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Nr. XLI. Der Stand der wichtigeren Kanalprojekte Donau-Elbe, Donau-Oder und Donau-Weichsel. Prof. A. Smrce k-Brünn Mit 4 Tafeln. Preis Mark 1,50, für Mitgl. 75 Pf., bei 25 Stück 55 Pf.

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für BirnienschiffahrL

Verbands-Schriften.

Neue Folge.

Nr. XLVIII.

Uber Die wirtschaftlichen Abmessungen Der Schiffahrtskanäle unD Den zweckmässigen Schiffahrtsbetrieb.

Von

Dr. Ing. R. Winter,

Berlin.

Mit 3 Tafeln.

Groß-Lichterfelde

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ln.

Verlag von A. Troschel 1910.

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Yerlag von A. Troscliel in Gtroß-Lichterfelde.

Y erbands-Scliriften des

Deutsch-Osterreichisch-Ungarischen Verbandes für Binnenschiffahrt.

. Neue Folge.

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No. XIV. Bericht über die bisherigen Ergebnisse des Schiffsverkehrs am Eisernen Tor. Zusammengestellt durch die Königlich ungarische Schiffahrtsbehörde in Orsova. Mit 3 Beilagen. Preis 85 Pf., für Mitglieder 45 Pf., hei 25 Stück 35 Pf.

Über die wirtschaftlichen Abmessungen der Schiffahrtskanäle und den zweckmässigen Schiffahrtsbetrieb.

Von

Dr. Ing. R. Winter,

Berlin.

Mit 3 Tafeln.

Groß-Lichterfelde

Verlag von A. Troschel 1910.

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Inh altsverzeichnis.

Seite

Einleitung.................

Annahmen und Berechnung des Schiffswiderstandes .    .

10

Bestimmung der Schiffahrtskosten.........

26

Die wirtschaftlich zweckmäßigsten Schiffs- und Kanalabmessungen 17 Vergleichung der Betriebsarten Vergleichung der Schleusenarten

Einleitung.

Die Statistik der deutschen Wasserstraßen zeigt, daß die Tragfähigkeit der sie befahrenden Schleppkähne stetig zunimmt. Die Steigerung des Verkehrs, die Verbesserung der oberen Flußstrecken, der Fortschritt in der Technik der Fortbewegungsmittel und der Lösch- und Ladevorrichtungen ermöglichen immer mehr und mehr die Verwendung von größeren Schilfen. Während nun einerseits durch größere Schilfe bis zu gewissen Grenzen eine Verminderung der Transportkosten auf dem Wasserwege erreicht wird, wird andererseits hierdurch der einheitliche Ausbau des Wasserstraßennetzes und die gesunde Entwicklung des ganzen Wasserverkehrs sehr erschwert. Die alten Schiffahrtskanäle werden für eine immer wachsende Anzahl von Schiffen unbefahrbar, und auch die neuen Kanäle können wegen der hohen Baukosten gewöhnlich keine solche großen Abmessungen erhalten, die das Befahren derselben mit den größten Schiffen der benachbarten Flußläufe gestatten würden. Bei Schaffung eines großen Kanalnetzes muß deshalb demselben irgendeine mittlere Schiffsgröße zugrunde gelegt werden.

Es fragt sich nun, welches sind für die allgemeinen Schifffahrtsverhältnisse die wirtschaftlich zweckmäßigsten Schiffsund Kanalabmessungen¹)?

Gemäß der preußischen Kanalvorlage werden die meisten neuen Wasserstraßen mit ähnlichen Abmessungen wie der Dortmund-Ems-Kanal, also einheitlich dem sogenannten westlichen Normalschiffe von 600 t Tragfähigkeit entsprechend, ausgebildet. Der Deutsch-Österreichisch-Ungarische Verband für Binnenschiffahrt ist auch seinerseits bestrebt, eine einheitliche Ausbildung der neuen Schiffahrtsstraßen in den drei Verbandsländern zu sichern.

') Eine Anregung- zur Untersuchung dieser Frage gibt Prüsmann am Schlüsse seiner Schrift „Die Vergleichung der Schleusen und mechanischen Hebewerke“, indem er sagt: „Eine derartige rechnerische Behandlung würde sich ebenfalls, wenn auch mit größeren Schwierigkeiten, für die Lösung einer anderen, für die Binnenschiffahrt wichtigen Frage eignen, nämlich die Größe der wirtschaftlich zweckmäßigsten Kanalahmessungen festzustellen.“

Wenn nun auch die Hauptabmessungen der neuen preußischen Kanäle festliegen, ist doch von Interesse festzustellen, inwieweit das 600-t-Schiff jetzt und für absehbare Zeit den wirtschaftlichen Anforderungen entspricht.

Um die günstigste Schiffsgröße feststellen zu können, müssen sämtliche Kosten der Schiffahrt, einschließlich der anteiligen Kosten der künstlichen Wasserstraße selbst, ermittelt und sodann als Funktion der Schiffsgröße oder des Kanalquerschnittes ausgedrUckt wrerden. Die Wahl des Fortbewegungsmittels übt auch einen Einfluß auf die Schiffahrtskosten aus, und es kann nicht im voraus gesagt werden, ob die eine oder andere Schleppart die Wahl größerer oder kleinerer Schiffe mehr begünstigt.

Es sollen deshalb die Kosten der für die Kanalschiffahrt hauptsächlich in Betracht kommenden drei Fortbewregungsarten bestimmt werden, und zwar:

1.    für Treidelei mit elektrischen Lokomotiven,

2.    für Schleppen mittels Dampfer.

3.    für Selbstfahrer.

Die Untersuchung wird aber hauptsächlich zu dem Zwecke auf alle drei Schleppmethoden ausgedehnt, um die Rechnungsergebnisse zu einer wirtschaftlichen Vergleichung der elektrischen Treidelei mit den anderen Betriebsmethoden bei Kanälen für 600-t-Schiffe benutzen zu können.

Für gegebene Kanäle ist die Vergleichung einzelner Betriebsarten schon öfter durchgeführt worden; doch das für einen bestimmten Fall gefundene Ergebnis ist für einen anderen Kanal mit anderer Anzahl und Art von Schleusen in keiner Weise mehr zutreffend¹). Es soll nun hier die Untersuchung der in Betracht gezogenen Betriebsarten auf allgemeiner Grundlage durchgeführt wrerden, so daß wir sowohl einen Überblick über die wirtschaftlichen Anwendungsgrenzen der einzelnen Betriebsarten erhalten, als auch hinreichenden Aufschluß darüber bekommen, welches bei irgendeinem gegebenen Kanal die wirtschaftlich günstigere Betriebsart ist. Bei Benutzung der hier gefundenen Ergebnisse wird sich deshalb in den meisten vorkommenden Fällen die sonst erforderliche mühsame Vergleichsrechnung erübrigen.

Die Untersuchung wird sowmhl für den Schleppzug mit zwei, wie auch mit nur einem Anhänger ausgedehnt.

Die Schleppkosten selbst sind ja bei längeren Schleppzügen infolge besserer Ausnutzung des Fortbewegungsmittels jedenfalls billiger, es

x) Vgl. auch Sympher, Thiele, Block-. „Untersuchungen über (len Schiffahrtbetrieb“ auf dem Rhein-Weser-Kanal“ Zeitschr. f. Bauw. 1907, S. 592.

entsteht jedoch bei den einschiffigen Schleusen durch Auflösung und Zusammensetzung des Schleppzuges ein erheblicher Zeitverlust, welcher die Kosten wieder erhöht. Es scheint deshalb wahrscheinlich, daß von einer bestimmten Schleusen-Dichtigkeit an der Einzelzug dem Doppel-zug wirtschaftlich überlegen ist.

Zuletzt sollen noch die bei großen Kanälen hauptsächlich in Betracht kommenden Schleusenanordnungen, wie Einzel-, Doppel-und Schleppzugschleusen, im Zusammenhänge mit den Transportkosten mit Bezug auf den wirtschaftlichen Kanalbetrieb untereinander verglichen werden.

Annahmen.

Querschnittsverhältnis zwischen Schiff und Kanal 1 :4,3, Geschwindigkeit 5 km für die Stunde.

Diese beiden Annahmen sind den neuen preußischen Kanälen zugrunde gelegt und entsprechen auch den wirtschaftlich günstigsten W erten ¹).

Die Geschwindigkeit von 5 km, welche hier angenommen ist, braucht nach den Treidelversuchen am Teltowkanale bei Begegnungen elektrischer Schiffsziige nicht verringert zu wTerden, wie dies bei Zügen, welche durch Dampfer geschleppt werden, bekanntlich erforderlich ist. Um aber für die elektrische Treidelei nicht zu günstig zu rechnen, soll auch für die Dampfer keine Ermäßigung der Geschwindigkeit in Betracht gezogen werden.

Mit Rücksicht auf andere, unvermeidliche Störungen ist die Reisegeschwindigkeit bei allen Betriebsarten um 5 v. H. geringer als die Fahrtgeschwindigkeit von 5 km angenommen worden.

Anzahl der Schiflährtstage: 270. Tägliche Betriebszeit: 13 Stunden.

Im Durchschnitt 60 % Ladung (entspricht voller Hin- und X/B Rückfracht).

Die Schiffährtskosten werden für Schiffe verschiedener Ladefähigkeit, deren Abmessungs - Y e r h äl t n i s s e denen des westlichen 600-t-Schiffes annähernd gleich sind, bestimmt. Die entsprechenden Kanäle

0 Vgl. Sympher, Zeitschr. f. Bauw. 1907, S. 573.

erhalten zur Vereinfachung der Rechnung die in Fig. 1 gestrichelt abgebildete Querschnittsform.

Die nachstehenden Tabellen 1 und 2 enthalten die hauptsächlichsten Angaben Uber die Schiffe und die entsprechenden Kanäle.

Tabelle 1.

Abmessungen der Kähne.

Lade

fähigkeit

Länge

(ohne

Steuer)

Breite (ohne Scheuerleiste)

Tiefgang

Eingetauchter

Schiffs

querschnitt

Eigen

gewicht

qm

Die Abmessungen entsprechen im ganzen den

a)    300

b)    600

52

65

o

ccT oo

J—i    h-*

JO

CO

90

150

c)    1000

d)    1500

72

85

9,2

10,5

'bi bc o o

20,1

26,0

230

330

a)    Saalekähnen

b)    Preußischen Normalkähnen

c) Donauschleppern

d) Rheinschiffen

Völligkeitsgrad 0,85.

Tabelle 2.

Abmessungen der Kanäle.

Ladefähigkeit der Kähne

Sohlenbreite

Größte Wassertiefe

Breite im Wasserspiegel

Wass erquerschnitt

qm

300

16,0

600

18,0

1000

21,0

1500

25,0

K M ,tO K)

£ & s g

<35 «O O CO CO <30 t)T oT CM OJ CO CO

39,1

60,2

86,0

112,0

Berechnung- des Schiffswiderstandes.

Zwecks Bestimmung der Selbstkosten müssen wir vor allen Dingen den Schiffswiderstand kennen. Für das 600-t-Sckiff ist dieser aus den Versuchen von Haack am Dortmund-Ems-Kanale und Block am Teltow-kanale hinlänglich bekannt. Für die anderen Schiffsabmessungen muß der Widerstand berechnet werden.

Wenn angenommen wird, daß sich die Widerstände so verhalten wie die eingetauchten Schiffsquerschnitte, dann ergeben sich — für das 600-t-Schiff nach den Versuchen am Teltowkanal 0,97 kg für die Bruttot. — das ist 730 kg ganzen Widerstand zugrunde gelegt — folgende Schiffswiderstände:

Nach den Versuchen von de Mas ist jedoch der Widerstandskoeffizient, d. h. der auf 1 qm eingetauchten Schiffsquerschnitt entfallende Widerstand bei größerem Schiffsquerschnitt kleiner. D*e ermittelten Widerstände sind demnach für die größeren Schiffe zu ungünstig. Es soll deshalb der Sehiffswiderstand mittels der Methode der Teilwiderstände berechnet werden¹).

Der erste Teil des Widerstandes, die Reibung der Kahnoberfläche, errechnet sich wie im unbegrenzten Wasser nach Froude

W₁ = y O f vm

es ist nur für die Geschwindigkeit y zu setzen, vs (Schiffsgeschwindigkeit) + vr (Geschwindigkeit der Rückströmung), y ist das spezifische Gewicht des Wassers, O die benetzte Oberfläche der Kähne, f und m von Froude ermittelte Koeffizienten (siehe „Hütte“, 1902, Bd. II S. 413). Die Rückströmungs-Geschwindigkeit vr ist nach Thiele in Fig. 2 graphisch bestimmt worden.

Der zweite Teilwiderstand, die Geiallsreibung des rückströmenden Wassers, wird nach der Formel von Thiele

W₂ = (Qk + Qs ) J

bestimmt.

Qk und Qs bedeuten das Gewicht der Wasserverdrängung des Kahnes und der Absenkung neben dem Kahn. Das Gefälle J wird nach der Heßlesehen Geschwindigkeitsformel

vr =

Schiffsgröße .... Eingetauchter Schiffsquerschnitt .    .    .

Widerstand ....    475

300

600

1000

1500 t

9,0

13,9

20.1

730

1050

26,0 qm 1365 kg

36 (1,0 + 0,5 | R) ]/ R J

ermittelt, wobei für R der Profilradius des durch den eingetauchten Schiffsquerschnitt eingeengten Wasserquerschnitts zu setzen ist.

Der dritte Teilwiderstand, der von den Wellen und Wirbeln her-riihrt, soll auf folgende Weise bestimmt werden.

Nach Froude ändert sich der Restwiderstand verschiedener Schiffsgrößen im Verhältnisse der Wasserverdrängung, wenn sich die Geschwindigkeiten wie die sechsten Wurzeln der Wasserverdrängung-verhalten.

0 Vgl. Thiele, Zentralblatt der Bauverwaltung-, 1901, S. 345 und 1905, S. 254,

Ist uns der Restwiderstand eines der Schiffe bekannt, so können wir nun durch diese Kegel auch den Kestwiderstand der übrigen, geometrisch ähnlichen Schiffe bestimmen. Der Restwiderstand des 600-t- Kahnes w₃ ergibt sich einfach durch Abzug der ersten beiden errechneten Teilwiderstände vom gemessenen Gesamtwiderstand. In Formeln ausgedrUckt ist die obige Regel folgende:

1. W₃ : w₃' — Qk : qk wenn

2. v:v' = ]/Qk: ]/qk.

Hierbei bedeutet nun für unseren Fall

W₃ den gesuchten Kestwiderstand bei v=l,39 m/sek. (5 km/Stunde) eines Kahnes von Qk chm Wasserverdrängung;

w₃' den Restwiderstand des 600-t-Kahnes bei v' reduzierter Geschwindigkeit und qk Wasserverdrängung.

