Titel: Bericht über Arnoux's System Krümmungen von Eisenbahnen zu befahren.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1840, Band 78, Nr. XXXV. (S. 174–188)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj078/ar078035

XXXV. Ueber das von Hrn. Arnoux vorgeschlagene System, um mit den Locomotiven und Waggons auf Eisenbahnen Krümmungen von jedem Halbmesser ungestört befahren zu können; ein der französischen Akademie der Wissenschaften erstatteter Bericht.

Aus den Comptes rendus 1840, 2me Sem., No. 3.

Hr. Arnoux hat der Akademie vor zwei Jahren eine Abhandlung über sein System, alle Krümmungen von Eisenbahnen zu befahren, eingesandt; derselben war auch ein vollständiges Modell beigegeben; die Commissäre der Akademie36) sprachen damals den Wunsch aus, daß Versuche im Großen angestellt werden möchten, um die Hoffnungen, wozu es nach der Theorie berechtigte, zu rechtfertigen oder zu widerlegen. Hr. Arnoux beeilte sich diese Versuche anzustellen, und zwar in einem wahrhaft ungewöhnlichen Maaßstabe; sie kosteten nicht weniger als 150,000 Fr. Alle Hindernisse, welche bei der Locomotion vorkommen können, wie Abhänge und Steigungen, Kreuzungen von Wegen, gerade aber durch krumme verbundene Linien, krumme Linien in entgegengesezten Richtungen, ohne Zwischenglied aufeinanderfolgend und Krümmungen von sehr kleinen Halbmessern, waren auf einer Bahn bei Saint-Mandé vereinigt, welche 1142 Meter lang einen geschlossenen Cirkel bildet. Bei dieser Anordnung konnte man auf die Abfahrtsstelle beliebig oft zurükkommen, ohne weder dort noch anderswo anzuhalten. Wirklich durchfuhr man auch an einem einzigen Tage 60 Kilometer37), und die Streke, welche die |175| Waggons während der ganzen Dauer der Versuche zurüklegten, beträgt 600 Kilometer. Um aber auch den Einfluß von solchen Krümmungen kennen zu lernen, wie sie niemals beim Absteken von Eisenbahnen vorkommen können, war ein kleiner vollkommen geschlossener Cirkel von 18 Meter Halbmesser mit der Hauptbahn durch zwei Arme von 30 Meter Halbmesser verbunden, welchen Cirkel der Wagenzug, wenn er sich einmal darin befand, unaufhörlich durchlaufen konnte. Der Zug bestand gewöhnlich aus der Locomotive, dem Tender, zwei Personenwagen und einem Transportwagen. Die Widerstände wurden durch dynamometrische Apparate genau gemessen, und zwar von dem hierin so bewanderten Capitän Morin selbst.

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Das Arnoux'sche System besteht im Wesentlichen darin, daß die an einer und derselben Achse angebrachten Räder von einander vollkommen unabhängig sind und sich um die Achsenträger, welche sie halten, bewegen; ferner in der freien Aenderung der Richtung, welche die Achsen auf einer horizontalen Ebene um die Reibnägel, auf welchen sie ruhen, haben; endlich in dem vollkommenen Zusammenhange von Wagen zu Wagen durch gegliederte steife Deichseln, welche an jedem Ende an den Reibnägeln befestigt sind und sich nach der Achse der Bahn selbst in ihren Gelenken bewegen. Durch diese lezte Vorrichtung ist der ganze Zug wie eine lange Kette nicht ausdehnbar, aber vollkommen biegsam in allen seinen Theilen.

