III. Ueber verschiedene Arten von Eisenbahnschienen und deren Fundamentirung; von Dr. A. L. Crelle. Mit Abbildungen auf Tab. I. Crelle, uͤber verschiedene Arten von Eisenbahnschienen. Der Hr. Verfasser stellt in seiner Schrift: Ueber verschiedene Arten etc.von A. L. Crelle Berlin 1837, zuerst die nothwendigen Bedingungen auf, unter welchen eine Eisenbahn-Construction gut zu nennen ist; nach ihm muß sie folgenden sechs Bedingungen entsprechen: Erstlich muͤssen die Schienen, damit die Bahn nicht in Gefahr sey, bald holperig und unbequem und dann um so leichter beschaͤdigst und zerstoͤrt zu werden, eine in allen Punkten gleich starke und hinreichend feste Unterstuͤzung bekommen. Zweitens muß die Bahn so construirt werden, daß der Parallelismus der Schienen nicht leicht durch die Wirkung der Fuhrwerke zerstoͤrt werden kann. Drittens muß das Wasser so vollstaͤndig von und aus dem Damme abgeleitet werden, daß es nicht unter die Fundamentirung der Schienen dringen, den Boden daselbst erweichen und die Stabilitaͤt des Fundaments dadurch schwachen kann. Viertens muß die Eisenbahn so construirt seyn, daß Ausbesserungen nur moͤglichst selten vorkommen koͤnnen, und daß die, welche vorkommen, so gemacht werden koͤnnen, daß die Fahrt so wenig als moͤglich dadurch unterbrochen wird. Fuͤnftens muͤssen die Kosten der Construction, und zwar mit Ruͤksicht auf die dauernde Erhaltung des Werks gerechnet, nicht unverhaͤltnißmaͤßig hoch seyn. Sechstens ist zu wuͤnschen, daß die Construction und Anordnung von der Art sey, daß die Raͤder der Bahnfuhrwerke keiner Spurkraͤnze beduͤrfen, und daß auch gewoͤhnliche Fuhrwerke, von der Spurweite der Bahn, ohne weitere Vorbereitung auf der Bahn fahren koͤnnen. Mit diesen Bedingungen vergleicht er hierauf eine große Anzahl von entweder bereits ausgefuͤhrten oder von ihm besonders angegebenen Constructionen, die wir in folgender Tabelle zuerst nach ihrer Aufeinanderfolge in Bezug auf die Kosten einer preuß. Meile zusammenstellen, und dann im Einzelnen naͤher bezeichnen wollen. Textabbildung Bd. 68, S. 12 Kosten einer Meile Eisenbahn mit einem Schienenpaare. Constructionsart. Anlagekosten. Erhaltungskosten. Anlagekosten. Jaͤhrlich. Thut an Capital. Gesammte Kosten. Rthlr. Sgr. A. Englische Art auf einzelnen Steinen. 1) mit leichten gewalzten Schienen; 2) mit schweren gewalzten Schienen; 3) mit continuirlich zusammengeschraubten Schienen; B. Belgische Art, auf Quertraͤgern. a) auf hoͤlzernen Querstuͤken: 4) mit leichten gewalzten Schienen; 5) mit schweren gewalzten Schienen; 6) mit continuirlich zusammengeschraubten Schienen; b) auf steinernen Querstuͤken. 7) mit leichten gewalzten Schienen; 8) mit schweren gewalzten Schienen; 9) mit continuirlich zusammengeschraubten Schienen; C. Amerikanische Art. 10) mit Laͤngs- und Quer-Unterlagen Fig. 36. D. Reynold'sche Art. 11) mit gegossenen Schienen; 12) veraͤndert, u. mit gewalzten Schienen; E. Neue Arten, mit durchlaufender Fundamentirung. 