Uber die Veraendung von Erdbebenmessern žur Messung von Erschiitterungen fahrender Eisenbahnvvagen. %' ■ . Nach dem Originale in englischer Spracbe bearbeitet von Ing. O. Bitter. Sonderabdruck aus der Monatsšchrift «Die Erdbebenwarte» 1904/5, Nr. 10 12, IV. Jahrgang. Laibach 1905. Buchdruckerei Ig. v. Kleinmayr & Fed. Bamberg. o%oia a Sonderabdruck aus der Monatsscbrift «Die Erdbebenwarte», Nr. io bis 12, IV. Jahrg., 1904/5. Uber die Vervvendung von Erdbebenmessern zur Messung von Erschutterungen fahrender Eisen- bahnwagen. Nach dem Originale in englischer Sprache bearbeitet von Ing. O. Bitter in Laibach. In Nr. 20 der »Publications of the Earthquake Investigation Commitee in foreign languages», Tokio 1905 erscheint aus der Feder F. Omoris ein Bericht uber die Messungen der Erschutterungen des Versuchswagens «Shayo-sha» der «Sanyo»-Eisenbahn in Japan. Die Versuchsfahrten wurden am 26. April 1903 bei schonem Wetter durch die 89 englische Meilen lange Strecke zwischen Kobe und Okayama vorgenommen und waren hiebei dieselben Erschiitterungsmesser in Verwendung, wie bei den bereits friiher durch- gefiihrten Versuchen mit dem Wagen *Kyokuyo-sha» auf den Linien der japanischen Staatsbahn. — Die Apparate standen in der Gangmitte des Wagens. Der «Shayo-sha», welcher wahrend des ganzen Experimentes direkt an eine Tenderlokomotive gekuppelt wurde, war ein gewohnlicher Wagen III. KI. ohne Truckgestelle, nur waren die Tyres seiner Rader fiir den besonderen Zweck zylindrisch abgedreht. Der Zug verlieB Kobe um 10 h 30 m a. m. und erreichte Okayama um 1 h 20 m p. m., von wo die Rtickfahrt um 3 h 45 m p. m. angetreten wurde und um ungefa.hr 7 h p. m. in Kobe endete. Sowohl bei der Hin- wie bei der Riickfahrt wurden ExpreGzugsgeschwindigkeiten von ungefahr 50 Meilen per Stunde erreicht, welcher Umstand es ermoglichte, die Wirkungen von Kurven und Wechselkreuzungen auf die Erschutterungen des Wagens zu untersuchen. Die Schienenverbindungen, welche bei der Sanyo-Eisenbahn benutzt werden, sind die gleichen, wie sie bei den japanischen Staatsbahnen als System I verwendet werden, namlich die gewohnlichen zwei einfachen Laschen. Die Geschwindigkeit des Zuges wurde durch einen Geschwindigkeits- messer gemessen, der gleichfalls im Wagen aufgestellt war, auGerdem aber noch durch ein die Zeit markierendes Pendel; auch die Momente des Passierens der aufeinanderfolgenden Meilenzeiger sowohl wie Briicken, Stral 3 eniibei'setzun- gen wurden durch eine besondere Signalvorrichtung angezeigt. Aus dem 2 Vergleiche der beiderseitigen Aufzeichnungen ergab sich eine mittlere Korrek- tur von 2' i Meilen per Stunde, die von den Angaben des Geschwindigkeits- messers abzuziehen ware, jedoch wegen der Geringfiigigkeit der Differenz im nachfolgenden auCer Betracht gelassen wurde. Bewegung des Wagens auf Briicken. Alle Briicken der Sanyo-Eisenbahn zwischen Kobe und Okayama sind Eisenkonstruktionen von 70 Fufi oder geringerer Spannweite. Die 60 bis 70 FuB langen Trager sind aus Stahl, die kiirzeren aus Schmiedeeisen. Eine der langsten Briicken ist die liber den Kako-gawa, nahe der Station gleichen Namens und besteht aus zwei Gurten von 50 und 7 ° Fufi Lange. Seitliche