Die beiden ersten Bedingungen sind unerläßlich, wenn ein Wagen auf gekrümmter Bahn nicht einen weit größeren Widerstand finden soll als in gerader Linie. In der That ist es nothwendig, wenn dem so seyn soll, daß die Achsen jeden Augenblik den zu durchlaufenden Curven entsprechende Richtungen und zu gleicher Zeit die äußeren Räder, indem sie über die sich am weitesten ausdehnende Krümmung rollen, die größte Geschwindigkeit annehmen. Es genügt nicht, daß diese zu jeder Zeit stattfindenden Bedingungen erfüllt werden können, sondern dieß muß geschehen; es ist unumgänglich nothwendig, daß alle Achsen unausgesezt geleitet werden. Die ersten Versuche von Holz- und Eisenbahnen in den Bergwerksstollen boten auch wirklich mehrere Mittel dar, um beweglichen Achsen die gewünschte Richtung zu geben. Es war z.B. eine eiserne Stange senkrecht an der ersten Achse befestigt, welche zuweilen an ihrem unteren Ende mit einer horizontalen Rolle versehen war und in einen zwischen den beiden leitenden Krümmungen der Bahn ausgehöhlten Falz eingriff. Man hat auch seitdem solche horizontale Rollen gesehen, welche aber zu einem ganz besonderen Zwek bestimmt waren, nämlich an einigen jener kleinen Wägen, auf äußerst schmaler Bahn, wie sie zu den russischen Rutschbergen gehören. Warum hat man denn in dem großen Problem der Locomotion auf Eisenbahnen die alten Versuche so schnell aufgegeben? Warum hat man sich einem ganz anderen Systeme hingegeben? Weil die ersten Mittel der Lenkung unzulässig wurden, sobald man die Geschwindigkeit vermehren wollte; weil bei schlecht geführten oder freien Achsen die Waggons jeden Augenblik aus der Schiene treten würben, troz des Hindernisses, welches die perpendiculäre Seitenkante oder die verticalen Flächen der Schienen den Räderrändern entgegensezen; weil auch wirklich die Reibung dieser Seitenkanten und der Ränder die Achse und den ganzen Wagen, indem sie die Bewegung des Rades erschwert, beinahe zum Stehenbleiben bringen würde. Auf |177| den geraden Theilen einer Bahn sollen die Achsen unwandelbar senkrecht auf die Achse der Waggons stehen. Vor Allem suchte man also diese Perpendicularität auf eine bleibende Weise herzustellen. Nach diesem ersten Schritt konnte es nur von Vortheil seyn, auch die anderen zu thun, nämlich die Achsen in einem Stüke mit den Rädern zu machen, indem sie sich in den an dem Kasten des Wagens befestigten Büchsen um sich selbst zu drehen haben. Hiedurch werden die Räder vollkommen in verticaler Stellung erhalten, und die Last, indem sie sich durch nahe bei ihrem Stüzpunkt gelegene Theile auf die Achsen wirft, strengt sie nicht so an, als wenn sie direct auf dem Mittelpunkt ihrer Länge ruht. So ist das gegenwärtige System. Für gerade Linien ist es vollkommen befriedigend; aber diesen Linien wird alles Andere geopfert. Bei Curven ist das Parallelstehen der Achsen wirklich ein Fehler; die Verbindung der Räder, welche sie zwingt, gleiche Geschwindigkeit anzunehmen, ist ein zweiter Fehler. Die Notwendigkeit, keine Uebertreibung in diesen Uebelständen eintreten zu lassen, wirkt sogar auf die geraden Theile der Bahn zurük, indem sie verbietet, die Breite der Bahn zu vergrößern, und hiedurch mehr und mehr die Dauerhaftigkeit der Wägen zu sichern. Allerdings hat man, wenigstens theilweise, den erwähnten Uebelständen durch sinnreiche Vorrichtungen abgeholfen, wie durch Räder mit konischen Felgen, durch das Rollen der äußeren Räder auf dem Umkreis ihrer Ränder, was bekanntlich das Verfahren des Hrn. Laignel ausmacht; allein diese Mittel können nur den von den Rädern abhängenden Fehlern abhelfen. Die sich von dem Parallelismus der Achsen herschreibenden Mängel bestehen noch. Soll man mit Absicht und im Voraus etwas Spielraum lassen, um einen gewissen Grad von Convergenz möglich zu machen? In England hat man dieses gethan, aber, da die Mittel fehlten um die Achsen zu leiten, mit nachtheiligem Erfolge, den man übrigens aus den angegebenen Gründen im Voraus hätte bemessen können. Man ist daher, so bald man von dem gewöhnlichen Systeme der Waggons abweichen will, unvermeidlich hingewiesen, die Mittel aufzusuchen, um den Achsen die gewünschte Richtung zu geben. Schreiten wir zur Untersuchung, wie Hr. Arnoux diese Aufgabe gelöst hat.

Sein System zerfällt in drei Haupttheile. Diese sind:

1) Das besondere und specielle Mittel, die erste Achse des ersten Wagens zu lenken,

2) das gewöhnliche Mittel, die erste Achse jedes folgenden Wagens zu lenken,

3) das Mittel, um bei jedem Wagen der schon bestimmten Richtung der ersten Achse jene der zweiten zu unterwerfen.

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Jeder dieser Punkte erheischt einige Auseinandersezung.

Die erste Achse des Zuges führt am Ende zurükgebogener Gabeln vier in beinahe horizontalen Flächen bewegliche, von Oben nach Unten und von Innen nach Außen leicht geneigte, sich im Rollen gegen die Seitenkanten oder vielmehr gegen die Verticalfläche der Schiene stüzende Rollen. Diese Rollen erfahren, wenn sie gut angepaßt sind, gar keinen anderen Widerstand als den durch das Fortrollen entstehenden, weil die sie tragende Achse sie verhindert, mit ihrer Fläche horizontal aufzuliegen. Die Mittelpunkte derselben befinden sich an den vier Eken eines rechtwinkeligen, zwischen den Schienen sich mit sehr wenig Spielraum bewegenden Viereks. Die Abweichungen der Seiten dieses Viereks, folglich auch die darunter mitbegriffenen Abweichungen der parallelen Achse auf die Querseiten (Transversalseiten) können nur von der dem Verhältnisse zum gegebenen Spielraum und der Breite des Viereks selbst entsprechenden Größe seyn. – Ein solches System von Führern ist vortrefflich. Es hat mit jenen früher vorgeschlagenen verticalen Rollrädchen nichts gemein. Es braucht wohl nicht bemerkt zu werden, daß Rollen nur in Ansehung der Fläche, auf welcher sie fortrollen, als Führer dienen können, und daß die verticalen Ränder der Schienen hier jene Flächen sind, in Bezug auf welche die Bewegung geleitet werden muß. Die führenden Rollen des Hrn. Arnoux haben eher einige Aehnlichkeit mit der einzigen Rolle an gewissen Karren in Bergwerken. Noch größer möchte man die Aehnlichkeit finden, wenn man sie mit einigen jener für die russischen Berge erfundenen Rollen vergleicht; doch fällt einem bei diesen sogleich ein bedeutender Unterschied auf, der darin besteht, daß diese mehr dazu bestimmt sind, ein Gleiten zu verhindern, als den Achsen eine gewisse Richtung zu sichern. Wirklich war bei einer so schmalen Bahn die convergirende Richtung der Achsen von gar keinem Belang; es genügte, wenn die Rollen von dem Kasten des Wagens getragen wurden. Man sieht sie manchmal auch in Seitenfugen angebracht, um jedem möglichen Fall des Austretens vorzubeugen. Etwas Aehnliches könnte im Großen nicht angewandt werden.