13) die Fundam. von Eisen, Fig. 37 bis 39; Die Fundamentirung von Stein; 14) mit gegossenen Schienen Fig. 40 und 41; 15) mit gewalzten Schienen, Fig. 42 bis Fig. 45 Die im Bild genannten Verweise sind: Fig. 36; Fig. 37 bis 39; Fig. 40 und 41; Fig. 42 bis Fig. 45. Diese Berechnungen konnten, was die Anlagekosten betrifft, hinreichend genau und mit Zuverlaͤssigkeit gemacht werden. Ruͤksichtlich der Erhaltung beruhen sie freilich nur theilweise auf directen Erfahrungen, weil es noch keine Eisenbahn gibt, die schon lange genug existirte, um in allen Punkten directe Erfahrungssaͤze zu liefern; indessen beruht doch auch die Berechnung der Erhaltungskosten in so weit auf Erfahrungen in anderen analogen Faͤllen, daß die Resultate zu bloßen Vergleichungen, worauf es hier nur ankommt, wohl mit hinlaͤnglicher Gewißheit, und wenigstens naͤherungsweise, zum Maaßstabe werden dienen koͤnnen. Die ersten Constructionen sind fuͤr genuͤgend bezeichnet zu halten, wenn wir anfuͤhren, daß unter leichten Schienen solche verstanden werden, welche nur oben breit sind und à laufenden Fuß 13 3/4 Pfund wiegen, unter schweren Schienen dagegen solche, deren Fuß dem Kopf gleich ist, und die auf den laufenden Fuß 22 Pfd. wiegen. Die gewoͤhnlichen Schienenstuͤhle sind zu 18 Pfd., die Verbindungsstuͤhle zu 21 Pfd. angenommen. – Die Traghoͤlzer der belgischen Constructionsart sollen 12'' breit seyn; statt derselben sind unter b) granitene Stufensteine, 7' lang, 12'' breit, 8'' dik, gerechnet. Die Constructionen 3, 6 und 9 beziehen sich auf stetig zusammengeschraubte und in einzelnen Punkten unterstuͤzte Schienen; die Zusammensezung derselben aus 4 bis 5'' hohen, 6' langen eisernen Streifen ist so gewaͤhlt, daß sie, uͤbereinandergreifend zusammengeschraubt, starre steife Koͤrper bilden, bei welchen jedoch der etwa eintretenden Ausdehnung Raum gelassen ist. Die Construction 10 ist in Fig. 36 abgebildet. Auf den Steinschlag A werden die Schwellen B, von 6'' Breite und 8'' Hoͤhe, gestrekt. Sie sind deßhalb hoͤher als breit, damit sie moͤglichst schon uͤber den Boden emporragen moͤgen. Auf diese Schwellen werden alle 4 Fuß die Querhoͤlzer C, C 1'' tief eingekaͤmmt. Diese Querhoͤlzer koͤnnen dann, wenn mit Dampfkraft gefahren wird, schon ganz frei uͤber dem Boden liegen. Wird mit Pferden gefahren, so muͤssen sie freilich, wegen der Bahn fuͤr die Pferde, ganz verschuͤttet werden. Ueber die Querhoͤlzer werden die Schienenbalken D, von 6'' Breite und 8'' Hoͤhe, 3'' tief eingeschnitten und noch 1'' tief eingekaͤmmt. Die Schienen sind oben, wie es die Zeichnung andeutet, ausgefalzt, damit die eisernen Schienen und der Druk der Wagenraͤder auf die Mitte der Balken treffe, und die Balken so besser tragen. Die Schienen p, q, r sind kniefoͤrmig, oben 2'' breit und an der Seite 2'' tief herunterreichend, welcher hinunterreichende Theil den doppelten Zwek hat, das Holz gegen das Anstreifen der Spurkraͤnze der Raͤder zu schuͤzen, und die Naͤgel aufzunehmen, mittelst welcher die Schienen auf die hoͤlzernen Balken befestigt werden, so daß sie dann oben ganz glatt bleiben koͤnnen. Alle Hoͤlzer werden oben, nach der Breite, von der Mitte aus nach den Seiten abgeschraͤgt oder abgedacht, damit das Wasser weniger darauf verweilen moͤge. Der Damm erhaͤlt zwischen den Schienen, wie es die Figur zeigt, einen 2'' diken Steinschlag, welcher zu einer Deke dient, die das Wasser abhaͤlt, in den Damm zu dringen, und auf welchem das Wasser zwischen den Querhoͤlzern abfließt. Es werden fuͤr den lezten Zwek die Schwellen B, je zwischen zwei Querhoͤlzern, auf etwa 2 1/2 Fuß lang, noch so tief ausgekehlt, daß die Oberflaͤche nur gerade noch