LXIII. Beschreibung einer neuen Form von Eisenbahnschienen (Z-Rail genannt) und des hiezu erforderlichen Holzoberbaues. Aus Foͤrster's allgemeiner Bauzeitung, 1841, S. 255. Mit einer Abbildung auf Tab. VI. Beschreibung einer neuen Form von Eisenbahnschienen und des hiezu erforderlichen Holzoberbaues. Der amerikanische Ingenieur geht bei seinen Constructionen gern seinen eigenen Weg und liebt es nicht, andere Muster nachzuahmen. Darum sind von den 180 jezt in den Vereinigten Staaten bestehenden Eisenbahnen kaum 6 zu finden, die einander ganz gleich gebaut wären; fast eine jede bietet besondere Eigenthümlichkeiten dar. Die größte Verschiedenheit besteht indessen in dem Holzoberbaue, da die Schienen selbst, wenn sie anders zwekmäßig seyn sollen, keine sehr große Varietät in ihrer Form zulassen; in neuester Zeit hat man es jedoch versucht, auch hierin Aenderungen zu machen, und die amerikanischen Journale enthalten die Beschreibung einer vor Kurzem neu erfundenen Schienenform, welche von dem ausgezeichneten Ingenieur der Baltimore- und Ohio-Eisenbahn, Hrn. B. H. Latrobe, herrührt, und von welcher wir in dem Folgenden eine ausführliche Notiz mittheilen. Der Oberbau, von welchem die Z-Schiene einen Theil bildet, besteht aus Längenpfosten A (siehe die Fig. 9 Taf. VI) von 10 Zoll Breite und 3 Zoll Dike; aus Querschwellen B von 7 Fuß Länge, 6 Zoll Breite und 3½ Zoll Hohe, welche in Entfernungen von 3 Fuß (von Mitte zu Mitte) auf den Längenpfosten ruhen; aus den Traghölzern C von der dargestellten trapezoidischen Form, oben 3 Zoll, unten 5⅜ Zoll breit, 5 Zoll hoch und 1 Zoll tief in die Querhölzer eingelassen. Bei jedem Querholze ist durch alle drei Hölzer ein 1¼ Zoll starker Holznagel getrieben; wo jedoch zwei Traghölzer zusammentreffen, sind zwei Nägel von 1 Zoll Durchmesser eingeschlagen. Die Längenpfosten sowohl als die Traghölzer sind 21 Fuß lang und brechen ihre Fugen mit jenen der Eisenschienen, welche dieselbe Länge haben. Der Querschnitt der Schiene D hat eine dem Buchstaben Z ähnliche Figur, indem der Kopf auf der einen, der Fuß oder die Basis aber auf der anderen Seite der senkrechten Rippe sich befindet. Diese Schiene ist an der inneren Seite der Traghölzer angebracht, so zwar, daß der Kopf auf der einen Kante derselben aufliegt, während die Basis auf den Querschwellen ruht, der hiefür ⅜ Zoll tief eingeschnitten ist. Die Schienen sind an den Traghölzern von 3 zu 3 Fuß mit Schraubenbolzen befestigt, welche horizontal durch die Mitte der Schienen und das Tragholz gehen. Diese Bolzen, deren 8 für jede Schiene nöthig sind, befinden sich immer in der Mitte zwischen zwei Querhölzern, mit Ausnahme jener an den Enden der Schienen, welche gerade über das Querholz, auf welchem der Zusammenstoß der Schienen stattfindet, kommen müssen. Die Schiene ist ferner noch durch den Absaz im Einschnitte des Querholzes, dann durch einen Hakennagel, der senkrecht in dasselbe eingetrieben wird, in ihrer Lage festzuhalten. Bei jedem Zusammenstoße zweier Rails befindet sich eine in dem Querschwellen eingelassene gußeiserne Verbindungsplatte, um eine festere Auflage zu gestatten; diese Platte hat einen Vorsprung, gegen welchen sich der Fuß der Schiene stemmt, und zwei Löcher für die Hakennägel, die in das Querholz eingetrieben werden. Der so freigestellte Oberbau ruht in einem Bette von zerschlagenen Steinen, Sand oder Schutter, welches unten 10 Fuß, oben 8 Fuß breit und 12 Zoll tief ist, d. i. von der Oberfläche der Querhölzer bis 5½ Zoll unter die Längenpfosten reicht. Die Schiene soll 45 Pfd. per Yard schwer seyn, ihre ganze Höhe 5 Zoll, die Dike der senkrechten Rippe 9/16 Zoll, die Breite der Tragfläche für die Näder 1½ Zoll und die ganze Breite des Kopfes 2⅛ Zoll, endlich die Breite der Basis 1 9/16 Zoll betragen. Der Durchmesser der Löcher für die Bolzen ist ⅝ Zoll. Die vorgeschlagene Schiene und der ganze Oberbau lassen natürlich verschiedene