Wir wollen nun einmal untersuchen, ob Hrn. Arnoux's Rollen nicht auch neben den ihnen eigenthümlichen Vortheilen, welche sie vor allem bisher zu demselben Zweke Vorgeschlagenen auszeichnen, irgend einen bedeutenden Mangel darbieten. Hierüber scheint die Erfahrung entschieden zu haben. Niemals haben die Rollen aus der Schiene zu treten gedroht; niemals gab es auf dem Wege einen Bruch; ihre Oberfläche war etwas schnell abgenuzt, dann waren sie eben von weichem Gußeisen, während die Schienen ihre Rauhigkeit |179| noch beibehalten hatten. Nachdem hierauf die Rollen noch mit einem stählernen Reis umgeben worden waren, war auch diese Abnüzung ganz unerheblich. – Man wollte sich ferner überzeugen, ob sie alle zur Führung des Zuges unentbehrlich seyen. Allein mit nur einer Rolle war es unmöglich, weiter zu kommen; in den ersten Augenbliken blieben die Waggons schon stehen. Aber einige Augenblike sind auch schon hinreichend, um die fehlende Rolle zu ersezen.

Ein Zufall, der aber mit dem Systeme in keiner Gemeinschaft steht, hat zu einer Beobachtung Gelegenheit gegeben, welche aufbewahrt zu werden verdient. Bei einem Bahnwechsel war der bewegliche Theil der Schiene (aiguille) geschlossen geblieben. Die Locomotive und der Zug verließen also die Schienen, was die Rollen zwang, in den Boden zu schneiden, wobei eine derselben zerbrach. Aber die Spize der sie tragenden Gabel hörte nicht auf in die Erde zu dringen, und trug hiedurch sehr glüklicher Weise schnell und sicher dazu bei, die erlangte Geschwindigkeit aufzuheben.

Sieht man, wie die Rollen des ersten Wagens einerseits, indem sie sich in die Schienen einrahmen, die Führung sichern, und andererseits, wie sie das Hingleiten des Räderrandes an den Seitenkanten in eine Reibung des Rollens umwandeln, so frägt man sich, ob es nicht gut wäre, ein ähnliches System für alle folgenden Achsen anzuwenden. Diesen Gedanken hatte Hr. Arnoux gleich anfangs. Allein die Kosten der Anschaffung und des Unterhalts, welche sie verursachen würden, wären schon ein genügender Grund, diese Idee zu verwerfen, wenn nicht der noch triftigere vorhanden wäre, daß die beständige Erhaltung aller dieser Rollen in genau abgemessener gehöriger Höhe äußerst schwierig ist.

Auch nimmt Hr. Arnoux, indem er die Anwendung der Rollen auf die erste Achse des Zuges einschränkt, und sie vielleicht, was die Commission gut zu heißen geneigt ist, nur noch auf die lezte Achse erstrekt, ein ganz anderes System zur Leitung der zwischen diesen befindlichen Achsen an. Dieses System umfaßt zwei Haupttheile.

Der erste derselben ist die Verbindung der zweiten Achse jedes Wagens mit der ersten; sie entspricht in ihren Wirkungen der Einrichtung der Wägen des Admirals Sidney Smith, des Hrn. Dietz, und selbst einigen älteren, wenn gleich etwas mangelhafteren Versuchen, unterscheidet sich aber durch eine neue Lösung der Aufgabe. – In jedem Wagen trägt jede Achse in ihrer halben Länge einen Kranz (couronne), durch welchen ein Reibnagel geht; zwei Ketten mit flachen Ringen ziehen sich um die Kränze, und sind, indem sie sich in dem zwischen ihnen liegenden Raum kreuzen, an ihrem Umkreise befestigt. Die zweiten Achsen werden auf diese Weise gelenkt, denn |180| wenn die erste Achse bei einem gegebenen Wagen sich nach einer Richtung dreht, so dreht sich die zweite eben so viel in der entgegengesezten Richtung. Die derart unter sich verbundenen Achsen eines und desselben Wagens bleiben, wenigstens was eine unmittelbare Einwirkung betrifft, vollkommen unabhängig von den Achsen des vorausgehenden und des nachfolgenden Wagens. Es bleibt demnach noch, und dieser Theil des Arnoux'schen Systems ist ganz neu, bei jedem Wagen die Richtung der ersten Achse zu bestimmen. Hr. Arnoux läßt dieß einzig von dem Winkel, welchen die steife Deichsel dieses Wagens mit dem Baume des anderen Wagens macht, abhängen. Am Ende dieses Baumes ist zur Herstellung der gewünschten Verbindung ein kleiner, mit dem Kranze der zweiten Achse concentrischer Kranz befestigt, von welchem lezteren er aber unabhängig ist. Dieser kleine Kranz führt mittelst gekreuzter Ketten den ersten Achsenkranz des folgenden Wagens. Was die Zugkraft (effort de traction) betrifft, so sezt sich diese vollkommen durch die Deichseln fort; die Ketten bezweken nur die Drehung der Kränze um ihre Achse.

Damit die beiden Achsen des vorausgehenden und die erste Achse des folgenden Wagens gegen das Centrum des Kreises convergiren, welcher durch ihre drei Reibnägel geht, muß der Halbmesser des kleinen, am Baume befestigten Kranzes zu den Halbmessern der Achsenkränze in einem Verhältnisse stehen wie die Länge der Deichsel zu der Summe der Längen dieser Deichsel und des sie leitenden Baumes. Die Lösung ist nur dann streng, wenn die Deichsel und der Baum von gleicher Länge sind; ist aber in einem anderen Verhältniß als dem der Gleichheit so nahe, sobald der Halbmesser der Curve mehr als zehnmal so lang als der Wagen ist, daß die Differenz praktisch vernachlässigt werden kann. Noch mehr: die approximative Lösung könnte sogar einigen Vortheil gewähren, indem sie gestattet, die Länge der Deichseln etwas zu vermindern, wodurch eben sie bei dem Uebergange von einer Curve zur anderen, von einer geraden Streke auf eine gebogene, und umgekehrt, weniger ungenau wird. Uebrigens besteht das Verdienst der Lösung nicht in einer geometrischen Strenge, welche die Anwendung nie in Ausführung bringt. Sie besteht darin, zu verhindern, daß bei falschen Richtungen die sehr engen Gränzen überschritten werden, in einer der Art fortgesezten Führung ohne Schnellung (sans à-coups), so daß die Abweichungen, so zu sagen auf der Länge des ganzen Zuges, sich einander ausgleichen und aufheben. Wollte man ein Beispiel des Vorzugs gewisser approximativer Lösungen vor den genauen, so würde es genügen, Watt's, dem Getriebe der Dampfmaschinen substituirtes, Parallelogramm anzuführen.

