| |
 |
|
A Camden
and Amboy vasút személykocsijai Channey Neg. 14489 [1]-ből Körülbelül 1836-ban épültek, a képen harminc évvel később, nyugdíjazásuk idején láthatók |
Az első vasúti személykocsikat lovaskocsi és -hintógyártók készítették, a vasúti kerekeket Amerikában általában a vasúttársaságok tették alá. Aztán a vasutak alvázat készítettek, és rájöttek, hogy olyan nagy is készíthető, amire több, korábban lovaskocsi szekrény is ráfér. A hossz növelésének határt szabott, hogy az akkoriban kis sugarú vasúti pálya ívek miatt a tengelytávnak is kicsinek kellett lennie. Az amerikai vasúti kocsi az 1820-as évektől máig óriási fejlődésen esett át. Az akkor épült hintószerű járművek hossza alig negyede egy modern kocsi hosszának, a magassága pedig egy mai egyszintesének alig több mint a fele, és bár a futásminőség és a kényelem ilyen pontosan nem számszerűsíthető, az is hasonlóan óriásit fejlődött. Az első, hintókészítők által "gyártott" vasúti kocsiktól mára eljutottunk a járműgyárban készült, gondos mérnöki munkával tervezett és rengeteg tapasztalattal kialakított vasúti személykocsikig. Emellett az első, csak utasok szállítására készült kocsik után mára sokféle más célra készült kocsi is fut személyvonatokban. Ez a leírás áttekintést ad az amerikai személyvonati kocsik fejlődéséről. |
| 1. rész: A kezdetek, és a négytengelyes kocsi megjelenése |
| Az
amerikaiak életük számottevő részét
vasúti kocsiban töltik. A XIX. század
közepétől az 1930-as évekig a vasút volt a
leggyakoribb szárazföldi
személyszállító eszköz, és az I. világháború
kezdetéig a városközi forgalom 98%-a vasúton
történt. Soha, semmikor nem
volt közlekedési eszköznek ekkora
monopóliuma, mint a vasútnak Amerikában. Minden
nap milliók
szálltak vonatra, hogy néhány
mérföldet tegyenek meg a munkahelyük és az
otthonuk között, vagy akár több napot
is utazzanak nagy távolságra. A vasúti ingázás, különösen a metropoliszok környékén máig megmaradt és várhatóan még sokáig létezni fog, de a távolsági, különösen a nagy távolságra történő utazásnak ma gyakoribb eszköze a repülő. A vasút megszületése előtt kocsi- és kerékgyártók, kohászok, kovácsok, bútorasztalosok, textilművesek, néha ezüst-, sőt aranyművesek tették össze a szaktudásukat, hogy elkészítsenek egy kocsit. A legtöbb kocsi egyedi megrendelésre készült, némelyik elegáns és könnyű volt, a másik egyszerűbb és tartós. Mind a vásárló igényeihez, ízléséhez és pénztárcájához igazodott. Bennük volt a készítők szakértelme, képessége és tapasztalata. |
Az
első vasúti kocsikat állati erővel vont kocsik készítőinek
hagyományai szerint gyártották. Az ácsok
és az asztalosok hamarosan
olyan alvázat alkottak, amire a lovaskocsiénál
nagyobb
szekrény is tehető volt. A mai időkben pedig
acélgyártók, elektrikusok, sőt aerodinamikus
mérnökök teszik bele a tudásukat a
közös termékbe. A vasúti kocsi fejlődése
legtöbbször az ismert anyagok
és eljárások alkalmazásától
függött, ritkán teremtett ipari
áttörést. (Egy
nagyobb, a vasúti jármű gyártásához létrejött
találmányról tudunk, a Budd gyárban rozsdamentes acél vasúti járműhöz
találták fel
a ponthegesztést.) Emellett sok, már kifejlesztett
eljárást, anyagot, találmányt
építettek be vasúti kocsikba. Alexander von Humboldt mondta, hogy a találmány három fokozaton halad végig. Első: kételkednek a létezésében. Második: tagadják a fontosságát, és a harmadik: valaki másénak tulajdonítják. A vasúti kocsiknál nem léptek fel ilyen problémák: legtöbbször más célra kifejlesztett, kipróbált és jól működő eljárásokat és anyagokat használtak, az utasok kényelmére és a vasúttársaságok hasznára. |
| Az ülőhelyes kocsi kialakulása |
 A Camden & Amboy vasút vonata Camden ferry-hez érkezik E. L. Henry festménye [3]-ból A kép alkotóját elkapta a "festői szabadság", mert ilyen mozdony ezen a vonalon sosem járt. De források megerősítik, hogy a vasúti kocsikat valósághelyesen ábrázolta, és a vasúti kocsi és a ház mellett álló lovaskocsi szekrénye közötti hasonlóság szembeötlő, mivelhogy közös műhelyből kerültek ki. |
|||
| A történelem folyamán és ma is a leggyakoribb
és legfontosabb vasúti személykocsi típus
az egyszerű ülőhelyes kocsi. Nem csak a személyvonatok
leggyakoribb kocsija, de őstípusa minden vasúti
személykocsinak. Mégis a leírások,
vasút hirdetések kevés figyelmet fordítanak
rá, az első osztályú, a háló-, a
különböző fajta étkező, meg
(legalábbis Amerikában) a jól berendezett parlor, a társalgó, a dome, a tető-, és az observation,
a kocsi vég kilátó nagyobb figyelmet kapott és kap. A
vasút főnökei a bevétel
és a presztízs miatt inkább az első
osztályú kocsikkal foglalkoztak, bár Daniel Willard, a Baltimore
& Ohio vasút elnöke 1920-ban azt mondta: "Túl sok időt
töltünk a Pullman (a legelegánsabb,
legkényelmesebb kocsifajta) utasok problémáival.