Bekannt ist uns nicht w₃', sondern w₃ bei v=l,39 m/sek. Der Kestwiderstand ein und desselben Schiffes kann aber proportional dem Quadrate der Geschwindigkeiten angenommen werdenT).

Es verhält sich demnach

3. w₃ : w₃' = v² : v'².

Aus Gleichung 2 folgt dann, daß

w₃ ' = w₃ ] qk

Qk

dun diesen Wert in Gleichung 1 eingesetzt

W₃ = w₃

Qk\f

qk

In der Tabelle 3 sind nun die zur Bestimmung der Teilwiderstände erforderlichen Werte sowie die Widerstände seihst errechnet.

9 Dies folgt aus der von Richter („Schiffbau“, 1905) aufgestellten Formel des

• Der Integralwert ist

Stoß Widerstandes = W₃ =

v² r

p ägjdyäz

1 _j_ tg² u + tg² y

aus der geometrischen Form des Schiffes bestimmbar. Bei ein und demselben Schiffe ist demnach der Stoßwiderstand, welcher den Hauptbestandteil des Restwiderstandes bildet, proportional dem Quadrate der Geschwindigkeit.

Tabelle 3.

Ermittelung der Schiffswiderstände.

Ladefälligkeit der Kähne ist

300

600

1000

1500

Geschwindigkeit der Rückströmung vr .    .    . m/sek.

Relative Geschwindigkeit v = Vs -j- v r . . . m/sek. Koeffizient von Froude m .    .

Koeffizient von Froude f Benetzte Oberfläche 0 . qm Erster Teil widerstand Wi = 1,0 • 0 • Vm Absenkung h .    .

Wasserverdrängung der Absenkung Qs .    .

Wasserverdrängung des Kahnes Qk .... Profilradius R . . . .

.    . kg

.    .    . Hl

0,53

1,92

1,829

0,1527

410

206

0,089

90

390

0,84

0,52

0,51

0,50

1,91

1,91

1,89

1,829

0,1508

1,829

0,1499

1,829

0,1485

635

835

1120

313

405

533

0,087

0,085

0,082

131

171

224

750

1,07

1230

1830

1,23

1,48

Gefälle = J =

Vr

02 R •    '

Zweiter Teilwiderstand W2

0,000 121

0,000 085

0,000 067 ;

0,000 056

— (Qk -)- Qs ) J . . .

Restwiderstand W3-=342

58

75

94

103

•    • kg

221

342

476

618

Gesamtwiderstand W=Wi -J- W2 -f-W3 .... kg Widerstand auf 1 t Wasser-W

Verdrängung w =    . kg

Qk

485

730

975

1254

1,24

0,97

0,79

0,69

Ein Vergleich der hier ermittelten Gesamtwiderstände mit den auf S. 7 errechneten zeigt, daß sich tatsächlich für die größeren Schiffe ein kleinerer Widerstand ergeben hat als dort, somit das Rechnungsergebnis mittels der Teilwiderstände mit den Versuchsbeobachtungen von de Mas übereinstimmt.

Für die nun folgende Kostenberechnung werden die hier gefundenen Widerstände zugrunde gelegt.

Bestimmung der Scliiffalirtskosten.

Die Selbstkosten der Schiffahrt werden unter Anlehnung an das grundlegende Werk Sympher¹ s: „Die wirtschaftliche Bedeutung des Rhein-Elbe-Kanals“ bestimmt. Ferner wird auf die Untersuchungen von Sympher und Block: „Über den Schiffahrtsbetrieb auf dem Rhein-Weser-Kanal¹)“ verwiesen.

A. Schleppkosten.

1. Feste Jahreskosten.

Auf Grund der im vorigen Kapitel bestimmten Schiffswiderstände können zunächst die für die verschiedenen Schiffsgrößen erforderlichen Maschinenstärken hzw. Adhäsionsgewichte der Schleppmitte] festgestellt werden. Der Wirkungsgrad des Schleppers wird nach den Versuchen von Haack und Block zu 26°/₀ einschließlich Eigenwiderstand des Schleppers als Schiff, der des Selbstfahrers im Mittel der vollen und teil weisen Ladung ebenfalls zu 26 °/₀ angenommen.

Der Wirkungsgrad der elektrischen Treidellokomotive wurde nach den Betriebsergebnissen am Teltowkanale mit 75 °/₀, der Adhäsionskoeffizient mit 1/7 eingesetzt.

In Tabelle 4 (siehe hinten) sind nun die erforderlichen sowie die gewählten Maschinenstärken der Schleppmittel und die entsprechenden Anschaffungskosten²) zu finden. Für die Berechnung der festen Jahreskosten wurden die von Sympher in dem oben angezogenen Werke angegebenen Quoten zugrunde gelegt.

Die Kosten der Treidelbahn für die elektrische Treidelei können, trotz der verschieden schweren Lokomotiven (vgl. Tabelle 4 Spalte 3), für die hier in Betracht kommenden Schiffe gleich groß angenommen werden. Schwächere Schienen als 16 kg/m (für den Rhein-Weser-Kanal vorgeschlagen) sind auch bei leichteren Lokomotiven nicht ratsam; ein schwererer Oberbau ist aber auch für die größeren Maschinen nicht nötig, da das größere Adhäsionsgewicht derselben zweckmäßig mit Rücksicht auf die Motoren auf entsprechend mehr Achsen verteilt wird, wodurch wir mit keinen beträchtlich größeren Raddrücken zu rechnen brauchen. Auch auf die Kosten der Leitungsanlage übt die Schiffsgröße keinen praktisch in Betracht kommenden Einfluß aus.

J) „Zeitschrift f. Bauw.“, 1907 S. 557 f.

²) Anschaffungskosten nach Angabe der Siemens-Schuckertwerke in Berlin bzw. der Schiffswerft Caesar Wollheim in Breslau.

Es können deshalb der Berechnung gleichmäßig für alle Schiffe dieselben Anlagekosten sowie dieselben Jahresquoten der Treidelbahn zugrunde gelegt werden. Auf Grund der Kostenzusammenstellung von Dr. Schinkel¹), welche im großen und ganzen der Einrichtung am Teltow-kanale entspricht und unter Annahme der üblichen Quoten²) für Verzinsung und Tilgung, Abschreibung und Unterhaltung, ergeben sich für das Kilometer zweigleisiger Bahn die in Tabelle 4 ermittelten festen Jahreskosten der Treidelbahn im ganzen zu 3400 M/km.

Die Bemannung für die Schlepper wurde nach der für den Rhein gültigen Vorschrift³) festgesetzt. Hiernach sind außer dem Schiffsführer bis zu 60 qm Heizfläche (rd. 120 HP.) zwei Mann, von 60—120 qm Heizfläche drei Mann erforderlich. Für die Treidellokomotive ist ein

Führer und für den Selbstfahrer außer der erforderlichen Bemannung des Kahnes selbst (vgl. S. 14) ein Maschinist zu rechnen. Hiernach sind auch die Löhne in Tabelle 4 festgestellt.

Wir erhalten somit die ganzen, auf ein Schleppmittel bezogenen festen Jahreskosten (vgl. Tabelle 4 Spalte 6). Um hieraus die auf 1 tkm entfallenden Kosten berechnen zu können, muß die Jahresleistung eines Schleppmittels bei den gemachten Annahmen festgestellt werden.

Die Anzahl der für den monopolisierten Treidelbetrieb anzu-scbaffenden Lokomotiven wird nach einem durchschnittlich größten Tagesverkehre bestimmt. Der letztere kann nach den an bestehenden

Kanälen gemachten Beobachtungen gleich

Jahresverkehr

angenommen

200

werden. Es verhält sich somit der größte tägliche Verkehr zum Durchschnittsverkehr wie —= 1,35. Rechnet man noch, um auf alle

Fälle genügende Betriebsmittel zu haben, 10 v. Hdt. für Reserve, so sind im ganzen mit 50 v. Hdt. mehr Lokomotiven zu beschaffen, als für den Durchschnittsverkehr erforderlich wären. Es sind daher bei dem Monopolbetriebe auf eine tägliche Schiffsleistung bei einschiffigen Zügen 1,5 und bei zweischiffigen 0,75 Lokomotiven zu rechnen, während bei dem freien Schlepperverkehr hierfür sinngemäß 1,0 bzw. 0,5 Schlepper zu setzen sind.

Für jede Lokomotive wurde 1 Mann gerechnet, die für die Reservelokomotive in Rechnung gesetzten sind in Wirklichkeit als Streckenwärter und Werkstattschlosser beschäftigt. Die Löhne letzterer sind somit schon mitberücksichtigt.

0 Dr. Schinkel: „Der elektrische Schiffszug“, 1906, S. 42 ff.

²)    Vgl. „Zeitschrift f. Bauw.“ 1907, S. 586.

³)    Vgl. „Taschenkalender für die Rheinschiffahrt“, 1907, S. 288.

Bezeichnen wir

a)    die wirkliche Länge des Transportweges mit n,

dann ist die Anzahl der von einem Schleppmittel in einem Jahre ausführbaren Reisen bei den gemachten allgemeinen Annahmen (vgl. S. 5)

_ 270-13-5,0-0,95

n'

die auf ein Schleppmittel entfallende Leistung jeder Reise in wirklichen 0 0 1

Tonnenkilometern ist —— n und somit die Jahresleistung in wirklichen

£

Tonnenkilometern

_ 270 -13 -5,0 -0,95 0,6 ln

10000 1 n'

1)

n'

Die Jahresleistung in Tarif-Tonnenkilometern ist, wie leicht ablesbar,

100001

IV

la)

Bedeuten nun weiter

Kf

die festen Jahreskosten eines Schleppmittels in Mark,

Kb = die festen Jahreskosten der Treidelbahn in Pfennig,

V = den kilometrischen Jahresverkehr des Kanals in Tonnen,

dann sind für jede Betriebsart die auf einen wirklichen Tonnenkilometer entfallenden festen Kosten in Pfennig/tkm

Kf

n'

Kb

kf " 100 I ‘ n ⁺ V

2)

und auf den Tarif-Tonnenkilometer

i / Kf Kb k< =e 1001 + T

IC

ps

Für den Schlepperbetrieb und die Selbstfahrer ist Kb selbstverständlich = 0 und somit die auf den Tariftkm. entfallenden festen Jahreskosten eines Sehleppmittels in Pf.

Kf

2b)

loo r

Wird bei dem freien Schleppbetriebe mit Warten auf Anhang (T = Tage) gerechnet, so treten noch zu den obigen hinzu die Liegekosten des Schleppers auf den Tarif-Tonnenkilometer

k/ s =

270 n’ 0,6 1

ki' =

3)

Nach diesen Formeln sind in Spalte 8 und 9 der Tabelle 4 die entsprechenden Kosten für den Tarif-Tonnenkilometer errechnet. Für Warten auf Anhang ist nach jeder Reise ein Tag in Rechnung gestellt. —

Mit obigen Formeln können auch leicht die zur Einrichtung des Monopolbetriebes erforderlichen Anlagekosten bestimmt werden.

Zur Bewältigung der ganzen Jahresleistung: V . n' ergibt sich die Anzahl m der anzuschaffenden Schleppmittel bei der Jahresleistungsfähig' keit L/ eines Schleppmittels:

€—-r V • n'

V.n'_

L~ "    10000 1

und die erforderlichen Anlagekosten.

As + n Ab,

Yn'e

100001

wo As die Anschaffungs-Kosten eines Schleppmittels und Ab die Anlagekosten der Treidelbahn je Doppelkilometer bedeuten.

2. Fahrtkosten.

Die Fortbewegungskosten können auf Grund der auf S. 9 ermittelten Schiffswiderstände berechnet werden.

Bezeichnen wir mit

w = den Schiffswiderstand je Bruttotonne, *

1 == die Nettoladefähigkeit des Schiffes, g = das tote Schiffsgewicht, n = den Wirkungsgrad der Maschine, dann ist die Arbeit in Pferdestärken

w (0,61 +g) 5000 60 • 60 • 75 • fj

Es wird angenommen, daß sowohl die Dampfer wie die elektrische Lokomotive während der Schleusungszeit in unvermindertem Maße Kraft verbrauchen, was für die elektrische Treidelei jedenfalls eine ungünstige Annahme ist.

Der Kohlenverbrauch der Dampfer wird zu 1,3 kg/Pse-Stunde angenommen, der Preis der Kohle mit 12 M/t frei Bord und der des elektrischen Stromes mit 8 Pf./Kilowattstunde, an den Motorklemmen der Lokomotiven gemessen.

.Die auf 1 Tarif-Tonnenkilometer entfallenden Kosten der Betriebskraft werden dann in Pfennigen für die Schlepper und Selbstfahrer

kb =

• 1,3-1,2

w (0,6 1 + g)

3,6 • 75 • 0,26-0,6 1

und für die elektrische Lokomotive

kb

w (0,6 l + g). 0,736 3,6 - 75 - 0,75 - 0,6 1

Der Verbrauch an Schmierstoffen wird bei den Lokomotiven des Teltowkanals zu rund 0,5 Pf./Lokomotivkilometer berechnet, demnach

entfällt auf 1 tkm = rund 0,001 Pf. Dieser Wert ist auch für die

übrigen Lokomotiven beibehalten und gleich zu den Stromkosten hinzugerechnet. (Vgl. Tabelle 4 Spalte 10.) Für die Dampfer werden an Schmiermaterial und Erleuchtung 30 v. Hdt. der Kohlenkosten gerechnet.

B. Kalinkosten.

Die Kahnkosten können in zwei Teile geteilt werden, und zwar: die Fahrtkosten und die Liegekosten.

Die ersteren werden aus den festen Jahreskosten bestimmt durch Anwendung der Formel 2 a auf S. 12, indem einfach e = 1 und Kb = 0 gesetzt wird.

kf

Kf

100 1

Die Bemannung der Schiffe wurde nach der auf dem Rheine geltenden Vorschrift bestimmt¹). Hiernach sind außer dem Schiffsführer erforderlich bis 500 t Ladefähigkeit: ein Bootsmann, bis 750 t: ein Bootsmann, ein Schiffsjunge, bis 1000 t: zwei Bootsleute, bis 1500 t: zwei Bootsleute, ein Schiffsjunge.

Die Liegekosten hängen von der Liegezeit ab, welche je nach der Organisation des Schiffahrtsbetriebes und den vorhandenen Lösch- und Ladevorrichtungen sehr verschieden ist. Es sind deshalb hier, ähnlich wie in den Untersuchungen Sympher’a, in der „Zeitschrift f. Bauw.“, 1907, Heft X—XII, für die Liegezeiten zwei Fälle angenommen worden. Für die längeren Liegezeiten der einzelnen Schiffsgrößen wurden unverändert die Annahmen beibehalten, welche den Symphef sehen Berechnungen in dem Werke: „Die wirtschaftliche Bedeutung des Rhein-Elbe-Kanals“ zu-

9 Vgl. „Taschenkalender der Eheinschiffahrt“, 1907, S. 287.

gründe gelegen hatten. Die kürzeren Liegezeiten für die verschiedenen Schiffsgrößen wurden auf Grund folgender Erwägungen festgesetzt:

Die Liegezeit besteht aus zwei Teilen: der Zeit zum Löschen und Laden und der Wartezeit auf Ladung.