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Uebrigens hat die Erfahrung gezeigt, daß die fortgesezte Verbindung des Systems sein erster Vorzug sey. Man konnte den Versuchen in Saint Mandé zufolge, welche die Benuzung vollkommen fertiger Theile betrafen, dieselben Kränze auf Bäume und Deichseln von sehr ungleicher Länge anwenden, ohne daß ein bedeutender Mißstand dadurch entstanden wäre. Doch mußten nothwendig die Widerstände hiedurch etwas vergrößert werden. Es ist demnach gleichwohl nothwendig, die vortheilhaftesten Verhältnisse anzunehmen.

Eine ähnliche Bemerkung muß hinsichtlich des Anlegens der Curven auf dem Boden gemacht werden. In St. Mandé kömmt man von einer Curve von 100 Meter Halbmesser beinahe unmittelbar auf eine andere von 30 Meter oder auf eine gerade Linie; nicht aber, ohne daß man auf den Uebergangspunkten eine etwas unangenehme Erschütterung erleidet. Offenbar kann man in der Praxis, ohne von den Vortheilen des Systems etwas aufzugeben, die Verbindung sanfter machen, indem man nach und nach von einer Curve zur anderen übergeht. Es liegt wenig daran, ob man in einer völlig regelmäßigen Kreislinie oder in einer Reihe von Kreislinien fahre, wenn nur irgend einer dieser Bögen, der um die Länge eines Baumes oder einer Deichsel verlängert wurde, nicht von dem ihm vorangehenden oder folgenden perpendiculär gegen seine Krümmung in einem größeren Abstand als dem nothwendigen Spielraum zwischen den Wagenrändern und den Seitenkanten der Schienen abweicht. Es gibt Fälle, wo die eben besprochene sanfte Vereinigung von weniger Belang ist, wo man, wie in St. Mandé, Krümmungen von sehr verschiedenem Halbmesser beinahe ohne Uebergang mit einander verbinden kann. So z.B. bei einer Ausweichbiegung, welche man mit der Hauptbahn verbinden will. Die Schnelligkeit beim Eintritt und folglich die Centrifugalkraft werden nie so groß seyn, daß eine etwas rasche Veränderung der Richtung eine sehr schädliche Wirkung haben könnte. Der kleine Kreis von 18 Metern Halbmesser in St. Mandé bietet ein solches Beispiel einer in einen engen Raum eingeschlossenen Ausweichung, und hat die Eigenthümlichkeit, daß ein Zug, komme er von welcher Seite er wolle, dieselbe betreten und wieder verlassen kann, sowohl um dahin, woher er kam, zurükzukehren, als um seinen Weg fortzusezen.

Hiedurch fällt, wenigstens größtentheils, einer der diesem neuen Systeme gemachten Haupteinwürfe hinweg, nämlich jener, welcher die Schwierigkeit oder die Unmöglichkeit betrifft, den Zug in gewissen Fällen rükwärts gehen zu lassen. In gerader Linie ist die rükgängige Bewegung jedenfalls möglich; in St. Mandé ist man um mehr als 50 Meter zurükgefahren. Aber auf einer Krümmung, wenn ihr |182| Halbmesser klein ist, kann nicht rükwärts gefahren werden. Es ist nicht der Kraftbedarf in schräger Richtung, welchem man diese Unmöglichkeit direct zuschreiben darf, sondern daran liegt es, daß sich die Lenkung nach dieser Richtung nicht den Achsen mittheilt, und durch nichts wird deutlicher dargelegt, daß diese Fortpflanzung der Lenkung unentbehrlich ist. – Uebrigens muß man, wenn es sich von rükgängiger Bewegung handelt, die Ideen, auf welche das alte System nochwendig führen mußte, nicht auf das neue übertragen. Beim gewöhnlichen Systeme würde das Rükwärtsfahren eines einzigen Wagens die Anwendung einer Drehscheibe nothwendig machen, wenn der Wagen hinten nicht völlig so wie vorne beschaffen ist und hiedurch eben so gut in einer wie in der anderen Richtung sich bewegen kann. Bei dem vorgeschlagenen Systeme ist die Anwendung der Drehscheiben niemals unentbehrlich, weil mittelst eines kleinen Kreises von sehr kleinem Halbmesser ein ganzer Zug sich selbst wieder begegnen und auf den von ihm hinterlassenen Weg wieder zurükkehren kann. Es bleibt also für die Notwendigkeit eines unmittelbaren Rükwärtsfahrens der einzige Fall eines auf der Bahn zugestoßenen Ereignisses übrig. Aber man muß dann einigen Augenbliken Verlust keine große Wichtigkeit geben. Um den Zug umzugestalten und ihn zur rükgängigen Bewegung zu eignen, genügt es z.B., wenn jeder Baum vorne einen kleinen Kranz wie jenen am Hinteren Ende trägt, an welchen man mittelst einiger Schrauben die zur Richtung der Achsen notwendigen Ketten anpaßt.