Az utasaink 80%-a nappali ülőhelyes kocsiban utazik, mégis
alig kapnak 20% figyelmet." A kéttengelyesek Az első amerikai vasúti személykocsik egyszerű, fa építésű, kéttengelyes (négykerekű) járművek voltak, három alap kategóriájuk volt, mint a hagyományos, íves elejű-hátuljú kocsi, a szakaszos, több egybenyitott fülkéjű, és a ritka, gótikus (Gothic) kocsi. Az első vasúti kocsikat bejáratott lovaskocsi- és hintógyártók készítették, a lovaskocsit egyszerűen nyomkarimás kerekekre emelték. A díszes oldalfalú kocsik, amiket leginkább vadnyugati filmekből ismerünk, a keleti parton készültek, és mikor a vasút megjelent, már elterjedtek az egész országban. Ilyen kocsiból alakították ki az első vasúti járműveket. Richard Imlay Baltimore-ban 1828 körül kezdett közúti kocsi készítésbe, és megkérték, hogy készítse el az első személykocsit a Baltimore and Ohio vasút számára. A legolcsóbb és legegyszerűbb volt, hogy elkészíti az Amerikában futó postakocsi (mely utasokat is szállított) másolatát. Csak a szekrényt, mert a futóművet a vasút adta. |
Az ország első vasúti személykocsija 1830 májusában lett kész, és stílszerűen Pioneer-nek nevezték. James Goold West Albany-ből készítette az első kocsit a Mohawk and Hudson Railroad számára 1831-ben Korabeli rajz a The American Railway 1892-es számában, [1]-ből Kicsivel később mások is készítettek hasonló vasúti kocsit. A kocsi dinnye formájának alsó íve célszerű volt a bőrszíjas felfüggesztéshez, és az ülések alatti helyet vette el a nagyméretű kerekek számára. |
 |
Gyönyörű
korabeli személykocsi kép látható a
Middletown & Hummelstown Railroad Company múzeumában,
Pennsylvaniában. Az ablakokon üveg helyett bőr takarókat lehetett leengedni a hideg, az eső vagy a kinti por ellen. a tetőn utasok ülőhelyei vannak. A "bakon" a fékező ült. Ez a vonat balra megy, ott látható a "szerkocsin" a hordó, vízzel a mozdony számára. |
 |
Lóvontatásnál fontos volt a kis súly,
míg a vasútnál nem annyira. A Camden and Amboy vasút három lovaskocsi szekrényt is feltett egy alvázra Smithsonian Neg. 25012-E [1]-ből Az 1831-ből származó litográfia kéttengelyes fülkés kocsit, ún. composit car-t mutat. Világosan látszik a korábbi lovaskocsi eredet. A vasúti vágány simább futófelületet adott, mint az akkor használt, javarészt földút, ezért kisebb, legfeljebb 36 hüvelyk (914 mm) átmérőjű kerekek is elegendőek voltak. A bőrszíjas felfüggesztés is megszűnt, így már az íves forma nem jelentett előnyt, de drágította a gyártást, és az íves ablak nehezítette az üvegezést, ezért az oldal nyílásokat bőr függönnyel fedték el. A kocsi tetején utazhattak, vagy csomagot szállíthattak. A kocsinak laprugói voltak, és lánc kapcsolói, ami vonatban nem volt ideális. |
| Az
amerikai vasúti kocsi fejlesztésre hatott az
európai omnibusz és az angol vasúti
személykocsi formája. Egy évvel a fenti, Green
kocsijának elkészülte után John Stephenson, a
fiatal, New York városában dolgozó omnibusz-
és kocsigyártó készített kompozit
kocsit a New York and Harlem Railroad számára.
Később streetcar
(utcai, vágányon futó
lóvontatású, később villamos
hajtású közúti vasút jármű)
építő is lett, és a New
York and Harlem Railroad lóvasút üzemet
indított Manhattan déli végén. Stephenson streetcar-ját az első ilyennek tekintik Amerikában. A kocsit a kerekek közé süllyesztették, így közel egy lábbal alacsonyabb lett. A kocsi elrendezését a gyártó szabadalmaztatta. Az amerikai Stephenson hasonló elrendezésű kocsikat szállított a Paterson and Hudson River Railroadnak, a Brooklyn and Jamaicának, és a Cuba and Florida vasutaknak is. |
 Stephenson készítette ezt a vasúti kocsit 1832-ben Smithsonian Neg. 10861-B [1]-ből |
| Az
amerikai vasúttörténetben az
ülőkocsik kis példányú
kategóriája a gótikus kocsi. Mintha egy
katedrális darabját emelték volna négy
kerékre. Még a tető korlátja is
a katedrálisokéra emlékeztet. Az Erie and Kalamazoo Railroadnál futott ilyen kocsi Toledo, Ohio és Adrian között. A gyártmány népszerű volt, a Mohawk and Hudson vasút az 1840-es leltárában 24 Gothic Coaches-t rögzít. F. A. Ritter Von Gerstner osztrák mérnök, aki abban az időben az amerikai vasutakat tanulmányozta, lejegyezte, hogy a 24 üléses gótikus kocsi 2 1/2 tonna tömegű volt, és darabonként 800 dollárba került. A kéttengelyes kocsik egy időben uralták az amerikai vasutakat, nem voltak ideálisak, mind a közönség, mind a vasút vezetői gyakran és hangosan kritizálták. A tengelytávnak kicsinek kellett lennie, hogy a kocsi kis sugarú íveken is haladhasson. A kocsi hosszát 20 lábra (6 méterre) kellett korlátozni. 1832-ben a New York and Harlem vasút épített hosszú, kéttengelyes kocsikat, a szükségképpen kis tengelytávú vázat a kocsi közepe alatt helyezte el. A kocsi futás közben kellemetlen bólintó mozgást végzett. Amerikában nem épült több hosszú kéttengelyes kocsi. |
 Ezt a gótikus kocsit Asa Whitney tervezte 1834-ben Bár ilyen kocsi járt Amerikában, ez utólag készült rajzgyakorlat lehet. |
