichen Landstraßen können die Pferde, welche hier die Triebkraft liefern, festen Fuß fassen; dagegen steht aber den Wagen ein zu großer Widerstand entgegen. Auf den Eisenbahnen ist es umgekehrt, denn an diesen laufen die Züge allerdings leicht, allein die Maschine hat zu wenig Halt. Nach dem von mir erfundenen Systeme soll nun dem Motor eine seiner Wirkung angemessene, einen Widerstand bedingende Oberfläche, der Last hingegen eine Oberfläche, auf der sie sich so leicht als möglich bewegt, gegeben werden. Die Schienen, welche ich für die Maschinen anrathe, und deren man sich entweder nur an den Rampen oder die ganze Bahn entlang bedienen kann, sind je nach dem Gewichte der Wagenzüge, nach der für sie gewünschten Geschwindigkeit, nach den zu Gebot stehenden Materialien, und nach den aufzuwendenden Kosten verschieden. Sie können aus Granit, aus erdharzigen Cementen, aus einer Lage harten Materials, wie man es gewöhnlich zum Straßenbau verwendet, oder aus gut mit Pech eingelassenen, der Länge nach gelegten oder auch stehenden Holzblöken, die oben mit kleinem Kiese oder mit Metallplatten von geringerer Härte als das Eisen bedekt sind, bestehen. Die zulezt erwähnten Materialien können in die Rinne von Schienen, die man |243| eigens zu diesem Zweke aus Gußeisen oder einer anderen geeigneten Substanz anfertigen läßt, eingelassen werden; denn die Adhäsionsschienen brauchen nicht breit zu seyn, indem die Reibung an ihnen von dem Druke und nicht von der Ausdehnung der Oberflächen abhängt. Der Bau dieser Schienen ist je nach dem Baue der Treibräder der Maschine, den ich sogleich näher angeben will, verschieden.

Mein Zwek läßt sich auf verschiedene Weise erreichen, und zwar 1) indem man den Rädern der Locomotiven zwei Durchmesser, von denen der kleinere für die ansteigenden Rampen bestimmt ist, gibt. Die beiden Adhäsionsschienen brauchen nicht über einige Zoll Breite zu haben, und können außerhalb der beiden eisernen Schienen gelegt werden, wo dann die für die Locomotive bestimmte Bahn eine größere Breite bekommt als jene, auf der die Wagen laufen. Dieß ist gewiß vortheilhaft; denn man ist dabei im Stande, den Locomotiven eine größere Wirksamkeit zu geben, was um so leichter geschehen kann, als diese eine größere Stätigkeit erheischen als die Wagen. In diesem Falle sind jedoch die Adhäsionsschienen auf ebenem Wege ebenso nothwendig wie an den Rampen.

2) Kann man, wenn sich die Adhäsionsschienen außerhalb befinden, den Rädern der Locomotive so breite Felgen geben, daß sie, wenn die Bahn eben ist, auf den eisernen Schienen, bei ansteigenden Bahnen aber auf den Adhäsionsschienen aufruhen. Die Adhäsionsschienen müssen in diesem Falle um einige Zoll höher gelegt seyn als die eisernen Schienen; auch muß die Steigung anfangs sehr allmählich beginnen, damit das äußere Rad sich auf das Niveau der Adhäsionsschienen erheben kann.

3) Wenn man sowohl für die Locomotive als für die Wagen gleiche Entfernung zwischen den Schienen bestehen lassen will, so kann man eine der Adhäsionsschienen an der äußeren, die andere dagegen an der inneren Seite der eisernen Schienen anbringen. Die Locomotive wird dann, wenn man sich einer Rampe annähert, auf die Adhäsionsschienen hinüber geleitet, und an einem etwas langen Kettengliede die auf den eisernen Schienen verbleibenden Wagen nach sich ziehen. Auf vollkommen oder beinahe horizontalem Boden können die Adhäsionsschienen wegbleiben; doch wird, wenn sie gelegt sind, dieselbe Locomotive schwerere Lasten zu ziehen im Stande seyn. Dieses System eignet sich deßhalb auch sowohl für horizontale Niveaux als für Rampen. Die Geschwindigkeit wird durch die Adhäsionsschienen |244| keine Beeinträchtigung erleiden; denn die Locomotive wird für sich allein eine viel größere Geschwindigkeit haben, als sie ein ganzer Wagenzug haben kann, und die Wagen werden mit Ausschluß der Locomotive ihren Lauf auf den eisernen Schienen fortsezen.

