XXIV. Beschreibung der sogenannten atmosphaͤrischen Eisenbahn; von Hrn. Teisserenc.Nachdem sich einige der ausgezeichnetsten Ingenieure in England und Frankreich zu Gunsten des atmosphaͤrischen Eisenbahnsystems ausgesprochen und dessen Einfuͤhrung auf dem Continent beantragt haben, saͤumen wir nicht, eine ausfuͤhrliche Beschreibung desselben nach detaillirten Zeichnungen mitzutheilen; bezuͤglich der Vortheile dieses Systems glauben wir Dr. Mohr's gruͤndliche Kritik desselben im polytechnischen Journal Bd. LXXVIII. S. 321 in Erinnerung bringen zu muͤssen.A. d. R. Aus dem Bulletin de la Société d'Encouragement, Nov. 1843, S. 520. Mit Abbildungen auf Tab. II. Teisserenc's Beschreibung der atmosphärischen Eisenbahn. Ehe wir in die Einzelnheiten der Construction dieses Systems eingehen, wollen wir an die ersten Vorschläge, welche zur Entbehrung der Locomotiven gemacht wurden, erinnern. Bekanntlich besteht dieses System aus einer gußeisernen Röhre, welche sich zwischen den Schienen befindet und in deren Innerem ein Kolben wirkt. Eine Luftpumpe, die durch eine Dampfmaschine in Bewegung gesezt wird, dient dazu, die vor dem Kolben in der Röhre enthaltene Luft auszupumpen. Der Luftdruk wird so auf der einen Seite des Kolbens nach Verhältniß der Menge ausgepumpter Luft vermindert, und da der Druk auf die andere Seite des Kolbens sich gleich bleibt, so muß der Kolben vorwärts bewegt werden, und zwar mit einer Kraft, welche dem Unterschied des Luftdrukes vor und hinter dem Kolben, multiplicirt mit der Quadratfläche des Kolbens, gleich ist, und mit einer Geschwindigkeit, welche genau derjenigen gleich ist, womit der luftleere Raum vor dem Kolben erzeugt wird. Diese Geschwindigkeit hängt von der Wirksamkeit der Luftpumpe und dem Grade der Luftverdünnung in der Röhre ab. Um die Bewegung dem Wagenzuge mitzutheilen, reicht es also hin, denselben mit dem Kolben, welcher sich in der Röhre bewegt, zu verbinden, und dieß scheint die größte Schwierigkeit bei der Ausführung des neuen Eisenbahnsystems zu seyn. Wie läßt sich der Kolben mit dem Wagenzug verbinden, ohne daß die Luft in den ausgepumpten Theil der Röhre eindringen kann? Um dieses Problem zu lösen, schlug Hr. Pinkus im Jahr 1834 folgende Anordnung vor: Die gußeiserne Röhre a, Fig. 1, von einem Durchmesser gleich der Spurweite der Bahn, war auf der oberen Seite der Länge nach mit einer Nuth versehen, durch welche ein Arm sezte, welcher einerseits mit dem Wagen g, und andererseits mit dem Kolben 1 verbunden war. Diese Nuth wurde vor dem Kolben und nach Maaßgabe seines Vorwärtsschreitens durch ein biegsames Tau verschlossen, welches durch eine an dem Wagen angebrachte Rolle nieder gehalten wurde. Fig. 1 ist ein Längendurchschnitt der Röhre und des Wagens, welcher auf ihrer Außenseite steht. Fig. 2 ist der Grundriß der nämlichen Röhre. An demselben ist die Nuth, womit die Röhre durchbrochen ist, zu sehen. Fig. 3 Querdurchschnitt der Röhre. Fig. 4 Querdurchschnitt der Rinne, welche an der Röhre angegossen ist und das biegsame Tau aufnimmt, um die Spalte oder Nuth zu verschließen. Die gußeiserne Röhre a, von 40 englischen Zollen (1,216 Met.) innerem Durchmesser und 25 Millimeter Dike, ist sorgfältig in ein Mauerwerk eingelassen und darauf mittelst angegossener Ohren befestigt. An dieser Röhre, welche die ganze Spurweite einnimmt, befinden sich die Schienen b, b, worauf der Wagen läuft; sie ist oben ihrer ganzen Länge nach mit einer Nuth c versehen, über welche die Rinne d hervorragt, die aus einem Stüke mit der Röhre ist