Was das Löschen und Laden anlangt, so hat die Größe des Schiffes im allgemeinen auf die durchschnittliche stündliche Leistung keinen ausschlaggebenden Einfluß. Leistungsfähige Umschlagsvorrichtungen finden wir auch dort, wo nur kleine Schiffe verkehren; so z. B. sind die französischen Binnenhäfen Maries und Bruay, wo nur 300 t-Schiffe verkehren, mit Seitenkippern, die stündlich im Durchschnitte 100 t leisten, ausgestattet, während die durchschnittliche Leistung der Kohlenkipper in Duisburg und Ruhrort 130—150 t ist, obgleich die Durchschnittsschiffsgröße dort 720 t beträgt. Auch der Umstand, daß man die größeren Schiffe, die größere Abteile haben, verhältnismäßig seltener verholen muß, hat nur ganz geringen Einfluß*).

Der aus diesen beiden Umständen sich etwa ergebende kleine Vorteil der größeren Schiffe wird aber praktisch wieder dadurch aufgehoben, daß weder die Eisenbahnverwaltung, noch die Zechen und Hütten usw. unter gewöhnlichen Umständen in der Lage sind, die zur Beladung eines 1000—1500 t-Schiffes erforderlichen drei bis fünf Eisen-bahnzüge auf einmal herbeizuschaffen, und daß deshalb die Beladung der größeren Schiffe in mehreren Raten erfolgen muß. Mit einer gewissen Wartezeit muß aber auch sonst gerechnet werden, da beim Eisenbahnumschlagsverkehre immer das Schiff der wartende Teil sein wird, da die auf 1 t Ladung entfallenden Anschaffungskosten eines 10 t-Eisenbahn-wagens rund zehnmal so groß sind als die eines 600 t-Kahnes.

Es erscheint deshalb nach diesen Erwägungen begründet, die durchschnittliche Lösch- und Ladeleistung für die verschiedenen Schiffsgrößen gleich groß zu nehmen; und zwar soll für die kürzeste Liegezeit als stündliche Leistung beim Laden 60 t, beim Löschen 30 t bei zehn- bis zwölfstündigem Hafenbetriebe angenommen werden und mit einer Wartezeit im Hafen von einem Tag gerechnet werden.

Als Liegezeit des Schiffes mit ¹/₅ Ladung wird die Hälfte der für das voll beladene Schiff aus obigen Annahmen sich ergebenden Liegezeit angenommen. Auf diese Weise sind in Tabelle 4 die kurzen Liegezeiten bestimmt worden. Die auf 1 tkm entfallenden Liegekosten errechnen sich ähnlich wie für die Schlepper nach Formel 3 auf S. 13.

0 Als Beispiel hierfür sei erwähnt, daß nach einer mit dem Kipper Nr. 264 in Duisburg angestellten Beobachtung in 60 Minuten 24 Wagen mit 324,5 t Inhalt gekippt wurden, wobei die Ladung in acht Schiffsluken bei elfmaligem Verholen des Schiffes erfolgte. (Bericht des Kgl. Bauamtes für die Erweiterung des Ruhrorter Hafens.)

kl 270 2 n' • 0,6 1’"

K,

Durch Zusammensetzung der Schlepp- und Kahnkosten ergeben sich in Spalte 13 der Tabelle 4 die auf 1 Tariftkm bezogenen Frachtkosten. Die auf den wirklichen Tonnenkilometer entfallenden Fracht

kosten ergeben sich aus diesen durch Multiplizierung mit der Ver-

hältniszahl — (vgl. auch Gleichung 2 und 2 a auf S. 12).

Die auf diese Weise bestimmten Frachtkosten stimmen mit anderweitig ermittelten ziemlich überein. So z. B. hat Sympher¹') für den 600t-Kahn mit zwei Anhängern die Kosten eines Tariftonnenkilometers bei Tagesbetrieb zu 0,302 +

n

n'

ermittelt, während die Rechnung hier für die-87 8

selben Liegefristen 0,325 + —1— ergab, also etwas mehr, infolge der derzeitigen höheren Preislage. Suppan²) berechnet die Schleppkosten für die erste k. Priv. Donau-Dampfschiffährtsgesellschaft auf dem Donau-Oder-Kanale (Tariflänge 275 km) zu 0,20 Heller für den Tarif-Tonnenkilometer. Nach der entsprechenden Formel für zwei Anhänger aus Tabelle 4 erhalten wir für diesen Fall als Schleppkosten des Tarif-Tonnenkilometers

6,4

0,152

275

= 0,175 Pf. = 0,205 Heller.

C. Nebenkosten (ohne Kanalabgabe).

Die Nebenkosten, und zwar: Lösch- und Ladegebühren, Hafengebühren und Versicherung, sind von der Schiffsgröße unabhängig. Die Ladegebühr beträgt im Hafen von Kosel, in Ruhrort usw. 10 Pf/t und selbst bei Verladung in große Seeschiffe mit Kippern von 1000 t stündlicher Leistung 3 Cents = 12^ Pf/t³). Wie bereits von Dömming⁴) darauf hinwies, ermöglichen auch vollkommenere Umschlagsvorrichtungen nicht eine Ermäßigung der Kosten, sondern nur eine bessere Ausnutzung der Betriebsmittel und Hafenanlagen.

Werden die Hafengebühren ferner nach Sympher je 15 Pf/t und für Versicherungsgebühr 5 Pf/t gerechnet, so können zusammen an Nebenkosten ohne Abgaben für alle Schiffsgrößen gleichmäßig 45 Pf/t eingesetzt werden.

0 Sympher: „Die wirtschaftliche Bedeutung des Rhein-Elbe-Kanals“ 1899.

²)    Suppan: „AVasserstraßen und Binnenschiffahrt“, Berlin, 1902.

³)    Buhle: „Massentransporte“.

⁴)    „Zeitschrift für Bauwesen“, 1876.

Die wirtschaftlich zweckmässigsten Schiffs-und Kanalabmessungen.

Mit Hilfe der für verschiedene Schiffsabmessungen ermittelten Frachtkosten soll zunächst untersucht werden, welches die wirtschaftlich zweckmäßigste Schiffsgröße ist, wenn die Kosten der Wasserstraße selbst nicht in Betracht kommen. Sodann wird die zweckmäßigste Schiffs- bzw. zugehörige Kanalabmessung gesucht, mit Rücksicht darauf, daß die Schiffahrt auch die anteiligen Kosten der künstlichen Wasserstraße zu tragen hat.

a) Ohne Berücksichtigung der Kosten der Wasserstraße.

Ein Vergleich der in Tabelle 4 ermittelten Kosten des Tarif-Tonnenkilometers ergibt, daß bei allen drei Betriebsarten sämtliche Bestandteile der Schlepp kosten und somit auch die letzteren selbst mit zunehmender Schiffsgröße geringer werden. Ebenso nehmen auch die Kosten des Schleppkahnes während der Fahrt mit zunehmender Schiffsgröße ab und nur die Liegekosten des Schleppkahnes sind es die bei größeren Fahrzeugen höher werden. Während nun hieraus ohne weiteres hervorgeht, daß die Schleppkosten allein um so geringer werden, je größer die Ladefähigkeit der Schiffe ist, muß diese Frage mit Bezug auf die ganzen Frachtkosten, welche zur Beurteilung der Wirtschaftlichkeit maßgebend sind, näher untersucht werden. Die Frachtkosten des Tarif-Tonnenkilometers können für alle Betriebsarten und Schiffsabmessungen, wie aus Spalte 13 der Tabelle 4 ersichtlich, durch die allgemeine Formel

n'

4)

bzw. = 0) ein von der Schiffsgröße unabhängiger

Treidelbahn =

ausgedrückt werden. Hierbei sind a (Kosten eines Tarif-Tonnenkilometers während der Fahrt) und ß (Kosten einer Tonne während der Liegezeit) bei jeder Betriebsart mit der Schiffsgröße wechselnde Zahlen werte; n' ist die Transportlänge in Tarifkilometern, während C (Kosten der Kbn,

Vn'

Wert ist.

Mit zunehmender Ladefähigkeit nimmt der Wert a ab, während ß von einer gewissen Schiffsgröße an größer wird.

Dies gilt, wie aus Tabelle 4 ersichtlich ist, für alle Betriebsarten. Es genügt deshalb hier, die weitere Untersuchung nur für einen Betriebsfall durchzuführen. Es soll dies für den Schlepperbetrieb mit 2 Anhängern erfolgen, welcher im vorliegenden Falle, wo keine Kosten der Wasserstraße in Betracht kommen, auch die meiste praktische Bedeutung hat, da nach Sympher hierbei die reinen Frachtkosten eines Kanaltariftonnenkilometers etwa gleich sind denen eines Flußtonnenkilometers, vorausgesetzt, daß auch im Flusse während derselben Anzahl von Schiffahrtstagen die zur Vollbeladung der Schiffe erforderliche Wassertiefe vorhanden ist. Unter dieser Voraussetzung gilt somit diese Untersuchung, ohne Berücksichtigung der Kanalbaukosten, auch für die Schiffahrt auf Flüssen.

Die Frachtkosten sind, wie aus Formel 4 zu ersehen ist. außer von a und ß auch von der Transport-Entfernung ff abhängig. Es fragt sich nun, welches bei gegebener Transport-Entfernung die zweckmäßigste Schiffsgröße ist.

Diese Frage soll unter Zugrundelegung der durchschnittlichen Transportweite auf den deutschen Wasserstraßen von 300 km und kurzer Liegefrist beantwortet werden.

Der Einfluß einer Änderung der Transportweite und der Liegezeit wird nachher auf graphischem Wege untersucht.

Die Werte von a und ß sind für den vorliegenden Fall in Tabelle 4, Spalte 13, Reihe 5 bis 8 ermittelt für vier Schiffsgrößen. Die durch diese Werte bestimmten Kurven von a und ß können mit genügender Genauigkeit durch folgende Gleichungen als Funktionen der Ladefähigkeit in t = x ausgedrückt werden

96

a = 0,16+— und ß = 45 — 0,028 x + 0,000023 x²

Durch Einsetzung dieser Ausdrücke in Gleichung 4 erhalten wir die Frachtkosten als Funktion der Ladefähigkeit x

45-0,028 x + 0,000023 x²

k' = 0,16 4

96

ff

⁵)

Es sei hier nur kurz darauf hingewiesen, daß auch für die anderen Betriebsfälle die Frachtkosten in ähnlicher Form als Funktion der Ladefähigkeit, nur mit anderen Zahlenwerten, ausgedrückt werden können.

6)

Für ff die Transportweite = 300 km eingesetzt, erhalten wir, daß die Kosten einem Mindestsatz erreichen, wenn 96    0,000046 x—0,028

x²

woraus dann x=1130.

300

Es ist demnach das rund 1150 t-Schiff bei

der durchschnittlichen Transportweite von 300 km und bei kurzer Liegefrist das wirtschaftlich günstigste.

Die Frachtkosten des Tarif-Tonnenkilometers sind hierbei aus Gleichung 5) k' = 0,38 Pf. Für das rund halb so große 600 t-Schiff z. B. sind dieselben k' = 46 Pf., die Mehrkosten betragen also beim 600 t-Schiff 20 v. H.

Für besondere Schiffahrtsverbindungen mit irgendeiner festen gegebenen Transportweite von n' Kilometer kann die günstigste Schiffsgröße in derselben Weise ermittelt werden, indem einfach in Gleichung 6 an Stelle von 300 die betreffende Transportentfernung gesetzt wird.

Für einige Transportweiten ergibt die Rechnung folgende Werte:

Transportweite ....    100    200    300    400    500    600 km

Günstigste Ladefähigkeit    880    1010    1130    1200    1260    1320 t

Bei größerer Tr an sport weite ist demnach auch das größere Schiff das günstigere.

Dasselbe geht auch aus Fig. 3 hervor, in welcher die reinen Frachtkosten (ohne Nebenkosten) als Funktion der Transportweite aufgetragen sind. Es sind den berechneten vier Schiffsabmessungen entsprechend je vier Kurven für kurze und lange Liegezeiten aufgezeichnet. Man sieht aus denselben, daß bei langen Liegezeiten die Kurven der großen Schiffe erst bei größeren Transportweiten die Kurven der kleineren Schiffe unterschneiden.

Auf Grund dieser Kurven sowie der oberen Rechnung kann das Ergebnis dieser Untersuchung, wie folgt, zusammengefaßt werden.

Bei der durchschnittlichen Transportweite auf den deutschen Wasserstraßen von 300 km und bei kurzer Liegezeit ist das 1150 t-Schiff das wirtschaftlich günstigste. Ist die Transportweite größer bzw. kleiner, so ist auch das günstigste Schiff größer bzw. kleiner. Bei kurzen Liegezeiten ist das größere Schiff günstiger als bei langen Liegefristen.

Mit Bezug auf die Fig. 3 sei hier noch nebenbei darauf hingewiesen, daß aus dem Verlaufe der Kurven auch deutlich hervorgeht, daß die Frachtkosten der Schiffahrt, selbst ohne Hafen-, Lösch- und Ladegebühren, mit abnehmender Transportweite (n'<150 km) schnell wachsen, und zwar um so schneller, je länger die Liegezeiten sind. Die Verteuerung durch längeres Liegen nimmt dann mit wachsender Transportweite langsam ab, beträgt aber selbst bei 300—800 km Transportweite noch rund 30—15 v. H. Es ist wohl hieraus auch ohne weiteres zu ersehen, daß die Verkürzung der Liegefristen zweifellos das wirksamste Mittel zur Verbilligung der Schiffahrt ist.

2*

b) Mit Berücksichtigung- der Kosten der Wasserstraße.

Diese Frage wird nur für die Schiffahrtskanäle untersucht. Die durch Verbesserung bzw. Kanalisierung von Flüssen entstandenen Wasserstraßen scheiden dagegen von der Untersuchung aus. Die Schifffahrtskanäle selbst sind auch nicht nur Wege des Verkehrs, sondern dienen in vielen Fällen in zweiter Linie auch manchen anderen Zwecken, wie z. B. der Landwirtschaft durch Be- und Entwässerung, Städten als Vorfluter für die Kanalisation, der Industrie durch Lieferung von Fabrikwasser oder Ausnutzung von Wasserkraft usw. Für diese Nebenaufgaben genügt aber in den meisten Fällen schon ein kleiner, dem Verkehre mit 300 t-Kähnen entsprechender Kanalquerschnitt; und es kann im allgemeinen angenommen werden, daß ein größerer Querschnitt lediglich im Interesse der Schiffahrt gewählt wird. Daher sind die Kosten für den größeren Querschnitt von dieser allein zu bestreiten.