Der Grab des Gefälles, welches mit Hülfe der Adhäsionsschienen überwunden werden kann, wird von der Gewalt abhängen, welche erforderlich ist, um das Rad der Locomotive, wenn man sich dasselbe gesperrt denkt, auf den verschiedenen, zu den Adhäsionsschienen verwendeten Materialien glitschen zu machen. Da die Räder festeren Fuß fassen können, so wird die ganze dermalige Kraft benuzt werden können, und hiedurch wird es möglich, stärkere als die dermalen gebräuchlichen Gefälle zu übersteigen, ohne daß man zu stehenden Maschinen oder Hülfslocomotiven seine Zuflucht zu nehmen brauchte. Außerdem kann man aber bei diesem Systeme den Schienen, da sie nur die Wagen und nicht auch die Maschine zu tragen haben, und da sie mithin weit weniger der Abnüzung ausgesezt sind, eine geringere Stärke geben; und wenn man endlich anstatt der beim Personentransporte wünschenswerthen Geschwindigkeit zum Waarentransporte einer großen Kraft bedarf, werden die Räder besser in den Boden eingreifen und mithin weit besser ziehen.

Die Haupteinwendungen, welche man gegenwärtig gegen die Rampen machen kann, beruhen nicht bloß auf der Schwierigkeit, womit deren Uebersteigung verbunden ist, sondern auch auf den Gefahren, denen man beim Hinabrollen über sie ausgesezt ist. Außer der Kraft des Hemmschuhes ist nämlich nichts als die Kette der stehenden Maschine vorhanden, was aufhaltend wirkt: d.h. das Leben einer zahlreichen Menschenmenge hängt davon ab, inwiefern eine Kette, die bei ihrer Länge gar leicht einem Bruche ausgesezt ist, in gutem Zustande erhalten werden kann. Die dermalen gebräuchlichen Hemmschuhe können, welches auch ihre Kraft seyn mag, den Wagenzug nur in eine Reihe von Schlitten umwandeln; und ein Schlitten wird, wenn man ihn auf einer stark geneigten und dabei glatten Schiene sich selbst überläßt, in Kürze eine beinahe unbeschränkbare Geschwindigkeit erlangen. Um eine so gewaltige Locomotivkraft wie die auf den Eisenbahnen gebräuchliche in Zaum zu halten, darf der Widerstand nicht an den sich bewegenden Körpern angebracht werden; es ist vielmehr nöthig, an der Bahn selbst für zwekmäßige Widerstandsmittel zu sorgen. Der Widerstand, welcher abgesehen von den gewöhnlichen Hemmnissen, wirkt, muß mit dem Grade des Gefälles im Verhältnisse stehen, und darf nicht von der Sorgfalt und Aufmerksamkeit |245| des Conducteurs abhängen. Das beste Mittel zur Hemmung der Geschwindigkeit ist nun in der Reibung zu suchen; deren Wirkung muß dem gewünschten Grade des Drukes entsprechen, und kann durch den Hebel, der unter allen Mechanismen der einfachste ist, vermehrt werden.