und das biegsame Tau e aufnimmt, welches eine Rolle f, die ihre Lager in dem Arme des Wagens g hat, in die Rinne preßt, so daß die Nuth verstopft wird. Dieses Tau wird durch eine in der Mitte des Wagens angebrachte Rolle h gehalten. Der Kolben 1, welcher in dem Inneren der Röhre gleitet, ist aus folgenden Theilen zusammengesezt: Auf dem Grunde der Röhre a und parallel mit der Nuth ist der Länge nach eine Schiene k befestigt, worauf zwei Scheiben l, l mit vertieften Kränzen laufen, welche Scheiben ihren Drehungspunkt in einem Stüke m haben, das mit einem Arme n versehen ist, welcher durch die Nuth sezt. Dieser Arm, welcher aus einer starken schmiedeisernen Platte besteht, reicht unter den Wagen und ist mit demselben durch Schrauben verbunden; er trägt auch noch eine starke horizontale Stange, welche mit zwei kleinen Rollen o, o, Fig. 2, versehen ist, die bei dem Durchgange durch die Nuth dem Arme als Führung dienen, so daß er die Ränder der Nuth nicht berühren kann, um die Reibung zu vermeiden. Die Verlängerung des Stükes m ist durch eine Stange p gebildet, welche stark genug seyn muß, um sich unter dem Gewichte des Kolbens nicht zu biegen. Der schirmförmige Kolben besteht aus einem starken eisernen Rahmen, worauf eine Platte von Eisenblech genietet ist, die in das Innere der Röhre paßt, doch so daß der Kolben sich leicht und ohne Reibung bewegen kann. Der Erfinder hat an dem unteren Theile dieses Kolbens eine Klappe angebracht, welche man mittelst einer Kette r, die über eine Rolle geht, öffnen kann. Diese Klappe ist dazu bestimmt, die Luft in die Röhre einströmen zu lassen, wenn man den Wagenzug anhalten will. Um den Kolben vertical zu erhalten, ist er noch mittelst Winkelstangen an der Stange p befestigt. An dem Vordertheile des Wagens sind Federn angebracht, die mit einem Rahmen verbunden sind, welcher horizontale Frictionsrollen s, s trägt, die außen an der Rinne, aber unterhalb ihres Randes t, t laufen und dazu dienen, die Räder des Wagens von der Röhre entfernt zu halten, damit keine Reibung zwischen ihnen und der Röhre entsteht. Aehnliche Rollen sind an allen Wagen des Zuges angebracht. Das biegsame Tau, welches in der Rinne liegt, um die Nuth zu verstopfen, ist so lang als die ganze Röhre. Es ist schwer genug, um sich schon bei einem schwachen Druk der Rolle f auf den Grund der Rinne zu legen, und so die Nuth zu verstopfen. Dieses System welches sich Hr. Hosking am 20. Dec. 1834 in Frankreich patentiren ließ, wurde in der Nähe von London versucht. Der Versuch wurde aber aufgegeben, weil man die Vortheile nicht erreichte, welche sich der Erfinder versprochen hatte, sey es nun wegen ungenauer Ausführung der einzelnen Theile, oder wegen der Schwierigkeit in einer Röhre von so großem Durchmesser ein Vacuum hervorzubringen. Einige Jahre später griffen die HHrn. Clegg und Samuda die Sache wieder auf, wo sie Hr. Pinkus gelassen hatte, brachten aber an seinem Systeme wesentliche Verbesserungen an. Wir wollen uns nun mit diesem lezten Systeme beschäftigen, welches in Frankreich für Hrn. Bonfil am 29. Sept. 1838 patentirt wurde. Wir schöpfen die Einzelnheiten aus dem interessanten Berichte über die Eisenbahnen, welcher von Hrn. Edmund Teisserenc dem Ministerium der Staatsbauten übergeben wurde. Die Röhre, welche zwischen den Schienen, und zwar in gleicher Entfernung von beiden liegt, ist ihrer Länge nach mit einer Oeffnung versehen, welche breit genug ist, um den verticalen mit dem Kolben verbundenen Arm durchzulassen; eine Lederklappe, welche mit Eisenplatten