Schvvankungen des Wagens. In einer Tabelle, welche 17 der langeren Briicken bebandelt, werden die maximalen seitlichen Schwingungen des Wagens wahrend seines Laufes iiber diese Briicken zusammengestellt. Die Bewegungen sind nach den Schwingungsperioden in drei Gruppen geteilt und es zeigt sich, daB die mittleren Werte der Amplituden, welche den mittleren Zeitperioden von 0-30, 0-62 und P03 Sekunden entsprechen, 3-2, 87 und 207 mm betragen. Die respektiven Fahrgeschwindigkeiten betragen in derselben Reihenfolge 30, 38, 39 Meilen per Stunde als Mittelwerte. Die Schwingungsperioden stehen also ungefahr im Verhaltnisse wie 1:2:3, die korrespondierenden maximalen Ausschlage im Verhaltnisse wie 1:3:6. — Die absolut grofiten Werte der Amplituden in allen drei Gruppen messen 5, 18 und 28 mm. Diesen Ergebnissen werden zum Vergleiche die mit dem Versuchswagen *Kyokuyo-sha» der Staatsbahn bei der Fahrt iiber die Eisenbriicken der Tokaido-Linie erzielten groOten seitlichen Ausschlage gegeniibergestellt. Hier wurden zwei Gruppen aufgenommen, und zwar zeigte die erste Gruppe mit einer mittleren Zugsgeschwindigkeit von 15 Meilen Amplituden von 17-3 mm in Zeiten von 0'6i Sekunden, die zweite Gruppe bei einer mittleren Zugsgeschwindigkeit von 27 Meilen Ausschlage von 20 mm in Zeiten von 0‘88 Sekunden. Die Schwankungen dieses Wagens sind also grofler als die des «Shayo- sha», was aber moglicherweise von der verschiedenen Qualitat der Federn, welche den Wagenkasten tragen, vielleicht auch von der verschiedenen Form der Radreifen abhangt. Vertikale Bevvegung des Wagens auf freier Strecke. Die vertikale Bewegung war durchaus gering und betrug das Maximum des Ausschlages wahrend des ganzen Versuches 14-5 mm. Auch bei grofier Geschwindigkeit, bis zu 40 Meilen per Stunde, erschienen hauptsachlich nur kleine kurze Schwingungen von nicht mehr als 2'i mm, die fiiglich als »Zittern* bezeichnet werden konnen. Auch hier wurden wieder die maximalen 3 Ausschlage sowie die Zitterbewegungen bei den verschiedenea Geschwindig- keiten fiir das Durchfahren der ersten 35 Meilen in einer Tabelle zusammen- gestellt, nach der sich die hauptsachlichsten Bewegungen in vertikaler Richtung in zwei Arten scheiden lassen, namlich in kiirzere StoGe von Zeitperioden, die zwischen O'16 und 0-42 Sekunden variieren und in verhaltnis- maGig langsamere Schwingungen, deren Zeiten zwischen 0-47 und 0-93 Sekunden schwanken. Zur Unterscheidung werden diese Bewegungen als solche erster und zweiter Ordnung bezeichnet. Die Bervegung erster Ordnung besteht kontinuierlich ynd ihre am haufigsten vorkommenden Zeitperioden sind 0 20 bis 0-27 Sekunden. Der allgemeine mittlere Zeitdurchschnitt aus 139 beobachteten Fallen der Tabelle ist C25 Sekunden. Das absolute Maximum der Amplitude (Max. 2 a) bei Bewegungen dieser Art war 10 mm, die Schwingungsperiode hieftir 0 34 Sekunden. Die relative Haufigkeit der Perioden fiir Bewegungen erster Ordnung war folgende: Auffallende Bewegifngen zweiter Ordnung waren selten und tatsachlich nur, wenn die Zugsgeschwindigkeit groGer als 35 Meilen per Stunde wurde. Der mittlere Wert der beziiglichen Perioden, wie er sich aus 18 in einer Tabelle