mit der Oberflaͤche des Steinschlags und der Steindeke gleich hoch und in der Profillinie desselben liegt. Zu den Balken werden die Hoͤlzer so lang als moͤglich genommen, wenigstens 24' lang. In den Stoͤßen werden sie, wie auf den Schwellen, 2' lang durch Hakenkaͤmme mit einander verbunden, wie die Traͤger in Gebaͤuden. Kann man Eichenholz haben, so ist es gut; doch wird sich im Allgemeinen wohl nur auf Kienenholz rechnen lassen. Die Schienenbalken werden auf die Querhoͤlzer noch durch eiserne Kniee befestigt. Die Construction 13, welche in Fig. 37 im Durchschnitt, in Fig. 38 von Oben und in Fig. 39 von der Seite vorgestellt ist, ist fortlaufend und sehr fest unterstuͤzt. Die Schienenkoͤrper werden 7 1/2 Fuß lang gegossen, damit die Stoͤße der 15' lang gewalzten Bahnschienen gerade auf die Mitte jedes dritten Schienenkoͤrpers treffen. Sie werden nicht in einander gestekt, sondern stoßen mit den Endflaͤchen bloß an einander. Die eine Endflaͤche hat eine rinnenartige, 1/2 bis 3/4'' tiefe Aushoͤhlung, und die andere Endflaͤche, also die anstoßende des zweiten Schienenkoͤrpers, eine angegossene, in jene Rinne passende, vortretende Verstaͤrkung. So werden sie, gleichsam wie mit Zapfen und Nuthe, an einander gesezt, und darauf durch sechs kurze Schraubenbolzen zusammengeschraubt, was ebenfalls eine sehr feste Verbindung gibt, da die zusammenstoßenden Endflaͤchen eine bedeutende Groͤße haben. Man koͤnnte einwenden, daß, so zusammengefuͤgt, das Eisen der Schienenkoͤrper keinen Spielraum behalte, um nach Verschiedenheit der Temperatur sich auszudehnen und zusammenzuziehen; allein die Ausdehnung und Zusammenziehung, die an sich nur ungemein gering ist, ist es hier um so mehr, da die Schienenkoͤrper ganz in den Boden versenkt sind, und also, noch mehr wie die Reynold'schen Schienen, die Temperatur des Bodens beibehalten, die nur wenig wechselt. Die Ausdehnung eines 7 1/2' langen Schienenkoͤrpers wird etwa nur 1/4''' betragen, so daß, wenn die Schienenkoͤrper in der heißen Jahreszeit gelegt werden, die Schrauben nur etwas weniger scharf angezogen werden duͤrfen, oder auch nur unter die Muttern der Koͤpfe etwas Preßbares gelegt werden darf. Sollte indessen befuͤrchtet werden, daß hieraus Unfestigkeit entspringe, so laͤßt sich auch die Gestalt der Schienenkoͤrper an den Stoͤßen leicht so veraͤndern, daß die Verbindungsschrauben, statt nach der Richtung der Laͤnge der Bahn, senkrecht auf die Achse stehen, wo dann der Spielraum, wie bei den Reynold'schen Schienen, durch die Erweiterung der Bolzenloͤcher hergestellt werden kann. Man darf z.B. nur das eine Endblatt des einen Schienenkoͤrpers das andere Endblatt des naͤchsten im Boden und an den Seiten umfassen lassen, und dann die Schraubenbolzen von der Seite einziehen. Die Schienenstuͤhle s, s.... sind wieder an den Schienenkoͤrper angegossen. Sie sind unter den Stoͤßen der Bahnschiene 3'', und uͤbrigens 1'' breit. Auch die Unterschiene u, u ist an den Schienenkoͤrper angegossen. Sie hat eine Rinne, in welcher die Bahnschiene e auf ihr aufruht. Die Bahnschiene wird auf die gewoͤhnliche Weise in den Schienenstuͤhlen festgekeilt. Da, wo die Mittelwand m, m.... die Strebewaͤnde t, t.... kreuzt, sind Verstaͤrkungen v, v.... angegossen. Der Boden b, b.... ist in der Mitte diker als an den Seiten, und die