Ein weiterer Einwurf knüpft sich an das eben Besprochene. Sind diese unentbehrlichen Ketten stark dem Zerbrechen unterworfen? Vorerst ist leicht einzusehen, daß sie nur eine sehr geringe Anstrengung zu ertragen haben, die darin besteht, die Kränze umzudrehen; die den Zug fortreißende Kraft pflanzt sich ausschließlich auf die Deichseln und Bäume fort. Sezen wir jedoch den Fall, daß eine Kette breche oder sich losmache. Dieser ist auch bei den Versuchen in St. Mandé bei einer die beiden Kränze eines und desselben Wagens verbindenden Kette eingetreten. Die losgerissene Kette hing hinab, ohne daß man es gewahr wurde. Eine ganze Streke wurde zurükgelegt, ehe die Führer des Zuges, von Außen her, aufmerksam gemacht wurden, um den Zug anzuhalten. Dieß beweist, daß wenn auch die Gesammtheit der Richtungsmittel nothwendig ist, diese Mittel doch auch ohne üble Folgen auf einem zwischen den Enden liegenden Punkt weggelassen werden können. Das gemeinschaftliche Zusammenwirken aller Theile des Systems erhält schon auf der Bahn diese einzige, der besonderen Leitung entblößte Achse. Uebrigens ist bei einem solchen Fall in ein paar Augenbliken abgeholfen.

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Ein ansehnlicher Vorzug dieses Leitungsmittels ist, daß durch dasselbe so wenig verdorben wird. Hieran ist die Sanftheit der Bewegung Schuld, welche ohne große Geschwindigkeit geschieht, folglich ohne Stoß. Die rasche Bewegung lenkender Rollen an jeder Achse würde zu viel schnellerem Verderbniß Anlaß geben. Hr. Arnoux wendet sie auch wirklich deßhalb nur da an, wo sie unentbehrlich sind.

Nachdem wir nun auf besondere Fälle sich Beziehendes untersucht haben, werden wir, wenn wir die gewöhnliche Locomotion betrachten, sogleich anerkennen müssen, daß beim Abgang eines Zuges die Schwierigkeit, ihn bei dem neuen Systeme von der Stelle zu bringen, größer seyn wird, als bei den gewöhnlichen Zügen, wo jeder Wagen sich für sich zu bewegen anfängt, ehe er durch die Strekung der Ketten den folgenden nach sich zieht. Doch glauben wir nicht, daß hieraus jemals ein bedeutender Uebelstand erwachsen könne. Uebrigens wurde dieser Punkt schon in Hrn. Poncelet's Bericht besprochen. Man darf einen Umstand nicht vergessen, welcher bei der Abfahrt den articulirten und unausstrekbaren Trains des Hrn. Arnoux zum Vorzug gereicht, daß es nämlich keine Stöße gibt, welche man bei den gewöhnlichen Trains in dem Augenblik empfindet, in welchem sich die Ketten spannen.

Was den wesentlichsten Punkt, den zu besiegenden Widerstand, betrifft, fragen wir, ob, wenn bei dem vorgelegten Systeme der Zug einmal im Gang ist, während der ganzen Dauer der Bewegung Ursachen vorhanden sind, die den mittleren Werth dieser Bewegung mit Bestimmtheit vergrößern könnten. Wenn man diesen Widerstand in den Krümmungen vermindert hat, wurde er deßwegen in den geraden Linien, welche doch immer den größten Theil ausmachen, vermehrt? – Ehe wir die hierüber gemachten Versuche anführen, prüfen wir das in der Frage Gegebene. – Es kann hierüber hinsichtlich der Reibung der Achsen ein Zweifel eintreten. In dem neuen Systeme beweglicher Achsen ruht die Last auf der Mitte ihrer Länge. Dieses Verhalten, verbunden mit der Erweiterung der Bahn, nach welcher man trachten soll, scheint eine Vergrößerung in dem Durchmesser der Achsenträger, folglich auch eine Vermehrung des Widerstandes, nach sich zu ziehen. Unter übrigens gleichen Umständen ist es sehr wahr, daß es bei den gegenwärtigen Waggons von Vortheil ist, die Last in der Nähe des Endes der Achsen ruhen zu lassen. Man pflegt den Büchsen, innerhalb welcher sich diese Achsen bewegen, 0,055 Meter Durchmesser zu geben. Bei den großen Diligencen auf gewöhnlichen Straßen, wo die Last auf dem Mittelpunkte der Achsen ruht, wie bei Hrn. Arnoux's Waggons, haben die Achsenträger einen Centimeter mehr an Breite (0,065 Meter). Hr. |184| Arnoux hatte bei den zuerst zu seinen Versuchen gebrauchten Waggons dieses Maaß angenommen, und offenbar muß durch die Reibung der Achsenträger eine etwas zu große Reibung entstehen. Aber in Betracht, daß die Diligencen auf den gewöhnlichen Straßen oft sehr heftige. Stöße erfahren, welche bei Eisenbahnen nicht vorkommen, zweifelte Hr. Arnoux nicht, daß die Achsen seiner Wägen nicht auch auf denselben Durchmesser reducirt werden könnten, wie jene der Waggons mit parallelen Achsen, und hat diese Reduction an einem Waggon lezter Classe des Zuges bei seinem Versuche ausgeführt. Man wird sagen können, daß dann eine noch größere Reduction bei den Waggons mit parallelen Achsen wird stattfinden können, und daß in dieser Beziehung ihnen am Ende immer der Vorzug gehöre. In diesem Betreff wird die Frage wohl nicht mit Gewißheit entschieden werden können und immer schwebend bleiben, besonders wenn man betrachtet, wie lang man nach dem Arnoux'schen Systeme die Büchsen der von einander unabhängigen Räder machen kann. Diese Länge ist eine Gewähr gegen die Abweichungen von der Fläche, auf welcher die Räder rollen. Es scheint nicht, daß diese Fläche bei dem Systeme freier Räder minder gut eingehalten werde als bei dem Systeme zusammenhängender Räder, wenigstens was die Dauer betrifft, die diese Räder haben können. Diese Dauer ist bei dem gegenwärtigen Systeme nicht sehr groß. Man weiß, mit welcher Genauigkeit gußeiserne, mittelst der Achsen zusammenhängende Räder sich drehen sollen. Man weiß auch, wie schnell die Verticalränder dieser Räder sich durch die Reibung an den Seitenkanten der Schienen in den Krümmungen abnüzen. Hrn. Arnoux's System macht diese Widerstände verschwinden. Es wird also den Rädern eine größere Dauerhaftigkeit verschaffen oder sie in minderer Vollkommenheit und Festigkeit anzuschaffen gestatten. So waren bei den Versuchen in St. Mandé einfache hölzerne, eisenbereifte und, anfangs wenigstens, nicht gedrehte Räder. Die Ränder waren, statt aus einem Stüke mit den Felgen zu seyn, eiserne, flach aufgesezte und an dem Körper des Rades durch Holzschrauben befestigte Reife; und doch wurde alle die verschiedenen Krümmungen von so kleinem Halbmesser hindurch, beim Durchfahren einer so großen Streke, keiner dieser so leicht gearbeiteten Reife weder hinweggerissen noch sonst merklich verdorben. Ist dieß, wenn das Verderben der Reise einigermaßen zum Maaßstabe dienen kann, nicht ein Beweis, daß eine außerordentlich häufige Ursache einer, auf directem Wege schwer abzuschäzenden, Zerstörung beinahe vollkommen aufgehoben wurde? Ist man nicht auch zu der Hoffnung berechtigt, daß diese Verringerung der Kosten die Vermehrung der Reibung der Achsen, wenn ja eine |185| solche stattfindet, mehr als aufwiegt? Ein Beweis derselben Art, wie der eben erwähnte, ein materieller Beweis wird ferner darthun, daß die Räder vollkommen gut erhalten und die Achsen dem Zwek entsprechend geleitet wurden. Während dieser langen Versuche hat man die so gewöhnlichen schädlichen und unangenehmen Bewegungen niemals merklich verspürt, welche bei den gegenwärtigen Eisenbahnen mit dem Namen Zikzak (lacet) Bewegungen bezeichnet werden. Die einzige Bemerkung, welche bei sehr großer Geschwindigkeit gemacht werden konnte, betraf die, übrigens sehr unbedeutende, Neigung der Wagenkästen, die von der Centrifugalkraft herrührte. Auch dieser Umstand hätte durch eine kleine Erhöhung der äußeren Schiene gemildert werden können.