Dimensionen zu; die angeführten Formen und Verhältnisse sind indessen für eine auf die größten Lasten und die größte Schnelligkeit berechnete Eisenbahn als angemessen erachtet. Folgendes ist eine kurze Zusammenstellung jener Eigenschaften, in welchen nach der Meinung des Erfinders die neue Schiene eine Verbesserung der früheren Schienenform enthalten soll: 1) die Seitenunterstüzung, welche die Schiene durch die Langschwellen, vereinigt mit der lateralen Stärke, welche sie durch ihre Basis erhält, erlaubt, die Schiene hoch und dünn zu machen, ohne eine Seitenbiegung befürchten zu müssen. Bei einem gegebenen Gewichte hat daher die Z-Schiene mehr Stärke und Steifheit als die gewöhnliche T-Schiene und auch als die - und die -Schiene. Bei den lezteren beiden erlaubt die für die gehörige Stabilität nöthige Breite der Basis nicht, die Höhe hinlänglich groß zu machen. 2) Die Art der Verbindung der Z-Schiene mit den Traghölzern läßt die lezteren die Stelle der schweren und kostspieligen Chairs ersezen, wie sie für die T-Schiene nöthig sind. 3) Dieselbe Verbindungsart gibt dem Schienenkopf eine fortlaufende Unterstüzung, welche durch kein anderes Schienenprofil erlangt wird. Die Unterlage vermehrt nicht nur die Tragfläche für die Schiene, sondern unterstüzt mit einem elastischen Kissen jenen Theil des Kopfes, welcher bei der T- und -Schiene so leicht von den Rädern abgedrükt und abgesplittert wird. 4) Die Lage an der inneren Seite der Traghölzer hat zur Folge, daß der Widerstand der Schiene gegen den Druk des vorspringenden Randes der Räder sehr groß ist, was auf keine andere Weise ebenso ökonomisch und einfach bei bloßem Befestigen der Schiene an der Oberfläche der Traghölzer geschehen kann. Schienen von jeder anderen Form müssen durch besondere Befestigungsmittel gegen den Seitendruk der Ränder verwahrt werden, und da die hiezu verwendeten Eisentheile eine verhältnißmäßig kleine Widerstandsfläche haben, so muß ihre Anzahl zum Nachtheile für die Dauerhaftigkeit des Holzes sehr vermehrt werden. 5) Durch das Befestigen der Schienen mittelst Schraubenbolzen wird das Verrüken derselben der Länge nach gänzlich beseitigt. Die Zusammenziehung und Ausdehnung dagegen wird durch das elastische Nachgeben des Holzes bei den Bolzenlöchern gestattet. 6) Das genaue Zusammenpassen der inneren Schienenränder bei den Stoßfugen, das Richten der Schienen und die Erhaltung derselben in den Krümmungen der Bahn wird vollkommen durch die horizontale Befestigungsweise erreicht. Die Adjustirung bei dem Zusammenstoße geschieht durch bloßes Anziehen der Schrauben, wodurch die Rippe der Schiene gegen das Holz gepreßt wird. Da die leztere sehr dünn ist, so kann kein merklicher Vorsprung des einen Schienenrandes vor dem anderen von der Ungleichheit in der Dike der Rippe herrühren. Was das Biegen der Schienen nach den Krümmungen der Bahn und ihre Erhaltung in denselben betrifft, so ist der Vortheil der Z-Schienen sehr einleuchtend, sowohl wegen ihrer mäßigen Lateralstärke einerseits, als wegen der directeren Wirkung und ausgedehnteren Widerstandsfläche ihrer Seitenbefestigung andererseits. Die breite Basis der - und -Schienen dagegen macht es schwer, denselben die gehörige Biegung zu geben und zu verhindern, daß sie wieder in Sehnen jener Bogen übergehen, in welche sie beim Legen mit Gewalt gekrümmt wurden. 7) Die Z-Form der Schiene ist besser als jede andere berechnet, der Wirkung des Räderdrukes zu widerstehen, indem der konische Theil des Radkranzes nächst dem vorspringenden Rande, der den größten Druk ausübt, sich gerade über der senkrechten Rippe der Schiene befindet, in welcher ihre Hauptstärke beruht. 8) Die Einfachheit der Form der Z-Schiene macht das Walzen der lezteren leichter und billiger als bei anderen massiven Rails, während die Disposition der Fibern und Blätter so vortheilhaft als möglich für Stärke und Dauerhaftigkeit ist. Dieses wird durch die Meinung eines Mannes bestätigt, welcher in der Manufactur der Eisenbahnschienen große praktische Erfahrungen besizt. 