beschlagen ist, bedekt diese Oeffnung, wenn man die Röhre luftleer machen will, öffnet sich um den verticalen Kolbenarm durchzulassen und schließt sich wieder, sobald er durchgegangen ist. Eine Art Kitt, welcher durch eine besondere Vorrichtung an dem ersten Wagen den Rand der Klappe verschließt, macht die Berührung der Klappe mit der Röhre vollkommener und das Eindringen der äußeren Luft schwieriger. Die Röhre befindet sich also immer in dem Zustande, in welchem sie functioniren kann. Der Kolben, welcher aus einem gußeisernen Cylinder, dessen Durchmesser etwas kleiner als derjenige der Röhre ist, besteht, und an den beiden Enden mit einem Lederstulpen versehen ist, befindet sich 1,40 Met. vor dem Verbindungsarme, mit welchem er durch einen eisernen Rahmen fest verbunden ist. Dieser Rahmen besteht aus zwei verticalen Eisenplatten, die durch Bolzen mit einander verbunden sind; er trägt zugleich den Kolben, den Verbindungsarm und an der hinteren Seite ein Gegengewicht, und dient vier Rollen als Lager, wovon die einen zur Rechten, die anderen zur Linken des Verbindungsarms angebracht sind und welche verschiedene Durchmesser haben. Ihre Bestimmung ist, die Klappe nach und nach zu heben, um den Verbindungsarm durchzulassen. Sobald der Verbindungsarm durchgegangen ist, fällt die Klappe durch ihr eigenes Gewicht zu; sie wird dann augenbliklich durch ein kleines, an dem ersten Wagen angebrachtes Rädchen gegen die Röhre angedrükt und durch den Kitt (aus Wachs und Talg) verschlossen. Durch diese Anordnung zwingt der Luftdruk, welcher auf den Kolben stattfindet, die Lederstulpen an dem Kolben sich genau an die Innenwände der Röhre anzulegen, was die Berührung vollkommen und das Eindringen der Luft zwischen Kolben und Röhre unmöglich macht. Der Theil der Klappe, welcher durch die Rollen gehoben werden soll, hat den Luftdruk auf beiden Seiten und drükt also nicht stärker auf die Rollen, als bloß durch sein eigenes Gewicht. Die Klappe, welche beim Durchgang des Verbindungsarms offen steht, ist noch geschlossen, wenn der Kolben darunter weggeht. Die Bewegung ist ganz regelmäßig und erfordert keine Kraftanstrengung. So vollkommen aber auch die Berührung der Klappe und des Kolbens mit der Röhre ist, so findet die äußere Luft doch noch immer zahlreiche Zwischenräume, wo sie eindringen kann. Da nun die Luftpumpe nicht nur diese eindringende Luft immer wegzuschaffen hat, sondern auch die ursprünglich in der Röhre enthaltene Luft auspumpen muß, um eine Bewegung des Kolbens hervorzubringen, so begreift man, daß eine einzige Maschine nur eine Röhre von beschränkter Länge mit Vortheil bedienen kann. In dem Augenblik, wo ein Wagenzug auf der atmosphärischen Eisenbahn in Bewegung gesezt werden soll, muß die Luft in der Röhre auf den gehörigen Grad verdünnt seyn, um sogleich die Geschwindigkeit und die Triebkraft, welche man erreichen wollte, hervorzubringen. Verläßt der Wagenzug die Wirkungssphäre einer Luftpumpe, um in die einer nächstfolgenden einzutreten, so muß die Luft in der Röhre, in welche der Kolben nun eindringen soll, bereits verdünnt seyn; alsdann ist aber die Röhre an ihren beiden Enden verschlossen: es bietet sich also eine neue Schwierigkeit dar, welche darin besteht, daß der Stoß des mit seiner ganzen erlangten Geschwindigkeit ankommenden Kolbens gegen die Schlußklappe vermieden werden muß. Die Schlußklappe muß also mit kleinem Kraftaufwand geöffnet werden können, so daß der Kolben in die Röhre eindringen kann, ohne jedoch der äußeren Luft den Zutritt zu