LXVIII. Verbesserungen an den Locomotivmaschinen oder Dampfwagen fuͤr Eisenbahnen, worauf sich Robert Stephenson, Ingenieur von Newcastle-upon-Tyne, in der Grafschaft Northumberland, am 7. October 1833 ein Patent ertheilen ließ. Aus dem Repertory of Patent-Inventions. November 1834, S. 261. Mit Abbildungen auf Tab. VI. Verbesserte Locomotivmaschinen oder Dampfwagen fuͤr Eisenbahnen. Meine Verbesserungen an den Locomotiv-Dampfmaschinen oder Dampfwagen, deren man sich gegenwaͤrtig zum schnellen Transporte von Reisenden und Guͤtern auf den Eisenbahnen mit Kantenschienen (edge rails) bedient, beziehen sich auf jene Art von Locomotivmaschinen, welche man auf der Liverpool-Manchester-Eisenbahn benuzt, und von denen die erste bekanntlich den Namen „der Planet“ erhielt. An diesen Locomotivmaschinen sind die beiden Hauptraͤder, welche von der Maschine getrieben werden, an einer zwei Mal abgebogenen Achse, die durch die Kolbenhube der Dampfcylinder in Bewegung gesezt wird, angebracht, so daß die Locomotivmaschine laͤngs der Kantenschienen, auf denen die erwaͤhnten Hauptraͤder ruhen, fortrollen muß. Nach meinen neuen Verbesserungen lasse ich nun die Reifen der erwaͤhnten Hauptraͤder der Locomotivmaschinen, welche auf die angegebene Weise aufgezogen und in Bewegung gesezt werden, flach und ohne alle hervorragende Seitenraͤnder auf den Kantenschienen laufen; waͤhrend ich unter dem Hinteren Theile oder Ende der Maschine noch zwei kleine Raͤder anbringe, deren Reifen mit hervorstehenden Randstuͤken versehen sind, damit dieses Hintere Ende auf diese Weise beim Fortlaufen auf der Bahn in gerader Richtung auf den Schienen erhalten wird; und damit auch ein Theil des Gewichtes des Ofenendes des Kessels auf denselben ruht, gleichwie jene beiden kleinen Raͤder, die bisher schon vorhanden waren, einen Theil des Gewichtes des Rauchfang-Endes des Kessels, an welchem sich die Dampfcylinder befinden, tragen. Meine Verbesserungen bestehen aber ferner auch in der Anwendung kleiner Nebendampfkolben, welche in entsprechende Cylinder eingepaßt sind. Diese Cylinder koͤnnen naͤmlich, wenn es erforderlich ist, durch Umdrehen eines Hahnes von dem Kessel aus mit Dampf versehen werden, so daß hiedurch eine doppelte Bremse (brake) oder zwei Kloͤze an den Umfang der Reifen der Hauptraͤder sowohl, als der kleinen mit hervorstehenden Raͤndern versehenen Nebenraͤder angedruͤkt, und auf diese Weise eine Reibung und ein Widerstand erzeugt werden kann, durch welchen sich die Bewegung der Raͤder und folglich das Fortrollen der Maschine auf den Schienen, wenn es noͤthig seyn sollte, unterbrechen laͤßt. Durch meine Verbesserungen bezweke ich einigen Mangeln abzuhelfen, die sich bei der Anwendung der gegenwaͤrtig gebraͤuchlichen Locomotivmaschinen auf der Liverpool-Manchester, Eisenbahn ergeben haben. Man fand naͤmlich, daß die winkelfoͤrmig abgebogenen Achsen der großen Raͤder leicht brechen, und die Maschinen dann von der Eisenbahn abweichen, und manchmal umgestuͤrzt oder anderweitig beschaͤdigt werden koͤnnen; ja ein solches Abgleiten der Raͤder von den Schienen erfolgte in einigen Faͤllen selbst schon dann, wann