Um die Jahreskosten der Wasserstraße zu ermitteln, müssen vor allem die Anlagekosten festgestellt werden. Unter sonst gleichen Verhältnissen sind die Kosten des Schiffahrtskanals um so größer, je größer die zu überwindende Geländehöhe ist. Man kann aber die Kosten des Kanals in ähnlicher Weise durch die Kosten des schleusenfreien Kanal-Kilometers ausdrücken, wie man die Frachtkosten auf den Tarif-Tonnenkilometer bezieht. Dies geht aus folgender Betrachtung hervor:

an-

Es sei ein, den mäßigen Steigungen des Geländes sich schmiegender Schleusenkanal vorausgesetzt und angenommen, daß das Gefälle sämtlicher Schleusen des Kanals gleich ist oder voneinander nur wenig abweicht. Letzteres ist im allgemeinen auch zweckmäßig, da bei Schleusen mit sehr verschiedenem Gefälle die kleinere Leistungsfähigkeit der Schleuse mit dem größten Gefälle für alle übrigen Schleusen und den ganzen Kanal bestimmend ist.

Fig. 4 stellt die Längenprofile zweier Kanäle mit gleichbleibendem Schleusengefälle m im Gelände mit verschiedener Steigung dar. Der Längenschnitt ist für den Fall gezeichnet, daß die Sohle des Kanals nicht über das Gelände steigen soll. Wie aus der Skizze hervorgeht, ist die Erdarbeit, wenn von den nicht dargestellten kleineren Unebenheiten des Geländes abgesehen wird, bei beiden Kanälen dieselbe. Sonst gleiche Verhältnisse vorausgesetzt, sind demnach auch in beliebigem Gelände die Erdarbeiten und somit auch die Gesamtkosten des Kilometers ohne Schleusen dieselben. Nur die Anzahl der Schleusen ist eine andere.

Ersetzen wir nun die Kosten der einzelnen Schleusen durch die Kosten einer entsprechenden schleusenfreien Kanallänge, dann erhalten

wir für die Anlagekosten des Kanals ebenso eine virtuelle Länge n' wie für die Frachtkosten.

Die einer Schleuse entsprechende Kanallänge soll auf Grund der

Kosten des Dortmund-Ems-Kanals bestimmt werden¹). Die Kosten der 149,8 km langen eigentlichen Kanalstrecke des Dortmund-Ems-Kanals betragen 359 500 M auf den Kilometer. Von den Kosten sämtlicher Schleusen dieser Strecke entfallen auf 1 km Kanallänge 5686590

= 37 900 M, demnach sind die Kosten des Kanalkilometers ohne

149,8

Schleusen 359500—37 900 = 321600 = rd. 320000 M. Das durchschnitt

liche Gefälle der Schleusen beträgt 4,5 m (ohne Hebewerk Henrichenburg).

Die Gesamtbaukosten einer einschiffigen Schleuse von 5 m Gefälle betragen nach Prüsmanti²) 531 000 M. Dies entspricht den Kosten 531 000 320 000

Vergleichen wir einmal diese Kanallänge mit der, dem Aufenthalte der Schiffe an der Schleuse entsprechenden Streckenlänge. Die Schleusungsdauer des Schiffes an der einschiffigen Schleuse von

= Höhe beträgt ebenfalls nach Prüsmann³) 17,43 +

einer Kanallänge von

rd. 1,7 km.

also für

5 m Gefälle: 17,43 + 3,33 = 20,76 oder rd. 21 Minuten. Hierzu sind noch nach derselben Quelle zu rechnen, je 2,5 Minuten für Aufnehmen und Abnehmen der Schlepptrosse, während für die während der Schleusung

420 5000

müssen. Der Schleusungs-Zeitverlust ist demnach: 21+5 — 5 = 21 Minuten

5 0

und die entsprechende Tariflänge:    21 = 1,75 km.

Die einer Schleuse entsprechende Kostenlänge weicht demnach von der Tariflänge derselben nur wenig ab.

Dieselbe Rechnung nach den Werten von Prüsmanti⁴) für Doppel-und Schleppzugschleusen, bei Verkehr mit zweischiffigen Schleppzügen durchgeführt, ergibt die den Kosten der Doppelschleuse von 5,0 m Gefälle entsprechende Kanallänge zu 3,4 km und dem Schleusungs-Zeitverlust entsprechende Tariflänge zu 3,1 km, während der Schleppzugschleuse eine Kanallänge von 2,6 km und eine Tariflänge von 2,25 km entspricht.

Ebenso wie für 5,0 m weichen auch bei anderen mittleren Gefällen sowie bei anderen Schiffsgrößen die beiden Zusatzlängen von-

zurückgelegten 420 m Länge

1,5’

. 60 = 5 Minuten abgezogen werden

9 Nach der „Zeitschrift für Bauwesen“, 1901.

²)    „Zeitschrift für Bauwesen“, 1905, S. 515.

³)    „Zeitschrift für Bauwesen“, 1905, S. 503.

⁴)    „Zeitschrift für Bauwesen“, 1905, S. 741.

einander nur wenig ab, und es kann somit die den Baukosten des Schleusenkanales entsprechende schleusenfreie Kanallänge der Tariflänge gl eich gesetzt werden. Wir können deshalb im folgenden die auf einen Tarifkilometer entfallenden Baukosten durch die Kosten eines wirklichen Kanalkilometers ausschließlich der Schleusen ersetzen.

Hierdurch scheidet in der Untersuchung die zu überwindende Höhe für die Baukosten ebenso aus wie für die Frachtkosten.

Selbst nach Ausschaltung der Höhe sind die Kosten der Kanäle noch sehr verschieden, je nach der kulturellen Entwicklung des durchschnittenen Geländes und der Einheitspreise der Ausführung; so sind z. B. die Kosten für 1 km des in sehr günstigem Gelände gelegenen Kanals Bevergern-Hannover bedeutend höher veranschlagt worden, als für 1 km des Dortmund-Ems-Kanals verausgabt wurden. Um aber den Einfluß der Baukosten auf die zweckmäßige Schiffs- und Kanalgröße nicht zu hoch einzusetzen, sind der folgenden Kostenberechnung der Kanäle die als mäßig geltenden Kosten des Dortmund-Ems-Kanals zugrunde gelegt.

Die Einzelkosten der Kanäle verhalten sich wie ihre Abmessungen, und zwar sind die Grunderwerbskosten verhältnismäßig den Wasserbreiten und die Erdarbeiten den Querschnittsflächen, obzwar, streng genommen, bei den größeren Erdmassen um ein geringes kleinere Einheitspreise zu erzielen sind. Die Kosten für Uferbefestigung bleiben bei allen Kanälen dieselben, während die übrigen Kosten (Brücken, Dücker usw.) als dem Querschnitte entsprechend angenommen wurden. Hiernach sind in Tabelle 5 die Baukosten des Tarifkilometers aufgestellt worden.

Für Verzinsung und Tilgung des Anlagekapitals sind 3^ v. Hdt. der Baukosten gerechnet. Für Unterhaltungs- und Betriebsausgaben ist für alle Kanäle derselbe Betrag eingesetzt worden, da der größere Querschnitt an und für sich keine größeren Ausgaben verursacht. Streng genommen erfordern ja die größeren Kunstbauten der großen Kanäle höhere Unterhaltungskosten; dies fällt jedoch nur wenig ins Gewicht.

Tabelle 5.

Schiffs- Wasser-abmes- quer-snng schnitt

Wasser-

breite

Kosten des Grunderwerbs

Kosten der Erdarbeit

qm

1000 M

1000 M

Kosten der Kunstbauten Gesamtbau-usw. (ohne kosten auf befestigung Schleusen) 1 Tarifkm. 1 Tarifkni.¹) 1000 M

Ufer-

1000 M

1000 M

Jahreskosten auf

1000 M

300

600

1000

1500

©^

C5~ «T cU co © oo i

05 CO O CO CO~ 00 'é OS~

m « co co

36,5

43,75

52

60

65

101

144

188

to to to tc cn 'or

96

225

10,9

147,75

211.5

274.5

320

435

550

14,2

18,2

22.3

*) 3V₂ v. Hdt. der Bausumme für Zinsen und Tilgung + 3000 M für Unterhaltung und Betrieb.

Bezeichnen wir die auf 1 Tarifkilometer entfallenden Jahreskosten

Pfennig,

wo V, wie früher, den kilometrischen Verkehr bedeutet. Diese Kosten zu den Frachtkosten und Nebenkosten hinzugegeben, erhalten wir für die Gesamtkosten der Kanalschiffahrt in Pf/tkm, einschließlich der anteiligen Kosten der Wasserstraße, die Formel

k' z=Cf + ~r + y + C,

K n

wo in C die von der Schiffsgröße unabhängigen Gleiskosten ~r — -j-

^ enthalten sind.

Diese Formel ergibt die Kosten der Schiffahrt, wenn der Transport nur auf dem Kanäle stattfindet. Tatsächlich sind aber die Kanäle nicht abgeschlossen von dem übrigen Schiffsverkehr, sie haben vielmehr in den meisten Fällen den Zweck, die einzelnen natürlichen Wasserstraßen untereinander zu verbinden. Ein Teil des Transportweges fällt deshalb im allgemeinen auf natürliche Wasserstraßen.

Bezeichnen wir die ganze Tiansportlänge mit N, wovon A Kilometer auf den Kanal und n" auf natürlichen Wasserweg entfallen, dann sind

die Schiffahrtskosten von 1 t auf dem Kanal : n'

des Kanals mit y, so entfallen auf den Tariftonnenkilometer

Nebenkosten

n'

und auf dem Flusse :

n" («+4 + C«)

7)

(ö+4⁺f+c>)

die auf den Tariftonnenkilo-

meter entfallenden Durchschnittskosten sind demnach

"a

pr

CI-*

cT

woraus sich ergibt:

.    3 n y ~

k-ß+N ⁺ N V+C'

8)

Der auf den Tariftonnenkilometer entfallende Anteil der Kanalkosten entspricht demnach dem Verhältnisse der Kanallänge zur Transport-läuge. Je kürzer die auf dem Transportwege liegende Kanailänge ist, um so weniger fallen die etwaigen größeren Baukosten ins Gewicht.

Ist ^ = 0, dann haben wir es mit der bereits untersuchten Schiff-N

fahrt auf nur natürlichem Wasserwege zu tun. Der andere Grenzfall

tritt ein, wenn

tz5l »

1 ist, und die Kosten entsprechen dann einer Schiff

fahrt, die nur auf den Kanal beschränkt ist.

Für die allgemeine Untersuchung der günstigsten Schiff- und Kanalabmessungen nehmen wir an, daß der Transportweg, welchen die Kanalgüter zurücklegen, zur Hälfte auf den natürlichen Wasserweg und zur Hälfte auf den Kanal entfällt, wodurch wir den durchschnittlichen wirklichen Verhältnissen so nahe wie möglich kommen.

Die Kosten der Schiffahrt einschließlich der Wasserstraße (vgl. Formel 8) können leicht als Funktion der Schiffsgröße x ausgedrückt werden. Den Werten von y in der letzten Spalte der Tabelle 5 entspricht genau genug die Gleichung

100

7400 +12,2 x — 0,0015 x-

Die Formel für die ganzen Kosten der Schleppschiffahrt lautet nun als Funktion von x, nach Einsetzung der Werte von a und ß aus S. 18

k = 0,16 4

96    45—0,028x + 0,000023 x² n'

•100

9)

• 7400 + 12,2x — 0,0015 x²

Die Gesamtkosten erreichen ein Minimum, wenn

96    0,000046x

x²

— 0,028 n' 12,2—0,0030x_ N V~

100

ist.

Setzen wir, den durchschnittlichen Schiffahrtsverhältnissen ent

sprechend,

n'

N = 300 km, - = ¹L ’ N ¹²

und legen der Berechnung einen Verkehr von rund 2,5 Millionen Tonnen (Verkehr des Oder-Spree-Kanals; der der übrigen deutschen Binnenkanäle ist geringer) zugrunde, dann erhalten wir, daß

k = Minimum, wenn x = 670.

Den jetzigen durchschnittlichen Schiffahrtsverhältnissen entsprechend ist demnach das 600—700-t-Schiff das wirtschaftlich günstigste Kanalschiff..

Ist die Schiffahrt nur auf den Kanal beschränkt, so ist x = 490; es wäre also für einen solchen Kanal das 500-t-Schiff das günstigste Kanalschill. —

Es fragt sich nun, wie sich das Ergebnis für die durchgehenden Kanäle ändert, wenn sich die Kanalschiffahrt weiter günstig entwickelt.

Nehmen wir an, daß dann die durchschnittliche Transportweite auf 400 km und der kilometrische Verkehr dieser Wegelänge auf 5 Millionen Tonnen gestiegen wären, so ergibt sich k als Minimum, wenn x = 870.

Unter diesen Durchschnittsverhältnissen, die bereits einer sehr hohen Entwicklung der Schiffahrt entsprechen würden, wäre demnach das 900-t-Schiff das günstigste. Wie groß wäre nun die Ersparnis, wenn wir zur Zeit dieser entwickelten Schiffahrtsverhältnisse an Stelle der 600-t-Schiffe über solche von 900 t Tragfähigkeit und die entsprechenden Kanäle verfügen würden? Die Antwort hierauf erhalten wir aus Gleichung 9 nach Einsetzung der obigen Werte für N = 400 und V = 5 Millionen Tonnen.

Die Gesamtkosten der Schiffahrt ergeben sich dann

a)    für das 600-t-Schiff zu 0,660 Pf/tkm,

b)    für das 900-t-Schiff zu 0,648 Pf/tkm.

Die Ersparnis würde demnach etwa 3 v. Hdt. betragen.

Ein ganz anderer ist der Unterschied, wenn man bei denselben entwickelten Verkehrsverhältnissen Kanäle für 300-t-Schiffe, wie z. B. die französischen, den Kanälen für 600-t-Schiffe gegenüberstellt. Die Gesamtkosten der Schiffahrt betragen bei 300-t-Schiffen dann 0,789 Pf., die Mehrkosten gegenüber dem 600-t-Schiff machen also 18,5 v. Hdt. aus.

Auch bei den anderen Betriebsarten ergibt sich das 600—700-t-Schiff als das wirtschaftlich günstigste, wie dies deutlich aus Fig. 5 hervorgeht, in welcher die Gesamtkosten der Schiffahrt als Funktion der Schiffsladefähigkeit dargestellt sind.

Das Endergebnis dieser Untersuchung können wir, wie folgt, zusammenfassen:

1.    Unter den gegenwärtigen Verkehrsverhältnisseu ist für die Kanalschiffahrt am wirtschaftlichsten das 600—700-t-Schiff und das entsprechende Kanalprofil. Bei sehr entwickeltem Verkehre (im Durchschnitt 5 Millionen Tonnen) ist das 900-t-Schiff das günstigste.