gestatten und ohne den Wagenzug anzuhalten. Die HHrn. Clegg und Samuda haben diese Schwierigkeit durch eine sehr sinnreiche Einrichtung überwunden. Die Klappe öffnet sich in dem Augenblik, wo der Kolben die Röhre schon verschließt und zwar durch die Wirkung des Kolbens selbst; die Kraft welche der Kolben dazu braucht, ist höchst unbedeutend und es dringt dabei keine Luft ein. Auch der Austritt des Kolbens aus einer Röhre bewirkt keinen Stoß, obgleich sich eine Schlußklappe auch an dem Ende der Röhre befindet. Die Vorrichtung, welche von den Erfindern angewandt wurde, ist folgende: die Luftpumpe y, Fig. 16, welche zur Seite der Bahn angebracht ist, steht mit der Triebröhre durch ein Saugrohr z in Verbindung. Es genügte diese Saugröhre einige Meter von der Schlußklappe entfernt anzubringen, um jedes Zusammenstoßen des Kolbens mit der Schlußklappe unmöglich zu machen. Sobald der Kolben an der Saugröhre vorbeigegangen ist, verdichtet sich die Luft vor dem Kolben, da sie nicht mehr ausgepumpt wird, mehr und mehr, bis ihre Spannung größer als die der äußeren Luft ist, wo sich dann die Klappe von selbst öffnet. Fig. 5 ist eine verticale Ansicht des ganzen Apparates. Fig. 6 der Grundriß desselben. Fig. 7 der Längendurchschnitt der Röhre und des ersten Wagens nach der Linie A B, Fig. 8. Fig. 8 vordere Ansicht des Apparates und des Wagens. Fig. 9 Querdurchschnitt der Triebröhre vor der Ankunft des Kolbens. Tiese Ansicht ist in einem größeren Maaßstabe gezeichnet, um zu zeigen wie die Längenklappe, welche hier geschlossen ist, mit der Röhre verbunden ist. Der Dekel ist zugeklappt. Fig. 10 Querdurchschnitt der Triebröhre, in dem Moment, wo die Klappe geschlossen ist und unmittelbar nach dem Durchgange des Verbindungsarmes des Kolbens. Fig. 11 Querdurchschnitt der Röhre, in dem Augenblik wo der verticale Verbindungsarm durchgeht. Fig. 12 zwei Ansichten der Austrittsklappe. Sie besteht aus einem einfachen hölzernen, mit Leder belegten Dekel, welcher sich um eine Angel dreht. Fig. 13 horizontaler Durchschnitt der Büchse, in welcher die Eintrittsklappe enthalten ist. Fig. 14 Grundriß derselben, wenn sie bedekt ist. Fig. 15 verticaler Durchschnitt der Büchse und des darauf befindlichen Schiebers nach der Linie C D, Fig. 14. Fig. 16 stellt die gegenseitige Lage der Röhre und der Luftpumpen dar. In allen Ansichten bezeichnen dieselben Buchstaben den nämlichen Gegenstand. a gußeiserne Triebröhre, von der jedes Stük 2,743 Meter lang ist, und 45 Cent. Durchmesser hat; diese Röhre ist im Innern mit einer Lage von Wachs und Talg von 2–3 Millimeter Dike bekleidet, um die Unebenheiten des Gusses auszugleichen und die Bewegung des Kolbens zu erleichtern; sie endigt in einen Trichter, wie man aus Fig. 6 ersieht, damit der Kolben leicht von selbst durch die erlangte Geschwindigkeit und ohne daß die Bewegung unterbrochen wird, in dieselbe eindringen kann. b, b Ohren, mittelst welcher die Röhre auf den Querschwellen der Eisenbahn befestigt ist. c, c Muffe, um die Röhren unter sich zu vereinigen. d verticaler Verbindungsarm: er ist umgebogen, wie man aus Fig. 11 sieht, damit er durch die Nuth geht und doch die Lederklappe so wenig als möglich hebt. e Verbindungsart dieses Armes mit dem ersten Wagen. f arbeitender Kolben. g, g Rollen, welche an der Kolbenstange befestigt sind und dazu dienen, die Lederklappe aufzuheben. h Gegengewicht am anderen Ende der Kolbenstange. i Eisenplatten, welche den Kolben, den Verbindungsarm d und das Gegengewicht mit einander vereinigen. Einzelne Theile der