die winkelfoͤrmig abgebogene Achse nicht ein Mal brach, sondern bloß eine Ausdehnung oder Verkruͤmmung erlitt. Auch zeigte sich's, daß die gewoͤhnlichen, von Menschenhand gefuͤhrten Bremsen oder Kloͤze an den Raͤdern der Dampfwagen nicht mit genug Kraft und Staͤtigkeit angewendet werden konnten, und daß es daher nicht moͤglich war, die Bewegung der Raͤder und folglich das Fortrollen der Maschine so ploͤzlich zu unterbrechen, als es besonders dann wuͤnschenswerth gewesen waͤre, wenn die Wagen mit sehr großer Geschwindigkeit fuhren, und wenn sie auf eine gebrochene oder in Unordnung gerathene Stelle der Eisenbahn oder auf irgend ein anderes Hinderniß stießen. Auch brannten die Kessel dieser Maschinen in ihrem Inneren schnell aus, so daß deren Ausbesserung bestaͤndig große Unkosten und Arbeit verursachte. Meine Erfindungen und Verbesserungen werden nun diesen Maͤngeln steuern oder sie wenigstens vermindern. Denn wenn man an den Haupttreibraͤdern, was bisher an Kanten schienen noch nie versucht wurde, flache Reifen ohne hervorstehende Raͤnder anwendet, so wird die winkelfoͤrmig abgebogene Achse endwaͤrts nie irgend einer Dehnung ausgesezt seyn, wenn die Maschine an seitwaͤrts abhaͤngige Stellen (sidings), Umkehrstellen (turnings) oder Durchkreuzungsstellen (crossings) der Schienen gelangt, oder wenn sie laͤngs Kruͤmmungen der Bahn fortzulaufen hat. Unter diesen Umstaͤnden haben naͤmlich die winkelig abgebogenen Achsen die groͤßte Gewalt auszuhalten, und unter diesen Umstaͤnden werden sie am haͤufigsten verbogen oder gebrochen, indem die Maschine hier immer eine Neigung bekommt die Schienen zu verlassen, und indem dieser Neigung bloß durch die hervorstehenden Randstuͤke der Raͤder entgegengewirkt wird. Da nun aber die Achsen der kleinen Raͤder an den verbesserten Maschinen gerade, und folglich kuͤrzer, als die winkelig abgebogenen sind; da sie ferner nur eine nach Abwaͤrts wirkende Last zu tragen und keine Drehung auszuhalten haben, und da ihre Raͤder endlich klein sind, so werden diese geraden Achsen mit einer weit kuͤrzeren Hebelkraft seitwaͤrts gezerrt, so daß sie meistens von hinreichender Staͤrke befunden wurden und nur selten brachen. Die winkelig abgebogenen Achsen hingegen haben eben wegen dieser Abbiegung eine weit groͤßere Laͤnge; sie haben uͤberdieß von Seite der Kolben, von denen sie in Bewegung gesezt werden, eine auf Biegung und Drehung abzielende Kraft auszuhalten, und daher kommt es denn, daß diese Achsen weit haͤufiger einem Unfaͤlle ausgesezt sind. Diese Unfaͤlle ereigneten sich wahrscheinlich dann am haͤufigsten, wenn die Achsen durch die seitliche Wirkung der Randstuͤke der Treibraͤder auf die inneren Kanten der Schienen eine noch groͤßere Gewalt auszuhalten hatten. Diese seitliche Wirkung tritt aber, wie schon oben gesagt, dann ein, wenn die Maschine in den oben angefuͤhrten Faͤllen eine Neigung hat, die Schienen zu verlassen; und diese seitliche Wirkung der Randstuͤke der Treibraͤder auf die Kanten der Schienen trachtet hier wegen der bedeutenden Groͤße der Raͤder und wegen der bedeutenden Laͤnge der winkelig abgebogenen Achse mit weit groͤßerer