9) Was die Zulänglichkeit und leichte Adjustirbarkeit der Befestigungstheile (d. h. des Holzoberbaues) betrifft, so soll das Z-Nailgeleise manche Ansprüche auf Superiorität besizen. Die starken Erschütterungen, welchen Eisenbahnen ausgesezt sind, und die davon herrührende Disposition der verschiedenen Bestandtheile des Oberbaues, nachzugeben und sich an einander zu reiben, machen es nöthig, daß die Befestigungsmittel jederzeit zugänglich seyen und nachgesehen werden können. Keile und Schraubenbolzen, welche leicht eingetrieben und angezogen werden können, sind zur Befestigung den Nägeln und Holzschrauben vorzuziehen; allein Schraubenbolzen, welche angewendet werden, um Schienen an der Oberfläche der Hölzer zu befestigen, müssen entweder Kopf oder Nuthe unterhalb des Holzes in dem Schutter oder Sand vergraben haben und sind in diesem Falle weit weniger zugänglich, können viel schwerer angezogen oder weggenommen werden, als bei der Z-Schiene, wo sie horizontal durch die Traghölzer gehen. 10) Der vorgeschlagene neue Oberbau soll endlich wegen der Oekonomie in den Kosten der ersten Anlage und der späteren Reparatur (verglichen mit jedem anderen Oberbaue von gleicher Stärke) zu empfehlen seyn. Die Stabilität eines jeden Eisenbahngeleises muß nach der Größe des Widerstandes beurtheilt werden, welchen es den verschiedenen Einwirkungen, denen es ausgesezt ist, entgegenstellt. Die vorgeschlagene Construction besizt nun Vorzüge über jede andere: 1) in der Tragfläche, womit dem verticalen Druk Widerstand geleistet wird; 2) in der lateralen Festigkeit, und 3) in dem Verhindern der Verrükung der Schienen, ihrer Länge nach. Daß eine Verbesserung in diesen Beziehungen bei den bestehenden Constructionen nöthig ist, hat die Erfahrung hinlänglich bewiesen. Es wird vielleicht von Manchem beanstandet werden, daß die Z-Schiene zu ihrer Seiten- und verticalen Unterstüzung des Längenholzes bedarf; allein man muß berüksichtigen, daß sie von dem lezteren in Bezug auf verticale Unterstüzung nur eben so viel abhängt, als jede andere Schiene mit fortlaufenden Unterlagen. Die Z-Schiene hängt mit ihrem Kopf an dem inneren Rande der Traghölzer gerade so, wie die Flachschiene darauf ruht, und kann in der That so lange als eine Flachschiene betrachtet werden, als das Holz seine Stabilität behält. Die Querhölzer wirken zu gleicher Zeit ebenfalls als Stüze mit; die Tragfläche auf denselben ist aber bloß 9 Quadratzoll auf den Yard, daher den Erfahrungen gemäß selbst bei dem härtesten Holze unzureichend, das Eindrüken der Schiene zu verhindern. Sollte nur bei einem mangelhaften Zusammenpressen der Theile das Querholz allein als Träger dienen, so wird dasselbe bald so zusammengepreßt werden, daß die Berührung des Schienenkopfes mit dem Längenholze erfolgt; und wo dagegen die leztere Unterstüzung zuerst vollkommen war, später aber durch das Zusammentroknen des Holzes aufhört, da drükt sich die Schiene mit der Basis nach und nach in das Querholz ein, und auf diese Weise wird die Wirkung beider Unterstüzungen stets in Harmonie erhalten. Es ist daher mit vollem Grund anzunehmen, daß Schiene und Tragholz zusammen nur einen einzigen Balken leiden, dessen Dimensionen und Verbindung mit seinen Unterlagen ihm jede erforderliche Stabilität sichern. Das Zusammenziehen des Holzes der Breite nach kann durch Eintreiben eines kleinen Keiles in dem Einschnitte des Querholzes von Außen, wodurch die Erweiterung des Geleises vermieden wird, aufgehoben werden. Jede andere Schiene, auf der Oberfläche eines Längenholzes befestigt, würde dieselbe Adjustirung erfordern, und die Meinung, als wäre die Abhängigkeit der Z-Schiene von dem Längenholze größer, als die einer jeden anderen Schiene mit fortlaufenden Unterlagen, muß daher als ungegründet angesehen werden.