Da die Hauptaufgabe in Mäßigung der Geschwindigkeit liegt, so habe ich dem hiezu bestimmten Apparate den Namen Moderator gegeben. Seine Anwendung kann auf sehr verschiedene Weise geschehen; eine der einfachsten ist folgende. Zwischen den Schienen sind zu beiden Seiten der Achse der Bahn auf horizontalen, fest in den Boden einzurammenden Trageblöken zwei kleine, aus Holz oder Metall bestehende Balken, welche mit einander einen Winkel bilden, der sich gegen den Scheitel der Rampe zu öffnet, zu befestigen. Die oberen Enden dieser Balten werden sich dem herab gelangenden Wagenzuge darbieten, und sich dabei um einen eisernen Zapfen drehen, während deren untere Enden auf zwei gut fixirte Federn drüken. Die Kraft dieser Federn muß so berechnet seyn, daß sie die in Folge des Gefälles Statt findende Zunahme der Geschwindigkeit ausgleichen, und dem Durchgange einer an dem Wagen angebrachten Reibungsvorrichtung gehörigen Widerstand entgegensezen. Die hierauf bezüglichen Vorrichtungen sieht man in Fig. 1 bis 3 abgebildet. Damit die Hemmung der Geschwindigkeit allmählich erfolge, und damit die anfangs schwache Wirkung immer mehr und mehr Kraft erlange, wird es gut seyn, wenn man der inneren Oberfläche der beiden Balken eine leichte Biegung gibt, so daß die Reibung anfänglich zwischen zwei beinahe parallelen Oberflächen Statt findet. Der unter dem Wagen angebrachte Reiber, welcher aus Fig. 4 bis 6 erhellt, wird bei seinem Eintritte in die von den beiden oberen Theilen der Balken gebildete Oeffnung bewirken, daß sie sich um ihre Achsen drehen, und beim Auseinandertreiben der unteren Enden mit dem in der Abbildung ersichtlichen Hebelarme auf die Federn drüken, wodurch die Geschwindigkeit unterdrükt wird. Ist der Wagen vorübergegangen, so werden die Balken von den Federn wieder in ihre frühere Stellung zurükgetrieben, damit sie den nächstfolgenden Wagen abermals denselben Widerstand entgegensezen. Das Aufhalten oder die Retardirung erfolgt demnach hier abgesehen von den kleineren Reibungen durch die Wirkung der Federn, auf welche der Hebelarm drükt, und durch die Reibung an den Oberflächen der mit Eisen beschlagenen Balken. Da die Wagenzüge im Allgemeinen von geringerer Länge sind als die Abhänge, so dürfte es minder kostspielig seyn, und zugleich wird man auch eine mehr regelmäßige Bewegung |246| erlangen, wenn man die Federn unter dem Wagen befestigt, und wenn an der Bahn dafür eine ununterbrochene Reibungsvorrichtung angebracht wird. Bei dieser Einrichtung, welche eigentlich das Umgekehrte von der zuerst beschriebenen ist, und welche man in Fig. 7 bis 9 sieht, muß in der Achse der Bahn ein aus Holz oder Metall bestehender, mit Messing oder Eisen beschlagener Hemmbalken angebracht werden. Die Dike dieses Balkens, der dem Druke ausgesezt ist, welchen die an den Wagen befestigten, einander gegenüber liegenden Federn ausüben, muß an einem und demselben Abhange je nach dem daran vorkommenden verschiedenen Gefälle verschieden seyn, damit der Druk der Federn stets mit der Neigung der Bahn in gehörigem Verhältnisse bleibe. Dieser Apparat ist sehr einfach, und erheischt keineswegs, daß an der Bahn eine große Anzahl von Moderatoren angebracht werde. Da jedoch der Hebelarm, welcher die Kraft der Federn erhöht, keinen Theil desselben ausmacht, und da die Wagen sowohl das Gewicht der Federn als auch jenes der hölzernen oder eisernen Träger oder Stüzen derselben zu tragen haben, so kann der Apparat, wenn er nicht zu schwer werden soll, nur einen gewissen Grad von Widerstand leisten. Er wird demnach an sehr langen und steilen Abhängen nicht ausreichen. Für Fälle der lezteren Art, die glüklicher Weise selten eintreten, rathe ich zur Anwendung eines nach demselben Systeme gebauten Wagens, an welchem durch kräftige Federn ein so großer Widerstand, als man für nöthig und thunlich erachtet, hervorgebracht wird. Dieser Wagen, der an so starken Gefällen den Wagenzügen beigegeben werden soll, wird deren Geschwindigkeit auf einen beliebigen Grad ermäßigen. So wie man also an den Bahnen zur Erhöhung der Geschwindigkeit die gewöhnlichen Schienen hat, ebenso wird es jezt auch Aufhaltschienen (moderating rails) geben; und so wie beim Ansteigen steiler Rampen für außerordentliche Verstärkung der Kraft gesorgt ist, ebenso ist beim Hinabrollen über steile Gefälle für außerordentliche Aufhaltvorrichtungen gesorgt. Wohlfeiler würde der Apparat kommen, wenn man statt des ohne Unterbrechung fortlaufenden Balkens einzelne, mehr oder weniger weit von einander entfernte Reiber von größerer oder geringerer Breite anbrächte; wenn die in Fig. 8 ersichtlichen Federpaare durch zwei Zapfen ersezt würden, so daß sie den in der Bahnachse angebrachten Reibern einen offenen Winkel darböten; und wenn man unter den Wagen den Arm eines Hebels anbrächte.

Wenn eine Locomotive, deren Treibräder auf einer in der Mitte befindlichen Bahn zu laufen hätten, thunlich befunden werden sollte, so ließe sich bei dem Baue der mittleren oder centralen Bahn |247| eine wichtige Anwendung des von mir aufgestellten Princips machen. Der obere Theil dieser Bahn könnte nämlich zur Erleichterung des Ansteigens der Rampen aus den die Adhäsion vermehrenden Materialien gebaut werden, während die seitliche Oberfläche zur Steigerung des Widerstandes beim Hinabrollen bestimmt seyn konnte.