Wir kommen jezt zur Bemessung des Total-Widerstandes mittelst des Dynamometers. – Dieser ist Folge der eigenthümlichen Bewegung der Luft, des von den Waggons auf die unbewegte Luft ausgeübten Stoßes, der Reibung der Achsen mit ihrer Umgebung, des Rollens der Räder auf den Schienen, des Gleitens ihrer Ränder über ihre Seitenfanten, der Schnellungen, der Beschleunigungen und des Zurükbleibens im Gang der Trains, welche der beste Conducteur nicht verhindern kann und deren Einfluß durch die Größe der bewegten Masse beträchtlich wird. Alles dieses ist nun einer Aenderung fähig durch das Anziehen der Schrauben (serrage des écrous), durch das Schmieren der Büchsen, den hygrometrischen Zustand der Luft, die mehr oder weniger feste Beschaffenheit der Schienen. Was den Einfluß dieser lezteren betrifft, genügt es, an die schönen akustischen Figuren zu erinnern, welche das Vorüberfahren der Waggons oft in dem die Schienen umgebenden Sand erzeugt. – Die zuerst zu lösende Frage mußte natürlich die seyn, ob bei dem Arnoux'schen Systeme der Widerstand auf den gerade laufenden Stellen fühlbar eben so stark sey, wie auf den Krümmungen der Bahn. Im ersten Versuche, der mit nicht gedrehten Rädern und mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 4 Metern auf die Secunde angestellt wurde, fand man für die gesammte Hauptbahn, die aus geraden Linien und Krümmungen von 50 und 150 Metern Halbmesser besteht, das Verhältniß des Widerstandes zur Last = 1/175. – Bei einem anderen Versuche mit denselben Rädern verschiedener Belastung und einer für die Secunde ungefähr 3,8 Meter betragenden Geschwindigkeit fand man in dem kleinen Kreise von 18 Metern Halbmesser den Widerstand im Mittel mehrerer Fahrten 1/175 – 1/177' welche Zahl mit der obigen von der Gesammtbahn angegebenen übereinstimmt. Nachdem die Räder gedreht worden waren, fiel der mittlere Widerstand auf der Gesammtbahn auf 1/204 herab, wobei |186| die Geschwindigkeit immer ungefähr 16 Kilometer auf die Stunde blieb. Die Reibung auf den geradlinigen Stellen zeigte sich bei diesen Versuchen jener auf den kreisförmigen von 50 Metern Halbmesser gleich, nämlich = 1/215. – Mit denselben gedrehten Rädern, aber unter leichter Berührung der Chairs von einer Rolle stieg der Widerstand auf 1/193. Die geradlaufenden Stellen, mit den Curven von 50 Metern Halbmesser verglichen, gaben Brüche = 1/200 und 1/202.

Die erste Frage schiene denn hiemit gelöst: die Krümmung der Bahn vermehrt den Widerstand nicht.

Auch stellen die Versuche klar die Notwendigkeit dar, daß die Räder abgedreht und die Rollen genau angepaßt werden. – Daß die angeführten Zahlen die auf die Horizontalebene reducirten Widerstände ausdrüken, braucht wohl nicht erwähnt zu werden. Obwohl diese Zahlen von den gewöhnlich angenommenen wenig differiren, fand es die Commission doch angemessen, auf die gewöhnlichen Eisenbahnen dynamometrische Instrumente anzuwenden, wozu die Ingenieure von Saint-Germain und Versailles mit vieler Zuvorkommenheit die Mittel schafften.