 |
Érdekes
kép jelent meg a TRAINS 1947. februári
számában. "First Locomotive West of Ohio", (az első
mozdony Ohiótól nyugatra). A vasút az
Erie & Kalamazoo volt, és ennek első mozdonya az Adrian, mely 1837 júliusában állt szolgálatba. A rajz Adriant ábrázolja, és a mögötte lévő kocsiról annyit lehet tudni, hogy három szakasza volt, egyenként 8 utas férőhellyel. (Úgy becsülöm, hogy két szakasz lenn, egy pedig fenn volt.) Az íves tető, az ablakok és az ajtó látványa középkori templom hatását kelti. A kocsit Gothic Car-ként említik. Paul F. Laning, 1109 Campbell st. Sandusky, Ohio írása a TRAINS 1947. februári számából |
| A kéttengelyesek kapacitását a tetőn
elhelyezett ülésekkel próbálták növelni, de kényelmetlen volt felmászni
oda, a belógó faágak és alacsony felüljárók veszélyesek voltak az
utasokra, és a füst és korom kellemetlen volt. A kéttengelyes személyvagonok legrosszabb tulajdonsága a veszélyessége volt. Abban az időben a metallurgia még fejletlen volt, és az öntött tengelyekben gyakran maradtak szennyeződés vagy légbuborék zárványok, amik idővel tengelytörést okozhattak, az meg kisiklást, és bár a sebesség kicsi volt, gyakran történt ebből haláleset. |
A kéttengelyes kocsik néhány évnyi használata után a vasutak látták, hogy a kocsik futóművének jobb megoldást szükséges találni. A háromtengelyes kocsi logikus fejlődési irány lett volna, és Európában el is terjedt. A középső tengely stabilizálja a futást és hosszabb kocsiszekrényt tesz lehetővé. Von Gerstner, az osztrák mérnök négy ilyen kocsit figyelt meg a különlegességeket szerető New Orleans and Nashville Railroadon. Ott a középső kerekeken nem volt nyomkarima. Másik hatkerekű kocsit járató vasút a Baltimore and Susquehanna volt, egy személy- és több teherkocsival. De a háromtengelyű vasúti kocsik az amerikai vasutakon nem terjedtek el. |
| A négytengelyes kocsik, az amerikai coach megjelenése A legstabilabb vasúti jármű az, amely két független kerék szerelvényen nyugszik, amit forgóváznak hívnak. Ezek a kocsiszekrény két végén helyezkednek el, ahhoz csappal csatlakoznak és szabadon elfordulhatnak vagy billenhetnek. Ezzel kiegyenlítik a pálya egyenetlenségeket, azokat nem adják át a kocsiszekrénynek, sima futást biztosítanak. A forgóvázakon nyugvó vasúti kocsi olyan hosszú lehet, amennyire csak kívánatos és az anyagai is megengedik. Az ilyen kocsi három kéttengelyes kocsi kapacitásával ér fel. Amerikában az is számított, hogy a nagyobb termes kocsi az utasok között kapcsolatot teremtve demokratikusabb, mint a fülkékre osztott kéttengelyes. A fülkés, minden fülkéhez egy (vagy két) oldalajtós kéttengelyes kocsi óriási többletsúlyt cipel a végajtós kocsikhoz képest. Igaz, hogy a több oldalajtón gyorsabb a le- és fölszállás, de Amerikában kevesebb a megálló, ezért a végajtók megfelelőek (más kérdés, hogy mára Európában is többnyire végajtós kocsik járnak). A kocsi forgóváz sokkal a vasúti személyszállítás indulása előtt szóba került. William Chapman brit mérnök 1812-ben kapott szabadalmat "forgóváz (bogie) vasúti forgalomban" címmel. 1830 szeptemberében a Liverpool - Manchester vonal megnyitásán Wellington hercege is négytengelyes kocsiban utazott. |
Amerikában
a négytengelyes kocsi már a vasúti éra
kezdete előtt megjelent. 1829-ben a massachusettsi Richard Morgan
javasolt vasúti utazásra egy óriási,
kétszintes szárazföldi dereglyét (barge). A járműben az alsó szinten alvóhelyek, a felsőn levegőző korzó lett volna.  R. P. Morgan javasolta négytengelyes vasúti kocsi Kép a The American Traveler-ben, [1]-ből Morgan szabadalmat kapott a járműre, de a papír megsemmisült a Szabadalmi Hivatal leégésekor, a rajza viszont fennmaradt a The American Traveler című magazin 1829. április 14-ei számában. |
| A két forgóvázas személykocsi 1831
nyarán jelent meg Amerikában, a Baltimore & Ohio Railroadon. Ross
Winans-et tekintik a tervezőnek, de bizonyíték van mások ilyen irányú munkájára
is. A szerkezetet a következő években finomították, és 1840-re az
amerikai vasutakon általánosan elfogadott lett. Személykocsi illusztráció a The American Railway-ben 1834-ből Middleton Collection [2]-ből A hosszú kocsi két forgóvázon fut, a be- és kiszállás pedig a két vég peronon át történik. Anyagok, méret és technológia a következő 150 évben hatalmas mértékben változtak, de a kialakítás alapja ugyanaz maradt. |
 |
| Az
első négytengelyesek a maiakhoz képest kicsik voltak,
csak 30 láb hosszúak, és 8 láb 6
hüvelyk szélesek voltak (9 x 2,6 m) és 7
tonnát nyomtak. Általában 48 utas fért
beléjük. Az 1840-es és 50-es évek
folyamán a kocsik mérete számottevően nőtt,
nagyobb belmagasságot és lábhelyet
nyújtottak. Helyet hagytak a kocsiban a száraz vécének, és télire volt bennük kályha. |
A világítás eleinte egyszerű volt,
két mécses a kocsi egy-egy végén, hogy az utasok megtalálják a
kijáratot. Később oldal lámpákat szereltek fel, hogy olvashassanak.