Hebelkraft diese Achse zu biegen und zu drehen. In dem Augenblike aber, in welchem die Achse aus diesem Grunde ausgedehnt oder so gebogen wurde, daß die Hauptraͤder aus ihrer rechtwinkeligen Stellung gegen die Achse kamen, in demselben Augenblike wird die Neigung zur seitlichen Kruͤmmung der Achse, und die Neigung des Wagens die Bahn in einer nach der Seite gekehrten Stellung zu verlassen noch groͤßer werden. Es erhellt offenbar, daß jede seitliche Bewegung der winkelig abgebogenen Achse, wenn sie auch von einem Bruche noch weit entfernt ist, dadurch, daß sie die Raͤder aus der rechtwinkeligen Stellung bringt, eine heftige seitwaͤrts ansteigende Bewegung der ganzen Maschine hervorbringen muß; und daß daher bei der fortlaufenden Bewegung der Maschine hiedurch nothwendig eine bedeutende Gefahr des Bruches der Achse oder ein Abgleiten der Maschine von den Schienen erfolgen wird. Diese Neigung zu Verbiegungen oder gar zum Bruche der winkelig abgebogenen Achse wird nun bedeutend vermindert werden, wenn man an den Haupttreibraͤdern die hervorstehenden Randstuͤke beseitigt; und wenn man sich dafuͤr ganz auf die Randstuͤke der beiden kleinen Nebenraͤder verlaͤßt, die meiner Erfindung gemaͤß unter jenem Ende des Kessels, an welchem sich die Feuerstelle befindet, angebracht werden sollen. Da die Achse dieser Raͤder naͤmlich gerade ist, so laͤßt sich mit allem Grunde erwarten, daß sie die Gewalt, der sie ausgesezt wird, auszuhalten im Stande und folglich auch faͤhig seyn wird, ohne Gefahr der Verbiegung oder eines Bruches die Maschine auf den Schienen zu erhalten. Wenn man meiner zweiten Erfindung gemaͤß den Druk des Dampfes in hohlen Cylindern auf Kolben, die in diese Cylinder passen, wirken laͤßt; und wenn durch die diesen Kolben mitgetheilte Bewegung die Bremsen oder Kloͤze gegen die Raͤnder der Raͤder angedruͤkt werden, so entsteht dadurch eine Reibung und ein Widerstand, und mittelst dieser laͤßt sich das Anhalten der Maschine schneller, mit weniger Muͤhe und mit weniger Kraftaufwand bewerkstelligen, als nach der gewoͤhnlichen Methode, nach welcher diese Vorrichtungen durch die Kraft des Maschinenwaͤrters in Anwendung gebracht werden. Meiner Erfindung gemaͤß hat naͤmlich dieser Mann, wenn er eine Gefahr bemerkt, die ein moͤglichst schnelles Anhalten erfordert, nachdem er, wie gewoͤhnlich den Dampfzutritt unterbrochen, nichts weiter zu thun, als den Hahn, der sich an einer kleinen Dampfroͤhre befindet, umzudrehen. Die Roͤhre fuͤhrt naͤmlich dann den Dampf aus dem Kessel in die erwaͤhnten hohlen Cylinder, in denen sich die Kolben befinden; und so wie der Dampf auf diese Kolben wirkt, kommen die Bremsen mit weit groͤßerer Kraft und mit weit mehr Erfolg in Thaͤtigkeit, als dieß bei der bisherigen Methode je moͤglich war. Ueberdieß hat der Maschinenwaͤrter bei meiner Erfindung nach dem Oeffnen des erwaͤhnten Hahnes, und nachdem er dadurch die Bremsen mit dem Umfange der Raͤder in Beruͤhrung gebracht, auch die Haͤnde frei, so daß er sich waͤhrend des Anhaltens der Maschine mit anderen Dingen beschaͤftigen kann. Ich muß jedoch bemerken, daß man denselben Zwek auch erreichen kann, wenn