Masarykova univerzita Filozofická fakulta
Ústav archeologie a muzeologie Muzeologie
Bc. Tomáš Kučera
Božkové a železnice Magisterská diplomová práce
Vedoucí práce: Mgr. Otakar Kirsch, Ph.D.
2013
-2-
Prohlašuji, že jsem diplomovou práci vypracoval samostatně s využitím uvedených pramenů a literatury.
…………………………………………… Podpis autora práce
-3-
Poděkování: Chtěl bych na tomto místě poděkovat všem, kteří mi při práci poskytli pomoc, potřebné informace nebo rady, zejména kolegům z archivu NTM v Praze. Jmenovitě bych rád vyjádřil dík Mgr. Otakaru Kirschovi, Ph.D., za praktické připomínky, a Ing. Karlu Zeithammerovi, CSc., za podněty při konzultacích.
-4-
Obsah 1. Úvod
5
2. Dokumentace dějin vědy a techniky v NTM
7
2.1 Archiv NTM – dvojrozměrná dokumentace
8
2.2 Knihovna NTM – odborná literatura
6
2.3 Sbírková oddělení – trojrozměrná dokumentace
3. Božkové a železnice
10
13
3.1 Koněspřežná železnice České Budějovice – Linec
13
3.2 Neúspěšný vynález
14
4. Model vozu s třecími koly
15
4.1 Dokumentace návrhu F. J. Gerstnera
15
4.2 Hesperus, 1816
17
4.3 Handbuch der Mechanik, 1831
33
5. Modely podvozků s natáčivými nápravami
39
5.1 Dokumentace vynálezu J. R. Božka
39
5.2 Das falsche und gefährliche System, 1846
42
5.3 Über Eisenbahnen und Eisenbahnwagen, 1850
139
6. Komentáře k uvedeným textům
206
7. Závěrečné shrnutí a zhodnocení významu modelů
212
Literatura a prameny
213
Obrazová dokumentace sbírkových předmětů
216
-5-
1. Úvod Při psaní své bakalářské práce na téma zastoupení Josefa, Františka a Romualda Božků ve sbírkách Národního technického muzea1 (dále jen NTM) jsem se seznámil jak se všemi sbírkovými předměty spojenými s jejich jmény, tak s množstvím dvojrozměrných obrazových a především textových materiálů, které se vztahují k jejich osobám i k vlastním sbírkovým předmětům. Jistou překážkou širšího využití zmíněných textů je jejich grafická podoba – nejčastěji se jedná o rukopisy (korespondence, záznamy pamětí, osobní poznámky) psané kurzívním písmem (tzv. kurentem) nebo knihy tištěné novogotickou frakturou (tzv. švabachem), navíc zpravidla v německém jazyce. Proto jsem v úvodu této práce v souvislosti s prezentačním využitím dotčených sbírkových předmětů zmínil možnost dalšího zpracování archivních dokumentů v navazujícím díle, např. v pojednání o vybraných konkrétních předmětech z některého oboru2. Vzhledem k svému odbornému zaměření na dějiny železniční dopravy na území současné České republiky jsem celkem logicky zvolil tuto oblast. Po zhodnocení významu zpracovaných trojrozměrných předmětů, obsahu dochovaných dokumentů z archivu NTM, příp. dobových publikací z knihovny NTM, jsem se zaměřil na tři modely ze sbírky Železničního muzea NTM3, související část archivního fondu NAD č. 45 „Über Eisenbahnen“ a tři dobové publikace4, které obšírně pojednávají o dotčených modelech a obsahují jejich poměrně bohatou obrazovou (výkresovou) dokumentaci.
1
KUČERA, Tomáš. Božkové ve sbírkách Národního technického muzea v Praze. Brno : Masarykova univerzita, Filozofická fakulta, Ústav archeologie a muzeologie, 2011. 188 s. Bakalářská diplomová práce. Vedoucí práce Mgr. Otakar Kirsch, Ph.D. 2 Tamtéž, s. 7. 3 Sbírka NTM/002-04-30/116002, podsbírka č. 24 – Železniční sbírka NTM. 4 Viz přehled literatury a pramenů.
-6-
V zájmu lepšího využití a zpřístupnění těchto textů co nejširšímu okruhu zájemců (badatelé, odborníci, návštěvníci muzejních expozic a výstav, laická veřejnost) jsem se rozhodl přistoupit k jejich přepisu do latinky a překladu celých děl, nebo jejich podstatných částí do českého jazyka. Cílem tohoto počinu bylo především zjištění co největšího množství relevantních informací o konkrétních sbírkových předmětech NTM, jejichž stáří se už blíží 200 let, ale také získání celkového přehledu o okolnostech jejich vzniku a významu pro sbírku NTM, o úrovni technických znalostí v první polovině 19. století a v neposlední řadě o stylu psaní tehdejších odborných či populárně vědeckých textů. Výsledkem této práce by mělo být nejen doplnění, ověření či potvrzení informací, ale s ohledem na její rozsah by mohla být i základem pro přípravu dílčí nebo souborné edice předmětných archivních dokumentů (pamětí), resp. prostých či komentovaných reprintů příslušných dobových publikací, jak tomu bylo např. u „Dvanácti knih o hornictví a hutnictví“ Georga Agricoly5, nebo v případě nedávné edice zpráv F. A. Gerstnera ze Spojených států6. Přestože jsou taková díla poměrně dobře známa a v minulosti byla často citována, pro správné porozumění textu a popularizaci informací, které obsahuje, by mělo být vydání jejich úplného znění, navíc v českém překladu, tím nejlepším způsobem jejich využití. Může být podstatným přínosem jak při plnění základních funkcí muzea, jako je sbírání, uchování, zpracování a zpřístupnění dokumentů z jeho oboru působnosti, tak důležitou součástí vlastní propagace a v neposlední řadě také vítaným příspěvkem k jeho hospodaření.
5
AGRICOLA, Jiří. Dvanáct knih o hornictví a hutnictví. Praha : Matice hornicko-hutnická, 1933. 504 s. Podle původního vydání „Georgii Agricolae De re metallica libri XII, Basileae MDLVI“ přeložili Dr. Bohuslav Ježek a Ing. Josef Hummel. 6 GERSTNER, František Antonín. Zprávy ze Spojených států severoamerických : o železnicích, parních jízdách a ostatním veřejném podnikání. 1. vyd. České Budějovice : Jihočeské muzeum, 2007. 120 s. ISBN 978-80-86260-75-4.
-7-
2. Dokumentace dějin vědy a techniky v NTM Dokumentační činnost probíhá v NTM na několika úrovních, které se vzájemně doplňují. Základem je sbírka trojrozměrných předmětů, která je tu více, tu méně systematicky budována od založení muzea v roce 1908. Prvními sbírkovými předměty se staly vybrané exponáty z výstavy Obchodní a živnostenské komory roku 1908, k nimž postupem doby přibývaly další jak díky původním odborným skupinám a významným členům muzejního spolku, tak později činností jednotlivých sbírkových oddělení. Vedle nich působil v technickém muzeu už od 30. let Archiv pro dějiny průmyslu, obchodu a technické práce7, který cíleně shromažďoval především dvojrozměrné textové a obrazové dokumenty, jež se vztahovaly k historii a vývoji této oblasti na území tehdejšího Československa, k významným osobám a jejich činnosti, resp. k působení průmyslových podniků a jejich výrobkům. Četné materiály se však týkají také konkrétních sbírkových předmětů NTM a plní tak úlohu doprovodné dokumentace. Třetí důležitou součástí je knihovna NTM, která shromažďuje odborné i populárně naučné oborové publikace, časopisy a další druhy tiskových materiálů ze všech oblastí vědy a techniky, kterým se muzeum byť i jen okrajově věnuje. Fond knihovny tvoří několik set tisíc svazků v rozpětí zhruba od 18. století do současnosti, které slouží pro doplňování informací o jednotlivých oborech, důležitých mj. při zpracování sbírek jednotlivých sbírkových útvarů NTM. Kromě toho je v muzeu také samostatné oddělení výzkumu dějin vědy a techniky, které se na základě dokumentů uchovávaných v třech výše zmíněných složkách NTM věnuje vlastnímu základnímu výzkumu. V jeho rámci se např. pravidelně pořádají odborné konference, přednášky či semináře. Výstupem je poměrně 7
Současný Archiv NTM.
-8-
bohatá ediční činnost – sborníky tematicky odborně zaměřených příspěvků z pořádaných akcí, monografie nebo řady tzv. muzejních rozprav, které se systematicky věnují různým oborům podle skladby sbírkotvorných útvarů muzea, příp. podle zaměření vlastní práce oddělení. 2.1 Archiv NTM – dvojrozměrná dokumentace K životu a dílu všech tří Božků se vztahuje pozůstalost Romualda Božka uložená v archivu NTM ve fondu NAD č. 45 – Josef a Romuald Božek (1786 – 1898), který uspořádal Ing. Jaroslav Dolenský v roce 1935, tedy krátce po založení archivu. Inventář k tomuto fondu8 má 14 stran, obsahuje 39 inventárních čísel a 25 příloh. Soubor předalo archivu tehdejší Technické museum československé, kterému jej už v roce 1911 daroval JUDr. Jan Krupička, dvorní rada a prezident finanční prokuratury v Praze, především však dědic R. Božka9. V tomto konvolutu rukopisů, dopisů, osobních poznámek, novinových výstřižků, listin a dalších dokumentů, které obsahují životopisné údaje, zejména o podnikání Božků v nejrůznějších oborech, popisy návrhů, modelů, vynálezů a skutečných výrobků jejich mechanického, resp. strojírenského závodu, jsou rovněž materiály týkající se železniční dopravy. Je to především stať „Über Eisenbahnen und Eisenbahnwagen“ od R. Božka z roku 185010, kde je popis jeho návrhu na zdokonalení železničních vozů, dále jeho zpověď „Wie mein Fleiß als Techniker anerkannt wurde“ z roku 183111, kde se mj. zmiňuje o prof. F. A. Gerstnerovi, staviteli naší první koněspřežné železnice, a konečně vlastní životopis R. Božka, který kromě osobních údajů a různých příloh obsahuje i část „Unglücks – Verhüt(t)ung“12, v níž vylíčil záchranu ministra knížete Metternicha s rodinou v roce 1848. 8
Národní technické muzeum – Archiv NTM. Fond NAD č. 45 Josef a Romuald Božek (1786 – 1898). Inventář, evidenční pomůcka č. 22. DOLENSKÝ, Jaroslav, Praha, 1935. 9 Tamtéž, s. 1. 10 Inv. č. 5, sign. I., kart. č. 2. 11 Inv. č. 4, sign. I., kart. č. 2. 12 Inv. č. 3, sign. I., kart. č. 1.
-9-
Součástí statě o železnicích je rovněž brožurka, v níž R. Božek popisuje svůj „vynález“ vnějších okolků13 a kterou musel v roce 1846 kvůli potížím s rakouskou cenzurou vydat v Lipsku. Ta přímo souvisí se dvěma modely ze sbírky ŽM NTM, o kterých bude řeč v dalších kapitolách. Kromě toho můžeme v pozůstalosti nalézt i životopisné údaje o Josefu Božkovi14, nebo poznámky o lanových dráhách15. 2.2 Knihovna NTM – odborná literatura Druhým významným zdrojem informací, které souvisejí s trojrozměrnými sbírkovými předměty NTM, je jeho knihovna. Pokud jde o oblast železniční dopravy, obsahuje značné množství domácích i zahraničních publikací (knihy, brožury, pamětní tisky, časopisy a další tištěné materiály), a to od samého vzniku železnice jako veřejného dopravního prostředku na počátku 19. století až do současnosti. K vybraným modelům ze sbírky ŽM NTM najdeme podrobné údaje i různá vyobrazení především v dílech otce a syna Gerstnerů. František Josef Gerstner, tehdejší ředitel tzv. pražské polytechniky16, je autorem pojednání o nákladních vozech a silnicích z roku 181317, kde se poprvé setkáváme s výkresem vozu s dvojitými koly podle jeho návrhu. Totéž technické řešení se objevuje v časopise Hesperus z roku 1816, kde slouží jako ilustrace k jedné části článku o nákladní dopravě na silnicích a železnicích v rubrice „Technologie a matematika“18. Nejobšírnější popis vozu s dvojitými, tzv. třecími koly včetně matematických vzorců je ovšem ve stěžejním díle prof. Gerstnera „Handbuch der Mechanik“19, jež připravil k vydání jeho syn František Antonín, který na začátku 30. let 19. století učil na pražské po13
BOŽEK, Josef Romuald. Das falsche und gefährliche System der gegenwärtigen Eisenbahnwagen und ihre Verbesserung. Leizpig : Verlag von Robert Bamberg, 1846. 38. s., obr. příl. 14 Fragmente aus dem Leben des Josef Božek. R. Božek, 1890. Inv. č. 37, sign. I., kart. č. 4. 15 Über Drahtseilbahnen. R. Božek, 1894. Inv. č. 34, sign. I., kart. č. 4. 16 Královské stavovské technické učiliště v Praze, zal. 1806. 17 GERSTNER, Franz Joseph. Zwey Abhandlungen über Frachtwägen und Strassen…. Prag : Gottlieb Haase, 1813. 140 s., 2 tab. Vyobrazení je na tab. č. II. 18 Hesperus : ein Nationalblatt für gebildete Leser. Ročník 1816, 1. svazek. Praha : Christian Carl André (v Brně), 1816. Čís. 23, květen 1816, s. 181 – 184. Vyobrazení je na mědirytině tab. č. 3. 19 GERSTNER, Franz Joseph, GERSTNER, Franz Anton. Handbuch der Mechanik : Erster Band. Mechanik fester Körper. Prag : Johann Spurny, 1831. § 584, s. 645 – 646. Vyobrazení je na obr. 10 – 12 na tab. č. 30.
- 10 -
lytechnice za svého nemocného otce, především však měl bohaté zkušenosti ze stavby a prvních let provozu koněspřežky z Českých Budějovic do Lince. Kromě nich jsou v knihovně ještě další publikace, z nichž můžeme čerpat informace k některým předmětům, příp. archivním dokumentům ze sbírek muzea. Je tu samozřejmě už zmíněná brožurka R. Božka o vylepšení železničních vozů20, příp. knížka Ing. L. Nováka21, která obsahuje jak soupis dochovaných artefaktů včetně vyobrazení vybraných ukázek, tak podrobný přehled archivních materiálů z „Odborné pozůstalosti Josefa, Františka a Romualda Božka“. 2.3 Sbírková oddělení – trojrozměrná dokumentace Jak vyplývá z výše uvedené bakalářské práce, jsou sbírkové předměty vztahující se k životu a práci všech tří Božků rozptýleny v několika různých odborných odděleních NTM22. Pokud jde o oblast železnice, je to sbírka ŽM NTM (viz výše), která obsahuje celkem 11 modelů železničních vozů spojených se jmény, životy a prací Josefa Mikuláše Božka (1782 – 1835) a jeho mladšího syna Josefa Romualda (1814 – 1899). Přehled modelů je uveden dále včetně základních identifikačních údajů. Jedná se vesměs o pokusné modely, jež vznikly v dílnách pražské polytechniky v souvislosti s projektem a výstavbou koněspřežné železnice z Českých Budějovic do Lince.
20
Das falsche und gefährliche System…, 1846. Viz výše. NOVÁK, Ladislav. Rodina vynálezců. Praha : Archiv pro dějiny průmyslu, obchodu a technické práce, 1941. 40 s. 22 Mimo to se nacházejí i ve sbírkách jiných institucí, např. Muzea hlavního města Prahy. 21
- 11 -
Přehled modelů: 1. inv. č. 595/a – model rámu železničního vozu s vnitřními okolky a otočnými podvozky; R. Božek, 1845; předal JUDr. Jan Krupička, vrchní finanční rada v Praze, 1909 2. inv. č. 595/b – model rámu železničního vozu s vnějšími okolky a otočnými podvozky; R. Božek, 1845; předal JUDr. Jan Krupička, vrchní finanční rada v Praze, 1909 3. inv. č. 6306 – model vozíku na štěrk z období stavby koněspřežky; J. Božek podle návrhu F. A. Gerstnera, 1825 – 1826; předala ČVUT v Praze, škola strojního a elektrotechnického inženýrství (katedra strojů a elektroinženýrství), 1924 4. inv. č. 6307 – model oboustranně sklopného nákladního vozu na štěrk nebo uhlí; J. Božek podle návrhu F. A. Gerstnera, 1826; předala ČVUT v Praze, škola strojního a elektrotechnického inženýrství (katedra strojů a elektroinženýrství), 1924 5. inv. č. 10129 – model spodku železničního vozu s otáčivými podvozky (pro koněspřežku); J. Božek podle návrhu F. J. a F. A. Gerstnera, 1825 – 1830; darovala Německá vysoká škola technická v Praze, 1933 6. inv. č. 10130 – model nákladního železničního vozu s „třecími koly“ a brzdou; J. Božek podle návrhu F. J. Gerstnera, 1828; darovala Německá vysoká škola technická v Praze, 1933 7. inv. č. 10131 – model koněspřežného vozíku na štěrk z roku 1825 pro žlábkovou kolej; J. Božek podle návrhu F. A. Gerstnera, 1825; darovala Německá vysoká škola technická v Praze, 1933 8. inv. č. 12695 – model nákladního vozu koněspřežky s otáčivými podvozky pro žlábkovou kolej; J. Božek podle návrhu F. J. Gerstnera, 1828; předala ČVŠT v Praze, strojní laboratoř doc. ing. Teyslera (sbírky ústavu prof. Miškovského), 1940
- 12 -
9. inv. č. 12696 – model nákladního vozu koněspřežky s otáčivými nápravami; J. Božek podle návrhu F. J. Gerstnera, 1828; předala ČVŠT v Praze, strojní laboratoř doc. ing. Teyslera (sbírky ústavu prof. Miškovského), 1940 10. inv. č. 12697/a – model nákladního vozu koněspřežky s vysokými koly a žebřinovou korbou; J. Božek podle návrhu F. J. Gerstnera, 1828; předala ČVŠT v Praze, strojní laboratoř doc. ing. Teyslera (sbírky ústavu prof. Miškovského), 1940 11. inv. č. 12697/b – model korby nákladního vozu koněspřežky; J. Božek podle návrhu F. J. Gerstnera, 1828; předala ČVŠT v Praze, strojní laboratoř doc. ing. Teyslera (sbírky ústavu prof. Miškovského), 1940
Pro úplnost je třeba doplnit, že se k naší první koněspřežce vztahují ještě další dva modely, a to inv. č. 32444 – model osobního vozu II. třídy „Hannibal“, který vyrobil V. Diviš v roce 1965 podle plánů Ing. Hrona, pro jejichž pořízení posloužil jako vzor původní vůz tohoto typu z roku 1841 dochovaný ve sbírkách Technického muzea ve Vídni; k němu patří inv. č. 38564 – model koně s postrojem, jejž zhotovil A. Čadek v roce 1976. Oba modely byly do sbírky zakoupeny – „Hannibal“ za 5000 Kčs, kůň za 900 Kčs.
- 13 -
3. Božkové a železnice 3.1 Koněspřežná železnice České Budějovice – Linec Většina modelů představuje různé návrhy řešení pojezdu a dalších konstrukčních celků vozů, které sloužily na trati koněspřežky, ať při její stavbě, nebo později během jejího provozu, který trval zhruba 40 let. Kromě Josefa Božka, který je buď s jistotou, nebo s největší pravděpodobností vyrobil v dílnách pražské polytechniky, jsou úzce svázány také s působením otce a syna Gerstnerů. František Josef působil jako ředitel zmíněného ústavu a byl také autorem návrhu na propojení Dunaje s Vltavou „železnou silnicí“ místo původně uvažovaného plavebního kanálu. Vzhledem k tomu, že se výstavba koněspřežky oproti původním předpokladům opozdila (probíhala v letech 1825 až 1832), stal se stavbyvedoucím průkopnické dráhy jeho syn František Antonín, kterého později ze známých důvodů nahradil Matyáš Schönerer. Po odchodu ze stavby působil F. A. Gerstner začátkem 30. let 19. století asi dva roky na polytechnice, kde suploval přednášky z mechaniky a hydrodynamiky za svého nemocného otce. F. J. Gerstner jako přední odborník a duchovní otec projektu zase usiloval o zdokonalení systému „kolo – kolejnice“, který byl tenkrát ještě v plenkách, a odstranění četných závad zejména při jízdě nákladních a osobních vozů po dráze. Oba byli tedy ve vzájemném kontaktu a přirozeně spolupracovali také se strojmistrem stavovského učiliště J. Božkem, který podle jejich návrhů a požadavků nejen zhotovoval pokusné modely, ale vyráběl také skutečné nákladní vozy, zejména v období výstavby dráhy. Z „koněspřežného období“ jsem pro svoji práci zvolil model nákladního železničního vozu s „třecími koly“ a brzdou, inv. č. 10130, a to zejména pro jeho neobvyklou stavbu a bohatou textovou i obrazovou dokumentaci.
- 14 -
3.2 Neúspěšný vynález Jediným z výše uvedených sbírkových předmětů, který nepochází z rukou Josefa Božka, je dvojice modelů vozových rámů s natáčivými nápravami. Prokazatelně je zhotovil Božkův mladší syn Romuald. Ten po předčasné smrti svého otce a po dohodě se starším bratrem převzal rodinný strojírenský podnik, zatímco František nastoupil na uvolněné místo strojmistra do dílen polytechniky. Nicméně je zřejmé, že větší technické schopnosti a hlavně „vynalézavého“ ducha zdědil po svém otci Romuald. To bylo zřejmě také příčinou, proč se kromě řady jiných oborů věnoval i železnici, čehož důkazem jsou právě tyto modely, které zhotovil k demonstraci a na podporu svého vynálezu „nového systému“ konstrukce železničních dvojkolí, resp. podvozků. Jeho účelem mělo být odstranění dosavadních problémů, které provázely tehdejší provoz na dráhách a byly zdrojem četných potíží, zejména častého vykolejení drážních vozidel. Měl přispět ke zvýšení bezpečnosti na železnicích, k posílení důvěry v tento nový druh mechanizované dopravy mezi veřejností a tím rovněž ke zlepšení hospodářské situace železničních společností. Z důvodů, které jsou uvedeny dále, R. Božek se svým vynálezem neuspěl. To mu však neubírá nic na jeho dokumentační hodnotě a historické zajímavosti, neboť může v mnoha směrech posloužit k našemu poučení jak o vývoji tohoto druhu dopravy, tak o úrovni techniky v období průmyslové revoluce a o tehdejších podmínkách průmyslového podnikání obecně.
- 15 -
4. Model vozu s třecími koly 4.1 Dokumentace návrhu F. J. Gerstnera Mezi uvedenými modely budí největší pozornost nákladní vůz s dvojitými, tzv. „třecími“ koly, inv. č. 10130, a to hned z několika důvodů. Předně se jeho konstrukce zřetelně odlišuje od všech ostatních vozů, které mají převážně různé druhy natáčivých náprav; dále je k dispozici jeho podrobný popis a poměrně bohatá obrazová dokumentace, z níž mj. vyplývá i skutečnost, že je pravděpodobně ze všech nejstarší; konečně jde o typickou ukázku tzv. „slepé uličky“, tedy technického řešení, které se nemohlo uplatnit ve skutečném životě, neboť se ukázalo jako neúčelné. S prvním známým vyobrazením a popisem tohoto systému se setkáváme v roce 1813, a to v pojednání F. J. Gerstnera o nákladních vozech a silnicích23. Prakticky shodné vyobrazení je v časopise „Hesperus“ z roku 181624. Konečně ho najdeme v Gerstnerově stěžejním díle „Handbuch der Mechanik“25 z let 1831 – 1834, kde je však v poněkud pozměněné podobě – znatelně užší, jakoby subtilnější stavby, navíc nosná i třecí kola mají větší průměr a více paprsků. Existence tak bohaté a ještě k tomu dobové dokumentace je v železniční sbírce NTM spíše výjimkou. Proto jsem tento sbírkový předmět vybral jako jednu z ukázek práce se sbírkovým fondem Železničního muzea NTM. Níže uvádím pro informaci a pro úplnost evidenční údaje převzaté ze své výše citované bakalářské práce26.
23
GERSTNER, F. J. Zwey Abhandlungen…, 1813. s. 60 – 65 (§§ 43 – 51), tab. č. II. Hesperus, ein Nationalblatt für gebildete Leser. Ročník 1816, 1. svazek. Vydával Christian Carl André v Brně. Praha, 1816, č. 23, květen 1816, s. 183 – 184; vyobrazení vozu je na tab. č. 3 připojené k č. 21, za s. 168. 25 Ritter von GERSTNER, Franz Joseph + Franz Anton. Handbuch der Mechanik. Vydal Franz Anton Ritter von Gerstner. První díl. Mechanika pevných těles. Praha 1831, s. 645 n. (§ 584 n.); vyobrazení je v příloze Kupfertafeln zum Handbuche der Mechanik, tab. č. 30 – Železnice, obr. č. 10, 11 a 12. 26 KUČERA, 2011, s. 99. 24
- 16 -
Inv. č.: 10130 – Model nákladního železničního vozu s třecími koly a brzdou Přír. č.: 45/1933-03-31 Skupina: Železnice; podskupina: Modely Lokalita (místo původu): Německá vysoká škola technická v Praze Dodavatel (dárce, prodejce): Německá vysoká škola technická v Praze Způsob nabytí: D Výrobce: pravděpodobně Josef Božek (dílny pražské polytechniky) podle návrhu F. J. Gerstnera Rok výroby: 1828 Výr. č.: nemá Rozměry: 28,8 x 48 x 25,5 cm; ø kol 9 cm (M = cca 1 : 10) Hmotnost: 2 kg Materiál: dřevo, železo (ocel), mosaz Popis: Korba je žebřinová, dole přitesané hranolky, nahoře břevna, svislé lišty jsou zpevněné železnými pásky. Čela zavětrovaná křížovými a příčnými drátovými výztuhami. Podlaha je plná z příčných desek. Osy jsou železné (ocelové) čtvercového průřezu, spodní zapuštěna do příčného trámku, vrchní zavěšena na šroubech nese hladká mosazná kola, která se odvalují po nábojích podvozkových kol (odlita z mosazi, vnitřní okolky). Přitahováním šroubů v kamenech třmenů lze měnit třecí sílu. Přímá páková brzda se dvěma špalky vždy na každé kolo jednoho dvojkolí. Kovové části jsou černé, mosazná kola bez nátěru, dřevo tmavě hnědé. Kompletní.
- 17 -
Dále uvádím přepisy původních německých textů ze zmíněných publikací, resp. jejich podstatných částí, které se vztahují k inv. č. 10130, a jejich překlady do češtiny. 4.2 Hesperus, 1816
H e s p e r u s , ein
Nationalblatt für gebildete Leser. Mit Theilnahme der k. k. Mährisch-Schlesischen Gesellschaft des Ackerbaues, der Natur- und Landeskunde zu Brünn herausgegeben von
Christian Carl André in Brünn. Mitglied mehrerer gelehrter Gesellschaften, und eh emals Redakteur des patriotischen Tageblatts.
Jahrgang 1816. I. Band oder
Jänner bis Juny. Prag, Im Verlage der Calve´schen Buchhandlung. 1816.
Nro. 23.
Mai.
Technologie und Mathematik. Neueste Verhandlungen über das Frachtwesen, F uhrwerke und Straßen, insbesondere Eisenbahnen, und Schifffahrtskanäle.
- 18 -
s. 181: (Fortsetzung von Nr. 22.) Die Vortheile der Eisenstraßen in Vergleichung mit den Landstraßen können offenbar nur aus genauen Versuchen ermessen werden. Da diese jedoch in öffentlichen Schriften noch gänzlich mangelten, so hat Hr. Ritter v o n G e r s t n e r sich selbst bemüht, über die auf metallenen Geleisen nöthige Zugkraft Erfahrungen zu erlangen. Er ließ nähmlich einen hölzernen Wagen mit vier Rädern von Messing und hiezu eine mit Eisenschienen belegte 12 Klaftern lange Bahn, beide nach einem zwölfmal verjüngten Maßstabe verfertigen, und stellte damit die nöthigen Versuche an. Und weil hiebei die Zugkraft des Wagens außer dem Widerstand der Räder an der Bahn, welcher hier eigentlich nur auszumitteln war, auch die Reibung an den Axen zu überwältigen hat, so wurde diese zuvor allein ausgemittelt, und vor der ganzen Zugkraft des Wagens abgesondert, um den Widerstand der Bahn allein zu erhalten. Aus allen darüber angestellten Versuchen ergab sich: daß auf Eisenstraßen der Widerstand größtentheils nur von der Reibung abhängt, und es demnach vorzüglich darauf ankomme, diesen Reibungswiderstand und somit auch die Frachtkosten zu vermindern. Das erste Mittel zu Verminderung dieses Reibungswiderstandes ist auf horizontalen Straßen unstreitig die Vergrößerung der Räder; aber bei der Fahrt über Berge sind die großen Räder wieder durch ihr größeres Gewicht nachtheilig, und außerdem ist auch noch das eigenes Gewicht der Pferde zu berücksichtigen, indem diese nebst der Last des Wagens offenbar, auch ihr eigenes Gewicht hinaus schieben müssen. (→s. 182) Herr Ritter von G e r s t n e r hat sich noch um andere Mittel bemüht, und vorläufig die Regeln aufgesucht, wodurch überhaupt die Frachtkosten über Berge auf das Minimum herabgebracht werden, um sodann diesen Grundsätzen gemäß auch die Größe der Räder bestimmen zu können. Folgende praktische Sätze sind die Resultate dieser Untersuchungen.
- 19 -
E r s t e n s , weil auf Eisenstraßen die Widerstandsgröße des Wagens überhaupt sehr viel kleiner ist, als auf gewöhnlichen gepflasterten oder beschutterten Straßen, so müssen dieselben mit einer viel kleinern Steigung als die gewöhnlichen Landstraßen angelegt werden. – Wenn der gesammte Widerstand eines 100 Zentner schweren Wagens auf ebener Straße = 0,868 Zentner, Die Zugkraft eines Pferdes = 1 Zent. und dessen Gewicht = 5 Zentner abgenommen werden, so findet Hr. Ritter von G e r s t n e r die vortheilhafteste Steigung für eine Eisenstraße auf einer Klafter nur 2 – 5 Zolle. Wenn aber, wie derselbe in der Folge zeigt, der gesammte Widerstand eines 100 Zentner schweren Wagens, durch eine besondere mechanische Einrichtung desselben, viel kleiner als 0,868 Zentner, und für jede andere Last nach Verhältniß kleiner gemacht werden kann, so würde die vortheilhafteste Steigung noch weniger als 4 Zolle auf 3 Klaftern bertagen, oder die Gebirgsstraße würde dreymal länger als gewöhnlich anuzlegen seyn. Z w e y t e n s . Für lange Straßen über abwechselnde Berge und Ebenen pflegen die Fuhrleute ihre Ladung nach Maßgabe der vorkommenden Steigungen einzurichten, über die ganze Straße ohne Vorspann zu fahren und die leichtere Fahrt auf ebenen Strecken den Pferden gleichsam zur Erholung zu lassen. Bei dieser Voraussetzung kann die mittlere Kraft eines Pferdes = 1 Zentner und die Bewegung als beinahe gleichförmig angenommen werden, die vorkommende Bergstraße würde aber, wenn z. B. die Höhe des vorkommenden Berge 250 Fuß, die Länge der ganzen Straße 3 Meilen beträge, nur mit einer Steigung von 1 Zoll auf die Klafter anzulegen seyn; denn die vorher gefundene Steigung von 4 Zollen auf jede Klafter wurde nur für eine Bergstraße allein ohne Verbindung mit einem vorhanden ebenen Wege berechnet. Demnach wird in allen Fällen, wo nebst Gebirgen noch ebene Strecken vorkommen und die Zugthiere bei den vorkommenden Bergen nicht vermehrt werden sollen, die vortheilhafteste Steigung geringer als 4 Zoll auf die Klafter seyn müssen.
- 20 -
Nach diesen vorläufigen Untersuchungen über die von der schiefen Fläche und dem eignen Gewicht der Zugthiere abhängigen Resultate, bestimmt Herr Ritter v. G e r s t n e r die vortheilhafteste Größe der Räder auf Eisenbahnen. Daß auf Eisenbahnen der Größte Theil des Widerstandes nur den Reibung an den Axen beizumessen sey, und dieser Widerstand vermindet werde, wenn dünnere Axen und größere Räder angewendet werden, ist bereits bemerkt worden. Weil jedoch die Räder und ihre Axen die ganze Last des beladeten Wagens tragen müssen, so hat die Natur hierüber Grenzen gesetzt, die Herr Ritter von G e r s t n e r ebenfalls untersucht. Aus dem Umstande, daß der Zusammenhang des Eisens nur viermal, dessen Schwere aber neunmal größer ist, als die des Buchenholzes, folgert Hr. R. v. G e r s t n e r , daß in allen Fällen, wo nebst der Stärke des Zusammenhanges auch die Leichtigkeit des Körpers berücksichtigt werden muß, das Holz dem Eisen vorzuziehen sey, und in dieser Hinsicht auch bei unseren Wägen, durch deren Gewicht die Fahrt über Berge schwerer wird, dem Holze vor dem Eisen der bekannte Vorzug gebühre. Weil jedoch die Radfelgen über die Jahre des Holzes, verhauen, zur Aufnahme der Speichen verbohret, verdoppelt, und deshalb viel dicker und stärker gemacht werden müssen, als es die Festigkeit des Holzes an und für sich fordern würde; da überdieß die hölzernen Räder zur Verbindung ihrer Bestandtheile, und zur Verhüt(t)ung ihrer baldigen Abnutzung starke eiserne Reifen und Beschläge nöthig haben, so pflegen unsere gewöhnlichen Räder noch schwerer auszufallen als eiserne von gleichem Tragungsvermögen. Hiezu kommt noch, daß die Räder auf Eisengeleisen keine Stöße wie die hölzernen auf dem Steinpflaster auszuhalten haben, daß sie demnach von Eisen gegossen, folglich mit geringerer Mühe und mit einer innigern Verbindung der Bestandtheile hergestellt werden können, als hölzerne Räder. Alle diese Rücksichten bewähren die Anwendung der eisernen Räder sowohl als der eisernen Axen auf Eisenwegen. Und da auf einer gegebenen Eisenbahn die Breite der Berührung, folglich auch die Dicke der Rad-
- 21 -
kränze für große und kleine Räder dieselbe bleibt, so kann das Gewicht der eisernen Räder dem Quadrat ihrer Durchmesser proportionell abgenommen werden. Wenn demnach das Gewicht eines Rades g von 36 Zoll im Durchmesser = 36 . 36 . g gesetzt wird, so wird das Gewicht eines andern Rades von x Zollen Durchmesser = x . x . g seyn. Ferner folgt aus dem Umstande, daß die Eisenwege, mit sehr kleinen Steigungen angelegt werden müssen, daß die Geschwindigkeit der Pferde sehr wenig von der mittlern (4 Fuß in einer Sekunde) verschieden seyn, und daß die Fahrt über Anhöhen zwar mit einer größern Bespannung, aber doch sehr nahe mit derselben Geschwindigkeit zurückgelegt werde. Demnach richten sich auch (→s. 183) die Frachtkosten nach der nöthigen Anzahl Zugpferde. Selten gestattet indessen die Natur eine lange Straße über Ebenen und Gebirge vom Anfang bis zu Ende durchaus mit einer gleichförmigen Steigung anzulegen; deshalb fordert die Oekonomie der Frachtkosten, daß bei einer solchen Anstalt von größerer Bedeutung die ganze Länge des Weges in Stazionen oder abgesonderte Strecken abgetheilt, und jede einzelne Strecke mit einer gleichförmigen Steigung versehen werde. Dann können auf jeder Stazion die nöthige Pferde bereit gehalten, und jedem Wagen nur so viel Pferde vorgespannt werden, als die Fracht und die vorkommende Steigung fordert. Deise beiden Umstände bestimmen sonach sowohl den Durchmesser als auch das Gewicht der Räder, und die darüber angestellten Untersuchungen geben zum Resultate: D i e R ä d e r w e r d e n u m s o g r ö ß e r j e m e h r L a s t a u f e i nem Wagen geführt wird, und je größer das Verhältniss der ganzen Länge des Weges zu den Höhen ist, welche darauf vorkommen. Auf horizontalen Strecken, wo nur der geringe Widerstand der Reibung allein vorhanden ist, werden gewöhnlich mehrere Wagen hinter ein Pferd gespannt; in
- 22 -
welchem Falle das Gewicht der Räder an allen Wagen, von dem Verhältnisse der Länge des Weges zu den darauf vorkommenden Höhen bestimmt wird. In den k. k. Staaten werden die Straßen mit einer Steigung von 4 Zollen auf die Klafter angelegt, und die aus den vorhergegangenen Betrachtungen gezogenen Resultate geben bei der Rechnung für das vortheilhafteste Gewicht aller vier Räder eines Wagens = 9 Zentner; womit das Gewicht unserer Frachtwägenräder sehr nahe übereinkommt, worüber also die Erfahrung der Fuhrleute sehr richtig entschieden hat. Aus diesen Betrachtungen folgert Hr. Ritter von G e r s t n e r nun weiter die Größe der Durchmesser der Räder und die der Last, welche durch die Zugkraft eines Pferdes in allen Fällen auf Eisenbahnen fortgeschafft werden kann, und findet als allgemeines Resultat: D a ß d i e L a s t , w e l c h e e i n P f e r d z u führen vermag, groß, (180 Zentner) oder der Frachtlohn für einen Zentner und eine Meile klein werde, wenn die vorkommenden Höhen klein, folglich die Straßen sehr eben sind . Aber unter den angegebenen Umständen werden die Räder sehr groß, und enthalten ein sehr großes Gewicht, wodurch die Beschwerlichkeit des Zuges, vorzüglich über Berge vermehrt wird. An einem Beispiele wird gezeigt, daß, wenn für die Last zwei beladener Wägen 180 Zentner angenommen werde, dann die Räder ein Gewicht von 46 Zentner erhalten, und für das Gewicht des leeren Wagens ohne Räder 1/9 der ganzen Last oder 20 Zentner gerechnet werden müsse, sodann die Räder sammt dem leeren Wagen 65 Zentner wiegen, und für die eigentliche Fracht nur 115 Zentner bleiben: das Gewicht der Wagen also beinahe die Hälfte von der Last betrage, und die eigentlichen Frachtkosten deshalb in demselben Verhältnisse höhen kommen. Aus allen diesen den Umständen angemessenen Resultaten erhellet die Nothwendigkeit noch auf andere Mittel zu denken, wie das Frachtquantum vermehrt werden könne, ohne das Gewicht der Räder eben so sehr vermehren zu müssen.
- 23 -
Die sogenannten Friktionsräder sind schon mehrmal zur Verbesserung der Wägen in Vorchlag gebracht, aber deshalb nicht angewendet worden, weil die Reibung an den Axen der Räder für die gewöhnlichen Wagen und Straßen der unbedeutendste Theil des Widerstandes ist. Auf Eisenwegen fällt dieser Grund zwar weg, aber es ist doch auch einleuchtend, daß durch eine Vermehrung der Räder nicht nur der Bau des Wagens seine Einfachheit verlieren, sondern auch sein Gewicht durch die hinzukommenden Theile noch mehr vermehrt, und dem Zuge nachtheilig werden könne. Es würde also darauf ankommen, sowohl eine einfache Bauart des Wagens anzugeben, als auch für die hinzukommende Bestandtheile solche Verhältnisse anzumitteln, daß die Ladung in einen größern Verhältnisse als das Gewicht des Wagens vermehrt werde. Herr Ritter von G e r s t n e r hat die Lösung dieser Aufgabe zu einem besondern Gegenstand sei-ner Versuche gemacht. Die Entwickelung aller zur Lösung dieser Aufgabe angestellten Betrachtungen hier so vollständig darzustellen, daß Mathematiker die Urschrift des würdigen Herrn Verfassers nachzulesen, überhoben würden, liegt außer dem Plane dieser Zeitschrift. Für die Leser desselben genüge es, die wichtigsten Resultaten auszuheben, und zur Erläuterung derselben, eine Abbildung des vom Hrn. Ritter von G e r s t n e r zur Erreichung des Zwecks erfundenen Wagens nebst einer kurzen Beschreibung siener wesentlichsten Theile, mitzutheilen. Bei gewöhnlichen Einrichtungen zur Verminderung der Reibung durch sogenannte Friktionsräder, werden sehr beschwerte Axen auf zwey Rollen gelegt. Da aber die Axen der Wagenräder den Druck der ganzen Last des Wagens nur von oben, den viel kleinern, vom Zug der Pferde, aber nur an der vordern Seite zu erleiden haben, so fand es Hr. R. v. G e r s t n e r sowohl der einfachen Bauart, als auch für die bessere Unterstützung der Last zuträglicher, statt der gewöhnlichen zwey (→s. 184) Rollen, worauf sehr beschwerte Axen gelegt zu werden pflegen, hier nur eine, aber desto größere Rolle anzuwenden, und das Ablaufen des untern
- 24 -
Rades von dem obern (welches die gewöhnlichen zwey Friktionsrollen ersetzt), durch eine bloße Gabel zu verhindern, dergestalt, daß durch eine solche Einrichtung eigentlich eine Verdoppelung der Räder entsteht. Die erste Hälfte der ersten Figur zeigt die Ansicht, die zweyte Hälfte giebt das Profil des Wagen der Länge nach. In der zweyten Figur ist der Wagen der Breite nach ebenfalls in der ersten Hälfte der äußern Ansicht, in der zweyten aber dem Profil nach dargestellt. Die dritte Figur stellt die beiden Räder mit ihren durch die Hälfte des Wagens gehenden Axen dar, die an ihren Enden von Gabeln in der bestimmten Lage gehalten werden. Die Beantwortung der Frage: welche Last durch ein Pferd mittelst solcher Wagen (mit doppelten Rädern) auf Eisenbahnen fortgeführt werden kann, fordert vorläufig die Untersuchung derjenigen Widerstände, die den Zug derselben insbesondere hindern, woraus sodann die Bestimmung einer angemessenen Stärke der Räder und ihrer Größe hervorgehen kann. Als den wichtigsten Widerstand, der hiebei statt findet, zeigen unmittelbare Versuche: d e r W i d e r s t a n d v o n d e r s c h i e f e n F l ä c h e , ü b e r w e l c h e d e r b e l a d e n e W a g e n h i n a u f g e f ü h r t w e r d e n m u s s , und als allgemeines Resultat ergiebt sich: d a ß d i e L a s t , w e l c h e d u r c h e i n e b e stimmte Zugkraft (durch ein Pferd) fortgeführt werden kann, durch das Verhältniß der Höhe zur Länge des Weges und da rnach auch das Verhältniß des Gewichts und der Größe der Räder bestimmt werde. Auf horizontalen Eisenbahnen kann, wie der Hr. R. von G e r s t n e r an einigen Beispielen zeigt, die Last, welche durch die Kraft eines Pferdes fortgezogen werden kann, außerordentlich groß seyn, unter gehörigen Voraussetzungen sogar mehrere tausend Zentner betragen; und auch in Fällen, in welchen die Höhe und Länge des Weges von der Natur gegeben sind, gegen die bisher erbauten Kanäle, allerorten der größere Vortheil auf die Seite der Landfracht ausfallen.
- 25 -
Bei den mittäglichen Kanal (Canal du Midi) in F r a n k r e i c h ist die ganze Länge des Kanals = 125 681 Toisen, und die Höhe des Scheidenpunkts über dem mittelländischen Meer = 100 Toisen; dieses Verhältniß giebt die Last, welche von einem Pferde auf den horizontalen Strecken des Eisenweges so wie auf dem horizontalen Wasserstande des Kanals geführt werden kann, = 2242 Zentner, bedeutend größer, als die gewöhnlichen 800 bis 900 Zentner (oder mit Zuschlag der leeren Schiffe 1000 bis 1200 Zentner), welche auf diesem Kanal mit z w e y Pferden geführt werden. Der hollsteinische Kanal ist 170,400 Fuß lang und übersteigt eine Höhe von 48 Fuß; demnach is die Last für ein Pferd 3768 Zentner, folglich eben so groß als die Last, welche auf diesem kanal auf einem Schiffe von 4 oder 6 Pferden geführt wird.
Hesperus 1816, No. 21., Kupfertafel No. 3.: Fig. 1. – 3. (vůz s „třecími“ koly, detail „dvojité“ nápravy)
- 26 -
H e s p e r u s , Národní list pro vzdělané čtenáře. S účastí c. k. Moravsko-slezské společnosti pro orbu, přírodo- a vlastivědu v Brně vydává
Christian Carl André v Brně. Člen mnohých učených společností a dříve redaktor vlasteneckého deníku.
Ročník 1816.
I. svazek
neboli
Leden až červen. Praha, v nakladatelství Calve-ova knihkupectví. 1816.
Čís. 23.
Květen.
Technologie a matematika. Nejnovější pojednání o nákladní dopravě, povozech a silnicích, zejména železnicích, a plavebních kanálech s. 181: (pokračování z čís. 22.) Výhody železnic ve srovnání se zemskými silnicemi můžeme zjevně posoudit jen na základě přesných pokusů. Protože ty však ve veřejných spisech dosud zcela chybějí, dal si pan rytíř Gerstner tu práci, aby nabyl zkušeností stran nutné tažné síly na kovových kolejnicích. Nechal totiž postavit dřevěný vůz se čtyřmi mosaznými koly a k němu 12 sáhů (asi 21,5 m) dlouhou dráhu se železnými kolejnicemi, obojí zmenšené v měřítku 1 : 12, a vykonal s nimi nezbytné pokusy. A protože při
- 27 -
tom tažná síla vozu musela kromě valivého odporu kol na dráze, který tu vlastně jen spolupůsobil, překonávat rovněž tření na nápravách, bylo toto vyjádřeno samostatně a odděleno od celé tažné síly, aby se zjistil samotný odpor dráhy. Ze všech pokusů, které byly za tím účelem vykonány, se ukázalo: že na železných silnicích závisí odpor převážně na tření, a že se tudíž nabízí snížit tento třecí odpor a tím také náklady na dopravu. Prvním prostředkem ke snížení třecího odporu na vodorovných silnicích je nesporně zvětšení kol; ale při jízdě přes hory jsou zase velká kola kvůli své větší váze nevýhodná, a kromě toho je třeba vzít v úvahu také vlastní váhu koně, neboť kromě nákladu na voze musí samozřejmě táhnout i vlastní váhu. (→s. 182) Pan rytíř Gerstner se zajímal ještě o další prostředky a snažil se najít předběžná pravidla, kterými by mohly být náklady na dopravu přes hory celkově sníženy na minimum, aby mohla být těmto zásadám přiměřená i velikost kol. Výsledky zkoumání jsou následující praktické zásady. Z a p r v é , protože na železnicích je velikost odporu vozů celkově mnohem menší, než na obyčejných vydlážděných nebo vyštěrkovaných silnicích, musejí se stavět s mnohem menším stoupáním než obvyklé zemské silnice. – Bude-li obnášet celkový odpor 100 centů těžkého vozu na rovné silnici = 0,868 centu, tažná síla koně = 1 cent a jeho váha = 5 centů, pak považuje p. rytíř G e r s t n e r za nejvýhodnější stoupání pro železnou silnici na jeden sáh (asi 1,8 m) jen 2 – 5 palců (asi 5,3 – 13,2 cm). Pokud by však, jak týž ukazuje v následujícím, mohl být celkový odpor 100 centů (asi 5,6 t) těžkého vozu díky jeho mechanickému zařízení mnohem menší 0,868 centu (asi 48,5 kg), a podle poměrů by mohl být snížen u jakéhokoli jiného nákladu, obnášelo by nejvýhodnější stoupání ještě menší než 4 palce (asi 10,5 cm) na 3 sáhy (asi 5,3 m), čili horská silnice by byla třikrát delší, než bývá obvykle stavěna. Z a d r u h é . Na dlouhých silnicích přes střídající se hory a roviny hledí formani přizpůsobit náklad očekávaným stoupáním, aby mohli jet celou cestu bez přípřeže
- 28 -
a svým koním zajistili snadnou jízdu, při níž by si mohli odpočinout. Za tohoto předpokladu můžeme považovat střední tažnou sílu jednoho koně = 1 cent (asi 56 kg) a pohyb za přibližně rovnoměrný, avšak vyskytující se horská silnice, když např. obnáší výška kopce 250 stop (asi 80 m) a délka celé silnice 3 míle (asi 22,8 km), by měla mít stoupání jen 1 palec (asi 2,6 cm) na sáh; neboť dříve stanovené stoupání 4 palce na každý sáh bylo vypočítáno pouze pro horskou silnici bez ohledu na rovnou cestu. Proto ve všech případech, kde se vedle pohoří nacházejí také rovné silnice a v existujících kopcích se nemají přidávat tažná zvířata, musí být nejvýhodnější stoupání menší než 4 palce na sáh. Na základě výsledků vyplývajících z uskutečněných pokusů ohledně vlastní váhy tažných zvířat na nakloněné rovině stanovil pan rytíř G e r s t n e r nejvýhodnější velikost kol na železnicích. Že je na železnicích největší díl odporu přičítán jen tření na nápravách, a že se tento odpor sníží, když budeme používat tenčí nápravy a větší kola, už bylo dokázáno. Protože však musejí kola a nápravy nést celý náklad naloženého vozu, nastavila tady příroda mez, kterou pan rytíř G e r s t n e r právě zkoumal. Vzhledem k okolnosti, že pevnost železa je pouze čtyřikrát, jeho váha však devětkrát větší, než u bukového dřeva, soudí p. r. G e r s t n e r , že ve všech případech, kdy kromě pevnosti musíme brát v úvahu také na lehkost tělesa, má dřevo přednost před železem, a v tomto ohledu rovněž u našich vozů, kvůli jejichž váze bude jízda přes hory těžší, náleží dřevu známá přednost před železem. Ovšem loukotě kol se musejí stloukat přes léta, kvůli zapuštění špic vrtat, zesilovat, a tudíž vyrábět mnohem tlustší a silnější, neboť pevnost dřeva se musí zvyšovat; protože dřevěná kola nadto potřebují kvůli spojení svých součástí a kvůli předcházení jejich brzkému opotřebení silné železné obruče a kování, vycházejí naše běžná kola ještě těžší než železná se stejnou nosností. K tomu přistupuje, že na železných kolejnicích nemusejí kola snášet takové nárazy jako dřevěná na dlážděných
- 29 -
silnicích, takže se mohou odlévat ze železa a vyrábět svařováním součástí s menší námahou, než dřevěná kola. Všechny tyto ohledy svědčí pro použití železných kol, stejně jako železných náprav na železnicích. A protože na dané železnici zůstává šířka styčné plochy, tudíž také tloušťka obruče stejná pro velká i malá kola, může váha železného kola klesat úměrně čtverci jeho průměru. Bude-li tedy váha kola g o průměru 36 palců stanovena = 36 . 36 . g, pak bude váha jiného kola o průměru x palců = x . x . g. Z okolností dále vyplývá, že železnice se musejí stavět s velmi malými stoupáními, neboť rychlost koně se velmi málo liší od střední (4 stopy za vteřinu, tj. asi 4,5 km/h), a protože jízda přes kopce probíhá sice s větším zápřahem, ale přibližně stejnou rychlostí. Proto se také (→s. 183) náklady řídí nezbytným počtem koní. Příroda zřídka umožní postavit dlouhou silnici přes roviny a pohoří od začátku do konce s rovnoměrným stoupáním; ekonomika provozu proto vyžaduje, aby se v místech většího významu rozdělila celá délka cesty na stanice nebo oddělené úseky, a každý jednotlivý úsek se postavil s rovnoměrným stoupáním. Na každé stanici pak mohou být připraveni potřební koně a do každého vozu bude zapřaženo jen tolik koní, kolik bude vyžadovat náklad a následující stoupání. Obě tyto okolnosti určují rovněž jak průměr, tak váhu kol, a příslušné pokusy vedou k závěru: K o l a b u d o u t í m v ě t š í , č í m v í c e n á k l a d u s e p o v e z e na jednom voze, a čím větší je poměr celé délky cesty k n ásledující výšině. Na vodorovných tratích, kde působí jen malý odpor tření, může kůň obvykle táhnout více vozů; v tom případě bude váha kol na všech vozech určena poměrem délky cesty k následující výšině. V c. k. státech se stavějí silnice se stoupáním 4 palce na sáh a na základě závěrů z předcházejících pojednání vychází při výpočtech jako nejvýhodnější váha všech čtyř kol jednoho vozu = 9 centů (asi 504 kg); tomu se váha kol našich nákladních vozů velice blíží, pročež mají formani také dobré zkušenosti.