1865-ben jelent meg a tetővilágítás. 1855-től a kocsik mérete nőtt, 50, sőt 60 lábasak lettek, a belső magasság pedig 7 láb. A vécé száraz maradt, de fülkét kapott. A nyári hőség ellen néhány kocsiba vízhűtést építettek be. Ezek növelték a súlyt, néha 10 tonnára is. |
A
négytengelyes kocsi célszerű és kedvelt a
vasúton, Stephenson kocsigyára is ilyennel
népszerűsítette magát. Stephenson léckeretes négytengelyes kocsija áll a gyára előtt ezen az 1840 körül keletkezhetett metszeten Ismeretlen szerző műve [1]-ből |
 A The Illustrated London News 1852. április 10-i száma közölte ezt az amerikai kocsibelső képet [1]-ből A britek elcsodálkozhattak az övéikhez képest tágas belsőn. A méretei alapján ez biztos négytengelyes kocsi volt. |
 |
Az akkori amerikai vasút másik valósága: a bevándorlóvonatok. Az óvilágból érkezettek új otthonuk felé utaznak a Canadian Pacific vasút migráns- vonatán Rajz [5]-ből Az új építésű vasutak az államtól földet kaptak a pályájuk mentén, ezt acre-nként (később megfizetendő) 1 dollárért eladták a bevándorló családoknak. (1 acre kb. 4000 m2.) Jó üzlet volt a vasutaknak, mert ezzel később szállíttatókat és utasokat nyertek, de a bevándorlók is megalapozhatták az életüket. A bevándorlók a földre terhelt jelzáloggal kölcsönt kaptak a banktól az építkezésre és az induláshoz szükséges állatokra, gépekre, vetőmagra. Sikeres gazdálkodással néhány év után a tulajdonukba került minden, és megindultak a gazdagodás útján. |
| A
kéttengelyesről négytengelyesre váltás Amerikában nem
zajlott le egy pillanat alatt. Több vasút
is a kéttengelyes elrendezés elavulttá
válása után is rendelt ilyet. Nem érdekelte
őket, hogy a négytengelyes kocsinak simább a
futása, jobban beáll az ívekbe is, kevésbé kígyózik a pályán, kisebb
teljesítmény kell a vontatásához és
kisebb a kerékkopás is. Öt év kellett, mire a
vasutak túlnyomó részén
egyeduralkodó lett a négytengelyes személykocsi. A technikatörténetben gyakori jelenség, hogy egy találmányt egyetlen embernek tulajdonítanak. Pedig minden találmányban sokan mások is bedolgoztak, terveket készítettek, néha sikertelen, de tapasztalatokat nyújtó próbálkozást tettek. A technikatörténet szerint James Watt találta fel a gőzgépet, Robert Fulton a gőzhajót és George Stephenson a gőzmozdonyt. |
Ide
tartozik Ross Winan is, neki tulajdonítják a
négytengelyes vasúti kocsi
feltalálását. Mások, akik szintén
dolgoztak ezen, meg nem énekelt névtelen hősök
maradtak, Winan pedig a találmánynak részbeni, de
sikeres és híressé vált
tökéletesítője lett. Amikor a négytengelyes kocsikat nagy darabszámban gyártani kezdték, Winan jelentkezett, és kocsinként 100 dollár szabadalmi díjat kért. A vasutak nem akartak fizetni, és ezzel 25 évig tartó pereskedés kezdődött Winan és a vasutak között. Sok minden szólt Winan ellen és mellett is, és végül az Amerikai Legfelső Bíróság 1859 január 10-én döntést hozott. Bár bizonyítékok tömege szólt ellene is, mégis az ismertsége és népszerűsége a "négytengelyes kocsi feltalálója" címet adományozta neki. |
| Az íves tetejű kocsi, 1840 - 1860 1830-tól sok négytengelyes személykocsit gyártottak, kevés változtatással. A tipikus ilyen kocsi 9 x 2,5 m méretű volt, kicsit több mint 1,8 m belmagassággal, a súlya pedig 8 tonna volt. Aztán a Harlan and Hollingsworth gyár újított: 11 x 2,6 m-es, 1,93 m belmagasságú személykocsit készített. A kerekek a forgóvázon kívül voltak, ez akkoriban nem volt szokásos. Truss rod-okat, alsó merevítő rudakat alkalmazott, ami akkoriban ritka volt, később a fa építésű kocsik szabvány alkatrészévé vált. Az öntöttvas vázú ülések bőr borítást kaptak, és a kocsi két végén egy-egy olajlámpa világított. A kocsi 2000 dollárba került, és 1883-ig több, mint egy millió mérföldet futott. Még tíz évig járt, amikor leégett. Az íves tetejű Harlan and Hollingsworth-féle kocsi Semi Centennial Memoir of Harlan and Holingsworth kép [1]-ből |
 |
 |
Vasúti kocsi tetőívesítő készülék a Pullman kocsigyárban Pullman Neg. 48169 [1]-ből |