angefiihrten Fallen ergibt, ist C59 Sekunden, der absolut groGte Wert von 2 a — 14^5 mm. Die relative Haufigkeit der Schwingungsperioden fiir diese Bewegungen zweiter Ordnung war wieder folgend: Perioden von O'47 Sekunden traten in 5 Fallen auf » »0*51 » » » 3 31 * * »0*^2 » » »1 * * 4 Perioden von O'56 » » 0-59 » » O'63 » » o'64 » » C65 » » o - 76 » » 0-85 » » 0-93 Sekunden traten in 1 Fallen auf » » » I » » JS> I » » >2 > » » I » » » I » » » I » » » I » » » » » » » ^ » » » > etc. etc. Die Zeitperioden der Zitterbewegungen schwankten zwischen 0^047 und 0’085 Sekunden, woraus sich eine mittlere Zeit von 0'066 Sekunden ergibt. Beziehungen zwischen vertikaler Bevvegung und Geschvvindigkeit. Aus der vorgenannten Tabelle lafit sich eine Ubersicht liber die maximalen Ausschlage, welche bei den nach Meilen geordneten Geschwindigkeiten wahrend der Fahrt auftraten, zusammenstellen. Als Diagramm dargestellt, bei welchem die Geschwindigkeiten als Abszissen und die Ausschlage (2 a) als Ordinaten gezeichnet sind, ergibt sich als mittlere Relation ein ungefahr kreisformiger Bogen, der bis zu etwa 35 Meilen Geschwindigkeit steigt, von da an wieder fallt und bei 50 Meilen wieder ungefahr denselben Wert hat wie bei 18 Meilen, namlich 2'8 mm. Wie erwahnt, tritt bei etwa 35 Meilen das Maximum des Ausschlages mit ungefahr 3^5 mm auf. Auch bei der bereits erwahnten Versuchsfahrt mit dem «Kyokuyo-sha» auf der Tokaido-Linie ergab sich fiir diese Beziehungen eine Kurve, deren allgemeiner Charakter mit der vorgenannten iibereinstimmt, nur waren beim «Kyokuyo-sha» die vertikalen Bewegungen durchschnittlich um ein Drittel starker, was aber wieder einerseits in der verschiedenen Federung der Wagen, anderseits auch in der verschiedenen Bodenbeschaffenheit der Gelande, durch welche die beiden Bahnen fiihren, begriindet sein kann. Seitliche Schwankungen des Wagens auf freier Strecke. Die sowohl bei der Hin- wie bei der Riickfahrt aufgenommenen seitlichen Schwankungen des Wagens auf freier Strecke zeigen groCe Verschiedenheiten in den Schwingungsperioden, vom Bruchteil einer Sekunde bis zu 2 l / 2 Sekunden. Man kann sie in fiinf Gruppen teilen, und zwar: Gruppe I » II » III » IV * V mit Schwingungsperioden von o - 22 bis O'59 Sekunden » » » o - 61 » 0-89 » » » » 0-91 » 1•17 > » » » 1•21 » 1•53 » » » » 1•64 » 2•80 » Die Mittelwerte fiir diese fiinf Gruppen sind 0-49, 077, ros, 1-48 und 2'OO Sekunden, die absolut groCten Ausschlage (2 a) werden in nachfolgender Zusammenstellung gegeben. s Fiir die Hinfahrt: Tabellen die Verhaltnisse der Amplituden zu den maximalen Beschleunigungen fiir die starksten Schwankungen ermitteln, und zwar fiir die Hinfahrt mit i : i • 4 : i • 8 : 2 - 7 : 4 ■ 8 und fiir die Riickfahrt mit 2"6:2*4: i‘3 : i : 1*4- Die Vibrationen der Gruppe I stellen sich bei allen Geschwindigkeiten ein, die der anderen Gruppen aber mit wenigen Ausnahmen erst von Geschwindigkeiten, die 25 Meilen per Stunde iiberschreiten. — Die erste Gruppe bleibt in ihrer Haufigkeit innerhalb der Geschwindigkeitsgrenzen von 14 und 35 Meilen nahezu konstant. Das Maximum 2 a in diesem Intervali war 57 mm. Mit steigender Geschwindigkeit wachst auch das 2 a rasch und