- 30 -
Z těchto pojednání vyvozuje p. rytíř G e r s t n e r dále velikost průměru kol a množství nákladu, který se může ve všech případech tažnou silou jednoho koně na železnicích přepravovat, a dochází k obecnému závěru: A ť b u d e n á k l a d , který utáhne jeden kůň, velký (180 centů), nebo výdaj na j eden cent a jednu míli malý, je-li následující vyvýšenina malá, budou silnice velmi rovné. Ale pokud budou za daných podmínek kola příliš velká a ponesou příliš velké zatížení, zvýší se tím jízdní odpor vlaku, především v horách. Na příkladu bude ukázáno, že když vezmeme za náklad dvou naložených vozů 180 centů (asi 10 t), pak budou kola vážit 45 centů (asi 2,5 t) a váhu prázdného vozu bez kol musíme počítat na 1/9 celého nákladu, čili 20 centů (asi 1,1 t), takže kola s prázdným vozem váží 65 centů (asi 3,6 t), a pro samotný náklad zbývá 115 centů (asi 6,4 t): váha vozu tedy obnáší přibližně polovinu nákladu, a vlastní náklady na dopravu budou proto odpovídat tomuto poměru. Ze všech těchto závěrů daných okolnostmi vysvítá nezbytnost přemýšlet také o jiných prostředcích, jak by se dalo zvýšit množství přepravovaného zboží, aniž by se musela rovněž zvýšit váha kol. Tak zvaná třecí kola byla už vícekrát navrhována pro zlepšení vozů, ale přesto nebyla použita, neboť tření na nápravách kol má na obyčejných vozech a silnicích nejmenší podíl na (jízdním) odporu. Na železnicích tento důvod sice odpadá, ale je přece také jasné, že přidáním kol nejen pozbude stavba vozu jednoduchosti, nýbrž také jeho váha se kvůli přidaným dílům ještě zvýší a bude pro vlak nevýhodná. Dospělo se tedy k tomu, aby se jednak zachovala jednoduchá stavba vozu, zároveň by však přidané součásti získaly takové poměry, aby se mohl náklad zvětšit ve větším poměru, než váha vozu. Pan rytíř G e r s t n e r učinil řešení tohoto úkolu předmětem svého pokusu. Popsat zde vývoj všech pozorování provedených k řešení tohoto úkolu tak úplně, aby se matematici, kteří se probírají prvopisem váženého pana spisovatele,
- 31 -
mohli vychloubat, leží mimo záměry tohoto časopisu. Pro samotné čtenáře postačí vyzvednout nejdůležitější závěry a k jejich vysvětlení doplnit vedle vyobrazení vozu, který pan rytíř G e r s t n e r vynalezl k dosažení účelu, krátký popis jeho nejpodstatnějších částí. U obvyklých zařízení ke zmenšení tření pomocí tak zvaných třecích kol byly velmi zatížené nápravy uloženy na dvě kolečka (rolny). Protože však nápravy vozových kol trpěly tlakem celého nákladu jen shora, mnohem menším pak kvůli tahu koně, avšak pouze na přední stranu, shledal p. r. G e r s t n e r jako jednodušší způsob stavby, tak lepší podporu nákladu, když použije místo obvyklých dvou (→s. 184) koleček, na nichž by měly být uloženy velmi zatížené nápravy, nyní pouze jedno, zato však větší kolo, a pojížděním dolního kola horním (které nahrazuje obvyklá dvě třecí kolečka), vymezeného jednoduchou vidlicí, dokázal, že pomocí takového zařízení vlastně došlo ke zdvojení kol. První polovina prvního obrázku ukazuje pohled, druhá polovina podává podélný řez vozem. Na druhém obrázku je vůz na šířku, v první polovině rovněž pohled, ve druhé příčný řez. Třetí obrázek představuje obě kola s jejich nápravami procházejícími polovinou vozu, které jsou na svých koncích drženy v určité poloze vidlicemi. Zodpovězení otázky: jaký náklad by mohl uvézt jeden kůň na železnicích prostřednictvím takového vozu (s dvojitými koly), vyžaduje předběžné zkoumání oněch odporů, které vlak především brzdí, z čehož pak může vzejít určení přiměřené nosnosti kol a jejich velikosti. Jako nejzávažnější odpor, který při tom vzniká, ukazují bezprostřední pokusy: odpor nakloněné roviny, přes kterou musí být vytažen nalož e n ý v ů z , a jako obecný závěr se jeví: ž e n á k l a d , k t e r ý s e m ů ž e t á h nout určitou tažnou silou (koněm), je určen poměrem výšky k délce cesty a dále také poměrem váhy a výšky kol.
- 32 -
Na vodorovných železnicích, jak ukazuje p. r. G e r s t n e r na některých příkladech, může být náklad, který může táhnout silou jednoho koně, mimořádně velký, za určitých podmínek může obnášet dokonce mnoho tisíc centů; a také v případech, kdy je výška a délka cesty dána přírodou, vzniká všude na straně zemského obchodu, oproti doposud budovaným kanálům, větší výhoda. U poledního kanálu (Canal du Midi) ve F r a n c i i je celá délka kanálu = 125 681 toise (asi 245 km), a výška rozvodí nad Středozemním mořem = 100 toise (asi 195 m); tento poměr dává náklad, který utáhne jeden kůň na vodorovné trati železnice, stejně jako na vodorovné hladině kanálu, = 2242 centů (asi 125,5 t), výrazně větší, než obvyklých 800 až 900 centů (asi 45 – 50 t) příp. s přívažkem prázdné lodě 1000 až 1200 centů (asi 56 – 67 t), které po tomto kanálu tahají dva koně. Holštýnský kanál je dlouhý 170,400 stop (asi 54 km) a překonává výšku 48 stop (asi 15 m); podle toho je náklad pro jednoho koně 3768 centů (asi 211 t), tudíž právě tak velký, jako náklad, který na tomto kanále tahá na lodi 4 nebo 6 koní.
Hesperus 1816, čís. 21., mědirytinová tab. čís. 3.: obr. 1. – 3. (vůz s „třecími“ koly, detail „dvojité“ nápravy)
- 33 -
4.3 Handbuch der Mechanik, 1831
Handbuch der Mechanik von Franz Joseph Ritter von Gerstner, k. k. Gubernialrath, Ritter des k. k. österreichischen Leopoldordens, Direktor des technischen Institutes zu Prag, Professor der Mechanik, emeritirtem Direktor der physischen und mathematischen Studien an der Universität, em. k. k. Landeswasserbaudirektor, und emeritirtem Professor der höhern Mathematik und Astronomie, Mitglied mehreren gelehrten Gesellschaften, aufgesetzt, mit Beiträgen von neuern englischen Konstru kzionen vermehrt und herausgegeben von Franz Anton Ritter von Gerstner.
Erster Band.
Mechanik fester Körper. Mit 40 Kupfertafeln, die in einem besondern Hefte beil iegen.
Prag. Gedruckt bei Johann Spurny, Buchdrucker und Schriftgiesser.
1831.
VII. Kapitel.
Frachtwägen, Strassen- und Eisenbahnen. (s. 571 – 663)
- 34 -
Vortheile doppelter Räder. (s. 645 – 646) §. 584. Da der widerstand der Eisenbahnen, wenn sie in ebenen Gegenden geführt sind, an der wälzenden Bewegung und an der Reibung an den Achsen liegt, so lassen sich Mittel angeben, diese Widerstände noch weiter zu vermindern. Das erste Mittel hiezu ist die V e r g r ö s s e r u n g d e r R ä d e r , allein dies hat seine bestimmte Gränze. Ein gusseisernes Rad, welches, wie es bei allen neuern Rädern der Fall ist, in die Schaale gegossen (Case hardened) wird, kann nicht leicht grösser als 3 ½ Fuss im Durchmesser gemacht werden, weil es sich sonst im Gusse sehr leicht wirft, und nun wegen seiner Härte an der Oberfläche nicht mehr abgedreht werden kann. In dieser Hinsicht haben schon mehrere engl. Ingenieurs für räthlich erachtet, die Räder von Holz, 4 ½ bis 5 Fuss hoch und mit eisernen Reifen versehen, auszuführen, allein die bisherigen Bemühungen der Werkleute haben es noch nicht dahin gebracht, Räder von solcher Höhe m i t d e r h i n r e i c h e n d e n F e s t i g k e i t herzustellen, und man ist daher noch immer bei den gusseisernen Rädern stehen geblieben. Sodann ist noch zu bemerken, dass alle hohen Räder zwar bei der Fahrt auf ebenen grosse Vortheile gewähren, allein bei der Fahrt über Anhöhen und Berge wegen ihres grössern Gewichtes den Zug erschweren, wobei auch die Wägen einer grössen Unbequemlichkeit beim Aufladen unterliegen, mehr schwanken und leichter umfallen können. In dieser Hinsicht erscheint es weit zweckmässiger, die bekannten F r i k t i o n s r o l l e n a u c h h i e r a n z u w e n d e n (Fig. 10, 11 und 12.). Wenn man nämlich zwei Räder so übereinander stellt, dass der Wagenkasten, welcher die Ladung enthält, a n d e r A c h s e d e s o b e n R a d e s h ä n g t , folglich die Achse des obern Rades allein die eigentliche Last trägt, und wenn ferner die Peripherie des obern Rades auf der Nabe des untern Rades (welches nunmehr auf der Eisenbahn geht) sich bewegt, so wird durch diese (→s. 646) Verdopplung der Räder der Friktionswiderstand bedeutend vermindet (Fig. 10, 11 und 12. Tab. 30.). Nennen wir nämlich den
- 35 -
Halbmesser des obern Rades A und den Halbmesser seine Achse a; den Halbmesser des untern Rades B und den Halbmesser b der Nabe, worauf das obere Rad läuft, die Last = Q, und den Reibungskoeffizienten = m, so ist m . a . Q / A die Grösse der Kraft, welche man an der Peripherie des obern Rades anwenden müsste, um z. B. dieses Rad, worauf die Ladung hängt, mit der Hand zu drehen. Allein das obere Rad läuft auf der Nabe des untern Rades und wird an seiner Peripherie eben so fortgetrieben, als ob es Zähne hätte, welche von den Triebstöcken der Nabe mit der gleichen Kraft und Geschwindigkeit umgedreht werden. Nennen wir dieser Kraft, nämlich m . a . Q / A = K´ und die Kraft an der Peripherie der untern Räder = K, so erhalten wir aus der Gleichung K . B = K´ . b die zur Fortschaffung der Last Q nöthige Kraft K = K´ b / B = m . a . Q / A . b / B. Es ist daher der gewöhnliche Reibungswiderstand m . Q . b / B noch mit dem Verhältniss der Hebelsarme des Friktionsrades multiplizirt, und daher ist die Reibung in derselben Proportion verringert. B e i s p i e l . Es sey der Reibungskoeffizient m = ⅛, der Durchmesser der Nabe des untern Rades 2 b = 5 Zoll und der Durchmesser des obern Rades 2 B = 30 Zoll, so ist der Reibungswiderstand auf die Peripherie des untern Rades reduzirt = ⅛ . Q . 5 / 30 . 2 ½ / 30 = Q / 576 und die nöthige Zugkraft, welche ohne Friktionsräder = m . b / B . Q = ⅛ . 2 ½ / 30 . Q = Q / 96 seyn würde, beträgt nur 5 / 30 . Q / 96 = Q / 576. Wir sehen also, dass ein Pferd jetzt eine viel grössere Last zu ziehen im Stande ist, als es bei einem Wagen mit einfachen Rädern statt findet; da nun diese Verhältnisse sich noch vortheilhafter annehmen lassen, so folgt, dass ein Pferd auf einer horizontaler Eisenbahn eine Last von 500 bis 800 und noch mehr Zentner fortzubringen im Stande ist. Wägen mit doppelten übereinander liegenden Rädern sind daher, wen sie mit d e r g e h ö r i g e n G e n a u i g k e i t ausgefertigt werden, auf horizontalen Bahnen sehr vortheilhaft, auf geneigten Bahnen wird aber dieser Vortheil geringer, da man das grössere Gewicht dieser Räder über die schiefe Fläche fortschaffen muss.
- 36 -
Příručka mechaniky od Františka Josefa rytíře Gerstnera, c. k. guberniálního rady, rytíře c. k. rakouského Leopoldova řádu, ředitele technického ústavu v Praze, profesora mechaniky, emeritního ředitele fyzikálních a matematických studií na univerzitě, em. c. k. zemského ředitele vodních staveb, a emeritního profesora vyšší matematiky a astronomie, člena mnohých učených společností, sestavená, doplněná o nejnovější anglické kon strukce a vydaná Františkem Antonínem rytířem Gerstnerem.
První svazek.
Mechanika pevných těles. Se 40 mědirytinovými tabulkami, které jsou přiloženy ve zvláštním sešitě.
Praha. Vytiskl Johann Spurny, knihtiskař a písmolijec.
1831.
VII. Kapitola.
Nákladní vozy, silnice a železnice. (s. 571 – 663)
- 37 -
Výhody dvojitých kol. (s. 645 – 646) §. 584. Protože odpor železnic vedených rovinatou krajinou spočívá ve valivém pohybu a v tření na nápravách, dají se určit prostředky, aby se tyto odpory ještě dále zmenšily. Prvním prostředkem k tomu je zvětšení kol, jenže to má své určité hranice. Litinové kolo, které, což je případ všech nových kol, má tvrzený povrch (Case hardened), nelze snadno vyrobit s průměrem větším než 3 ½ stopy (asi 110,5 cm), což obyčejně platí jen pro litinu, která se však kvůli svému tvrdému povrchu nedá dále obrábět. V tomto ohledu už mnozí angličtí inženýři doporučovali vyrábět kola ze dřeva, 4 ½ až 5 stop (asi 142 až 158 cm) vysoká a opatřená železnými obručemi, jenže dosavadní úsilí dělníků zatím nedostačuje k výrobě kol takové výšky s dostatečnou pevno stí, takže musíme nadále zůstat u litinových kol. K tomu je třeba poznamenat, že všechna vysoká kola sice při jízdě po rovině poskytují velké výhody, samotná kola však při jízdě přes vyvýšeniny a hory svou větší váhou vlak zatěžují, přičemž také vozy zvyšují nepohodlí při nakládání, více se kymácejí a mohou se snadněji převrhnout. V tomto ohledu se zdá mnohem účelnější použít i tady tzv. třecích kol (obr. 10, 11 a 12). Když totiž umístíme nad sebe dvě kola, takže vozová skříň, která obsahuje náklad, spočívá pouze na nápravě horního kola , následkem čehož nese vlastní náklad výhradně náprava horního kola, a když se dále obvod horního kola pohybuje po náboji dolního kola (které už jede po železnici), tak se tímto (→s. 646) zdvojením kol významně sníží třecí odpor (obr. 10, 11 a 12 na tab. 30). Označíme-li totiž poloměr horního kola A a poloměr jeho nápravy a, poloměr dolního kola B a b poloměr náboje, po němž se odvaluje horní kolo, náklad = Q, a součinitele tření = m, pak m . a . Q / A vyjadřuje velikost síly, kterou musíme vyvinout na obvodu horního kola, abychom např. tímto kolem, na němž spočívá náklad, otočili rukou. Samotné horní kolo jede po náboji dolního kola a bude na svém obvodu unášeno právě tak, jako by mělo zuby, jimiž by otáčel náboj se stejnou silou a rychlostí. Označíme-li nyní tuto
- 38 -
sílu, totiž m . a . Q / A = K´ a sílu na obvodu dolního kola = K, tak získáme z rovnice K . B = K´ . b sílu potřebnou k uvedení nákladu Q do pohybu K = K´ b / B = m . a . Q / A . b / B. Protože je průměrný třecí odpor m . Q . b / B ještě násoben poměrem ramene páky třecího kola, tření se v tomto poměru sníží. P ř í k l a d . Budiž třecí koeficient m = ⅛, průměr náboje dolního kola 2 b = 5 palců (asi 13 cm) a průměr horního kola 2 B = 30 palců (asi 79 cm), pak se třecí odpor na obvodu dolního kola sníží = ⅛ . Q . 5 / 30 . 2 ½ / 30 = Q / 576 a potřebná tažná síla, která by bez použití třecího kola byla = m . b / B . Q = ⅛ . 2 ½ / 30 . Q = Q / 96, nyní obnáší 5 / 30 . Q / 96 = Q / 576. Vidíme tedy, že kůň je teď schopen táhnout mnohem větší náklad, než by tomu bylo u vozu s jednoduchými koly; protože tyto poměry mohou působit ještě výhodněji, vyplývá z toho, že jeden kůň je na vodorovné železnici schopen utáhnout náklad o váze 500 až 800 centů (asi 28 až 45 t) nebo ještě větší. Vozy se dvěma nad sebou uloženými koly jsou proto, když budou zhotoveny s náležitou přesností , na vodorovných dráhách velmi výhodné, na dráhách se sklonem bude ale tato výhoda menší, protože musíme skrze šikmou plochu odečíst větší váhu kol.
- 39 -
5. Modely podvozků s natáčivými nápravami 5.1 Dokumentace vynálezu J. R. Božka Druhým vybraným sbírkovým předmětem jsou dva dřevěné modely rámů nákladních vozů s otočnými podvozky, inv. č. 595/a,b, k nimž přísluší několik dřevěných obloukových kolejových polí, po nichž oba modely pojíždějí. Jedná se o úpravu vnitřních a vnějších okolků běžných kol železničních vozů podle „vynálezu“ R. Božka, na který získal v roce 1842 dokonce privilegium císaře Ferdinanda I. Božek sledoval svým nekonvenčním konstrukčním řešením zlepšení jízdních vlastností drážních kolejových vozidel (lokomotiv i vozů), aby tak odstranil četné potíže při jejich jízdě, zejména nebezpečí vykolejení v oblouku. Současně chtěl podpořit svůj návrh, který nabízel jak domácím, rakouským státním dráhám, tak mnohým zahraničním železničním společnostem. Přestože se svým návrhem neuspěl, což vyplynulo jak z vlastního konstrukčního řešení, tak z obecných podmínek na železnicích, představují modely s kolejemi unikátní doklad o tehdejší době i o širokém záběru Božkovy technické či podnikatelské činnosti. Na podporu svého vynálezu sepsal a v roce 1846 vydal výše zmíněnou brožurku „Das falsche und gefährliche System…“, která kromě podrobného popisu jeho řešení obsahuje také tabulku se schematickými náčrtky. Zmíněný systém je popsán rovněž v části Božkových pamětí „Über Eisenbahnen und Eisenbahnwagen“ z roku 1850, které byly ovšem přepsány až v 90. letech 19. století. Ta navíc obsahuje odstavce „Vorgeschichte“27, resp. „Fortsetzung der Geschichte“28, kde se dočteme, co vynálezu předcházelo a co následovalo. Pro úplnost níže opět uvádím evidenční údaje převzaté ze své výše citované bakalářské práce29. 27
Archiv NTM. Fond NAD č. 45 J. a R. Božek (1786 – 1898). Über Eisenbahnen und Eisenbahnwagen, s. 2 – 13. Tamtéž, s. 52 – 60. 29 KUČERA, 2011, s. 138 – 139. 28
- 40 -
Inv. č.: 595/a – Model úpravy vnitřních nákolků železničních vozů s otočnými podvozky Přír. č.: 32/1909-06-18 Skupina: Železnice; podskupina: Modely Lokalita (místo původu): Vrchní finanční rada dr. J. Krupička Dodavatel (dárce, prodejce): JUDr. (V.) Krupička, finanční rada v Praze Způsob nabytí: P Výrobce: Romuald Božek, mechanik a strojník v Praze Rok výroby: 1845 Výr. č.: nemá Rozměry: 75 x 30 x 13 cm (M = 1 : 10) Hmotnost: 3 kg Materiál: dřevo, železo, mosaz Popis: Podvozek – rám železničního vozu, tvořený dřevěným roštem s otočnými nápravami, umístěný na obloukové koleji (tmavě hnědá) americké konstrukce. Rám vozu i rámy podvozků světle hnědé, kola černá (mosazná); kolejnice z dřevěných trámů pobitých plochým železem (podobný typ, jako na koněspřežce Č. Budějovice – Linec, tzv. americký svršek) na koncích dřevěná zarážedla. Kola s vnitřními okolky, dvojkolí otočná ve zvláštních rámech, rolny dosedají na kluznice na obloukových výběžcích rámu po stranách. Uprostřed rámu přišroubována černá kovová deska (patrně zátěž), drobná poškození, jinak kompletní. Nesignováno. Dřevěný model rámu železničního vozu s otáčivými jednonápravovými podvozky a skládacím kolejovým polem do oblouku. Rozdíl spočívá v tom, že model inv. č. 595/a má na kovových kolech obruče s obvyklými vnitřními nákolky, kdežto model inv. č. 595/b má nákolky vnější podle návrhu R. Božka. Sestava sloužila pro praktické předvádění nové konstrukce pojezdu proti vyšinutí kolejových vozidel, kterou se Božek marně snažil prosadit od roku 1843 (viz jeho spis z roku 1846).
- 41 -
Inv. č.: 595/b – Model úpravy vnějších nákolků železničních vozů s otočnými podvozky Přír. č.: 32/1909-06-18 Skupina: Železnice; podskupina: Modely Lokalita (místo původu): Vrchní finanční rada dr. J. Krupička Dodavatel (dárce, prodejce): JUDr. (V.) Krupička, finanční rada v Praze Způsob nabytí: P Výrobce: Romuald Božek, mechanik a strojník v Praze Rok výroby: 1845 Výr. č.: nemá Rozměry: 75 x 30 x 13 cm (M = 1 : 10) Hmotnost: 3 kg Materiál: dřevo, železo, mosaz Popis: Podvozek – rám železničního vozu, tvořený dřevěným roštem s otočnými nápravami, umístěný na obloukové koleji (tmavě hnědá) americké konstrukce. Rám vozu i rámy podvozků světle hnědé, kola černá (mosazná); kolejnice z dřevěných trámů pobitých plochým železem (podobný typ, jako na koněspřežce Č. Budějovice – Linec, tzv. americký svršek) na koncích dřevěná zarážedla. Kola s vnějšími okolky, dvojkolí otočná ve zvláštních rámech, rolny dosedají na kluznice na obloukových výběžcích rámu po stranách. Uprostřed rámu přišroubována černá kovová deska (patrně zátěž), drobná poškození, jinak kompletní. Signováno – nápis „Erfunden u. verfertigt von Romuald Božek in Prag 1845“ (česky: „Vynalezeno a zhotoveno Romualdem Božkem v Praze 1845“). Dřevěný model rámu železničního vozu s otáčivými jednonápravovými podvozky a skládacím kolejovým polem do oblouku. Rozdíl spočívá v tom, že model inv. č. 595/a má na kovových kolech obruče s obvyklými vnitřními nákolky, kdežto model inv. č. 595/b má nákolky vnější podle návrhu R. Božka. Sestava sloužila pro praktické předvádění nové konstrukce pojezdu proti vyšinutí kolejových vozidel, kterou se Božek marně snažil prosadit od roku 1843 (viz jeho spis z roku 1846).
- 42 -
Dále uvádím přepisy původních německých textů ze zmíněných publikací, resp. jejich podstatných částí, které se vztahují k inv. č. 595/a,b, a jejich překlady do češtiny.
5.2 Das falsche und gefährliche System, 1846
Das falsche und gefährliche System der gegenwärtigen
Eisenbahnwagen und
ihre Verbesserung erläutert von
J. Romuald Božek, k. k. privilegirter Mechaniker in Prag. Nebst einer Kupfertafel. Neue Auflage.
Leipzig, Verlag von R o b e r t B a m b e r g . 1846.
- 43 -
(s. I) Nur die mit meinem Namenszug versehenen Exemplare werden von mir anerkannt.
J. Romuald Božek (autograf)
(s. III)
Die Erfindung zur Verbesserung des gegenwärtigen gebräuchlichen Systems der Eisenbahnwagen, worauf Herr J . R o m u a l d B o ž e k in seiner nachfolgen Schrift hindeutet, ist mir von ihm in allen ihren Einzelnheiten mitgetheilt worden, und durch eine beigefügte Erläuterung hat er mit mathematischer Schärfe die aus seiner Konstruktion entspringenden Vortheile so klar dargelegt, daß dagegen ein Zweifel nicht wohl einkommen kann. Ich fühle mich verpflichtet, dieß hier auszusprechen und besonders darauf aufmerksam zu machen, das Herrn B o ž e k ´ s Erfindung nicht (→s. IV) weniger rationell als einfach ist, so wie ich aus diesen Gründen die Ueberzeugung hege, daß über lang oder kurz Božek´s Wagen überall auf Eisenbahnen eingeführt werden wird. L e i p z i g , im Mai 1846.
Friedr. Georg Wieck, Herausgeber der deutschen Gewerbe-Zeitung
- 44 -
(s. 1)
V o r w o r t .
Wenn wir den Aufschwung und die Fortschritte, welche die Eisenbahnen in allen Staaten in so kurzer Zeit gemacht haben, – wenn wir jene Bauten betrachten, die trotz der Schwierigkeiten und der ungeheuern Kosten, welche sie verursachten, ausgeführt wurden, – wenn wir die Durchgrabungen, Tunnels, Aufschüttungen, Viaducte und alle die kostspieleige Werke berechnen, – wenn wir den Zweck eine so großartigen Unternehmens erwägen, genau prüfen, worin der Vortheil desselben besteht und wodurch das Erträgniß erhöht werden könnte, – wenn wir endlich die Unglücksfälle wahrnehmen, welche auf Eisenbahnen nicht immer als Folge einer unvorsichtigen Leitung des Locomotivs, sondern durch Ausgleiten der Wagen aus dem Geleise Statt fanden, wobei wir so manches theuere Menschenleben zu beklagen haben, so wirft sich uns die Frage auf: W o r i n d o c h d e r G r u n d d i e s e r U n s i c h e r h e i t l i e g e n m ö g e ? – Wenn wir nun sehen, daß trotz aller beobachteten Vorsicht, trotz der e n o r m e n V o r a u s l a g e n , die, um Lebensgefahr zu beseitigen, beim Baue der Bahnen n i c h t g e s c h e u t w u r d e n , diese Mängel dennoch so bedeutend und fühlbar ihren Platz behaupten, daß die Wagen selbst in geradeliniger Bahn!! das Geleise verlassen, (→s. 2) so geht klar hervor, daß das Unternehmen ungeachtet aller großer Opfer, die man der Herstellung desselben gebracht hat, siene Vollkommenheit dennoch nicht erlangt habe, und daher zur Erreichung derselben n o c h m a n c h e r l e i b e d e u t e n d e V e r b e s s e r u n g e n nöthig sein müssen. Forschen wir nun weiter: W i e diesen Mängeln und Unvollkommenheiten abgehelfen werden könne? – so müssen wir bedauern, daß uns die Wissenschaft
- 45 -
und die Kunst bis jetz noch kein Hilfsmittel darbieten konnten, diese Schwierigkeiten auf eine z w e c k m ä ß i g e u n d e i n f a c h e W e i s e zu besiegen. Diese Mängel und Nachtheile sind w o h l z u b e a c h t e n , u n d i m h ö c h s t e n G r a d e w i c h t i g ; sie zu bekämpfen liegt demnach nicht bloß im Interesse einer Eisenbahn-Gesellschaft, sondern im Interesse des allgemeinen Wohls, und daher auch im Interesse eines jeden Einzelnen; denn abgesehen von dem wohlthätigen socialen Einflusse, den die Eisenbahnen der Gesammtheit der Staatsbewohner bieten, bleibt doch einem jeden Einzelnen dei Beseitigung der Lebensgefahr und die Sicherheit während der Fahrt v o n h ö c h s t e r W i c h t i g k e i t . Unter solchen Umständen darf ich mich wohl der Hoffnung hingeben, daß meine Erfindung, d i e S i c h e r h e i t d e r E i s e n b a h n f a h r t e n z u v e r m e h r e n , welche strengen Anforderungen entspricht und keine Folge eines bloßen Zufalls, sondern das Ergebniß eines langen Nachdenkens und vielfacher Versuche ist, nicht nur Anklang und Anerkennung finden, sondern als eine sehr beachtenswerthe Erfindung freundlich begrüßt werden dürfte, obwohl ich recht gut weiß, daß der Erfinder manchmal mit mißtrauischen Bedenklichkeiten zu kämpfen hat, welche durch die heutzutage so oft wiederkehrende Erscheinung entstehen, daß Charlatane, Enthusiasten und überspannte Theoretiker welche die Schwierigkeiten der praktischen Ausführung als Kleinigkeit unbeachtet lassen, mit vorgeb-lich großartigen Erfindungen auftreten, dadurch die Behörden und das Publicum behelligen, und am Ende täuschen, die sich des Glücks mit recht erfreuen dürfen, e i n e i n d e r T h a t n e u e u n d g u t e I d e e zur Welt gebracht zu haben. Bevor ich nun die Vortheile meiner Erfindung auseinandersetze, dürfte es wohl am Platze sein, eine Schilderung der Hindernisse, Mängel (→s. 3) und Nachtheile, die an den bisherigen Eisenbahnen wahrgenommen werden, vorangehe zu lassen. Im gewöhnlichen Leben ist dieß indessen kein angenehmes Geschäft, wenn man, um die Brauchbarkeit und den etwaigen Werth einer Sache darzustellen, vorher die Mängel und Nachtheile des bisher Gebräuchlichen gewissermaßen au-
- 46 -
fdecken muß. Hier in diesem Falle ist dieß jedoch u n u m g ä n g l i c h n ö t h i g , damit in der Folge die e n t s p r e c h e n d e W i r k u n g meines neuen Systems mit jedem einzelnen Nachtheil, der aus dem bisherigen Systeme entspricht, vergleichen werden könne. Aus eben dieser Ursache und da deiser Gegenstand v i e l z u w i c h t i g i s t , habe ich mit einer vielleicht strengen Genauigkeit das Mangelhafte der jetztigen Eisenbahnwagen dargestellt, und wenngleich die Fehler nicht immer so bedeutend fühlbar werden, wie ich selbe andeute, so ist doch die Möglichkeit nicht zu benehmen, daß solche Fälle vorkommen können, und das stete Bestreben ist unverkennbar, mit welchem das Uebel, oder der lauernde Feind n u r e i n e g ü n s t i g e G e l e g e n h e i t a b w a r t e t , um sodann seine Gegenwart und Macht r e c h t g e l t e n d auszuüben. Für den günstigen Effect meines neuen Systems dürfte daher i n s b e s o n d e r e der Umstand sprechen, daß mit der Anwendung desselben n i c h t b l o ß d i e U e b e l und die verschiedenen nachtheiligen W i r k u n g e n s i c h beheben, sondern hauptsächtlich – die U r s a c h e , w o d u r c h s i e e n t s t e h e n , auf eine einfache l e i c h t b e g r e i f l i c h e Weise beseitigt wird.
- 47 -
(s. 4)
E i n l e i t u n g . Bei Anlage von Eisenbahnen ist es ein sehr belästigender Umstand, daß man denselben eine möglichst gerade Linie geben muß, da die Wagen in Krümmungen schwer zu bewegen sind, die Räder der Wagen durch die verursachte Reibung, der Seitenreifen an der Bahn sich sehr abnützen, die Wagen aus der Bahn steigen, und überhaupt für die große Geschwindigkeit eines Locomotivs wegen der Gefahr des Herausspringens durchaus nicht anwendbar sind. Um diese Anreibung der Räder an die Bahn zu vermindern und das Entgleisen der Wagen zu beseitigen, wäre es vielleicht (?) das beste Mittel: d i e B a h n g a n z g e r a d e l i n i g – anzulegen. Auf einer solchen Bahn würden die Wagen und Locomotive n a c h d e r j e t z t i g e n C o n s t r u c t i o n s a r t allerdings ihrem Zwecke besser entsprechen. Aus dieser Ueberzeugung trachtet man daher Krümmungen wo thunlich zu vermeiden, oder sie nur von einem möglichst großen Halbmesser anzulegen, und um dieß zu erreichen, ist man genöthigt, die vielen Hindernisse, die in dieser ziemlich geraden Linie liegen, als: Berge, Felsen etc., zu durchbragen, Tunnels anzulegen, Thäler durch Dämme, Viaducte etc. zu erhöhen, deren Herstellung mit enormen Zeit- und Geldaufwande verbunden ist, die Baukosten der Bahn um ein Mehrfaches vergrößert, wodurch das Erträgniß des Unternehmens geringer wird. Daß man durch die Herstellung einer geraden Bahn jedenfalls große Vortheile erreicht, ist nicht zu verkennen, und es wäre unklug, Krümmungen über ihren Werth und Nutzen, den man durch sie allenfalls erreichen könnte, anempfehlen zu wollen. Es ist demnach mit dem Nachfolgenden auch keineswegs gemeint, daß es zweckmäßiger wäre, bei Anlage einer Bahn einem jeden unbedeutenden Hindernisse auszuweichen.
- 48 -
Krümmungen müssen jedenfalls möglichst vermieden werden, da sie auch dann, wenn sie ganz sicher und ohne Reibung befahren werden könnten, dennoch Nachtheile haben, die nie beseitigt werden. Z. B. der Weg wird durch sie verlängert, sie benehmen dem Locomotiv-Führer oft den Ueberblick über die Bahn etc., weßhalb der gerade Weg immer vorzuziehen ist. Allein da es nicht leicht möglich ist, von einer Stadt zur andern eine ganz geradelinige Bahn anlegen, so müssen Ausweichungen dennoch statt finden, welchen man einen möglichst großen Halbmesser zu geben trachtet, um ihre Nachtheile zu beseitigen, die bei Krümmungen von geringem Radius sehr gefährlich werden könnten. (→s. 5) Doch auch in jenen Fällen, wo man entweder durch günstige Localverhältnisse oder durch kostspielige Beseitigung der in der Linie liegenden Hindernisse in der Stand gesetzt ist, eine möglichst gerade Linie herzustellen und Ausweichungen stets nur mit einem großen Halbmesser anzulegen, ist ihr Nachtheil, den sie auf die Wagen ausüben, d o c h n i c h t b e s e i t i g t . Die Ursache hiervon liegt einzig und allein in der zweckwidrigen Construction und in der Unvollkommenheit der Bahnwagen, da dieselben, wie jeder Sachverständige auf den ersten Blick bemerken muß nur für gerade Bahnen gebaut sind, in Krümmungen jedoch dem Zwecke nicht entsprechen können, was durch nachfolgende Auseinandersetzung unumstößlich bewiesen werden soll.
Ursachen des Entgleisens. I. Bauart der Wagen. 1) Man macht nach der bis jetzt am besten bewährten Erfahrung jede Achse in zwei Lagern drehbar und keilt beide Räder auf die Achse f e s t , so zwar, daß, wenn eines dieser Räder sich dreht, das andere durch die Verbindung der Achse z u r g l e i c h e n B e w e g u n g des erstern genöthigt wird.
- 49 -
Diese Räder haben demnach, da j e d e s bei der Umdrehung e i n e n g l e i c h e n R a u m zurücklegt, ein stetes Trachten, i n g e r a d e r L i n i e fortzuschreiten, und dieses würde, wenn beide Räder vollkommen gleiche Durchmesser hätten, auf einer geraden Bahn ohne alle Anreibung der Seitenreifen an die Bahnschienen geschehen. Kommen nun aber diese Räder in eine Krümmung Fig. 1, die sich von der geraden Linie z. B. links abwendet, wo wird das rechte Rad a mit seinem Seitenreifen an die Bahn anlaufen, u n d n u r d u r c h d a s i m m e r w ä h r e n d e A b g l e i t e n des Seitenreifens von der Bahn werden die Räder innerhalb des Geleises erhalten. J e k l e i n e r d e r R a d i u s der zu befahrenden Krümmung ist, d e s t o a u f f a l l e n d e r wird der Winkel, in welchem sich die Schiene gegen die Räder stellt, desto g r ö ß e r d i e A n r e i b u n g des Seitenreifens, wodurch das Rad, s t a t t a b z u g l e i t e n , a u f d i e B a h n s t e i g t und so den Wagen aus dem Geleise bringt. Durch diese zweckwidrige Construction der Wagen wird überdieß noch ein zweiter Nachtheil herbeigeführt. Beide auf einer Achse festgekeilten Räder legen, wie eben bemerkt wurde, bei ihrer Umdrehung einen g l e i c h e n R a u m zurück. In einer Kreisbahn hat aber das dem Mittelpuncte der Krümmung entferntere Rad a einen g r ö ß e r n W e g zurückzulegen als das Rad b. Da jedoch beide Räder durch ihre Achse mit einander fest verbunden sind und g l e i c h e R ä u m e zurücklegen, so kann eine Bewegung derselben in gekrümmter Bahn und durch eine g e w a l t s a m m e R e i b u n g , (→s. 6) die an der Peripherie der Räder und der Bahn geschieht, Statt finden, die durch die Ladung sehr bedeutend wird und zu deren Uiberwindung natürlich ein größerer Kraftaufwand erforderlich ist. Es kann daher keinem Zweifel unterliegen, daß f e s t g e k e i l t e R ä d e r auf u n l e n k b a r e n A c h s e n besonders für Krümmungen g a n z z w e c k w i d r i g sind. 2) Die zweite Bauart, bei der die Wagen nicht nur mit vermehrtem Reibungswiderstande sich bewegen, sondern wohl gar aus dem Geleise steigen, ist das Ge-
- 50 -
gentheil der eben beschriebenen, und zwar: wenn die Achsen um einen Reibnagel beweglich sind, d a m i t s i e s i c h l e n k e n können, und wenn beide Räder auf der Achse n i c h t f e s t gekeilt sind, sondern jedes Rad ohne Einfluß auf das andere s i c h f r e i b e w e g e n k a n n . Kommen die Räder in eine Krümmung Fig. 2, die sich z. B. links wendet, so wird das rechte Rad a, mit dem Seitenreifen an die Bahn anlaufend i n s e i n e r F o r t b e w e g u n g g e h e m m t w e r d e n und zurückbleiben, während das linke Rad b ohne Anstand v o r l a u f e n w i r d . Durch die Fortbewegung des Wagens wird nun der Winkel, den die Räder zur Bahn bekommen haben, immer m e h r u n d m e h r v e r g r ö ß e r t , so zwar, daß der Sietenreifen des Rades a, statt neben der Bahn zu laufen, s i c h g e g e n d i e B a h n v e r s p r e i z t , das Abgleiten natürlich a u f h ö r t , und der Wagen endlich n u r d a n n vorwärts kann, wenn das rechte Rad a auf die Bahn steigt und aus dem Geleise kommt. Dieses gefährliche Entgleisen kann bei lenkbaren Achsen und frei beweglichen Rädern nich nur in Krümmungen, sondern selbst auf der geradelinigen Bahn Statt finden, sobald ein oder das andere Rad durch die Anreibung zum Zurückbleiben veranlaßt wird und sich somit in einen v e r g r ö ß e r t e m R e i b u n g s w i n k e l gegen die Bahnschienen stellt. Hierüber wurde nun eine Unzahl von Versuchen angestellt, die alle leider nur ungünstige Resultate gaben. Franz Ritter von G e r s t n e r (weiland), Director des königl. ständischen technischen Institutes zu Prag, übte, weil sein Sohn Bauführer der ersten österreichischen Eisenbahn zwischen Budweis und Linz war, einen wesentlichen Einfluß auf der Bau derselben, und richtete sein ganzes Augenmerk auf die störenden Mängel und Unvollkommenheiten der Wagen, die tagtäglich mehr fühlbar wurden, da die dortige Bahn wegen der gebirgigen Lage sowohl, als auch wegen der nicht zu umgehenden Steigung mit Ausweichungen und Wendungen von sehr geringem Halbmesser unvermeidlich angelegt werden mußte.
- 51 -
Durchdrungen von der richtigen Ansicht und von dem Gedanken lebhaft überzeugt, daß nur ein Wagen m i t l e n k b a r e n A c h s e n u n d f r e i s i c h b e w e g e n d e n R ä d e r n d e n K r ü m m u n g e n e n t s p r e c h e n (→s. 7) k ö n n e , versuchte er den oben bemerkten Fehler auf jede mögliche Wiese zu beheben. Er ließ die Achsen b l o ß l e n k b a r , jedoch nicht mit den Rädern sich drehend construiren und beide Räder nach den gewöhnlichen Art der Straßenwagen a n d i e A c h s e n f r e i b e w e g l i c h anstecken; er gab einem jeden Rade auf der Achse f r e i e B e w e g u n g und feste sie in einem Achsenstock, welcher durch F r i k - t i o n s r o l l e n und den Reibnagel s i c h l e i c h t b e w e g e n k o n n t e etc. D o c h j e m e h r d i e A c h s e L e n k b a r k e i t b e k a m , d e s t o leichter verstellten sich die Räder in eine falsche Richtung und desto leichter verspreizten sich gegen die Bahn . Um diesem Uebel zu begegen, benahm er den Achsen ihre willkürliche Bewegung; er ließ sie durch eine Art Rauthen und Kreuzstangen m i t e i n a n d e r v e r - e i n i g e n , damit die falsche Stellung der einen Achse durch die entsprechende Stellung der andern bekämpft werde. Doch alle diese Versuche waren ohne gewünschten Erfolg. – Die Räder stellten sich, statt in eine entsprechende, stets i n e i n e d e r K r ü m m u n g g a n z z u w i d e r e R i c h t u n g , so daß hierdurch das Heraussteigen nur noch mehr begünstig wurde was auch durch den vorange-schickten Beweis hinlänglich deutlich und erklärlich ist. Durch eine Art Anstoß-Däumlinge benahm man den Achsen die allzu große willkürliche Lenkung, und s c h o n h i e r d u r c h gingen die Wagen sicherer und leichter, bis man allmälig dahin gelangte, d e n A c h s e n i h r e L e n k b a r k e i t ganz zu benehmen. Theorie und die Ueberzeugung eines jeden Vernünftigen sprechen f ü r l e n k b a r e A c h s e n und in der Praxis zeigt sich doch d a s G e g e n t h e i l ! Ist nicht schon hieraus zu ersehen, daß die practische Ausführung M a n g e l h a f t s e i , da
- 52 -
ihre Anwendung den Naturgesetzen und der gesunden menschlichen Vernunft gar so zuwider ist? – 3) Die dritte Ursache, weßhalb dei Wagen aus dem Geleise springen, ist: wenn durch längern Gebrauch der anfangs runde und glatte Seitenreifen aus Ursache der s t e t e n u n d h e f t i g e n A n r e i b u n g sich eine s c h a r f e K a n t e verwandelt hat. Eine jede heftige Reibung hat eine Abnützung der sich reibenden Theile zu Folge; da nun die Wagen bei einer weniger entsprechenden Richtung der Achsen nur durch das i m m e r w ä h r e n d e A b g l e i t e n der Seitenreifen von den Schienen im Geleise erhalten werden, so führt die stete Anreibung, die in Krümmungen durch die ungünstige Stellung der Räder noch vergrößert wird, e i n e s c h n e l l e r e A b n ü t z u n g der Seitenreifen herbei, weßhalb sich an dem runden Seitenreifen allmälig eine scharfe Kante bildet. Eine jede, auch noch so geringe Ungleichheit oder ein Vorsprung an den Bahnschienen ist sodann hinreichend, daß dieser scharf gewordene (→s. 8) Seitenreifen sich daran fängt, das Rad auf die Bahn steigt und der Wagen aus dem Geleise kommt. 4) Die vierte Ursache des Herausspringens der Wagen aus der Bahn ist: w e n n d i e b e i d e n A c h s e n d e s W a g e n s z u n a h e b e i s a m m e n s t e h e n , dagegen die Ladung oder der Kasten b e d e u t e n d ü b e r die Achsen nach Vorne und Hinten hervorragt. Die geringste Ungleichheit zwischen den Bahnschienen schwingt besonders bei großer Geschwindigkeit den Vordertheil des Wagens (weil die Räder Spielraum zwischen dem Geleise haben) gegen eine Bahnschiene, Fig. 3, während der Hintertheil die entgegengesetzte Bewegung macht, bis das betreffende Rad a mit seinem Seitenreifen anprallt und durch den Stoß den Vordertheil wieder an die andere Bahnschiene schleudert, wodurch die immerwährendes O s c i l i r e n der
- 53 -
Wagen entsteht, a l s o b j e d e r i n d e r M i t t e a u f e i n e m R e i b n a g e l drehbar wäre. Bei diesen Schwankungen reiben sich wechselweise immer zwei Räder an den Bahnschienen mit der Heftigkeit des Stoses an, so daß bei einer Wendung des Wagens das vordere rechte Rad a und zugleich das hintere linke Rad b, bei der andern Wendung wieder das vordere linke (Rad) c und das hintere Rad d sich gegen die Bahnschienen verspreizen. Je l ä n g e r d i e K a s t e n sind, j e n ä h e r dagegen die v i e r R ä d e r b e i s a m m e n s t e h e n , je g r ö ß e r d e r S p i e l r a u m ist, desto größer ist die h o r i z o n t a l e B e w e g u n g eines jeden Wagens im ganzen Zuge, desto größer d e r W i n k e l , der die Räder zur Bahn bekommen, und d e s t o h e f t i g e r d i e m o m e n t a n e A n r e i b u n g der Seitenreifen; denn diese Anreibung wird durch die S c h w u n g k r a f t d e r B e l a s t u n g , m i t d e r d i e R ä d e r a n p r a l l e n , bedeutend w i r k s a m e r , wodurch der Wagen um so leichter aus dem Geleise kommen kann. Dieses gefährliche Osciliren des ganzen Wagenzuges kann man sowohl an den Wagen der Budweis-Linzer Eisenbahn, als auch an den Zügen der Kaiser Ferdinands-Nordbahn, Leipzig-Dresdner und vieler andern Eisenbahnen deutlich bemerken, wo die Schwingungen der Wagen von sehr bedeutenden und unangenehmen Stößen begleitet werden. 5) Die fünfte Ursache, weßhalb die Wagen in Krümmungen schwer zu bewegen sind und das Herausspringen derselben aus dem Geleise begünstigt wird, liegt wieder im Gegentheil der so eben benannten Constructions-Art, und zwar: w e n n die 2 Achsen eines jeden Wagens sehr weit von einander entfernt sind. Jeder Wagen ist, wenn er in eine Krümmung kommt, Fig. 4, als Sehne des Kreises anzusehen, die mit ihren Enden a b den Kreis (→s. 9) berührt; je kürzer die Sehne ist, desto geringer wird der Winkel, den sie zum Kreis bildet; j e l ä n g e r
- 54 -
s i e i s t , d e s t o g r ö ß e r i s t d e r W i n k e l , unter welchem die Räder (die mit der Sehne parallel sind), sich gegen die Bahn stellen, d e s t o g r ö ß e r i s t d a h e r a u c h d i e A n r e i b u n g und desto leichter muß der Wagen aus der Bahn springen. Die Richtigkeit dieser Ansicht und das Mangelhafte einer solchen Construction bedarf keiner wietern Erläuterung. Jede dieser eben bezeichneten Bauarten der Wagen ist der Gegensatz an der andern, und demnoch wird durch d i e e i n e wie d i e a n d e r e Methode d e r Fehler, den man beseitigen will, nicht nur nicht behoben, sondern wohl gar noch vergrößert. Um diese Uebelstände möglichst zu verkleinern, sehen sich die betreffende Ingenieurs genöthigt, aus allen diesen Nachtheilen und Unvollkommenheiten jene Constructionsart zu entwerfen, in welcher die Fehler beide Extreme wenigstens verkleinert sind. Sie wählen den Mittelweg, in der Ueberzeugung, hiemit aus dem bisher Bekannten die bestmöglichste Constructions-Methode erreicht zu haben. Mit diesem Mittelweg hat man sich bis jetzt allenthalben begnügt, obwohl dieser den Anforderungen auch nicht entspricht und die Mängel nicht behebt. Die Unzweckmäßigkeit, beide Räder an die Achsen fest zu keilen, ist ad 1) deutlich dargethan; ad 2) ersieht man die noch größern Nachtheile, welche durch lenkbare Achsen und frei bewegliche Räder entstehen da gerade dasjenige Rad a Fig. 2, welches v o r s c h r e i t e n soll, durch die Anreibung des Seitenreifens z u r ü c k b l e i b t , weßhalb der Wagen aus der Bahn steigt. Um daher diesem so gefährlichen Uebel zu steuern, v e r z i c h t e t man a u f d i e r i c h t i g e L e n k u n g der Achsen und läßt sich lieber ein minderes Uebel gefallen. Man macht die Achsen u n l e n k b a r , k e i l t b e i d e R ä d e r an die Achse f e s t , d a m i t s i e s i c h w e d e r z u m V o r t h e i l n o c h z u m N a c h theil der wahren Stellung bewegen können ! Daß aber mit diesem Mittelweg g a n z g e g e n d i e B e d i n g u n g e n e i n e r K r e i s b e w e g u n g gehandelt ist, kann mit jedem gewöhnlichen Straßenwagen
- 55 -
bewiesen werden; denn würde man diesem die vordere Achse unlenkbar machen und beide Räder auf einer drehbaren Achse festkeilen, s o w ä r e N i e m a n d i m Stande mit so einem beladenen Wagen um ein Eck zu fahren. – Lange Wagen zu bauen ist ad 5) für Krümmungen unzweckmäßig; kurze haben nebst dem ad 4) erwähnten Nachtheil auch noch folgenden Uebelstand Fig. 5.: Da die Räder a l s U n t e r s t ü t z u n g s p u n c t e d e r L a s t zu nahe beisammen unter der Ladung sich befinden, diese hierdurch (→s. 10) eine z u k l e i n e A u f l a g e o d e r B a s i s h a t , so übt eine jede, auch noch so geringe Vertiefung oder Erhöhung der Bahnschienen einen so nachtheiligen Einfluß auf die Wagen, daß, wenn die vordern Räder nur um ein Geringes sich senken, die Ladung s c h o n e i n e b e d e u t e n d e S c h w a n k u n g nach Vorne macht, und sobald die hintern Räder in die Vertiefung kommen, s c h w i n g t d i e L a d u n g w i e d e r z u r ü c k , wodurch die Obertheil des Wagens in eine so bedeutende Bewegung kommt, daß dann zwei Momente entstehen, in welchen die ganze Ladung einmal a u f d a s v o r d e r e R ä d e r p a a r und dann wieder a u f d i e h i n t e r n R ä d e r stoßweise auffällt, was nicht nur auf die Bahn zerstöhrend einwirkt, sondern Räder und Wagen in Anwendung sind, massiver construirt werden, damit sie nebst der Ladung auch noch diese Stöße aushalten. Hiervon kann man sich bei den meisten Bahnen, besonders aber beim Ankommen des Wagenzuges auf der Budweis-Linzer Eisenbahn überzeugen. Um diesen Uebelständen und den schädlichen Mängeln einigermaßen zu begegnen, baut man daher die Wagen verhältnißmäßig w e d e r z u l a n g o d e r z u k u r z , und gibt zwischen die Achsen und Gestelle Tragfedern; ohne hiermit den Vortheil erreicht zu haben, die Anreibung der Seitenreifen in gerkümmter Bahn behoben zu sehen, die Gefahr des Aussteigens der Wagen beseitigt zu haben und auf dieselben so viel laden zu können, als die positive Festigkeit derselben mit Hinweglassung der schädlichen zerstörenden Einflüsse verspricht.
- 56 -
Es ist dieß wieder ein Mittelweg, der den Anforderungen so wenig entspricht, als der erste; denn die nach dieser Construction gebauten Wagen, welche die vorhin erwähnten Nachtheile und Mängel hierdurch in einem zwar etwas gemilderten Grade, a b e r d e n n o c h a l l e b e s i t z e n , haben den fühlbarsten Fehler darin, daß sie doch zu kurz sind. Der Wagen hat für die Ladung zu wenig Fläche; es müßte denn dieser Mangel an Raum durch eine größere Höhe, die man der Ladung gibt, ersetzt werden, Fig. 6, wodurch das Schwanken nach Vorne und Hinten wieder begünstigt wird, was man an den höhen Wagen, in welchen Pferde transportirt werden, deutlich bewiesen sieht. Aus den Resultaten der bisher beschreibenden Constructionsmethoden gehen daher für die Bauart der Wagen zwei Gesetze hervor, die trotz ihrer Richtigkeit einander doch ganz entgegen sind, und zwar: 1. Um die R e i b u n g der Räder an die Schienen z u v e r m i n d e r n , muß man die Achsen eines Wagens m ö g l i c h s t n a h e a n e i n a n d e r s t e l l e n , da hierdurch der Reibungswinkel, den die Räder zur Bahn bilden, verkleinert wird. 2. Um das S c h w a n k e n der Wagen z u b e h e b e n , muß man (→s. 11) die Achsen eines Wagens m ö g l i c h s t w e i t v o n e i n a n d e r s t e l l e n , weil hierdurch die Ladung eine größere Basis bekommt. Beobachtet man daher beim Baue der Wagen eine oder das andere dieser Gesetze, so erreicht man zwar den Vortheil desselben, hat aber g e r a d e z u g e g e n d a s a n d e r e G e s e t z g e h a n d e l t und somit w i e d e r einen e b e n s o gro-ßen Nachtheil herbeigeführt. Um diese beiden Gesetze mit einander vereint anwenden zu können, mit dieser Vereinigung dei Vortheile beider zu erreichen und die Mängel derselben bekämpft zu sehen, baut man die Wagen häufig nach folgender Constructionsart: Man macht den Obertheil des Wagens (oder den Kasten) zwar lang, setzt ihn jedoch auf zwei kurze vierrädrige Wagen, Fig. 7.