Az évek a kocsi méretek növekedését hozták, anélkül, hogy a szerkezetén erősítettek volna. Olyan kerettel és deszkaborítással készültek, akár az akkori amerikai lakóházak, csak lakóházak ritkán ütköznek össze. A kocsiknak csak a szélén volt hosszgerenda, az is olyan átmérőjű, hogy a kocsi súlyát elbírja, nagyobb nyomóerőt nem viselt volna el. Miért voltak gyöngék a korabeli vasúti kocsik? A faipar és az ácsolási technika fejlett volt, erős hidakat és tetőszerkezeteket készítettek. A jó minőségű farönk kapható volt és olcsó. Erre a magyarázat, hogy akkoriban törekedtek a kis méret és kocsisúly elérésére, és a vasutak tőkehiánya: minél olcsóbb kocsit akartak. A rövid, nappali utazásra pedig ezek a kocsik is alkalmasak voltak. 1840-től kezdve aztán nagyobb és jobban bútorozott kocsi lett a kívánatos. Volt, hogy a megrendelő előírta: Painted handsome on the inside and in a plain substantial manner on the outside (Belül csinosan kifestve, kívül alaposan, egyszerű módon). A balesetek hatására pedig X merevítésű alvázat kezdtek alkalmazni. Az 1850-es évek végére sok kocsi 9, sőt 10 láb (2,7 vagy 3 m) széles lett, és a borítása is megváltozott: a korábbi vízszintes, négyszögletes paneleket felváltotta a batten board (függőleges lécezés a borító lapokon. |
 A Central Railroad of New Jersey paneles oldalú kocsija Library of Congress, Van Name Collection, [1]-ből  Jackson and Sharp gyártmányú, batten board oldalfalú kocsi Hall of Records, Delaware Archives kép [1]-ből Ezen a kocsin már clerestory roof (tetővilágító) is van, annak a két végén pedig kilátóablak. |
| A tetővilágító és -szellőző (clerestory roof) Az átlagos megfigyelő kevés különbséget láthat egy 1840-es és egy -60-as gyártású amerikai személykocsi között, a szakember viszont sokat. De a nagy, látható változások 1860 körül kezdődtek. A leglátványosabb a tető egy részének megmagasítása volt 18 hüvelykkel (kb. 450 mm-rel), a magasításon pedig ablakok, hogy a fényt, és nyílások, hogy a friss levegőt beengedjék. Bár már az 1830-as években is csináltak ilyet Amerikában és a brit Great Western vasútnál is, de a dolog vagy 30 évre feledésbe merült, és a Wagner-féle hálókocsiknál került elő újra, mert az utasok panaszkodtak a rossz levegőre. Az első jelentés erről 1859-ből maradt fönn. A Wagner-kocsiknál a tetőmagasítást Monitor roof-nak hívták, ami a világítóablak egy névváltozata a sok közül. A New York Central vasúton és társvasutainál jártak ilyen kocsik, és egyikük, a Hudson River Railroad felismerte a tetőmagasítás előnyeit a rendes ülőhelyes kocsiknál is, majd a megoldás országszerte elterjedt. Wagner nem ismerte fel az újítása értékét, és 1862-ben Alba F. Smith nyújtott be szabadalmat rá, bár az ő rajzán csak szellőzőnyílások voltak, világítóablakok nem. Wagner perelt, de sikertelenül, az ötlet túl hosszú ideig volt a köztudatban ahhoz, hogy valakit a feltalálójának nyilvánítsanak. |
 A fentebbi, Jackson and Sharp gyártmányú kocsi világítóteteje belülről Hall of Records kép [1]-ből A megemelt tetőre dekoratív festményeket alkottak. |
George Hackney, a Santa Fe Railroad főfelügyelője tervezte ezt a személykocsit: A standard személykocsi, 1880-ban tervezték National Car Builder, 1881. január Fenn a kocsi hátsó nézete és a keresztmetszete. |
|||
| Az
1860-as évekre a világító és
szellőző tetőmagasítás általánosan
elfogadott lett, és ettől kezdve sok évig nem
történt jelentős változás az amerikai
személykocsikon. A korábbi terveken finomítottak,
de a fő méretek megmaradtak, a kocsik 50-60 láb
hosszúak, 25 tonnásak voltak és 50-60 utast
szállíthattak. A biztonságukat és a
kényelmüket új kiegészítőkkel
növelték, mint a légfék, a gőzfűtés,
és a belsejük egyre díszesebb lett. A szabvány kocsi fenti rajzán a tetőmagasítás eleje-vége bull nose (bika orr) formájú, ami az esztétika mellett némi kikacsintást mutat az aerodinamika felé. Az 1870-es években az akkor sok keskenynyomközű vasút számára készült személykocsi, kicsit kisebb méretekkel és súllyal. Ilyen belsője lehetett a standard személykocsinak is Hall of Records kép, [1]-ből A kép a Providence and Worchester kocsi belsejét mutatja |
 |
 |
Megerősített kocsivég keret látható ezen a gyártásközi képen Pullman Neg. 10280, [1]-ből Ilyen bonyolult, kifinomult terméket csak jól képzett és nagy gyakorlatú ács és asztalos tud készíteni, a jó szakemberek pedig drágák. Nem csoda, hogy amint a gyártástechnológia megengedte, a kocsigyártók előregyártott fém elemeket kezdtek használni. Ott a betanított munkás is össze tudta csavarozni vagy szegecselni a kocsit. |
| Futómű és fék |