Lederklappe, welche die Röhre der Länge nach verschließt. j Lederklappe mit den zwei Eisenbeschlägen, welche sie verstärken (Fig. 9). k eiserne Rolle, welche nach dem Durchgange des Verbindungsarmes die Klappe zudrükt. l Dekel, welcher die Klappe gegen die Witterung schüzen muß: er besteht aus Eisenplatten, und fällt durch sein eigenes Gewicht zu, nachdem der Verbindungsarm durchgegangen ist. m Rolle, welche den Dekel hebt. n eiserne Büchse, welche an den Seiten mit Löchern versehen ist und die man kurz vor der Abfahrt mit glühenden Kohlen füllt: da sie beständig auf einer hohen Temperatur erhalten wird, so schmilzt die Röhre, welche die Verlängerung der Büchse bildet, die in der Ninne o enthaltene Mischung von Talg und Wachs. Die Seite 1 der Klappe ist fest an der Röhre und mit ihr zusammengegossen. Ist die Lederklappe an ihren Plaz gebracht, so legt man den Eisenstab 2 darauf, welchen man mit der Metallplatte 3 bedekt; man preßt hierauf 3 stark gegen 1 und 2, indem man die Schrauben 4 anzieht, dann regulirt man durch die Schrauben 5 die Entfernung von 1 und 2. p ist die Austrittsklappe: sie besteht aus einem sich um eine Angel drehenden Dekel, welcher mit Leder garnirt ist. q halbcylindrische gußeiserne Büchse, welche an der Seite der Röhre angebracht ist: sie verschließt eine doppelte Eintrittsklappe s und t, die sich um eine aufrecht stehendc Achse dreht. Ueber diesem allenthalben vollkommen verschlossenen Halbcylinder befindet sich ein Schieber u, welcher sich über die zwei Oeffnungen v, v′, die im Dekel der Büchse angebracht sind, bewegen, und wenn die Klappe s die Verbindung zwischen dem Raume A und B unterbricht, diese Verbindung nach Art der gewöhnlichen Schieberventile der Dampfmaschinen wieder herstellen kann. Betriebsart der atmosphärischen Eisenbahn. Um die Röhre luftleer zu machen, schließt man die der Maschine zunächst liegende Klappe. Die Klappe s wird in die Stellung gebracht, welche sie in Fig. 13 einnimmt; der Schieber schließt die Oeffnung v und läßt v′ in Verbindung mit der äußeren Luft. Hierauf sezt man die Luftpumpe in Bewegung. Sobald die Barometerröhre den Grad von Luftverdünnung anzeigt, wobei man fahren will und welcher gewöhnlich 18 Zoll Queksilberhöhe beträgt, bringt man den Kolben in die Röhre und schiebt den Schieber so, daß er die Oeffnungen v und v′ mit eineinander verbindet. Die Klappe s öffnet sich dann sogleich und die Klappe t legt sich an die Röhre an, so daß der Bewegung des Kolbens nichts mehr entgegensteht, der dann auch augenbliklich seinen Lauf beginnt. Dieß geschieht nun auf folgende Weise: die Klappen s und t haben verschiedene Durchmesser; den größeren Durchmesser hat t: ist nun der Luftdruk auf s und t gleich, so wird t die Stellung von s bestimmen. Anfangs sind die Seiten B und C der Klappen s und t der Wirkung der Luftpumpe ausgesezt. Der Druk der atmosphärischen Luft wirkt auf die Seiten A und D. Sobald man nun den Schieber so bewegt, daß er die Oeffnungen v und v′ mit einander in Verbindung bringt, wird die Luft, welche in dem Theile A enthalten war, sich sogleich mit derjenigen in B, oder was dasselbe ist, mit derjenigen in der Röhre ins Gleichgewicht der Spannung sezen. Der Druk auf t wird nun kleiner seyn als der Druk der Atmosphäre auf s, und da die stärkere Kraft auf diese lezte Klappe wirkt, so beginnt eine rotirende Bewegung von s gegen B, die Klappe s stellt sich nach der Richtung der Röhre und t legt sich an die ihm gegenüberstehende Wand. Bei Eisenbahnen von großer Länge, welche aus mehreren auf