- 57 -
Jeder dieser kurzen Wagen hat in der Mitte zwischen den vier Rädern bei f und g einen Reibnagel, auf welchen der lange Kasten an seinen beiden Enden angesteckt und aufgelegt wird. Hierdurch hat man das eine Gesetz befolgt; denn man hat einen langen Wagen mit einer großen Basis und den damit verbundenen Vortheil erreicht. Da nun durch die Kürze der Lenkwagen ein Schwanken nicht mehr herbeigeführt werden kann, indem eigentliche Wagenkasten auf sienen beiden Endpuncten unterstützt ist, so stellt man die Räder und Achsen der Lenkwagen möglichst nahe zusammen, um hierdurch den Reibungswinkel der Räder zur Bahn zu verkleinern, womit auch dem andern Gesetze Genüge geleistet wäre. Um noch überdieß die Frictionen an der Peripherie der Räder zu beseitigen und Krümmungen leicht zu durchfahren, hält man häufig für gut, die Radkränze c o n i s c h zu machen und den Rädern zwischen der Bahn einen g r ö ß e r n S p i e l r a u m zu geben. Dieser lange Kasten hat demnach einen beweglichen Vorder- und Hintertheil, wovon sich jeder um seinen Reibnagel wie die ad 2 erwähnten beweglichen Achsen frei lenken kann. Kommt nun der Wagen in einen Krümmung, so ist der Kasten als große Sehne zu betrachten, die an ihren Enden mittelst zweier kleinen Sehnen die Kreislinie berührt. Durch diese Construction ist die Anreibung der Seitenreifen vermindert, da die Räder nur unter Winkel zur Bahn stehen, den die kleinen Sehnen bilden, während der Kasten in einem viel größern Winkel zum Kreis sich befindet; daher ist ein so construirter Wagen natürlich auch leuchter zu bewegen, als ein Wagen von derselben Länge, der nur auf vier Rädern und zwei Achsen ruht. Ob jedoch mit dieser Constructions-Methode die Anreibung der (→s. 12) Räder an die Bahn in dem Grade vermindert wird, als man erreicht zu haben glaubt, wird die Folge zeigen.
- 58 -
Wie schon bemerkt wurde, geht ein Wagen in Krümmungen schwer, wenn die Achsen weit von einander entfernt sind; je näher die Achsen an einander stehen, d e s t o m e h r n ä h e r n s i e s i c h d e r R a d i u s l i n i e , desto geringer ist zugleich der Reibungswinkel der Räder. Wenn es möglich wäre, beide Achsen über einander oder in einander zu stellen, so würden natürlich beide in der Radiuslinie liegen, jedes Rad zum Kreis eine Tangente bilden und die Räder die geringste Anreibung verursachen. Da nun dieß nicht möglich ist und keine von den unlenkbaren Achsen dieser Lenkwagen in der Richtung des Radius liegen kann, so beabsichtigt man durch die kurze Zusammenstellung derselben, d a ß d i e b e i d e n A c h s e n eines jeden Lenkwagens wenigstens n i c h t z u v i e l v o n d e r R a d i u s l i n i e entfernt sind und daß sie mindestens p a r a l l e l zu ihr sich anstellen sollen; und zwar: Denkt man sich durch die Mitte des Lenkwagens eine Linie a b Fig. 8, die zu beiden Achsen parallel ist, so soll sich jeder dieser kurzen Wagen in der Krüm-mung so einlenken, daß d i e s e g e d a c h t e L i n i e in die Richtung des Radius fällt; es würde sodann auch jede Achse zur Radiuslinie parallel stehen, wo dann jedes vordere und hintere Rad zur Krümmung e i n e n g l e i c h e n Winkel bilden würde, und der Speilraum, den die Räder zwischen der Bahn haben, entweder auf e i n e r S e i t e des Wagens oder bei allen vier Rädern g l e i c h v e r t h e i l t er-scheinen müßte. Würde dieß der Fall seyn, so wäre hiermit insbesondere der Vortheil erreicht, daß die Anreibung der Seitenreifen an die Bahn durch den geringer Reibungswinkel wirklich bedeutend vermindet würde. Dieser Vortheil wird jedoch durch neue Mängel, die mit oberbenannter Constructionsmethode erzeugt werden, wieder bedeutend beeinträchtigt. Wenn ein Gegenstand Fig. 9 von Vorne gezogen wird, so folgt er der Richtung der Zugkraft; wird er jedoch Fig. 10 von Hinten oder in seiner Mitte erfaßt, und nach Vorne geschoben, so trachtet der Vordertheil desselben entweder rechts
- 59 -
oder links auszuweichen, sobald auf einer Seite eine größere Anreibung Statt findet, wobei er sich sodann in eine ungünstige Richtung verdreht; den eine jede Friction bringt bei der Bewegung eines Körpers ein Hemmen im Fortschreiten, ein Verzögern hervor. Dieses Verzögern kann demnach n u r a n j e n e r S e i t e eintreten, – a n welcher die vergrößerte Anreibung als Hinderniß, der For tbewegung gleichsam in den Weg tritt. Uebergehen wir nun zu den Lenkwagen, so sehen wir, daß sie sich n i c h t d u r c h d e n Z u g d e r A n h ä n g k e t t e lenken – denn diese ist Fig. 7, (→s. 13) am Wagenkasten angebracht; ferner werden die Lenkwagen a u c h n i c h t b e i i h r e m V o r d e r t h e i l g e z o g e n , sondern mittelst ihres Reibnagels n a c h V o r n g e d r ä n g t o d e r g e s c h o b e n ; zudem sind die Lenkwagen gewissermaßen sich selbst überlassen, da sich jeder um seinen Reibnagel ungehindert wenden kann, j e n a c h d e m e r d u r c h d e n E i n f l u ß , d e n K r ü m m u n g e n a u f i h n a u s ü b e n , h i e r z u v e r a n l a ß t w i r d . Die Lenkwagen nehmen daher durch die Anreibung der Räder an die Schienen, ihre Richtung an. Prüft man nun die Wirkung, die aus dieser Construction hervorgehen kann, so ist leicht einzusehen, daß eine jede Anreibung die bloß aus einer Seite des Lenkwagens sein Fortschreiten hindert, in ihm ein Bestreben erzeugt, womit sich derselbe i n e i n e u n g ü n s t i g e u n d z u w i d e r e Richtung zu verdrehen trachtet. Kommt der Wagen in eine Krümmung Fig. 11, die sich links abwendet, so wird das vordere rechte Rad a an die Bahn anlaufen und durch diese Hemmung die ganze r e c h t e S e i t e des Lenkwagens z u r ü c k g e h a l t e n . Wird nun in einer Krümmung von geringerem Radius die Anreibung an das vordere rechte Rad bedeutender, so wird der Lenkwagen in seinem Bestreben, sich zu verdrehen, noch begünstigt, was häufig so weit kommen kann, bis auch das hintere linke Rad b sich mit dem Seitenreifen ebenfalls an die Bahn anreibt.
- 60 -
Da nun der Spielraum der Räder zwischen dem Geleise nicht mehr auf einer Seite, sondern, wie aus Fig. 12 zu sehen, beim vordern linken Rade c und hintern rechten bemerkbar wird, so stehen die Achsen auch n i c h t m e h r p a r a l l e l z u r R a d i u s l i n i e ; denn die zu den Achsen parallele Linie a b, welche die Radiuslinie genau decken sollte, schneidet sich mit ihr und befindet sich in einer g a n z a n d e r n R i c h t u n g , weßhalb auch die Räder in einen viel g r ö ß e r n R e i b u n g s w i n k e l zur Bahn stehen. Die hierüber veranstalteten Versuche zeigten, daß die Lenkwagen in Krümmungen von geringem Radius sich wirklich verdrehen und so verdreht oft ganze Strecken passieren müssen. Dieser Fehler wird um so fühlbarer und bedeutender, j e g r ö ß e r d e r Spielraum der Räder zwischen der Bahn ist u nd je näher die Achsen beisammen stehen. – Um diese eben bezeichnete nachtheilige Wirkung, die durch die kurze Zusammenstellung der Achsen eines jeden Lenkwagens entsteht, sich auf eine einfach Weise deutlich darzustellen, denke man sich statt des Lenkwagens einen Gegenstand, der z. B. wie ein Schieber Fig. 13 zwischen einem Geleise bewegt wird, der in seiner Mitte einen Reibnagel hat, an welchem die von Hinten wirkende Druckkraft denselben vorwärts drängt. (→s. 14) Dieser Schieber sei nun so angefertigt, daß seine Länge a b in der Richtung der Seitenschienen z. B. bloß die Hälfte seiner Breite c d ausmache, daß er also sehr breit als lang erscheinen würde, und nebstbei zwischen den Schienen einigen Spielraum hätte. Wenn nun diese Schieber aus dem geraden Geleise sich in eine Abweichung gegen Links bewegen müßte, wohin er an seinem Reibnagel von Rückwärts gedrückt oder gestoßen würde, so müßte sich das vordere rechte Eck e gegen die Schiene stemmen, auf derselben Seite in der Bewegung zurückbleiben und sich deshalb so weit verdrehen, bis auch das hintere linke Eck f sich an seine Schiene
- 61 -
anlegen würde. Sollte er nun weiter geschoben werden, so ist leicht begreiflich, daß er in dieser Stellung nur mit vermehrtem Kraftaufwande zu bewegen wäre. Denkt man sich dagegen den Schieber noch ein- oder zweimal so lang, als seine Breite ist, so kann d e r s e l b e S p i e l r a u m eine so sehr falsche R i c h t u n g oder Bedrehung n i c h t v e r u r s a c h e n ; ja ein Verdrehen würde bei einem noch so bedeutenden, in schräger Richtung wirkenden Seitendruck gar nicht mehr Statt finden können, welcher Vortheil natürlich nur i n d e r g r ö ß e r n L ä n g e des Schiebers und in der hiemit erzielten r i c h t i g e r e n Führung desselben liegt. Hieraus ersieht man, daß durch die k u r z e Z u s a m m e n s t e l l u n g der Achsen und durch den Spielraum der Räder zwischen dem Geleise, womit man das richtige Einlenken der Wagen erzielen will g e r a d e z u d e r N a c h t e i l d e s u n r i c h t i g e n L e n k e n s herbeigeführt und begünstigt wird. – Im gewöhnlichen Leben findet man diese Wahrheit sehr oft bestätigt, und Jedermann hat sich hiervon gewiß schon mehrmals überzeugt; z. B. beim Herausziehen einer Schublade aus einem Kasten hat man ein Verspreizen derselben nicht zu fürchten, und selbst dann, wenn man dieselbe bloß auf eine Seite beim Griffe anfaßt und sie herauszieht, so folgt sie dennoch der Richtung der Zugkraft. Will man sie jedoch wieder in den Kasten schieben, so muß dieß mit Sorgfalt und am besten mit beiden Händen geschehen; denn ist ihr Inhalt auf der einen Seite schwerer, so wird diese Seite durch die vergrößerte Reibung zurückbleiben wollen, und wenn man dieses Zurückbleiben durch eine größere Kraftäußerung auf derselben Seite nicht überwältigt, so wird die andere Seite der Schublade in den Kasten schlüpfen und dieselbe sich fest verspreizen. J e w e n i g e r die Schublade in dem Kasten steckt, desto näher s i n d d i e 4 A n g r i f f s - o d e r L e i t u n g s p u n c t e b e i s a m m e n , durch welche dieselbe geführt wird, und d e s t o m e h r kann sie sich in eine falsche Richtung verdrehen, wodurch das Verklemmen um so heftiger wird; j e t i e f e r sie in dem Kasten steckt, d e s t o w e n i g e r hat man dieses Verspreizen zu befürchten.
- 62 -
(→s. 15) Ebenso wie sich diese Schublade zwischen den Seitentheilen bewegt, und dadurch die Richtung ihrer Bewegung annimmt, ist es auch bei dem Lenkwagen der Fall, die zwischen den Bahnschienen sich bewegen, und von denselben ihre Richtung annehmen. Das Verdrehen der Lenkwagen wird daher nur d u r c h d i e k u r z e Z u s a m m e n s t e l l u n g der Achsen und d u r c h d e n S p i e l r a u m der Räder zwischen dem Geleise herbeigeführt, was bei einem längern Wagen, der die Achsen weiter von einander entfernt hat, nicht der Fall sein kann. Wird nun dieses Bestreben, womit sich der Lenkwagen zu Verdrehen sucht, noch durch scharfe Krümmungen unterstützt, in welche die 4 Vereinigten Räder wegen ihrer parallel zusammengestellten Achsen ohnehin s c h o n g e g e n d i e ä u ß e r e B a h n s c h i e n e a n l a u f e n und das Geleise zu verlassen streben, so ist ein nicht bedeutender Vorsprung, eine sonstige Ungleichheit in der Verankerung der Schienen genügend, daß das Zurückbleiben an dieser Seite des Lenkwagens sicherer eintritt und s o d a n n d e r b e t r e f f e n d e S e i t e n r e i f e n a u f d i e S c h i e n e s t e i g t , wie sich solche Fälle auch schon ergaben. Hat überdieß der Seitenreifen durch den Gebrauch mehr die Form einer Kante angenommen, so ist ein Entgleisen des Wagens um so mehr zu befürchten. In Krümmungen, die ein Eisenbahnwagen befährt, wirkt zwar die Centrifugalkraft, womit der Kasten außerhalb des Kreises getrieben wird, dieser zweckwidrigen Verdrehung der Lenkwagen entgegnen, allein die Centrifugalkraft ist nicht immer gleich, und zwar in kleinen Krümmungen größer, in größern geringer, und ebenso bei großer und geringer Geschwindigkeit verschieden; sobald diese abnimmt, gewinnt dagegen die Anreibung die Oberhand, wodurch der Lenkwagen in seinem Bestreben sich zu verdrehen, weniger gestört wird. Dagegen wird das Verdrehen durch folgende Umstände begünstigt:
- 63 -
1. Wirkt die Reibung, durch welche ein kurz zusammengestellter Lenkwagen in diese der Krümmung widrige Richtung gebracht wird, an einen g r ö ß e r n H e b e l , dessen Länge a b Fig. 14 ist, während die Centrifugalkraft mit einem k ü r z e r n H e b e l a c dieser Wirkung entgegen strebt, den man sich vom Reibnagel bis zur vordern Achse denken kann, und der überdieß noch geringer wird, sobald der Lenkwagen sich an die falsche Richtung stellt. Dieser Hebel der Centrifugalkraft, der daher m ö g l i c h s t g r o ß s e i n s o l l t e , wird durch die kurze Zusammenstellung der Achsen noch n a c h t h e i l i g verkürzt. 2. Um Unglücksfällen vorzubeugen, die durch Herausspringen der Wagen aus dem Geleise herbeigeführt werden, f ä h r t m a n i n K r ü m m u g e n l a n g s a m e r . (→s. 16) Bei einer geringern Geschwindigkeit wird jedoch die Centrifugalkraft g e r i n g e r ; sie wird daher von der Reibung u m s o l e i c h t e r b e k ä m p f t , wodurch auch die falsche Stellung der Lenkwagen sicherer herbeigeführt werden kann. 3. Die Lenkwagen werden n i c h t v o n V o r n e g e z o g e n , sondern in der Mitte derselben an dem Reibnagel mit einer gleichsam v o n R ü c k w ä r t s w i r k e n d e n Kraft nach Vorne geschoben. Hierdurch wird in jedem Lenkwagen das Bestreben, sich zu verdrehen, erzeugt und begünstigt. Während die Verdrehung bei vierrädrigen Personen- oder Lastwagen d u r c h d i e Z u g k r a f t b e k ä m p f t u n d b e h o b e n w i r d , wird bei der Lenkwagen die Verdrehung durch d i e v o n R ü c k w ä r t s w i r k e n d e Z u g k r a f t noch b e günstigt und erhalten. Natürlich kann diese Verdrehung des Lenkwagens, wie schon bemerkt wurde, manchmal so lange zunehmen, bis auch das hintere linke Rad sich ebenfalls an die Bahnschiene anreibt; es wird sodann diese Anreibung an dem vordern rechten und hintern linken Rade d u r c h d i e Z u g k r a f t v e r g r ö ß e r t . Ferner:
- 64 -
So lange die Centrifugalkraft nicht so bedeutend geworden ist, daß durch sie bei jedem Lenkwagen auch das hintere rechte Rad, somit beide Räder von einer Seite des Wagens an die Schiene angedrückt werden, d i e n t s i e a u c h n o c h d a z u , die Reibung zu vergrößern. Diese beiden Wirkungen, nämlich die der Centrifugalkraft, welche in der Richtung des Radius sich äußert, und die der Zugkraft, welche in der Richtung der Krümmung geschieht, bilden zusammen eine gewisse Kraft, welche sodann in schräger Richtung c b Fig. 14 vom Reibnagel des Lenkwagens gegen den Angriffspuncts des vordern rechten Rades dasselbe an die Schiene anpreßt und daher die Anreibung v e r g r ö ß e r t . Auf der geradelinigen Bahn äußert sich keine Centrifugalkraft und daher keine Rückwirkung, wie dieß in Krümmungen geschieht. Wenn nun die Bahnschienen an einer Stelle von der geraden Linie nach Einwärts abweichen, daß hierdurch auf einer Seite des Lenkwagens eine größere Anreibung für dieselben fühlbar wird, so ist selbst auf der geraden Bahn ein momentanes Verdrehen der Lenkwagen zu befürchten, da ein jeder, an dieser Stelle einen Seitendruck bekommen wird der durch die große Geschwindigkeit auch bei geringer Abweichung der Schienen schon bedeutend werden kann. Diese Lenkwagen lassen sich füglich mit den frei lenkbaren Achsen vergleichen, die ad 2) besprochen wurden; denn jeder Lenkwagen ist in der Mitte um den Reibnagel frei drehbar, wie die lenkbaren Achsen; der Zug geschieht am Reibnagel, und vom demselben äußert sich die Reibung des Rades an der Bahn, sowohl beim Lenkwagen als auch bei (→s. 17) lenkbaren Achsen. Die Lenkwagen sind sich selbst überlassen und bekommen ihre Richtung bloß von den Schienen, die lenkbaren Achsen ebenfalls. Es ist auch der Fehler, der an dem Lenkwagen bemerkbar wird, beinahe der nämliche wie bei den lenkbaren Achsen, nur mit dem Unterschiede, daß sich diese, ihrer ungehinderten Lenkbarkeit wegen, übermäßig verdrehen können, und
- 65 -
das betreffende Rad in einem so großen Reibungswinkel versetzt wird, daß hierdurch das Herausspringen aus dem Geleise unausweichlich erfolgen muß, während bei den Lenkwagen der Reibungswinkel nicht so bedeutend wird, da die Verdrehung nur so weit gehen kann, bis das auch hintere linke Rad sich an die Bahnschiene anreibt. Sind überdieß die Radkränze nicht sehr conisch, daß sich der Lenkwagen dessenungeachtet doch verdrehen kann, so wird hierdurch eine noch größere Reibung verursacht, denn das hintere linke Rad b Fig. 15 würde sodann mit der g r ö ß e r n P e r i p h e r i e auf der dem Mittelpuncte der Krümmung näher liegenden, daher k ü r z e r n B a h n s c h i e n e sich abrollen, während das zweite an derselben Achse festgekeilte Rad d mit siener k l e i n e r n P e r i p h e r i e über die l ä n g e r e B a h n s c h i e n e laufen müßte, was natürlicherweise nur mittelst einer bedeutender Friction an der Bahn und den Radkränzen möglich wäre. Wie jedoch, wenn sich hierzu noch der Umstand gestellte, daß die anfangs richtig parallel zu einander gestellten Achsen durch u n g l e i c h e s A u s s c h l e i f e n d e r L a g e r trotz der möglichsten Sorgfalt nicht mehr p a r a l l e l s i n d , wodurch schon auf der geraden Bahn eine stete Anreibung erzeugt wird, und dieser Lenkwagen vollends in eine Krümmung kommt, d i e d e r S t e l l u n g d e r Räder entgegensetzt ist? Es ist wohl nich zu bestreiten, daß so ein Wagen schwer zu bewegen sei, da die Räder ihrer ungünstigen Stellung wegen ein stetes Trachten haben, auf die Bahnschiene zu steigen, und nur durch das i m m e r w ä h r e n d e A b g l e i t e n der Seitenreifen von den Schienen der Wagen im Geleise erhalten wird. Zudem reiben sich häufig, wenn der Wagen in eine Krümmung kommt, die sich z. B. links abwendet, bei dem vorder Lenkwagen, das vordere rechte und das hintere linke Rad, beim hintern Lenkwagen ebenso, folglich 4 Räder, während bei den gewöhnlichen vierrädrigern kürzern Wagen nur zwei Räder in Anreibung kommen.
- 66 -
Es ist indessen unverkennbar, daß ein so construirten Wagen, besonders, wenn sich die auf seinen beiden Enden angebrachten Lenkwagen nicht falsch verdrehen, in allmäligen Krümmungen viel leichter zu bewegen ist, als ein Wagen von derselben Länge, der nur auf 4 oder 6 Rädern mit unlenkbaren Achsen ruhen würde. Auch in Bezug auf die Sicherheit gegen das Entgleisen dieser Wagen vor so vielen (→s. 18) andern einen entschiedenen Vorzug verdienen, wenn nicht die unausweichliche Anreibung der Seitenreifen an die Bahnschienen in jedem Lenkwagen das Bestreben wecken würde, sich ungünstig zu verdrehen und, aus Veranlassung dessen, wohl gar das Geleise zu verlassen. Man nähert sich daher durch diese Bauart der Wagen dem gewünschten Zwecke, erreicht ihn aber doch nicht, da so manche mitunter sehr bedenkliche Mängel den Vortheil dieser Constructions-Art großen Theils verdunkeln. Ob nun die Wagen im Allgemeinen, wie selbe bisher allenthalben in Anwendung sind, ihrem Zwecke entsprechen können, möge aus Folgendem hervor-gehen: Wenn man einem Ingenieur die Aufgabe stellen würde, einen Wagen zu construiren,
der
auf
geradliniger
Bahn
entsprechen,
in
K r ü m m u n g e n j e d o c h g ä n z l i c h u n b r a u c h b a r s e i n s o l l e , so würde er, um dieser Anforderung bestmöglichst nachzukommen: 1. dem Wagen eine b e d e u t e n d e L ä n g e geben, 2. die Achsen eines jeden Wagens u n l e n k b a r machen, 3. beide Räder auf ihre Achse f e s t k e i l e n . Hiermit hätte er nun alle Mittel in Anwendung gebracht, die ihm zu Gebote ständen, um den Wagen für Krümmungen möglichst untauglich zu machen. – Solche Wagen findet man jedoch auf den meisten, ja fast auf allen Bahnen in Anwendung, m i t d e n e n m a n a u c h K r ü m m u n g e n b e f ä h r t ! Wie sehr es zweck- und naturwidrig ist, solche Wagen in Krümmungen zu gebrauchen, geht endlich noch aud Folgendem hervor:
- 67 -
Würde man einen Wagen mit parallel zusammengestellten Achsen, gleichviel ob sie weit oder nahe an einander sind, und mit festgekeilten Rädern nicht auf eine Bahn, sondern auf eine harte Ebene stellen und in Bewegung setzen, s o würde er in ganz gerader Richtung vorwärts laufen . Heiraus sieht man schon deutlich und klar, daß eine j e d e K r e i s b a h n , sie mag von größern oder kleinern Halbmesser seyn, überhaupt eine jene Abweichung von der geraden Linie, der Bauart dieser Wagen zuwider ist; daher die Bewegung des Wagens in einer gekrümmten Bahn nur durch einen immerwäh-renden Zwang, nur durch stete Anreibung und durch Abgleiten der Seitenreifen an den Bahnschienen Statt finden kann, was sich überdieß noch dadurch be-stätigt, daß die Sietenreifen der Räder sich häufig sehr schnell abnützen. Die Wagen, wie man selbe fast allenthalben in Anwendung findet, können daher, abgesehen von dem großen Nachtheil des Oscilirens, der durch kürzere Zusammenstellung begünstigt wird, nur auf geraden Bahnen entsprechen, und sie würden sich auf denselben nur dann (→s. 19) mit geringer Anreibung bewegen, wenn die Achsen eines jeden Wagens zu einander stets vollkommen gleiche parallel erhalten würden, wenn die beiden auf einer Achse aufgekeilten Räder vollkommen gleiche Peripherie hätten, so daß bei ihrer Umwälzung stets ein vollkommen gleiches Vorschreiten aller Räder Statt fände, wenn es überhaupt möglich wäre, die Wagen stets in einer, ich möchte sagen, beinahe mathematischen Genauigkeit zu erhalten. Sobald sich jedoch die Lager durch den Gebrauch und durch die Verschiedenheit des Materials etwas ungleich ausgeschliffen haben, daß die Achsen hierdurch nicht mehr vollkommen parallel zu einander stehen (was nicht bedeutend seyn muß), so wird der Wagen ein stetes Trachten haben, i n e i n e r g e w i s s e n K r e i s l i n i e s i c h z u b e w e g e n , weßhalb er auf der geraden Bahn schon eine stete Anreibung verursachen wird.
- 68 -
Hat sich bei den Achsen nur eine kleine Abweichung von ihrer parallelen Stellung eingefunden, so kann dieser kleine Fehler gar bald bedeutender werden; das betreffende Lager wird durch die fast i m m e r w ä h r e n d e h e f t i g e r e Anrei-bung des Rades an die Schienen und den hieraus erfolgten größern Seitendruck, der von der Bahn auf das Rad und von da auf das Lager übergeht, in einer k ü r - z e r n Z e i t s i c h a u s r e i b e n , als die andern Lager; denn eben auf desselbe Rad, bei welchem sich das Lager etwas mehr ausgeschliffen hat, wird von der Bahn ein heftigerer Druck ausgeübt, da es in einem vergrößerten Reibungswinkel zur Bahn sich befindet und stets an die Schiene anlauft, während das andere, auf derselben Achse befindliche Rad ohne Anreibung des Seitenreifens vorlaufen kann. Hieraus geht hervor, daß eine jede Abweichung von der parallelen Stellung des Wagens, sobald sie für eines der Räder fühlbar wird, sich stets zu v e r g r ö ß e r n trachtet, und indem sie sich mehr ausbildet, wird auch durch die ungünstiger gewordene Stellung des betreffenden Rades die Abnützung des Lagers bedeutender. Eben so würden zwei auf einer Achse festgekeilten Räder von vollkommen gleichen Peripherien auf einer geraden Bahn ohne aller Friction sich bewegen. Waren jedoch die Peripherien nicht vollkommen gleich, so wird dieses Räderpaar ebenfalls in i r g e n d e i n e r K r e i s l i n i e s i c h z u b e w e g e n t r a c h t e n . In einer größern oder kleinern Krümmung jedoch, wie auf der geraden Bahn, kann eine Fortbewegung nicht ohne Friction, die sowohl an der Bahn, als auch den Seitenreifen und den Radkränzen geschieht, Statt finden. Daß alle diese Widerstände und Reibungen, die sowohl aus den ConstructionsMethoden der Wagen entspringen, als auch jene, welche (→s. 20) durch eben benannte Fehler fühlbar werden, so geringfügig sie einzeln erscheinen und genannt werden mögen, dennoch wohl zu beachten und zu berücksichtigen sind, erhellt, wenn man bedenkt, wie oft sich solche Widerstände wiederholen, und zwar:
- 69 -
1. Gehen bei den meisten Bahnen täglich m e h r e r e Trains ab, und kommen an. 2. Hat ein jeder Train a l l e K r ü m m u n g e n der ganzen Fahrstrecke zu passieren. 3. Besteht ein Train nicht s e l t e n a u s 2 0 u n d n o c h m e h r W a g e n , daher derselbe oft viermal, oft achtmal so viel Räder als Wagen hat, wovon die Hälfte sich mehr oder weniger an der Bahnschienen reibt. 4. Wiederholen sich diese Reibungen mit Bezug auf die frühern Puncte 1, 2 und 3 durch das ganze Jahr tagtäglich bei so vielen Trains und in allen Krümmungen, deren Widerstände immer bekämpft werden müßen. 5. Wenn man endlich bedenkt: daß, wie in der weitern Darstellung versprochen wird, n u r i n d e r B e s e i t i g u n g d e r W i d e r s t ä n d e , i n d e r m ö g lichst leichten Fortbewegung der Vortheil des ganzen U ntern e h m e n s l i e g t , so wird man leicht ansehen müssen, daß selbst die geringste Reibung und jeder störende Widerstand nicht zu übersehen sey, abgsehen von den Kosten, die durch die Nachschaffung der schneller abgenützten Räder und Bahn herbeigeführt werden. Ein Eisenbahnwagen kann nur dann seinen Zweck erfüllen, oder wenigstens der mechanischen Gesetzen, welche gerade und gekrümmte Bahnen vorschreiben, entsprechen, wenn: 1. die Räder desselben auf der geraden Bahn p a r a l l e l z u r B a h n l i n i e sich einstellen; 2. wenn sich die Achsen in jeder größern oder kleinern Krümmung von selbst in die Richtung des Halbmessers stellen ; 3. wenn man die Wagen a n g e m e s s e n l a n g b a u e n k a n n , ohne erst hierzu doppelt so viel Räder oder anderweitige gebrechliche Vorrichtungen anwenden zu müssen; die großentheils um des bessern Lenkens willen mitgezogen werden;
- 70 -
4. wenn der Wagen nicht zu schwer ist, und er durch eine e i n f a c h e C o n s t r u c t i o n , wenige und solide Bestandtheile den erwähnten Anforderungen entspricht. Diese Anforderungen findet man leider bei keinem der bis jetzt bekannten oder in Anwendung stehenden Wagen erfüllt, und d a r i n l i e g t e b e n d i e U r s a c h e a l l e r M ä n g e l . (→s. 21)
II. Bauart der Locomotive. Daß das große Gewicht eines Wagens das Ausgleiten desselben aus der Bahn nicht immer ganz beseitige, bewies sich hinlänglich durch mehrere Unglücksfälle, wo das schwere Locomotiv sammt Tender nicht nur in Krümmungen, sondern auch auf der geradelinigen Bahn aus dem Geleise sprang. Wenn man bedenkt, wie schwer ein Locomotiv sammt Tender ist, so muß man staunen, daß diese Last, welche gegen 500 Ctr. beträgt, von der durch Umstände v i e l f a c h v e r m e h r t e n Anreibung überwältigt und gewissermaßen aus der Bahn geschleudert wird; ein Beweis daher, daß es Momente geben muß, wo die Anreibung zu einer s o l c h e n H e f t i g k e i t gesteigert wird, daß sie das Gewicht dieses schnell bewegten s c h w e r e n K ö r p e r s überwältigt. Wohl dürfte in diesen Fällen die Bauart des Locomotivs das Entgleisen herbeigeführt oder wenigstens begünstigt haben. Unter den verschiedenen Constructionsmethoden der Locomotive sind gegenwärtig folgende am häufigsten in Anwendung, und zwar: 1) Sechsrädrige, bei welchen 2 Triebräder in der Mitte und 4 Leitungsräder vor und hinter denselben angebracht sind. 2) Sechsrädrige, bei welchen die Triebräder hinten, und 4 Leitungsräder, durch einen Lenkwagen vereinigt, sich unter dem Vordertheil des Locomotivs befinden.
- 71 -
3) Vierrädrige, bei welchen 4 Triebräder durch Zugstangen und Kurbelarme mit einander verbunden sind, damit durch die Adhäsion aller 4 Räder an die Schienen eine größere Last weiter gefördert werden könne. Bei dem Locomotiv nach der ersten Art sind alle drei Achsen unlenkbar, und da sich die 6 Schuh großen Triebräder nebst leeren Räumen von beiden Seiten derselben noch zwischen den Leitungsrädern befinden, so ist dieß ein ziemlich langer Wagen, der in Krümmungen nicht entsprechen kann, was die Erfahrung schon hinlänglich bewies. Wen jedoch bei einem solchen Locomotiv die Achsen nicht genau parallel zu einander stehen, so wird der Seitenreifen eines der vordern Leitungsräder stets an die Schiene anlaufen, wodurch nicht nur die Anreibung der Räder an die Bahn erzeugt wird, sondern beim Zusammentreffen ungünstiger Verhältnisse sogar ein Entgleisen zu befürchten ist. Obwohl solche Locomotive im Vergleich gegen andere, besonders auf einer sorgfältig gebauten Bahn, sich viel ruhiger fortbewegen, so ist i h r e g e r i n g e L ä n g e doch nicht genügend, u n r e g e l m ä ß i g e
Bewegungen
und
S c h w a n k u n g e n ganz zu beseitigen, da bei denselben der Obertheil oder die eigentliche Last länger ist als ihre Unterstützungspuncte, indem der Kamin, die Cylinder etc. noch ü b e r d i e A c h s e d e r v o r d e r n L e i t u n g s r ä d e r h e r v o r r a g e n , was zu einer ruhigen Führung nicht beitragen kann. (→s. 22) Solche Locomotive werden daher besonders auf geraden Bahnen angewendet; sie sind sowohl in England, als auch am Continente am häufigsten im Gebrauch. Bei den Locomotiven nach der zweiten Methode, bei welchen die Triebräder rückwärts und die 4 Leitungsräder unter dem Vordertheil desselben angebracht sind, befinden sich die Cylinder sammt Zugstangen außerhalb der Maschine, da die Kurbelarme unmittelbar einen Theil der Triebräder bilden. Wer einen solchen Locomotiv während der Fahrt einige Aufmerksamkeit geschenkt hat, wird bemerkt haben, daß dasselbe nur selten ruhig in der Richtung
- 72 -
der Schienen läuft, größentheils jedoch eine in horizontaler Richtung wirksame schlangenförmige Bewegung macht, bei welcher die eigene Last desselben zwischen der Bahn g e w a l t s a m r e c h t s u n d l i n k s g e s c h l e u d e r t w i r d , so daß die Räder mit ihren Seitenreifen wechselweise an die Schienen anprallen. Dieses Schwanken, welches sich wie jenes ad 4 besprochene Osciliren der kurzen Wagen darstellt, rührt beim Locomotiv von den an beiden Ausenseiten angebrachten Zugstangen und Kolben her, welche sich mit ziemlicher Schnelligkeit nach einander vor- und rückwärts bewegen. Die Zugstangen haben die ganze Dampfdruck auszuhalten, womit der Kolben die Kurbel am Triebrade wechselweise drückt und zieht; da überdieß die Zugstangen an dem Ende, wo sie mit den Kurbeln vereinigt sind, zugleich eine schnelle Ein- und Abbewegung machen, so müssen sie stark genug angefertigt werden, damit sie diesen verschiedenen Kraftäußerungen genügend entsprechen, und es hat demzufolge eine jede Zugstange unausweichlich e i n n i c h t u n b e d e u tendes Gewicht. Diese Zugstangen, die Kolben und die Kurbeln sind die einzigen Theile am ganzen Locomotiv, w e l c h e e i n e s o g r o ß e u n d s c h n e l l w e c h s e l n d e B e w e g u n g h a b e n ; und da sie überdieß ihre Bewegung a n d e n b e i d e n A u ß e n s e i t e n ausüben, so übergeht ein Theil ihrer schnellen Bewegung, in welche das Gewicht derselben versetzt und so schnell wieder aufgehoben wird, a l s S t o ß o d e r S c h w i n g u n g auf das Locomotiv über. Diese Schwingungen der beiden Zugstangen folgen auf beiden Seiten des Locomotivs wechselweise hinter einander, da die Kurbeln wegen der zu erzielenden steten Kraftäußerung in einen Winkel von 90 Grad zu einander gestellt sind; sie müßten jedenfalls noch bedeutender werden, wenn die Kurbeln unter 180 Grad einander gegenüber stehen würden, wo dann die Zugstange auf einer Seite dem Locomotiv einen Stoß nach Vorne und die zweite Zugstange auf der andern Seite
- 73 -
demselben g l e i c h z e i t i g einen Stoß nach Rückwärts mittheilen möchte, wodurch das Osciliren noch mehr begünstigt und hefitger würde. Daher gehen auch jene früher besprochenen Locomotive, welche die Cylinder, Zugstangen etc. unter dem Dampfkessel n e b e n e i n a n d e r und die (→s. 23) Triebräder in der Mitte haben, weit ruhiger als diese; und wenn nun ununterbrochenen Kraftäußerung bloß ein Cylinder genügend wäre, welcher mit seiner Zugstange sich genau in der Mitte zwischen den Rädern befände, so würden diese Schwungstöße in der Schwerpunctlinie des Locomotivs ganz verschwinden und gar keine Seitenbewegung herbeiführen. Je mehr nun die beiden Cylinder, Zugstangen etc. v o n e i n a n d e r e n t f e r n t sind, desto größer wird der Hebel der wechselweisen Stoß k r a f t , und je näher die 6 Räder als Unterstützungspuncte der Last unter derselben beisammen stehen, desto mehr wird das Osciliren erzeugt und begünstigt, desto heftiger prallen die Räder bei den Schwankungen an die Schienen an. Auf dem Locomotiv stehend, kann man während der Fahrt die Schwankungen desselben genau beobachten und mit den Bewegungen der Zugstangen vergleichen. Man findet, daß die fast immer mit einander übereinstimmen. Geht die Zugstange sammt Kolben zurück, so nimmt hierauf die Seite des Locomotivs auch diese Bewegung an; eilt sie vor, wo sendet sich das Locomotiv nach derselben Richtung. Da die Kurbeln in einen rechten Winkel zu einander gestellt sind, so treten manchmal unregelmäßige Bewegungen ein, die sich jedoch gleich wieder in jene verwandeln und das Locomotiv in bedeutende Schwankungen versetzen. Ein solches Locomotiv hat die 4 Leitungsräder vorne in einem Lenkwagen beisammen, der sich um seinen Reibnagel frei wenden kann, je nachdem er durch die Anreibung der Räder an die Schienen zum Lenken veranlaßt wird. Prüft und beobachtet man die Wirkung der Anreibung, so findet man, daß jeder Lenkwagen, wenn er z. B. in eine Krümmung kommt, an jener Seite sich an-
- 74 -
reibt und zurück zu bleiben strebt, a n w e l c h e r e r m i t e i n e r g r ö ß e r n G e s c h w i n d i g k e i t v o r e i l e n s o l l t e , daß überhaupt die Anreibung der Seitenreifen selbst auf gerader Bahn immer nur ein ungünstiges Verdrehen herbeiführen kann. Da nun das Locomotiv während des Oscilirens zwischen der Schienen so gewaltsam hin und her geschleudert wird, so wird durch die momentane heftige Anreibung und das hiermit begünstigte Verdrehungsbestreben des Lenkwagens das Entgleisen desselben noch leichter herbeigeführt. Die dritte Constructionsmethode der Locomotive, die man jedoch seltner in Anwendung findet, ist: wenn dasselbe bloß 4 Räder und alle diese von einem gleichen Durchmesser durch Zugstangen und Kurbeln mit einander verbunden sind. Diese Locomotive haben ebenfalls beide Achsen unlenkbar, und damit die Anreibung der Räder in Krümmungen möglichst vermindet werde, so sind beide Räderpaare n i c h t z u w e i t von einander entfernt. Wie sehr die kurze Zusammenstellung der Räder schon bei einem (→s. 24) Personenwagen schädlich ist, wurde hinlänglich besprochen; daß jedoch die daraus entspringenden Mängel bei einem Locomotive weit fühlbarer werden, ist wohl nicht zu verkennen, da der Kessel sammt der Wasserinhalt, daher im Vergleich ein größeres Gewicht als ein Personenwagen vorne und hinten ü b e r d i e R ä d e r h e r v o r r a g t und unregelmäßige Bewegungen begünstigt. Ein so kurz zusammengestelltes Locomotiv erfordert insbesondere v o l l k o m m e n g l e i c h e Peripherien aller 4 Räder nebst g a n z g e n a u e r Parallelstellung der Achsen. Trotz dieser angenommenen ganz genau erfüllten Verbindungen kann dasselbe auf der geraden Bahn den Schwankungen nicht entgehen da die über die Achsen hervorragenden Theile: der Kamin, die Cylinder, die Feuerkammer etc., die veranlassende Ursache sind, daß ein solches Locomotiv während der Fahrt auch
- 75 -
noch eine zweite Bewegung annimmt, die durch unbedeutende Vertiefungen und Erhöhungen auf den Bahnschienen entstehen. Ich fand in einem Bahnhofe der Locomotiv, bei welchem zwei 6 Schuh große Räderpaare ganz knapp beisammen gestellt waren, von dem Kessel jedoch ein bedeutender Theil über die Peripherie dieser großen Räder vorne und hinten hervorragte. Obwohl sich dieses Locomotiv schon in der Ausscheidungsepoche befand, so läßt sich nicht denken, daß eine solche Constructionsmethode einen ruhigen und sicheren Gang begründen könne. Um mich von diesen ebenso gefährlichen, als auch die Achsen und Räder zerstörend wirkenden Oscilationen zu überzeugen, habe ich auf mehreren Bahnen die Fahrt auf dem Locomotiv stehend mitgemacht, und ich muß gestehen, daß ich mich oft an der Barrière des Locomotivs fest anhalten mußte, um nicht durch die verschiedenartigen und heftigen Schwankungen und Stöße umgeworfen zu werden. Prüft man nun mit einiger Genauigkeit, w e l c h e H e f t i g k e i t die momentane Anreibung der Seitenreifen durch diese Stöße erlangt, da sie durch die Schwankungen um eine M e h r f a c h e s v e r g r ö ß e r t wird, bei welchen das bedeutende Gewicht des Locomotivs sammt dem Wasserinhalt so gewaltsam hin und her geschleudert wird; bedenkt man ferner, daß das Locomotiv überdieß auch noch Schwingungen macht, bei welchen es eine A u f - u n d A b b e w e g u n g annimmt, und daß diese Schwingungen durch Tragfedern ausgeglichen werden sollen, welche im Verhältniß zu der Last, die auf ihnen ruht, sehr stark und kurz sein müssen, daher nicht so sehr elastisch sein können; erwägt man end-lich, daß das Locomotiv jenen beiden Bewegungen, und zwar die in horizontaler und jene in verticaler Richtung o f t z u g l e i c h annimmt, wo dann der Vorder-theil desselben z. B. a u f w ä r t s u n d z u g l e i c h g e g e n e i n e S e i t e geschleudert wird: so wird man leicht einsehen, daß es noch hierzu keiner bedeu-
- 76 -
tenden Ungleichheit an den Bahnschienen (→s. 25) bedarf, um ein Locomotiv aus dem Geleise zu bringen; ja man muß nur staunen, daß sich ähnliche Fälle durch Zusammentreffen dieser Umstände nicht schon öfter wiederholt haben. Die Stöße, womit die Räder an die Schienen wechselweise anprallen, werden durch die Schwankungen des großen Gewichtes des Locomotivs e b e n f a l l s h e f t i g e r ; dieß um so mehr, wenn die Räder n ä h e r beisammen stehen und zwischen dem Geleise einen g r ö ß e r n S p i e l r a u m haben. Ich komme hier wieder auf den früher in Vergleich gebrachten Schieber zurück. So wie bei einem langen Schieber der Spielraum nur eine geringe Abweichung von der wahren Linie herbeiführen kann, ebenso ist dieß beim Locomotiv auch der Fall; denn eine jeder lange Gegenstand, der an seinen weiter von einander entfernten Endpuncten geleitet wird, kann unmöglich eine so große Seitenbewegung annehmen, als ein kurzer. Bei den Locomotiven, welche überhaupt die Leitungsräder zu nahe beisammen haben, als daß hierdurch alle Seitenbewegungen bekämpft würden, ragt überdieß noch ein Theil der Last oder des Schwunggewichtes über die Räder hervor, wodurch die Schwankungen und Stöße an Schwungkraft gewinnen und daher die vordern Räder mit einer viel größern Seitenreibung an die Schienen anprallen. Wäre es nun möglich, den Locomotiven eine größere Länge zu geben, d. h. die auf beiden Enden des Locomotivs angebrachten Leitungsräder weiter von einander entfernen zu können, ohne daß hierdurch eine noch größere Gefahr herbeigeführt würde, so ist mit Gewißheit zu erwarten, daß sie durch diese erzielte bessere und richtigere Führung eine weniger schwankende Bewegung annehmen müßten, und somit nicht nur die Stöße, sondern auch die so heftige und gefährliche Anreibung beseitigt und das gewaltsame Streben, womit sie in diesen Momenten das Geleise zu verlassen suchen, bedeutend vermindert oder wohl gar behoben würde.
- 77 -
Bauart der Bahn. Man hält es für eine Unmöglichkeit, bei der Anlage von Eisenbahnen über ein gewisses Maß scharfe Krümmungen anzuwenden, und da man die jetztige Bauart der Wagen für zweckmäßig erachtet, so fügte man sich häufig in die von der Unvollkommenheit der Wagen vorgeschriebene, leider sehr kostspielige Bedingung, die Bahn in möglichst gerader Linie und höchstens in Krümmungen von großem Radius anzulegen. Ich erlaube mir die Frage: Ist dieß das rechte Gegenmittel, wenn man die Unvollkommenheit der Wagen a u f e i n e k o s t s p i e l e i g e W e i s e bekämpft, und sind hierdurch die Mängel der Wagen behoben? Um Unglücksfälle zu verhütten, vermeidet man zwar so viel als möglich Krümmungen anzulegen; ganz entgehen kann man ihnen aber doch nicht, (→s. 26) denn sonst würde die Herstellung der Bahn mit zu enormen Auslagen verbunden sein. Da aber die Wagen mit unlenkbaren Achsen nach der jetzt gebräuchlichen Bauart d e n K r ü m m u n g e n ü b e r h a u p t z u w i d e r s i n d , so ist mit dieser schon sehr kostspieligen Herstellung der Bahn das Mangelhafte der Wagen doch nicht ausgeglichen oder beseitigt, und hiermit den Wagen die Gelegenheit doch nicht benommen, aus dem Geleise springen zu können. Überhaupt ist dieß eine sehr kostspielige Abhilfe und dazu noch am unrechten Orte; denn der Fehler, daß Eisenbahnwagen in Krümmungen ihrem Zwecke nicht entsprechen, liegt ja n i c h t i n d e r B a h n , sondern i n d e r C o n s t r u c t i o n d e r W a g e n ; wenn demnach dem Übel abgehelfen werden soll, so kann dieser Nachteil nicht durch kostspielige gerade Bahnen, sondern d u r c h V e r b e s s e r u n g d e r W a g e n behoben werden, da die traurige Erfahrung leider gelehrt hat, daß die Wagen selbst das g e r a d e l i n i g e Geleise verließen, sobald durch ein Zusammentreffen der Umstände das Bestreben der Wagen unterstützt oder vermehrt wird, womit sie stets geneigt sind, das Geleise zu verlassen. Aus dem-
- 78 -
selben Grunde können daher diese Mängel nur durch Verbesserung der Wagen behoben werden, damit sie sowohl in Krümmungen, a l s a u c h a u f d e r g e r a d e n B a h n mit mehr Sicherheit und Leichtigkeit sich bewegen. Alsdann würde man schwer zu beseitigende Hindernisse umfahren können, so manchen Tunnel durch Ausweichungen entbehrlich machen, so manche Brücke, die bloß um der geraden Linie willen über Sümpfe gebaut wird, beseitigen und hierdurch ungeheure Ausgaben ersparen. So manches Unglück würde nicht geschehen, wenn die Wagen nicht so leicht wie jetzt aus dem Geleise springen könnten; der Hauptzweck des ganzen Unternehmens würde besser erreicht und das Publicum an Vertrauen gewinnen. Man beschwichtigt sich zwar mit dem Gedanken, daß eine Krümmung von großem Halbmesser der geraden Linie ziemlich nahe liege; allein eine jene Krümmung ist doch eine s t e t e A b w e i c h u n g von der geraden Bahn, welche, obgleich sie nur unbedeutend scheint, bei einer so großen Geschwindigkeit, mit der sie befahren wird, auf die jetztigen Wagen einen mächtigen Einfluß nimmt. Es stellt sich so ziemlich ein gleiches Verhältniß und derselbe Fehler heraus, als wenn ein Wagen m i t e i n e r g e r i n g e r n G e s c h w i n d i g k e i t in einer Krümmung von ebenfalls g e r i n g e r e m R a d i u s sich bewegen würde, wobei jedoch die Lebensgefahr für die Mitfahrenden nicht so bedeutend sein kann. Dieß erhellt aus Folgendem: Ein jeder schwere Körper wird sich bei einer langsamen Bewegung in Ausweichungen ohne sehr vergrößerten Widerstand begeben, bei einer großen Geschwindigkeit wird ihn jedoch die Schwungkraft i n g e r a d e r R i c h t u n g vorwärts trieben. Eine jede Abweichung von der Richtungslinie seiner Bewegung ist ihm daher zuwider, weßhalb er sich in (→s. 27) Ausweichungen mit einer nicht unbedeutenden Kraft a n j e n e S e i t e a n d r ü c k e n w i r d , durch welche er eine Seitenbewegung annehmen muß.
- 79 -
Durch dieses heftigere Andrücken werden nun die Seitenreifen der Räder (abgesehen von ihrer überdieß ungüstigen Stellung) eine Reibung an die Schienen verursachen, die b e i j e d e r g r ö ß e r n G e s c h w i n d i g k e i t , mit der sich der Wagen bewegt, b e d e u t e n d e r wird. Die Unvollkommenheit der Wagen wird sich daher im allmäligen Krümmungen nicht beheben, sindern sie kann durch die Centrifugalkraft ebenso fühlbar werden und bei einer großen Geschwindigkeit sich wohl noch gefährlicher darstellen. Wenn man überdieß bedenkt, daß zur Erreichung dieser b l o ß m ö g l i c h s t geradelinigen Bahn durch die kostspielige Herstellung von Tunellen, Viaducten etc. so enorme Summen verwendet werden und trotz dieser großen Opfer die vollkommene Sicherheit dennoch nicht erreicht, die Anreibung der Seitenreifen nicht behoben und daher die Gefahr des Entgleisens der Wagen nicht beseitigt ist, während ähnliche Hindernisse (vielleicht?) ganz sicher und oft ohne bedeutende Verlängerung der Bahn umgangen werden könnten, so steht der Vortheil des kürzen Weges, den man hiermit größentheils nur gewonnen hat, im Vergleich gegen die enormen Baukosten wirklich in keinem Verhältniß. Da man daher bei Anlage der Bahnen Krümmungen nicht ganz beseitigen kann, so mögen sie doch ohne zu heftige Anreibung und mit mehr Sicherheit befahren werden.