| Futómű A kéttengelyes kocsik tengelyeit csúszócsapágyakkal egyszerűen az alvázhoz fogták. A forgóváz gyakorlatilag kis, független jármű, kerettel, tengelyekkel, kerekekkel, csapágyakkal, rugózással és fékrendszerrel. Nem csak alátámasztja a kocsiszekrényt, de elmozdulásával csökkenti az átadott rázást és egyéb mozgást, mintegy párnát nyújt a kocsinak. A csavarrugó a nagy rugózási tartománya és alacsony önfrekvenciája miatt személykocsik alatt a legkedveltebb rugótípus. Más-más billenési karakterisztikát érnek el elliptikus vagy kenyérvekni alakú csavarrugókkal. A mai időkben a csavarrugó mellett hidraulikus lengéscsillapítót alkalmaznak. Az oldalcsapágy csökkentette a kocsi kellemetlen oldalmozgását, emellett keréktöréskor a kocsi azon futhatott a megállásig. A korabeli öntött kerekeknél ez fontos funkció volt. A kocsigyártók, majd később a forgóváz gyártók arra törekedtek, hogy minden igényt kielégítő, biztonságos, jó futásminőségű és könnyű forgóvázat készítsenek, elfogadható áron. |
A sok funkció és a néha ellentmondó követelmények miatt a forgóváz tervezés nagy kihívás volt a járműgyárak számára. A minden sebességnél meglévő követelmények kielégítése mellett 85 mph (136 km/h) sebességnél erősen megnő a menetzaj és a rezgés. Az első forgóvázak egyszerűek voltak: 4x6 hüvelykes gerendákat erősítettek össze néhány vasrúddal. A kocsisúly és a sebesség növekedésével fejlődött a forgóváz, a hossza 3 lábról 9-re, a súlya kevesebb, mint 1-ről 10 tonnára nőtt. Kezdetben az a mítosz élt, hogy ha a forgóvázban a tengelytáv egyenlő a nyomtávval, a szép szimmetria miatt a kerekek kevésbé zöttyennek bele a sínillesztésbe és -hibákba. Ez a hit eredményezte a négyzetes forgóvázat. Az eszme sokáig tartotta magát, és amikor a hosszú forgóvázak bizonyították a jobb futásukat, a maradi kocsigyárak még mindig négyzetes forgóvázat készítettek. |
 Davenport és Bridges 1841-ben szabadalmaztatta a lengő támaszt, ami nagymértékben javított a kocsi futásminőségén U. S. Patent Office rajz [1]-ből |
|||
| A
kocsigyártók a lengő támaszt a személykocsi
forgóváz szükséges
alkatrészének tekintették, tehervagonnál,
ahol a rázás kevésbé
számított, az ára miatt ritkábban alkalmazták. Másik nagy újítás volt forgóvázaknál az 1840-es években a kiegyenlítés. A kiegyenlítő összekötötte a tengelyeket, és ha az egyik kerékpárt ütés érte, azt átadta a másiknak, így részben kioltotta. Az elvet az amerikai mozdonytervezők 1838 óta alkalmazták, de kocsiknál az 1840-es évekig nem. |
Az
évek folyamán a forgóvázak mérete
nőtt. Az 1860-as évek végére kialakult minden
forgóvázak őstípusa, ami lényegében
a mai napig érvényben maradt. A fa
lecserélése acél keretre az alap terven
kevés változást okozott. A háromtengelyes forgóváz az amerikai vasutakon már 1845-ben megjelent, de csak a heavyweight , nehéz kocsik kialakulásával terjedt el. |
| Fék Megbízható és hatásos fék nélkül a vonatközlekedés lehetetlen, mégis 1875-ig kevés amerikai mozdonyon volt bármilyen fajta fék. Később a szerkocsi egyik forgóvázának valahány, vagy minden kerekét kézifékkel fékezték, ami inkább csak a mozdony állva tartását szolgálta. (A fék feladata a jármű megállítása, sebességének csökkentése, sebességének tartása (például lejtőn), és a jármű állva tartása.) 1830 és '75 között legelterjedtebb a kézifék volt. A fűtő a szerkocsi egy vagy több kerékpárját fékezte, a vonatfékezők pedig a kocsik tetején kialakított járdán futottak egyik fékkeréktől a másikig. Ez a fékezési mód a mozgási energiát a kerekekhez nyomódó féktuskókkal hővé alakítja. A technikát a vasút a közúti járművektől vette át. A légfék előtt is próbálkoztak mechanikus átmenő fékkel, amikor a vonat összes járművét egyszerre fékezik. Nem volt általánosan elfogadott, sikeres eljárás. |
1840-ben a már említett osztrák mérnök és amerikai vasút megfigyelő, Von Gerstner feljegyezte a fékek hiányát az amerikai kocsikon. A Greensville és Roanoke vonalon, bár több meredek szakasz van, tizenöt kocsis tehervonatoknak csak az első három-négy kocsija volt fékes, a személyvonatokat pedig csak a mozdony szerkocsija fékezte. A Boston and Maine vasút a brit mintát követte, a fék nélküli tehervagonokat egy brake van, vonat végi fékezőkocsi fékezte. A Michigan Central szerkocsiját egy hosszú rúd fékezte, amire a fűtőnek rá kellett állnia a kellő fékerő eléréséhez. A négytengelyes, kézi fékezésű kocsi fékrendszerével szemben az volt a követelmény, hogy a mindkét végén lévő fékkerék bármelyikének a tekerésével a kocsi mind a nyolc kerekét fékezze. 1847-49-ben három fékrudazat féle terjedt el. Egyikük az 1849-től alkalmazott Hodge rendszer. |
 |
A Hodge fékrendszer Car Builders' Dictionary, 1879 Nehemiah Hodge 1849-ben kapott szabadalmat erre a rendszerre, ami gyorsan a legnépszerűbb lett. a Master Car Builders Association tagjainak a 75%-a ezt alkalmazta. |
| 1850-től
sok feltaláló próbált ütköző
aktiválta féket alkotni. (Ez úgy működik,
hogy ha a kocsi ütközője megnyomódik, mert az előtte
futó kocsi lassul, akkor a kocsi fékezni kezd.)