2.    Ist der ganze Transportweg künstlich, dann ist die günstigste Schiffsgröße 500 Tonnen. Das 500-t-Schiff ist also die unterste Grenze des wirtschaftlichen Kanalschiffes, eine mittlere Transportweite von 300 km vorausgesetzt.

Nach dem Ergebnisse unter 1 ist also bei starkem Verkehre das 900-t-Schiff, auch mit voller Berücksichtigung der größeren Kosten des Kanals, das wirtschaftlich günstigste. Voraussetzung ist jedoch hierbei, wie früher erwähnt, daß auch die Flüsse, welche durch die Kanäle verbunden werden, für diese Schiffsgröße während der 270 Tage der Schiffahrtszeit befahrbar sind.

Vergleichung der Betriebsarten.

Tafel II.

11-351814

Vergleichung der Betriebsarten.

Wie bereits in der Einleitung erwähnt, hat diese Untersuchung den Zweck, einerseits einen Überblick über die wirtschaftliche Anwendung der einzelnen Betriebsarten zu geben, andererseits die Unterlagen zur einfachen Feststellung der jeweilig günstigsten Betriebsart bei einem gegebenen Kanäle zu liefern.

Die folgenden Untersuchungen sind alle auf das, praktisch am meisten in Betracht kommende 600-t-Schiff beschränkt; nur der zuerst untersuchte Fall des Kanals ohne Schleusen wird auch für die anderen Schiffe behandelt, um hieraus beurteilen zu können, welchen Einfluß die Schiffsgröße auf das Verhältnis der einzelnen Betriebsarten zueinander hat.

Zu diesem Zwecke sind in Fig. 6 die Schlepp- sowie die Frachtkosten, letztere für kurze und lange Liegezeiten, als Funktion der Verkehrsgröße unter Zugrundelegung der mittleren Transportweite von 300 km dargestellt. Es sind außer den Selbstfahrern nur Schleppzüge mit zwei Anhängern berücksichtigt, da Einzelzüge für schleusenfreie Kanäle nicht in Betracht kommen.

Ein Vergleich der Kurven der elektrischen Treidelei und des Schlepperbetriebes zeigen, daß sowohl die Schlepp- wie die Frachtkosten bei elektrischer Treidelei von einer bestimmten Verkehrsgröße an geringer sind als die des Schlepperbetriebes, und zwar bei 300-t-Schiffen von 2¹/₃ Millionen Tonnen an, bei 600 t von 4 Millionen an, bei 1000 t von 5²/₃ und bei 1500 t von 7¹/s Millionen Tonnen an. Die elektrische Treidelei kann demnach bei kleineren Schiffen vorteilhafter den Wettbewerb gegen den Schlepperbetrieb aufnehmen als bei größeren Schiffen. Tatsächlich hat sich die elektrische Treidelei auf den französischen Kanälen (300-t-Schiffe) als wirtschaftlich bewiesen.

Bei diesem Vergleiche der beiden Schleppmethoden sind für beide dieselben Liegezeiten zugrunde gelegt. Berücksichtigt man aber, daß die eisenbahnähnliche Betriebsregelung der elektrischen Treidelei auch auf die Verkürzung der Liegezeiten von großem Einflüsse ist, so ist die elektrische Treidelei auch schon bei einem kleineren Verkehr dem Schlepperbetriebe wirtschaftlich überlegen. In Zahlen läßt sich dieser mittelbare Gewinn allerdings schwer fassen. Nimmt man aber z. B. ao, daß durch die elektrische Treidelei nur der halbe Zeitunterschied zwischen der angenommenen langen und der kurzen Liegefrist gewonnen wird, so ist die Einführung der elektrischen Treidelei bei 600-t-Kähnen schon von 2,1 Millionen t an wirtschaftlich begründet. Hierauf sei nur kurz hingewiesen, ohne daß auch dieser in bestimmter Weise nicht faßbare mittelbare Vorteil der elektrischen Treidelei im folgenden irgendwie mit berücksichtigt würde.

Auf die Wirtschaftlichkeit des Selbstfahrers gegenüber dem Schlepperbetrieb übt die Schiffsgröße keinen nennenswerten Einfluß aus. Die Frachtkosten des Einzelfahrers sind, wie aus der Figur sofort ins Auge fällt, bei langen Liegezeiten für alle Schiffsgrößen bedeutend höher, als die der anderen Schleppmethoden. Bei kurzer Liegezeit ermäßigen sich die Kosten der Selbstfahrer zwar ganz bedeutend, sind aber noch durchweg höher als die des Schlepperbetriebes. Da ein günstigeres Verhältnis für die Selbstfahrer nur durch eine noch größere Verkürzung der Liegezeit zu erreichen wäre, so ist für die freie Schiffahrt der Schlepperbetrieb auf schleusenfreiem Wasserwege dem Selbstfahrer überlegen. Für den Transport von groben Massengütern auf schleusenfreiem Wasserwege würde sich der Selbstfahrer demnach höchstens für bestimmte Sonder-Schiffsverbindungen mit ganz kurzen Liegezeiten eignen.

Bei Schleusenkanälen, die ja fast ausschließlich für die Praxis von Bedeutung sind, liegen die Verhältnisse für eine allgemeine Untersuchung nicht so einfach, wie im vorangehenden Falle, da Anzahl und Art der Schleusen einen wesentlichen Einfluß auf die wirtschaftliche Überlegenheit der einen oder anderen Betriebsart ausilben.

Der an einer Schleuse entstehende Zeitverlust hängt ab von dem Gefälle, der Art der Schleuse und vom Schiffahrtsbetriebe. Das Gefälle der Schleuse übt nur ganz geringen Einfluß auf die Schleusungszeit aus, solange es sich um mittlere Gefälle handelt. (Vgl. Formel auf S. 21.) Das Gefälle kann deshalb bei unseren Betrachtungen ausscheiden.

Was die Art der Schleusen anlangt, so sollen Kanäle mit einfachen Kammerschleusen, mit Doppelschleusen und solche mit Schleppzugschleusen untersucht werden, und wird angenommen, daß auf dem betrachteten Kanäle oder Kanalteile nur Schleusen gleicher Art vorhanden sind. Der Schiffahrtsbetrieb beeinflußt den Aufenthalt an den Schleusen wesentlich, je nachdem Einzel- oder Doppelzüge gefahren werden, ferner auch insoweit, als gegenüber dem mechanischen Schiffszuge beim Selbstfahrer das Abwerfen und Aufnehmen der Schlepptrosse fortfällt, während beim freien Schlepperbetriebe noch das Durchschleusen des Dampfers hinzutritt. Der Fall des Monopolschlepperbetriebes, welcher in der Weise geregelt sein könnte, daß jeder Dampfer nur in einer Haltung Dienst tut, wobei sich dann aber die erforderliche Anzahl der Betriebsmittel den Verkehrsbedürfnissen nicht gut anschmiegen läßt, wird nicht berücksichtigt. Es wird vielmehr die Untersuchung nur auf den freien Schlepperbetrieb beschränkt, bei welchem der Schlepper an jeder Schleuse mit durchgeschleust werden muß.

Für alle, bei den oben erwähnten Schleusen und Betriebsarten möglichen Fälle soll der Schleusungs-Zeitverlust unter Anlehnung an die von Prüsmann¹) angegebenen Werte in derselben Weise bestimmt werden, wie dies für die Einzelschleuse und den mechanischen Schleppzug bereits auf S. 21 geschehen ist.

Die Schleusungsdauer für ein Schiff beträgt hiernach, 5 m Gefälle zugrunde gelegt, einschließlich der Zeit für Anfahrt und Abfahrt auf je 140 m vor und hinter der Schleuse, 21 Minuten. Folgt noch ein weiteres, zu demselben Zuge gehörendes Schiff, so muß erst vor der Durchschleusung desselben das Tor hinter dem ersten Schiffe geschlossen der frühere Wasserspiegel eingestellt und das Tor vor dem zweiten Schifte geöffnet werden, was zusammen 5 Minuten beansprucht. Da jedoch während dieses Vorganges gleichzeitig die Abfahrt des ersten und die Anfahrt des zweiten Schiffes auf den Vorstrecken erfolgen kann, so braucht für jedes folgende Schiff des Zuges auch nicht mehr als 21 Minuten Aufenthaltszeit gerechnet zu werden.

Für das Aufnehmen und Abwerfen der Schlepptrossen des Einzelzuges werden 5 Minuten gerechnet und für Lösung und Kupplung des Doppelzuges einschließlich Abwerfen und Aufnehmen der Schlepptrossen insgesamt 20 Minuten in Rechnung gestellt. Ein Warten vor der Schleuse soll nicht Vorkommen.

Wie aus der Tabelle 6 hervorgeht, ist der Schleusungs-Zeitverlust und somit auch die entsprechende Tariflänge J 1 nur im Falle von Schleppzugsschleusen bei elektrischer Treidelei gleich groß wie beim Schlepperbetriebe. In sämtlichen übrigen Fällen ist der Schleusungs-Zeitverlust bei ein und derselben Schleusungsart sehr verschieden,

*) „Zeitschrift für Bauwesen“, 1905. S. 503 und S. 741.

IC

co

TtazaSairj; jgguBi i3(i naqsgnznznjH

Pf/tkm

OÖ

80,2

50,9

Kanallänge

Schleusenlänge *

io

o e

»o

cT ö

CO

iO

o Ö co

o

cf fl

Tabelle 6.

kiloinetrischer Verkehr in t. Kb = Jahreskosten der Treidelbahn auf 1 km. n — Transportlänge ; 1 =

Frachtkosten auf den wirklichen tkm

Schleppkosten auf den wirklichen tkm

kurze Liegezeit

Pf/tkm

48,1

j    'Jj    Oi :    O»

ö m|i> 5iöm>s b *l> §r MÎ> Sfr

+ + +

Pf/tkm

l>

cd

0,316 (l +-p) 0.284

1,75'

3,5

4,6

M)

3,1

4,8

2,25'

2,25'

0,111 (l-f^⁵)

0,215 (l +^p) + B5 0,388 (l 0,087 (l +    + ~    0,260    (l

0,152 (l +-M-)    0,325    (l

■) + ^~    0,260    (l

Kb

3,1

Z80 0

0,325 (1 0,260 (l

0,152 (l+-p) +-— I 0,325 (l

0,152 (l+M) +M 0,087 (l

Kb

2,25

T/7 8BiiBBT«X

9pU8l[03.T(iS^U5J

lsnpi9A -;jo/-sgungna|qos %

gOj\\ (18}g0[9g    à

-qorpnz joj gnzqy g

.lanEpsSunsnaiqog ₂’ 91U1B89«

Art der Schleusen und des Schiffsbetriebes

»d

-ti

cd

oi

rl

1.33

16

21

a) Selbstfahrer

1,75

21

b) elektr. Treidel ei 26    5

I. Einzelzug

3.5

4.6

-f-

ccT co' ■<*

2.25

2,25

42

56

77

37

9 £f

c) Schlepperbetrieb    47    5

elektr. „ Treidelei    b

Schlepper- QO betrieb    b

elektr.

Treidel ei

( a) Einzel-schleusen

58

27

27

i “Sn « 16

b) Doppcl-schleuseu

II. Doppel-

zug

elektr.

Treidelei

Schlepper-1 ₃₅ I 8 betrieb    ;

34    7

c) Schleppzng-schleusen

je nach der Art des Schiffahrtsbetriebes. Dementsprechend ergibt sich auch für ein und denselben Kanal eine andere Tariflänge bei Zugrundelegung eines anderen Schiffahrtsbetriebes. Die wirtschaftliche Vergleichung der Betriebsarten kann deshalb nicht auf Grund der Kosten der Tarif-Tonnenkilometer, sondern nur des wirklichen Tonnenkilometers erfolgen.

Die Frachtkosten des wirklichen Tonnenkilometers erhalten wir aus den in Tabelle 4 ermittelten Kosten des Tarif-Tonnenkilometers,

wie bereits auf S. 16 erwähnt, einfach durch Multiplizierung mit —,

wro n' die Tariflänge und n die wirkliche Länge des Kanals bedeuten. Die allgemeine Formel der Frachtkosten des wirklichen Tonnenkilometers auf einem Kanäle von n km Länge ist demnach:

10)

, n' ß Kb k = a —•-1---\-

Je größer die Anzahl der Schleusen auf der Kanallänge von n km, das heißt, je dichter die Schleusen einander folgen, um so höher

sind die Kosten des Tonnenkilometers, da dann

3 j 13

um so größer wird. Bezeichnen wir die Anzahl der Schleusen auf der Kanallänge von

Wird die dem

n km mit s, dann ist die mittlere Haltungslänge 1 = —

s

Schleusungs-Zeitverluste an einer Schleuse entsprechende Kanallänge mit J 1 bezeichnet, sö ist' die Tariflänge des ganzen Kanals n' = n + s_/l Da n = sl, so ist n' = s(l + z/l).

Wir erhalten nun für die Frachtkosten des wirklichen Tonnenkilometers nach Einsetzung dieser Werte in Gleichung 10 folgenden Ausdruck:

H)

, f* i ^ . ß -Kb

k = «ll+ -) + V+y

Für die in Betracht kommenden Fälle sind nun die Schlepp- und Frachtkosten in Tabelle 6 zusammengestellt.

Bei einem beliebigen Kanäle mit s Schleusen auf n Kilometer Länge

= 1^ und bei gegebenem Verkehr können die Frachtkosten mit Hilfe

dieser Formel für jeden Betriebsfall berechnet und somit die günstigere Betriebsart bestimmt werden.

Um einen Überblick darüber zu gewinnen, für welche Fälle die eine oder die andere Betriebsart wirtschaftlich günstiger ist, sollen im folgenden mit Hilfe der Formeln die wirtschaftlich zweckmäßigen Anwendungs-Grenzen der einzelnen Betriebsarten festgestellt und ferner die Schlepp- und Frachtkosten graphisch dargestellt werden. Zuerst wird der Einzelzug und Doppelzug miteinander verglichen.

A. Einzelzug und Doppelzug.

Die Lösung und Kupplung des Doppelzuges verursacht bei einschiffigen Schleusen einen beträchtlichen Zeitverlust und somit auch Kosten. Es liegt deshalb die Frage nahe, ob und bis zu welchen Grenzen bei Kanälen mit vielen einschiffigen Schleusen der Einzelzug dem Doppelzuge wirtschaftlich überlegen ist. Mit Hilfe der Formeln in Tabelle 6 können wrir diese Grenzen feststellen. Zu diesem Zwecke

braucht nur derjenige Wert der Schleusendichtigkeit 1

Kanallänge Schleusenanzahl

gesucht zu werden, bei welchem die Kosten des Einzelzuges gleich denen des Doppelzuges werden. Bei einfachen Schleusen und elektrischer Treidelei z. B. sind die Schleppkosten des Einzel- und Doppelzuges gleich, wenn nach Tabelle 6

Kb

— 0,087

woraus der Grenzwert von 1 = 8,6 km.