Zweck der Eisenbahnen. Inwiefern ist er erreicht? Worin besteht der Vortheil de rselben und wie kann der Ertrag erhöht werden? Die Unebenheiten einer Chaussée, welche oft mit einer sehr bedeutenden Steigung über Berge geführt wird, die nicht vollkommen runden Räder der gewöhnlichen Lastwagen, welche an den Stellen, wo die Räderreifen zusammengeschweißt sind, oft bedeutende Erhöhungen über die Kreislinie haben, die Unvoll-
- 80 -
kommenheit der Achsen, die nicht selten von Holz angefertigt werden und daher einen bedeutenden Durchmesser haben müssen, sind Ursachen, weßhalb zur Bewegung der Wagen auf gewöhnlicher Straße ein größerer Kraftaufwand nöthig ist; denn ist die Straße auch noch so sorgfältig hergestellt, so findet man, wenn ein schwer beladener Wagen darüber fuhr, Spuren, welche die Räder durch das heftige Eindrücken auf derselben zurückließen, weshalb jene, wenn sie schon bedeutender geworden sind, mit Schotter wieder ausgefüllt werden müssen. Soll nun der Wagen eine frisch geschotterte oder vom Regen aufgewiechte Straße befahren, so ist der Widerstand um so bedeutender, da im (→s. 28) letzten Falle die Räder in die Straße mehr einsinken, im erstern die Last über diese harten Unebenheiten durch die zugkraft stets gehoben werden muß. Obwohl in der Theorie eine gerade Linie mit einem Kreise n u r e i n e n P u n c t gemein hat, so kann dies in der Praxis und auf Chausséen um so weniger der Fall sein, da vor jedem Rade m e h r e r e P u n c t e der Bewegung desselben sich entgegenstellen, welche entweder niedergedrückt werden müssen, oder über welche das Rad hinaussteigen muß. Alle diese Widerstände und Reibungen, die oft sehr bedeutend sind, müssen stets überwunden und bekämpft werden, weßhalb zur Fortbewegung auch eine größere Kraft nöthig ist. Der Zweck daher, warum Eisenbahnen angelegt werden, ist im Allgemeinen bloß der: daß durch die möglichst b e h o b e n e u n d v e r m i n d e t e R e i b u n g der Räder, welche, glatt abgedreht, sich auf einer sorgfältig hergestellten harten Ebene, wie es eine Eisenbahn ist, l e i c h t h i n w e g r o l l e n , der Widerstand bei der Fortbewegung so viel als möglich v e r k l e i n e r t werde und man sich dem vorher erwähnten theoretisch richtigen Grundsatze möglichst nähere. Denn n u r d a r u m baut man mit s o g r o ß e n K o s t e n diese möglichst eben Eisenstraße, um durch B e s e i t i g u n g d e r W i d e r s t ä n d e sowohl an B e -
- 81 -
t r i e b s k r a f t als auch an G e s c h w i n d i g k e i t im Vergleich gegen Chausséen zu gewinnen. Das Hauptmotiv, in dessen möglichster Erreichung das Erträgniß und der Nutzen der Eisenbahnen liegen, ist daher: verminderte Anreibung und Beseitigung der Widerstände. Bloß h i e r i n liegt der ganze Vortheil, und da dieß die Tendenz, so zu sagen die Seele des ganzen Unternehmens ist, so muß auch das ganze Augenmerk h i e r a u f gelenkt werden. Beseitigung der Widerstände ist Vergrößerung des Nutzens; j e g e r i n g e r die Widerstände, j e u n b e d e u t e n d e r die Reibung, desto geringer die Regie und desto größer der jährliche Ertrag! Wenn nun bei einem so großartigem Unternehmen zur Erreichung der Hauptbedingung b l o ß M i t t e l w e g e eingeschlagen werden können; wenn tur Erreichung dieser Mittelwege die Bahn auf eine so k o s t s p i e l i g e W e i s e hergestellt wird; wenn die Wagen so mangelhaft sind, daß ihre Constructionsart b l o ß f ü r g e r a d e B a h n e n s p r i c h t , in Krümmungen jedoch nur anährungsweise oder wohl gar der Hauptbedingung g a n z z u w i d e r läuft; wenn die Reibung s o w e n i g b e h o b e n i s t , daß die Seitenreifen der Räder, nachdem sie eine Krümmung passirten, wie abgefeilt sind, und man bei vielen Bahnen dieser großen Reibung wegen das Herausspringen der Wagen aus dem Geleise befürchten muß; wenn endlich die Wagen s o g a r a u f g e r a d e r B a h n das Geleise verlassen, wie es leider der Fall ist: so wird hieraus hinlänglich deutlich und klar, daß der Zweck (→s. 29) dieses großen Unternehmens unmöglich erreicht sein könne, da sich i n d e r E r f ü l l u n g d e r H a u p t b e d i n g u n g s o g a r noch so bedeutende Mängel zeigen, diese abr nur theilweise bekämpft sind, und die Aufgabe: V e r minderung der Anreibung, nur einigermaßen gelös´t ist. Wie wenig ist der Zweck erreicht, da die Reibung der Räder an der Bahn so bedeutend bleibt, daß bei einer in Betrieb stehenden österrechischen Pferdebahn – die eine n a m h a f t e L ä n g e h a t – die Kutscher, um in den Krümmungen nicht
- 82 -
s t e c k e n zu bleiben, schon vor derselben die Pferde zu einer größern Schnelligkeit antreiben müssen, damit m i t t e l s t S c h w u n g k r a f t d e r L a d u n g d i e u n g e h e u r e R e i b u n g ü b e r w ä l t i g t w e r d e , die so stark ist, daß man, wenn der Wagenzug die Krümmung passirt hat, Räder und Schienen wie abgefeilt und neben letztern eine Art Feilspäne findet, und trotzdem, daß die Wagen möglichst k u r z z u s a m m e n g e s t e l l t sind, dieselben in Krümmungen tagtäglich aus der Bahn springen, wovon ich oft Augenzeuge war. Ich erlaube mir die Frage: Ist die Anreibung beseitigt, wenn sich die Bahn und Räder – also Bestandtheile, d i e s i c h n i c h t a b r e i b e n , s o n d e r n l e i c h t a u f e i n a n d e r a b r o l l e n s o l l e n (und weßhalb eigentlich die ganze Anlage geschah) – durch den Gebrauch auf eine s o g e w a l t s a m m e W e i s e a u f l ö s e n u n d r u i n i r e n ? Wie groß ist der Widerstand, der durch eine solche Reibung erzeugt wird, und w i e v i e l K r a f t muß zur Bekämpfung dieses Widerstandes vergeudet werden, welche entweder erspart oder nutzbringend zur Fortbewegung einer größern Ladung verwendet werden könnte? Es ist leicht begreiflich, daß der jährliche Ertrag höher steigen muß, wenn die bewegende Kraft b l o ß z u r F o r t s c h a f f u n g d e r L a s t und nicht, wie es jetzt der Fall ist, auch ein bedeutender Überschuß z u r B e k ä m p f u n g d e r R e i b u n g e n täglich verwendet wird, wenn die bedeutenden Auslagen wegfallen, die die N a c h s c h a f f u n g d e r r u i n i r t e n R ä d e r alljährlich verursacht. – Ebenso stellt sich der Ertrag einer Eisenbahn um so größer heraus, j e g e r i n g e r d e r A u f w a n d w a r , d e r z u r E r r i c h t u n g d e r s e l b e n verwendet worden ist. Wenn der Bau einer Eisenbahn einige Millionen weniger kostet, als eine mit großem Aufwande gebaute, und erster dennoch d e n s e l b e n Ertrag gibt, so verwerthet sich bei ihr das Anlagecapital natürlich besser, da zur Erreichung eines gleichen Ertrages e i n g e r i n g e r e r F o n d verwendet wurde, woraus sich daher ein größerer Nutzen darstellt.
- 83 -
Das Vertrauen des Publicums bewirkt eine starke Frequenz. Wenn jedoch schon auf der geradelinigen Bahn die Wagen das Geleise verlassen, auf welchem man keinen Spur oder Urschache des Herausspringens finden (→s. 30) konnte30, kann man wohl beruhigter sein, wenn der Train eine K r ü m m u n g durchfährt, wo das Aussteigen der Wagen aus dem Geleise d u r c h s o v i e l e A n r e i b u n gen begünstigt wird? Daß überdieß ein Unglücksfall schon das Publicum mißtrauisch und für das Leben besorgt macht, lernt man aus dem allgemeinen Urtheile kennen; daß jedoch bei wiederholten Fällen, wie solche auf einer Bahn mit scharfen Krümmungen häufiger zu befürchten sind, das Publicum noch mehr sein Vertrauen verlieren und hierdurch dem Unternehmen ein sehr fühlbarer Schaden erwachsen muß, ist leicht begreiflich.
Neue Construction der Wagen. Einiges Nachdenken über das Eisenbahnwesen im Allgemeinen und insbesondere über die Construction der Wagen, deren man sich bis jetzt auf Eisenbahnen bedient, gemachte Erfahrungen so wie vielfältige Versuche ließen mich diese Mängel wahrnehmen. Von der jetzigen Sachlage angeeifert, über die Mittel nachzudenken, wie man diesem Übelstande abhelfen könne, wurde ich auf die Idee einer neuen Construction der Eisenbahnwagen geleitet. Ich habe, um mich vor Selbsttäuschung zu bewahren und mich von der Brauchbarkeit meiner Erfindung zu überzeugen, Versuche sowohl mit Modellen als auch bereits im Großen angestellt, und nach genauer Überzeugung, strenger Prüfung und in Gegenwart Sachverständiger die günstigsten Resultate erlangt, welche folgende Vortheile darbieten: 30
Ich beziehe mich hier auf eine veröffentlichte Nachricht.
- 84 -
1) Kann man mit dem Wagen in Krümmungen von s e h r g e r i n g e m R a d i u s fahren. 2) Geht der Wagen in der Krümmung b e i n a h e e b e n s o l e i c h t wie in der geraden Bahn. 3) Stellen sich lenkbare Achsen von selbst i n d i e R i c h t u n g d e s H a l b m e s s e r s , weßhalb 4) der Wagen in Folge einer zu heftigen Anreibung der Seitenreifen n i c h t mehr aus der Bahn steigen kann. 5) Kann man die Bahn mit einer dem Betriebe und der Krümmung entsprechenden g r ö ß e r n G e s c h w i n d i g k e i t b e f a h r e n , ohne das Entgleisen der Wagen befürchten zu müssen. 6) Nützen sich die Räder, da die Reibung der Seitenreifen durch die Richtige Stellung der Räder vermindert wird, n i c h t s o s e h r a b als jetzt. 7) Kann der Wagen nach Maßgabe der Tragbarkeit b e l i e b i g l a n g gebaut werden, ohne daß hierdurch bei den Rädern ein größerer Reibungswinkel erzeugt wird. 8) Kann diese Verlängerung a u c h b e i m B a u e d e r L o c o m o t i v e (→s. 31) beobachtet werden, wodurch nicht nur jenes so gefährliche O s c i l i r e n b e s e i t i g t wird, sondern, da mit dem verlängerten Röhrensystem im Dampfkessel dem Feuer eine größere Fläche dargeboten wird, so braucht man zur Erzeugung derselben Menge Dämpfe sodann weniger Brennmaterial. 9) Die nach dieser Art gebauten Wagen sind, wie aus obigen Puncten ersichtlich ist, e i n f a c h e r , folglich auch l e i c h t e r und b i l l i g e r ; und da durch das richtige Einstellen der Räder die Reibung der Seitenreifen vermindert wird, so sind sie auch l e i c h t e r z u b e w e g e n . 10) Die Construction des Wagens ist e i n f a c h , besteht größentheils aus großen und soliden Bestandtheilen, und es können allenfalls hierzu viele von den schon bestehenden Rädern, Achsen, Lagern etc. verwendet werden.
- 85 -
11) Können die Wagen v o r n - u n d r ü c k w ä r t s bewegt werden, ohne daß man erst genöthigt wäre, etwas daran zu ändern. 12) Selbst in jenem Falle, wenn z. B. in einem Wechsel oder sonst an einer Stelle die S c h i e n e n n i c h t g e n a u z u s a m m e n p a ß t e n , wo sonst das Entgleisen sicher erfolgen würde, bietet das neue System e i n e g r ö ß e r e S i c h e r h e i t und das Entgleisen dürfte selbst dann weniger zu befürchten sein. Diese von mir oft geprüfte Erfindung ist so einfach, die Wirkung derselben so deutlich und klar, daß Jedermann, ja selbst Nichtkenner, die mit dem Wesen der Eisenbahnen nicht vertraut sind, die Richtigkeit dieses Systems und die günstigen Resultate desselben sogleich erkennen, begreifen und verstehen müssen. Ich habe diese Erfindung mehren Geschäftskundigen und im Eisenbahnwesen practisch erfahrenen Männern vorgelegt, welche die Nachtheile der jetzigen Wagen täglich zu beobachten Gelegenheit haben, und sie erkannten und bestätigen dieselbe nicht nur als theoretisch richtig, sondern auch durch die in ihrer Gegenwart vorgenommenen Proben, die ich im Großen, insoweit es die Kräfte eines Einzelnen erlaubten, ausführte, als dem Zweck entsprechend und practisch anwendbar, da sie die vorher angezeigten Vortheile in Wirklichheit erfüllt sahen.
Allgemeine Vortheile der neuen Erfindung. Jene vorhin angeführten Vorzüge der neuen Erfindung bieten im Allgemeinen folgenden Nutzen: 1. Billigere Herstellung der Bahn. Da man bei Anlage derselbe jene möglichst gerade Linie nicht so streng zu beobachten braucht, als man sonst heirzu genöthigt wäre, so wird durch Anwendung der Ausweichungen, die nun ohne Anstand und Gefahr angelegt werden können, gar manches kostspielig zu beseitigende Hinderniß, gar (→s. 32) mancher
- 86 -
Tunnel oder Viaduct nicht gebaut, weil man solche Hindernisse sicher und leicht umfahren kann. Wie sehr dieser Vortheil bei Anlage einer Bahn zu beachten und wie groß der Nutzen ist, der heiraus entspringt, wird durch die ungeheuern Geldsummen, welche die Beseitigung und Bekämpfung solcher Hindernisse bisher gekostet haben, gar leicht ersichtlich. 2. Billigere Regie durch Ersparniß von Brennmaterial. Daß zur Bewegung der nach dieser Construction gebauten Wagen ein geringerer Kraftaufwand nöthig ist, geht schon daraus hervor, weil dieselben in Krümmungen von 8 Klafter Radius ohne Anstand und ohne bedeutenden Widerstand sich fortbewegen, während die Wagen nach dem jetzigen System in solchen Krümmungen häufig nicht mehr zu bewegen sind, da sich die Räder gegen die Bahn verspreizen. Wenn nun schon bei e i n e m Wagen ein so bedeutender Kraftunterschied Statt findet, so ist sehr leicht begreiflich, daß e i n g a n z e r T r a i n von so construirten Wagen mit einem auffallend geringern Kraftaufwande sowohl in kleinern als größern Krümmungen, wie auch in gerader Linie zu bewegen sein und in demselben Verhältnisse des geringern Kraftaufwandes natürlich auch weniger Brennmaterial verbraucht werde. Angenommen, daß bei allen Eisenbahnen jährlich nur der 20ste Theil des bis jetzt nöthigen und verbrauchten Brennstoffes erspart werde, so ist der Vortheil, der sowohl für die Unternehmung als auch für das Allgemeine hieraus entspringt, sehr bedeutend. 3. Größere Sicherheit für das Publicum. Da die Wagen nicht mehr so leicht aus dem Geleise kommen können, als dieß leider häufig geschah, wodurch schon so viele bedeutende Unglücksfälle herbeigeführt wurden, durch Anwendung dieser Erfindung jedoch diese traurigen Ereig-
- 87 -
nisse möglichst seltener oder wohl ganz beseitigt würden, so werden durch sie nicht allein viele Menschenleben einem schrecklichen Tode entzogen, sondern es wird auch, da das Publicum beruhigter die Bahn befahren kann, ein solches Unternehmen eine Bessern Ruf und größeres Vertrauen sich erwerben, wodurch die Frequenz natürlich gewinnen und der Ertrag höher steigen muß. Wie sehr d i e s e r Vortheil zu berücksichtigen ist, bedarf kaum wohl einer weitern Erklärung.
(s. 33)
Schlußwort. Um eine genaue Übersicht über den Standpunct der jetzigen Eisenbahnen und der darauf im Gebrauch stehenden Wagen zu bekommen, dürfte es nöthig sein, einen Rückblick auf das bisher Gesagte zu machen und dieses in Kürze auszufassen, um sich hieraus ein Bild entwerfen zu können. Wenn man die früher angeführten Ursachen über Heraussteigen der Wagen aus der Bahn genau prüft, so findet man der Grund hiervon i n d e r z w e c k w i d r i g e n B a u a r t d e r W a g e n . Wenn man die Zuflucht beobachtet, welche die Ingenieurs bald zu dieser, bald zu jener Methode nehmen, so begreift man, daß mit allen diesen Versuchen d i e N a c h t h e i l e n i c h t b e s e i t i g t werden konnten. Wenn man nun endlich erblickt, was für eine Constructionsart aus allen diesen Methoden gewählt wurde, so muß man sich gestehen, daß das schließlich a n g e w e n d e t e B e s t e sowohl der Theorie wie der practischen Erfahrung z u w i d e r i s t , weil man mit unlenkbaren Achsen und festgekeilten Rädern Krümmungen befährt! – Wenn man die Bahn selbst betrachtet und die enormen Kosten erwogen hat, welche auf den Bau derselben verwendet wurden, um den Hauptzweck: leichte Fortbewegung und Beseitigung der Gefahr, zu erreichen so findet man, daß jener t r o t z d e m s e h r w e n i g e r r e i c h t i s t , da die Wagen
- 88 -
ja sogar aus der geradeliniger Bahn springen und die leichte Fortbewegung durch Reibungswiderstände verschiedener Art s e h r b e d e u t e n d gehindert wird, so zwar, daß sich hierdurch die Seitenreifen der Räder g e w a l t s a m a b n ü t z e n und gewissermaßen abgefeilt werden. – Wenn man ferner bedenkt, daß diese Reibungswiderstände a n s o v i e l e n R ä d e r n die leichte Fortbewegung hemmen und von einer v e r m e h r t e n Z u g k r a f t überwältigt werden müssen, während diese hierzu vergeudete Kraft zur Fortschaffung einer größern Ladung nutzbringend verwendet werden könnte; wenn man endlich die Anzahl der Unglücksfälle erwägt, die durch das Herausspringen des Locomotivs aus der Bahn schon herbeigeführt wurden, wobei so viele Menschen ihr Vertrauen zu diesem Unternehmen mit dem Leben bezahlen mußten: so drängt sich uns unwillkürlich die Überzeugung auf, daß man noch weit entfernt vom richtigen Ziele sei, und zwar unter allen Methoden b e i d e r A n l a g e d e r B a h n e n n u r d i e k o s t spieligste, beim Baue der Wagen die nur möglichst diens tl i c h e angewendet ist, und gleichsam unter den vielen großen Übeln das kleinste gewählt wurde. Im Allgemeinen sind hierbei die bauführenden Ingenieurs zu entschuldigen, und um gerecht zu sein, muß man gestehen, daß sie, wie aus dem früher Angeführten zu ersehen ist, Alles gethan und aufgeboten haben, um jenen Mängel und Nachtheile zu beseitigen, oder wenigstens zu vermindern, was die so vielen und mannigfaltigen Versuche, als auch angewendeten Constructionsmethoden beweisen. (→s. 34) Die Übelstände suchte man durch allerlei Wagensysteme zu unterdrücken und zu bekämpfen, und man ging in dieser guten Absicht manchmal so weit, daß man sich häufig sogar Complicationen, die natürlich für die Dauer nicht entsprechen konnten, gefallen ließ. Durch allerlei Vorrichtungen trachtete man allenthalben diese Mängel zu bekämpfen, indem man den Rädern verschiebbare Mittelachsen gab etc., um die
- 89 -
Räder auf eine gewaltsamme Weise in die zur Krümmung oder zur geraden Bahn entsprechende Richtung z u z w i n g e n . Doch sind dieß Alles nur Vorrichtungen, welche die Mängel n i c h t b e s e i t i g e n k ö n n e n , da man mit deren Anwendung d i e W i r k u n g d e s Ü b e l s z w a r zu bekämpfen strebt, wobei jedoch d i e U r s a c h e d e s s e l b e n unbehoben bleibt; und so lange die U r s a c h e der Übelstände i n i h r e m K e i m , ich möchte sagen i n i h r e r W u r z e l , nicht behoben wird, kann auch die nachtheilige Wirkung n i c h t u n t e r b l e i b e n . – Wird die Vorrichtung, welcher Art sie immer sein mag, durch den Gebrauch etwas schadhaft oder weniger wirksam, so wird das bis dahin bekämpfte Übel sogleich wieder a n K r a f t u n d Ü b e r m a c h t g e w i n n e n , und es ist wirklich keine leichte Aufgabe für das Aufsichtspersonale, alle in Betrieb stehenden Wagen stets in einer so nothwendig bedingten Genauigkeit zu erhalten, die sich nicht nur auf jeden einzelnen Bestandtheil des Wagens, sondern auch a u f s e i n e R i c h t u n g u n d S t e l l u n g ausdehnt, wobei die tägliche Abnützung bei einem so f o r c i r t e n G e b r a u c h stets Veränderungen hervorbringen muß. Wenn sich z. B. in der parallelen Stellung der Achsen eine gewisse, wenn auch nicht bedeutende Ungleichheit einfindet, so kann sich dieser Wagen unmöglich in Krümmungen mit Vortheil bewegen, da selbst seine früher g e n a u p a r a l l e l gestellten Achsen den Krümmungen schon nicht en tsprachen. Ferner: Der Seitenreifen eines jeden Rades hat zum Zweck, die Wagen im Geleise zu erhalten, u n d g e r a d e d i e s e r w a r o f t s c h o n d i e v e r a n l a s s e n d e Ursache, weßhalb der Wagen das geleise verließ . Die Anreibung der Seitenreifen an die Bahn, welche man durch allerlei Vorrichtungen zu beheben trachtet, kann t r o t z d e m n o c h n i c h t beseitigt werden, was die schnelle Abnützung derselben beweist. Da sie nun nicht beseitigt werden kann und wirklich Statt findet, so übt sie, der Wagen mag was immer für eine
- 90 -
Construction haben, a u f
die
Achsen
stets
eine
nachtheilige
W i r k u n g a u s , wodurch die Räder, sobald sie von der Anreibung erfaßt sind, stets zurück zu bleiben trachten, daher in allen Fällen und bei allen Constructionsmethoden d i e s e s S t r e b e n , i n e i n e u n g ü n s t i g e S t e l l u n g s i c h z u v e r d r e h e n , d e n n o c h n i c h t b e s e i t i g t i s t , obwohl es oft durch mancherlei Vorrichtungen und complicirte (→s. 35) Apparate mehr oder weniger gestört wird und die Räder g e g e n i h r B e s t r e b e n in eine weniger gefährliche Richtung g e w a l t s a m e r w e i s e gebracht werden. Man versuche es nur bei einem Wagen, er mag 6 oder 8 Räder haben, jede Achse f r e i l e n k b a r zu machen und die Räder nicht fest aufzukeilen, so wird man sich von der Richtigkeit meines Ausspruches: d a ß d i e R ä d e r u n d A c h sen ein stetes Bestreben haben, sich in eine falsche und g efährliche Richtung zu bringen und somit das Geleise zu verl a s s e n , gar bald überzeugen. Indem man ihnen daher die willkürliche Bewegung benimmt, h i n d e r t m a n s i e b l o ß i h r B e s t r e b e n g e l t e n d z u m a c h e n , ohne jedoch mit diesem Mittel die U r s a c h e d e s Ü b e l s behoben zu haben, abgesehen davon, daß man hiermit zugleich wieder neue, auffallende Übelstände herbeiführt, die der Bestimmung eines Wagens ganz und gar zuwider sind. Es ist dieß demnach ein steter Kampf zu nennen, der in der Bestandtheilen eines jeden Wagens vorgeht; und sobald die Vorrichtungen durch den Gebrauch oder durch einen Zufall an Vollkommenheit verlieren, wird das Bestreben der Räder die Oberhand bekommen, womit sich diese durch die Anreibung der Seitenreifen in eine n i e g ü n s t i g e , s o n d e r n s t e t s u n g ü n s t i g e u n d g e f ä h r l i c h e S t e l l u n g z u b r i n g e n s u c h e n , wodurch das Entgleisen herbeigeführt wird. So lange daher das Übel nicht a n d i e s e r S t e l l e b e h o b e n und so lange den Rädern und Achsen i h r B e s t r e b e n nicht benommen wird, sich in eine un-
- 91 -
günstige Richtung zu verdrehen, kann auch k e i n e C o n s t r u c t i o n s m e t h o d e , die bloß die nachtheilige W i r k u n g b e k ä m p f t , d i e U r s a c h e hiervon aber unverändert läßt, das Mangelhafte vollkommen beheben. Aus eben diesem Grunde hat man bei den meisten Eisenbahnen, ja selbst in England, Frankreich und Belgien, die einfache Bauart allen diesen complicirten Constructionsmethoden vorgezogen, weßhalb man die Wagen n i c h t z u l a n g u n d d i e A c h s e n u n l e n k b a r m a c h t , damit sich dieselben, wiewohl sie in der Krümmung keineswegs entsprechend stehen, durch die Anreibung nicht in eine noch gefährlichere Richtung versetzen können. Man läßt sich lieber dieses geringere Übel gefallen, w e l c h e s s i c h w e n i g s t e n s n i c h t m e h r v e r g r ö ß e r n k a n n , als daß man sich der Gefahr aussetzen sollte, einem oft complicirten und gebrechlichen Apparat die richtige Lenkung der Räder und Achsen anzuvertrauen, um sie in diese i h r e m S t r e b e n w i d r i g e R i c h t u n g zu zwingen. Man hat daher aus allen diesen Constructionen jene mit den geringsten Übelständen gewählt und ist bei u n l e n k b a r e n A c h s e n u n d f e s t g e k e i l t e n R ä d e r n stehen geblieben. Dieß ist aber noch kein Beweis, daß das angewendete System (→s. 36) vollkommen gut und zweckmäßig sei, oder keiner Verbesserung bedürfe; es ist hiermit doch nicht die Möglichkeit benommen oder bestritten, daß es ein z w e c k m ä ß i g e r e s System geben könne, womit den Anforderungen b e s s e r entsprochen werden könnte. Der Genius der Erfindungen, der mit rastloser Thätigkeit stets vorwärts schreitet, bringt immer neue Gedanken und Ideen hervor, wodurch in jedem Fache schon so großartige Verbesserungen entstanden sind; daher kommt es, daß der heutige Zeitgeist so manches schon verworfen hat, was vor hundert, ja selbst fünfzig Jahren noch angestaunt und bewundert wurde.
- 92 -
Die Unvollkommenheiten und Mängel auf Eisenbahnen sind nicht nur im Inlande, sondern auch im Auslande fühlbar und bekannt. Die ungünstige Wirkung hiervon wird fast täglich bemerkt; denn überall findet man eine mehr oder weniger zweckwidrige Bauart der Wagen. Die vielen, so ungünstig ausgefallenen Versuche und die Überzeugung, daß diese Mängel bis jetzt weder in England noch Frankreich und Nordamerika beseitigt sind, brachten es daher auch dahin, daß man sich einerseits auf dem Continente mit dem Gedanken beschwichtigte: e s k ö n n e n i c h t a n d e r s s e i n , und sich mit diesen Unvollkommenheiten der Wagen begnügt, andererseits in dem sehr reichen England Millionen, welche man nicht anderweitig nutzbringend verwenden konnte, zum Aufbau riesenhafter Viaducte, Tunnels u. s. w. vergeudete. Allein solche kostspieleige und oft unnöthige Baue zur Beseitigung der Hindernisse können den geldarmen Continental-Staaten keinewegs zur Nachahmung dienen, welche, da bei ihnen das Geld einen viel größern Werth hat, vielmehr stets Sorge tragen müssen, durch Ersparnisse und durch Anwendung nützlicher Erfindungen die nothwendigen Anlagen der Eisenbahnen mit geringern Kosten nutzbringend zu machen. Und müssen es denn bloß England und Frankreich sein, wo neue oder zweckmäßige Erfindungen zur Welt kommen? Ist es denn unmöglich, daß auch im Inlande ein schöner Gedanke entspringe? Hat die einheimische Industrie so wenig Vertrauen, daß eine Erfindung, wenn wenn sie nicht Englands Gepräge trägt, bei ihrem Entstehen schon Gleichgiltigkeit und Mißtrauen zur Welt bringt, so daß sie einer besondern Würdigung oder genauen Prüfung nicht einmal werth sein sollte? Hierauf gibt leider die Geschichte der Erfindungen im Auslande, ja selbst in England und Frankreich nicht viel Trost und Aufmunterung; denn wir sehen, daß die Erfinder – Columbus, der Entdecker der neuen Welt, nicht ausgenommen –
- 93 -
verkannt, oft sogar verfolgt wurden, so daß viele zu Grunde gingen, ehe die an alte Systeme hängende Welt ihre Erfindungen anerkannte und würdigte, daß selbst Patent-Schutz nicht genügend war, da er meistens verfloß, ehe die Erfinder Früchte ihrer Bemühung ernten konnten. (→s. 37) Wie oft war ein schöner Gedanke, eine nützliche, beinahe ganz ausgeführte Erfindung, deren Werth wir bis heute noch schätzen und benützen, in Gefahr, ganz verloren zu gehen, wenn dem Erfinder, dem es häufig an Mitteln hierzu fehlte, nicht Aufmunterung oder nöthiger Schutz zu Theil geworden wäre. W a t t , der berühmte Erfinder der Dampfmaschine, war ein Jahr vor dem Ablaufe seines Patent nicht so weit, daß seine Erfindung ihm einigen Gewinn gebracht hätte; ja selbst ihm anvertraute große Capitale waren in Gefahr verloren zu gehen, wenn nicht der reiche Advocat B o u l t o n Mittel gefunden hätte, sein Patent auf 25 Jahre verlängern zu lassen. Und wie groß und unberechenbar ist der Nutzen, der ganzen Ländern hierdurch zu Theil wurde? A r k w r i g h t , der Erfinder der Spinnmaschine, war in demselben Falle. Er wäre als Bettler gestorben, wenn ihm das Parlament nicht mehr als gesetzlichen Schutz gewährt hätte, und nur dadurch kam es, daß der arme Barbier – Baronnet wurde und 12 Millionen Francs hinterlassen hat. Dagegen: J a c q u a r d , der Erfinder des berühmten Webestuhls, durch den so viele Fabrikanten Millionäre wurden, lebte bloß von einer Pension, welche ihm N a p o l e o n bewilligt hatte, die er jedoch später verlor. C r o m p t o n , der Erfinder der Mulejenny, starb in Armuth. L e b l a n c , der Erfinder und erste Ausüber der Sodabereitung, welche jetzt in Frankreich jährlich ein Betrag von 25 Millionen Francs darstellt, starb im Spital. R a d c l i f f e , der Gründer des sogenannten Powerloom-Manufacturi(ng)System und Erfinder der berühmten Schlichtmaschine, welche jenes System begründet, der durch die erstaunliche Ausdehung, die er der englischen Cattunfabri-
- 94 -
cation gab, vielen Tausend Fabrikanten zu großem Reichthume verhalf, starb unter sienen Landsleuten, die er bereicherte, als Bettler. C a r c e l , der Erfinder der berühmten, nun allgemein bekannten Öl-Lampe, starb in Armuth, während seine Lampe zehn Klempner, die ihm nachfolgten, reich gemacht hatte, und so Mehrere. Anerkennung der Bemühungen der Künstler und Erfindung ihrer oft gerechten und nicht unbescheidenen Ansprüche würde so viele Erfinder, die sogar im Elende sterben mußten, beglückt, ja zu neuer Lebensthätigkeit angespornt haben. Aber ihre Werke wurden oft erst dann gepriesen, wenn sie bereits in das Jenseits übergegangen, keine Wünsche mehr hatten. Dann erst wurden zu ihrer Ehre Monumente und Ehrendenkmäler erhoben. Gaben ihnen die Mitlebenden auch nicht einmal Brot, so gab ihnen die dankbare Nachwelt doch Massen von Stein und Erz. – So manche schöne Idee würde v i e l f r ü h e r v e r v o l l k o m m n e t (→s. 38) worden sein und der Menschheit l a n g e s c h o n g e n ü t z t h a b e n , wenn der Erfinder die nöthige Ausmunterung und Aneiferung gefunden hätte. Wie groß wäre oft der Nutzen gewesen, der durch eine f r ü h e V o l l e n d u n g derselben entstehen konnte, während der Erfinder manchmal, sich selbst überlassen, oft sogar vervolgt, durch Gleichgiltigkeit oder Mißtrauen, womit man seine Erfindung überging, die schmerzlichste Kränkung erfuhr, jedoch später darauf der Werth derselben erst gewürdigt oder wohl gar hoch gepriesen wurde. Freilich wohl kommen nicht lauter zweckmäßige und brauchbare Erfindungen zur Welt, da oft, ich möchte sagen, großentheils Leute, welche die Schwierigkeiten der practischen Ausführung gar nicht kennen, dagegen eine große Beredtsamkeit besitzen, durch Anwendung ihrer Erfindung ungeheuere Gewinne und Vortheile versprechen.
- 95 -
Wenn endlich nun die Sache untersucht und geprüft wurde, zeigte sich, daß es entweder ein schon bekanntes, durch allerlei Complicationen verändertes System, oder überhaupt in der practischen Ausführung gar nicht anwendbar sei; ja ich erinnere mich, daß ein Enthusiast, der sogar das Perpetuum Mobile erfunden zu haben vorgab, um Unterstützung sich bewarb und durch seine große Beredtsamkeit sich und die Betreffenden so sehr täuschte, daß er diese Unterstützung erlangte, worauf diese endlich sich hintergangen sahen. Daß solche Fälle, besonders wenn sie öfters wiederkehren, durch welche das Vertrauen gemißbraucht wird, auch dem Emporkeimen der wahrhaft nützlichen Erfindungen zum großen Schaden gereichen, ist leider sehr wahr, und leicht begreiflich, daß hierdurch allgemeines Mißtrauen und wenigstens Gleichgiltigkeit gegen neue Erfindungen erzeugt wird. Weit entfernt, mich mit meiner Erfindung veilleicht in der Rang dieser früher benennten großen Männer drängen zu wollen, habe ich diese Fälle nur deßhalb angeführt, um hinzudeuten, wie groß der Schaden ist, der durch ungegründete Gleichgiltigkeit gegen eine gute Sache herbeigeführt wird, und ich spreche hiermit bloß den Wunsch aus, damit durch Anwendung dieser neuen Erfindung der daraus entspringende beachtenswerthe Vortheil: d i e S i c h e r h e i t a u f E i s e n b a h n e n z u v e r m e h r e n , dem Allgemeinen recht bald nützlich werden möge. Schließlich erlaube ich mir noch die Bemerkung hinzufügen, daß ich beim Entwerfen dieses neuen Systems den in der Prax so oft bewährnte Grundsatz: Zweckmäßige Einfachheit beurkundet den Werth einer Erfi nd u n g , stets vor Augen hatte, dessen goldene Wahrheit man auch bei diesem System bewiesen sieht.
- 96 -
Špatný a nebezpečný systém současných
železničních vozů a
jejich zlepšení vysvětlené
J. Romualdem Božkem, c. k. výsadním mechanikem v Praze. Včetně jedné mědirytiny. Nové vydání.
Lipsko, Vydavatelství R o b e r t a B a m b e r g a .
1846.
- 97 -
(s. I) Uznávám pouze výtisky opatřené mým vlastnoručním podpisem.
J. Romuald Božek (autograf)
(s. III) Vynález ke zlepšení současných obvyklých systémů železničních vozů, na který upozorňuje pan J . R o m u a l d B o ž e k ve svém následujícím spisu, byl mi jím sdělen do všech podrobností a připojeným vysvětlením mi s matematickou přesností doložil výhody plynoucí z jeho konstrukce tak jasně, že o nich nemohou být žádné pochybnosti. Cítím se zavázán, abych zde vyslovil a především zdůraznil, že vynález pana Božka není (→s. IV) o nic méně účelný jako jednoduchý, takže z těchto důvodů chovám přesvědčení, že vůz pana Božka bude dříve či později zaveden na všech železnicích. L i p s k o , v květnu 1846.
Friedr. Georg Wieck, vydavatel německého živnostenského časopisu
- 98 -
(s. 1)
P ř e d m l u v a .
Když sledujeme rozmach a pokroky, kterých dosáhly železnice ve všech státech během tak krátké doby, – když pozorujeme tyto stavby, které byly provedeny navzdory potížím a obrovským nákladům, které vyvolávají, – když spočítáme průkopy, tunely, náspy, viadukty a všechna nákladná díla, – když uvážíme význam jednoho každého z těchto velkolepých podniků, zjistíme přesně, v čem spočívá jejich výhoda a čím by se mohl zvýšit jejich přínos, – když si konečně povšimneme nehod, k nimž na železnicích vždycky nedochází následkem neopatrného vedení lokomotiv, nýbrž kvůli vypadnutí vozů z koleje, přičemž musíme oželet tolik drahých lidských životů, naskýtá se nám otázka: V č e m m ů ž e s p o č í v a t d ů v o d t o h o t o n e b e z p e č í ? – Když nyní vidíme, že navzdory nejpozornější opatrnosti, přes nesmírné výdaje, jimž se železnice ve snaze odstranit nebezpečí života nevyhnou, tyto nedostatky přetrvávají natolik výzmaně a citelně, že vozy vypadávají z koleje dokonce na přímé trati!!, (→s. 2) vychází jasně najevo, že podniky bez ohledu na všechny značné oběti, které byly věnovány na jejich výstavbu, přesto nenabyly dokonalosti, a poto budou muset být k jejímu dosažení nezbytně provedena j e š t ě r o z l i č n á v ý z n a m n á z l e p š e n í . Pátráme-li nyní dále: J a k mohou být tyto nedostaky a nedokonalosti odstraněny? – pak musíme litovat, že nám věda ani umění dosud nemohly nabídnout žádný pomocný prostředek, abychom tyto potíže ú č e l n ý m a j e d n o d u c h ý m z p ů s o b e m překonali. Tyto nedostatky a nevýhody stojí zajisté za pozornost a jsou nanejvýš důležité; boj s nimi není tedy pouze v zájmu železniční společnosti, ale také v zájmu všeobecného blaha, a tudíž také v zájmu každého jednotlivce; neboť odhlédneme-li od blahodárných sociálních vlivů, které železnice poskytují celému
- 99 -
obyvatelstvu státu, zůstává odstranění nebezpečí ohrožení života a bezpečnost během jízdy pro každého jednotlivce n a n e j v ý š d ů l e ž i t ý m . Za těchto podmínek snad mohu chovat naději, že můj vynález ke z v ý š e n í b e z p e č n o s t i c e s t o v á n í p o ž e l e z n i c i , který odpovídá přísným požadavkům a není následkem pouhé náhody, nebo výsledkem dlouhého přemýšlení a četných pokusů, dojde nejen ohlasu a uznání, ale bude také přátelsky přivítán jako pozoruhodný vynález, přestože velmi dobře vím, že vynálezce musí často bojovat s nedůvěřivými pochybnostmi, které vznikají kvůli v dnešní době tak častým jevům, že šarlatáni, entusiasté a přepjatí teoretici, kteří ponechávají potíže praktického provedení jako nepodstatné bez povšimnutí, přicházejí s domněle velkolepými vynálezy, obtěžují jimi úřady a veřejnost a nakonec si s potěšením dovolí prohlásit, že přivedli na svět n o v o u a d o b r o u m y š l e n k u . Předtím, než vyložím výhody svého vynálezu, bylo by snad na místě předložit vylíčení překážek, nedostatků (→s. 3) a nevýhod, které vykazují dosavadní železnice. V běžném životě není právě příjemnou záležitostí, když se v zájmu představení použitelnosti a případné hodnoty předmětu musí nejdříve tak říkajíc odhalit nedostatky a nevýhody doposud používaného. V tomto případě je to však nevyhnutelně nutné, aby mohlo být v důsledku o d p o v í d a j í c í h o ú č i n k u mého nového systému provedeno srovnání s každou jednotlivou nevýhodou, která odpovídá dosavadnímu systému. Právě z těchto důvodů, a protože je předmět v e l m i d ů l e ž i t ý , popsal jsem snad s přísnou přesností nedostatky nynějších vozů, a třebaže chyby nejsou vždycky tak zřetelné, jak je naznačuji, nelze vyloučit možnost, že mohou nastat takové případy, a není zřejmá trvalá snaha, s níž by nepříjemnost, nebo číhající nepřítel č e k a l i j e n o m n a v h o d n o u p ř í l e ž i t o s t , aby tak dost účinně uplatnili svoji přítomnost a moc.
- 100 -
Pro příznivý účinek mého nového systému by proto mohla hovořit p ř e d e v š í m ona okolnost, že jeho zavedením se odstraní n e j e n n e p o h o d l í a různé nevýhodné ú č i n k y , ale hlavně – p ř í č i n a , k v ů l i n í ž v z n i k a j í , bude s n a d n o p o c h o p i t e l n ý m z p ů s o b e m odstraněna.
(s. 4)
Ú v o d . Při zřizování železnic je velmi obtížnou okolností, že musí mít co možná nejvíce přímou trať, neboť vozy se v obloucích těžko pohybují, kola vozu se vznikajícím třením okolků na dráhu velmi opotřebují, vozy vyšinují z dráhy a celkově nejsou pro velkou rychlost lokomotivy kvůli nebezpečí vykolejení použitelné. Kvůli omezení tření kol na dráze a odstranění vykolejení vozů by byl snad (?) nejlepší prostředek: postavit d r á h u ú p l n ě p ř í m o u . Na takové dráze by vozy a lokomotivy podle současného konstrukčního způsobu zcela vyhověly svému účelu. Z tohoto důvodu se proto oblouky omezují, jak jen to jde, nebo se stavějí s co největším poloměrem, a aby toho bylo dosaženo, je nezbytné četné překážky, které na těchto téměř rovných tratích leží, jako pohoří, skály atd., prokopat, prorazit tunely, údolí překonat vyzdvižením náspů a viaduktů, jejichž výstavba je spojena s enormními časovými nároky a finančními výdaji, stavební náklady na dráhu se mnohokrát zvýší, což sníží výnosnost podniku. Nelze podcenit, že by se stavbou přímé dráhy v každém případě dosáhlo velkých výhod, a bylo by nerozumné chtít odstranit oblouky bez ohledu na jejich význam a užitek, jichž se dá jejich prostřednictvím vždycky dosáhnout. Následujícím se proto také nikterak nemíní, že by bylo účelné měnit způsob stavby dráhy kvůli jakýmkoli nevýznamným překážkám.
- 101 -
Oblouky musejí být v každém případě co nejvíce omezeny, neboť i tehdy, kdy by mohly být projížděny zcela bezpečně a bez tření, stejně mají nevýhody, které nelze odstranit. Např. se jimi prodlužuje trasa, nutí strojvůdce k častějším pohledům na trať, atd., pročež je přímá cesta vždycky upřednostňována. Není ovšem snadné položit vždy mezi dvěma městy úplně přímou dráhu, takže musejí vznikat odbočení, kterým se snažíme dát do největší poloměr, abychom odstranili jejich nevýhody, které by mohly být u oblouků s malým poloměrem velmi nebezpečné. (→s. 5) Dokonce i v těch případech, kdy buď díky příznivým místním podmínkám, nebo nákladným odstraněním překážek ležících v cestě jsme schopni stavět co nejvíce přímé tratě a budovat odbočky s velkým poloměrem, jejich nevýhoda, kterou znamenají pro vozy, p ř e c e n e n í o d s t r a n ě n a . Příčina toho tkví pouze a jedině v neúčelné konstrukci a nevhnodnosti železničního vozů, neboť ty jsou stavěny jen pro přímé dráhy, což musí každý odborník poznat na první pohled, v obloucích tudíž nemohou vyhovět účelu, což bude následujícím vysvětlením nevyvratitelně dokázáno.
Příčiny vykolejení. I. Stavba vozů. 1) Na základě dosavadních zkušeností se každá náprava upevňuje otočně ve dvou ložiskách a obě kola se na nápravu p e v n ě naklínují, takže když se jedno z těchto kol otáčí, druhé kolo je kvůli spojení s nápravou nuceno k e s t e j n é m u p o h y b u jako první. Tato kola mají proto, že každé při otáčení ujede stejnou dráhu, neustálou snahu pokračovat v přímém směru, což se děje za předpokladu, že obě kola mají shodný průměr a pohybují se po přímé dráze bez jakéhokoli tření okolků na kolejnicích. Jestliže se však nyní kola dostanou do oblouku na obr. 1, který uhýbá
- 102 -
z přímé tratě např. vlevo, najíždí pravé kolo a svým okolkem na dráhu a kola se udrží v koleji pouze neustálým klouzáním okolků po dráze. Čím menší je poloměr pojížděného oblouku, tím nápadnější bude úhel, pod kterým se staví kolejnice proti kolům, a tím větší tření okolků, v důsledku čehož kolo, místo aby klouzalo, vyšplhá na dráhu , takže vůz vypadne z koleje. Tato neúčelná konstrukce vozů přináší navíc ještě další nevýhodu. Obě kola naklínovaná pevně na nápravě, jak už bylo zmíněno, ujedou při otáčení stejnou dráhu. Na kruhové dráze musí však od středu oblouku vzdálenější kolo a ujet delší dráhu, než kolo b. Protože jsou však spolu obě kola pevně spojena nápravou a musejí ujet stejnou dráhu, způsobuje jejich pohyb na zakřivené dráze nadměrné tření (→s. 6), které vzniká mezi obvodem kol a dráhou a kvůli nákladu je velmi významné, a jeho překonání bude přirozeně vyžadovat větší sílu. Nemůže tedy vzniknout žádná pochybnost, že pevně naklínovaná kola na nepohyblivých nápravách jsou zejména pro oblouky zcela neúčelné. 2) Druhý typ stavby, při němž se vozy nejen pohybují se zvýšeným třecím odporem, ale dokonce vykolejují, je předmětem dříve popsaného, a to: jestliže jsou nápravy pohyblivé na čepu, a mohou se tudíž natáčet , a když nejsou obě kola na nápravě pevně naklínována, nýbrž se každé kolo může pohybovat volně bez vlivu na jiné. Vjedou-li kola do oblouku na obr. 2, který zatáčí např. vlevo, tak pravé kolo a je najetím okolku na dráhu ve svém pohybu vpřed brzděno a zpomalováno, zatímco levé kolo b pokračuje neposlušně dál. Vlivem pohybu vozu vpřed se nyní úhel, který zaujímají kola k dráze, stále více a více zvětšuje , takže okolek kola a, místo aby běžel podél dráhy, se proti dráze vzpírá , klouzání přirozeně končí a vůz může nakonec pokračovat vpřed jen tehdy, když pravé kolo a vyšplhá na dráhu a vypadne z koleje. K tomuto nebezpečnému vykolejení může u natáčivých náprav a volně pohyblivých kol docházet nejen v obloucích, nýbrž také na přímé dráze, jakmile bude
- 103 -
jedno nebo druhé kolo třením zpomalováno a kvůli tomu se ke kolejím nastaví ve větším třecím úhlu. K tomu byl proveden nespočet pokusů, všechny však bohužel přinesly pouze neuspokojivé výsledky. František (Josef) rytíř G e r s t n e r , ředitel Královského stavovského technického ústavu v Praze, uplatňoval, když byl jeho syn stavbyvedoucím na první rakouské železnici mezi Budějovicemi a Lincem, podstatný vliv na stavbu samotnou, a upřel veškerou svoji pozornost na rušivé nedostatky a nevhodnost vozů, které byly den ode dne citelnější, neboť tamní dráha musela být kvůli hornatému terénu, jakož kvůli nevyhnutelnému stoupání vystavěna s odbočkami a zákruty o velmi malém poloměru. Na základě svého přesvědčení a o správnosti názoru a myšlenky, že pouze vůz s natáčivými nápravami a volně pohyblivými koly může vyhovět o bloukům, (→s. 7) pokoušel se shora uvedené chyby odstranit všemi možnými způsoby. Ponechal nápravy sice natáčivé, avšak nebyly stavěny jako otáčivé spolu s koly a obě kola podle běžného způsobu silničních vozů byla na nápravách nasazena volně; nechal jednomu každému kolu na nápravě volný pohyb a upevnil je do nápravnic, které se mohly lehce pohybovat díky třecím kolečkům a tornám atd. Jenže čím více natáčivosti se nápravám dostalo, tím snadněji se kola nastavovala do špatného směru a tím sna dněji se vzpříčila proti dráze . Aby předešel těmto nepříjemnostem, vrátil nápravám jejich libovolný pohyb; nechal je mezi sebou propojit určitým druhem kosočtverců a příčných tyčí, čímž bylo odstraněno špatné nastavení jedné nápravy odpovídajícím nastavením druhé. Přesto všechny tyto pokusy skončily bez očekávaného úspěchu. – Kola se neustále stavěla místo do odpovídající do zcela opačné polohy vzhledem k oblouku, takže vyšinutí bylo ještě nepříjemnější, což je také dostatečně zřetelné a pochopitelné z dále uvedených důkazů.
- 104 -
Určitým druhem nárazníků byla nápravám odebrána příliš velká libovolná natáčivost, a už díky tomu jely vozy bezpečněji a lehčeji, až se dospělo k tomu, že natáčivost náprav byla zcela odstraněna . Teorie a přesvědčení každého rozumného člověka hovořily pro natáčivé nápravy a v praxi se přesto ukázal pravý opak! Není z toho snad vidět, že praktické provedení má nedostatky, když jeho zavedení odporuje přírodním zákonům a zdravému lidskému rozumu? – 3) Třetí příčinou, proč vozy vypadávají z koleje, je: když se zpočátku kulatý a hladký okolek dlouhým používáním kvůli trvalému a silnému tření změní v ostrou hranu. Každé silné tření má za následek opotřebení dílů, které se o sebe třou; protože se tedy vůz při méně odpovídajícím směru náprav snaží udržet v koleji neustálým odvalováním okolků po kolejnicích, vede trvalé tření, které se v obloucích kvůli neuspokojivému postavení kol ještě zvětšuje, k rychlejšímu opotřebení okolků, čímž se na oblých okolcích spolehlivě vytváří ostrá hrana. Každá, i sebemenší nerovnost nebo poskočení na kolejnicích proto stačí k tomu, aby se tento přiostřený (→s. 8) okolek zakousnul a způsobil, že kolo vyšplhá na kolejnici a vůz vypadne z koleje. 4) Čtvrtá příčina vyšinutí vozů z dráhy je: jestliže jsou obě nápravy vozu příliš blízko u sebe , zatímco náklad nebo skříň přes tyto nápravy významně přečnívá dopředu nebo dozadu. Nejmenší nerovnost mezi kolejnicemi, zvlášť při velké rychlosti, hodí přední část vozu (pokud mají kola mezi kola mezi kolejnicemi prostor) proti kolejnici, obr. 3, zatímco zadní část koná opačný pohyb, dokud dotčené kolo a svým okolkem nenarazí a náraz neodhodí přední díl k opačné kolejnici, čímž povstane neustálé kmitání vozu, jako by byl každý oto čný kolem středního čepu . Při tomto vrtění se třou o kolejnici střídavě vždy dvě kola se silou nárazu, takže se proti kolejnicím vzpříčí při jednom výkyvu vozu přední pravé kolo a a záro-
- 105 -
veň zadní levé kolo b, při druhém vybočení zase přední levé kolo c a zadní pravé kolo d. Čím delší jsou skříně , čím blíže jsou naproti tomu čtyři kola u sebe a čím větší je prostor, tím větší je vodorovný pohyb každého vozu v celém vlaku, tím větší je úhel, který kola zaujímají k dráze, a tím silnější je okamžité tření okolků; toto tření pak bude kvůli setrvačné síle zatížení, s níž kola narážejí, významně účinnější, čímž může vůz ještě lehčeji vypadnout z koleje. Toto nebezpečné kmitání celého vlaku můžeme zřetelně pozorovat jak na vozech budějovicko-linecké koněspřežky, tak na vlacích Severní dráhy císaře Ferdinanda, lipsko-drážďanské a mnoha dalších železnicích, kde je kmitání vozů provázeno velmi výraznými a nepříjemnými nárazy. 5) Pátá příčina, proč se vozy těžko pohybují v obloucích a dochází k jejich vyšinutí z koleje, spočíná zase v opaku výše zmíněného konstrukčního způsobu, a to: když jsou dvě nápravy každého vozu příliš vzdáleny od s ebe. Každý vůz, když vjíždí do oblouku, obr. 4, se jeví jako tětiva (sečna) kruhu, která se svými konci a b dotýká kruhu (→s. 9); čím kratší je sečna, tím menší je úhel, který s kruhem tvoří; čím je delší, tím větší je úhel , pod kterým se kola (která jsou se sečnou rovnoběžná) staví proti dráze, tím větší je proto také tření a tím snadněji musí vůz vypadnout z dráhy. Správnost tohoto názoru a nedostatky takové konstrukce nepotřebují žádné další vysvětlení. Každý z právě popsaných druhů stavby vozů je protějškem druhého, a proto se chyby jedním ani druhým způsobem nejen neodstraní, nýbrž spíš ještě zvětší. Aby se tyto nežádoucí okolnosti co nejvíce omezily, vidí všichni dotčení inženýři jako nezbytné navrhnout na základě všech těchto nevýhod a nedokonalostí takový způsob stavby, při němž budou chyby obou krajních druhů co nejvíce potlačeny. Volí střední cestu v přesvědčení, že tím na základě dosud známého dosáhnou toho nejlepšího způsobu stavby.
- 106 -
Touto střední cestou jsme se dosud celkem spokojili, ačkoliv neodpovídala požadavkům a nedostatky nebyly odstraněny. Neúčelnost pevného naklínování obou kol na osu je za 1) zřetelně patrná; za 2) jsou zřejmé ještě větší nevýhody, které vznikají kvůli natáčivým nápravám a pohyblivým kolům, takže totéž kolo a na obr. 2, které by mělo pokračovat, zůstává kvůli tření pozadu, čímž vůz vyšinuje z dráhy. A proto, aby se toto tak nebezpečné zlo dostalo pod kontrolu, zříkáme se správného vedení náprav a necháváme raději působit menší zlo. Nápravy se vyrábějí nenatáčivé, obě kola se na nápravy pevně klínují, takže se mohou podle skutečného postavení pohybovat buď výho dně, nebo nevýhodně ! Že se však touto střední cestou postupuje zcela proti podmínkám kruh ového pohybu , můžeme zjistit u každého obyčejného silničního vozu; pokud by se u nich přední osa vyrobila neřiditelná a obě kola by se na otáčivou nápravu pevně naklínovala, tak by nikdo nebyl v stavu s takovým naloženým v ozem zatočit za roh. – Stavět dlouhé vozy je za 5) pro oblouky neúčelné; krátké mají kromě nevýhody uvedené za 4) také ještě následující potíže podle obr. 5: Protože se kola jako nosné body zatížení nacházejí pod nákladem příliš blízko u sebe, má tento (→s. 10) příliš malou základnu , takže každé, i malé snížení nebo zvýšení kolejnic má na vůz tak nevhodný účinek, že když přední kola jen o málo klesnou, působí náklad na předek hned významným rázem, a jakmile vjedou do prohlubně zadní kola, zhoupne se náklad zase zpátky, čímž se nástavba vozu dostane do tak značného pohybu, že vznikají dva okamžiky, v nichž celý náklad s nárazem padá jednou na přední dvojkolí a pak zase na zadní, což nejen působí ničivě na dráhu, ale také kola a vozy, které se používají, musejí se stavět pevněji, aby kromě nákladu vydržely ještě tyto nárazy.