Man braucht nicht ausschließlich Stahlfedern anzuwenden, indem auch Dampf, Holz und Luft dem fraglichen Zweke entsprechen können. Die Anwendung der Dampffedern hat jedoch ihre Schwierigkeiten. Hölzerne Federn lassen sich an einer Art von Moderator, wie ich ihn in Fig. 1 bis 3 angegeben habe, anbringen. Luftfedern, an denen ein Cylinder und Kolben nöthig ist, dürften sich in Fällen, wo eine sehr rasche Passage Statt findet, vortheilhaft bewähren. Die Kolben brauchten nicht so gar genau zu passen, da die Luft zum Entweichen nicht genug Zeit hat. Eine Kraft von drei oder vier Atmosphären könnte auf diese Weise einem sehr einfachen Apparate eine bedeutende Widerstandskraft mittheilen. Endlich könnte man in manchen Fällen mit Vortheil auch Excentrica anstatt der Federn anwenden.

Die Moderatoren müssen je nach der Steilheit und Länge der Abhänge mehr oder minder kräftig und mehr oder minder von einander entfernt angebracht werden. Im Allgemeinen dürften aber sehr kräftige und dafür weiter von einander entfernte Moderatoren nicht zwekmäßig seyn; im Gegentheile ist es vielmehr räthlich, dieselben so glatt als möglich zu machen und sie einander sehr nahe zu bringen, damit ihre Wirkung eine ununterbrochene und nicht stoßweise werde. Um zu verhüten, daß wenn die ersten Wagen in ihrem Laufe angehalten worden, die nächstfolgenden nicht auf sie hinauf rennen, soll der erste Moderator sehr schwach und die folgenden immer stärker und stärker seyn, damit die Geschwindigkeit der ersten Wagen nicht eher gänzlich gehemmt wird, als bis auch die nachfolgenden zwischen die Moderatoren gelangt sind. Ueber die gewöhnliche Länge der Wagenzüge hinaus sollen die Moderatoren von gleicher Kraft gemacht werden. Wenn sich ein Wagenzug einem steilen Abhange nähert, muß, wie es schon dermalen zu geschehen pflegt, dessen Geschwindigkeit ermäßigt werden; denn es wäre unklug, die Wagen mit ihrer ganzen Geschwindigkeit in die zur Hemmung derselben bestimmten Vorrichtungen einlaufen zu lassen.

In den beifolgenden Figuren ersieht man die Hauptformen der fraglichen Hemmvorrichtungen. Die Dimensionen derselben müssen |248| sich nach der Steilheit der Rampen richten, und das Material, aus welchem sie gebaut werden, wird nach Localverhältnissen gewählt werden müssen.

In Fig. 1, 2 und 3 sind AB, AB kleine Balken, welche einen Winkel mit einander bilden. Sie öffnen sich, wenn der Reiber E zwischen sie eintritt und gegen die Federn C, C drükt, wobei sie jedoch an den Pflöken D, D befestigt bleiben. E ist ein aus Messing oder Holz bestehender und mit eisernen Reibungsplatten versehener Reiber. F sind die an den Balken AB befestigten eisernen Reibungsplatten. G, G sind die Träger der Federn. H, H ein Stük, welches die Enden der Federn aufnimmt und leitet. a, a zeigt die Stellung, in welcher die Entfernung zwischen den beiden kleinen Balken der Breite des Reibers gleichkommt.

In Fig. 4, 5 und 6 ist AB die Unterlage des Wagens; C, D ein Querbalken; E ein Reiber aus Messing; G, G ein Hülfs- oder Verstärkungsapparat. F, F sind die kleinen, in den ersten Figuren deutlicher dargestellten Balken. H, H, H Stüzen.

In Fig. 7, 8 und 9 ist A der Hemmbalken, welcher aus Messing oder aus Holz, das mit Messing oder Eisen beschlagen ist, bestehen kann. B, B sind Reibungsplatten, welche von den Wagen herabhängen und an den Stangen C, C, C aufgehängt sind. D, D die Federn, welche die Reibung hervorbringen. E, E, E Arme, welche die Federn tragen. F, F, F Stüzen der Federn. G, G Stüzen, welche an dem ununterbrochenen Balken der Wirkung der Reibungsplatten entgegen zu wirken haben.

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