Ist nun die Schleusenfolge eines solchen Kanals kleiner als 8,6, dann ist mit Bezug auf die Schleppkosten der Einzelzug, im entgegengesetzten Falle der Doppelzug günstiger.

In der Tabelle 7 sind nun diese Grenzwerte von 1 mit Bezug auf die Schlepp- sowie die Frachtkosten ermittelt.

Tabelle 7.

0,111

Grenzwerte von

Betriebs- und Schleusenart

Kanallänge

Schleusenanzahl

mit Bezug auf

km

die Schleppkosten

km

die Frachtkosten

a)    einfache Schleusen

b)    Doppelschleusen

elektr. Treidelei . Schlepperbetrieb .

elektr. Treidelei . Schlepperbetrieb .

ocT oT co' o

'M

CD CD

"cc ~0

IC LC

Legt man die Schl epp kosten der Vergleichung zugrunde, dann ist der Einzelzug erst bei bedeutend dichterer Schleusenfolge dem Doppelzuge überlegen, als wenn man hierfür die ganzen Frachtkosten in .Rechnung stellt, da bei letzteren der längere Aufenhalt der Kähne des Doppelzuges sehr ins Gewicht fällt. Jeder der beiden Gesichtspunkte kann seine Berechtigung haben. Vom Standpunkte der Inhaber des Schleppbetriebes sind die kleinsten Schleppkosten maßgebend, während vom Standpunkte des Verfrachters und vom allgemeinen wirtschaftlichen Gesichtspunkte diejenige Betriebsart vorzuziehen ist, bei welcher die ganzen Frachtkosten, also einschließlich der Kahnkosten, am geringsten werden. Für die kleinsten Selbstkosten der Schiffahrt sind nur diese ganzen Frachtkosten maßgebend; tatsächlich kommen aber in den wirklichen Frachtsätzen die gesparten Kahnkosten nur dann voll zur Geltung, wenn die Ausnutzung der Kähne auch sonst keine allzu unsichere ist.

Wie aus den Ergebnissen in Tabelle 7 ersichtlich, kommt für den Schlepperbetrieb der Einzelzug bei Doppelschleusen praktisch gar nicht und bei Einzelschleusen mit Berücksichtigung der Frachtkosten nur dann in Betracht, wenn die Schleusen dichter als 9,6 km von einander liegen. Die Bildung von Einzelzügen bei Schlepperbetrieb kommt daher praktisch kaum in Frage.

Hingegen ist bei elektrischer Treidel ei, wie aus den Ergebnissen ersichtlich, der Einzelzug bei schleusenreichen Kanälen schon sehr wohl zu berücksichtigen, und zwar besonders bei Einzelschleusen. Deutlich zu ersehen ist das auf Figur 7, auf welcher die Schlepp- sowie die Frachtkosten des Einzel- und des Doppelzuges sowohl bei Einzel- wie bei Doppelschleusen aufgetragen sind. Hiernach ist z. B. für einen Kanal, wie der geplante Donau-Oder-Kanal mit 46 Einzelschleusen auf 275 km, also 1 = 6 km der Einzelzug wirtschaftlich bedeutend günstiger als der Doppelzug. Ganz abgesehen von der Schwierigkeit der Betriebsregelung, wären die Mehrausgaben beim Doppelzuge 12 v. Hdt. der Frachtkosten.

Auf Figur 7 ist noch die Kosten-Kurve des Doppelzuges bei Schleppzugschleusen eingezeichnet, wovon aber erst später bei dem „Vergleiche von Doppel- und Schleppzugschleusen“ die Rede sein wird.

B. Vergleichung der elektrischen Treidelei mit dem Schlepperbetriehe und den Selbstfahrern.

Für die übersichtliche Beurteilung der Wirtschaftlichkeit der elektrischen Treidelei, im Vergleiche zu den anderen Betriebsarten, ist am bezeichnendsten die Verkehrsgröße, von welcher ab die Kosten derselben kleiner werden als die der anderen Betriebsarten. Es sind deshalb in Tabelle 8 die Verkehrsgrenzen ermittelt worden, von welchen angefangen die Frachtkosten der elektrischen Treidelei billiger werden als die der anderen Betriebe.

Tabelle 8.

Ermittelung der zweckmäßigen Verkehrsziffer für die elektrische Treidelei

(in Millionen Tonnen).

Im Vergleich mit

Kanal länge

I. dem Schlepperbetrieb auf Grund

II. dem Selbstfahrer bei

a) der Scbleppkosten b) der Frachtkosten

a) langer j| bl kurzer Liegefrist

Einzelschleusen 9

Doppel

schleusen

Schleppzug-

schleusen

Einzelschleusen ²)

Doppelschleusen ³)

Schleppzug

schleusen

Einzel-schleusen ²)

Doppelschleusen ³j

Einzelschleusen ²)

Doppelschleusen ³)

1,03

1,58

2,01

2,04

2,74

3,06

3,36

j 3,58

CO CO Oi CO CO CO CO JnC

bc ce i ce b« co ►— 'jio^oiosaio)

2,01

1.92

1.89

1,86

1.85

1,83

1.73

1,68

HIJIOlOOOOlNi O Oi^ 00

'bi 'bi

^CO JCO    Ol

W Ol O H V CO ~0 -^OOOOOIOQOO

5,00

4,48

4,30

4,10

3,78

3,51

3,30

3,21

Diese Verkehrsziffer erhalten wir, wenn wir die Kosten der verglichenen Betriebsarten einander gleich setzen. Bei Einzelschleusen und Doppelztigen sind z. B. die Frachtkosten der elektrischen Treidelei und des Schlepperbetriebes gleich groß, wenn:

81,4 K

0,260 (l+Y)

Ï =0,325 (l+Y)

87,8

die Unbekannte V zu ermitteln ist. In Tabelle 8

woraus dann bei gegebener Transportentfernung n und gegebenem Kanallänge Schleusenanzahl

9 Bis 1 < 8,6 km elektrischer Einzelzug.

Im übrigen Doppelzüge.

²)    Bis 1 g 29,0 „

bis 1 <C 9,6    ,, Schleppereinzelzug.

³)    Bis 1 < 12,9    „ elektrischer Einzelzug.

ist dies für verschiedene Werte von 1 bei Kanälen mit Einzel-, Doppeloder Schleppzugschleusen und unter Annahme einer Transportentfernung von 300 km ausgerechnet.

Die Vergleichung der elektrischen Treidelei mit dem Schlepperbetriebe erfolgte hierbei sowohl mit Bezug auf die Schleppkosten, wie auf die Frachtkosten. Bei Annahme derselben Liegezeit im Hafen fiir beide Betriebsarten, hat die längere oder kürzere Dauer derselben auf den Vergleich keinen Einfluß, da sie in beiden Fällen die Kahnkosten in derselben Weise erhöht oder verringert. Hingegen muß die Vergleichung der elektrischen Treidelei mit dem Selbstfahrer sowohl für lange, wie für kurze Liegezeiten durchgeführt werden.

Aus der Vergleichung der elektrischen Treidelei mit dem Schlepperbetriebe in Tabelle 8 geht nun hervor, daß die elektrische Treidelei für schleusenreiche Kanäle schon bei viel geringerem Verkehr dem Schlepperbetriebe überlegen ist als bei Kanälen ohne oder mit nur wenig Schleusen. Besonders bei Kanälen mit vielen Einzelschleusen liegen die Verhältnisse für die Einführung der elektrischen Treidelei günstig. Bei 4 bis 15 km mittlerem Schleusenabstande wird die elektrische Treidelei schon von einem Verkehre von 1 bis 2 Millionen Tonnen an günstiger als der Schlepperbetrieb. Bei größeren Werten von 1 beträgt dann der erwünschte Verkehr schon mehr, und zwar je nach dem Schleusenabstande 2,0—3,5 Millionen Tonnen.

Hierbei kommt aber noch ein anderer Umstand mit in Betracht: nämlich die Verringerung der Leistungsfähigkeit der Schleusen infolge Belastung derselben durch die Schleppdampfer. Die größte Jahresleistung als das Zweihundertfache der ununterbrochenen Tagesleistung im 15 ständigen Betriebe gesetzt, ergibt sich dieselbe für die Einzelschleusen hei der elektrischen Treidelei zu

15 •

fc© Ol

• 360-200=: 3,1 Milk t

und beim Schlepperbetriebe zu

2-15-

O CO

•360-200 = 2,1 Milkt.

Bei einem Verkehre von Uber 2 Millionen Tonnen kann man also im Falle des Schlepperbetriebes mit Eiuzeischleusen im 15 stündigen Tagesbetriebe nicht mehr auskommen. Es müßten dann, wenn man von Einführung des Nachtbetriebes an den Schleusen absieht, zweite Schleusen gebaut werden, während man bei elektrischer Treidelei bis 3,1 Millionen Tonnen mit der einfachen Schleuse auskommen würde. Die Einführung der elektrischen Treidelei ist deshalb mit Rücksicht auf Ausnutzung der vorhandenen Anlagen auch bei Kanälen mit weniger Schleusen schon von 2 Millionen Tonnen an wirtschaftlich begründet, selbst wenn auf Grund der Frachtkosten dies nach Tabelle 8 bei 1 > 15 erst bei höherem Verkehre zutrifft.

Bei Kanälen mit Doppelschleusen wird die elektrische Treidelei, wie aus Spalte 2 der Tabelle hervorgeht, ebenfalls schon bei verhältnismäßig niedrigem Verkehre dem Schlepperbetriebe gleich. Die größte Leistungsfähigkeit der Doppelschleuse beträgt bei mechanischem Schiffszuge :

60

15 • f- • 2.360 • 200 = 5,65 Mill. t

und beim Schlepperbetriebe:

15-

60

44 + 23

• 4 • 360 • 200 = 3,9 Mill. t.

Legt man der Vergleichung nur die Schleppkosten zugrunde, dann erreicht die elektrische Treidelei die Schleppschiffährt bei einem etwas höheren Verkehre als mit Bezug auf die ganzen Frachtkosten. (Vgl. Tabelle 8.)

Bei Schleppzugschleusen ist das Ergebnis auf Grund beider Kosten dasselbe, da der Schleusungs-Zeitverlust derselbe ist. Die elektrische Treidelei erreicht hier erst bei höherem Verkehr den Schlepperbetrieb und zwar von 2³/₄ bis 4 Millionen Tonnen an, je nach der Dichtigkeit der Schleusen. Die Leistungsfähigkeit der Schleppzugschleusen weicht bei den beiden Betriebsarten nur wenig ab. Es ist allerdings ein kleiner Lnterschied in den Baukosten der Schleusen vorhanden, da die Kammern für elektrische Treidelei nur 140 m lang zu sein brauchen, also um rund 25 m kürzer sein können, als beim Schlepperbetriebe.

;>r

Die Vergleichung mit dem Selbstfahrer in den letzten Spalten derselben Tabelle zeigt, daß, die jetzt noch allgemein übliche lange Liegefrist angenommen, die elektrische Treidelei schon von 1,6 bis 2,0 Millionen Tonnen an dem Selbstfahrer überlegen ist. Hingegen wird dies bei der kurzen Liegezeit der Selbstfahrer erst bei einem Verkehr von 3 bis 5 Millionen Tonnen erreicht, je nach der Dichtigkeit der Schleusen. Die größere Anzahl von Schleusen ist, wie ersichtlich, für den Selbstfahrer vorteilhafter, da sich dessen Durchfahrt durch die Schleusen noch glatter gestaltet als die des mechanischen Schleppzuges. Da die angesetzten Grenzwerte für die verkürzte Liegezeit wohl bei einigen bestimmten Schiffahrtsverbindungen, aber kaum und nur bei sehr entwickeltem Verkehre von der ganzen Schiffahrt erreicht werden können, so ist im allgemeinen die elektrische Treidelei auch dem Selbstfahrer gegenüber von etwa 2 Millionen Tonnen an wirtschaftlich gleichwertig bezw. überlegen.

3*

Die Zahlen in Tabelle 8 dienten zur übersichtlichen Beurteilung der Anwendungsmöglichkeit der elektrischen Treidelei, auch bei verhältnismäßig geringerem Verkehre. Um nun in gegebenem Falle die Kosten der einzelnen Betriebsarten vergleichen zu können, sind in Fig. 8, 9 und 10 die Schlepp- und die Frachtkosten der drei Betriebsarten bei Kanälen mit Einzel-, Doppel- und mit Schleppzugschleusen aufgezeichnet für verschiedene Verkehrsgrößen. Aus diesen graphischen Darstellungen kann gegebenenfalls ohne Rechenarbeit festgestellt werden, welches die jeweilig günstigere Betriebsart und wie groß die erzielte Ersparnis ist. Es ist aus diesen Darstellungen ersichtlieh, daß die durch die elektrische Treidelei erreichbare Ersparnis bei größerem Verkehre eine ziemlich bedeutende ist.

In der folgenden Tabelle 9 sind diese gegenüber dem Schleppbetrieb erreichbaren Ersparnisse an Schlepp- bzw. Frachtkosten bei einem 5 Millionen-Tonnen-Verkehre zusammengestellt.

Tabelle 9.

Ersparnisse bei elektrischer Treidelei gegenüber dem Schlepperbetriebe.

Kanallänge

Schleusenzahl

A.

B.

Doppelschleusen

Schleppzugschleusen

an Frachtkosten Pf/tkm !    %

an Schleppkosten an Frachtkosten an Sehleppkosteu Pf/tkm

Pf/tkm

°/o

Pf/tkm

üi W b£ H H

O O O CI o

lO    O    uO    CO    l

CM    O    C"    CO

■    O    O    O    O

cT d'    o    cT    cT    cT

19

16.5

13,5

11

6,5

0,082

0,065

0,050

0,041

0,031

0.024

O    t"    CO    O    CD    CO

CO    CM    CM    CM    H    f—t

ifl    O    N    K3    CO    O

lO    ^    M    Ol    Ol    30    CM

O    O    O    o    o    o    o

o    cT    cT    ©    cT    cT    cT

0,055

0,040

0,032

0,027

0,025

0,023

0,020

21

18

15.5

14

13

12

11

Sämtlichen Tabellen und graphischen Darstellungen dieses Kapitels liegen die auf S. 5 gemachten allgemeinen Annahmen und die Transportweite von 300 km zugrunde. Eine größere Rückfracht als 1/5 verschiebt das Verhältnis nur in sehr geringer Weise zugunsten des Selbstfahrers, Tag- und Nachtbetrieb etwas zugunsten des Schlepperbetriebes. Die graphischen Darstellungen können demnach auch bei Änderung der gemachten Annahmen mit genügender Genauigkeit zur Vergleichung der Kosten gebraucht werden.

