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Wer in Zürich gelegentlich mit der Polybahn vom Central zur Polyterrasse mit dem ETH-Hauptgebäude hochfährt, fragt sich früher oder später wie wohl die Weiche funktioniere, durch die sich die beiden Wagen in der Mitte der Strecke ausweichen. Und wer – wie ich – nicht von selber auf die Lösung kommt, hilft sich mit einer kurzen Internetrecherche weiter. Die gewonnene Erkenntnis lässt erahnen, dass die im heutigen (Tram- und Eisenbahn-)Schienenverkehr üblichen Weichen eine raffinierte Lösung für das Problem sind, aber auch, dass es eben auch anders geht.
Mit ähnlichen Fragen beschäftigte sich vor rund 200 Jahren der deutsche Mediziner und Ingenieur Joseph von Baader (1763-1835). Er studierte die englischen Eisenbahnen, wie sie vorwiegend im Bergbau eingesetzt wurden und hielt seine Analysen und zahlreiche Erfindungen zur Verbesserung dieser Technologie im 1822 veröffentlichten Werk «Neues System der fortschaffenden Mechanik» fest.
Ob es überhaupt möglich ist, die Grundsätze und Vortheile einer rationellen Mechanik auch auf das Fuhrwesen anzuwenden, oder ob wir in diesem Fache allein ewig dazu verdammt seyn sollen, das drückende Joch eines tausendjährigen Schlendrians geduldig fortzuschleppen? (Vorrede, Seite II)
Der rhetorischen Frage in der Vorrede lässt Baader eine mikroökonomische Analyse folgen zur Frage, für welche Gütervolumina sich Eisenbahnen im Vergleich zu gewöhnlichen Strassen einerseits und dem Bau schiffbarer Kanäle andererseits eignen. Es folgen der Hauptteil in sechzehn Abschnitten und sechzehn Kupfertafeln mit detailreichen Illustrationen. Letztere sind denn auch ein Grund für das verspätete Erscheinen des Werks, wie Baader unter Verweis auf die «ausserordentliche Langsamkeit der Kupferstecher» in der Vorrede (Seite VII) festhält.
Vier Abbildungen auf der ersten Tafel zeigen Eisenbahnschienen, wie sie in England verwendet wurden und wie sie dem heutigen Laien ansatzweise vertraut sind:
Rad mit Rand und Rad auf abgerundeten Laufschienen (Tafel I, Fig. 4, 5, 7, 8)
Beide Varianten beschreibt Baader jedoch als ungeeignet, da durch Reibung zu viel Bremswirkung und Verschleiss an Rad und Schiene auftritt. Die Frage, wie mit diesem Problem umzugehen sei, steht denn auch im Zentrum seiner Überlegungen und er schlägt vor, mit horizontalen «Seiten- oder Leitungsrädern» die eigentlichen Laufräder auf den Schienen zu halten. Diese Erfindung ist auf zwei Tafeln mit zahlreichen Illustrationen dargestellt.
Frontalansicht Laufräder mit horizontalen «Seiten- oder Leitungsrädern» (Tafel III, Fig. 3)
Als besondern Vorteil dieser Konstruktion beschreibt Baader die Möglichkeit, dass die Zugpferde neben und nicht zwischen oder auf den Schienen laufen können. Bei herkömmlichen Schienen würde die seitwärts gerichtete Zugkraft ein Schleifen und damit Verschleiss verursachen.
Wagen mit Seitenrädern und neben den Schienen laufenden Zugpferden (Tafel V, Fig. 2)
Seine Erfindung testete Baader im Jahr 1818 an einem Modell mit – hoffentlich freiwilligen – Probanden:
Damen, und Kinder von 8—10 Jahren zogen einen einzelnen Wagen mit 12—16 Zentnern belastet, auf der ganzen Bahn herum. (Seite 80)
Es folgen Vorschläge zur Verbesserung seiner eigenen Erfindungen, beispielsweise mit einem Wagen, der sowohl auf Schienen als auch auf Strassen läuft (Tafel VII), er beschreibt seine Ideen zu Weichen, Schienenübergängen und Kreuzungen (Tafeln VI, IX) und widmet sich abschliessend der Frage des Antriebs durch Dampfmaschinen und Lokomotiven:
[…] jenen plumpen und unbehilflichen, beschwerlichen und gefährlichen, wandelnden Dampf-Maschinen oder Dampf-Wagen (loco-motive Engines or Stream-Horses) (Seite 158)
Während er eigentliche Lokomotiven aufgrund ihres schlechten Wirkungsgrades und ihrer Gefährlichkeit für ungeeignet hält, schlägt er ein System vor mit stationären Dampfmaschinen, die die Güterwagen eine Rampe hochziehen, von der sie dann auf einer leichten Schräge über lange Strecken «beynahe von selbst fortrollen» (Seite 155).
Stationäre Dampf- oder Wassermaschinen mit Rampensystem (Tafel XVI, Fig. 1, 2)
Quelle
Baader, Joseph von: Neues System der fortschaffenden Mechanik oder vollständige Beschreibung neuerfundener Eisenbahnen und Wagen mit verschiedenen andern neuen Vorrichtungen, mittelst welcher der innere Transport aller Waaren und Produkte fast überall so gut und mit weit geringern Kosten und Schwierigkeiten als durch schiffbare Kanäle befördert und erleichtert werden kann. München: im Verlage des Verfassers, 1822. ETH-Bibliothek Zürich, Rar 10481, http://doi.org/10.3931/e-rara-73713 / Public Domain Mark