- 107 -
O tom se můžeme přesvědčit na mnoha dráhách, zvláště však při příjezdu vlaku po budějovicko-linecké železnici. Abychom těmto nepříjemnostim a škodlivým nedostatkům nějak čelili, stavíme vozy buď příliš dlouhé, nebo příliš krátké , a vkládáme mezi nápravy a podvozky nosné pružiny; aniž bychom tím dosáhli výhody, napravili tření okolků na zakřivené dráze, odstranili nebezpečí vyšinutí vozů a mohli je co nejvíce naložit, neboť jejich pevnost a přemíra nákladu odpovídá škodlivým ničivým vlivům. Toto je opět kompromis, který odpovídá požadavkům tak málo, jako ten první, neboť vozy postavené podle tohoto způsobu, které obsahují dříve zmíněné nevýhody a nedostatky sice v menší míře, ale přesto všechny , mají tu nejcitelnější chybu, že jsou přece příliš krátké. Vůz má pro náklad příliš málo plochy; tento nedostatek prostoru se tedy musí nahradit větší výškou nákladu, obr. 6, čímž se zase zvýší kývání dopředu a dozadu, což se zřetelně prokazuje u vysokých vozů, ve kterých se přepravují koně. Z dosud popsaných konstrukčních způsobů vyplývají proto pro stavbu vozů dvě pravidla, která si navzdory své správnosti navzájem odporují, a to: 1. Aby se snížilo tření kol o kolejnice, musejí se nápravy vozu umístit co nejblíže k sobě, aby se tím zmenšil třecí úhel, který kola svírají s dráhou. 2. Aby se odstranilo kolébání vozů, musejí se (→s. 11) nápravy vozu umístit co nejdále od sebe , neboť tím náklad získá větší základnu. Pokud se při stavbě vozu řídíme jedním nebo druhým z těchto pravidel, získá sice výhodu, která z něj vyplývá, ale zároveň jedná proti druhému pravidlu a tím zase vyvolá stejně velkou nevýhodu . Abychom mohli použít obě navzájem provázaná pravidla, dosáhli tímto spojením výhod obou a hleděli odstranit jejich nedostatky, stavíme vozy často podle následujícího konstrukčního způsobu: Nástavba vozu (neboli skříň) se vyrábí sice dlouhá, avšak umístí se na dva krátké čtyřkolové vozy (podvozky), obr. 7.
- 108 -
Každý z těchto krátkých vozů má ve středu mezi čtyřmi koly v místech f a g otočný čep, na kterém je dlouhá skříň oběma svými konci uložena. Tím je dodrženo jedno pravidlo; neboť máme dlouhý vůz s velkou základnou a dosáhli jsme výhody s tím spojené. Protože nyní díky krátkosti podvozku nemůže dojít ke kmitání, neboť vlastní skříň je na obou koncích podepřená, kola a nápravy podvozku se dostávají co nejblíže k sobě a tím se zmenšuje třecí úhel mezi koly a dráhou, čímž bylo učiněno zadost rovněž druhému pravidlu. Aby se navíc odstranila tření na obvodu kol a usnadnilo projíždění oblouků, považujeme často za vhodné vyrábět obruče kónické a ponechat kolům v dráze větší prostor. Tyto dlouhé skříně mají tedy pohyblivé přední a zadní části, mohou se tudíž na svých čepech volně otáčet jako natáčivé osy zmínění za 2. Když vůz vjede do oblouku, je třeba na skříň pohlížet jako na velkou tětivu (sečnu), která se na svých koncích dotýká kruhové křivky prostřednictvím dvou malých sečen. Touto konstrukcí se sníží tření okolků, neboť kola svírají s dráhou pouze úhel, který vytvářejí malé sečny, zatímco skříň zaujímá ke kruhu mnohem větší úhel; díky tomu se takto postavený vůz pohybuje přirozeně také mnohem lehčeji, než vůz stejné délky, který spočívá pouze na čtyřech kolech a dvou nápravách. Zda se však tímto způsobem stavby významně sníží tření (→s. 12) kol na dráze, jak jsme doufali, ukáže následující. Jak už bylo poznamenáno, jede vůz v oblouku těžko, když jsou nápravy daleko od sebe; čím blíže u sebe nápravy jsou, tím více se blíží přímky polom ěrů, tím menší je zároveň třecí úhel kol. Kdyby bylo možné postavit obě nápravy nad sebe nebo do sebe, ležely by obě přirozeně na přímce poloměru, každé kolo by s kruhem vytvořilo tečnu a kola by působila nejmenší tření.
- 109 -
Protože to není možné a žádná z nenatáčivých náprav tohoto podvozku nemůže ležet ve směru poloměru, hodláme jejich blízkým postavením dosáhnout, aby obě nápravy jednoho podvozku nebyly příliš vzdáleny od přímky pol oměru a aby se k ní mohly nastavit alespoň rovnoběžně, a to: Představíme-li si přímku a b vedenou středem podvozku, jako na obr. 8, která je rovnoběžná s oběma nápravami, měl by se každý takový krátký vůz v oblouku natočit tak, aby se tato myšlená přímka dostala do směru poloměru; potom by byla s poloměrem rovnoběžná také každá náprava, takže by všechna přední i zadní kola vytvořila s obloukem stejný úhel, a prostor, která mají kola v dráze, ať na jedné straně vozu nebo u všech čtyř kol, by se musel jevit jako rovnoměrně rozdělený. Pokud by se to podařilo, bylo by tím dosaženo především té výhody, že tření mezi okolkem a dráhou by se díky menšímu třecímu úhlu významně snížilo. Tato výhoda bude však výrazně narušena novým nedostatkem, který způsobuje výše uvedeným konstrukčním postupem. Když potáhneme předmět na obr. 9 zepředu, tak sleduje směr tažné síly; pokud však bude uchopen zezadu nebo uprostřed, jako na obr. 10, a sunut dopředu, tak přední díl vybočí buď vpravo, nebo vlevo, jakmile dojde na jedné straně k většímu tření, čímž se také natočí do nevhodného směru; protože každé tření brání pokračování pohybu tělesa vpřed, je zabrzděno. Toto zbrzdění může nastat pouze na té straně, – na níž se zvýšené tření postaví do cesty pohybu vp řed jako překážka . Přejdeme-li nyní k podvozkům, vidíme, že nejsou ve vlaku vedeny spojovacím řetězem – neboť ten je podle obr. 7 (→s. 13) připevněn na vozovou skříň; dále nejsou podvozky taženy za svou přední část, nýbrž jsou tlačeny či sunuty vpřed prostřednictvím svých čepů; nadto jsou podvozky do jisté míry ponechány samy sobě, neboť se mohou na svém čepu volně otáčet, takže se každý bude pohybovat v závislosti na vlivu, jímž na něj bude oblouk působit .
- 110 -
Podvozky tudíž zaujmou směr v závislosti na tření kol po kolejnicích. Prověříme-li nyní účinky, které mohou vzejít z této konstrukce, lze snadno nahlédnout, že každé tření, které jednostranně brzdí pohyb podvozku vpřed, v něm vyvolává snahu natočit se nepříznivým a odporujícím směrem. Vjede-li vůz do oblouku na obr. 11, který zatáčí vlevo, tak pravé přední kolo a naráží na dráhu a touto zábranou je celá pravá strana podvozku brzděna. Bude-li nyní tření na předním pravém kole kvůli oblouku s menším poloměrem značnější, bude snaha podvozku otáčet se ještě ještě výraznější, což může často dojít tak daleko, že se také zadní levé kolo b začne třít o dráhu. Protože teď už není prostor pro kola mezi kolejnicemi na jedné straně, nýbrž, jak je patrné z obr. 12, u předního levého kola c a zadního pravého, nestojí už nápravy rovnoběžně s přímkou poloměru ; proto se také rovnoběžná přímka a b, která by se měla přesně krýt s přímkou poloměru, s ní kříží a ocitá se ve zcela jiném směru , v důsledku čehož také kola stojí k dráze pod větším třecím úhlem. Provedené pokusy ukazují, že v obloucích s malým poloměrem se podvozky skutečně natáčejí a takto natočeny musejí často projet celou trať. Tyto chyby budou tím citelnější a významnější, čím větší je prostor pro kola v dráze a čím blíže jsou nápravy u sebe . – Abychom jednoduchým způsobem přesně popsali právě popsané nevýhodné účinky, které vznikají kvůli příliš krátké vzdálenosti náprav, představme si místo podvozku předmět, který by se v koleji pohyboval např. jako šoupátko na obr. 13, který má ve svém středu čep, na který působí zezadu tlačná síla směrem vpřed. (→s. 14) Toto šoupátko je zhotoveno tak, že jeho délka a b ve směru kolejnic tvoří např. pouze polovinu jeho šířky c d, takže by se jevilo širší než delší, a kromě toho by mělo mezi kolejnicemi nějaký prostor. Jestliže se nyní musí šoupátko pohybovat z rovné koleje do oblouku, který se odklání vlevo, kde bude jeho čep zatlačen nazpět, musel by se přední pravý roh e
- 111 -
vzepřít o kolejnici, na téže straně by byl pohyb zbrzděn a muselo by se natočit tak, až by se také zadní levý roh f přitiskl ke kolejnici. Pokud by teď bylo sunuto dále, je snadno pochopitelné, že při tomto postavení by bylo k pohybu třeba větší síly. Představíme-li si naopak šoupátko jednou či dvakrát tak dlouhé, než je jeho šířka, pak tentýž prostor nezpůsobí natolik špatný směr nebo natáčení; při tomto sice značném, ale v šikmém směru působícím, bočním tlaku dokonce vůbec nemůže dojít k natáčení, kterážto výhoda přirozeně spočívá pouze ve větší dé lce šoupátka a tím docíleném správném vedení. Z toho vyvodíme, že krátká vzdálenost náprav a prostor pro kola v koleji, jimiž chceme dosáhnout správného zatáčení vozu, přímo přivodí nevýhodu nesprávného vedení a budou ho ovlivňovat. – V běžném životě se tato pravda velmi často potvrzuje a každý se o tom jistě mnohokrát přesvědčil; např. při vytahování zásuvky ze skříně se neobáváme jejího vzpříčení, a přesto, když ji uchopíme pouze na jedné straně a vytahujeme, sleduje směr síly. Když ji však chceme zase zasunout do skříně, musíme to udělat pečlivě a nejlépe oběma rukama; pokud je její obsah na jedné straně těžší, bude chtít tato strana kvůli zvýšenému tření zůstat vzadu, a pokud toto zbrzdění nepřekonáme zvýšeným vynaložením síly, proklouzne ve skříni druhá strana zásuvky a ta se pevně vzpříčí. Čím méně je zásuvka do skříně zasunuta, tím blíže u sebe jsou 4 vodicí body, jimiž je vedena, a tím více se může natočit do nesprávného směru, což způsobí ještě silnější vzpříčení; čím hlouběji je do skříně zasunuta, tím méně se musíme obávat vzpříčení. (→s. 15) Stejně tak, jako se zásuvka pohybuje mezi bočními díly, a získává tak směr svého pohybu, je tomu v případě podvozku, který se pohybuje mezi kolejnicemi a získává od nich svůj směr.
- 112 -
Natáčení podvozku je proto způsobeno pouze krátkou vzdáleností n áprav a prostorem pro kola v koleji, což u delšího vozu, jehož nápravy jsou dál od sebe, nemůže nastat. Bude-li nyní tato snaha, s níže se podvozek pokouší natočit, ještě podpořena ostrými oblouky, v nichž budou 4 spojená kola kvůli svým rovnoběžně umí stěným nápravám stejně najíždět na vnější kolejnici a snažit se opustit kolej, pak stačí nevýznamný výstupek, nebo jiná nerovnoměrnost v ukotvení kolejnice, aby na této straně podvozku spolehlivě nastalo opožďování a tím dotčený okolek vyšinul z k olejnice, což také podobné případy už prokázaly. Pokud nabude okolek v důsledku opotřebení spíš tvaru hrany, musíme se tím spíš obávat vykolejení. V obloucích, jimiž projíždí železniční vůz, působí sice odstředivá síla, čímž je skříň vytlačována vně kruhu, a jíž odpovídá nežádoucí natočení podvozku; samotná odstředivá síla však není stále stejná, a to v malých obloucích větší, ve větších menší, a stejně tak je různá při vysokých a nízkých rychlostech; jakmile to přijmeme, nabude nad třením převahy skutečnost, že snaha podvozku natáčet se bude méně rušivá. Naproti tomu bude natáčení ovlivněno následujícími podmínkami: 1. Tření, kvůli němuž zaujímá podvozek s krátkým rozvorem náprav nepříznivý směr vzhledem k oblouku, působí na delší páku, jejíž délka a b je na obr. 14, zatímco odstředivá síla působící proti ní má kratší páku a c, kterou si můžeme myslet mezi čepem a přední nápravou, a kromě toho je ještě menší, takže podvozek se staví do nesprávného směru. Tato páka odstředivé síly, která by proto měla být co největší , se krátkým rozvorem náprav ještě nevýhodně zkrátí. 2. Abychom předešli nehodám, které mohou nastat v důsledku vyšinutí vozů z koleje, jezdíme v obloucích pomaleji . (→s. 16)
- 113 -
Při nižší rychlosti bude však odstředivá síla menší; bude proto třením tím lehčeji překonána , čímž bude moci jistěji dojít i k nesprávnému nastavení podvozků. 3. Podvozky nejsou taženy zepředu , nýbrž jsou sunuty dopředu za své čepy silou takřka působící zezadu. Tím je vyvolána a ovlivněna snaha každého podvozku natáčet se. Zatímco proti natáčení čtyřkolových osobních a nákladních vozů působí tažná síla a překonánává je , u podvozků je natáčení ještě více ovlivněno a udržováno silou působící zezadu. Natáčení podvozku, jak už bylo poznamenáno, se bude přirozeně někdy zvětšovat tak dlouho, až se rovněž zadní levé kolo začne třít o kolejnici; toto tření na předním pravém a zadním levém kole se pak zvýší tažnou silou . Dále: Dokud není odstředivá síla natolik významná, aby se u každého podvozku přitisklo ke kolejnici také zadní pravé kolo, tedy obě kola na jedné straně vozu, přispívá ještě také k tomu, že se tření zvětšuje. Oba účinky, totiž odstředivé síly, která působí ve směru poloměru, a tažné síly, která působí ve směru oblouku, vytvářejí dohromady určitou sílu, která pak působí v šikmém směru c b podle obr. 14 od čepu k bodu dotyku předního pravého kola, tlačí ho ke kolejnici a zvětšuje tření. Na přímé trati nevzniká žádná odstředivá síla, a proto také žádný zpětný účinek, jako je tomu v obloucích. Jestliže nyní kolejnice na jednom místě odbočují z přímé tratě dovnitř, takže na jedné straně podvozku bude citelné větší tření, misíme se i na přímé trati obávat přechodného natáčení podvozků, neboť každý boční tlak obdržený na takovém místě může být kvůli vysoké rychlosti i při malé odchylce kolejí velice významný. Tyto podvozky mohou být právem srovnávány s volně natáčivými nápravami, o nichž byla řeč za 2); neboť každý podvozek se může volně otáčet na čepu ve svém středu, jako natáčivé nápravy; vlak působí na čep a jeho prostřednictvím
- 114 -
vzniká tření kol na dráze, stejně tak u podvozku jako u (→s. 17) natáčivých náprav. Podvozky jsou ponechány samy sobě a získávají směr pouze od kolejnic, natáčivé nápravy rovněž. To je také chybou, která je patrná na podvozcích, téměř stejně jako u natáčivých náprav, jen s tím rozdílem, že ty, kvůli své neomezené natáčivosti, se mohou přespříliš otáčet, a dotčené kolo se postaví do tak velkého třecího úhlu, že musí nevyhnutelně následovat vyšinutí z kolejnice, zatímco u podvozků není třecí úhel natolik významný, neboť natočení může dojít jen tak daleko, dokud se také zadní levé kolo neopře o kolejnici. Pokud navíc nejsou obruče příliš kuželovité, takže se podvozek bez ohledu na to může natáčet, způsobí to ještě větší tření, neboť zadní levé kolo b na obr. 15 by se při větším obvodu muselo odvalovat po vzhledem ke středu oblouku blíž ležící, a tudíž kratší kolejnici, zatímco druhé kolo d pevně naklínované na téže nápravě s menším obvodem by muselo jet po delší kolejnici, což by bylo přirozeně možné pouze za významného tření mezi dráhou a obručemi. Jak to však bude vypadat v případě, že původně navzájem rovnoběžné nápravy přestanou být kvůli nestejnoměrnému obroušení ložisek navzdory největší pečlivosti rovnoběžné, což bude už na přímé trati příčinou trvalého tření, a tento podvozek najednou vjede do oblouku, který zcela odporuje post avení kol? Nelze snad popřít, že pohybovat takovým vozem bude těžké, že kola se budou snažit kvůli svému nevhodnému postavení vyšplhat na kolejnice a budou se moci udržet v koleji pouze neustálým klouzáním okolků po kolejnicích. Nadto se často třou, když vůz vjede do oblouku, který zatáčí např. vlevo, na předním podvozku přední pravé a zadní levé kolo, na zadním podvozku rovněž, tudíž celkem 4 kola, zatímco u běžných čtyřkolových vozů dochází k tření pouze na dvou kolech.
- 115 -
Z toho je zřejmé, že se takto konstruovaný vůz, zejména když se podvozky namontované na obou jeho koncích správně natáčejí, v určitých obloucích pohybuje mnohem lehčeji, než vůz stejné délky, který je uložen pouze na 4 nebo 6 kolech s nenatáčivými nápravami. Také s ohledem na bezpečnost proti vykolejení si tyto vozy zaslouží přednost před mnoha (→s. 18) dalšími, neboť nevyhnutelné tření okolků o kolejnice nevyvolává u každého podvozku snahu nesprávně se natáčet, a v důsledku toho dokonce vyšinout z koleje. Proto se tímto druhem stavby vozů přibližujeme kýženému účelu, avšak nedosahujeme ho, neboť výhody tohoto konstrukčního způsobu často zastiňují mnohé povážlivé nedostatky. Zda tedy vozy, které se dosud všeobecně používají, mohou celkově odpovídat svému účelu, může vyplynout z následujícího: Pokud bychom postavili před inženýra úkol, aby zkonstruoval vůz, který vyhovuje přímé dráze, avšak v obloucích bude zcela nepoužitelný , mohl by při nejlepším přijít s takovýmto návrhem: 1. postavit dostatečně dlouhý vůz, 2. vyrobit nápravy každého vozu jako nenatáčivé, 3. obě kola pevně naklínovat na nápravu. Tím právě využil všech prostředků, které má k dispozici, aby postavil vůz co nejméně způsobilý pro jízdu v oblouku. – Takové vozy ovšem nacházíme v provozu na mnoha, ba téměř na všech tratích, a oblouky se s nimi pr ojíždějí! Jak velice neúčelné a nepřirozené je používat takové vozy v obloucích, vyplývá konečně z následujícího: Pokud bychom vůz s rovnoběžně umístěnými nápravami, lhostejno zda jsou daleko nebo blízko, a s pevně naklínovanými koly postavili nikoli na dráhu, ale na trvrdou podložku a uvedli ho do pohybu, jel by vpřed zcela přímo . Z toho už přesně a jasně vidíme, že jakákoli kruhová dráha , ať s větším nebo menším poloměrem, vůbec jakékoli odklonění z přímé dráhy, odporuje způso-
- 116 -
bu stavby tohoto vozu; proto také může nastat pohyb vozu po obloukové dráze jen za neustálého tlaku, trvalého tření a klouzání okolků po kolejnicích, což je navíc provázeno tím, že se okolky kol často velice rychle opotřebují. Vozy, které se téměř výlučně používají, mohou proto, bez ohledu na velkou nevýhodu kmitání (vrtění), které je způsobeno krátkým rozvorem náprav, vyhovět pouze na přímých dráhách, a mohou se na nich pohybovat (→s. 19) s malým třením jen tehdy, když budou nápravy každého vozu trvale udržovány dokonale rovnoběžné, když budou mít obě kola naklínovaná na jedné nápravě úplně stejný obvod, takže při odvalování ujedou všechny kola úplně stejnou dráhu, což by bylo vlastně možné, kdybychom trvale vyráběli vozy, abych tak řekl, s matematickou přesností. Jakmile se však ložiska kvůli používání nebo vinou vady materiálu trochu nestejnoměrně opotřebí, takže nápravy proto už nebudou vzájemně rovnoběžné (což nemusí být významné), bude mít vůz trvalou snahu pohybovat se po jisté kruhové dráze, čímž jistě vznikne na přímé dráze trvalé tření. Pokud dojde u náprav jen k malému odklonění od paralelního postavení, mohou se tyto malé chyby dost brzy projevit jako významné; dotčené ložisko se vinou téměř neustálého silného tření kola o kolejnici a z toho plynoucího velkého bočního tlaku, které se přenáší z dráhy na kolo a z něj na ložisko, v krátké době vydře, stejně jako ostatní ložiska; proto také na kolo, u něhož se ložisko více opotřebovalo, působí dráha silnějším tlakem, neboť se nachází ve větším třecím úhlu k dráze a stále naráží na kolejnici, zatímco druhé kolo na téže nápravě může běžet dál bez tření okolku. Z toho vyplývá, že každá odchylka od rovnoběžného nastavení vozu, jakmile se projeví na jednom z kol, má trvalou snahu zvětšovat se, a proto bude také kvůli nevhodnému postavení dotčeného kola větší opotřebení ložiska. Zrovna tak se budou kola se zcela stejným obvodem pevně naklínovaná na jedné nápravě pohybovat po přímé dráze bez jakéhokoli tření. Kdyby však obvody
- 117 -
nebyly úplně stejné, dvojkolí by se snažilo pohybovat po nějaké kruhové dráze. Avšak v ostrém nebo mírném oblouku, stejně jako na přímé dráze, není pohyb bez tření, které vzniká jak na dráze, tak na okolcích a obručích, možný. Že všechny tyto odpory a tření, které vycházejí ze způsobu stavby vozů, stejně jako ty, které (→s. 20) pociťujeme kvůli právě zmíněným chybám, by se mohly samy o sobě pokládat za bezvýznamné, přesto však stojí za pozornost a je třeba na ně brát zřetel, vysvitne, když si pomyslíme, jak často se tyto překážky opakují, a to: 1. Na mnoha dráhách denně odjíždějí a přijíždějí četné vlaky. 2. Každý vlak musí projet všechny oblouky celé tratě. 3. Vlak se skládá nezřídka z 20 či ještě více vozů , takže má často čtyřikrát, často osmkrát více kol, než vozů, z nichž polovina se více či méně tře o kolejnice. 4. Tato tření se opakují v souvislosti s předcházejícími body 1, 2 a 3 po celý rok dennodenně u tolika vlaků a ve všech obloucích, jejichž odpor se musí ne ustále překonávat . 5. Konečně když si uvědomíme: že, jak bude řečeno v dalším popisu, jedině v odstranění těchto odporů, v co nejlehčím pohybu vpřed spočívá přednost celého podniku , musíme snadno nahlédnout, že nelze přehlédnout ani nejmenší tření a jediný rušivý odpor, nehledě na náklady spojené s výrobou rychleji opotřebených nových kol a obnovou dráhy. Železniční vůz může jen tehdy vyhovět svému účelu, nebo přinejmenším odpovídat mechanickým zákonům, které předpokládají přímé nebo obloukovité dráhy, když: 1. se jeho kola postaví na přímé dráze rovnoběžně s tratí; 2. se nápravy v každém ostrém nebo mírném oblouku samy nastaví do směru poloměru ;
- 118 -
3. budeme moci stavět přiměřeně dlouhé vozy, aniž bychom kvůli tomu museli zdvojnásobovat počet kol nebo zavádět jiná křehká zařízení; to je většinou spojeno se snahou o lepší vedení; 4. vůz není příliš těžký, a pokud svou jednoduchou konstrukcí , nepočetnými a pevnými součástkami odpovídá zmíněným požadavkům. Tyto požadavky nejsou bohužel u žádného z dosud známých nebo používaných vozů splněny, a v tom právě spočívá příčin a všech nedostatků .
(→s. 21) II. Stavba lokomotivy. Že velká váha vozu vždycky zcela neodstraní jeho vyšinutí z dráhy, je dostatečně prokázáno mnoha nehodami, kdy těžká lokomotiva i s tendrem vypadává z koleje nejen v obloucích, nýbrž i na přímé trati. Když uvážíme, jak těžká je lokomotiva s tendrem, musíme žasnout, že toto břemeno, které obnáší přes 500 centů (asi 31 tun), překonají okolnosti mnohokrát zvětšeného tření a vytlačí ho z dráhy; to budiž důkazem, že musejí nastat okamžiky, kdy tření dosáhne takové síly, že překoná váhu tohoto rychle se pohybujícího těžkého tělesa. V těchto případech by snad mohl způsob stavby lokomotiv vykolejení způsobit nebo k němu přinejmenším přispět. Z různých konstrukčních způsobů stavby lokomotiv se v současnosti nejčastěji používají následující, a to: 1) Šestikolové (tj. třínápravové), u nichž jsou uprostřed namontována 2 hnací kola a před a za ně 4 běhounová kola (1A1). 2) Šestikolové, u nichž jsou hnací kola vzadu a 4 běhounová kola spojená do podvozku se nacházejí pod přední částí lokomotivy (2´A).
- 119 -
3) Čtyřkolové (tj. dvojnápravové), u nichž jsou 4 hnací kola spřažena spojnicemi a klikami, čímž mohou všechna 4 kola díky adhezi působit na kolejnice větším zatížením (B). U lokomotiv prvního typu jsou všechny nápravy pevné, a protože se hnací kola o průměru 6 stop (asi 190 cm) spolu s volným prostorem na obou stranách nacházejí ještě mezi běhounovými koly, je to docela dlouhý vůz, který v obloucích nemůže vyhovovat, což zkušenost už dostatečně prokázala. Protože však u takové lokomotivy nejsou nápravy navzájem přesně rovnoběžné, budou okolky předního běhounu neustále najíždět na kolejnice, čímž nebude vznikat pouze tření kol o dráhu, nýbrž se můžeme při souběhu nevhodných podmínek obávat dokonce i vykolejení. Ačkoli se takové lokomotivy v porovnání s jinými, zvlášť na pečlivě postavené dráze, pohybují mnohem klidněji, tak jejich malá délka přece jen zcela nestačí k odstranění nepravidelných pohybů a kývání , neboť jejich nástavba i vlastní hmota je delší než rozvor, takže komín, válce atd. přečnívají přes nápravu předního běhounu , což nemůže přispět k jejich klidnému chodu. (→s. 22) Takové lokomotivy by se proto měly používat pouze na přímých dráhách; ty se vyskytují nejčastěji jak v Anglii, tak na kontinentu. U lokomotiv druhého typu, které mají hnací dvojkolí vzadu a 4 běhounová běhounová kola pod přední částí, se válce ojnice nacházejí vně stroje, neboť kliky tvoří bezprostřední součást hnací nápravy. Kdo věnoval takové lokomotivě během jízdy nějakou pozornost, postřehl, že zřídka jede klidně ve směru kolejí, většinou však vykonává výrazné esovité pohyby ve vodorovném směru, při kterých se její vlastní hmota v dráze násilně smýká vpravo a vlevo , jak kola svými okolky střídavě narážejí na kolejnice. Toto vrtění, které bylo popsáno jako kmitání krátkého vozu za 4, pochází u lokomotivy od ojnic a pístů osazených na obou vnějších stranách, které se vzájemně docela rychle pohybují dopředu a dozadu.
- 120 -
Ojnice musejí přenášet plný tlak páry, kterým píst působí na kliku na hnacím dvojkolí střídavě v tlaku a v tahu; protože ojnice navíc vykonávají na konci, kterým jsou spojeny s klikami, současně rychlé protichůdné pohyby, musejí být vyrobeny dost pevné, aby dostatečně vyhověly těmto různým proměnlivým silám, což má nevyhnutelně za následek, že ojnice mají nezanedbatelnou váhu . Tyto ojnice, písty a kliky jsou jedinými součástmi na celé lokomotivě, které vykonávají tak velké a rychlé proměnlivé pohyby ; a protože jejich pohyby navíc působí na obou vnějších stranách , přenáší se část jejich rychlého pohybu, při němž se jejich váha zvedá a zase rychle klesá, na lokomotivu jako náraz nebo kývání. Tyto výkyvy obou ojnic následují na obou stranách lokomotivy střídavě za sebou, neboť kliky za účelem neustálého působení síly vzájemně nastaveny pod úhlem 90°; v každém případě by bylo ještě významnější, kdyby proti sobě kliky stály pod úhlem 180°, pročež by ojnice na jedné straně mohla lokomotivě udělit ráz směrem vpřed a ojnice na druhé straně současně ráz směrem vzad, čímž by bylo kmitání ještě nepříjemnější a silnější. Proto také dříve zmíněné lokomotivy, které mají válce, ojnice atd. pod kotlem vedle sebe a (→s. 23) hnací kola uprostřed, jezdí mnohem klidněji než tyto; a teď pokud by bylo dostatečné nepřetržité silové působení pouze jednoho válce, který by se i s ojnicí nacházel přesně uprostřed mezi koly, tyto rázy v ose těžiště by zcela zanikly a vůbec k žádnému bočnímu pohybu by nedošlo. Čím více jsou nyní oba válce, ojnice atd. vzdáleny od sebe, tím větší b ude páka proměnlivé rázové síly , a čím blíže u sebe jsou kola pod hmotou jako její podpůrné body, tím větší kmitání vznikne a působí, tím silněji narážejí kola při kmitání na kolejnice. Když stojíme na lokomotivě, můžeme si během jízdy dobře všimnout jejího vrtění, a porovnat je s pohybem ojnic. Dojdeme k závěru, že téměř vždycky navzájem souhlasí.
- 121 -
Když se ojnice s pístem pohybuje směrem vzad, přebírá tento pohyb také tato strana lokomotivy; když se vrací dopředu, táhne lokomotivu tímtéž směrem. Protože jsou kliky vůči sobě postaveny v pravém úhlu, dostávají se někdy do nepravidelných pohybů, které však následují rychle za sebou a přecházejí do výrazného vrtění. Taková lokomotiva má 4 běhounová kola u sebe v podvozku, který se může volně otáčet kolem svého čepu, a je tudíž veden třením okolků o kolejnice. Když budeme zkoumat a pozorovat účinek tření, zjistíme, že každý podvozek, který např. vjede do oblouku, naráží a snaží se opožďovat na té straně, na níž by měl jet vyšší rychlostí , takže tření okolků může vlastně způsobit nežádoucí natáčení i na přímé dráze. Protože se lokomotiva během kmitání smýká mezi kolejnicemi násilím tam a zpátky, může dojít k okamžitému silnému tření a tím k nežádoucí snaze podvozku vykolejit ještě snáze. Třetí konstrukční typ lokomotiv, které se však používají řidčeji, je: když má pouze 4 kola se stejným průměrem a ta jsou všechna navzájem spojená ojnicemi (spojnicemi) a klikami. Tato lokomotiva má také obě nápravy pevné, a aby se tření kol v obloucích co nejvíce snížilo, jsou obě dvojkolí vzdálena nepříliš daleko od sebe. Jak velice škodlivý je krátký rozvor kol už u (→s. 24) osobního vozu, bylo dostatečně zmíněno; o tom, že u lokomotivy bude z toho pramenící nedostatek daleko citelnější, snad není třeba pochybovat, neboť kotel obsahující vodu, tedy ve srovnání s osobním vozem větší váha, přečnívá přes kola dopředu i dozadu a způsobuje nepravidelné pohyby. Takto postavená lokomotiva vyžaduje zejména dokonale stejné obvody všech 4 kol a kromě toho zcela přesné rovnoběžné postavení náprav. Ani při dodržení obou těchto podmínek se nemůže na přímé dráze vyhnout výkyvům kvůli částem, které přečnívají přes nápravy: komín, válce, topeniště atd.,
- 122 -
které jsou příčinou toho, že taková lokomotiva podléhá během jízdy ještě také dalšímu pohybu, který pramení z nevýznamných prohlubní a výstupků na dráze. Na nádraží jsem objevil lokomotivu, která měla dvě 6 střevíců velká kola těsně u sebe, takže vpředu i vzadu přečnívala přes obvod těchto velkých kol značná část kotle. Nedá se předpokládat, že by byla blízko svého vyřazení, neboť tento způsob stavby může být základem klidného a bezpečného chodu. Abych se rovněž přesvědčil o tomto nebezpečném, jakož i na nápravy a kola ničivě působícím kmitání, zúčtastnil jsem na mnoha dráhách jízdy na stanovišti lokomotivy, a musím přiznat, že jsem často musel pevně držet zábradlí lokomotivy, aby mě neporazily různorodé a silné výkyvy a nárazy. Pokusme se nyní se stejnou přesností zjistit, jaké síly dosáhne působením těchto nárazů okamžité tření okolků, jež se několikanásobně zvyšuje výkyvy, při kterých se podstatná část lokomotivy včetně vodního obsahu tak násilně smýká tam a zpátky; uvažme dále, že se lokomotiva nadto ještě kývá, přičemž podléhá protisměrným pohybům, a že tyto výkyvy by měly být vyrovnány pružnicemi, jež musejí být s ohledem na zatížení, které na nich spočívá, velmi silné a krátké, takže nemohou být natolik pružné; zvažme konečně, že lokomotiva oba dva tyto pohyby, sice ve vodorovném a svislém směru, vykonává často současně, pročež se její přední část smýká např. nahoru a do strany : pak snadno nahlédneme, že nepotřebuje žádnou větší nerovnost na kolejnicích (→s. 25) k tomu, aby vypadla z koleje; musíme jenom žasnout, že se podobné případy vinou souběhu těchto okolností nevyskytují ještě častěji. Rovněž údery, s nimiž kola střídavě narážejí do kolejnic, jsou kvůli výkyvům velké váhy lokomotivy silnější; a to tím více, když jsou kola blíže u sebe a mají v koleji větší prostor. Vrátím se nyní k šoupátku, které jsem pro srovnání použil dříve. Stejně, jako může prostor způsobit u dlouhého tělesa jen malé odklonění od správné přímky,
- 123 -
je tomu i u lokomotivy; protože žádný dlouhý předmět, který je veden na dvou koncích, které jsou daleko od sebe, nemůže vykonávat tak velké pohyby do strany, jako krátký. U lokomotiv, které mají běhouny celkem blízko u sebe, čímž by se měly překonat všechny pohyby do strany, však navíc přesahuje ještě část zatížení nebo setrvačné hmoty přes kola, čímž výkyvy a nárazy vítězí nad odstředivou sílou, a proto přední kola narážejí do kolejnic s mnohem větším bočním třením. Kdyby bylo možné dát lokomotivám větší délku, tj. kdyby mohly být běhouny připevněné na obou koncích lokomotivy dál od sebe, aniž by se tím zvýšilo nebezpečí, dalo by se s jistotou očekávat, že by díky tomuto kýženému lepšímu a správnějšímu vedení nemusela tolik podléhat kývavým pohybům, a tím by byly nejen odstraněny nárazy, nýbrž i tak silné a nebezpečné tření a násilná snaha, s níž se pokouší v těchto okamžicích opustit kolej, by byla výrazně snížena nebo dokonce zcela odstraněna.
Stavba dráhy. Pokládáme za nemožné, že by se při stavbě železnic používalo přes míru ostrých oblouků, a protože považujeme současný způsob stavby vozů za vhodný, tak to často spojujeme s nedokonalostí vozů vyvolanou, bohužel velmi nákladnou podmínkou stavět dráhu pokud možno přímo a používat nanejvýš oblouky s velkým poloměrem. Dovolím si otázku: Je správným prostředkem, když odstraníme nedokonalost vozů nákladným způsobem , a jsou tím odstraněny nedostatky vozů ? Abychom předcházeli nehodám, snažíme se tedy jak jen možno omezit budování oblouků; nelze se jim však zcela vyhnout, (→s. 26) neboť pak by bylo budování dráhy spojeno s nadměrnými náklady. Protože však vozy s pevnými nápravami podle nyní užívaného způsobu stavby obloukům celkově odporují , tak se touto velmi nákladnou výstavbou drah nedostatky vozů stejně nevyrovnají ani neodstraní, takže se tím vozům ani nezabrání, aby mohly vypadnout z koleje.
- 124 -
Je to vůbec velice nákladná náprava a k tomu ještě na nesprávném místě; protože chyba, že železniční vozy neodpovídají v obloucích svému účelu, nespočívá v dráze, nýbrž v konstrukci vozů ; pokud máme tedy odpomoci nepříjemnostem, může být tato nevýhoda překonána nikoli nákladnými přímými dráhami, nýbrž zdokonalením vozů , neboť smutná zkušenost nás bohužel naučila, že samotný vůz opustí přímou kolej, jakmile je jeho snaha podpořena nebo zvýšena souběhem okolností, čímž je neustále náchylný vypadnout z koleje. Ze stejného důvodu mohu být proto tyto nedostatky odstraněny pouze zdokonalením vozů, díky čemuž by se jak v obloucích, tak na přímé trati pohybovaly s větší bezpečností a lehkostí. Tak bychom se mohli vyhnout těžko odstranitelným překážkám, nahradit mnohé tunely výhybkami, odstranit mnohé mosty, které se musejí stavět přes bažiny i na přímých tratích, a tak ušetřit obrovské náklady. Nestávalo by se tolik neštěstí, kdyby vozy nemohly vyšinout z koleje tak lehko, jako nyní; hlavního účelu celého podniku by bylo lépe dosaženo a veřejnost by nabyla důvěry. Chlácholíme se totiž představou, že oblouk o velkém poloměru je mnohem bližší přímé trati; jenže každý oblouk je přece jen trvalým odkloněním od přímé dráhy, které, přestože se jeví jako nevýznamné, působí při vysoké rychlosti, kterou jím projíždíme, na současné vozy silným vlivem. Ukazují se skoro stejné poměry a tatáž chyba, že když se bude vůz pohybovat malou rychlostí v oblouku s rovněž malým poloměrem , nemusí být při tom ohrožení života cestujících tak značné. To vysvítá z následujícího: Žádné těžké těleso nebude klást při pomalém pohybu v odbočkách větší odpor, avšak při velké rychlosti je bude hnát odstředivá síla v přímém směru. Každé odklonění od směru jeho pohybu mu proto bude klást odpor, pro na ně bude v (→s. 27) při odbočení tlačit nemalá síla na té straně, na kterou by konalo boční pohyb.
- 125 -
Tímto silným tlakem způsobí nyní okolky kol (bez ohledu na jejich už tak nevhodné postavení) tření o kolejnice, které budou při každé vyšší rychlosti , s níž se vůz pohybuje, ještě výraznější. Nedokonalost vozů nebude proto ve většině oblouků odstraněna, nýbrž může být kvůli odstředivé síle stejně tak citelná a při vyšší rychlosti se může ukázat jako ještě nebezpečnější. Když nadto uvážíme, že k získání této pokud možno co nejpřímější dráhy prostřednictvím nákladné výstavby tunelů viaduktů atd. vynakládáme tak nesmírné částky a přes tyto oběti stejně nedosáhneme uspokojivé bezpečnosti, nepřekonáme tření okolků, a tudíž neodstraníme nebezpečí vykolejení vozu, zatímco podobným překážkám se (snad?) můžeme vyhnout zcela bezpečně a bez výrazného prodloužení dráhy, nedá se výhoda kratší cesty, kterou jsme takto ponejvíce získali, opravdu srovnat s obrovskými náklady na stavbu. Přestože zřizování oblouků na dráhách nemůžeme zcela odstranit, přesto jimi můžeme projíždět bez většího tření a s větší bezpečností.
Účel železnic. Jak dalece je ho dosaženo? V čem spočívá jejich výhoda a jak se může zvýšit jejich výnos? Nerovnosti na silnici, která často vede se značným stoupáním přes hory, nedokonale kulatá kola běžných nákladních vozů, která mají na místech, kde jsou obruče svařeny, často značné výstupky přesahující kruhovou křivku, nedokonalost náprav, které jsou nezřídka vyrobeny ze dřeva, a proto musejí mít značný průměr, jsou příčinami, proč je k pohybu vozů na obyčejné silnici zapotřebí větší síly; protože silnice také nejsou postaveny tak pečlivě, nacházíme po projetí těžce naloženého vozu rýhy, které velkou silou brzdí kola, pročež se všechny významnější musí zasypávat kamením.
- 126 -
Jede-li nyní vůz po čerstvě vyspravené nebo deštěm zmáčené silnici, je odpor ještě výraznější, neboť (→s. 28) v posledním případě kola do silnice více zapadají, v prvním se zase musí náklad přes ony tvrdé nerovnosti neustále silou přenášet. Ačkoli v teorii má přímka s kruhem společný pouze jeden bod , v praxi a na silnicích nastává tento případ tím méně, neboť pohybu jednoho kola brání v cestě několik bodů, které buď musejí být zatlačeny, nebo přes něž musí kolo přejet. Všechny tyto odpory a tření, které jsou často velmi značné, musejí být neustále zdolávány a překonávány, pročež je k pohybu vpřed potřeba také větší síly. Tudíž účel, proč se stavějí železnice, je všeobecně pouze tento: protože díky co nejmenšímu tření kol, která se, hladce vykroužena, na pečlivě vystavěné tvrdé ploše, jako je železnice, lehce odvalují, odpor při pohybu vpřed je snížen na nejmenší míru, a tak se prve zmíněným teoreticky správným zásadám co nejvíce přiblížíme. Tyto pokud možno rovné železné silnice se tedy s tak velkými náklady stavějí jen proto, abychom odstraněním valivého odporu získali ve srovnání se silnicemi jak na tažné síle, tak na rychlosti. Hlavní pohnutka, v níž spočívá dosažení co nejvyšší výnosnosti a prospěchu železnic, je proto: snížení tření a odstranění valivých odporů. Pouze v tom vězí hlavní výhoda, a protože to je směr, tak říkajíc duše celého podniku, musí se také veškerá pozornost zaměřit tímto směrem. Odstranění odporu znamená zvýšení užitku; čím menší je valivý odpor, čím nepatrnější tření, tím menší jsou správní náklady a tím větší roční výnos! Když u tak velkolepého podniku se k dosažení hlavní podmínky může použít pouze střední cesty; když se k dosažené této střední cesty stavějí železnice tak nákladným způsobem ; když mají vozy takové nedostatky, že jejich stavba vyhovuje pouze na přímých dráhách , ale v obloucích jedou jen přibližně nebo dokoce zcela v rozporu s hlavní podmínkou; když je tření odstraněno tak málo, že okolky kol jsou po projetí obloukem jako ubroušené, takže se musíme
- 127 -
na mnoha železnicích tohoto velkého tření kvůli vyšinutí vozu z koleje obávat; když konečně vozy vypadávají z koleje dokonce na přímé dráze , což se bohužel stává: z toho je dostečně zřetelné a jasné, že je nemožné dosáhnout účelu (→s. 29) tohoto velkého podniku, neboť se při naplňování hlavní podmínky dokonce projevují tak výrazné nedostatky, které lze však odstranit pouze částečně, a úkol snížit tření jak si odpadá. Jak málo bylo dosaženo účelu, protože tření kol o dráhu zůstává tak významným, že na jedné rakouské koněspřežce v provozu – která má značnou délku – kočárům, aby neuvízly v obloucích, musejí koně už před nimi udělit vyšší rychlost, čímž kvůli odstředivé síle nákladu nastává nadměrné tření , které je tak silné, že po vyjetí vlaku z oblouku jsou kola a kolejnice jako opilované, a přesto, že jsou vozy stavěny co nejkratší , vyšinují denně z dráhy, čehož jsem byl často svědkem. Dovolím si otázku: je tření odstraněno, když dráha a kola, která se nemají třít, nýbrž po sobě lehce odvalovat (a proč se vlastně celé zařízení buduje), – kvůli opotřebení tak násilným způsobem ruší a ničí ? Jak velký je odpor, který takové tření způsobuje, a jak velká síla musí při překonání tohoto odporu přijít vniveč, jež by mohla být buď uspořena, nebo využita k přepravě většího nákladu? Je snadno pochopitelné, že roční výnos se musí zvýšit, když bude tažná síla denně využita pouze k pohybu břemene vpřed a nikoli, jak je tomu nyní, také ke zbytečnému překonávání tření , jestliže odpadnou značné náklady, které jsou každoročně způsobeny výměnou zničených kol . – Stejně tak se výnos železnice pozvedne tím více, čím menší budou výdaje , které budou vynaloženy na její vybudování . Pokud bude stát stavba železnice o několik milionů méně, než jiné vystavěné s velkým nákladem, a první dá přesto stejný výnos, tak bude její zřizovací kapitál přirozeně lépe využit, neboť k dosažení stejného výnosu bude třeba menšího vkladu, z čehož proto vyplývá větší užitek.
- 128 -
Často se setkáváme s důvěrou obecenstva. Jestliže vůz vypadává z koleje už na přímé dráze, přičemž nemůžeme najít žádnou stopu ani příčinu (→s. 30) vykolejení31, můžeme snad být klidnější, když vlak projíždí obloukem, kde je vyšinutí vozu z koleje způsobeno tolikerým třením ? Že nadto nešťastná událost jistě působí u obecenstva nedůvěru a obavy o život, poznáváme se ze všeobecných názorů; že však při opakovaných případech, jichž se musíme na dráze s ostrými oblouky častěji obávat, obecenstvo ještě více ztrácí svou důvěru a podniku tím musejí vzniknout velmi citelné ztráty, je lehce pochopitelné.
Nová konstrukce vozů. Některé všeobecné úvahy o podstatě železnice a zejména o konstrukci vozů, které dosud na železnici používáme, nabyté zkušenosti, stejně jako rozmanité pokusy mě donutily vzít tyto nedostatky na vědomí. Vycházeje z dosavadního stavu věci, uvažuje o prostředcích, jak bychom mohli těmto nepříjemnostem odpomoci, byl jsem přiveden na myšlenku nové konstrukce (stavby) vozů. Abych nepodlehl sebeklamu a přesvědčil se o použitelnosti svého vynálezu, vykonal jsem pokusy jak s modely, tak ve skutečné velikosti, a po důkladném přesvědčení, přísných zkouškách a získání příznivých posudků od přítomných odborníků, mohu nabídnout následující výhody: 1) S vozy můžeme projíždět oblouky o velmi malém poloměru . 2) V oblouku jede vůz téměř stejně lehce jako na přímé dráze. 3) Natáčivé nápravy se samy postaví do směru poloměru , pročež 4) vůz následkem příliš silného tření okolků už nemůže vykolejit z dráhy. 5) Můžeme dráhu projíždět vyšší rychlostí , která odpovídá provozu a oblouku, aniž bychom se museli obávat vykolejení vozu. 31
Zde se odvolávám na zveřejněnou zprávu.
- 129 -
6) Protože se tření okolků díky správnému postavení kol snížilo, kola se už tolik neopotřebují, jako nyní. 7) Vozy se mohou za účelem zvýšení nosnosti stavět libovolně dlouhé , aniž by to způsobilo zvětšení třecího úhlu kol. 8) Totéž prodloužení se může uplatnit také při stavbě lokomotiv (→s. 31), čímž se nejen odstraní každé tolik nebezpečné vrtění, nýbrž díky prodlouženým trubkám v kotli získáme větší výhřevnou plochu, takže pro vývin stejného množství páry spotřebujeme méně paliva. 9) Vozy postavené podle tohoto způsobu, jak je zřejmé z výše uvedených bodů, jednodušší, v důsledku toho také lehčí a levnější; a protože se správným nastavením kol omezilo tření okolků, takě se snadněji pohybují . 10) Stavba vozu je jednoduchá, sestává převážně z velkých a pevných součástí, a může se při ní maximálně využít mnohých z už existujících kol, náprav, ložisek atd. 11) Vozy mohou pojíždět dopředu a zpátky, aniž bychom kvůli tomu museli předem něco měnit. 12) I v případě, když např. na výhybce nebo na jakémkoli místě nebudou kolejnice přesně smontovány , což by mělo jinak jistě za následek vykolejení, nabízí nový systém větší bezpečnost , a vykolejení se tudíž nemusíme zdaleka tolik obávat. Tento vynález, který jsem často vyzkoušel, je tak jednoduchý, jeho účinek tak zřejmý a jasný, že každý, ba dokonce laik, který nedůvěřuje nauce o železnicích, musí okamžitě rozpoznat správnost tohoto systému a jeho příznivé důsledky, pochopit je a porozumět jim. Předložil jsem tento vynález mnoha odborníkům a v nauce o železnicích prakticky zkušeným mužům, kteří mají denně možnost pozorovat nevýhody současných vozů, a ti ho uznali a potvrdili nejen za teoreticky správný, nýbrž také na základě zkoušek provedených v jejich přítomnosti, které jsem vykonal ve skutečné
- 130 -
velikosti, pokud síly jednotlivce dovolily, jako vyhovující svému účelu a prakticky upotřebitelný, neboť byli svědky skutečného naplnění dříve uvedených výhod.
Všeobecné výhody nového vynálezu. Všechny shora uvedené přednosti nového vynálezu nabízejí všeobecně následující užitek: 1. Levnější výstavba dráhy. Protože se při její výstavbě nemusíme tolik ohlížet na budování co možná přímé tratě, jako jsme byli nuceni dosud, tak využitím odboček, které mohou být nyní zřizovány bez ohledů a nebezpečí, nebude nutné vůbec žádné nákladné odstraňování tolika překážek, vůbec žádná (→s. 32) stavba tolika tunelů a viaduktů, když můžeme takové překážky bezpečně a lehce objet. Jak velice se musí při výstavbě dráhy tuto výhodu dbát a jak velký je užitek, který z ní pramení, je zcela snadno patrné z obrovských částek, které odstraňování a překonávání takových překážek dosud stálo. 2. Menší provozní náklady díky úspoře paliva. Že je k pohybu vozů postavených podle této konstrukce potřeba menší výdej síly (Kraftaufwand), vysvítá už z toho, že se v oblouku s poloměrem 8 sáhů (asi 14 m) pohybují bez problémů a bez výrazného tření, zatímco vozy podle současného systému se často v takových obloucích dále pohybovat nemohou, neboť se kola vzpříčí proti dráze. Jestliže dojde k tak výrazné změně síly už u jednoho vozu, je snadno pochopitelné, že celý vlak z takto postavených vozů se bude jak v malých, tak velkých obloucích, stejně jako na přímé trati pohybovat s výrazně menším vynaložením síly a za stejných podmínek nižšího výdeje síly spotřebuje také méně paliva. Za předpokladu, že by se na všech železnicích ročně uspořila jen dvacetina dosud nutného a spotřebovaného paliva, takže výhoda, která z toho vzejde jak pro podnik, tak všeobecně, je velmi významná.
- 131 -
3. Větší bezpečnost obecenstva. Protože vůz nemůže tak lehce vypadnout z koleje, jak se to bohužel často stává, což už způsobilo tolik závažných nehod, zavedením tohoto vynálezu by se mohly tyto smutné události co možná omezit nebo dokonce zcela odstranit, čímž by se nejen uchránily mnohé lidské životy před strašnou smrtí, nýbrž by to také přineslo podobnému podniku lepší zvuk a větší důvěru, když by mohlo obecenstvo jezdit po dráze klidněji, čímž by přirozeně získala frekvence (dopravy) a výnos by se musel zvýšit. Jak velice důležité je brát tuto výhodu na zřetel, snad nepotřebuje žádné další vysvětlení.