Hingegen ist eine wesentliche Änderung der Transportweite schon von bedeutenderem Einflüsse auf das Verhältnis der Betriebsarten. Kleinere Transportweite als 300 km beeinflußt den Schlepperbetrieb und besonders den Selbstfahrer im Verhältnisse zur elektrischen Treidelei in ungünstiger, größere Transportentfernung in vorteilhafter Weise. Weicht gegebenenfalls die Transportweite vou der hier angenommenen bedeutend ab. dann können die jeweiligen Kosten mit Hilfe der Formeln in Tabelle 6 berechnet und verglichen werden.

ln derselben Weise werden die Kosten mit Hilfe der Formeln in Tabelle 10 berechnet, wenn auf dem zu untersuchenden Transportwege Schleusen verschiedener Art vorhanden sind. Die Tariflänge n' wird mit Hilfe der in Tabelle 6 ermittelten Zusatzlängen J1 in üblicher Weise bestimmt.

Tabelle 10.

Formeln für Kanäle mit verschiedenen Schleusen-Arten.

n' = Tariflänge in km, n = Transportlänge in km, Kb = Jahreskosten der Treidelbahn in Pf., V — Verkehr in t.

Frachtkosten bei

Betriebsart

Schleppkosten

langer

kurzer

Liegezeit

Pf/tkin

Pf/tkm

Pf/tkm

0,215

n n

0,152

n n

°>iiiï+V'

0,087-+-^ ¹ n V

87,8

n'

0,260-fl

n n

0,316 ^

a) Einzelzug

1 ^

-*-• <D Jh \

r——

Jd (b) Doppelzug c 'jii fa) Einzelzug

²I!

W £ b) Doppelzug 3. Selbstfahrer

0,388^+

0,325 —-f 0,284-+——+^

n ¹ n V 81,4 Kb

n' , 128,3

0,388 - + -^ n n

0,325 —fl 36,9

0,284

n n ¹ V

0,260

0,316- +48,1

n n

Die Kosten des Selbstfahrers sind in Tabelle 4 nur für den Dampfselbstfahrer ermittelt worden; doch weichen die Kosten des Sauggas-Einzelfahrers von diesen nur wenig ab, so daß die gefundenen Ergebnisse auch für diesen verwendet werden können. Hingegen stellen sich die Kosten des elektrischen Einzelfahrers bedeutend höher, als die des Dampf-Selbstfahrers¹).

Das Ergebnis der Untersuchungen kann in folgenden Punkten zusammengefaßt werden:

1.    Die Teilung des Doppelzuges bietet beim Schlepperbetriebe keine Vorteile. Hingegen ist bei elektrischer Treidelei der Einzelzug schon von einer mittleren Schleusenanzahl an dem Doppelzuge wirtschaftlich überlegen. (Vgl. Tabelle 7.)

2.    Bei einschiffigen Einzel- oder Doppelschleusen ist die elektrische Treidelei, je nach der Schleusenentfernung von 4 bis 80 km, schon von einem Verkehre von 1 bis Millionen Tonnen an dem Schlepperbetriebe überlegen, bei Schleppzugschleusen hingegen erst von 2³/₄ Millionen Tonnen an. Dem Selbstfahrer ist die elektrische Treidelei bei der üblichen langen Liegezeit schon von rund 2 bis Vjti Millionen Tonnen überlegen, hingegen bei der kurzen Liegezeit erst von 5 bis 3a/₈ Millionen Tonnen an, je nach der Schleusen-Ent-fernung von 4 bis 80 km.

3.    Bei größerem Verkehre (etwa 5 Millionen Tonnen) ist die durch elektrischen Treidelbetrieb auf schleusenreichen Kanälen gegenüber dem Schlepperbetriebe erreichbare Ersparnis an Fracht- bzw. Schleppkosten eine sehr erhebliche und beträgt je nach der Schleusenentfernung bis zu 30 v. Hdt.

4.    Die Leistungsfähigkeit der Einzel- und Doppelschleusen ist bei elektrischer Treidelei um rund 45 v. Hdt. größer als beim Schlepperbetriebe.

Das Ergebnis ist also ein für die elektrische Treidelei überaus günstiges. Hierbei sei darauf hingewiesen, daß bei der elektrischen Treidelei dem Monopolbetriebe durch Einsetzung von 50 v. Hdt. mehr Betriebsmitteln, als durchschnittlich erforderlich wären, reichlich Rechnung getragen wurde, ohne daß auch die Vorteile, welche die eisenbahnähnliche Pünktlichkeit des elektrischen Monopol-Treidelbetriebes durch Fortfall der Wartezeit an den Schleusen und kürzere Liegezeit in den Häfen mit sich bringt, besonders berücksichtigt worden wären. Es wurden vielmehr bei dem, bekanntlich sehr unregelmäßigen freien Schlepperbetrieb dieselben Warte- und Liegezeiten angesetzt, wie bei der elektrischen Treidelei und außerdem eine gute Ausnutzung der Dampfer nur einen Tag Liegezeit nach jeder Fahrt von 300 km) angenommen.

Vergleichung der Einzel-, Schleppzug- und Doppelschleusen.

Wie aus den bisherigen Ausführungen hervorgeht, hängen die Frachtkosten wesentlich von der Schleusen art ab. Um einen möglichst wirtschaftlichen Transportweg zu erhalten, muß deshalb die Wahl der Schleusenart beim Bau eines Kanals unter Berücksichtigung der Frachtkosten stattfinden. Es soll nun im folgenden eine wirtschaftliche Vergleichung der Schleusenarten und zwar unter Voraussetzung des elektrischen Treidelbetriebes durchgeführt werden.

Wie aus Figur 7 hervorgeht, sind die Frachtkosten bei durch Doppelzüge befahrenen Schleppzugschleusen die geringsten und zwar bei jeder Schleusendichtigkeit. Dies fällt im Vergleiche zur Doppelschleuse um so mehr ins Gewicht, als auch die Anlagekosten der Schleppzugschleuse geringer sind, als die der Doppelschleuse.

Es soll deshalb die Schleppzugschleuse des näheren mit der Doppel- und mit der Einzelschleuse verglichen wTerden.

A. Doppelschleuse und Schleppzugschleuse.

Um ein richtiges Bild bezüglich der größeren Wirtschaftlichkeit der einen oder anderen Schleusenart zu gewinnen, müssen außer den Frachtkosten auch die Schleusungskosten beachtet werden. Die Untersuchung soll für Schleusen mit 4 m Gefälle durchgeführt werden.

Nach den Angaben von Prüsmann¹) betragen die Jahreskosten einer Doppelschleuse von 4,0 m Gefälle 48000 M und die einer ähnlichen Schleppzugschleuse 36000 Mark. Das Verhältnis der Kosten der beiden Schleusenarten bleibt auch bei anderem Gefälle ganz dasselbe²). Die Vergleichung behält also auch bei anderen Gefällen volle Gültigkeit. In den Kosten der Schleppzugschleuse ist auch ein Mitteltor berücksichtigt. Die Kosten der Doppelschleuse sind um 33 v. Hdt. höher als die der Schleppzugschleusen, andererseits ist aber die Leistungsfähigkeit der Doppelschleuse um 24 v. Hdt. größer (5,6 Millionen Tonnen gegen 4,5 Millionen Tonnen jährlich bei Unständigem Tagesbetriebe). Es sind dementsprechend in der folgenden Tabelle 11 die Jahreskosten der Doppelschleuse auf 5,6, die der Schleppzugschleuse nur auf 4,5 Millionen Tonnen verteilt worden.

J) In der „Z. f. Bauwesen“, S. 515 und 742. ²) Vgl. auch Tab. 13 auf S. 42.

Tabelle 11.

Vergleichung der Schleusungs- und Frachtkosten bei der Doppel- und Schleppzugschleuse.

1. Schleusungskosten 2. Frachtkosten auf 1 tkm

Schleusenanzahl Doppel- Schlepp- Doppel- I Schlepp- Doppel- I Schlepp-

Schi. zugschl.

Kanallänge

Schl.

bei

3. Zusammen

zugschl. Schl.¹) zugschl.

Ks

— Haltungslänge

ks = r-^

V = 4,5 Mill. t.

km

V = 5,6 Mill. t | V = 4,5 Mill. t

Pf/tkm

Pf/tkm

Pft/km

10

15

20

30

50

0,214

0.122

0,086

0,057

0,043

0,029

0,017

O TP O TO O C- ÎO CO io ^ !M H

o o © o o cT © cf cf ö' cf cT

71

0,800

0,655

0,598

0,549

0,521

0,494

0,471

0,784

0,636

0,577

0,530

0,507

0,485

0,466

Die Schleppzugschleuse erweist sich nach der letzten Spalte dieser Tabelle, selbst bei Berücksichtigung- der größeren Leistungsfähigkeit der Doppelschleuse, bei jeder Haltungslänge als die wirtschaftlich günstigere.

Noch günstiger wird das Ergebnis für die Schleppzugschleuse, wenn wir der Berechung der Schleusungskosten denselben Verkehr für beide Schleusenarten zugrunde legen. Dies ist in folgender Zusammenstellung für die Schleusendichtigkeit von 1 = 15 km geschehen.

Tabelle 12.

Verkehr

Mill. t

1. Schleusungskosten 2. Frachtkosten

Doppel- I Schlepp-    Doppel- j Schleppschleuse zugschleuse schleuse    zugschleuse

Pf/tkm

Pf/tkm

Pf/tkm

Pf/tkm

3. Zusammen

Doppel-    Schlepp

schleuse zugschleuse Pf/tkm    Pf/tkm

Ersparnis bei der Schleppzugschleuse

°/o

i—I uO O »CT CO⁻ CO Tjf

0,103

0,092

0,080

0,071

t— 07 O CO

n œ to io o o o o cT cf cT ö'

»o ro © 07 to' «f tcT »cf

9 Bis 1 </ 10 km werden die Doppelschleusen mit Einzelzügen, darüber hinaus mit Doppelzügen befahren.

Die Ersparnis bei der Schleppzugschleuse beträgt also bei gegebenem Verkehr rund 6 v. Hdt Die Schleppzugschleuse ist demnach der Doppelschleuse wirtschaftlich überlegen. Der häufigeren Verwendung der Schleppzugschleuse steht der Umstand im Wege, daß sie sich dem erst allmählich sich entwickelnden Verkehre nicht so gut anpaßt wie die Doppelschleuse, welche bei geringem Anfangsverkehre zuerst nur als Einzelschleuse ausgebaut zu werden braucht.

Es fragt sich nun aber, ob nicht die Schleppzugschleuse auch schon bei kleinerem Verkehre, welchen noch die Einzelschleuse bewältigen könnte, der letzteren vorzuziehen wäre. Hierauf soll die folgende Vergleichung der beiden Schleusenarten die Antwort geben.

B. Einzelschleuse und Schleppzugsclileuse.

Die Baukosten der Schleppzugschleuse sind bedeutend größer als die] der einschiffigen Schleuse; es wird deshalb die Anwendung von Schleppzugschleusen erst von einem gewissen Verkehr an zweckmäßig.

Den Verkehr, bei welchem die beiden Schleusenarten gleichwertig werden, erhalten wir, wenn wir die Summe der Frachtkosten und Schleusungskosten für Einzel- und für Schleppzugschleusen einander gleichsetzen.

Bezeichnen wir die Jahreskosten der Einzelschleuse mit .S1? die der Schleppzugschleuse mit S₂ und behalten im übrigen die bisherigen Bezeichnungen bei, dann erhalten wir diesen Verkehr wie folgt:

a) wenn die Einzelschleuse durch Einzelzüge befahren wird (1<^29 km)

0,284 (l + if)

30,5 Kb S, ⁺ V +UV

= 0,260

30J> Kb — S2 n ⁺ V +UV’

woraus der für Schleppzugschleusen erwünschte Verkehr

S₂ — Sj

0,024 1 — 0,088’

b) wenn die Einzelschleuse von Schleppzügen befahren wird (1 > 29) ergibt sich wie oben aus den anderen entsprechenden Formeln

q _q

V —    _Ui

0,612 '

In der folgenden Tabelle 13 sind die Werte von V für Schleusen von verschiedenem Gefälle ermittelt. Die Jahreskosten S₂ und Sj sind für Kanalschleusen mit gemauerten Wänden und Sparbecken, ähnlich denen am Dortmund-Ems-Kanale, nach den von Prüsmann¹) angegebenen Werten eingesetzt bzw. für 2,5 und 3 m Gefälle ergänzt.

Da die Einzelschleuse die Grenze ihrer Leistungsfähigkeit im Tagesbetriebe bei einem Verkehre von 3,1 Million Tonnen erreicht, so kann die Frage nur die sein, ob die Anwendung von Schleppzugschleusen schon bei kleinerem Verkehr wirtschaftlich begründet ist.

Tabelle 13.

Ermittelung des zweckmäßigen Verkehrs für Schleppzug-Schleusen.

Gefälle

der

Schleusen

Jahreskosten

der Schlepp- der Einzelzugschleuse schleuse

S₂—Sj

V in Millionen t

bei 1 =

Kanallänge

Schleusenanzahl

S₂

Si

1000 M

1000 M

1000 M

1 = 20

1>30

Ci Ol Oi } C

'ö "o ’o "© >

h O Cfl N ^ CM CO CO -f lO

00 O r|< x IO

—i CM Ol CM CO

Ci O CM -+l Ci

2.3

2.5

3,1

>3,1

>3,1

LC CC © CO H

—T i—i cm > co"

Wie aus der letzten Spalte zu ersehen ist, ist dies hauptsächlich erst bei 1 > 30 km der Fall.

Das Ergebnis der Vergleichung der Einzel-, Doppel- und Schleppzugschleusen kann nun, wie folgt, kurz zusammengefaßt werden:

1.    Übersteigt der rechnungsmäßige Anfangsverkehr die Leistungsfähigkeit der Einzelschleuse (3.1 Millionen Tonnen), dann ist bei der Wahl zwischen Doppel- und Schleppzugschleuse die letztere wirtschaftlich vorzuziehen;

2.    auch bei einem geringeren Verkehr, welchen die Einzelschleuse noch bewältigen könnte (<3,1 Millionen Tonnen), ist die Schleppzugschlense schon wirtschaftlich zweckmäßig, aber nur bei Kanälen mit wenig Schleusen von geringem Gefälle (1>20 km, m<^4 m).

Bei Kanälen mit vielen Schleusen ist die Schleppzugschleuse der Einzelschleuse überlegen, wrenn nicht elektrische Treidelei, sondern Schlepperbetrieb vorgesehen ist. Namentlich ist dies der Fall, wenn

0 Vgl. „Zeitschr. f. Bauw.“, 1905, S. 515 und 741.

es sich um Schleusen mit geringen Anlagekosten, z. B. ohne Sparbetrieb und mit geböschten Seitenwänden handelt.