erreicht bei 50 Meilen einen mittleren Wert von etwa 30 mm. Vibrationen der Gruppen II und III variieren innerhalb der Geschwindig- keiten von 15 bis etwa 29 Meilen wenig. Ihr grofiter Wert von 2 a war 11 mm. Darnach aber wachst das 2 a rasch, nahezu im gleichen Verhaltnisse mit der Geschwindigkeit. Bei 53 Meilen betragt sein mittlerer Wert 35 mm. Vibrationen der Gruppen IV und V treten am lebhaftesten bei Gesclnvindig- keiten von 34 bis 52 Meilen auf. Werden aber die Vibrationen aller fiinf Gruppen zusammengenommen, so zeigt sich, da (3 die seitlichen Schwankungen des Wagens bei Geschwindig- keiten von etwa 30 Meilen am auffalligsten werden. Bei dem friiheren Versuche auf der Tokaidolinie mit dem Versuchs- wagen «Kyokuyo-shaj' der Staatsbahnen zeigten die mittleren Schwingungen eine merkliche Zunahme bei einem niedrigeren Werte der Geschivindigkeit, namlich schon bei zirka 23 Meilen, und zeigt auch ein Vergleich, dafi die Schwingungen des «Kyokuyo-sha» grofier waren als die des «Shayo-sha», und zwar ungefahr im Verhaltnis 1 • 6 : 1. Als Ursache kann zum Teil die zylindrische Abdrehung der Rader des «Shayo-sha» angenommen werden, denn im iibrigen waren die Verhaltnisse der Experimente so ziemlich gleich und war auch der «Kyokuyo-sha» direkt an die Maschine gekuppelt. 6 Seitliche Schwingungen in Kurven. Wenn die Wagen eines Eisenbahnzuges mit grofier Geschwindigkeit durch eine Geleisekurve gefuhrt werden, so erleiden sie am Anfang und Ende dieser Kurve jedesmal einen heftigen Stoik Die diesbeziiglich auf- genommenen Tabellen zeigen, dafi beide StoBe ungefahr gleich sind, wenn die Kurve durch einen kreisformigen Bogen gebildet ist, an den sich an beiden Enden tangentiale Auslaufe anschlieBen. Im iibrigen sind die Erschtit- terungen sowohl von der Geschwindigkeit der Fahrt wie von dem Radius der Kurve beeinfluCt und wird in den Tabellen dieser EinfluB ziffernmafiig dargestellt durch einen Wert K ,, der sich aus folgender Formel ergibt: Geschwindigkeit in Meilen per Stunde Radius der Kurve in «chains». 1 Im folgenden soli einiges Bemerkenswerte aus den erwahnten Tabellen angefiihrt werden: Kurven von 80 chains Radius: die mittleren Schwankungen sind nicht besonders grofi. Der grofite Ausschlag (2 a) fiir Geschwindigkeiten zwischen 29 und 45 Meilen per Stunde war 35 mm. In einem von 4 beobachteten Fallen, in welchen die Geschwindigkeit 48 Meilen betrug, wurde ein Maximal- ausschlag von 110 mm erreicht, in den andern drei Fallen betrug er zwischen 48 und 63 mm. Kurven von 60 chains Radius: 2 a bei Geschwindigkeiten zwi- schen 34 und 49 Meilen wechselt von 21 bis 90 mm. Kurven von 40 chains Radius: Der Kurveneffekt bei Geschwindigkeiten unter 23 l / t Meilen war praktisch gleich Nuli, fiir Geschwindigkeiten zwischen 24 und 30 Meilen variiert 2 a zwischen 29 und 69 mm. GroBe Doppelausschlage iiber 100 mm traten erst bei einer Geschwindigkeit von 37 Meilen auf. Fiir Geschwindig- keiten zwischen 37 und 53 Meilen war das Max. 2 a = 152 mm. Kurven mit Radien von 30 bis 25 chains: GroBe Erschiitterungen von IOO mm schon bei 30 Meilen Geschwindigkeit. Max. 2a = 164 mm bei 49 Y 2 Meilen. Kurven mit Radien von 22 bis 20 chains: In