man statt Dampf Wasser aus dem Kessel in den erwaͤhnten hohlen Cylinder treten laͤßt; der Druk des Wassers wird naͤmlich auf gleiche Weise wie der Druk des Dampfes auf die Kolben und Bremsen wirken. Um die Raͤder von den erwaͤhnten Bremsen zu befreien und um diese lezteren außer Thaͤtigkeit zu sezen, muß der vorher geoͤffnete Hahn wieder geschlossen werden, damit die Communication des Dampfkessels mit den hohlen Cylindern, in denen sich die Kolben bewegen, abgeschlossen wird; dafuͤr muß aber nun ein anderer Hahn geoͤffnet werden, damit der Dampf oder das Wasser, die in den hohlen Cylindern thaͤtig waren, in die freie Luft entweichen, und sowohl die Kolben, als die Bremsen in ihre fruͤhere Stellung zuruͤkkehren koͤnnen. Dasselbe laͤßt sich auch bezweken, wenn man den Hahn, der den Dampf oder das Wasser eintreten laͤßt, doppelwegig macht, damit der Dampf oder das Wasser eintreten kann oder abgeschlossen wird, je nachdem man den Hahn nach der einen oder nach der entgegengesezten Seite dreht. Das Ausbrennen der Kessel laͤßt sich gleichfalls vermindern, wenn man die Locomotivmaschinen meiner Erfindung gemaͤß baut; denn in Folge der Anwendung von 6 Raͤdern kann man auch den Kesseln mehr Ausdehnung geben. Die kleinen Raͤder, die ich unter dem Hinteren Ende des Kessels anbringe, tragen das groͤßere Gewicht, welches die groͤßere Ausdehnung des Kessels mit sich bringt, so daß also keine Beschaͤdigung der Schienen moͤglich ist. Fuͤr die kleinen Nebenraͤder muͤssen Tragfedern angebracht werden, gleichwie dieß an den gewoͤhnlichen Maschinen an den uͤbrigen Raͤdern der Fall ist. Diese Tragfedern werden bewirken, daß alle 6 Raͤder sanft auf den Schienen aufruhen und alle Erschuͤtterungen vermieden werden. Die relativen Gewichte oder die einzelnen Theile des Gewichtes der Maschine, die von jedem der 6 Raͤder getragen werden sollen, werden durch die Staͤrke und durch die Stellung ihrer respectiven Tragfedern regulirt. Die Hauptraͤder, welche durch die Triebkraft der Maschine in Bewegung gesezt werden, muͤssen in allen Faͤllen eine solche Last bekommen, daß dadurch eine Adhaͤsion der Raͤder an den Schienen, bei welcher das Glitschen derselben unmoͤglich wird, entsteht. Wenn nun in Folge meiner Verbesserungen ein groͤßerer, eine ausgedehntere Heizoberflache darbietender Kessel angewendet wird, so ist eine minder intensive Feuerung noͤthig, um die zum Betriebe der Maschine noͤthige Quantitaͤt Dampf zu erzeugen. Hieraus ergibt sich nicht nur der Vortheil, daß die Kessel nicht so schnell ausbrennen, sondern die Maschine arbeitet auch andererseits unter guͤnstigeren Umstaͤnden. Die Geschwindigkeit des verbrauchten Dampfstromes, der zur Erzeugung eines raschen Zuges und folglich auch einer lebhafteren Verbrennung des Brennmateriales in den Rauchfang geleitet wird, kann naͤmlich bedeutend vermindert werden; und daher kann der verbrauchte Dampf nun leichter aus den Cylindern entweichen, als bisher, wo eine sehr scharfe und ploͤzliche Stroͤmung dieses Dampfes in den Cylinder empor durchaus noͤthig war, um jene lebhafte Verbrennung zu erzeugen, bei welcher die gegenwaͤrtig gebraͤuchlichen