Mindegyiknek közös hibája volt, hogy a
fékezést nem lehetett befolyásolni. Ha a vonat
sebessége csökkent, a kocsik fékezni kezdtek,
és akkor is, ha a vonat tolatott. Egy chicagói feltaláló az 1860-as évek végén úgy próbálta megoldani a problémát, hogy villamos jellel oldotta a féket. A rendszert kipróbálták Amerikában és Angliában is, de később eltűnt. Feltalálók sora ötletek tömegét alkotta az átmenő fék megoldására, ahol a vonat kocsijait egy helyről fékezik. Volt ötlet, ami a kocsik fékjeit hosszú rúddal kötötte össze, volt, ami lánccal. William Loughridge 1855-ben kapott szabadalmat ilyen megoldására. A mozdony hátsó kereke fékezéskor egy dobot forgat, az feltekeri a láncot, aminek a megfeszülése fékezi a vonatot. |
 William Loughridge láncos fékjének rajza Smithsonian Neg. X2401, [1]-ből |
| A láncos vonatfékezésnek sok hátránya volt:
a lánc megszorulhatott, télen befagyott, és a
rendszer rosszul kezelte a változó vonathosszat. A
feltalálók más fékezést
kiváltó közeg felé fordultak. Sok rendszer látszott használhatónak, és többet ki is próbáltak a gyakorlatban: a gőz, a légnyomásos, a vákuumos, a villamos és a folyadékos fékezést is. A gőzfékezés egyes fajtáit kivéve ezek mind lehettek átmenő (a vonat minden kocsiját fékező) fékek. A legkézenfekvőbb a gőzfékezés volt. "Ha a gőz forgatni tudja a kereket, miért ne tudná meg is állítani?" 1833-ban Robert Stephenson szabadalmaztatott gőzféket. Okos szerkezet volt, de csak a mozdonyt fékezte, a kocsikat nem. Tizenöt évvel később a Boston and Providence vasút próbálkozott gőzfékkel, sajnos a mozdony kazánja felrobbant, és bár ennek semmi köze nem volt a fékhez, arra vetett rossz fényt. 1855-ben Henry Miller New Yorkból javasolt gőzféket, egy-egy hengerrel minden kocsi alatt, és gumicső vezette a fékező gőzt a mozdonytól. Kipróbálták a rendszert, a 104 tonnás vonatot 210 méteren belül megállította. Wendell Wright fékje mind gőzzel, mind sűrített levegővel működött, ezzel közeledünk a csövekben levegőt mozgató fékrendszer felé. A gőzfékezésnek hátrányai voltak. Nagy nyomású gőzt a kocsik alatt végigvinni veszélyes. A kis nyomású gőz kis erőt tud leadni. és víz csapódhat ki belőle. A gőzfék a mozdonyon kiválóan működik, 1900-ig használták is, de senki sem tudta jól működő vonatfékké alakítani. |
Kipróbálták
a vízféket, a mozdonyon lévő
víztartályba gőzt engedtek, az nyomta a vizet
végig a vonaton és fékezett. Fagy ellen a
feltalálók víz és glicerin
keverékét javasolták, ezzel feltalálva a
fagyálló folyadékot. A légféket sokan George Westinghouse találmányának tartják, pedig nem az, még az ötlet sem az övé. Mikor 1868-ban dolgozni kezdett a rendszerén, már sokan szabadalmaztattak, sőt ki is próbáltak hasonló féket. Westinghouse apjának mezőgazdasági gépgyártó üzeme volt, és a fiú sok időt töltött ott. Utazott vasutakon is, és megismerkedett sok vasúti vezetővel. Megkedvelték az ambiciózusnak látszó fiatalembert, és amikor az jelentkezett náluk a légfék rendszerével, nem dobták ki, mint fantasztát vagy csalót. W. W. Card, a Pan Handle és Robert Pitcairn, a Pennsylvania főfelügyelője meglátta az óriási lehetőséget Westinghouse fékjében. 1868 júliusában Westinghouse benyújtott egy szabadalmi kérelmet olyan fékre, melyben a mozdonyon dugattyús légsűrítő tölt egy tartályt, és mikor kinyitják a szelepét, a sűrített levegő rugalmas csőcsatlakozáson a kocsik fékhengerébe áramlik, és a fékpofa a keréknek nyomódik. |
| Bár
az elv egyáltalán nem volt eredeti, korábban senki
sem tudott a gyakorlatban is jól működő rendszert
építeni. Westinghouse támogatókat
talált. Egy Worthington tápvíz szivattyút
légsűrítővé építettek
át és egy helyi gépgyárban
készítettek el az egyéb szükséges
alkatrészeket. 1868 szeptemberében egy helyi vonattal próbát végeztek, és a vonat alig hagyta el az állomást, vészfékeznie kellett, és a vonatot csak a fék okozta gyors megállás mentette meg. Egy évnyi fejlesztés és finomítás után a fék hosszabb úton és hosszabb vonattal is bizonyított, és a rendelések érkezni kezdtek. A századfordulóra a személykocsik közel háromnegyedét ilyen légfékkel szerelték fel. Westinghouse tudatában volt a rendszer gyöngeségeinek, ha szabadalmaztatja, sokan megtámadnák. Emellett, ha a légsűrítő elromlik, vagy ha a fék légvezeték elszakad, a vonat teljesen fék nélkül marad. Kereste a jobb megoldást. 1872 - 73-ra megalkotta a levegő aktiválta automata fékrendszert. Ebben a kocsin önálló fékberendezés van, saját légtartállyal (magyarban vasútiul készlet- légtartálynak hívják) és levegőt irányító szeleppel a kocsi alatt. |
Ezt
hármas szelepnek hívták, és
egyszerűbb volt, mint később a kormányszelepek. Ebben a
rendszerben a
fékezést nem az egész vonaton
végighaladó fővezetékben lévő levegő
nyomásának a növekedése váltja