(s. 33)
Závěr. Abychom získali přesný přehled o stavu současných železnic a vozech, které se na nich používají, bylo by vhodné přehlédnout dosud řečené a krátce to shrnout, abychom si z toho mohli vytvořit obrázek. Když důkladně prověříme dříve uvedené příčiny vykolejování vozů z dráhy, shledáme důvod v nevyhovující stavbě vozů . Když sledujeme východiska, s nimiž inženýři používají hned jednu, hned zase jinou metodu, tak pochopíme, že všemi těmito pokusy nemohou být nevýhody odstraněny . Když si konečně všimneme, jaký způsob stavby byl ze všech zvolen, musíme si přiznat, že to, co bylo nakonec použito jako nejlepší, odporuje jak teorii, tak praktickým zkušenostem, jestliže projíždíme oblouky s nepohyblivými nápravami a pevně naklínovanými koly! – Když se zaměříme na samotnou dráhu a uvážíme mimořádné náklady, které byly vynaloženy na její stavbu, aby bylo dosaženo hlavního účelu: lehkého pohybu a odstranění nebezpečí, tak zjistíme, že všemu navzdory bylo dosaženo velmi málo , neboť vozy vyšinují dokonce na přímé dráze a lehký po-
- 132 -
hyb byl kvůli třecím odporům nejrůznějšího druhu velmi výrazně omezen, takže okolky se kvůli tomu násilím opotřebují a tak říkajíc obrousí. – Pokud dále uvážíme, že tyto třecí odpory na tolika kolech brzdí pohyb vpřed a musejí být překonávány zvýšenou tažnou silou, zatímco by tato promarněná síla mohla být užitečně vynaložena k tažení většího nákladu; když konečně uvážíme počet nehodových událostí, k nimž už na dráze došlo kvůli vyšinutí lokomotivy, při nichž muselo za svou důvěru k tomuto podniku zaplatit životem: tak vzniká nezbytně přesvědčení, že jsme dosud hodně vzdáleni od pravého cíle, a sice ze všech metod používáme při stavbě drah jen tu nejdražší, při stavbě vozu jen tu nejúčelovější a současně volíme ze všech velkých nepříjemností tu nejmenší. Celkově bychom měli stavbu vedoucí inženýry omluvit, a abychom byli spravedliví, musíme připustit, že udělali, jak je patrno z výše uvedeného, všechno možné, aby odstranili, nebo alespoň zmírnili všechny nedostatky a nevýhody, jak dokazuje tolik rozmanitých pokusů, stejně jako použité konstrukční metody. (→s. 34) Nepříjemnosti se snažíme potlačit a překonat pomocí vozů nejrůznějších systémů, a v tomto dobrém úmyslu zacházíme někdy tak daleko, že se často smíříme dokonce s komplikacemi, které přirozeně nemohou dlouhodobě vyhovovat. Tyto nedostatky se pokoušíme překonat prostřednictvím nejrůznějších zařízení, včetně přidání posuvného středního dvojkolí atd., abychom kola přinutili postavit se do správného směru buď v oblouku, nebo na rovné trati. Přestože jsou to všechno jen zařízení, která nedostatky nemohou odstranit, stejně se jejich použitím snažíme odstranit nepřiznivé účinky , přičemž však jejich příčina zůstává nenapravena; dokud nebude příčina potíží překonána ve svém zárodku, řekl bych vykořeněna, nemohou vymizet ani nepříznivé účinky. – Pokud by zařízení, ať už jakéhokoli druhu, následkem provozu nějak poškozeno, nebo méně účinné, okamžitě by se to projevilo na silových poměrech , kte-
- 133 -
ré se tím překonávají, a pro obsluhující personál opravdu není lehkým úkolem udržovat všechny vozy v provozu s takovou péčí, která se nevztahuje jenom na jednotlivé součásti vozů, nýbrž také na jejich směr a polohu , přičemž každodenní opotřebení při tak stupňovaném použití musí způsobit trvalé změny. Když např. rovnoběžné postavení náprav nabude jisté, byť nevýznamné rozdílnosti, nemůže se takový vůz v oblouích pohybovat s výhodou, neboť jeho dříve přesně rovnoběžné nápravy už obloukům nevyhovují . Dále: Účelem okolku každého kola je udržet vůz v koleji, a právě ten byl často příčinou, proč vůz vyšinul z koleje. Tření okolků na dráze, které se snažíme různými zařízeními překonat, nemohlo být přesto ještě odstraněno, jako dokazuje jejich rychlé opotřebení. Protože ještě nemohlo být odstraněno a opravdu trvá, snažíme u vozů jakékoli stavby odstranit trvale nepříznivé účinky na nápravy , kvůli nimž se kola stále zpožďují, jakmile na ně začne působit tření, proto ve všech případech a při všech způsobech stavby není tato snaha nastavit se do nevhodné polohy stejně odstraněna, přestože je často více či méně rušíme rozličnými zařízeními a složitými (→s. 35) přístroji a kola se proti jejich snaze snažíme násilím nastavit do méně nebezpečného směru. Pokud bychom jen u jednoho vozu, ať se 6 nebo 8 koly, vyrobili každou nápravu jako volně natáčivou a kola pevně nenaklínovali, přesvědčili bychom se docela brzy o správnosti mého výroku: že kola a nápravy mají trvalou sn ahu natáčet se do nesprávného směru a tím vypadnout z koleje. Tí, že bychom jim ponechali libovolný pohyb, zabránili bychom pouze j ejich snaze, aniž bychom však tímto prostředkem odstranili příčinu nepříjemností, nehledě na to, že bychom tím zároveň způsobili zase nový, výrazně nepříznivý stav, který by dokonce zcela odporoval určení vozu. Je to tudíž neustálý boj, který probíhá na všech součástech vozu; a jakmile zařízení vinou provozního opotřebení nebo náhodou ztratí dokonalost, nabude pře-
- 134 -
vahy snaha kol, s níž se budou vlivem tření okolků snažit nastavit nikoli do správné, nýbrž do trvale nesprávné a nebezpečné polohy , což způsobí vykolejení. Dokud tedy neodstraníme nepříjemnosti na tomto místě a dokud kola a nápravy nezbavíme jejich snahy natáčet se do neprávné polohy, nemůže také žádná konstrukční metoda , která překonává pouze nevýhodné účinky, ale příčinu ponechává beze změny, dokonale odstranit nedostatky . Ze stejného důvodu byly na mnohých železnicích, zejména v Anglii, Francii a Belgii, všechny tyto složité konstrukční metody nahrazeny jednoduchou stavbou, pročež se vozy nestavějí příliš dlouhé a nápravy nejsou natáčivé , takže ačkoli v obloucích nevyhovují, nemohou se kvůli tření dostat do ještě nebezpečnějšího postavení. Raději si necháme líbit tohle menší zlo, které se přinejmenším nemůže dále zvětšovat, než abychom se vystavili nebezpečí a spoléhali na často složitý a chatrný přístroj pro správné vedení kol a náprav, který by je natáčel do směru odporujícího jejich snaze . Zvolili jsme proto ze všech konstrukcí tu nejméně nevhodnou a zůstali jsme u nenatáčivých náprav a pevně naklínovaných kol . To však ještě není důkazem, že používaný systém (→s. 36) je úplně správný a účelný, nebo že nepotřebuje žádné zlepšení; není tím vyloučena nebo popřena možnost, že může být vhodnější systém, který by mohl lépe odpovídat požadavkům. Duch vynálezů, který s neutuchající činorodostí trvale spěje kupředu, plodí neustále nové myšlenky a nápady, z nichž vzešla v každém oboru tak velkolepá zlepšení; tak se stává, že současný duch doby už odmítl leccos, nad čím bychom před sto, ba dokonce před padesáti lety lety žasli a co bychom obdivovali. Nedokonalosti a nedostatky na železnicích nejsou citelné a známé jenom doma, nýbrž také za hranicemi. Nepříznivé účinky, které z toho pramení, můžeme
- 135 -
pozorovat téměř denně; všude pak nacházíme více či méně neúčelný způsob stavby vozů. Četné pokusy s tak neuspokojivými výsledky a přesvědčení, že tyto nedostatky jsou zatím odstraněny, ať v Anglii, nebo Francii a Severní Americe, jsou také důsledkem toho, že se na jedné straně na kontinentu uklidňujeme myšlenkou: není jiné cesty, než se spokojit s těmti nedokonalostmi vozu, na druhé straně se ve velmi bohaté Anglii promrhají milióny, které nemůžeme jiným způsobem užitečně vynaložit, na vybudování obrovských viaduktů, tunelů atd. Ovšem takové nákladné a často zbytečné stavby k odstranění překážek nemohou chudým pevninským státům posloužit jako vzor napodobení, neboť se musí neustále starat, aby úsporami a zaváděním prospěšných vynálezů dosáhli potřebného vybudování železnic s co nejmenšími výdaji peněz, které pro ně mají mnohem větší cenu. A musí to být jen Anglie či Francie, kde mohou přijít na svět nové a užitečné vynálezy? Copak není možné, aby dobrá myšlenka vznikla také v tuzemsku? Má domácí průmysl tak málo důvěry, že vynález, když nemá pečeť Anglie, je od svého vzniku provázen lhostejností a pochybnostmi, takže potřebuje být oceněn nejedním uznáním a důkladnými zkouškami? Tady bohužel poskytují dějiny vynálezů v zahraničí, především v Anglii a ve Francii, jen málo útěchy a povzbuzení; neboť vidíme, že vynálezci – Kolumba, objevitele nového světa, nevyjímaje – byli podceňováni, často dokonce pronásledováni, takže jich mnoho přišlo na mizinu, než svět, závislý na starém systému, jejich vynálezy uznal a ocenil, že samotná patentová ochrana nestačila, protože často vypršela dříve, než mohl vynálezce sklidit plody svého úsilí. (→s. 37) Jak často byly dobrá myšlenka či užitečný, málem uskutečněný vynález, jejichž hodnoty si dodnes ceníme a využíváme, v nebezpečí, že upadnou zcela v zapomenutí, když vynálezci, kterému k tomu často chyběly prostředky, nebyla udělena podpora nebo potřebná ochrana.
- 136 -
W a t t , slavný vynálezce parního stroje, nebyl ještě rok před vypršením svého patentu tak daleko, aby mu jeho vynález přinesl nějaký zisk; ba dokonce byl svěřený mu velký kapitál v nebezpečí, že bude ztracen, kdyby bohatý advokát B o u l t o n nenašel prostředky, aby nechal jeho patent prodloužit na 25 let. A jak velký a nedocenitelný je prospěch, který z toho celé země získaly? A r k w r i g h t , vynálezce spřádacího stroje, byl ve stejné situaci. Byl by pochován jako žebrák, kdyby mu parlament neposkytl nic víc než zákonnou ochranu, a jen tak došlo k tomu, že se z lazebníka stal baronetem a zanechal po sobě 12 miliónů franků. Naproti tomu: J a c q u a r d , vynálezce slavného tkalcovského stavu, díky němuž se z mnoha továrníků stali mlionáři, žil pouze z důchodu, který mu schválil Napoleon, o který však později přišel. C r o m p t o n , vynálezce spřádacího stroje, zemřel v chudobě. L e b l a n c , vynálezce a první provozovatel výroby sody, která dnes představuje ve Francii roční částku 25 miliónů franků, zemřel v nemocnici. R a d c l i f f e , zakladatel tzv. výrobního systému „Power Loom“ a vynálezce slavného „jednoduchého stroje“, který položil základ systému, jenž pomohl díky úžasnému rozmachu anglického bavlnářského průmyslu mnoha tisícům továrníků k velkému bohatství, zemřel mezi svými krajany, jež obohatil, jako žebrák. C a r c e l , vynálezce slavné, nyní všeobecně známé olejové lampy, zemřel v chudobě, zatímco jeho lampa učinila boháče z deseti klempířů, kteří ho následovali, a mnozí další. Uznání, kterého se dostává úsilí umělců a jejich vynálezům, často spravedlivých a nikoli neskromných nároků, by obšťastnilo tolik vynálezců, kteří musejí dokonce umírat v bídě, ba pobídlo by je k nové životní činnosti. Ale jejich díla bývají často oceněna teprve tehdy, když už odešli na věčnost, aniž by měli další přání. Teprve pak se na jejich počest stavějí pomníky a památníky.
- 137 -
Jejich současníci jim také nedávají ani chléb, zato jim vděčné potomstvo dává spoustu kamene a hlíny. – Tolik pěkných nápadů bylo mnohem dříve zdokonaleno (→s. 38) a lidstvem už dlouho využíváno , než vynálezce našel nezbytnou podporu a povzbuzení. Jak velký by byl často užitek, který mohl vzniknout jejich doko nčením, zatímco vynálezce je někdy ponechán sám sobě, často dokonce pronásledován, kvůli lhostejnosti a nedůvěře, s nimiž jeho vynález přehlížejí, zakouší nejbolestivější urážky, avšak teprve později je jeho hodnota doceněna a vysoce vychválena. Samozřejmě, že na svět nepřicházejí jen ryze účelné a použitelné vynálezy, protože často, řekl bych převážně, lidé, kteří vůbec neznají obtíže praktického provedení, zato vynikají velkou výřečností, slibují zavedením svého vynálezu obrovské zisky a výhody. Když budeme nakonec tuto věc zkoumat a prověřovat, ukáže se, že je to buď známý, mnoha komplikacemi pozměněný systém, nebo že je vůbec nepoužitelná pro praktické provedení; ba vzpomínám si, že jeden entuziasta, který dokonce tvrdil, že vynalezl perpetuum mobile, se ucházel o podporu a svou velkou výřečností a sebe i dotčení natolik oklamal, že tu podporu dostal, což se nakonec ukázalo jako podvod. Že mohou takové případy, jimiž je zneužita důvěra, zvláště když se častěji opakují, způsobit velké škody i při uplatnění skutečně užitečných vynálezů, je bohužel velmi pravdivé, neboť tím vzniká všeobecná nedůvěra a přinejmenším lhostejnost k novým vynálezům. Jsa dalek toho, abych se snad se svým vynálezem snažil dostat do okruhu oněch dříve jmenovaných velkých mužů, uvedl jsem tyto případy jen proto, abych poukázal na to, jak velká škoda může vzniknout nepodloženou nedůvěrou k nové věci, a vyslovuji tímto pouze přání, aby zavedením tohoto nového vynálezu mohla
- 138 -
být co nejdříve k všeobecnému užitku pozoruhodná výhoda, která z něj pramení: zvýšit bezpečnost na železnici . Konečně si dovolím připojit poznámku, že při návrhu tohoto nového systému jsem měl neustále před očima v praxi často osvědčenou zásadu: Přiměřená jed noduchost potvrzuje hodnotu vynálezu , jejíž zlatá pravda se prokazuje rovněž u tohoto systému.
- 139 -
5.3 Über Eisenbahnen und Eisenbahnwagen, 1850
Über Eisenbahnen (složka inv. č. 5) von R. Božek, K. k. Mechaniker in Prag, 1850 (inv. č. 5, sign. I., kart. č. 2)
Über Eisenbahnen und Eisenbahnwagen von R. Božek, 1850. von Romuald Božek, K. k. priv. Mechaniker in Prag, 1850.
Vorgeschichte. (s. 2 – 13) Als bis zum Jahre 1824 in England die geradlinigen Locomotiv-Eisenbahnen von London nach Greenvich und von London nach Liverpool ausgeführt waren, würde nach dem Projekte und unter der Leitung des Franz Gerstner (junior) das Bau der Pferde-Bahn von Budweis nach Linz begonnen. – Ziemlich zur selben Zeit würde unter der Oberaufsicht und Einfluß nahme des Franz Gerstner (senior) welcher Director des prager technischen Institutes war, eine Pferde-Bahn vor dem prager Sandthore gegen Lana in die Fürstenberg´schen Wälder angelegt, welche jedoch bloß bis Rinholec ausgeführt werden ist, hauptsächlich deßhalb, weil der Unterbau der Bahn, welcher solider ausfallen sollte, als der von Budweis nach Linz, – sich als unpraktisch erwies. – Gerstner junior ließ die Bahn von Budweis aus hölzernen Balken herstellen, welche mit schmiedeisernen Schienen beschlagen würden, – wogegen Gerstner senior den Unterbau aus Quadern von 1 Cub. Fuß Größe herstellen ließ, auf welche gußeisernen Schienen von 1 Zoll Dicke und 2 Zoll Breite befestigt würden, –und da sich unter den Quadern keine feste Untermauerung befand, diese sich (→s. 3) senkten, – und selbst auf kurzen Strecken eine großte Menge Schiene zerbrachen. –
- 140 -
Indem bei Anlage der Bahn bloß auf die Lieferung von Holzmateriale aus Lana nach Prag gerechnet worden ist, so würde dieselbe von dem, vor dem Sandthor befindlich gewesenen Bahnhofe mit einer großen, fast geradlinigen Steigung bis Veleslavin angelegt, um auf dieser Strecke die Fracht bergab, – daher ohne Zugkraft in den Bahnhof zu bringen, – wogegen bloß leere Wägen auf die Höhe nach Veleslavin zu fördern gewesen wäre. – Nach vielen, jahrelang fortgesetzten nutzlosen Experimenten, – würde die Bahn aufgelassen, – von welcher Strecke eine in den Feldern befindlich Allee als übrig gebliebener Rest noch heute sichtbar ist. – Da jedoch sowohl die Verlängerung der eben erwähnten Bahnstrecke von Veleslavin gegen Lana, als auch die Bahn von Budweis nach Linz unmöglich in geraden Linien durchzuführen war, so würde die stellenweise Herstellung von Krümmungen der Bahn unausweichlich; – und obwohl Gerstner junior bei seinem Baue das Princip aufstallte: kleinere Krümmungshalbmesser als 600 österr. Fuß auszuschließen, war er dennoch genöthigt, an manchen Stellen der Strecke, besonders aber in den Gassen der Stadt Budweis von seinem Principe bis zum Extreme abzureichen, und Krümmungen von so geringem Halbmesser anzulegen, daß die Bahnschienen (→s. 4) von Ankunft des Trains stets mit Grafit bestrichen werden müßten – um sowohl die Anreibung der Seitenreifen an die Schienen zu vermindern, – als auch das Entgleisen der Wägen zu verhindern – wobei die Pferde von den Kutschen vor jeder Krümmung jedesmal auch noch heftig angetrieben werden mußten, damit der Train nicht stecken bleibe. – Die Wägen waren nähmlich wie die englischen, welche zwar auf den dortigen geradlinigen Bahnen recht gut entsprechen, – mit unlenkbaren Achsen und mit festgekeilten Rädern auf den Achsen versehen, – nur waren dieselben wegen den Krümmungen bedeutend kürzer, – d. h. die beiden Achsen eines jeden Wagens waren näher aneinander postirt. – Trotzdem fand in den Krümmungen der Bahn einer sehr heftiger Anreibung an den Seitenreifen der Räder statt, – in Folge deren sogar Entgleisungen der Wagen häufig eintraten. –
- 141 -
Diesen Uebelständen wollte Gerstner senior durchaus abhelfen; – er war durchdrungen von der ganz natürlichen und richtigen Regel, daß ein Wagen in gekrümmter Bahn nur dann sich leicht und sicher bewegen könne, wenn die Achsen sich in die Richtung des Radius einstellen, – und wenn beide Räder sich wegen den verschiedenen Bahnlängen in einer Krümmung, – frei bewegen können. – Er ordnete daher an, daß für die Budweiser- (→s. 5) Bahn die Achsanlagen statt fest auf dem Wagengestelle angeschraubt zu werden, – auf hölzernen, aus Pfosten hergestellten Achsenträgern, welche in ihrer Mitte um einen Reibnagel beweglich sein mußten, befestigt werden, – und daß nur ein Rad auf jeder Achse fest gekeilt werde. – Für die Sandthor-Bahn bei Prag mußten aus dem Eisenwerke von Baron RieseStallburg Wägen mit eisernem, sich nicht drehenden Achsen, welche in ihrer Mitte um einen Reibnagel sich wenden konnten und auf welchen beide Räder lose drehbar angebracht waren, geliefert werden. – Allein durch diese Anordnungen wurde das Uebel nur noch größter; – denn statt daß die Achsen sich in die Richtung der Radius gestellt hätten, würden sie in jeder Krümmung, welche von der geraden Bahn z. B. nach links sich abwendete, – durch die Anreibung des rechten Rades an die rechtsseitige Schiene und durch das hiedurch erfolgte Zurückbleiben desselben, – so wie durch das gleichzeitige Vorschreiten des linken Rades um ihren Reibnagel stets in die gegentheilige und gefährliche Richtung gewendet resp. gedreht. – Am dieß zu verhüthen, wurden die Durchmesser der Räder bedeutend vergrößert, – die Seitenreifen derselben um Vieles mehr über die Peripherien der Räder hervorragend (→s. 6) und weniger schräg (mehr senkrecht) gemacht. – Die Wägen gingen in Krümmungen schwerer und entgleisten. – Hiernach würden die Räder auf den Achsen so weit von einander entfernt, damit der früher bestandene Spielraum der Räder zwischen den Schienen gänzlich beseitigt werde. –
- 142 -
Die Wägen gingen noch schwerer und entgleisten. – Dann würden die Ende der beiden Achsstöcke mittelst Kreutzstangen so verbunden, daß das rechte Ende des vorderen Achsstockes mit dem linken Ende des hinteren Achsstockes – und ebenso das linke Ende des vorderen Achsstockes mit dem rechten des hinteren Achsstockes vereinigt wurde, – womit erzielt werden sollte: wenn der vordere Achsstock sich richtig einstellt, – (?) auch der hintere sich richtig einstellen müßte. – – Der vordere stellte sich jedoch nicht in die Richtung des Radius und zwang der rückwärtigen sich auch falsch zu stellen. – Weiters wurden vierrädrige Wagen gemacht, deren Achsstöcke wie die früheren um einen Reibnagel sich wendeten und circa 10 Fuß von einander entfernt, – mit eisenen Dreiecken versehen waren, deren Ende in der Mitte des Wagens zusammenliefen, – in deren einem sich ein fester Bolzen befand, welcher in einem (→s. 7) Schlitze des andern Dreieckendes sich bewegen konnte; – von welchem eine eisene Zugstange quer durch eine an der Seite des Wagens angebrachte Oese glitt, welche äußerlich mit einer Handhabe und einem Vorsteckstiften versehen war, – damit der an der Seite des Wagens gehende Kutscher vor jeder Krümmung die Achsen, durch Herausziehen oder Hineinschieben der Zugstange, – in die richtigen Stellung bringen könne; – was sich ebenfalls als zwecklos erwies. – Der mißglückten Versuche gab es noch sehr viele, denn als Director der Technik stand dem Gerstner senior das Recht zu, modelle aller Art nach Belieben anfertigen zu lassen, – und daher wurden für den Maschinensaal verschiedenartige vier- und sechsrädrige Wagenmodelle und Krümmungsbahnen hergestellt, von welchen keines das erwartete gute Resultat lieferte. – In Folge der jedesmal vergrößerten Anreibung der Seitenreifen der Räder und der häufigen Entgleisungen der Wagen in den Krümmungen der Budweiser Bahn sah man sich genöthigt, die freie Lenkbarkeit der Achsen um ihrer Reibnagel, durch Anbringung von Anstoßdäumlingen um etwas zu begrenzen, – und schon
- 143 -
zeigte sich, daß die Achsen sich in Krümmungen nicht gar so unrichtig gegen die äußeren Schienen stellten und die Wagen auch mit (→s. 8) etwas vermindeter Anreibung der Seitenreifen an die gekrümmte Bahnschiene sich bewegten. – Man benahm daher die freie Lenkbarkeit der Achsen allmählig immer mehr und mehr, – bis endlich die Achsen volständig unlenkbar gemacht worden sind, – vornach die Wagen in Krümmungen zwar noch immer sehr schwer sich bewegten, jedoch das gar zu häufige Entgleisen derselben seltener wurde. – Trotz allem Widerwillen gelangte Director Gerstner zu der Ueberzeugung, daß das richtige und natürliche Gesetz der freien Lenkbarkeit der Achsen und der frei auf den Achsen sich drehenden Räder – bei Eisenbahnwägen durchaus nicht anwendbar sei. (?) – Aus den mißglückten verschiedenen Versuchen und Constructionen ergaben sich sodann folgende Erfahrungsregeln: 1. Unlenkbare Achsen zu machen; – 2. Beide Räder auf ihrer Achse fest zukeilen; – und 3. Die Achsen eines jeden Wagens lieber näher, – als weiter von einander zu postiren; – und in dieser Weise wurden dann auch alle Wägen für die Budweiser Bahn hergestlellt, bei welchen die Belastung eines jeden Wagens vorne und hinten fast ebenso weit über die Achsenmitten ragten, als die Achsen von einander entfernt waren, – so daß selbst bei kleinen Unebenheiten (→s. 9) der Bahnschienen die Wagen während der Fahrt in bedeutende Schwankungen geriethen. – Die Räder hatten eine Durchmesser von 3 Fuß, die Achsenmitten waren 4 Fuß von einander entfernt. Zwischen der Räderperipherien war ein kurzes Bremsholz angebracht, welches in seiner Mitte auf einer Welle drehbar und mit einem Handhebel verbunden, gegen beide Räder angedrückt werden konnte. – Der über den Rädern befindliche Ladungsraum war 10 Fuß lang. – Da mein, an der prager Technik als Mechaniker angestellt gewesener Vater, einen großen Theil der nach Director Gerstners Angabe an die Budweiser Bahn zu
- 144 -
liefernden Wägen übernommen hatte, und ich mich für Alles von ihm Erzeugte lebhaft interessirte, so hatte ich die beste Gelegenheit der ganzen Vorgang und Verlauf von allem Stattgefundenen zu beobachten. – Nach dem Austritte des Director Gerstner aus der Technik wurde nach Angaben des Interims-Professor Schmidl das Modell eines langen sechsrädrigen Wagens hergestellt, – an welchem die sich drehende Achse des mittleren Räderpaares ihrer Länge nach (also quer zur Länge des Wagens) in ihren am Wagengestelle befestigten Lagern sich verschieben konnte, – auf deren Mitte sich zwei Stellringe befanden, zwischen welche die Ende der beiden eisernen Dreiecke einmündeten, welche an dem vorderen und hinteren Achsstocke (→s. 10) befestigt waren, und je um ihren Reibnagel sich wenden ließen, – damit durch die Ver-schiebung der mittleren Achse, – die vordere und hintere Achse sich als Radien der Krümmung einzustellen gezwungen würden. – Auf geradliniger Bahn lief der Wagen, – wenn alle drei Achsen paralell zu einander eingestellt waren, sehr leicht, – doch war dieß nur selten der Fall, weil eine unkorrekte Stellung der Achsen auch auf geradliniger Bahn unkorrekt blieb; – wenn jedoch, selbst während der korrekten Stellung der drei Achsen der Wagen aus der geradlinigen Bahn in eine Krümmung z. B. nach links einfuhr, – so rieb sich der Seitenreifen des vorderen rechten Rades bedeutend heftiger und so lange an die rechte Bahnschiene, – bis alle drei Achsen sich in der Krümmung befunden, – vornach die Anreibung der Räder bloß vermindert wurde; – denn die vordere und hintere Achse, stellten sich nicht vollständig als Radien ein. – Eine ebenso heftige Anreibung der Räder trat dann ein, wenn der Wagen aus der Krümmung in die geradlinige Bahn einlief, – weil das linke vordere Rad an die linke Bahnschiene sehr heftig und so lange anrieb, – bis alle drei Achsen sich außer der Krümmung auf der geraden Bahn befunden; – doch hörte die Reibung der Räder an der Schienen auch dann nicht gänzlich auf, – (→s. 11) weil die Achsen, im günstigsten Falle – in einer unkorrekten Richtung verblieben, – welche als
- 145 -
Radien eines sehr großen Kreises zu betrachten waren; – denn das vordere linke Rad reib sich dann zwar weniger aber nachhaltend an die linke Bahnschiene, – wodurch die mittlere Achse um den Spielraum der Räder zwischen den Schienen rechtsseitig verschoben wurde; – durch diese Verschiebung der mittleren Achse und durch die Verbindung derselben mittelst der eisenen Dreieckes mit der hinteren Achse, wurde die Leztere in eine schräge Richtung gebracht, welche also wie die vordere Achse nicht rechtwinklich zur geraden Bahn war; – – durch die Anreibung des rechten hinteren Rades als auch durch die Anreibung des vorderen linken Rades unterstützt, – verbleiben beide Achsen in der unkorrekten Richtung. –
Im Jahre 1841 reiste ich über Stockerau mit der Locomotiv-Bahn nach Wien, welche eine der ersten dieser Art in Oesterreich war. – Ich sah die Wägen selbst zeimlich lang gebaut, und die Achsen eines jeden Wagens, wahrscheinlich wegen der mehr geradlinig hergestellten Bahn, viel weiter von einander entfernt postirt, welche, wie ich an den, am Wagengestelle fest angebrachten Achsenlagern (→s. 12) entnahm, unlenkbar waren. – Im neu erwachten Interesse für das Eisenbahnwesen blieb ich im äußern Bahnhofe und sah, daß einer der angekommenen Packwagen von dem Hauptgeleise über eine gekrümmte Verbindungsstrecke von Arbeitern auf ein Seitengeleise geschoben wurde. – Da der Spielraum zwischen dem Geleise und den Seitenreifen der Räder ziemlich groß war, machte ich wieder die mir schon von Früher(h)er bekannte Wahrnehmung, daß in der Abweichung der Bahn nach links das vordere rechte Rad mit dem Seitenreifen sich so stark anrieb, daß der Wagen nur mit großer Anstrengung der Arbeiter über die Krümmung hinweg geschoben werden konnte, wobei zwischen dem Seitenreifen des linken Rades und der linken Bahnschiene ein großer
- 146 -
Zwischenraum sich bildete, wodurch der ganze Wagen in eine schräge, – oder besser gesagt: in eine verkehrt zu nennende Richtung versetzt wurde; – denn die rechte Seite des Wagens blieb durch die Anreibung des Seitenreifens am vorderen rechten Rade – zurück, – welche entsprechend zur Krümmung, eigentlich hätte voreilen sollen, – wogegen der Seitenreifen des linken vorderen Rades von der Bahnschiene sich entfernte, – welcher sich an dieselbe hätte anreiben sollen, damit die linke Seite des Wagens zurück gehalten, – und derselbe hiedurch
(→s.
13) in die zur Krümmung entsprechende Richtung versetzt resp. gewendet werde. – Die Wirkung der Seitenreifen an die Bahnschienen war daher eine absolut verkehrte. – – Verkehrte Wirkungen können jedoch nur durch verkehrte Ursachen entstehen – und es wurde mir klar, daß an der ganzen Anordnung etwas Unrichtiges vorhanden sein müße, da die sichtbare verkehrte Wirkung mir gar so aufdringlich in die Augen sprang. – Wie ein Blitz durchzuckte mich plötzlich ein Gedanke; – – es war keine Täuschung, – die Ursache aller, von Director Gerstner jahrelang vergebens bekämpften schädlichen Wirkungen war gefunden. – Nach meiner Rückkehr in Prag verfertigte ich sofort ein Modell eines nach meiner Idee entworfenen Wagens und eine Bahn in Form eines Achtens, also mit vier gegenseitigen Krümmungen von geringem Halbmesser, – und überzeugte mich faktisch, daß ich mich mit der Art der Beseitigung der Hindernisse in Krümmungen überhaupt, – und ohne daß eine heftige Anreibung der Seitenreifen der Räder an unrichtiger Seite des Wagens entstanden wäre, – nicht geirrt habe. – Daß ich hierüber hoch erfreut und voll der besten Hoffnungen war, – ist wohl begreiflich; – aber – es wäre besser gewesen, wenn ich die Erfindung nicht gemacht hätte. – – –
- 147 -
(s. 14)
Neues System der Eisenbahnwagen von J. Romuald Božek, K. k. priv. Mechaniker in Prag. Nro. 240/I. 1845. (s. 16) Die Erfindung ist so einfach, daß sie bloß mit zwei Worten deutlich erklärt werden kann. Diese sind:
Räder umkehren. – Beschreibung der Erfindung. (s. 20) Sie besteht darin, daß die Räder eines jeden Eisenbahnwagens, Locomotiv´s, Tender´s etc. an die Achsen der Wagen so angebracht werden, damit der Seitenreifen eines jeden Rades sich außerhalb der Bahnschienen befindet, – daher die Anreibung der Seitenreifen nur von Außen (oder auserhalb des Geleises) stattfinden kann. (obr.: dvojkolí s vnějšími okolky na hřibových kolejnicích)
Darstellung. (s. 22 – 27) der Vortheile des neuen Eisenbahnwagen-Systems im Vergleich zu den Mängeln und Nachtheilen, welche aus der Constructionsart entspringen, nach welcher die Eisenbahnwagen jetze allgemein gebaut werden. – Bei Anlage von Eisenbahnen müssen Krümmungen möglichst verminder werden, da die Wagen und Locomotive in derselben durch die verursachte Anreibung der Seitenreifen an die Bahnschienen, nicht nur mit einem größern Kraftaufwande bewegt werden können, sondern wohl gar die Wagen aus dem Geleise springen, wodurch so oft schon große Unglücksfälle herbeigeführt wurden. –
- 148 -
Am diese Anreibung der Räder an die Bahn zu vermindern und das Entgleisen der Wagen zu beseitigen, wäre es vielleicht (?) das beste Mittel, die Bahn ganz geradlinig anzulegen. – Auf einer solchen Bahn würden die Wagen und Locomotive, nach der jetzigen Constructionsart allerdings ihrem Zwecke besser entsprechen. – Aus dieser Ueberzeugung trachtet man daher Krümmungen überhaupt zu vermeiden, oder sie nur von einem möglichst großen (→s. 23) Halbmesser anzulegen, und um dies zu erreichen, ist man genöthigt, die vielen Hindernisse, die im dieser ziemlich graden Linie liegen, als: Berge, Felsen etc. zu durchgraben, Tunelle anzulegen, Thäler durch Dämme, Viaducte etc. zu erhöhen, deren Herstellung enorme Auslagen verursacht, die Baukosten der Bahn um ein Mehrfaches vergrößert, wodurch das Erträgniss des Unternehmens geringer wird. – Durch die Herstellung einer geraden Bahn erreicht man jedenfalls große Vortheile und es wäre unklug, Krümmungen über ihren Werth und Nutzen, den man durch sie allenfalls erreichen könnte, anempfehlen zu wollen. – Es ist demnach mit dem Nachfolgenden auch keineswegs gemeint, daß daß es zweckmäßig wäre, bei Anlage einer Bahn einem jeden unbedeutenden Hindernisse auszuweichen. – Krümmungen müßen jedenfalls möglichst vermeiden werden, da sie auch dann, wenn sie ganz sicher und ohne Reibung befahren werden könnten, dennoch Nachtheile haben, die nie beseitigt werden. – Z. B. Der Weg wird durch sie verlängert, sie benemhmen dem Locomotiv-Führer oft den Uiberblick über die Bahn etc. weshalb der gerade Weg immer vorzuziehen ist. – Allein da es nicht leicht möglich ist, von einer Stadt zur andern eine ganz geradlinige (→s. 24) (obr. mezi s. 23 – 24: Construction der Wagen aus der KöthenBerliner-Eisenbahn wodurch sich die Achsen in horizontaler Richtung etwas verschieben können, jedoch stets paralell bleiben) Bahn anzulegen, so müssen Ausweichungen stattfinden, welcher man, um ihre Nachtheile zu beseitigen, die bei
- 149 -
Krümmungen von geringem Radius sehr gefährlich werden könnten, einer möglichst großen Halbmesser zu geben trachtet. – Doch auch ein jenen Fällen, wo man entweder durch günstige Lokalverhältnisse oder kostspielige Beseitigung der in der Linie ligenden Hindernisse in den Stand gesetzt ist, eine möglichst gerade Linie herzustellen und Ausweichungen stets nur mit einem großen Halbmesser anzulegen, ist ihr Nachtheil, den sie auf die Wagen ausüben, doch nicht beseitgt. – Die Ursache hiervon liegt in der Constructions-Methode der Wagen. – Würde man einen Eisenbahnwagen, wie selbe jetzt allgemein in Anwendung sind, statt in das Bahngeleise auf eine harte Ebene stellen und ihn in Bewegung setzen, so würde er in gerader Richtung vorschreiten. – Ein jeder Theil des Wagens ist so construirt und auf eine solche Wiese an denselben angebracht, daß man auf den ersten Blick einsehen kann, daß in seiner Constructions-Art alle Regeln beobachtet sind, die ein Wagen haben muß, welcher nur in gerader Richtung vorschreiten soll. – Wenn man einem Ingenieur die Aufgabe stellen würde, einen Wagen zu entwerfen, der bloß in geraden Bahnen entsprechen darf, (→s. 25) für Krümmungen jedoch untauglich sein soll, so könnte er um diese Anforderung bestmöglichst zu erfüllen, nichts anderes thun als: 1. dem Wagen eine bedeutende Länge geben, 2. die Achsen unlenkbar machen, und 3. beide Räder auf eine Achse festkeilen. – Mit dieser Constructions-Methode hätte er nun alle Mittel in Anwendung gebracht, um den Wagen für Krümmungen vollkommen untauglich zu machen. – Diese drei Regeln findet man aber an den bis jetzt allenthalben in Gebrauch stehenden Wagen ebenfalls angewendet, mit welcher man jedoch auch Krümmungen beführt. –
- 150 -
Man beschwichtigt sich zwar mit dem Gedanken, daß eine Krümmung von großem Halbmesser, der gerdaen Linie ziemlich nahe ligen. Allein eine jede Krümmung ist doch eine stäte Abweichung von der geraden Bahn, welche obgleich sie nur unbedeutend scheint, bei einer so großen Geschwindigkeit, mit der sich befahren wird, auf die jetzigen Wagen einen mächtigen Einfluß nimmt. – Es stellt sich so ziemlich ein gleiches Verhältnis und derselbe Fehler heraus, als wenn ein Wagen mit einer geringeren Geschwindigkeit in einer Krümmung von ebenfalls geringerem Radius sich bewegen würde, wobei jedoch die Lebensgefahr für die Passagiere nicht so bedeutend wäre. Dies erhellet aus (→s. 26) Folgendem: Ein jeder schwerer Körper wird bei einer langsamen Bewegung in Ausweichungen sich ohne sehr vergrößerten Widerstand begeben. – Bei einer großen Geschwindigkeit wird ihn jedoch die Schwungkraft in gerader Richtung vorwärts trieben und eine jede Abweichung von seiner Richtungslinie ist seiner Bewegung zuwider, weshalb er sich in Ausweichungen mit einer nicht unbedeutenden Kraft an jene Seite andrücken wird, durch welche er eine Seitenbewegung annehmen muß. – Durch dieses heftigere Andrücken werden nun die Seitenreifen der Rädern besonders wegen ihrer ungünstigen Stellung eine Reibung an die Schienen verursachen, die mit jeder größeren Geschwindigkeit mit der sich der Wagen bewegt, bedeutender wird. – Die Unvollkommenheit der Wagen wird daher in allmählichen Krümmungen nicht behoben. – Wenn man überdieß bedenkt, daß zur Erreichung dieser möglichst geradlinigen Bahn, durch die kostspielige Herstellung von Tunellen, Viaducten etc. so enorme Summen verwendet werden, trotz diesen großen Opfern die vollkommene Sicherheit dennoch nicht erreicht, die Anreibung der Seitenreifen nicht behoben, und daher die Gefahr des Entgleisens der Wagen nicht beseitigt ist, – wäh-
- 151 -
rend ähnliche Hindernisse (vielleicht?) ganz sicher und oft ohne bedeutende verlängerung der Bahn, umfahren werden könnten, (→s. 27) so steht der Vortheil des kürzern Weges, den man hiemit größtentheils nur gewonnen hat, im Vergleich gegen die enormen Baukosten wirklich in keinem Verhältniß. – Da man daher bei Anlage der Bahnen Krümmungen nicht ganz beseitigen kann, so mögen sie doch ohne zu heftiger Anreibung und mit mehr Sicherheit befahren werden. –
- 152 -
Constructions-Art der Wagen. (s. 28 – 29) Altes System. –
Neues System. –
Man macht nach den bisherigen Er-
Nach dem neuen Systeme werden
fahrungen die Achsen eines jeden Wa-
die Achsen an den Wagen lenkbar ge-
gens unlenkbar und sie sind an densel-
macht, damit sie sich in die Richtung
ben so angebracht, daß sie zu einander
des Radius einstellen können; – was in
parallel stehen. – Sobald nun dieser
einer jeden größeren oder kleineren
Wagen in eine Krümmung kömmt, (obr.
Krümmung von selbst erfolgt. – (obr.
pevných náprav s vnitřními okolky v le-
natáč. náprav s vnějšími okolky v levém
vém oblouku) so müssen die Räder un-
oblouku) Hiedurch wird der Reibungs-
ter einem gewisten Winkel gegen die
winkel, den die Räder beim Einfahren in
Bahnschienen anlaufen, welcher um so
die Krümmung zu der Bahn bildeten,
größer wird, je weiter die Achsen des
behoben. –
Wagens von einander entfernt sind,
Da nun die Richtung der Achsen als
und je kleiner der Radius der Krüm-
Radien und die der Räder als Tangen-
mung ist (da hiedurch die Sehne des
ten der Kreisbewegung vollkommen
Kreises größer wird).
entsprechen, so bekommt der Wagen
Der Wagen hat seiner Construction
hierdurch eine Führung welcher er in
zufolge ein stetes Kraften, in gerader
der Richtung der Krümmung folgt, (→s.
Richtung vorzuschreiten; – er wird da-
29) womit zugleich jenes gefährliche
her nur (→s. 29) durch das immerwäh-
Abgleiten der Seitenreifen von den
rende Abgleiten der Seitenreifen von
Schienen beseitigt wird. –
den Bahnschienen von Streben im Geleise erhalten. –
- 154 -
Anbringen der Räder. (s. 29 – 31) Der vorgenannte Fehler wird über-
Der vorgenannte Vortheil wird auch
dies noch dadurch bedeutender, da
nach dadurch begünstigt, daß beide
beide Räder an einer Achse festgekeilt
Räder auf ihrer Achse nicht festgekeilt
sind, diese daher einem Cylinder glei-
sind, sonder ein jedes Rad willkürlich
chen, der sich nur in geraden Richtung
und frei bewegen kann, was dadurch
bewegen kann und dem eine jede Ab-
erreicht wird, indem man bloß ein Rad
weichung hievon zuwider ist; er muß
auf die derselbene Achse fest, das en-
daher in jeder Krümmung stets seit-
dere jedoch beweglich macht. –
wärts vorgeschoben werden, weil ein
In einer Kreisbahn wird daher je
jedes dieser Räder bei der Fort-
nachdem es die Länge der größeren
bewegung einer gleichen Raum zurück
oder kleineren Kreislinie benöthigt sich
legt. – In einen Krümmung (obr. srov-
ein jedes Rad (obr. natáčivých náprav
nání postavení pevných náprav s vnitř.
s vnějšími okolky v levém oblouku opro-
okolky v levém oblouku oproti natáči-
ti pevným) ungehindert und ohne Ein-
vým) hat jedoch das dem Mittelpunkte
fluß auf das andere frei umdrehen kön-
nähere Rad einen kürzern, – das dem
nen. –
Mittelpunkte entferntere Rad einen
Hiedurch wird sowohl das heftigere
längern Weg zurückzulegen(!). – (→s.
Anlaufen der Seitenreifen am die Bahn-
30)
(→s. 30) schienen, – als auch die Fricti-
Hiedurch wird daher nicht nur die
on, welche an der Peripherie der fest-
Anreibung der Seitenreifen vergrößert,
gekeilten Räder, bisher Statt fand, ganz
sondern die Fortbewegung kann nur
beseitigt. –
mit einer Friction stattfinden, die ander Peripherie der Räder entsteht! – und welche durch die Ladung und das Gewicht des Wagens vergrößert wird. –
- 155 -
Um dieses Uebel zu beseitigen macht man zwar die Radkrenze etwas konisch und gibt den Rädern einen größeren Spielraum zwischen den Schienen, – damit das rechte Rad mit seinem größerem Diameter auf der längeren, – das linke, mit dem kleinern Durchmesser auf der kürzeren Bahnschiene sich abrolle; – was selbst theoretisch nur dann richtig wäre und praktisch vollkommen entsprochen würde, wann auch die von einander entfernten Achsen sich in die Richtung der Radien einstellen könnten; – ferner wenn sämtliche Krümmungen der Bahnstrecken in ganz gleichen Halbmesser hergestellt werden wären. – Hiemit wird daher bloß die Friction der Radkränze an den Schienen um etwas vermindert; – keineswegs aber die gefährliche Anreibung der Seitenreifen an die Bahnschienen und das, durch die unrichitgen Stellung der Räder gegen die Schienen begünstigte Entgleisen gänzlich besetigt. – Mit dem größeren Spielraum, welchen man den Rädern zwischen den Bahnschienen gibt, (→s. 31) wird jedoch auf geradeliniger Bahnstrecke ein sehr bedeutendes, häufig sehr lange dauerndes Schleudern der Wagen in horizontaler Richtung erzeugt, – welches nicht nur höchst unangenehm für die Passagiere ist, sondern in Folge des sehr heftigen Anprallens der Seitenreifen an die Bahnschienen Achsenbrüche oder das Entgleisen der Wagen entstehen können. –
Anwendung der allgemeinen Regeln. – (s. 31 – 32) Theorie und Praxis, ja die Ueberzeugung eines Jeden drängt uns das Urtheil auf, daß nur ein Wagen mit lenkbaren Achsen und freibeweglichen Rädern in Krümmungen entsprechen könne. – Die Wahrheit und das Richtige dieser Ansicht kann man an einem jeden gewöhnlichen Straßenwagen bewiesen sehen; denn würde man diesem die vordere Achse unlenkbar machen, und beide Räder auf eine drehbare Achse festkeilen, so wäre Niemand im Stande mit einem solchen Wagen um eine Ecke zu fahren. –
- 156 -
Bei Construction der Eisenbahnwagen mußte jedoch dieses Gesetz bis jetz sorgfältig vermieden werden, da man durch Anwendung desselben mit lenkbaren Achsen und freibeweglichen Rädern den Fehler, (→s. 32) den man beseitigen wollte, nur noch vergrößern würde. – Was Theorie und Praxis in dieser Beziehung
vorschreibt,
erfüllt
von
selbst das neue System, da man mit Wagen, welche lenkbare Achsen und freibewegliche Räder haben, nicht nur gerade Bahnen, (→s. 32) sondern auch Krüm-mungen
Hemmniß
befahren
kann. –
Bewegliche Achsen. (s. 32 – 33) Im Allgemeinen bringt eine jede Reibung ein jeder Widerstand an jedem sich bewegenden Gegenstande, eine Verzögerung im Vorwärts Schreiten, ein Hemmen der Bewegung hervor. – Diese Wirkung der Reibung ist die
louku) sich links abwendet, so wird das
Ursache, durch welche die Räder und
rechte Rad an die Bahnschiene anlau-
Achsen eine falsche Stellung gerathen. -
fen, durch die verursachte Anreibung
Kommt der Wagen in eine Krüm-
in seiner Fortbewegung gehemmt wer-
mung, die (obr. špatné změny polohy
den, während das linke Rad anstand-
nápravy s vnitřními okolky v levém ob-
slos vorlaufen kann. – Hierdurch wird
- 157 -
die unrichtige Stellung der Achse um so
das rechte Rad in einem noch ver-
sicherer herbeige- (→s. 33) führt, weil
größerten Winkel sich gegen die Bahn-
Bei dem neuen System ist gerade
schienen verspreitzen kann, – daher
diese Wirkung die Veranlassung, wo-
das Entgleisen des Wagens aus der
durch sich die Räder und Achsen stets
Bahn unausweichlich eintreten muß. –
richtig einlenken. – Kommt ein Wagen in eine Krümmung die sich (obr. správné změny po-
Hierdurch wird also die entsprechen-
lohy natáčivé nápravy s vnějšími okolky
de Stellung in der Richtung des Radius
v levém oblouku) links abwendet, so
herbeigeführt, wodurch das rechte Rad
wird das linke Rad an die Bahnschiene
als Tangente zur Kreislinie sich einstellt,
anlaufen, durch die verursachte Anrei-
die heftiger Anreibung des Seitenrei-
bung in seiner Fortbewegung gehemmt
fens sofort behoben und das Entgleisen
werden, während das rechte Rad an-
der Wagen unmöglich wird. –
standslos vorlaufen kann. – (→s. 33)
Gerade Bahn. (s. 33) Der vorerwähnte Fehler kann ja selbst auf der geraden Bahn stattfin-
durch in die ungünstige Stellung gebracht wird. –
den, sobald die Räder durch einen Sei-
Sollte auf der geraden Bahn aus ei-
tendruck des Windes auf eine der
ner gewissen Veranlassung eins der
Bahn-schienen heftiger angepreßt wer-
Räder sich unter einem Winkel an die
den, oder wenn durch das Schwanken
Bahnschiene anreiben, so wird durch
der Wagen die Räder wechselweis mit
die Verzögerung desselben Rades der
einer vergrößerten Anreibung an die
Reibungswinkel sogleich behoben, so
Bahn anprallen, wodurch das betref-
daß die Räder nicht anders als parallel
fende Rad von der Bahnschiene erfaßt,
und somit in die entsprechende Rich-
in seiner Bewegung gehemmt und hier-
3
tung zu den Bahnschienen sich einstellen müssen. –
Vor- und Rückwärts Bewegung. (s. 34) Ebeso wird dieser Nachtheil gleich
wärts-Bewegung das linke Rad die Ach-
fühlbar ob nun (obr. srovnání změny
se in eine falsche Stellung bringt. –
polohy nápravy s vnitřními okolky na
ti) rückwärts sich bewegt, denn bei der
Dieser Vortheil des neuen Systems
Vorwärts-Bewegung wird das linke, bei
wird gleich (obr. srovnání změny polohy
der Rückwärts-Bewegung das rechte
nápravy s vnějšími okolky na přímé tra-
Rad die Achse richtig einlenken. –
přímé trati) der Wagen vor- oder rückwärts sich bewegt, da bei der VorwärtsBewegung das rechte, bei der Rück-
Achtraedrige Wagen. (s. 34 – 36) Macht man die Achsen unlenkbar und stellt sie bei einem jeden Wagen ganz knapp zusammen, wie dies bei den achträdrigen Wagen der Fall ist, wobei der eigentliche Wagenkasten auf zwei vierrädrigen Lenkwagen liegt, die sich frei bewegen können, so wird hiermit die Anreibung der Seitenreifen an die Bahnschienen doch nicht beseitigt und wird in Bezug auf Entgleisen demnoch kein großen Vortheil erreicht. – Ein jeder Gegenstand, der an seiner vordern Seite gezogen wird, folgt der Richtung der Zugkraft. – Wird er jedoch von hinten oder in der Mitte nach vorwärts gedrängt, so ist er einer Willkühr überlassen, und verändert seine korekte Bewegungsrichtung (→s. 35) sofort, wenn auf einer Seite ein Widerstand seine Fortbewegung hemmt. – Er wird an jener Seite zurück zu bleiben trachten, an welcher eine Anreibung stattfindet. –
3
Diese kurz zusammangestellten Lenkwagen werden aber nicht wie die andern, von vorne gezogen, sondern ein jeder derselben wird in seiner Mitte an dem Reibnagel, um den sich jeder willkührlich drehen kann, nach vorwärts (gewissermaßen von hinten), gedrängt, – da sich die Anhängkette nicht an denselben, sondern oben am Wagenkasten befindet. – Sie lenken sich daher lediglich durch die Richtung der Bahn in der sie sich befinden und durch die Bahnschienen geleitet, bekommen sie von denselben ihre Richtung. – In einer Krümmung, die sich links abwendet, wird die rechte Seite des
rader Richtung vorwärts schreiten wollen. –
(obr. polohy dvounápravového podvoz-
In einer Krümmung, die sich links
ku s vnitřními okolky v levém oblouku)
abwendet, wird die linke Seite des (obr.
Lenkwagens von den Bahnschienen
polohy dvounápravového podv. s vněj-
durch die Anreibung erfaßt, daher zu-
šími okolky v levém oblouku) Lenkwa-
rückbleiben, und in eine falsche Stel-
gens durch die Anreibung erfaßt, daher
lung sich zu bringen trachten. – Je nä-
zurückbleiben, und in eine richtige Stel-
her nun die Achsen eines jeden Lenk-
lung sich zu bringen trachten. – Je nä-
wagens beisamen stehen und je größer
her nun die Achsen eines jeden Lenk-
der Spielraum ist, den die Räder zwi-
wagens beisamen stehen, desto mehr
schen dem Geleise (→s. 36) haben,
wird hierdurch die richtige (→s. 36)
desto mehr wird hierdurch die falsche
Stellung begünstigt, welche überdies
Stellung der Wagen begünstigt, welche
noch durch den Vortheil, daß beide Rä-
überdies noch durch den Fehler unter-
der an einer Achse nicht festgekeilt
stützt und unterhalten wird, daß beide
sind, und daher ein jedes einen will-
Räder an einer Achse festgekeilt sind,
kührlichen Raum zurücklegen kann, un-
wodurch jedes einen gleichen Raum
terstützt wird. –
zurücklegen muß und diese bloß in ge-
- 160 -
Wechsel und Ungleichheit der Schienen. (s. 36 – 37) Wenn entweder bei einem Wechsel
eine falsche Stellung herbeigeführt wi-
oder an irgend einer Stelle die Schienen
rd und der Seitenreifen auf die Schiene
nicht genau zusammenpassen, so daß
steigt.
sie einen Vorsprung bilden, so wird der Seitenreifen daran ein Hinderniß finBilden die Bahnschienen an irgend
In dieser falschen Richtung bewegt sich nun der Wagen weiter, der Seitenreifen
wird
dann
nicht
mehr
einer Stelle einen Vorsprung, so wird,
zwischen das Geleise, sondern außer-
wenn der Wagen lenkbare Achsen hat,
halb desselben gegen rechts fallen, und
bei langsammen Fahren das linke Rad
den Wa-gen aus dem Geleise bringen. –
in der Bewegung gehemmt und zurückden. – Hat der Wagen (obr. polohy natáčivé nápravy s vnitřními okolky na
bleiben. –
rovné trati s přesazenými kolejnicemi)
Da jedoch das rechte vorschreiten
lenkbare Achsen, so werden diese so
kann, (obr. polohy natáčivé nápravy
ungünstig
hieraus
s vnějšími okolky na rovné trati s přesa-
selbst bei langsammen Fahren das Ent-
zenými kolejnicemi) so wird der Sei-
gleisen (→s. 37) erfolgen muß. – (obr.
tenreifen des linken Rades sich vor der
polohy dvounápravového natáčivého
hervorragenden Bahn- (→s. 37) schiene
podvozku s vnitřními okolky na rovné
linkseitig abwenden und endlich an
trati s přesazenými kolejnicemi)
(obr. polohy dvounápravového natáči-
verdrehen,
daß
Sind die Achsen unlenkbar, so
vého podvozku s vnějšími okolky na
bekömmt der vierrädrige Lenkwagen
rovné trati s přesazenými kolejnicemi)
an der rechten Seite, in der Richtung
den Vorsprung vorbeigehen. – Selbst
des Pfeiles, einen Stoß, wodurch eben-
wenn die Achsen unlenkbar sind,
falls ein Verdrehen des Lenkwagens in
bekömmt der Lenkwagen an der linken
- 160 -
Seite, in der Richtung des Pfeiles einen
derselbe durch die günstiger geworde-
Stoß, wodurch ein Verdrehen des Wa-
ne Stellung des Wagens bei seiner Fort-
gens zum Vortheil herbeigeführt wird.
bewegung nicht zwischen, sondern au-
–
ßerhalb des Geleises, in seine richtige Sollte aber der Seitenreifen trotzdem
Stelle fallen. –
auf die Schiene gestiegen sein, so wird
Wirkung der Anreibung. (s. 37 – 38) Der Hauptnachtheil liegt darin, daß
Der Vortheil liegt darin, daß der Sei-
der Seitenreifen sobald er an der Bahn
tenreifen sobald er an der Bahn ein
ein Hinderniß fand, durch das Zurück-
Hinderniß fand, sich gegen dasselbe
bleiben (→s. 38) sich gegen dasselbe
nicht (→s. 38) verspreitzt, sondern
noch mehr verspreitzt und es auch
durch das Zurückbleiben demselben
nicht mehr verläßt. –
ausweicht. –
Vierraedrige Wagen. (s. 38 – 39) Am den Winkel, unter welchem in
dvounápravového vozu s osami blízko
Krümmungen die Räder an die Bahn-
sebe) zu verlieren, läßt man die eigent-
schienen
lichen Wagenkasten vorn und hintern
anlaufen,
möglichst
zu
verkleinern, stellt man in jenen Fällen,
über die Achse hervorragen.
wo man achträdrige Wagen nicht
Hierdurch hat aber die oben befind-
verwenden will, das vordere und hinte-
liche Last eine zu Kurze Basis bekom-
re Rä-derpaar eines jeden Wagens mö-
men, wodurch die Wagen selbst auf
glichst kurz zusammen; um dagegen
geradliniger Bahn in ein Osciliren ver-
den Raum für die Ladung nicht (obr.
setzt werden, als ob jeder in der Mitte
- 162 -
Da sich die Räder an den Wagen,
diese Schwankungen entstehen, die im
welche nach dem neuen System geb-
vorderen und hinteren Coupee sehr
aut sind, in Krümmungen nicht gegen
unangenehm fühlbar sind. –
Bahnschienen stellen können, indem
Uiberdies wird durch dieses Anpral-
der Winkel, unter welchem die Räder
len der Räder an die Bahn nicht nur die
beim Einfahren in die Krümmung ste-
Anreibung der Seitenreifen bedeutend
hen, durch die Anreibung sich sogleich
vergrößert, sondern es kann sogar das
behebt, und dieses richtige Einstellen
Entgleisen der Wagen herbeigeführt
(obr. dvounápravového vozu s osami
werden. –
daleko sebe) einer jeden Achse, sie mag
Durch diese große Basis auf der die
nun von andern wenig oder weit ent-
Last ruht, wird das ebenso unangeneh-
fernt sein, dennoch genau in die Rich-
me als gefährliche Osciliren der Wa-
tung des Radius fällt, so kann man die
gen behoben, da bei einem längeren
Wagen, nach Zulaß der Tragfähigkeit,
Gegenstande, der an seinen beiden En-
beliebig lang bauen und die Achsen an
dpunkten geleitet wird, Schwankungen
die Enden derselben anbringen. – (→s.