Das mittlere Resultat zweier Reihen am 3. März d. J. auf der Bahn von St. Germain erhaltener Werthe, bei von jener bei St. Mandé wenig abweichenden Geschwindigkeiten und in der Richtung der Fahrt gehendem Winde, der ungefähr die Geschwindigkeit des Zuges hatte, war 1/200 horizontalen Widerstandes, wie bei den Versuchen in St. Mandé. Bei etwas conträrem Winde beträgt der Widerstand 1/170. Bei günstigem Winde und frisch geschmierten Büchsen vermindert sich die Bruchzahl bis auf 1/252. Die Mittelzahl ist demnach eher über als unter 1/215. – Diese Versuche sind jedoch troz ihrer übereinstimmenden Resultate weit entfernt, die so zusammengesezte Frage über den Widerstand auf den Eisenbahnen in allen ihren Theilen zu beantworten. Wir müssen aber bemerken, daß wir nur die unter den möglichst gleichen Umständen und mit denselben Apparaten anzustellende Vergleichung zweier Systeme zur Aufgabe hatten.

Wir müssen noch zum Vortheil des Arnoux'schen Systems hinzufügen, daß die starken Träger der Achsen aller dieser Wägen ohne Anstand hätten auf Durchmesser von 55 Millimetern zurükgeführt werden können, und daß dann bei einem eher zu schwachen als zu starken Reibungscoefficienten der mittlere Widerstand auf der St. Mandé-Bahn sich auf 1/230 reducirt hätte.

Fassen wir den Inhalt des Gesagten zusammen, so ist durch die Versuche in St. Mandé die Gleichmäßigkeit der Reibung und des Widerstandes auf den Krümmungen sowohl als den geraden |187| Theilen der Eisenbahnen, wenn die Wägen nach dem Systeme des Hrn. Arnoux gebaut sind und die Geschwindigkeiten nicht gewisse Gränzen übersteigen, vollkommen dargelegt. Diese Versuche würden demnach, wenn es nöthig wäre, die in dem ersten Berichte entwikelten theoretischen Betrachtungen noch unterstüzen; sie würden praktisch beweisen, daß die Convergenz der Achsen die unerläßliche Bedingung guter Locomotion auf gekrümmten Schienen ist, und daß das vom Erfinder angewandte Verfahren, um diese Convergenz zu bewerkstelligen, die wünschenswertheste Genauigkeit besize. Wenn wir unsere Behauptungen, welche die mit jenen des alten Systems verglichenen Reibungen des neuen Systems betreffen, weniger entschieden hinstellen, so geschieht dieß, weil wir nicht in den Stand gesezt waren, die Versuche auf den gewöhnlichen Bahnen hinlänglich zu vervielfältigen, und weil es sehr schwer ist, sie unter völlig gleichen Umständen auszuführen. Die vollkommene Identität der Umstände wird gewiß Niemanden als eine zu weit getriebene Genauigkeit (un raffinement d'exactitude) erscheinen, wenn wir erwähnen, daß einmal ein sich, d.h. seiner Schwerkraft überlassener Zug mit der mittleren Geschwindigkeit von 4 Meilen auf die Stunde von Versailles nach Asnières hinabfuhr, während wenige Tage zuvor, vielleicht durch die bloße Wirkung einer anderen Schmiere, oder durch den (momentanen) Zustand der Schienen, derselbe Zug auf dem Wege stehen geblieben war. Indessen müssen wir erinnern, daß – wenn man auch der Schwäche der bei Erbauung der Arnoux'schen Bahn angewandten Schienen, so wie der Schwäche der Chairs und dem so kleinen Muster von Querschwellen gar keine ungünstige Einwirkung zuschreiben will – durch die einzige begründete Reduction des Durchmessers der Achsen auf 55 Millimeter, die aus der Gesammtheit der Versuche in St. Mandé berechnete Reibung weniger als 1/230 betrug, ein Resultat, welches im gewöhnlichen Dienst irgend einer Eisenbahn wahrscheinlich noch niemals übertroffen wurde.

Die Möglichkeit, daß die zur Lenkung der Locomotive bestimmten Rollen und die die Convergenz der Achsen bezwekenden Ketten brechen, und die Zufälle, welche daraus hervorgehen könnten, wurden im Vorausgehenden sowohl a priori als auch nach den Resultaten der Versuche gewürdigt. Man darf sich, wie uns scheint, von ihr nicht gegen die Sache ernsthaft einnehmen lassen.

Das Arnoux'sche System vermehrt demnach, so weit es beurtheilt werden kann, die Zugkosten auf keine merkliche Weise. Was die Sicherheit betrifft, scheint dieses System die furchtsamsten Gemüther zu beruhigen. Hr. Arnoux hat also das schwierige Problem, das er sich zum Gegenstand gemacht hatte, wie es scheint, vollkommen |188| gelöst. In Zukunft werden die Ingenieurs weniger sorgfältig zu vermeiden haben, bei ihren Eisenbahnanlagen um ein Beträchtliches von der geraden Linie abzuweichen, und die Hindernisse jeder Art zu umgehen, deren Wegschaffung zu verlangen sie sich bis heute gezwungen sahen. Die kostspieligen, durch Berge gebahnten Straßen werden nicht mehr so oft nöthig seyn; endlich werden die Ausweichungen vermehrt werden und hiedurch vielleicht die einfachen Bahnen an vielen Orten ausreichen, wo nach den gegenwärtigen Methoden zwei Bahnen unerläßlich waren.