Kessel allein die erforderliche Menge Dampf liefern. Diese heftige und ploͤzliche Stroͤmung laͤßt sich jedoch nur erreichen, wenn man die Austrittsmuͤndung verengert oder drosselt, und wenn man dadurch den freien Austritt des Dampfes aus den arbeitenden Cylindern so hemmt, daß die Kraft der Kolben dadurch Schaden leidet. Es wird also auf diese Weise nicht nur die Kraft des Kolbens zerstoͤrt, sondern das Metall des Kessels verbrennt auch in kuͤrzerer Zeit. Das beste und sicherste Mittel hiegegen liegt in der Vergroͤßerung der Heizoberflaͤche des Kessels und in dem Betriebe desselben mit einem minder heftigen Feuer; man wird hiedurch nicht nur den erwaͤhnten großen Maͤngeln steuern, sondern es wird sich auch eine Ersparniß an Brennmaterial ergeben. Die Anwendung groͤßerer Kessel und alle hieraus entspringenden Vortheile sind jedoch durch die Anwendung der beiden kleinen, unter dem Ofenende des Kessels angebrachten Raͤder bedingt, indem die gegenwaͤrtig gebraͤuchlichen Maschinen bereits fuͤr die jezigen Schienen zu schwer sind, und also nothwendig eher eine Verminderung der Last fordern, als eine Erhoͤhung derselben zulassen. Ich muß jedoch erklaͤren, daß ich die Anwendung von 6 statt 4 Raͤdern als bloßes Mittel das Gewicht oder die Last besser zu vertheilen und zu tragen, nicht als meine Erfindung in Anspruch nehme; sondern daß meine Erfindung 1) hauptsaͤchlich auf der Anwendung großer Raͤder ohne hervorstehende Randstuͤke an der winkelig abgebogenen Achse der Locomotivmaschine beruht, wobei ich diese Treibraͤder durch ein drittes, kleines, unter dem Hinteren Ende des Kessels angebrachtes, mit hervorstehenden Raͤndern ausgestattetes, und gleich den uͤbrigen Raͤdern mit Tragfedern versehenes Raͤderpaar unterstuͤze. Ich erklaͤre ferner, daß meine Erfindung 2), wie gesagt, in der Anwendung des Drukes des im Kessel enthaltenen Dampfes oder Wassers zum Behufe des Sperrens der Raͤder mit den beschriebenen Bremsen liegt. Auf die Anwendung von 6 Raͤdern an Dampfmaschinen, die auf Kantenschienen laufen, gruͤnde ich durchaus keine Anspruͤche, so lange die beiden Treibraͤder Reifen mit hervorstehenden Randstuͤken haben. Die auf Taf. VI. beigefuͤgten Zeichnungen werden diese meine Erfindungen anschaulich machen. Fig. 8 ist ein Seitenaufriß, Fig. 9 ein Endeaufriß, und Fig. 10 ein an dem Ende genommener Durchschnitt meiner Locomotivmaschine. K sind hier die Haupt- oder Treibraͤder, deren Reifen keine hervorstehenden Raͤnder haben, welche auf den Kantenschienen L laufen, und welche, wie Fig. 11 am deutlichsten zeigt, an der winkelig abgebogenen Welle aufgezogen sind. M ist das dritte kleine Raͤderpaar, dessen Reifen mit hervorstehenden Raͤndern versehen sind, und welches sich unter dem hinteren Ende des Ofens befindet. O bezeichnet das gewoͤhnliche, kleine, gleichfalls mit hervorstehenden Raͤndern ausgestattete Raͤderpaar, welches sich unter dem vorderen Ende des Kessels und unter den arbeitenden Cylindern befindet. Die kleinen Raͤderpaare M und O erhalten die Maschine bei ihrem Fortrollen auf der Eisenbahn gerade auf derselben. Die großen Raͤder K haben bloß die Maschine vorwaͤrts zu