Dies sei an einem Beispiel — der Kanalisierung der Mosel — gezeigt²), wobei gleichzeitig das Ergebnis, welches die aufgestellten Formeln geben, mit dem für diesen besonderen Fall bereits anderweitig gefundenen Resultate verglichen werden kann.

Die Frachtkosten und Schleusungskosten des Einzelzuges bei Einzelzugschleusen von 100 m Länge, (Schleusungs-Zeitverlust 17 Min. demnach zl 1 = 1,42) und des Doppelzuges bei Schleppzugschleusen einander gleichgesetzt, erhalten wir, Schlepperbetrieb vorausgesetzt,

1,42^ , 40,5 Sj_

⁺ LV

0,388 ( 14

IV

= 0,325 (l+^y³)

36,9 S.

woraus dann

S₂— St

0,063 • 1 + Ml--0,180.

Die für die kanalisierte Mosel einzusetzenden Werte sind

folgende:

a)    Länge der kanalisierten Mosel .    .    275 km

b)    Schleusenanzahl .    .

38

275

c) hieraus 1 =

OO

rd. 7 km

mittlere Transportweite: 275 + 190 = 465 km.

Die Kostenersparnis der Einzelzugs-Schleusen gegenüber der Schleppzugschleusen beträgt auf der kanalisierten Mosel nach Landsberger 165000 M, demnach an einer Schleuse

165 000

— 4350 Mark.

Die Schleppzugschleuse wird daher wirtschaftlich von einem Ver

kehr von

435 000

3,6 • 7

= rd. 1,4 Mill. Tonnen.

0,063 • 7

Landsberger ermittelt auf Grund eingehender Berechnungen unter Zugrundelegung des Schleppmonopols 1,77 Millionen Tonnen. Die obige einfache Rechnung mit den aufgestellten Formeln gibt uns also einen für die Praxis hinreichend genauen Aufschluß.

465

— 0,180

²) Vgl. Landsberger, im „Zeutralblatt der Bauverwaltuug“, 1907, Nr. 22 u. 24.

¹

) Vgl. Sympher usw. in der „Zeitschr. f. Bauw.“, 1907, S. 589.

Verbandsschriften. Neue Folge. Nr. XLVIII.

Er pchtMos/e/f.

Tafel II.

Deutsch-Österreichisch-Ungarischer Verband für Binnenschiffahrt.

F/g.7.

Vergleichung des E/nzet-und Doppe/zt/ges su f Grund der Fr&chtkosten fEiektr. Tre/deie/J

(Verkehr 3 MUL t, Transportweite 300 km, kurze Liegezeit.)

0 60

0,50 __z

Mer,

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c/i/çt >sen

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10

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30

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- m/6/. HaHungs/änge

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Sch/eusensnzshi.

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7,00

0,90

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ng. e.

Vergleichung c/er Be/rieösarfen bei Kana/en mit- Einze/schieusen

f n = 300km J

L'A

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'§Sh''e

---E/sStr. 77-, 2/ f,/. £

0.70

A.

£T/e, ⁽rhr'.

dt

Frachtkosten, bei Zanger Liegezeit.

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0.60

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“ Z Z2TeOP-JZ P BP J----

Ere dit dosten bei kurzer Liegezeit.

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E/e>’rtr. Tç. ZA-,t.

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E/e k fr. Tf. 3 Mi/, t

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> Schi epp ko sien.

£/e. 'xfritn s Mii ~F

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70

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30

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SO km

t/aitungs/enge =

Hs na Häng e Sch/eusenanzahi.

Verlag von A. Troschel, Grroß-Lichterfelde.

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Deutseh-Osterreichiseh-Ungarischer Verband für Binnenschiffahrt.

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CH,Z-

Tafel I.

29,56

Verbandsschriften. Neue Folge. Nr. XLVIII.

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><9.0

Fig. /.

Kana/ouerschniff Tür 600 & Hahne.

Absenkung b*

Fi£s-

Fig. 2.

Verg/e/ohung der Sch/ffsgrößen auf Grund der Schiffa/rrfs kosten

f e/nschf kosten c/er Wa sserstraße J

Bestimmung der Rückströmungsgeschwindigkeit.

30

*/Hfm

Fig. 4.

7.70

Absenkung

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7 00

sd

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0.60

ZZ V ' 5 .*1 •

t/ion ?n To/'nen

7^

TL

Loc ’ fr/f/

20

MO

60 cm Geschwind/g * keif der Räch • Strömung.

0 50

300

600

AL

7000

rSOO t

L ac/efähigke/t.

F>a mpFs e/ö st fahre r

/snge Liegezeit-

kurze ,

700

E/ekfr Treic/e/ei

Fig. 3.

Vergleichung der Schiffsgrößen auf Grund der Frachtkosten

(ohne Nebenkosten).

Dampfschlepperbetrieb mit Doppelzügen.

D 9 mpfsch/epper betrieb

-o-

oog

_I_

soo

- - /enge

-----kurze

— /ange • • kurze

PP/tkm

1,00

300

XX

300

1500

•4

aor>

600

7000

_ _ Zange Liegezeit"

_______kurze »

dQo

SSüo

•o-

W/o

0,60

7500

300

6oo

300

-7000

Frachtkosten n • 300 km

'4

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0,50

LJi

6oo

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I !

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Of+o

'"~~rr5UZ>~ ~ S.OO____

1500

%o°o

7000

7SOO

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0,30

HF

300

0,20

600

Tn

io

Soh/eppkosten * 300km

//

IL

yy

'fr

TV

ds_VM

0,10

7000

fSOO

'V

- /fr

i/

iO

Millionen Tonnen

rL⁶

(Sch/epp- u. Fra chfko eher? auf Hanä/er? ohne Sch/eusen.

•L/3¥ S'OJ/y tpOu /

3)

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Verlag von A. Troschel, Groß-Lichterfelde.

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Betriebsart

Erforderliche Maschinenstärke W-v

77-75

HP.

1.

2.

300

35

Tabelle 4.

Ermittelung der Fracht- und Schleppkosten für den Tariftkm.

Kb • n

n = wirkliche, n'= Tariflänge des Transportweges in km, Kb= Jahreskosten der Treidelbahn⁵), V== kilometrischer Verkehr in t, C = Kosten der Treidelbahn auf 1 Tariftkm — — —.

Gewählte

Maschinen

stärke

An

schaffungs

kosten

Jahreskosten¹) für 1 Schleppmittel

Löhne²) einschl. rund 4 °/₀ für Krankenkasse usw.

Zusammen feste Jahreskosten = Kf

Feste

Kosten für 1 tkm = kf

HP.

3.

42

1000 Mk.

Mk.

Mk.

Mk.

Pf /tkm

Liegekosten, Liegezeit für den Schlepper 1 Tag, für die Kähne y gl. Anm. 3

Pf./tkm

Kosten der Betriehskraft einschl. Schmiermaterial

Pf./tkm

Kilometer

gelder

Pf./tkm

Schleppkosten

Pf./tkm

Frachtkosten

(Schleppkosten und Kahnkosten) Liegezeit

Bemerkungen

lange

kurze

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

26.5

5 300

3560

8860

0.295

I. Dampfschleppbetrieb.

Doppelzug    Einzelzug

600

1000

1500

300

600

1000

1500

300

52

63

30

6000

3680

9680

0.161

70

85

34

6800

3810

10610

0,106

90

70

104

140

180

12

110

38

7 600

3870

11470

0,076

85

34

6 800

3810

10610

0.177

125

170

220

Adhäsions

gewicht t

3,4

40

48.5

57.5

6.8

8000

9 700

11500

1020

4490

4680

4870

1250

12490

14380

16370

0,104

0,072

0,054

3 J* B ö ,® S O 3    3 -® 3    © B QO

-    ' *>•    " —4    '©    ' -₀    - ^

0.054

0,028

0,040

0.032

0,027

0.054

0,040

0.032

0,027

0.014

0.008

0.005

0.014

0,008

0.005

0,003

0,377

0,215

0,146

0,108

0,245

0,152

0,109

0,084

1=3 .* S i*¹ B .® = O 0 J*“ SS .P fJ © B CD ' **■    ' *-    '    - ©    ' -1    ' <31    ' © • ' U>

0,615

0.388

0,294

0.239

0.483

0,325

0,257

0.215 -

107,9

n'

91,4

n'

107,6

n'

130,7

n'

99,7

n'

87,8

n'

105,4

n'

129,4

n'

0,615 4

45,5

n'

40,5

0,388 t n,

0,294 +

0,239 4

L Quoten für die Jahreskosten

45,8

n'

55,8

n'

38,2

0,483 + —

n

0,325 4

36,9

n'

43,6

0,257 + 0,215+ n,

54,5

Verzinsung . Abschreibung Unterhaltung Versicherung Verwaltung .

Zusammen .

Elektrische

Lokomotive

(Staatsbetr.)

to

Ol

üi m C3i oi L2 Schlepper

Selbstfahrer

(Maschine)

Schlepp

kahn

03 M Kl Ol Ol ^

14,9    20

rd. 15,0

24

16

II. Elektrische Treidelei

Doppelzug    Einzelzug

600

1000

1500

300

600

1000

1500

18

5.1

8,7

1305

1250

25

6.9

10,9

1635

1250

2270    0,114 + C

2555    0,064 + C

2885    0,043+ C

0.055

0,011

0.041

0.033

0,006

0,004

0,180+ C 0,111 + C

0,418 + ^

88,8 , c

0.418

0,284 + ^+C

0.284

27,3 p 30,5 , c

n'

²) Löhne

Mk.

Schiffsführer .... 1320—1440 1200—1320 900—960

32

24

36

50

64

8,8

6,8

10.2

13,7

17,6

13.0

10,8

14,5

17,5

20.5

1950

1620

2175

2625

3075

1250

1250

1250

1250

1250

3 200

2870

3425

3875

4325

0,032+ C

0.028

0.002

0,072+ C 0,043+C 0,029+ C 0,022+ C

0,055

0,041

0,033

0.028

0.006

0,003

0,002

0,001

0,080+ C 0,062+ C 0,133 + C

0,087+ C

0,064+ C 0,051+ C

0.228

101

n'

126

0,193+~+C

0,371 + + + C 0,260 4

81,4

0.228

0.193

0,371

f-C <    0,260

0,212 + -^4 +C 0,212 0,182 + + + C

n'

101

0,182

39,2 , c

n'

5M , c

n'

37,8 LC

n'

30,5 , c

n'

39,2 , c

n'

51,1 , c

n'

Maschinist.....

Bootsmann oder Heizer Schiffsjunge . . . .

360

³)

300

600

1000

1500

lange    kurze

Liegezeiten der Kähne Tage    Tage

13

16

23

32

13

III. Selbstfahrer

(nur Maschine)

300

600

1000

1500

300

35

52

70

90

42

63

85

110

14,5

17,5

21.0

25,0 .

27.0

3480

4200

5040

6000

4320

1248

1310

1310

1373

2310

4728

5510

6350

7 373

6630

0,165

0,095

0,065

0.050

0.221

Liegezeit lange    kurze

66,2    20,4

n'

46,9

n'

n'

46,4

18,2

n'

n'

49,7

20,2

n'

n'

0,057

0,042

0.033

0.028

0.012

0,006

0,003

0.002

Kahnkosten

88,8

0,472 4

155,0

n'

0,316 + '+

0,249 4+1

175,7

0,2114

n'

0,472+ + 0.316

⁴) Kilometergelder

Schiffs-bzw. Lokomotivführern. Maschinist 2 Pf./km Bootsmann und Heizer

48,1

n'

57,4

0,249 4 n,

0.211

71,3

n'

88,8

27,3

⁵) Jahreskosten der elektrischen Treidelbahn

Bezeichnung

Anlagekosten

n'

n'

0.017

0,238 +

n'

27,3

n'

81,4

(lang)

1000 Mk.

(kurz)

IV. Schleppkahn

GOO

45,0

7 200

2680

9880

0,165

81,4

30,5

n'

n'

0,008

0,173 +

n'

30.5 . n'

101

1000

67,0

10720

3370

14090

0.141

101

39,2

n'

n'

0.007

0,148 +

n' . 39,2

n'

126

"bi

■ s² Abschreibung

JO

-4 I + Unterhaltung

Zusammen

os I s² einschl. 3‘/₂°/0 für Verzinsung

Mk.

1873

© J35 JO "oo '*«4

H t5 to

Jjx Ci

bt bi l-‘

1067

416

44

Zusammen Jahreskosten Kb = 3400

1500

95,0

15 200

3870

19070

0,127

126

51,1

n'

n'

0,004

0,13 L +

n'

51,1

ß) Die auf 1 tkm entfallenden Kahnkosten für den Selbstfahrer sind ebenso groß eingesetzt, wie für die übrigen Schleppbetriebe. Tatsächlich sind dieselben jedoch für den Selbstfahrer höher, da die Ladefähigkeit desselben kleiner ist.

n'

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4

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Tafel III.

Deutsch-Österreichisch-Ungarischer Verband für Binnenschiffahrt.

Verhandsschriften. Neue

Nr.

Pr7/hm

/,oo}-

0,90

\\

V-\

?3g-9-

l/erg/e/chung der ßefriebsar/en bei Hanä/en mi/ Ooppe/sch/eusen

^ n - 300Fm J

0.80

Oe? bs/fa hren

\\

C/(?AtV? rh 2////. 6

0.70

VA

p/pkfr. rn p W/,/

Frachtkosten bei tanger L rege zeit.

0,60

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Fra chiFosfen bei kurzer L iege zeit

0,90__

0,30

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S/ePfr-.-Th 6 M/Z. ,7

£/£ Zrfr. ~r. 2 Mi/, t

£/hkfr. Tn 3 Mi/. O

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Schfepp kosten-

S/e/n‘r,    s Fi/, t

0/0

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20

30

60

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Fana/tänge

Sch/eosenanzah/.

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0,30

F/£. IO

l/erg/eichung o/en e/ek/r. Irez c/e/6/ une/ c/es S'cb/eppenôe/r/ebes de/ /Ce? ns/en m/f~

Sch/epp2cugsch/eu sen. f o = 300 km) f Die i/erg/eiohunc/ Per Frachtkosten ist unabhängig von cterliegeze/t. j

0,70

0,60

f/e/ 't-r.Tr 2 M. /. t

0,50

Th 3/W/Z A

=-. ______ Sc? _/e,

HeFtn rn S,Vf//. t

'< *rbe6 '/eô

Fr a ch/F o s fer? Furze Liegezeit.

0,90

0,30

F/i ?/rfc. Tr. 2 W/. t

0,20

FF-/~Z

F/ahtnJh 3 MP. /- .

er6ê tr/eù

> Sch/eppFosten.

Ci

’e/c/r.

Tr. S Mi/F

0.10

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20

30

60

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fta/tungs/ange *

Fana/iènge

Sch/euserranzatri.

Verlag von A. Troschel, Groß-Lichterfelde.

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POLITECHNICZNE KRAKOW

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rata

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. 356. 10.000.

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