überhaupt unmöglich sind, daher durch
39)
den Vortheil, die Wagen beliebig lang
(→s. 39) um einen Reibnagel drehbar
bauen zu können, daß stoßweise An-
wäre.
prallen beseitigt wird, wodurch die
Je größer nun der Spielraum ist, den
momentane vergrößerte Anreibung der
die Räder zwischen dem Geleise haben,
Seitenreifen durch Anprallen an die
desto größer sind die Schwankungen
Bahnschienen verminden wird, nebst
der Wagen, da bald das rechte und
dem jedoch das aus dieser Veranlas-
hierauf das linke Rad an die Bahn-
sung zu befürchtende Entgleisen der
schienen stoßweise anprallt, wodurch
Wagen beseitigt wird. –
Bau der Locomotive. (s. 39 – 40)
- 162 -
Diese Constructions-Methode, die
ven beobachtet werden, weshalb durch
Wagen möglichst kurz zu bauen, muß
Verlängerung des Dampfkessels die
nun auch beim Bau der Locomotive
Feuerfläche nach Bedarf vergrößert
beobachtet werden, wodurch die Länge
werden kann, daher in einem solchen
des Dampfkessels bedingt und die
(→s. 40) Locomotiv im Vergleich gegen
Feuerfläche verkleinert wird; daher in
jene wie sie bis jetzt angewendet wer-
einem solchen Dampfkessel (→s. 40)
den, zur Erzeugung derselbe Menge
im Vergleich gegen einen längeren zur
ein größeres Quantum Brennmaterial
Erzeugung derselben Menge Dämpfe
nöthig ist. –
Der Vortheil, lange Wagen bauen zu können, kann nun auch bei Locomoti-
Dämpfe ein geringeres Quantum Brennmaterial benöthigt werden wird. –
Widerstand. (s. 40 – 41) Bei der Fortbewegung der Wagen
Diese vermehrten Widerstände, die
hat man alle jene Reibungen und Wi-
sich:
derstände zu überwältigen, die:
1. an jedem Wagen,
1. an der Peripherie der festgekeilten Räder, 2. an der Seitenreifen und der Bahn stattfinden, die
2. bei allen Rädern, 3. in allen Krümmungen, 4. täglich mehrmal wiederholen, müssen daher von einem vergrößerten
3. bei kurzen Wagen durch das
Kraftaufwande und demnach mit
Schwanken und Anprallen der
vermehrtem Brenn-material überwäl-
Räder an die Bahn,
tigt werden. –
4. bei langen Wagen durch den vergrößerten Reibungswinkel herbeigeführt und vergrößert werden. –
Da bei den Wagen nach dem neuen System: 1. an der Peripherie der Räder keine Reibung stattfindet;
- 26 -
2. die Anreibung der Seitenreifen
ils vermindert werden, so ist, da sich
an die Bahn durch das wichtige
die Vortheile täglich ebenfalls so oft
Einlenken der Räder vermindert
wiederhoben, zur Fortbewegung der
wird;
Wagen ein geringer Kraftaufwand
3. kurze Wagen nun vermieden werden können, und
nöthig und steht daher ein Ersparniß an Brennmaterial zu erwarten. –
4. bei langen Wagen der Reibungswinkel
sich
selbst
behebt,
wodurch so viele Reibungen und Widerstände wenn auch nicht ganz behoben, doch größtenthe-
Abnützung. (s. 41) Eine jede Friction hat eine Abnützung der Theile zur Folge, welche um so bedeutender wird, je heftiger die Reibung ist, und je öfter sie sich wiederholt. ~ Durch die unrichtige Stellung der
Durch die stets richtige Stellung der
Räder gegen die Kreisbahn sowohl als
Räder zur Bahn sowohl, als auch durch
auch durch das zu heftige Anprallen
das beseitigte Schwanken der Wagen wi-
der Räder beim Schwanken der
rd die Anreibung der Räder sehr bedeu-
Wagen, wird die Anreibung der Sei-
tend vermindert, weshalb die Abnützung
tenreifen so sehr begünstigt und
der Seitenreifen nicht so bald herbeige-
erhöht, das hierdurch eine schnellere
führt werden kann. –
Abnützung der Räder herbeigeführt wird, und der Anfangs runde Seitenreifen sich allmahlig in eine scharfe Kante verwandelt. –
Entgleisen. (s. 41 – 42)
- 164 -
Durch die falsche Stellung der Räder gegen die Schienen, in welche sie
Diese günstige Stellung des betreffenden Rades tritt auch in dem Falle ein,
1. in Krümmungen durch ihre (→s.
Anreibung wird durch die Stöße so be-
42) Unlenkbarkeit, (obr. pevných ná-
deutend erhöht, daß der Wagen in sei-
prav v oblouku)
nem Streben, das Geleise zu verlassen,
2. auf gerader Bahn durch das
noch begünstigt wird. – Zu beiden Fällen
Schwanken der Wagen versetzt wer-
wird jedoch das Entgleisen erfolgen,
den, wird entweder ein stetes Anlau-
wenn entweder die Anreibung des Sei-
fen und Abgleiten der Sietenreifen an
tenreifens zu heftig wird, oder der all-
die Bahnschienen erzeugt, oder die
mählig scharf gewordene Seitenreifen
Sobald eines der Räder entweder
sich an einem oft unbedeutenden Vor-
auf gerader oder gekrümmter Bahn
sprung der Schiene fängt. –
die Schiene mit dem Seitenreifen
wenn der Seitenreifen an der Bahn ein
anreibt (→s. 42), so wird es durch
Hinderniß seiner Fortbewegung findet,
(obr. otáčivých náprav v oblouku) das
an dem er sodann durch sein Zurück-
Zurückbleiben in eine solche Richtung
bleiben, ohne sich zu verspreitzen vorbe-
gebracht, daß hierdurch die Anrei-
igehen kann. –
bung aufhört und somit auch die Ursache behoben wird, den Wagen aus dem geliese zu bringen. –
Zweck des Seitenreifens. (s. 42 – 43) Der Zweck des Seitenreifens der Räder ist: an den Bahnschienen abzugleiten, diese so wenig als möglich anzureiben und die Wagen im Geleise zu erhalten. – Gerade dieser war war oft schon
Geleise verließ, wenn derselbe durch den
die Ursache, weshalb ein Wagen das
sich vergrößernden Reibungs-winkel des
- 166 -
Seitenreifens an die Bahn-schiene
er durch die Anreibung an die Schienen
und durch die daraus erfolgte zu hef-
das betreffende Rad zu einer verzögerten
tige Anreibung an die Schiene, statt
Bewegung veranlaßt. – In dieser richtig
von derselben abzugleiten, auf die
gewordenen Stellung der Achsen und Rä-
Schiene stieg. –
der, die durch den Seitenreifen herbei-
Daher hat der Seitenreifen in vie-
geführt würde, ist es daher unmöglich,
len Fällen gerade die entgegengesetz-
daß er auf die Schienen steigen und ein
te Wirkung erzeugt – und statt den
Entgleisen herbeiführen könnte. –
Bei den Wagen nach dem neuen Sys-
Wagen in Geleise zu erhlaten, sogar das
tem ist der Seitenreifen der Räder die
Entgleisen herbeigeführt. –
veranlassende Ursache, die Achsen in eine richtige Stellung zu bringen, weil
Anlage der Bahnen. (s. 43) Da man die in der Linie liegenden
Durch den Vortheil, daß die Wagen na-
Hindernisse: Berge, Thäler ect. mit
ch dem neuen System in Krümmungen
Sicherheit nicht umfahren kann, so
mit der hierzu entsprechenden Ge-
müssen zur Erreichung einer mög-
schwindigkeit ohne Anstand befahren
lichst geraden Linie so oft Tunelle,
werden können, dürfte bei Anlage von
Viaducte, Dämme etc. gebaut wer-
Bahnen so manches kostspielig wegzu-
den, derren Herstellung mit enormen
räumende Hinderniß stehen bleiben, so
Auslagen verbunden ist. –
mancher Tunell oder Viaduct nicht gebaut werden, wodurch oft enorme Summen erspart würden. –
Bedürfniss. (s. 44) Das Bedürfniß, Krümmungen mit
Lebensgefahr herbeizuführen, ist allen-
Sicherheit befahren zu können, ohne
thalben bekannt und fühlbar geworden,
- 167 -
und um diesem großen Mangel abzu-
Wagen
helfen,
allent-halben
wodurch große pecuniaire Vortheile,
bemüht, eine zweckmäßige Con-
hauptsächlich aber mehr Sicherheit für
structions-Art der Wagen, strengeren
das Publikum erzielt würde. -
war
man
angewendet
werden
kann,
Anforderungen zu genügen, welche aber alle entweder zu complicirt ausfielen und in der Praxis nicht anwendbar waren, oder der Zweck
wurde hiermit oft gar nicht erreicht, was
Dem allgemeinen Bedürfniß dürfte
die vielen Zeichnungen, Versuche und
daher mit dieser Erfindung entspre-
Modelle in England und Frank-reich
chen werden, um so mehr, als diese
beweisen. –
einfach ist, aus großen und soliden Bestandtheilen besteht – und selbst bei den schon in Betrieb stehen den
Vortheile des neuen Systems. (s. 44 – 46) Aus dem eben Gesagten erhellet nun, daß die neue Erfindung folgende Vortheile bringt: 1. kann man mit diesen Wagen in jeder Krümmung von geringem Radius mit der zu ihr stets entsprechenden Geschwindigkeit fahren; 2. gehen die Wagen in Krümmungen fast eben so leicht, wie auf der geraden Bahn; 3. kann man die Wagen beliebig lang bauen, ohne hierdurch die Reibung zu ergrößern; 4. nützen sich die Räder weit weniger ab, da sich die Reibung von selbst behebt;
- 168 -
5. kann man die Bahn mit einer größern Geschwindigkeit befahren, da das Entgleisen der Wagen in Folge der zu heftigen Anreibung der Räder an die Schienen nicht mehr stattfinden kann; 6. das so unangenehme Osciliren der Wagen, wodurch sogar das Entgleisen derselben herbeigeführt werden kann, wird beseitigt; 7. die Wagen können vor- und rückwärts bewegt werden und erfüllen obengenannte Vortheile, ohne das man erst genöthigt wäre, etwas daran zu ändern; 8. durch die so vielfach beseitigten Reibungen können die Wagen leichter bewegt werden, wodurch an bewegender Kraft daher an Brennmaterial gespart wird. – 9. Durch den Vortheil, daß man der Locomotive und daher dem Dampfkessel eine größere Länge geben kann, wird mit dem verlängerten Röhren-System dem Feuer eine größere Fläche dargeboten, daher zur Erzeugung derselben Menge Dämpfe ein geringeres Quantum Brennmaterial benöthigt werden wird. – 10. Selbst in jenem Falle, wenn entweder bei einem Wechsel oder sonst auf einer Stelle der Bahn die Schienen nicht genau zusammenpassen, wodurch das entgleisen bis jetzt sicher herbeigeführt wird, ist bei der Wagen nach dem neuen System eine größere Sicherheit zu erwarten. – 11. Die Construction der Wagen ist einfach und besteht fast blos aus großen und soliden Bestandtheilen; 12. kann dieses System bei allen schon in Betrieb stehenden Bahnen in Anwendung gebracht werden, da an der Bahn selbst mit Ausnahme der Ausweichplätze gar nichts verändert würde, bei Umänderung der Wagen jedoch sämtliche Räder, Achsen, Lager, Federn etc. verwendet werden können. – In Allgemeinen jedoch bietet dieses neue System folgende drei Vortheile:
- 169 -
1. Billigere Herstellung der neuen Bahnen. ~ (s. 46) Da bei Anlage von neuen Eisenbahnen jene möglichst geraden Linien nicht mehr so genau beobachtet werden müssen, so kann durch den Vortheil, daß so mancher Tunel, Viaduct etc. durch Ausweichungen entbehrlich wird, die Bahn mit bedeutend geringern Kosten hergestellt werden, da diese enormen Summen, welche die Herstellung solcher Baulichkeiten herbeigeführt, erspart werden können. 2. Billigere Regie durch Ersparniss von Brennmaterial. ~ Wenn man bedenkt, daß ein Wagen nach dem neuen System in einer Krümmung von sehr geringem Halbmesser sich noch mit Leichtigkeit bewegt, die Anreibung der Seitenreifen in derselben nur unbedeutend und die Friction an der Peripherie der Räder ganz beseitigt ist, was was die im Großen bereits angestellten Versuche hinlänglich bewiesen, dagegen ein Wagen nach dem alten System in einer solchen Krümmung nicht zu bewegen ist, so ist doch vorauszusetzen, daß ein ganzer Train von so construirten Wagen sowohl in den Krümmungen, als auch auf gerader Bahn mit geringerem Kraftaufwande zu bewegen sein müsse, da die Schwankungen, Anreibingen der Seitenreifen und Frictionen an der Peripherie der Räder so bedeutend vermindert, wo nichts ganz beseitigt werden, und überdies ein geringer Kraftaufwand, ein Ersparniß an Brenn-Material zur Folge hat, welches sich auf jeder Bahn täglich so oft wiederholt und daher im ganzen Jahre wohl beachtenswerth sein dürfte. – 3. Grössere Sicherheit und beseitigte Lebensgefahr. ~ (s. 47 – 48) Wenn man die Unglücksfälle ins Gedächtniß zurückruft, die durch das Entgleisen der Locomotive oder Wagen, ja sogar auf geradlinigen Bahnen herbeigeführt wurden, wo man so manches theure Menschenleben betrauern sah, und so Mancher sein Vertrauen zu diesem Unternehmen mit dem Leben bezahlen mußte, so dürfte sich diese Erfindung schon aus dieser Ursache werthvoll darstellen und sich
- 170 -
einer günstigen Aufnahme erfreuen, weil die Beseitigung der Unglücksfalle durch die Sicherheit, mit welcher das Publikum sich diesen Unternehmungen anvertrauen kann, zugleich die Frequenz nur begünstigen kann. – Die Wichtigkeit dieses Vortheils dürfte daher wohl keiner eiteren Erörterung benöthigen. ~ ‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗
Schlusswort. ~ (s. 48 – 50) Wenn man einen Rückblick auf die Mängel und Unvollkommenheiten der jeztigen Wagen macht und nachforscht worin doch der Grund von allen diesen Uebeln liegen mag, und was die Ursache war, durch welche die Ingenieure geleitet, in so große Irrthümer verfielen, daß man mit unlenkbaren Achsen und festgekeilten Rädern, Krümmungen zu befahren für gut hält, so findet man, daß alle diese Mängel den Sitz in dem unrichtigen System haben, welches bis jetzt allgemein angewendet wurde, und zwar, daß sich die Seitenreifen der Räder innerhalb des Geleises befinden. – Bei diesem System wird die Anreibung der Seitenreifen, die Achsen stets in eine falsche Richtung zu bringen trachten; die Reibung wird an der betreffenden Seite sich nicht beheben, sondern oft vergrößern. – Der Wagen wird hierdurch stets ein Streben haben, sowohl in der geraden als gekrümmten Bahn das geleise zu verlaßen, sobald eine Seite desselben durch die Anreibung erfaßt und in der Fortbewegung gehemmt wird. – (→s. 49) Wenn man nun diese Uebelstände beheben will, so genügt hierbei nicht, daβ man dem Wagen in seiner Bauart, Länge ect. einige Veränderungen gebe, oder die Räder konisch mache, sondern das Uebel muβ in seinem Ursprunge behoben werden, und dieser liegt: „in der unzweckmaeβigen Anbringung der Räder.“
- 171 -
Um die hieraus entspringenden Mängel zu beseitigen, hat man bereits Anzahl von Versuchen und neuen Cinstructionsarten der Wagen gemacht. – Doch Kämpfen alle diese Erfinder bloβ mit der Wirkung der Reibung, ohne die Ursache derselben behen zu können. ~ Die Wirkung trachten sie durch allerlei Compositionen, Hebeln, Frictionsrollen, verschiebbare Mittelachsen ect. zu überwältigen, um die Räder gewaltsam in eine beβere Richtung zu Zwingen (womit überdies neue Reibungen, Klemmungen etc. herbeigeführt werden) und bedenken nicht, daβ das Uebel dennoch wirksam gebleiben sei, wenn man blos die ungüsntige Wirkung desselben mildert, wogegen man die Ursache dieser Nachtheile hätte behoben sollen. – Man bemüht sich durch allerlei Constructionsmethoden die Uebelstände der Anreibung zu bekämpfen, erzeugt sie aber selbst immer neuerdings, indem man die Räder unzweckmäβig anbringt. – So lange daher das Uebel an dieser Stelle nicht behoben wird, kann auch die nachtheilige Wirkung (→s. 50) nicht unterbleiben, und man kann demnach ohne alle Uebertreibung und mit voller Bestimmtheit erklären, daβ eine jede Constructionsart der Wagen (sie mag einfach oder durch Complicationen aller Art, die Achsen und Räder in eine beβere Stellung nöthigen) bei der jedoch dieser Hauptfehler nicht beseitigt worden ist, den Zwecke nicht entsprechen können, denn: Eine schädliche Ursache selbst erzeugen und beleben, die Wirkungen hiervon durch Vorrichtungen aller Art wieder unterdrücken wollen, kann doch unmöglich zweckmäβig heiβen. – ‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗
Anmerkung. (s. 50 – 51) Wegen den auβerhalb der Bahnschienen befindlichen Seitenreifen der Räder, – würde in Folge der Centrifugalkraft das Entgleisen der Wagen deβhalb nicht begünstigt, –
- 172 -
1. weil die Seitenrefien sich an der zum Centrum der Krümmung näheren Bahnschiene nie unter einem so gefärhlichen Winkel anreiben würden, – als dieβ bisher an der inneren Seite der äuβeren Schiene stattfindet; – im Gegentheile: je mehr durch die Centrifugalkraft die Seitenreifen der inneren Räder, an die innere Bahnschiene der Krümmung angedrückt würden, – desto genauer würden die Achsen in die Richtung der Radien sich einstellen; – und 2. weil in Krümmungen die äuβere Bahn- (→s. 51) schiene /:sowohl im Verhältniβ zur Gröβe des Krümmungshalbmessers, – als auch in Verhältniβ zur Fahrgeschwindigkeit:/ erhöht wird; – wodurch die Last des Wagens gegen das Centrum der Krümmung, – daher gegen die Wirkung der Centrifugalkraft geneigt wird. –
Selbst mit unlenkbaren Achsen, jedoch mit umgekehrten Rädern würde schon der groβe Vortheil erzielt, daβ die Wägen und Locomotive in Krümmungen urch die Anreibung der Seitenreifen der vorderen Räder auf die Ausenseite der inneren Krümmungs-Schienen – daher an jener Seite zurückgehalten würden, – an welcher sie entsprechend zur Krümmung zurückgehalten werden sollen; – – wogegen die Wägen jetzt durch die Anreibung der Seitenreifen an die innere Seite der äuβeren Krümmungs-Schiene, – in eine das Entgleisen begünstigende Richtung zurückgehalten werden. – – (→s. 52)
- 173 -
Fortsetzung der Geschichte. (s. 52 – 60) Ich theilte meine Erfindung dem im Eisenbahnwesen sehr erfahrenen A. Lanna (senior) mit, welcher sich sehr lebhaft für dieselbe interessirte – und durch seine Verwendung bei der Budweiser-Bahn-direction wurden mir zwei Lastwägen der dortigen Bahn leihweise nach Prag gesendet, weil ich, um vor jeder Selbsttäuschung bewahrt zu sein, Versuche auch im Groβen machen wollte, bevor ich mit meiner Erfindung vor die Oeffentlichkeit tretten würde. – Demzufolge baute ich in einem, für Fremde abgesperrten Hofe der Technik eine Bahn, abermals in Form eines Achters (schéma), dessen Krümmungshalbmesser bloβ 3 Klafter betrug, – weil der längliche Hof in seiner Breite gröβere Halbmesser zu machen nicht zulieβ, – änderte die Wägen nach meinem Systeme, – wo(r)nach von den umgekehrt auf die Achsen aufgesetzten Rädern, bloβ ein Rad auf jeder Achse fest gekeilt war; – überzeugte mich neuerdings und zu wiederholtenmalen, daβ die Wägen sich sogar in diesen kleinen Krümmungen deβhalb leichter und sicherer bewegten, weil die Achsen durch die anfänglich zwar eingetret(t)ene, – jedoch sogleich wieder fast gänzlich beho- (→s. 53) bene Anreibung der Seitenreifen an die Bahnschienen, – sich stets in die Richtung der Radien einstellten. – Mit einem Empfehlungsschreiben von A. Lanna an die Direction der BudweisLinzer Eisenbahn, begab ich mich nach Wien, zu dem in solchen Angelegenheiten maβgebenden Betriebsdirektor, – der mich nach Durchsicht des Briefes sehr freundlich aufnahm, die Erklärung meiner Erfindung mit sichtbaren Interesse und sehr beifällig anhörte, – mir jedoch zum Schluβe erklärte: „Mit Freuden würde ich sofort auf die Annahme und Einführung Ihrer sehr schönen Erfindung antragen, – deren Vorzüge ich vollkommen anerkenne, – aber drei Ursachen halten mich hievon ab:
- 174 -
1. Wir haben kein Geld, – 2. Wir haben kein Geld, – und 3. Wir haben kein Geld.“ – – Und so war es auch, die Gesellschaft befand sich in miβlichen Geldverhältniβen und an eine Einführung meiner Erfindung war nicht zu denken. – Auf Anrathen meines Freundes G. Haase sendete ich einen Aufsatz an die Redaktion des vielverbreiteten Oester. Lloyd, – und nahm im Jahre 1842 auf meine Erfindung ein Privilegium in Oesterreich auf sechs Jahre. – Da ich wegen kontraktlich zu liefernden Maschinen für Zuckerfabriken mich nur (→s. 54) zeitweise mit der Anfertigung der Modelle, – mit dem Baue der Bahn im Hofe der Technik, – mit der Veränderung der Wägen etc. beschäftigen konnte, – sehr häufig Geschäftsweisen unternehmen müβte, – so ist seit dem Tage als ich die Erfindung machte, eine Zeit von 1 ½ Jahren verfloβen. – Als ich wieder etwas freie Zeit gewann, schrieb ich sofort an R. Stephenson in London einen Brief, in welchem ich bloβ die Vortheile meiner Erfindung anführte, – um ihr für dieselbe geneigt zu machen, damit sie unter seiner Mitwirkung auch in England eingeführt werde. – Ich erhielt hiernach von E. Starbuck aus London eine ablehnende Antwort, in welcher mich derselbe vor Enttäuschungen warnte, – um nicht Zeit und Geld nutzloser Weise zu verlieren; – was auch die Meinung R. Stephensons gewesen sein solle. – Enttäuschung? – dachte ich, – kann mich doch nicht treffen, – da sich die Vortheile meiner Erfindung auch durch im Groβen ausgeführten Versuche unwiederleglich als richtig und wahr erwiesen haben. – – – Auf einer Reise nach Deuschland, England und Frankreich, welche ich aus Anlaβ der von A. Lanna (senior) mir übertragenen Herstellung einer groβen Wasserleitungsmaschinen für die obere Hauptstadt Prags, auf seine Kosten unternahm, – wurde ich in Hamburg mit dem Groβindustriellen H. C. (→s. 55) Meyer bekannt, welcher von meiner Erfindung so günstig eingenommen war, daβ er sich bereit
- 175 -
erklärte, im Vereine mit mir und durch seine ausgebreiteten Bekanntschaften die Erfindung durch Patente in allen Ländern zu sichern und zu verwerthen, – was ich als unschätzbares Glück betrachtete und sehr gerne annahm. – In diesem gemeinschaftlichen Unternehmen wurde ich von ihm an die Hausen: D. Kohler & Sohn in London, Weiss Madol & Comp. in Paris und an das Haus C. Seymer in Berlin angewiesen, mit Creditbriefen versehen, – welche Handlungshäuser mit mir die Patente zu verwirken und die Bahngesellschaften zur Annahme der Erfindung zu veranlassen hatten; was auch geschehen ist. – Um die Bahndirektionen mit der Vortheilen meiner Erfindung bekannt zu machen, war die sofortige Verfassung des verangeschickten Aufsatzes dringend nothwendig; – ich begab mich zu einem Obersten der Infanteria in Berlin (wo ich mich eben befand) mit der Bitte, mir dieβbezüglich acht Mann mit hübscher Handschrift zur Verfügung zu stellen; – ich wurde sehr freundlich aufgenommen, – und schon am nächsten Tage diktirte ich den Aufsatz im Saale des Hotels Mylius, – was einige Tage dauerte, – ergänzte dieselben mit Zeichnungen in den frei gelassenen (→s. 56) Plätzen der Schrift, – und sendete dieselben theils an die Agenten, theils an die Bahndirektionen direkt ab. – Heimgekehrt, verfaβte ich eine Brochure mit dem Titel: „Das falsche und gefährliche System der gegenwärtigen Eisenbahnwagen“ welcher ich wegen sehr strengen österreichischen Censur, in Leipzig drücken lieβ, – die zwei Auflagen erlebte und in Tausenden Exemplaren verbreitet wurde. – Wegen des scharfen Titels spitzten, wie ich später erfahren habe, sehr viele Ingenieure ihre Federn, um mich zurechtzuweisen, – doch legte jeder die Feder wieder, – da in der Brochure nur unwiederlegliche Wahrheiten sich befanden. – In Folge dem von dem Agenten G. Wieck an Bahngesellschaften abgesendeten Circularen entstand eine sehr lebhafte Corespondenz und erhielt ich selbst von einigen ausländischen Bahndirektionen Aufforderungen in geschäftliche Abma-
- 176 -
chungen zu treten, – welche ich jedoch, aus übertriebenen Patriotismus (–) auf Weiters verschob, – bis meine Erfindung in Oesterreich eingeführt sein wurde. – – Demzufolge begab ich mich mit dem Modelle und einem Theil der Bahn nach Wien zum Hofrathe Francesconi, – welcher zu jener Zeit Generaldirector der österreichischen Bahn war. – Aber schon dort habe ich eine der bittersten Enttäuschungen meiner Hoffnungen erfahren. – Francesconi nahm mich mit hochmüthigem (→s. 57) Stolze auf, hörte meinen Antrag mit sichtbarem Unwillen an, – würdigte das Experiment mit meinem Modelle kaum eines Blickes und sagte mit erhobene Haupte: „Wir bauen unsere Wagen so schwer, daβ sie um ihrer eigenen Last willen aus den Krümmungen nicht entgleisen können“(?) – Als ich auf die gefährliche Anreibung und Abnützung der Räder und Schienen hinwies, sagte er kurz und kathegorisch: „Wir bedürfen Ihre Erfindung durchaus nicht – und ich werde die Sache nicht unterstützen.“ – Meine Bitte mindestens einen Ingenieur nach Prag zu senden, damit er meinen erzielten Erfolg auf der von mir hergestellten Bahn im Hofe der Technik besichtige, sagte er: „Wir haben keine Geld für Lustreisen unserer Ingenieure.“ – Auch die Bitte, im Bahnhofe wenigstens zwei Räder nach meiner Angabe auf eine Achse anbringen zu lassen und diese durch eine Krümmung dort laufen zu lassen, – wies er kurzweg zurück und entlieβ mich mit einer deutlich bezeichnenden Handbewegung. – Er war nicht gegen mein System, welches er möglichst unbeachtet lieβ und weder einer kurzen Aufklärung der Vortheile werth hielt, – er war, wie ich deutlich erkannte, gegen Alles, was selbst im Mindesten auf das bereits fertige Project der im Baue begonnenen Staatsbahn einen ändernden Einfluβ hätte ausüben können. – (→s. 58) Wie vernichtet kehrte ich nach Prag zurück, wo Fürst Hugo Salm, welcher meine Erfindung kannte, sich für dieselbe lebhaft interessirte, und welcher zur jener
- 177 -
Zeit Präsident des Gewerbevereines war, – während ich Secretär für die Section der Mechanik gewesen bin, mich besuchte um den Erfolg meines Antrages zu erfahren, – über das von mir Mitgetheilte jedoch höchst erstaunt war. – (pozn. tužkou: Fr. soll zuviel Klein-Geld zugesichert behabt haben. –) Während dieser Zeit wirden jedoch nicht nur im Auslande mehrere neue Bahnen fertig, – sondern auch die Staatsbahn von Wien nach Prag wurde bald darnach vollendet. – – Obwohl die von den Agenten eingeleiteten Unterhandlungen mit ausländischen Bahndirektionen im besten Gange waren, und das Gelingen des Unternehmens an Wahrscheinlichkeit zunahm, – machte mich die Gröβe desselben etwas miβtrauisch. – In ruhigem Nachdenken über die etwaige Zukunft erkannte ich eines Tages plötzlich die herbe Wahrheit, daβ ich mit meiner Erfindung eigentlich um viele Jahre zu spät erschienen bin. – – – Die Einführung meiner Erfindung war nähmlich nur dann möglich, wenn an allen bereits hergestellten Bahnen alle Ausweichen und Wechselstellen gleichzeitig ausgewechselt würden (!) – – was deβhalb nicht denkbar war, – weil hiedurch eine totale Betriebsstörung (→s. 59) eingetret(t)en wäre, – zu welcher sich keine Bahndirektion bereit erklärt haben würde; – – denn wenn bloβ an einzelnen Bahnen die Ausweichen und Wechsel geändert, und an ihren Wagen die Räder umgekehrt auf die Achsen angebracht würden, – so könnten sie auch nur auf ihren Bahnen verkehren, – wogegen der bereits bedeutend entwickelte Verkehr es zur unausweichlichen Nothwendigkeit machte, daβ die Wägen jeder einzelnen Bahn auch auf allen anderen Bahnen ungestört und ohne Unterbrechung benützt werden könne. – Leider erkannte ich dieses groβe, unüberwindliche Hinderniβ zu spät; – – und es war merkwürdig, daβ alle, in Geschäftsroutine und geübtem Fernblicke in die Zukunft so sehr erfahrenen Männer, wie A. Lanna, H. C. Meyer, G. Wieck, To-
- 178 -
penhusen nebst allen in das Unternehmen eingeweihten Agenten und mir, – von der Schönheit der einfachen Erfindung so sehr geblendet wurden, – daβ Keiner von uns das unmöglich zu beseitigende Hemmniβ in seiner ganzen Gröβe rechtzeitig erkannte. – Durch dieses Erkenntniβ total entmuthigt, faβte ich den Entschluβ, in dieser Angelegenheit keinen Schritt mehr zu machen; – ich sah in meinen Büchern nach, um die heimit gehabten Auslagen zusamzustellen: – – ich hatte über 1800 Gulden ba(a)r ausgelegt(!) – (→s. 60) welche unwiederbringlich verloren waren; – ein Kapital, dessen Abgang mich in empfindliche Geldverlegenheiten versetzte. – –
Es war daher ein Unglück für mich, die Erfindung gemacht zu haben – und es wäre besser gewesen wenn ich sie nicht gemacht hätte. – – –
- 179 -
Das Umkehren. (s. 62) Weil der groβen Vortheile der Erfindung, mittelst welcher hauptsächlich die Ursache des Entgleisens, besonders auf gekrümmten Bahnen wirklich beseitigt wird, – nur mit dem wichtigem Mittel; mit dem Umkehren der Räder auf ihre Achsen, – daher mit dem Gegentheile der bisherigen Anordnung erzielt werden, – so müssen consequenter Weise auch alle bisher angewendeten naturwiedrigen Nothbehelfe und angenommenen falschen Regeln, – mit welchen man vergeblich bemüht war das Entgleisen zu verhüten, – ebenfalls umgekehrt werden d. h. es muβ von Allem, was bisher für zweckmäβig gehalten wurde, – das vollständige Gegentheil als einzig wichtige Regel gelten und ausgeführt werden; – denn mit allen Nothbehelfen wird die eigentliche Ursache, – durch welche das stete Streben das Entgleisens entsteht, – nicht beseitigt, – sondern es wird bloβ die gefährliche Wirkung der Ursache nothdürftig bekämpft und höchstens vermindert. – Wenn jedoch gleich die Ursache eines Übels beseitigt wird, – dann kann eine gefährliche Wirkung gar nicht entstehen; – und nur durche eine, mit den streng-sten technischen Regeln übereinstimmende, daher richtige Anordnung, – aber nicht mit naturwiedrigen Nothbehelfen, – können stets sowohl Übel beseitigt, als auch Vortheile sicher erreicht werden. (→s. 63)
Falsches System
Richtiges System
und dessen Regeln: (s. 63 – 66)
und gegentheilige Regeln:
1. Krümmungen von kleinerem Halb-
Krümmungen von bedeutend kleine-
messer als: 300 Klafter auf der Strecke
rem Halbmesser können, ohne das Ent-
– und 150 Klafter in den Bahnhöfen
gleisen herbeyzuführen, – ohne Beden-
dürfen wegen dem zu befürchtenden
ken hergestellt werden. –
Entgleisen nicht hergestellt werden.
Die Achsen müssen naturgemäß
2. Die Achsen eines jeden Waggons
lenkbar seyn, – wodurch das Entgleisen
müssen naturwiedrig unlenkbar seyn, –
in Krümmungen verhindert wird.
- 180 -
wodurch das Entgleisen in Krümmungen begünstigt wird. 3. Beyde Räder müssen auf ihre, in
Nur ein Rad wird auf die, in Lagern
Lagern drehbaren Achsen festgekeilt
drehbaren Achsen verkeilt, – das an-
seyn, – wodurch das Entgleisen in
dern ist drehbar auf der Achse, – wo-
Krümmungen noch mehr begünstigt
durch das Entgleisen verhütet wird.
wird. – 4. Die Seitenreifen der Räder müßen
Die Seitenreifen der Räder müssen
von der Radfläche mit einer Hohlkelhle,
von der Radfläche ohne Hohlkehle, –
– schräg aufwärts steigend hergestellt –
rechtwinklich aufwärts steigend her-
und ihre Oberkante vollständig abge-
gestellt – und ihre Oberkante nur ein
rundet seyn.
wenig abgerundet seyn.
5. Je größer die Entfernung der Achsen
Selbst durch die größte Entfernung
eines (→s. 64) Wagens von einander
der Achsen (→s. 64) eines Wagens von
ist, – desto mehr wird das Entgleisen in
einander, – wird das Entgleisen in
Krümmungen begünstigt; – weßhalb
Krümmungen nicht begünstigt; – weß-
die Wägen nur eine begrenzte Länge
halb die Wägen eine beliebige Länge
bekommen dürfen. –
bekommen können. –
6. Die innere Geleisweite der Schienen
Die äußere Geleisweite der Schienen
muß größter seyn, als die Entfernung
muß mit der inneren Entfernung der
der Seitenreifen eines jeden Räderpa-
Seitenreifen eines jeden Räderpaares
ares von einander; – wodurch das ge-
fast gleich seyn; – wodurch das gefähr-
fährliche Schleudern der Wägen auf
liche Schleudern der Wägen auf gera-
geraden Bahnstreken entsteht.
den Streken nicht entstehen kann.
7. Die Radreifen der Räder müssen co-
Die Radreifen müssen paralell mit
nisch seyn, d. h. nach Außen einen
der Achse, d. h. cillindrisch seyn, – wiel
kleineren
nur ein Rad mit der lenkbaren Achse
Durchmesser
haben,
als
beym Seitenreifen, – weil in Krümmun-
fest, – das andere lose ist, – daher in
- 181 -
gen die äußeren Räder mit ihren grös-
Krümmungen jedes Rad auf seiner
seren Durchmesser über die äußere,
Schienenlänge genau voreilen, – und
längere Schiene sich voreilend, – dage-
auf der kürzeren zurük bleiben kann, –
gen die inneren Räder mit ihren kleine-
weßhalb zwischen den Radreifen und
ren Durch- (→s. 65) messer über die
den Bahnschienen (→s. 65) keine Rei-
innere, kürzere Schiene zurükbleibend
bung entsteht.
sich abrollen sollen; – wobey jedoch wegen den nicht lenkbaren Achsen – dennoch eine heftige Reibung zwischen den Radreifen und den Bahnscheinen entsteht. 8. Die Bahnschienen müssen, entspre-
Die Bahnschienen müssen, entspre-
chend zu den conischen Radreifen, –
chend zu den cillindrischen Radreifen,
schräg in die Schweller eingelassen, –
in die geraden Schweller nicht erst ein-
und dann erst befestigt werden.
gelassen, – sondern können sogleich befestigt werden.
9. Die Bahnschienen müssen auf jeder
Die Bahnschienen müssen auf bey-
Seite stark abgerundet seyn, – welche
den Seiten zur obere Schienenfläche
Abrundungen bedeutend über die obe-
rechtwinkliche – und nur sehr wenig
re gerade Fläche der Schienen hervor-
abgerundete Kannten haben; – weß-
ragen müssen, – damit in Krümmun-
halb gleich beym Anfange einer Krüm-
gen, die ohnehin schrägen Seitenreifen
mung das innere Rad durch die mo-
auch auf die starken Abrundungen der
mentane Anreibung seines senkrech-
Schienen nicht steigen können. (→s.
ten Seitenreifens an die Außenseite der
66)
inneren Schiene, – sofort zurück bleibt – und die Achse sich als Radius einstellt, – vornach es auf die Schiene nicht steigen kann. (→s. 66)
- 182 -
10. Selbstverständlich müßten auch alle
Das Umkehren der Wechsel und
Wechsel und Kreuzstücke umgekehrt
Kreuzstüke kann jedoch sowohl bey al-
werden; – was bey den Landesbahnen
len schon bestehenden kürzeren, oder
jetzt micht mehr möglich ist, – weil ihre
erst zu erbauenden Localbahnen selbst
Locomotive und Waggons auch auf alle
jetzt noch stattfinden; deren Waggons
fremdländischen Bahnen übergehen
nicht auch auf Landesbahnen überge-
müssen; – und selbst dann, wenn das
hen; – daher eine Betriebsstörung in
Auswechseln der Wechsel und Kreuz-
dieser Beziehung nicht stattfinden
stüke in allen Ländern gleichzeitig, –
kann.
und bloß in einen Tage ausgeführt werden könnte, – würde eine allgemeine Unterbrechung des gesamten Verkehrs entstehen.
- 183 -
Eisenbahnräder und Kreuzungen. (s. 66 – 68) Der Seitenreifen der Eisenbahnräder hat nicht nur der Zwek, durch sein Abgleiten von den Schienen, besonders in Krümmungen, die Locomotive und Waggons im Geleise zu erhalten, – sondern bey Kreuzungen der Geleise u. z. über das, aus Gußeisen hergestellte Kreuzstük, – wo für den Durchgang des Seitenreifens zwischen den Schienen, – sich ein schräger leerer Raum befinden muß, – weßhalb die Schienenende nicht nur voneinander entfernt seyn müssen, – sondern auch noch zugespritzt sind, – daher auf dieser Stelle (→s. 67) sich keine breite Schiene für den Übergang des breiten Radreifens befindet, – so muß der, auf die Bodenfläche des gußeisenen Kreuzstükes reichende Seitenreifen den Dienst des Radreifens übernahmen, – und müssen alle Räder dieser Waggonsseite bloß mit ihren Seitenreifen über die Bodenfläche des Kreuzstükes rollen. Da jedoch der Seitenreifen schmal – und auch noch abgerundet ist, – und er in diesen Momenten die große Last die Locomotive und aller Waggons täglich unzähligemal zu übertragen hat, – so wird von ihm in der Bodenfläche des Kreuzstükes sehr bald eine Furche erzeugt. – Die Bildung der Furche wird aber noch dadurch begünstigt, – weil der schmale Seitenreifen auch einen größeren Durchmesser, – daher eine längere Peripherie hat, – als die breite Radfläche des, am anderen Ende der Achse ebenfalls fest gekeilten Rades; – daher entsteht zwischen dem schmalen Seitenreifen und der Bodenplatte des Kreuzstükes auch noch eine Reibung, – mittelst welcher die Furche bey jeder Überfahrt tiefer werden muß. – Weil zugleich auch die, von einander entfernten Spitzen der Schienen ebenfalls abgereiben und niedriger werden, – so muß in der Bodenfläche des Kreuzstükes die Furche allmählig länger und tiefer werden, – – daher eine bedeutende Vertiefung sich bilden, – wodurch bey jedem Über- (→s. 68) fahren derselben die allgemeine bekannten sehr heftigen Stöße entstehen. –
- 184 -
Diese Übelstände würden jedoch dadurch gehoben, – wenn die Seitenreifen der Räder statt schmal und rund, – so breit und eben gemacht würden (viz marginální obr.), – als die obere, ebene Fläche der Bahnschienen breit ist – und der leere Raum zwischen den zugespitzten Schienenenden für den Durchgang der breiten Seitenreifen, im Kreuzstüke entsprechend breiter gemacht würde. – Weil dann die große Last aller Locomotive und Waggons beym überfahren dieser Stelle sowohl von den breiten Seitenreifen, – als auch von den breiteren Böden der Kreuzstüke (zwischen den zugespitzten Schienen) übertragen würde, – so könnte sowohl die schädliche Bildung der Furche in dem Kreuzstüke, – als auch die Abnützung der zugespitzten Ende der Schienen nicht entstehen, – und keine Vertiefung sich bilden, – – daher die festigen Stöße, welche für die Locomotive und Waggons schädlich, – für das fahrende Publicum auch höchst unangenehm sind, – beseitigt würden. – Diese Umänderung der Räder und Kreuzstüke müßte ebenfalls auf allen In- und Ausländischen Hauptbahnen gleichzeitig erfolgen, – was unausführbar ist; – doch kann diese Umänderung auf allen Localbahnen auch jetzt noch, – vortheilbringend ausgeführt werden, – weil ihre Waggons nicht auch auf Landesbahnen übergehen. – (→s. 69)
Schienenverbindungen. (s. 69 – 71) Ebenso nachtheilige, – auf manchen Bahnstreken sogar sehr unangenehm fühlbare Stöße entstehen durch das Überschreiten der Räder über die Fugen; – welche sich als Zwischenräume der nicht vollkommen an einander anschliesenden Schienenende befinden, – deren obere Flächenkanten von den Radkränzen der schweren Locomotive und Waggons besonders beym schnellen Fahren – und wenn die Zwischenräume der Schiene etwas größer sind, – wie mit den schwersten Hämmern unzähligemale und so heftig niedergeschlagen werden, – das die Fugen der Schienen sich in Vertiefungen verwandeln, – in welche die Radkränze
- 185 -
dann stoßweise einfallen, – deren höchst unangenehme und schädliche Wirkung sich trotz der elastischen Tragfedern, dennoch auf alle Theile einer jeden Locomotive und aller Waggons des ganzen Trains so oft mittheilt, als deren Räder diese Vertiefungen überschreiten. – Damit je zwey Ende der Schienen unnachgiebig fest mit einander verbunden und horizontal eben bleiben, werden sie zu beyden Seiten mit zwey sogenannten, entsprechend breiten Verbindungslaschen vereinigt, welcher zwischen der oberen Räderschienen und ihren Bodenplatten eingelegt und mittelst Querschrauben fest eingepreßt werden. Diese oben angedeuteten, durch die entstandenen Vertifungen der Fugen erzeugten (→s. 70) Stöße können jedoch dadurch beseitigt werden, wenn jede, auf der Außenseite des Geleises eingepreßte Lasche etwas stärker hergestellt (viz marginální obr.), gegen oben in der Form und Breite einer Bahnschiene endigen, – und sich neben den Enden der Bahnschienen in gleicher Höhe mit denselben befinden würde. – Die Radkränze würden bey der Verbindungen statt über die Fugen der Bahnschienen, – über die Laschenschienen rollen; – daher die Fugen der Bahnschienen nicht in Vertiefungen verwandeln können. Damit ferner ein vollkommen ruhiger Übergang der Räder über die Bahnschienen erzielt werde, müssen ihre oberen Flächen selbstverständlich nicht nur ebenso hoch wie die Bahnschienen, – sondern die beyden Ende der Laschenschienen müssen an ihren Außenseiten keilartig zugespritzt seyn, – wo(r)nach jedes Rad vorerst noch über die Bahnschiene und zugleich auch über die zugespritzte Laschenschiene – und erst in ihrer Längenmitte d. i. über ihre größte Breite (viz marginální obr.), – somit über die Fuge, der voneinander entfernten Bahnschienen rollen müsste; – von da ebenfalls wieder über die abnehmende Breite der Laschenschiene und Bahnschiene ruhig auf die Leztere allein überschreiten würde. –
- 186 -
Hiemit würde nicht nur die Bildung der Vertiefungen in den Fugen der Bahnschienen – und demzufolge auch die nachtheiligen und unangeneh- (→s. 71) men Stöße vollkommen und dauernd beseitigt. Die, so geformten Seitenlaschen können auch jetzt noch bey allen Länder- und Localbahnen mit Vortheil angebracht werden. –
Die Lenkbarkeit. (s. 71 – 79) Damit der unumstößliche Beweis anschaulich gemacht werde, daß mittelst lenkbaren Achsen und umgekehrten Rädern, von welchen nur eines auf die Achse festgekeilt wird, – die Achsen selbst in den schärfsten Krümmungen sich stets richtig als Radien derselben einstellen, – daher das Entgleisen zuverlässig beseitigt würde, – habe ich das Modell einer Bahn nicht nur mit 4 Krümmungen, welche in der Wirklichkeit bloß 5 Klafter als Radius hätten, hergestellt, – sondern derselben auch noch so zusammgesetzt, damit das Ende eines jeden Krümmungsstükes direkt an den Anfang des Gegentheiligen anschließe; – daher eine doppelt erschwerte Aufgabe der Beweishührung absichtlich entgegengestellt wurde, – wie solche Erschwernisse in der Wirklichkeit nie vorkomme. – Bey langsamen Vorschieben des Wagens über die Bahn zeigte sich, daß die vordere Achse nach jeder Übergangsstelle d. i. am Anfange der erst zu befahrenden Krümmung – sich sogleich als Radius derselben einstellte, – während die hintere Achse noch als Radius der rückwärtigen, gegentheiligen Krümmung bis zur Übergangsstelle verbleib, – jedoch nach deren Überschreitung sich ebenfalls (→s. 72) sogleich als Radius der nachfolgenden Krümmung einstellte. – Mit derselben Präcision stellten sich beyde Achsen auch während dem schnellsten Laufe des Wagens über die 4 Krümmungen, stets genau als Radien ein, – weßhalb ein Entgleisen niemals stattfand. – Überraschend war sowohl der Anblick, als auch der Erfolg des originellen Experimentes: indem ein Räderpaar mit seiner Achse ganz allein über die, etwas ge-
- 187 -
neigte Bahn die 4 Krümmungen durchlies, – wobey die Achse in jeder derselben sich sogleich als Radius einstellte. – Diese, so auffallend günstigen Erfolge mit dem Modelle bestimmten mich (wie bereits in der „Fortsetzung der Geschichte“ auf Seite 52 erwähnt wurde) in dem länglichen, bloß 6 ½ Breiten Seitenhofe der prager deutschen Technik eine Bahn mit wirklicher Geleisweite, – und mit 4 Krümmungen von: bloß 3 Klafter Radius in Form der Ziffer 8 herzustellen, – über welche ein belastetes Wagengestelle dessen Achsen 15 Fuß von einander entfernt waren, – auf welchen sich wirkliche eisene 2 ½ Fuß im Durchmesser haltende Bahnräder, umgekehrt aufgestekt, befanden, – von welchen ebenfalls nur eines festgekeilt war, – den Beweis auch in der wirklichen Größe zu bestättigen hatte. Der Wagen durchlies in Folge des stets sofortigen und richtigen Einstellens einer jeden Achse als Radius, – die 4 direkt aufeinander folgenden Krümmungen mit einer bedeutenden Geschwindig- (→s. 73) keit – und mit einem verhältnißmäßig nur sehr geringen Widerstande – ohne zu entgleisen; – obwohl er als einer Krümmung in die andere beynahe geschleudert wurde. Für diese schwersten Beweisführungen war selbstverständlich an dem Wagen eine außergewöhnliche große Lenkbarkeit der beyden Achsen nöthig; – wogegen sie für Krümmungen von großem Radius nur gering seyn würden.
Da sich die schärfsten Krümmungen nur in den Bahnhöfen befinden, – welche gesetzlich mit Radius von 150 Klaftern vorgeschrieben sind, – so würde selbst wenn die Entfernung der 2 Achsen eines Wagens 3 Klafter betrüge, – die hiefür nothwendige Lenkbarkeit der Achsen (laut den durchgeführten Messungen): über die äußere Krümmungsschiene bloß ¾ Zoll nachvor – und über die innere Krümmungsschiene ebenfalls nur ¾ Zoll nach rückwärts betragen. – Die freye und zu große Lenkbarkeit der Achsen, beziehungsweise ihrer Träger, müßte daher in der Wirklichkeit mittelst Anstoßdäumlingen entsprechend be-
- 188 -
grenzt werden, – welche am Untergestelle des Wagenkastens zu befestigen wären; – wo(r)nach die Achsen sich dann nicht nur in die Radiuslinie der schärfsten Krümmungen richtig einstellen könnten, – sondern auch durch Hindernisse, welche sich neben den Bahnschienen befänden, – in eine übermäßige Lenkung nicht gerathen würden. (→s. 74) Nachdem mit diesen verläßlichen Versuchen bewiesen wurde, – daß mittelst umgekehrten Rädern, auf lenkbaren Achsen, – gleichviel, ob diese nahe beysamm, – oder weit entfernt von einander sich befinden, in Krümmungen sich eine jede Achse sogleich als Radius einstellt und eine Entgleisung nicht eintretten kann, – so könnten Wägen für Personen oder Kraftgüter, (soweit es die Tragfähigkeit der Achsen, Räder und Bahngeleise gestattet) bedeutend länger als jetzt hergestellt, – und an dem längeren Wagenkasten die vordere Achse von der rückwärtigen ohne Bedenken auch weit von einander entfernt, – angebracht werden. – Damit jedoch dieser Leztere wegen seiner bedeutend größeren Länge – und wegen der dann aufzunehmenden größeren Belastung, nicht zu schwerfällig gebaut werden müsse, – würde in der Mitte derselben eine, nicht lenkbare Achse, mit 2 Rädern ohne Seitenreifen, – von welchen nur eines auf der Achse festgekeilt wäre, als Stütze angebracht, – wodurch die vergrößerte, in diesem längeren Wagen befindliche Last, dann auf 6 Räder vertheilt würde, – und sowohl das unnütze Mehrgewicht des schwerfällig zu bauenden Wagens verminden, – als auch die Räder, Achsen und Bahngeleise in demselben Verhältnisse weniger angestrengt würden. – Selbst wenn die Personen- und Lastwägen nur die doppelte Länge der jetzigen Wägen bekämen, – würden für dieselben bloß 3 Räderpaare und Achsen, – (→s. 75) statt 4, – der Jetzigen genügen; – die Wägen würden wegen der größeren Entfernung der voderen und hinteren Achsen von einander, – ruhiger sich bewegen, – besonders aber das, beym schnellen Fahren sich einstellende sehr gefährliche horizontale Schleudern der Wägen würde nicht eintretten können. –
- 189 -
In Krümmungen würden die mittleren Räder mit ihren breiten Radreifen, (jedoch ohne Seitenreifen) – über die schmäleren Bahnschienen im Verhältnisse zur Länge der, von einander entfernten vorderen und hinteren Achse, – seitlich ein wenig abweichend, vollkommen entsprechend, – und ohne Seitenreibung rollen.