Wenn längere Erfahrungen mit den neuen Wägen nicht unvorhergesehene Schwierigkeiten an ihnen entdeken lassen, so wird sich der Name des Hrn. Arnoux sehr ehrenvoll jenen unserer Landsleute anreihen, welche durch die Erfindung der Cylinderkessel und des mittelst verlorenen Dampfes hervorgebrachten Schornsteinzuges auf den Eisenbahnen Geschwindigkeiten gebräuchlich gemacht haben, die ursprünglich sogar in einigen Versuchen Niemand zu erreichen gehofft hätte. Die Commission glaubt, nach langer und gewissenhafter Untersuchung, der Akademie den Antrag stellen zu müssen, dem sinnreichen Systeme von Locomotiven und gegliederten Wägen, welches Hr. Arnoux derselben vorgelegt hat, ihre Gutheißung zu gewähren.38) Arago, Berichterstatter.

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Den Bericht, welchen Hr. Poncelet im Namen der Commission der Akademie damals erstattete, findet man im polyt. Journal Bd. LXVIII. S. 409.

A. d. R.

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Hr. Prof. Dr. Hermann, Mitglied der Akademie der Wissenschaften in München, welcher eine solche Probefahrt mitmachte, berichtet über Arnoux's Erfindung in seiner Schrift „die Industrieausstellung in Paris im Jahre 1839 (Nürnberg 1840, bei Schrag)“ Folgendes:

„Mit einer Geschwindigkeit von 8 Lieues per Stunde fuhr der Dampfwagen mit zwei Personenwagen die engen Krümmungen einige duzendmal ohne Unfall, doch gestehe ich, daß wenn jedesmal der Wagen auf einer der Krümmungen dicht an einer Mauer wendete, die gar zu einleuchtende Möglichkeit, an diese geschleudert zu werden, gerade kein angenehmes Gefühl hervorbrachte. Das Wesentliche der Erfindung besteht darin, daß der Dampfwagen, wie die Waggons, |175| nicht, wie gewöhnlich, durch Ketten, sondern durch Eisenstangen mit Scharnieren verbunden sind. Die Räder sind an den Achsen beweglich, welche selbst sich um Zapfen drehen, auf denen der Wagen mittelst Federn ruht. Mit den Achsen sind Ringe von Holz verbunden, um welche an ihnen befestigte Ketten laufen, die wie innere sich kreuzende Tangenten mittelst Eisenstäben die Hinter- und Vorderachse desselben Wagens und so fort die Vorderachse des nächsten Wagens mit der hinteren des vorhergehenden verbinden, so daß, wenn die Vorderachse des ersten Wagens gedreht wird, sämmtliche Achsen aller übrigen sich nach und nach in die Richtung eines Radius derselben Curve stellen. In solcher Weise sind die Achsen aller Wagen mit der Vorderachse des sechsräderigen Dampfwagens verbunden. Um nun diese erste Achse selbst in dem Augenblik, wo ihre Räder in eine Curve eintreten, senkrecht auf die Curve zu stellen und darauf zu erhalten, sind an dieser Achse unten zwei Gabeln von Eisen, an deren Enden eiserne, etwa 1 Fuß im Durchmesser haltende Rädchen oder Rollen sich befinden, welche unmittelbar vor und hinter jedem der beiden Räder dieser Achse unter den vorspringenden inneren Rand der beiden Bahnschienen greifen und theils das Ausglitschen verhindern, theils jedesmal einen solchen Druk von den gekrümmten Schienen erleiden, daß die richtige senkrechte Stellung der ersten Achse auf die Schienen erfolgt. Bis diese Wirkung vor sich gegangen, ist der Wagen schon ein Stük in die Krümmung eingerükt und die Achsen der übrigen Wagen finden sich bei ihrem Eintritt in die Krümmung jedesmal richtig gestellt. Bloß die arbeitenden Räder des Dampfwagens, die, wie sich versteht, fest auf ihrer Achse sizen, sind außer dieser Verbindung; sie sind ohne Rand, beträchtlich breit, und ihre Achse steht schief auf den Curven, so wie sie selbst in schiefer Richtung aus den Schienen sich umdrehen. Sie suchen gewissermaßen den Wagen auf einer Curve aus der Bahn hinauszutreiben, in der ihn die Rollen der Vorderachse und die senkrechte Stellung aller übrigen Achsen auf der Curve erhalten, und wirken in solcher Weise gegenüber von jenen Rollen der Vorderachse wie der Wind im Verhältniß zum Steuerruder. Außer dem Nachtheil, daß immer ein paar folgende Achsen, schon ehe sie in die Curve eintreten, eine ihr entsprechende Stellung einnehmen, was nothwendig einige schädliche Reibung veranlaßt, hat das System noch den Nachtheil, daß bei geradliniger Bahn die senkrechte Stellung der beweglichen Achsen auch nur mittelst unterbrochenen Untergreifens der Leitrollen unter den Rand der Bahn erhalten werden kann, was außer der Reibung einige Schwankung verursachen muß. Sodann ist hier nicht bloß auf Curven, sondern auch auf der geradesten Bahn die Fahrt von der Haltbarkeit der beiden Gabeln der Vorderachse des Dampfwagens und gewissermaßen auch von all den Stangen und Ketten abhängig, welche die Achsen verbinden, also von weit schwächeren Theilen, bei deren Verfertigung weit größere Genauigkeit nöthig ist, als bei den bisherigen einfachen Achsen mit fixen Rädern, so daß zu bezweifeln steht, ob die Gefahr, welche man hiebei läuft, der offenbare Kraftverlust bei der Fahrt und der kostspieligere Bau der Wagen wirklich geringer anzuschlagen sind, als die Baukosten einer größeren Bahnkrümmung und die langsamere Fahrt auf derselben. A. d. R.

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Die Akademie der Wissenschaften in Paris beschloß in Folge dieses Berichts, Hrn. Arnoux für sein System von Waggons den Montyon'schen Preis für Mechanik, bestehend in 1000 Fr., zuzuerkennen, und denselben noch um 2000 Fr. zu erhöhen. A. d. R.

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