Mittelwand hat, unmittelbar unter der Unterschiene, halbkreisfoͤrmige Durchbrechungen w, w von 4'' im Durchmesser, deren Boden gerade so hoch liegt, als der Steinschlag, und die zum Abfluß des Wassers dienen. Den Steinschlag S sieht man in Fig. 37 und 39. Wo grober Kies zu haben ist, kann auch fuͤglich dieser statt zerschlagener Steine genommen werden. Man sieht leicht, daß diese Schienen eine große Festigkeit besizen werden. Die hohe Mittelwand hat, obgleich nur duͤnn, eine sehr große Tragkraft; mittelst der Strebewaͤnde t, t.... stemmt sie sich auf den Boden b, b...., und nach der Seite wird sie kraͤftig durch den Stein- oder Kiesschlag gehalten. Wenn man einzelnen Steinen Tragkraft und Stabilitaͤt genug nach der Seite zutraut, so muß man diesen Schienen beides in weit staͤrkerem Maaße zugestehen. Die Constructionen 14 und 15 mit durchlaufender Steinfundamentirung werden durch Fig. 40 bis 45 vorgestellt, und zwar gibt 40 und 41 die Construction fuͤr gegossene Schienen, 42 bis 45 fuͤr gewalzte Schienen, wo bei der ersteren Constructionsart die Abbildung der Fundamentirung weggelassen ist, da sie der in der zweiten Constructionsart gleich ist. – Es ist auf Sandsteine von nur 4 Fuß, und mit den Falzen an den Enden 4' 2'' lang, gerechnet, welche in den Bruͤchen in der Regel ohne Schwierigkeit zu erhalten sind. Kann man die Steine doppelt so lang, also 8' lang haben, so ist es um so besser. Die 4' langen Steine sollen fortlaufend auf einen Steinschlag S gestrekt, in demselben eingefuttert werden, und an den Koͤpfen quer durchgehende, 2'' lange Zapfen p, p (Fig. 45) erhalten, mit welchen sie in einander greifen, so daß das Ende keines Steins nach Unten weichen kann, ohne sich auf den angraͤnzenden Stein zu stuͤzen und ihn mit sich zu ziehen; auf welche Weise dann die Steine, weiter noch durch die aufgebolzten Schienen mit einander verbunden, gleichsam zu einer fortlaufenden Masse werden. Die Steine werden nur an den Koͤpfen glatt bearbeitet; in der oberen Flaͤche werden die Rinnen r, r.... zum Abfluß des Wassers unter die Schienen hindurch, auf die Weise, wie es Fig. 41 und 43 naͤher zeigen, ausgehauen; deßgleichen werden die Versenkungen fuͤr den Fall, daß die gegossenen Schienen sogleich die Bahn geben sollen, eingehauen. Uebrigens behalten die Werksteine ihre Flaͤchen so, wie sie ihnen im Bruche gegeben werden. Die gegossenen Schienen, sowohl wenn unmittelbar die Raͤder darauf laufen, als wenn sie zu Unterschienen dienen sollen, sind 8' lang angenommen, so daß sie uͤber einen ganzen und zwei halbe Steine hinwegreichen. Die Stoͤße dieser Schienen muͤssen natuͤrlich immer mitten auf einen Stein, auf die halbe Laͤnge desselben treffen. Sollen auf den Schienen unmittelbar die Raͤder laufen, so wird es gut seyn, ihnen einen breiteren Fuß v, v (Fig. 40 und 41) zu geben. Die Lappen l, l...., mittelst welcher sie an die Steine zu befestigen sind, werden dann sogleich mit angegossen. Dieselben werden in die Steine versenkt, damit die Spurkraͤnze der Raͤder nicht an die Bolzen anstoßen koͤnnen. Sollen die gegossenen Schienen bloß zu Unterschienen u (Fig. 42 bis 45) dienen, um gewalzte Schienen a zu tragen, so werden daran gewoͤhnliche Schienenstuͤhle s, s.... angegossen, die aber dann nicht in die Steine zu versenken noͤthig sind. Die sechste der