einander folgenden Röhren bestehen, ist es der in Bewegung gesezte Wagenzug, der den Schieber u verstellt, sobald der Kolben in die Röhre eingedrungen ist, und die Klappe wird um so rascher geöffnet, da der Kolben, welcher mit seiner erlangten Geschwindigkeit ankommt, die in D enthaltene Luft vor sich comprimirt und so den Unterschied des Luftdrukes vor und hinter der Klappe beträchtlicher macht. Bei der Eisenbahn zwischen Kingstown und Dalkey in Irland (deren Länge 2,722 Meter beträgt) befindet sich die Dampfmaschine mit der Luftpumpe, welche sie in Bewegung sezt, auf dem höchsten Punkte der Bahn, d. h. in Dalkey. Diese Maschine, eine Condensations- und Expansionsmaschine von 100 Pferdekräften, gehört in die Classe der direct wirkenden, ohne Balancier. Sie ist mit der Triebröhre durch ein Saugrohr von 5 Centimeter Durchmesser verbunden. Die Triebröhre besteht aus einer Reihe von Röhren, von denen eine in die andere gestekt ist, gerade so, wie gewöhnlich die Gasleitungsröhren verbunden werden; nur bringt man, um sie ganz luftdicht mit einander zu verbinden, in den Zwischenraum zwischen Muff und Röhre zuerst eine Lage von Tauen, die in Leinöhl eingeweicht sind, dann einen Kitt von Wachs und Oehl, dann Taue, die mit Theer getränkt sind. Die Nuth oben auf der Röhre wird zulezt mit der Hobelmaschine gemacht; sie ist 31 Millimeter breit. Die atmosphärische Eisenbahn geht vom Bahnhofe der Eisenbahn, welche nach Dublin führt, in Kingstown ab, dann in einem Tunnel unter dem Thorwalle weg, bleibt 800 Meter lang horizontal und steigt hierauf gleichmäßig 9 Millimeter per Meter bis bei Dalkey, wo sie mit einem Falle von 17½ Millimeter endigt. Die HHrn. Clegg und Samuda haben sich verbindlich gemacht einen Apparat zu liefern, der im Stande ist, 26 Tonnen mit einer Geschwindigkeit von 48 Kilometern in der Zeitstunde zu bewegen. Der erste vorläufige Versuch mit diesem Bahnsystem wurde am 19. August 1843 gemacht; er fiel vollkommen befriedigend aus und man erlangte eine Geschwindigkeit von 2 Kilometern in 4 Minuten oder 30 Kilom. in der Zeitstunde. Andere spätere Versuche sichern den Erfolg der Unternehmung. Eine große Anzahl von Reisenden hat während dieser Zeit ohne den geringsten Unfall die Bahn befahren, ungeachtet der zahlreichen Krümmungen, über welche man jedesmal mit Leichtigkeit gelangte. Hr. Mallet, Divisionsinspector des Straßen- und Brükenbaues, welcher von der französischen Regierung beauftragt war die atmosphärische Eisenbahn zu untersuchen, ist von seiner Sendung zurükgekehrt. Der Versuch, welchem er beiwohnte, fiel vollkommen befriedigend aus; viel beträchtlichere Steigungen, als man bei den gewöhnlichen Eisenbahnen anwenden kann, stören den Dienst nicht im geringsten; Krümmungen, deren Radius den vierten Theil derjenigen beträgt, die in Frankreich als Minimum vorgeschrieben sind, wurden ohne Anstand befahren. Die Geschwindigkeit war 12, 16 und sogar 18 Lieus in der Stunde. Der Mechanismus arbeitet gut, und jedes Zusammenstoßen der Wagen ist unmöglich. Die Vortheile des neuen atmosphärischen Systems bestehen hauptsächlich: 1) in ziemlich beträchtlicher Ersparniß bei den Anlags- und Unterhaltungskosten; 2) in Vermehrung der Geschwindigkeit; 3) Sicherheit gegen Unglüksfälle, welche heutzutage so häufig sind, wie Achsenbrüche, Brandunglük, Ausspringen der Wagen aus den Schienen etc. 4) in der Möglichkeit, die Eisenbahnen neben den gewöhnlichen Straßen anzulegen, und so den sehr theuren Ankauf von Grundstüken und die kostspieligen Erdarbeiten zu vermeiden.