bewegen und einen angemessenen Theil der Last zu tragen; ihre Reifen haben deßhalb keine hervorstehenden Randstuͤke, und daher ist die winkelig abgebogene Achse dieser Raͤder auch von aller der Gewalt, die sonst durch die seitliche Wirkung dieser Raͤder auf die Kanten der Schienen ausgeuͤbt wird, befreit. Fig. 12 zeigt die Bremse zum Sperren der Raͤder, die man in Fig. 8 an Ort und Stelle angebracht sieht, einzeln fuͤr sich. A ist der hohle Cylinder, in welchen ein Kolben eingepaßt ist, der, wie man sieht, durch den Hebel y und eine gerade Stange f auf die beiden Bremsen oder Kloͤze D, D wirkt, die mit pendelartigen Gelenken z an dem in dem Gestelle befestigten Mittelstifte oder Bolzen E aufgehaͤngt sind. Die Bremsen oder Kloͤze D, D werden an den Umfang der Reifen der Raͤder K und M angedruͤkt; und dieß geschieht mittelst der Gelenkstuͤke g, g, welche zwischen den beiden Bremsen D, D angebracht sind, und welche, wenn sie in den aus der Zeichnung ersichtlichen Winkel hinabgedruͤkt werden, die Reifen der Raͤder K, M von den Bremsen befreien. Wenn man aber durch Oeffnen des Hahnes c mittelst der Roͤhre b, b Dampf oder Wasser in den hohlen Cylinder A einstroͤmen laͤßt, so wird der in demselben befindliche Kolben B emporgedruͤkt werden; und dadurch wird der Hebel y mittelst der Stange f die Gelenkstuͤke g, g empor und in eine gerade Linie zu ziehen suchen, so daß demnach die beiden Bremsen oder Kloͤze mit einer groͤßeren Kraft, als sie dem Kolben eigen ist, aus einander getrieben und an den Umfang der Raͤder K und M angedruͤkt werden. Die Vermehrung der Kraft erfolgt naͤmlich durch den Hebel y, der seinen Stuͤzpunkt in dem Mittelstifte x hat, und durch die schiefe Richtung der Gelenkstuͤke g, g. Wird der Hahn c nach entgegengesezter Richtung gedreht, so kann der Dampf durch eine nach Oben gerichtete Muͤndung austreten, und aus den Cylindern in die freie Luft entweichen. Meine Erfindung, d.h. die Anwendung von 6 Raͤdern und die Befreiung der mittleren oder Treibraͤder von den hervorstehenden Randstuͤken laͤßt sich auch an den gewoͤhnlichen, gegenwaͤrtig gebraͤuchlichen Dampfwagen anbringen. Die vorderen Raͤder oder deren Achse wird dann, wie gewoͤhnlich, mittelst Kniehebeln und Verbindungsstangen, die an der aͤußeren Seite hinlaufen, mit der abgebogenen Achse der Treibraͤder in Verbindung gebracht. Die Bremsen oder Kloͤze koͤnnen auch weggelassen werden, wenn man sie entbehren zu koͤnnen glaubt.Der Patenttraͤger hat mehrere Theile, die in der Beschreibung nicht angegeben sind, in seiner Abbildung nicht mit Buchstaben bezeichnet, sondern gleich mit deren Namen benannt. Da dieß in unserer Abbildung der Deutlichkeit halber nicht thunlich war, so haben wir die Namen durch Zahlen ersezt, deren Bedeutung wir hier in einer Note beifuͤgen wollen. 1 ist der Dampfkessel, mit dem Kopfe 2; 3 der Rauchbehaͤlter; 4 der Rauchfang; 5 der Feuerbehaͤlter; 6 die Steuerung; 7,7,7 die Federn; 8 das hoͤlzerne Gestell; 9 das Ofenthuͤrchen; 10 die gerade Achse der Hinteren Raͤder; 11 der Drosselhahn; 12 die Griffe der Steuerung; 13 der Rost; 14, 14 die Steinunterlagen fuͤr die Schienen. A. d. R.