Bey Locomotive würde die Lenkbarkeit der vorderen Achse, auf welcher sich ein festgekeiltes und ein loses Leitungsrad befände, ebenfalls mit Anstoßdäumlingen entsprechend begrenzt. – Alle gekoppelten Antriebräder bekämen keine Seitenreifen; – und hinter denselben müßten sich auf einer ebenfalls begrenzt lenkbaren Achse 2, mit Seitenreifen versehene Leitungsräder befinden, – welche von den Antriebrädern eben so weit zu postiren wären, als die vordern. – Damit die Adhäsion der Antriebräder durch die hinteren Leitungsräder nicht vermindert werde, – würden die Lezteren mit den Tragfedern um etwas weniger heftig an die Bahnschienen angedrükt. Der wirksame Theil befände sich in der Mitte der Locomotive, – weßhalb die, auf unlenkbaren Achsen (→s. 76) befindlichen Antriebräder ohne Seitenreifen – keine seitliche und hemmende Anreibung an die Bahnschienen erzeugen könnten; – auch würden sie während ihre geringen, zu den Krümmungen entsprechenden seitlichen Abweichungen, – mit ihren breiten Radreifen ungehindert kräftiger auf die schmäleren Bahnschienen einwirken. Die ganze Anordnung der Locomotive wäre constructiver, correcter und und den technischen Regeln entsprechender, denn: 1. Die Locomotive würde eine größere Länge bekommen, – und wegen der größeren Entfernung der vorderen Leitungsräder zu den hinteren, – in allen Krümmungen die zwekmäßigste Richtung – und zwar die: einer Tangente bilden, – deren Mitte mit den Berührungspunkte der Krümmungslinie correct zusammfiele.
- 190 -
2. Der wirkende Krafttheil befände sich daher in der Mitte des ganzen LocomotivKörpers, – was jedenfalls besser wäre, als jetzt, – wo der Antrieb am Ende der Locomotive stattfindet, – welcher die vorderen Leitungsräder in Krümmungen stets gegen die innere Seite der äußeren Bahnschiene drängt – und das Entgleisen begünstigt. – 3. Die Bewegung der Locomotive nach vor, – würde mittelst der vorderen lenkbaren Achsen und ihren Leitungsrädern jedenfalls verläßlicher erfolgen; – aber noch verläßlicher würde die Bewegung nach rükwärts, – mit den hinteren, lenkbaren Leitungsräderpaare stattfinden als jetzt; – denn weil die am Ende der Locomotive befindlichen Antriebräder keine lenkbare Achsen haben dürfen, (→s. 77) sich dahe als Radien nicht einstellen können, – so werden sie beym Zurückfahren in Krümmungen nur durch das stete Abgleiten ihrer Seitenreifen von den Bahn-schienen – im Geleise erhalten, – weßhalb die Seitenreifen der lezten 2 Antriebräder sehr bedeutend nach auswärts abgeschrägt seyn müssen. 4. Die gekoppelten Antriebräder befänden sich in allen Krümmungen stets auf der günstigen Stelle für ihre Wirksamkeit; denn bey Locomotiven mit 6 Antriebrädern befände sich die mittlere Achse immer in die Radiuslinie, – weßhalb die vordere und hintere Achse der Antreibräder sich in den geringsten Abweichungen von der Radiuslinie befänden, – daher auch diese auf die Bahnschienen correkter wirken würden. – Bey Locomotiven mit 8 Antriebrädern wären die unrichtigen Abweichungen ihrer Achsen ebefalls geringer, – weil die Radiuslinie zwischen die 2te und 3te Achse fallen würde. 5. Das seitliche, besonders bey größerer Fahrgeschwindigkeit, auf geraden Streken heftig eintrettende; – und allen Bestandtheilen der Locomotive sehr schädliche Schleudern, – welches durch die wechselnde Gewichtswirkung der, an den Seiten der Locomotive befindlichen Pleuelstangen u. Kolben entsteht, – und durch den großen Spielraum zwischen dem Geleise und den Seitenreifen der Räder noch begünstigt wird, – würde beseitigt.
- 191 -
6. Die Locomotive könnte behufs der günstigsten Dampferzeugung, mit einem längeren Dampfkessel versehen werden, – was in jedem Jahre eine beachtenswerthe Ersparniß an Brennmaterial (→s. 78) zur Folge hätte.
Bey Tendern mit 4 Rädern würden beyde Achsen begrenzt lenkbar gemacht. Bey Tendern mit 6 Rädern würde die mittlere Achse unlenkbar gemacht, – die Räder an derselben dürften keine Seitenreifen haben, – und bloß eines derselben auf die Achse festgekeilt werden. Das vordere und hintere Räderpaar mit Seitenreifen wäre ebenfalls mit lenkbaren Achsen und je nur mit einem festgekeilten Rade anzubringen.
Wenn man als Fachmann die unverkennbaren Vortheile, welche das neue System sogar aufdringlich biethet, – richtig beurtheilt – und diese mit den jetzigen Zuständen der Wägen und Bahnen vergleicht, – so kömmt man zu der betrübenden Überzeugung: daß das Entgleisen auf allen jeztigen Bahnen – und bey jeder Fahrt – nur durch die ununterbrochenen, aber ungenügenden, – daher keine technische Sicherheit biethenden Kämpfe der einzelnen Theile, – gegen die selbst erzeugte und gefährliche Wirkung der eigentlichen Ursache, – nur sehr nothdürftig verhütet wird; – – denn das falsche System befördert mit allen wirkenden Theilen geradezu das Entgleisen, – in der geeignetesten Form und Stallung der Theile, – technisch vollkommen entsprechend. – Das jetzigen System ist widernatürlich, – und wird um so gefährlicher, – wenn die ungenügenden Nothbehelfe nicht stets im besten Zustande erhalten (→s. 79) werden, – um die nachtheilige Wirkung unterbrochen überwältigen zu können. – Es ist daher als ein Unglück sowohl für das Jahrhundert, als auch für die Zukunft zu bezeichnen, – daß bey der Anlage der ersten Eisenbahn, – vielleicht Stephenson in England – der irrigen Meinung war, daß es besser und sicherer sey, – wenn die Seitenreifen der Räder zwischen den Bahngeleisen sich befinden; – – denn
- 192 -
weil dieses nachtheilige System dann auf allen Landesbahnen des Erdballes ebenfalls eingeführt wurde, – und wegen der Störung der gegenseitig ununterbrochenen Benützung der fremdländischen Locomotive und Wägen nicht mehr beseitigt werden kann, – so müssen die vielen und großen Vortheile des neuen Systemes, – leider für immer unerreichbar bleiben. – –
- 193 -
O železnicích (složka inv. č. 5) od R. Božka, c. k. mechanika v Praze, 1850 (inv. č. 5, sign. I., kart. č. 2)
O železnicích a železničních vozech od R. Božka, 1850. od R. Božka, c. k. výs. mechanika v Praze, 1850.
Předcházející děj. (s. 2 – 13) Poté, co byly do roku 1824 v Anglii vystavěny přímé lokomotivní železnice z Londýna do Greenwiche a z Londýna do Liverpoolu, byla podle projektu a pod vedením Františka Gerstnera (mladšího) zahájena stavba koněspřežky z Budějovic do Lince. – Téměř ve stejné době k ní pod vrchním dohledem a vlivem Františka Gerstnera (staršího), který byl ředitelem pražského technického ústavu, přibyla koněspřežka od pražské Písečné brány k Lánům do fürstenberských lesů, která však byla dovedena pouze do Rynholce, hlavně proto, že se spodní stavba dráhy, která měla být provedena pevnější, než ona z Budějovic do Lince, – ukázala jako nepraktická. – Gerstner mladší dal dráhu z Budějovic stavět z dřevěných trámů, které byly pobity kovanými kolejnicemi, – naproti tomu Gerstner starší dal budovat spodní stavbu z kvádrů o velikosti 1 krychlové stopy (asi 0,03 m3), na nichž byly připevněny litinové kolejnice o tloušťce 1 palec a 2 palce široké, – a protože pod kvádry nebyla žádná pevná podezdívka, propadaly (→s. 3) se, – a na docela krátkých úsecích popraskalo větší množství kolejnic. Přitom při zřízení dráhy se počítalo pouze s dovozem dřeva z Lán do Prahy, takže z nádraží před Píseckou bránou bylo vybudováno velké, téměř přímé stoupání do Veleslavína, aby se na tomto úseku mohl náklad na nádraží dopravovat z kopce, – tedy bez tažné síly, – kdežto nahoru do Veleslavína se měly tahat pouze
- 194 -
prázdné vozy. – Po mnohých, více než ročních bezvýsledných pokusech, – byla dráha opuštěna, – zbytky její tratě můžeme dnes vidět jako alej v polích. Protože se však prodloužení právě zmíněné dráhy z Veleslavína do Lán, stejně jako dráhy z Budějovic do Lince, neda vést přímo, byla nevyhnutelné zřídit na určitých místech oblouky; – a přestože Gerstner mladší stanovil při stavbě své dráhy pravidlo: vyhnout se obloukům o poloměru menším než 600 rak. stop (asi 190 m), bylo stejně na některých místech dráhy, zejména ovšem v ulicích města Budějovic, odchýlit se od jeho zásady až k extrému a zřizovat oblouky tak malého poloměru, že se kolejnice (→s. 4) před příjezdem vlaku musely trvale potírat tuhou – aby se tak snížilo tření okolků na dráze, – jakož aby se omezilo vykolejování vozů – přičemž koně zapřažení do kočáru museli před každým obloukem pořádně zabrat, aby vlak nezůstal trčet. – Vozy byly totiž jako anglické, které sice tamním přímým dráhám celkem dobře vyhovují, – opatřeny nenatáčivými nápravami a na nich pevně naklínovanými koly, – jen byly kvůli obloukům výrazně kratší, – tzn., že obě nápravy každého vozu byly umístěny blíže u sebe. – Přesto docházelo v obloucích dráhy k velmi silnému tření, – jehož následkem vozy dokonce často vykolejovaly. – Těmto nepříjemnostem chtěl Gerstner starší úplně odpomoci; – řídil se zcela přirozeným a správným pravidlem, že se vůz může na obloukovité trati pohybovat lehce a bezpečně jen tehdy, když jsou nápravy postaveny do směru poloměru, – a když se mohou obě kola kvůli rozdílným délkám dráhy v oblouku, – pohybovat volně. – Nařídil proto, že pro budějovickou (→s. 5) dráhu, místo aby byly pevně našroubovány na pojezdu vozu, – budou nápravy upevněny na dřevěné, z hranolků vyrobené nosiče, které musely být ve svém středu pohyblivé na čepech, – a že bude na každé nápravě pevně naklínováno pouze jedno kolo. –
- 195 -
Pro dráhu od Písecké brány v Praze musely být dodány z železáren barona Riese-Stallburga vozy se železnými, neotáčivými nápravami, které se mohly natáčet ve svém středu na čepu a na nichž byla nasazena obě kola volně otočná. – Avšak přes tato nařízení byly nepříjemnosti ještě mnohem větší; – neboť místo toho, aby se nápravy postavily do směru poloměru, v každém oblouku, který se od přímé dráhy odkláněl např. vlevo, – kvůli tření pravého kola o pravostrannou kolejnici a kvůli jeho opožďování tím vyvolanému, – stejně jako kvůli současnému pokračování levého kola, vychylovaly, resp. natáčely se na svém čepu neustále do opačného a nebezpečného směru. – Aby se tomu předešlo, byl výrazně zvětšen průměr kol, – jejich okolky se vyráběly mnohem více přečnívající přes obvod (→s. 6) a méně šikmé (svislejší). Vozy projížděly oblouky těžko a vykolejovaly. – Nato bylo rozkolí na nápravách zvětšeno natolik, že původní vůle mezi koly a kolejnicemi byla zcela odstraněna. – Vozy jely ještě tížeji a vykolejovaly. – Nato byly konce obou nápravnic propojeny příčnými tyčemi tak, že pravý konec přední nápravnice byl spojen s levým koncem zadní – a stejně tak levý konec přední nápravnice s pravým zadním, – čímž se mělo dosáhnout: když se správně nastaví přední nápravnice, – musela se správně nastavit také zadní. – – Přední se však nepostavila do správného směru, a zadní se tudíž také postavila špatně. – Nadále byly vyráběny čtyřkolové vozy, jejichž nápravnice jako v předchozích případech otáčivé na čepu a vzdálené cca 10 stop (asi 3,2 m), – byly vybaveny železnými trojúhelníky, jejichž konce se stýkaly uprostřed vozu, – v jednom byl pevný trn, který se mohl pohybovat v (→s. 7) drážce druhého trojúhelníku; – od něj vedlo příčné železné táhlo skrz poutko upevněné na straně vozu, které bylo na vnější straně vybaveno rukojetí a stavěcím kolíčkem, – čímž mohl kočí jdoucí po
- 196 -
straně vozu před každým obloukem vytažením nebo zasunutím táhla nastavit nápravy do správné polohy; – což se ovšem ukázalo jako zbytečné. – Nešťastné pokusy si vyžádaly ještě stavbu mnohých modelů všech druhů podle vůle Gerstnera staršího, na což měl jako ředitel techniky právo, – a tak byly pro strojní sál vyrobeny nejrůznější čtyř- a šestikolové modely vozů a obloukových drah, z nichž žádný nepřinesl očekávaný dobrý výsledek. – V důsledku stále většího tření okolků kol a častého vykolejování vozů v obloucích budějovické dráhy bylo nezbytné poněkud omezit volnou natáčivost náprav na čepech dosazením zarážek, – a hned se ukázalo, že nápravy se v obloucích proti vnějším kolejnicím nestavěly tak špatně a vozy se také po obloukových kolejnicích pohybovaly s (→s. 8) poněkud menším třením. – Nátáčivost náprav se proto čím dál tím více omezovala, – až se nakonec vyráběly úplně pevné, – takže vozy sice projížděly oblouky stále dost těžko, avšak jejich vykolejování se tím podstatně snížilo. – Navzdory vší nevoli dospěl ředitel Gerstner k přesvědčení, že správný a přirozený zákon volně natáčivých náprav a na nich volně otáčivých kol – není u železničních vozů vůbec použitelný. (?) – Z různých nešťastných pokusů a konstrukcí pak byla vyvozena následující pravidla: 1. Vyrábět pevné (nenatáčivé) nápravy; – 2. Obě kola na nápravu pevně naklínovat; – a 3. Obě nápravy každého vozu umístit raději blíž, – než dál od sebe; – a tímto způsobem se pak stavěly všechny vozy pro budějovickou dráhu, u nichž náklad vpředu i vzadu přesahoval přes středy náprav téměř tak daleko, jako byly vzdáleny od sebe, – takže už na malých nerovnostech (→s. 9) kolejí se vozy během jízdy dostávaly do výrazného kymácení. – Kola měla průměr 3 stopy (asi 95 cm), středy náprav byly vzdáleny 4 stopy (asi 126 cm) od sebe. Mezi obvody kol byl vložen krátký brzdový špalek, který se otá-
- 197 -
čel na hřídeli, byl spojený s ruční pákou a působil na obě kola. – Ložná plocha nad koly byla dlouhá 10 stop (asi 3,2 m). – Protože můj otec, který působil na pražské technice jako mechanik, převzal na základě pokynů ředitele Gerstnera velký podíl na dodávkách vozů pro budějovickou dráhu, a já jsem se živě zajímal o všechno, co vyrobil, měl jsem nejlepší příležitost pozorovat celý průběh a vývoj všeho, co se dělo. – Po odchodu ředitele Gerstnera z techniky byl na základě zadání zastupujícího profesora Schmidla vyroben model dlouhého šestinápravového vozu, – u něhož se mohla otáčející se náprava prostředního dvojkolí posunovat v ložiskách připevněných ke spodku vozu ve směru své délky (tedy příčně k délce vozu), – v jejím středu se nacházely dva stavěcí kroužky, mezi něž vedly konce obou železných trojúhelníků, které byly připevněny na přední a zadní nápravnici (→s. 10), a každý se mohl natáčet na svém čepu, – takže posouváním střední nápravy, – mohla být přední a zadní náprava nastavena do směru poloměru oblouku. – Na přímé trati jel vůz, – když všechny tři nápravy stály vzájemně rovnoběžně, velmi lehce, – což se ovšem stávalo zřídka, neboť nesprávné postavení náprav zůstává nesprávným také na přímé trati; – když však, zejména při správném nastavení tří náprav vozu, vjede z přímé tratě do oblouku např. vlevo, – tak se přední pravé kolo tře o pravou kolejnici výrazně silněji a tak dlouho, – dokud se v oblouku nenacházejí všechny tři nápravy, – čímž se tření kol pouze zmírní; – neboť přední a zadní náprava se nenastavily úplně do směru poloměru. – Stejně silné tření kol pak nastane, když vůz vyjíždí z oblouku na přímou dráhu, – neboť levé přední kolo se tře o levou kolejnici velmi silně a tak dlouho, – dokud se všechny tři nápravy nedostanou u oblouku na přímou dráhu; – přesto tření kol o kolejnice ani potom úplně nepřestává, – (→s. 11) neboť nápravy, v nejpříznivějším případě – zůstávají v nesprávném směru, – který odpovídá poloměru velmi velkého kruhu; – neboť levé přední kolo se pak tře o kolejnici sice méně, ale trvale, – čímž se střední náprava díky mezeře kol mezi kolejnicemi posune doprava; –
- 198 -
kvůli tomuto posunutí střední nápravy a jejímu propojení se zadní nápravou přes železný trojúhelník, se ona poslední dostane do šikmého postavení, které tedy není kolmé k přímé dráze jako u přední nápravy; – – drženy třením pravého zadního kola, stejně jako předního levého kola, – zůstávají obě nápravy v nesprávném směru. –
V roce 1841 jsem cestoval přes Štokeravu do Vídně lokomotivní dráhou, která byla jednou z prvních tohoto druhu Rakousku. – Viděl jsem vozy dost dlouhé stavby, a nápravy každého vozu, pravděpodobně kvůli převážně přímo postavené dráze, uložené velmi daleko od sebe, které, jak jsem usoudil podle nápravových ložisek pevně připojených ke spodku vozu (→s. 12), nebyly natáčivé. V nově probuzeném zájmu o železniční vědu zůstal jsem na vnějším nádraží a viděl, jak dělníci posunují jeden z přijedších zavazadlových vozů z hlavní koleje přes obloukovou spojku na vedlejší. – Protože mezera mezi kolejí a okolky kol byla dost velká, znovu jsem si potvrdil z minulosti známý dojem, že při odklonu dráhy doleva se přední pravé kolo svým okolkem silně tře, takže se vůz může posunovat obloukem jen s největším úsilím dělníků, přičemž se mezi okolkem levého kola a levé kolejnice vytvoří velká mezera, čímž se vůz dostane do šikmého, – nebo lépe řečeno: do tzv. obráceného směru; – neboť pravá strana vozu se kvůli tření okolku na pravém předním kole – opožďuje, – přestože by se měla v souladu s obloukem vlastně předbíhat, – naproti tomu se okolek levého předního kola od kolejnice vzdaluje, – přestože by se měl o ni třít, aby byla levá strana vozu brzděna, – a aby se tím (→s. 13) dostal, resp. natočil do směru, který odpovídá oblouku. – Působení okolků na kolejnice bylo proto zcela obrácené. – –
- 199 -
Protichůdné účinky však mohou vzniknout jen vlivem protichůdných příčin – a mně bylo jasné, že na celém uspořádání se muselo stát něco nesprávného, když mi viditelně protichůdné působení vyvstalo tak neodbytně před očima. – Jako blesk prostoupila mě náhle myšlenka; – – nebyl to klam, – příčina všech, ředitelem Gerstnerem po léta marně překonávaných škodlivých účinků byla nalezena. – Po svém návratu do Prahy jsem ihned zhotovil model podle mého nápadu navrženého vozu a dráhy ve tvaru osmičky, tedy se čtyřmi protisměrnými oblouky malého poloměru, – a skutečně jsem se přesvěděčil, že jsem se ve způsobu odstranění překážek v obloucích, – aniž by docházelo k silnému tření okolků kol na nesprávné straně vozu, – vůbec nemýlil. – Že jsem byl díky tomu velmi šťastný a plný největších nadějí, – je snad pochopitelné; – ale – bylo by lepší, kdybych ten vynález neudělal. – – –
- 200 -
(s. 14)
Nový systém železničních vozů od J. Romualda Božka, c. k. výs. mechanika v Praze. Čís. 240/I. 1845. (s. 16) Vynález je tak jednoduchý, že může být dokonale vysvětlen pouze dvěma slovy. Jsou tato:
Otočit kola. – Popis vynálezu. (s. 20) Spočívá v tom, že kola každého železničního vozu, lokomotivy, tendru atd. budou na nápravu vozu připevněna tak, že se okolek každého kola dostane na vnější stranu kolejnice, – proto může dojít k tření okolků pouze z vnějšku (neboli na vnější straně kolejnice).
(obr.: dvojkolí s vnějšími okolky na hřibových kolejnicích) …
Pokračování příběhu. (s. 52 – 60) Sdělil jsem svůj vynález A. Lannovi (staršímu), velmi zkušenému v nauce o železnici, a ten se o něj velmi živě zajímal – a díky jeho spojení s ředitelstvím budějovické dráhy mi byly do Prahy zapůjčeny dva nákladní vozy z tamní dráhy, protože, abych se vyhnul vlastnímu sebeklamu, jsem chtěl provádět pokusy i ve skutečné velikosti, než představím svůj vynález veřejnosti. – Následně jsem na jednom dvoře techniky, uzavřeném pro cizí osoby, postavil dráhu, opět ve tvaru osmičky, jejíž oblouky obnášely pouze poloměr 3 sáhů (asi
- 201 -
5,3 m), – neboť podlouhlý dvůr neumožňoval svou šířkou udělat poloměry větší, – upravil jsem vozy podle svého systému, – načež z obou kol nasazených obráceně na nápravách bylo pouze jedno kolo na každé nápravě naklínováno pevně; – znovu a opakovaně jsem se přesvědčil, že dokonce i v těchto malých obloucích se vozy díky tomu pohybovaly lehčeji a bezpečněji, když se nápravy díky překonanému tření okolků na kolejnice, které sice zpočátku nastalo, ale okamžitě bylo téměř úplně odstra- (→s. 53) něno, neustále nastavovaly do směru poloměru. – S doporučujícím dopisem od A. Lanny ředitelství budějovicko-linecké železnice jsem se odebral do Vídně, za provozním ředitelem, jenž měl v těchto záležitostech rozhodující slovo, – který mě po přečtení dopisu velmi přátelsky přijal, vysvětlení mého vynálezu s viditelným zájmem a souhlasem vyslechl, – avšak na závěr mi oznámil: „Váš velmi pěkný vynález, – jehož přednosti plně uznávám, bych s radostí okamžitě přijal a zavedl, – ale brání mi v tom tři důvody: 1. Nemáme peníze, – 2. Nemáme peníze, – a 3. Nemáme peníze.“ – – A tak to také bylo, společnost se nacházela v nepříznivé finanční situaci a na zavedení mého vynálezu nebylo ani pomyšlení. – Na radu svého přítele G. Haase jsem poslal článek redakci velmi rozšířeného Rak. Lloydu, – a v roce 1842 jsem na svůj vynález obdržel privilegium pro Rakousko na šest let. – Protože jsem se kvůli nasmlouvaným dodávkám strojů pro cukrovary mohl jen (→s. 54) občas zabývat stavbou modelů, – stavbou dráhy na dvoře techniky, úpravou vozů atd., – a velmi často jsem se musel věnovat podniku, – uplynulo ode dne, kdy jsem učinil vynález, 1 ½ roku. Jakmile jsem opět získal nějaký čas, napsal jsem ihned dopis R. Stephensonovi do Londýna, v němž jsem uvedl pouze výhody svého vynálezu, – abych ho s nimi seznámil, a aby mohl být za jeho spolupráce zaveden také v Anglii. – Na něj jsem
- 202 -
obdržel odmítavou odpověď od E. Starbucka z Londýna, v níž mě varoval před sebeklamem, – abych zbytečně neutrácel čas a peníze, – což měl být také názor R. Stephensona. – Zklamání? – pomyslel jsem si, – to mě přece nemůže potkat, – vždyť se výhody mého vynálezu ukázaly nezpochybnitelně jako správné a pravdivé na pokusech ve skutečné velikosti. – – – Na své cestě do Německa, Anglie a Francie, kterou jsem podnikl u příležitosti zakázky na stavbu velkého vodovodního (čerpacího) stroje pro hlavní město Prahu, již jsem získal od A. Lanny (staršího), na jeho náklady, – seznámil jsem se v Hamburku s velkoprůmyslníkem H. C. (→s. 55) Meyerem, který přijal můj vynález tak příznivě, že okamžitě prohlásil, že ho nechá ve spolku se mnou a díky svým širokým známostem chránit patentem ve všech zemích, aby ho zajistil a zhodnotil, což jsem považoval za nedocenitelné štěstí a velmi rád přijal. – V zájmu tohoto společného podniku mě odkázal na domy: D. Kohler & Sohn v Londýně, Weiss Madol & Comp. v Paříži a dům C. Seymer v Berlíně, vybavil doporučujícími dopisy, – aby se mnou tyto obchodní domy zpracovaly patent a aby zařídily přijetí vynálezu železničními společnostmi; což se také stalo. – Abych se známil se svým vynálezem ředitelství drah, bylo bezodkladně nezbytné okamžité vydání zaslaného spisu; – odebral jsem se za jedním plukovníkem infanterie v Berlíně (kde jsem se právě nalézal) s prosbou, aby mi dal za tímto účelem k dispozici osm mužů s úhledným rukopisem; – byl jsem přijat velice přátelsky, – a už příštího dne jsem diktoval článek v sálu hotelu Mylius, – což trvalo několik dní, – doplnil jsem ho náčrtky na vynechaných (→s. 56) místech rukopisu, – a zaslal jsem ho dílem agentům, dílem přímo ředitelstvím drah. – Po návratu domů jsem sepsal brožurku s názvem: „Špatný a nebezpečný systém současných železničních vozů“, kterou jsem kvůli přísné rakouské cenzuře nechal vytisknout v Lipsku, – jež se dočkala dvou vydání a byla rozšířena v tisících výtisků. –
- 203 -
Jak jsem později zjistil, kvůli ostrému názvu si velmi mnoho inženýrů brousilo pera, aby mě pokárali, leč každý zase pero odložil, – neboť brožura obsahovala pouze nezpochybnitelné skutečnosti. – V důsledku oběžníku, který zaslal železničním společnostem agent G. Wieck, povstala velmi čilá korespondence a zejména od některých zahraničních drážních ředitelství jsem obdržel výzvy k uzavření obchodních dohod, – které jsem však kvůli přehnanému vlastenectví (–) odsunul na později, – dokud nebude můj vynález zaveden v Rakousku. – – – Následně jsem se s modelem a částí dráhy odebral do Vídně za dvorním radou Francesconim, – který byl v té době generálním ředitelem rakouských (státních) drah. – Avšak teprve tam jsem se dočkal jednoho z nejhorších zklamání svých nadějí. – Francesconi mě přijal s domýšlivou (→s. 57) pýchou, mou žádost vyslechl s viditelnou nevolí, – mému pokusu s vozem nevěnoval ani jeden pohled a s pozvednutou hlavou mi řekl: „My stavíme naše vozy tak těžké, že kvůli vlastní váze nemohou chtít v obloucích vykolejit“(?) – Když jsem upozorňoval na nebezpečné tření a opotřebení kol a kolejnic, řekl krátce a rozhodně: „Váš vynález naprosto nepotřebujeme – a já tu věc nebudu podporovat.“ Na mou prosbu, aby do Prahy poslal alespoň jednoho inženýra, který by viděl můj úspěch dosažený na dráze, kterou jsem postavil na dvoře techniky, pravil: „Nemáme peníze na zábavní cesty našich inženýrů.“ – Rovněž prosbu, aby se na nádraží alespoň podle mých pokynů nasadila dvě kola na nápravu a ta by se nechala projet tamním obloukem, příkře odmítl a s velmi výmluvným gestem mě propustil. – Proti mému systému, kterému vůbec nevěnoval pozornost ani proti krátkému vysvětlení výhod neměl žádné námitky, – byl, jak jsem přesně poznal, proti všemu, co by mohlo mít sebemenší pozměňující vliv na právě dokončený projekt (Severní) státní dráhy, jejíž stavba právě začínala. – (→s. 58)
- 204 -
Jak zničený jsem se vracel zpátky do Prahy, kde mě navštívil kníže Hugo Salm, který znal můj vynález, živě se o něj zajímal a který byl v té době prezidentem Průmyslové jednoty, – zatímco já jsem byl tajemníkem sekce mechaniky, aby se dozvěděl, zda byla moje žádost úspěšná, – tím, co jsem mu sdělil, byl však nanejvýš udiven. – (pozn. tužkou: Fr. dostal přislíbeno příliš málo peněz. –) Během této doby bylo ovšem vystavěno množství nových drah nejen v zahraničí, – brzy nato byla dokončena také státní dráha z Vídně do Prahy. – – Ačkoli byla jednání vedená agenty se zahraničními drážními ředitelstvími na nejlepší cestě a zdar podniku nabýval na pravděpodobnosti, – budila ve mně jeho velikost trochu nedůvěru. – Při klidném přemýšlení o případné budoucnosti jsem jednoho dne náhle poznal trpkou pravdu, že jsem se svým vynálezem vlastně přišel o mnoho let pozdě. – – – Zavedení mého vynálezu bylo totiž možné jen tehdy, pokud by byly na všech dosud postavených dráhách všechny odbočky a výhybky vyměněny současně (!) – – což ovšem nebylo myslitelné proto, – že by tím bylo způsobeno úplné zastavení provozu (→s. 59), – což by ředitelství žádné dráhy nikdy nepřipustilo; – – neboť kdyby se odbočky a výhybky změnily jen na některých dráhách a kola jejich vozů by byla nasazena na nápravy obráceně, – mohly by se také provozovat pouze na jejich tratích, – naproti tomu dospěl už do té míry rozvinutý provoz k nevyhnutelné nutnosti, aby se vozy jedné každé dráhy mohly bez závad a bez přerušení používat také na všech ostatních dráhách. – Bohužel jsem na tuto velkou, nepřekonatelnou překážku přišel příliš pozdě; – – a bylo pozorhodné, že všichni muži, tak profesně zkušení a zběhlí ve výhledu do budoucnosti, jako A. Lanna, H. C. Meyer, G. Wieck, Topenhusen, vedle všech agentů zapojených do podniku a mě, – byli tolik zaslepeni krásou jednoduchého vynálezu, – že nikdo z nás tu těžko odstranitelnou překážku v celé její velikosti včas nerozpoznal. –
- 205 -
Zcela odrazen tímto poznáním, dospěl jsem k závěru nepodnikat v této záležitosti žádné další kroky; – podíval jsem se do svých knih, abych sečetl náklady, které jsem s tím měl: – – vynaložil jsem přes 1800 zlatých v hotovosti (!) – (→s. 60), jež byly nenávratně ztraceny; – kapitál, jehož úbytek mě dostal do choulostivé finanční situace. – –
Vynález byl proto pro mě neštěstím – a bylo by lepší, kdybych ho neučinil. – – –
- 206 -
6. Komentáře k uvedeným textům Zmíněná konstrukční řešení měla za cíl zlepšení základního železničního systému „kolo – kolejnice“ a tím také jízdních vlastností drážních vozidel, zvýšení bezpečnosti jízdy, množství nákladu a pohodlí cestujících, v neposlední řadě pak úsporu tažné síly, ať zvířat (koní), nebo lokomotiv, a tudíž také snížení provozních nákladů. Oba technici se však zabývali poněkud odlišnými problémy. Zatímco F. J. Gerstner se snažil snížit tření nosných kol při jízdě vozu s nákladem (nebo cestujícími) po kolejích, aby mohl buď zvýšit zatížení vozů (zvětšit náklad), nebo snížit tažnou sílu (méně koní, resp. menší adheze a výkon lokomotivy, a tudíž také spotřeba provozních hmot), R. Božek usiloval především o plynulejší a bezpečnější jízdu vozidel, aby odstranil hlavní příčinu tehdejších nehod – časté vykolejení. Gerstnerovo řešení spočívá v tom, že nad dolní, nosná kola, která jedou po kolejnicích, umístil horní, „třecí“ kola s poněkud menším průměrem. Ta se opírají o vnitřní část nábojů spodních kol, po nichž se odvalují. Nápravy pak rozdělil na poloosy, které jsou drženy ve správných polohách zvláštními vidlicemi v ose vozu. Tím se měla jednak hmotnost nákladu rozložit mezi čtyři nápravy, resp. osm polonáprav, ale hlavně se měl snížit valivý odpor kol na dráze podle výše uvedených vzorců (rovnic) tím, že se část tření přenesla z nosných kol na kola třecí. Na modelu jsou však obě nápravy vcelku (nedělené), kola mají shodný průměr (horní jsou z logických důvodů bez okolků) a mají pouze šest ramen, zatímco na připojených vyobrazeních je jich osm, resp. dvanáct. Navíc se může přítlak horních kol regulovat šrouby, patrně v závislosti na zatížení vozu – velikosti nákladu (viz foto). K tomu je přidána mohutná páková ruční brzda, jejíž dvojité dřevěné špalíky působí na obě kola jedné nápravy.
- 207 -
Důvody, které vedly Gerstnera k takovému návrhu, jak pokud jde o jeho zamýšlený účel, tak o vlastní druh konstrukce, jsou celkem zřejmé. Zajímavější jsou příčiny, proč se jeho návrh – alespoň, pokud je mi známo – neprosadil v praxi, když byl přece tak jednoznačně výhodný, jak vyvozuje ve svých spisech. Aniž bych chtěl polemizovat se správností jeho matematických výpočtů, uváděné mechanické zákonitosti mi připadají přinejmenším jako pochybné. Přidáním „třecích“ kol se nejen zvýší „jalová“ hmotnost vozu, která naopak zvyšuje potřebu tažné síly, ale odvalováním třecích kol po nábojích nosných kol se navíc zvýší třecí plocha, takže valivý (třecí) odpor musí vzrůst. Celá hmotnost nákladu pak spočívá stejnou měrou na všech (čtyřech) nosných kolech, ať je mezi ně (příp. jejich nápravu) a vozovou skříň vložen jakýkoli počet třecích kol. Modelovým „přitažením“ šroubů se může tření mezi horními koly a náboji spodních kol jen zvýšit, ať už slouží ke zvýšení „přítlaku“ nebo naopak pro „nadlehčení“ vozové skříně (nástavby). Z těchto důvodů pak ovšem nemohu přijmout myšlenku, že by takové konstrukční řešení přineslo kýžené výhody – snížilo jízdní odpor a tím zlepšilo chodové či trakční vlastnosti drážních kolejových vozidel, ba nemohu souhlasit ani s tím, že by nemělo (v nejlepším případě) na jízdu vozidla žádný podstatný vliv. Naopak jsem přesvědčen, že by nutně muselo jízdní vlastnosti vozidel zhoršit, a to jak zvýšením valivého (třecího) odporu, tak zvýšenou hmotností, konstrukční složitostí, většími nároky na přesnou výrobu a důkladnou údržbu atd. Z citovaných dobových textových i obrazových dokumentů se však kromě popisu vlastní podstaty konstrukce dozvídáme také mnoho užitečných doplňujících informací. U předmětného modelu je to např. ona přidaná ruční brzda, která není na žádném výkresu. Ta se svým provedením poměrně značně liší od tehdy obvyklých zařízení, která se montovala na nákladní a osobní vozy prvních koněspřežných nebo lokomotivních železnic. U nákladních vozů se podle anglického vzoru používala jako brzda jednoduchá dvojzvratná páka upevněná na čepu mezi blízko
- 208 -
sebe umístěnými nápravami, která působila svými špalíky jednostranně na obě kola. U osobních vozů prvních (koněspřežných) železnic, kde seděl kočí na kozlíku, se podobně jako u obvyklých silničních povozů a kočárů, používala páková brzda s převodovým mechanismem pod vozem, která přitlačovala špalíky jenom na jedno přilehlé dvojkolí, zato z obou stran. (Osobní vozy byly oboustranné, aby se nemusely pracně otáčet do směru jízdy; přenášela se pouze dvojitá oj s čepem, jak je to vidět např. u osobního vozu typu „Hannibal“.) Dalším významným detailem je zobrazený typ kolejového svršku. Zatímco v obou publikacích z let 1813 a 1816 stojí vůz na kolejnicích tzv. amerického typu, který byl na budějovicko-linecké dráze, v „Handbuch der Mechanik“ z roku 1831 už spočívá na podobném svršku, jaký se používal při stavbě pražsko-lánské koněspřežky. První typ tvořily podélné dřevěné trámy na příčných pražcích, které byly pobity (okovány) pásy z plochého železa. Na obou starších vyobrazeních jsou ploché „šíny“ nahrazeny jakýmisi litinovými kolejnicemi s krátkými příčnými přírubami, za které jsou do trámů přibity hřeby. Na nejmladším obrázku jsou už krátké litinové kolejnice průřezu tvaru „T“ s tzv. rybím břichem32 upevněné v nízkých litinových stoličkách, které spočívají na samostatných kamenných kvádrech. Nejzajímavější jsou ovšem opakované zmínky o tom, že Gerstner vykonal za účelem zjištění poměrů na dráze, resp. ověření svých výpočtů „četné pokusy“. Předpokládám, že při nich použil podobného zařízení, jako je tzv. Robertsův přístroj na obr. 9. v tab. 30 (viz přílohu), tedy bubnu s pohonem, který suploval dráhu, a modelu vozu zavěšeného na tenzometru (siloměru)33. S ohledem na tuto skutečnost a také na to, že existující model se tvarově mnohem více podobá oběma starším náčrtkům, lze důvodně předpokládat, že byl postaven dříve, než roku 1828, který byl dosud uváděn v evidenční dokumentaci. Jeho vznik můžeme
32 33
Jessopova kolejnice, 1789. Takové přístroje jsou vyobrazeny v příloze k „Handbuch der Mechanik“, v tab. č. 12, obr. 1, 2, 4, 5, 17 a 18.
- 209 -
tedy s největší pravděpodobností zařadit mezi roky 1813 a 1816, což by v krajním případě znamenalo, že letos dosáhne úctyhodného stáří 200 let! Božek chtěl svým „vynálezem“ odpomoci mechanickým potížím, které způsobovaly nehody při železničním provozu, zejména časté vykolejení vozů, přičemž se zaměřil na jízdu v obloucích. Důvody, které ho k tomu vedly, popisuje jak ve svém spisku, tak v pamětech. K demonstraci a praktickým zkouškám svého řešení zhotovil pomůcku, která je předmětem zkoumání. Tvoří ji dvojice modelů spodních částí vozů (rám s pojezdem), jejichž jednonápravové rámové podvozky jsou upraveny jako otočné na čepech upevněných uprostřed v ose rámů. Na stranách mají rolny, které se odvalují po železem pobitých segmentových plochách. Jeden z vozů má okolky umístěné podle klasického způsobu na vnitřní straně obručí, druhý vůz má však okolky na vnější straně podle Božkova návrhu. K modelům byla zhotovena oblouková pole, z nichž se dala poskládat zkušební dráha ve tvaru „osmičky“, aniž by se ovšem kolejnice uprostřed křížily34. Božek zvolil, bezpochyby z technologických důvodů, v té době dávno zastaralé kolejnice tzv. americké soustavy (viz výše), tedy podélné dřevěné trámky okované plochými železnými pásky, které jsou uloženy na poměrně řídce kladených příčných dřevěných pražcích. První, čeho si můžeme všimnout, je tak sražení „kolejnic“ na obou stranách vynucené samozřejmě „oboustrannými“ okolky. Dalším pozoruhodným prvkem jsou otočné, či lépe natáčivé rámové podvozky, do nichž jsou uloženy pevné nápravy. Jejich vedení je „vylepšeno“ postranními rolničkami, které vůči sobě stabilizují podvozky a hlavní rám, popř. skříň vozu. Pohyb podvozků omezují jednoduché zarážky na koncích podélníků rámu, jinak však mezi sebou nejsou žádným způsobem provázány. S natáčivými nápravami či podvozky nákladních vozů určených pro koněspřežky experimentovali oba Gerstnerové, zřejmě ve spolupráci s Josefem Božkem, už ve 20. letech 19. století, jak ostatně dokládají modely v železniční sbírce. Při četných pokusech se ukázalo, že sys34
To by totiž vyžadovalo výrobu technologicky složitějšího křížení kolejí.
- 210 -
tém funguje pouze v případě, když jsou mezi sebou obě otočné nápravy propojeny příčnými tyčemi35 nebo trojúhelníkovými či lichoběžníkovými ojemi. Je totiž třeba pohyb náprav omezit a současně zajistit, aby se obě natáčely do žádoucího směru přímky poloměru. Z praktických důvodů stavitelé vozů nakonec od natáčivých náprav na dlouhá léta upustili; vrátili se k nim až v roce 1911 na základě konstrukčního řešení Ing. Jindřicha Rybáka, ovšem ve značně složitější podobě. Přestože u lehkých „vozů“ mohl Božkův systém celkem uspokojivě fungovat, nelze od tohoto způsobu provedení očekávat praktický užitek. Tehdejší potíže pramenily jak ze samotné konstrukce vozů, zejména jejich pojezdu, tak z nekvalitního drážního svršku. Ten se skládal z velkého množství poměrně krátkých kolejnic, které zrovna nevynikaly geometrickou dokonalostí; zejména jejich styky vytvářely značné nerovnosti v podélném i výškovém směru. U koněspřežných železnic navíc hojně praskaly pod velkou tíhou naložených vozů. Hlavní příčinou, proč se Božkův systém nemohl uplatnit ve skutečném provozu, byla ovšem skutečnost, že přišel se svým „vynálezem“ pozdě, tedy v době, kdy byla drtivá většina existujících železnic zařízena podle „anglického“ způsobu. Jednak byly britské ostrovy kolébkou moderních železnic (první veřejná dráha Stockton – Darlington byla otevřena v roce 1825), a pak díky vyspělosti tamního průmyslu, zejména vysoké úrovni strojírenství a hutnictví, dodávaly anglické továrny zpočátku železniční vozidla i ostatní materiál, především kolejnice, na většinu prvních drah vznikajících po celé Evropě jako houby po dešti. Přechod na jiný, byť i lepší systém, by byl už tenkrát spojen s tak obrovskými náklady, že tuto možnost předem vylučoval. Zmiňuje se o tom ostatně sám Božek ve svých pracích. Kromě toho, jako v předchozím případě, současně upozorňuje na řadu doprovodných okolností, které jsou důležité při studiu prvopočátků železniční dopravy na našem území. Tyto informace byly rovněž využity při beletristic-
35
Takové opatření můžeme vidět u repliky osobního vozu typu „Hannibal“.
- 211 -
kém zpracování osudů rodiny Božků, na něž odkazuju v přehledu literatury36. Přestože tedy ani demonstrace převratného „zdokonalení“ okolků železničních dvojkolí nepomohla Božkovi návrh prosadit, zůstává mimořádně cenným svědectvím o vývoji techniky.
36
STREIT, Jiří. Božkové…, 1946; VÁVRA, Jaroslav Raimund. Posel úsvitu, 1977.
- 212 -
7. Závěrečné shrnutí a zhodnocení významu modelů V obou případech se jedná o poněkud nekonvenční ukázky sbírkových předmětů, které vlastně nedokumentují typickou techniku své doby, ale spíš názorně vypovídají o způsobu jejího vývoje a hledání nových, vyhovujících konstrukčních řešení. To však nikterak neoslabuje jejich dokumentační hodnotu. Kromě „masových“ výrobků mají ve sbírce své místo i „prototypy“, přestože se nedočkaly praktického využití, resp. sériové výroby. Mohou přispět k lepšímu poznání dějin techniky (příp. jiného oboru lidské činnosti), nebo zachytit technologii, která by jinak zanikla. Rozborem předkládaných materiálů se navíc podařilo získat četné doplňující informace k oběma sbírkovým předmětům, mj. upřesnit rok vzniku modelu inv. č. 10130, které posouvají naše znalosti na novou úroveň. Oba modely jsou kromě toho významné už tím, s jakým prostředím, resp. s kterými osobami jsou svázány, rozsahem a kvalitou dochované doprovodné dokumentace, úrovní svého řemeslného zpracování, zhmotněním původních myšlenek svých tvůrců a v neposlední řadě také svým značným stářím. To z nich dělá mimořádně hodnotné sbírkové předměty, na jejichž plné zhodnocení dosud čekáme.
- 213 -
Literatura a prameny Monografie: BOŽEK, Josef Romuald. Das falsche und gefährliche System der gegenwärtigen Eisen-bahnwagen und ihre Verbesserung. Leipzig : Verlag von Robert Bamberg, 1846. 38. s. Obr. příl. GERSTNER, Franz Joseph. Zwey Abhandlungen über Frachtwägen und Strassen und über die Frage, ob, und in welchen Fällen der Bau schiffbarer Kanäle, Eisenwege, oder gemachter Strassen vorzuziehen sey. Prag : Gottlieb Haase, 1813. 142 s., 2 tab. GERSTNER, Franz Joseph, GERSTNER, Franz Anton. Handbuch der Mechanik : Erster Band. Mechanik fester Körper. Prag : Johann Spurny, 1831. 664 s. HONS, Josef. F. A. Gerstner. Praha : Orbis, 1948. 32 s. JAKUBEC, Ivan, JINDRA, Zdeněk. Dějiny hospodářství v českých zemích : Od počátku industrializace do konce habsburské monarchie. 1. vyd. Praha : Karolinum, 2006. 472 s. ISBN 80-246-1035-3. JÍLEK, František, LOMIČ, Václav. Dějiny Českého vysokého učení technického : 1. Díl, svazek 1. Praha : SNTL, České vysoké učení technické, 1973. 600 s. KLIKA, Josef. Mužové práce. Praha : Alois Hynek, 1894. 184 s. LOMIČ, Václav, HORSKÁ, Pavla. Dějiny Českého vysokého učení technického : 1. díl, svazek 2. Praha : SNTL, České vysoké učení technické, 1979. 450 s. NOVÁK, Ladislav. Rodina vynálezců. Praha : Archiv pro dějiny průmyslu, obchodu a technické práce, 1941. 40 s. STO LET Jednoty k povzbuzení průmyslu v Čechách : 1833 – 1933. Sborník statí o vzniku, vývoji a působení Jednoty Průmyslové. Praha : vlastním nákladem, 1934. 408 s. STREIT, Jiří. Božkové : osudy rodiny vynálezců. Praha : Dr. K. Kolářová, 1946. 236 s. STREIT, Jiří. Josef Božek. Praha : Orbis, 1946. 22 s.
- 214 -
STREIT, Jiří. F. J. Gerstner. Praha : Orbis, 1947. 30 s. VÁVRA, Jaroslav Raimund. Posel úsvitu. 2. (3.) vydání. Praha : Československý spisovatel, 1977. 612 s. VELFLÍK, Albert Vojtěch. Dějiny technického učení v Praze : Díl druhý. Praha : Česká Matice Technická, 1910. 272, XXIV s. ZEITHAMMER, Karel. Vývoj techniky. 2. přepracované vydání. Praha : Vydavatelství ČVUT, 1998. 316 s. ISBN 80-01-01725-7. ŽÁKAVEC, Theodor. Lanna : Příspěvek k dějinám hospodářského vývoje v Čechách a v Československu. Stocký, Josef ed. Praha : Spolek československých inženýrů, 1936. 350 s. KUČERA, Tomáš. Božkové ve sbírkách Národního technického muzea v Praze. Brno : Masarykova univerzita, Filozofická fakulta, Ústav archeologie a muzeologie, 2011. 188 s. Bakalářská diplomová práce. Vedoucí práce Mgr. Otakar Kirsch, Ph.D. Archivní prameny: Národní technické muzeum – Archiv NTM. Fond NAD č. 45 – Josef a Romuald Božek (1786 – 1898), inv. č. 3, sign. I., kart. č. 1, Romuald Božek – vlastní životopis a různé přílohy. Unglücks – Verhüttung, 1848. s. 39. Národní technické muzeum – Archiv NTM. Fond NAD č. 45 – Josef a Romuald Božek (1786 – 1898), inv. č. 4, sign. I., kart. č. 2, Wie mein Fleiß als Techniker anerkannt wurde, 1831. Národní technické muzeum – Archiv NTM. Fond NAD č. 45 – Josef a Romuald Božek (1786 – 1898), inv. č. 5, sign. I., kart. č. 2, Über Eisenbahnen und Eisenbahnwagen von R. Božek, 1850. (vč. publikace Das falsche und gefährliche System der gegenwärtigen Eisenbahnwagen und ihre Verbesserung, 1846.) Národní technické muzeum – Archiv NTM. Fond NAD č. 45 – Josef a Romuald Božek (1786 – 1898), inv. č. 37, sign. I., kart. č. 4, Fragmente aus dem Leben des Josef Božek, gesammelt und verfasst von R. Božek, 1890.
- 215 -
Příspěvky ve sbornících: ČAKRTOVÁ, Eva. Nejstarší projekty železnice z Prahy na západ. In Sborník Národního technického musea : svazek 3. Praha : Národní technické museum, 1957, s. 183 – 195. JÍLEK, František, KROUPA, Jan. Gerstnerův parní stroj z let 1806 – 1807 a jeho rekonstrukce. In Sborník NTM č. 14 : Studie z dějin techniky. Praha : Národní technické muzeum, 1975, s. 69 – 137. JÍLEK, František. Josef Božek na pražské polytechnice. In Sborník Národního technického musea : svazek 2. Praha : Státní nakladatelství technické literatury, 1956, s. 64 – 95. JÍLEK, František. K dílu Františka Josefa Gerstnera. In Sborník Národního technického musea : svazek 2. Praha : Státní nakladatelství technické literatury, 1956, s. 106 – 113. JÍLEK, František. První parní stroje v Čechách : K 150. výročí nejstarší české konstrukce. In Sborník Národního technického musea : svazek 3. Praha : Národní technické museum, 1957, s. 70 – 130. KLEPL, Jan. Pražská technika před březnem 1848. In Sborník Národního technického musea : svazek 3. Praha : Národní technické museum, 1957, s. 131 – 182. Časopisy: Hesperus : ein Nationalblatt für gebildete Leser. Ročník 1816, 1. svazek. Praha : Christian Carl André (v Brně), 1816.
- 216 -
Příloha
Obrazová dokumentace sbírkových předmětů Pro doplnění přikládám dále výkresovou dokumentaci, která je převzata z výše uvedených publikací a dokumentů uložených v archivu a knihovně NTM, resp. fotografie dotčených sbírkových předmětů z fondu Železničního muzea NTM.
Nejdříve jsou připojena vyobrazení vozu s „třecímí koly“ inv. č. 10130, a to z publikace „Zwey abhandlungen…“ (1813), časopisu „Hesperus“ (1816) a konečně z přílohy ke Gerstnerově „Handbuch der Mechanik“ (1831 – 1834). Následují dvě fotografie jeho modelu z bývalé expozice NTM.
Dále je přiložena kopie tabulky s náčrtky k brožurce „Das falsche und gefährliche System…“ R. Božka z roku 1846, úvod Božkova spisu s popisem a vyobrazením jeho návrhu z roku 1845 a fotografie obou modelů inv. č. 595/a,b včetně jejich detailů.
- 217 -
Model vozu inv. č. 10130 s „třecími“ koly v bývalé expozici NTM. Foto autor
Model vozu inv. č. 10130 – pohled ze strany ovládání brzdy. Foto autor
- 218 -
Model podvozku s vnitřními okolky inv. č. 595/a – pohled shora. Foto autor
Model podvozku s vnitřními okolky inv. č. 595/a – pohled zespodu. Foto autor
- 219 -
Model podvozku s vnějšími okolky inv. č. 595/b – pohled shora. Foto autor
Model podvozku s vnějšími okolky inv. č. 595/b – pohled zespodu. Foto autor
- 220 -
Uložení podvozku a dvojkolí inv. č. 595/b – pohled ze strany. Foto autor
Uložení podvozku a dvojkolí inv. č. 595/b – pohled zespodu. Foto autor
- 221 -
Model podvozku inv. č. 595/b – část rámu se štítkem výrobce. Foto autor
Model podvozku inv. č. 595/b na kolejovém poli v býv. expozici NTM. Foto autor