vorher aufgestellten Bedingungen denkt Crelle durch an den Schienenstuͤhlen zu beiden Seiten angebrachte Kuaggen oder durch zur Seite liegende Leitschienen zu erfuͤllen. Aus einer Pruͤfung der 15 Constructionsarten auf die fuͤnf angegebenen ersten Bedingungen ergibt sich folgendes Resultat: Die englische Art, Nr. 1 und 2, mit gewalzten Schienen, auf einzelne Steine gelegt, erfuͤllt beinahe keine der 5 Bedingungen. Eine solche Bahn ist, wenigstens auf weichem Boden, weder gegen den Druk und Stoß der Wagen von Oben, noch gegen den Seitendruk der Raͤder fest genug. Sie muß nothwendig bald holperig und uneben und dann bald zerstoͤrt werden. Die Ableitung des Wassers ist nicht vollstaͤndig; Reparaturen kommen sehr haͤufig vor und auch die Kosten sind nicht geringe. Schwerere Schienen koͤnnen nur wenig helfen. Sie gereichen fast nur zum Vortheil der Verfertiger und Verkaͤufer gewalzter Schienen, die so mehr Eisen absezen, nicht aber verhaͤltnißmaͤßig zum Vortheil der Bahnen. Die beiden Arten Bahn Nr. 1 und 2 empfehlen sich also wenig. Die continuirlich zusammengeschraubten Schienen, fuͤr die Art Nr. 3, koͤnnen das Uebel zwar sehr vermindern, aber nicht ganz heben. Die belgische Art, Nr. 4 und 5, hat schon den Vortheil einer sehr guten Erhaltung des Parallelismus der Schienen; auch ist die Wasserableitung schon besser, die Fundamentirung fester, und die Kosten sind, wenn man hoͤlzerne Querunterlagen legt, wenigstens fuͤr die erste Anlage, geringe. Doch sind steinerne Querunterlagen Nr. 7 und 8 bei weitem besser, weil dann seltener Reparaturen vorkommen und also die Fahrt weniger oft unterbrochen wird. Die belgische Art ist also, und zumal wenn man continuirlich zusammengeschraubte Schienen machen will (Nr. 6 und 9), schon viel besser. Die schweren gewalzten Schienen (Nr. 5 und 8) koͤnnen wieder wenig nuzen. Von der amerikanischen Art Nr. 10 ist ein wesentlicher Vorzug, daß sie eine Art fortlaufender Fundamentirung besizt; der Vorzug der geringen Anlagekosten ist dagegen nur scheinbar; denn die Kosten mit Ruͤksicht auf die Erhaltung sind sogar hoͤher als die beinahe aller vorhergehenden Arten. Doch ist die groͤßere Festigkeit der Fundamentirung ebenfalls nur mehr scheinbar; denn sie findet nur Statt, so lange die Bahn neu und das Holz noch ganz fest ist. Spaͤterhin wird die Bahn ebenfalls leicht holperig werden, und ein Hauptuͤbel bei derselben ist, daß sie dann mehr Zugkraft erfordert. Außerdem ist es ein Uebel dieser Art, daß sie sehr haͤufig und fortwaͤhrend Ausbesserungen erfordert. Deßgleichen ist es ein Uebel fuͤr Gegenden, die keinen Ueberfluß an Holz haben, daß diese Art Bahnen eine große Menge von Holz verzehrt, welches zu erzielen eine nicht unbedeutende Landflaͤche erforderlich ist, die besser benuzt werden kann. Diese Art ist daher nur da etwa zu empfehlen, wo man mit moͤglichst wenigen Kosten nur erst eine Straße eroͤffnen will, oder wo es an Eisen und Steinen fehlt und wo Holz im Ueberflusse vorhanden ist; in anderen Gegenden, also auch in Deutschland, im Allgemeinen nicht. Die Reynold'sche Art Nr. 11 erfuͤllt wenigstens die vorzuͤglichste Bedingung der festen Fundamentirung und dauernden Ebenheit der Bahn sehr gut. Desgleichen auch recht gut die der Erhaltung des Parallelismus der Schienen und der Seltenheit der Reparaturen. Nur