zwei Fallen, in welchen die Geschwindigkeit 22 resp. 23 Meilen betrug, war kein plotzlicher StoB durch die Kurve hervorgerufen. In den iibrigen achtzehn Fallen, in welchen die Geschwindigkeit zwischen 29 und 51 Meilen wechselte, war das Min. 2a = 109 mm, das Max. 2a = 165 mm. Kurven von 16 chains Radius: Es liegen nur zwei Beobachtungen vor. Die erste Kurve wurde mit 47 Meilen, die zweite mit 48 Meilen Geschwindigkeit durchfahren und betrugen die respektiven Ausschlage n 6 und 122 mm. Aus der ganzen Zusammenstellung ist zu ersehen, daB die Kurven von 60 bis 80 chains Radius mit einer einzigen Ausnahme wahrend aller aufeinan- derfolgenden Geschwindigkeiten keine grofieren seitlichen Schwankungen 1 I chain (engl. LangenmaB) = 20'I2 m. 7 als ioo mm hervorriefen, dafi aber andererseits die Schwankungen in den Kurven von 16 bis 22 chains Radius bei Geschwindigkeiten iiber 29 Meilen per Stunde immer 100 mm uberschritten. Wenn die seitlichen Schwankungen nach den steigenden Werten von K zusammengestellt werden, so lassen sich fiir 2 a Mittelwerte finden, und zwar fiir die Hinfahrt: 68 K 60 K i , a v/ Geschwindigkeiten (in Meilen) 2 3 . - — 04 y \ - Radius der Kurve (in chains) Diese ungefahre Form el entspricht natiirlich nur dem «Shayo-sha» oder dem gewohnlichen Wagen ohne Truckgestelle, dessen Rader zylindrische Reifen tragen. Beobachtungen dieser Art mogen zur Aufklarung der Ursachen von Entgleisungen niitzlich sein. Seitliche Schwankungen, hervorgerufen durch Wechsel. Die ExpreBziige, in welche der «Shayo-sha» eingereiht war, passierten einige der Stationen in der Probestrecke mit groben Geschwindigkeiten, welche mit Ausnahme von zwei Fallen mehr als 30 Meilen betrugen und deren hochste 48-5 Meilen per Stunde war. Die Wechsel der Sanyo-Eisenbahn haben die Bezeichnungen 8 und 10, welche den Kreuzungswinkeln von 8° und iO° entsprechen. Der durchschnittliche einfache Ausschlag a beim Passieren der Wechsel mit Geschwindigkeiten zwischen 27 und 39 Meilen variierte von 44 mm bis 180 mm. Einige der starksten seitlichen Bewegungen, welche auf diese Art hervorgerufen wurden, sind folgende: $ Es scheinen also diese durch Wechsel hervorgerufenen seitlichen Stofle grofier zu sein, als die durch Kurven veranlafiten Bewegungen, doch werden weitere Messungen mit verbesserten Instrumenten notig sein, um diese Erschiitte- rungen und ihre weiteren Folgen zu beurteilen. Diese vorliegende Arbeit des verdienstvollen japanischen Forschers ist noch mit einem ungeheuren Material von Tabellen und Diagrammen aus- gestattet, welches hier wiederzugeben natiirlich der Raum fehlt, aus welchem sich aber gewifi noch manche beachtenswerten Schliisse in dieser auch von mehreren europaischen Bahnen gegenwartig studierten Angelegenheit ziehen lassen wiirden. Leider vermeidet es der Autor geradezu peinlich, selbst irgend welche praktischen Resultate seiner Beobachtungen mitzuteilen und beschrankt sich lediglich auf theoretische Ziffern. Zur richtigen Beurteilung ware aber notig, den Zustand der Bahn sowie der Fahrbetriebsmittel, von welchen diese Ziffern erhalten wurden, zu kennen. Narodna in univerzitetna knjižnica 00000447071 Kleinmayr & Bamberg, Laibach.