ki, hanem épp a nyomás csökkenése. A rendszerhez a kocsira nyomásérzékeny szelepet kellett terveznie, mely a fővezetékből levegőt enged a készlet-légtartályba, míg ott a nyomás nem lesz ugyanakkora, mint a fővezetékben, de ha a fővezeték nyomása lecsökken, a készlet-légtartály légnyomását a fékhengerbe vezeti, ezzel megvalósítja a kocsi fékezését. Ezt a szelepet Amerikában a kezdeti időkben triple valve-nek, hármas szelepnek nevezték, mivel három funkciója volt: a fővezetékről feltöltötte a készlet légtartályt, a fővezeték nyomásának csökkenésekor a készlet légtartály levegőjét a fékhengerbe engedte, aztán a fővezeték nyomásának újbóli emelkedésekor, a fékek oldásakor kiengedte a fékhengerből a levegőt. A hármas szelep öntöttvas házban akkora volt, mint egy narancs. |
 |
A
Westinghouse légfék 1868-69-ben került piacra, majd
1873-ban rajzon látható formára
továbbfejlesztette, minden kocsi alatt készlet
légtartállyal és "hármas szeleppel", ami
automatikusan fékezte a kocsit a fővezeték
légnyomásának csökkenésekor Railroad Gazette 1876. április 14-ről, [1]-ből Ennek a fékrendszernek több előnye is volt. Minden kocsi azonos mértékben fékezett, mert mind alatt a légtartályában azonos nyomású levegő volt. Fékezett, ha a fővezeték nyomása csökkent, mert a mozdonyvezető fékezett, és vészfékezett, ha a fővezeték nyomása leesett, akár vonatszakadás, akár más hiba miatt. Rendes fékezést a fővezeték nyomásának enyhébb, vezérelt csökkenésével lehetett elérni. A hármas szelep nyomásvezérlésének a mértéke 2 1/2 volt, vagyis mikor a fékező mozdonyvezető egy négyzethüvelyken mérve 10 fonttal csökkentette a fővezeték nyomását, a szelep 25 font légnyomást engedett a fékhengerbe. 1900 előtt a szabványos fővezeték nyomás 70 psi (4,9 atm) volt Westinghouse 1873 februárjában kapott szabadalmat erre a fékrendszerre. Később továbbfejlesztette a fékhatás gyorsabb haladásáért a vonaton és a nagyobb fékerőért. A hármas szelep helyett bonyolultabb, sokmindent másképp tevő control valve-t vezérlő szelepet, magyar vasutasul kormányszelepet alkalmaztak. De egész máig a vasúti kocsikat túlnyomó részben ilyen elven fékezik. Amerikában a légfék fogadtatása nem volt egységes. A Pennsylvania vasút 1879-re az összes személykocsiját ezzel szerelte fel, de egy másik óriás, a New York Central 1880-ig a légfék semmilyen formáját nem használta. Anekdota járta, hogy az öreg Cornelius (Commodore) Vanderbilt, a NYC tulajdonosa azt mondta: levegő fuvallat nem állítja meg a vonatokat! |
| Aztán
a New York Central is beadta a derekát és automatikus,
átmenő (vagyis a vonat elszakadásakor automatikusan
befékező és a vonat minden járművét
fékező) légnyomásos féket szerelt
fel. Országos szinten 1880 áprilisára a
fékeknek kicsit kevesebb, mint a fele volt automatikus, 1.770
mozdonyra és 5.218 kocsira szerelték fel. A többin
egyenes rendszerű fék volt, vagyis a fővezetékben a
nyomás növelésével fékezett. Az
átállásnak nagy lökést adott a
Baltimore & Ohio három komoly balesete 1887-ben. A
legsúlyosabb januárban, az ohiói Republic-ban
történt, mikor egy expressz 65 mph sebességgel
szemből ütközött egy tehervonattal, 13-an haltak meg
(szerencsétlen szám). A balesetnek részben az egyenes
fékrendszer volt az oka. Néhány
hónappal később egy személyvonat hibás
kapcsoló készülék miatt elszakadt, és
kocsik megfutamodtak a vonal leglejtősebb szakaszán a west
virginiai Terra Altá-nál. Itt is a nem automata
fékrendszert okolták. Novemberben egy expresszvonat
szabadult el és Washington D.C.-ben kisiklott. A balesetben az
elavult fékrendszert is hibáztatták.
(Valószínű, hogy a B&O Loughbridge
légféket használt, ami nem tartalmazta a
Westinghouse-fék automatikus funkcióját.) Sok vasút szerelte fel az automatikus féket, és Westinghouse-tól vette a hardvert. Ő előbb egy gyapotszövő gyárat vett Allegheny City-ben és fékgyárrá alakította, két évvel később megnövelte, aztán új ipari komplexumot épített Turtle Creek Valley-ben (völgyben). |
A fékje tervezésekor rengeteg mérföldet utazott a
völgy vonalán, a működését vizsgálva. A jelzőkkel foglalkozó cégét, az Union Switch and Signal-t a völgy városába, Swissvale-be helyezte, a közeli Wilmerdingben pedig felépítette a fékgyárat. A pénz nem volt akadály, a cég 1886-ban 400%-os osztalékot fizetett a részvényekre. 1890-ben megnyílt a komplexum, melynek neve ma WABCO. Westinghouse a rengeteg pénzével felvásárolta a konkurenciát, és 1872-től külföldi üzletközpontokat hozott létre Angliában, Párizsban, majd Németországban és Oroszországban. A Westinghouse automata, átmenő fék olyan találmány, ami biztonságosabbá teszi a vonatközlekedést, a világon mindenhol elfogadják, a feltalálót és a gyártó cégét nagyon gazdaggá tette. Igazi amerikai sikertörténet. Az amerikai vasúti személykocsik pedig a jó, megbízható és erős fékkel megindultak a fejlődés útján, a nagyobb méretek és súly, és nagyobb sebesség és kényelem felé. |
| |