ist die Wasserableitung noch unvollstaͤndig. Die Kosten dieser Art sind hoch. Durch die veraͤnderte Reynold'sche Art, so wie durch die neue Art Nr. 13, wird diesen Maͤngeln abgeholfen, und diese Arten duͤrften daher schon ziemlich das leisten, was zu wuͤnschen ist. Noch besser, wenigstens sicherer, duͤrften jedoch die beiden Arten 14 und 15, besonders Nr. 15, mit einer Fundamentirung von Werksteinen seyn; vorzuͤglich in Gegenden, wie z.B. die berliner, wo Werksteine nicht uͤbermaͤßig theuer sind. Es fehlt naͤmlich uͤber die Frage, wie lange Eisen in der Erde, wie hier angewendet, dauere, noch gaͤnzlich an directen Erfahrungen. Dagegen weiß man aus vielfaͤltigen Erfahrungen, daß gute Werksteine, z.B. feste Sandsteine, in der Erde sehr lange, ja Jahrhunderte dauern koͤnnen. Zwar ist die Fundamentirung mit Werksteinen nicht so vollkommen in allen Punkten gleich stark, wie die Fundamentirung von Eisen; aber ihre Staͤrke ist fuͤr den gewoͤhnlichen Zwek jedenfalls vollkommen zureichend. Von dem den Bahnenarten Nr. 11, 12, 13, 14, 15 eigenen Mangel an Elasticitaͤt und ihrer Starrheit ist durchaus nichts zu fuͤrchten. Die Starrheit kann nur dann nachtheilig seyn, wenn die Fahrspuren nicht eben, sondern holperig sind, also nur bei den uͤbrigen Bahnarten. Ist die Bahn recht eben, so kann sie gar nicht starr genug seyn. Sollte man aber durchaus Nachtheile davon fuͤrchten, oder die Erfahrung dergleichen, wider Erwarten, wirklich ergeben, so ist es bei den Arten 12, 13, 14 und 15 leicht, dem Uebel zuvorzukommen. Man darf naͤmlich nur entweder in die Rinne der Unterschiene, in welcher die Bahnschiene aufruht, oder bei Nr. 14 zwischen die Schiene und die Steine irgend einen elastischen oder weichen Koͤrper, z.B. Blei oder duͤnne Hirnholztafeln, oder auch getheerten Filz, legen, so wird eine hinreichende Nachgiebigkeit der Bahn entstehen. Alles zusammengenommen moͤchten wir also nun, vorzugsweise vor allen anderen, wenigstens fuͤr die hiesige (berliner) Gegend, die durch die Fig. 42 bis 45 vorgestellte Constructionsart Nr. 15 mit einer durchlaufenden Fundamentirung von Werksteinen und mit gewalzten Schienen, auf gegossenen Unterschienen, empfehlen. Sie ist stark und die Bahn kann nicht holperig werden; der Parallelismus der Schienen ist hinreichend gesichert; die Ableitung des Wassers ist vollstaͤndig; Ausbesserungen koͤnnen nur selten vorkommen, und die Kosten sind, wie die Zusammenstellung ergibt, mit Ruͤksicht auf die Erhaltung gerechnet, wie es nothwendig immer geschehen muß, nicht hoͤher als die der meisten anderen Arten. Will man sich von gewalzten Schienen unabhaͤngig machen, was, zumal so lange die Schienen aus England bezogen werden muͤssen, fuͤr den Continent ein bedeutender Umstand ist, so wuͤrde die Constructionsart Nr. 14, die von der vorigen nur darin abweicht, daß sie gegossene statt gewalzte Schienen hat, zu empfehlen seyn. Fuͤr Gegenden, wo Werksteine zur Fundamentirung fehlen, scheint die Art Nr. 13, Fig. 37, 38 und 39, die bessere. Will man ferner diesen besseren Arten noch Leitschienen geben, damit Fuhrwerke mit Raͤdern ohne Spurkraͤnze die Bahn befahren koͤnnen, so wird man eine Eisenbahn erhalten, die wenig mehr zu wuͤnschen uͤbrig laͤßt. (Dr. Crelle uͤber verschiedene Arten etc. Berlin, Reimer 1837. Polyt. Centralbl. Nr. 12.)