ล้อรถไฟกระดาษของ Richard N. Allen




กระดาษมีประโยชน์มากมาย ตั้งแต่หนังสือพิมพ์ที่เราอ่านตอนเช้า ถุงชาที่ใส่ลงในถ้วย กระดาษชำระในห้องน้ำ ไปจนถึงวอลเปเปอร์ตกแต่งที่ทำให้ห้องนอนสดใส วัสดุเอนกประสงค์นี้ถูกนำมาใช้ในหลากหลายวิธี โดยเฉพาะในช่วงสั้น ๆ ของปลายศตวรรษที่ 19 กระดาษยังใช้ทำล้อสำหรับรางรถไฟอีกด้วย ตามภูมิปัญญาดั้งเดิมกล่าวว่า ส่วนประกอบโครงสร้างรับน้ำหนักทั้งหมดควรทำจากวัสดุที่ทนทาน เช่น ไม้หรือเหล็ก แล้วความคิดในการทำล้อกระดาษที่เกิดขึ้นมาจากไหน

ก่อนยุค 1870 ล้อรถไฟส่วนใหญ่ทำจากเหล็กหล่อ และล้อบางล้อถูกประกอบเข้ากับขอบเหล็กดัดและศูนย์กลางขับเคลื่อนด้วยไม้ แต่ไม้ตอบสนองต่อสภาพอากาศจนอาจแตกออกได้ ในขณะที่ล้อเหล็กหล่อก็ส่งความไม่สมบูรณ์ของรางรถไฟเข้าไปในรถด้านบน ทำให้การนั่งรถไฟมีเสียงดังและอึดอัด เมื่อน้ำหนักของรถยนต์โดยสารและความเร็วของรถไฟเพิ่มขึ้น การโดยสารก็สั่นคลอนมากขึ้น ทำให้เกิดความรู้สึกไม่มั่นคงเนื่องจากล้อเหล็กหล่อเปราะและมีแนวโน้มที่จะแตกหัก

เพื่อลดการสั่นสะเทือนและทำให้ขี่สบายขึ้น ในปี 1869 วิศวกรหัวรถจักร Richard N. Allen ได้คิดค้นวิธีแก้ปัญหาเหล่านี้โดยออกแบบวงล้อกระดาษ
ล้อเหล่านี้ไม่ได้ทำมาจากกระดาษทั้งหมด แต่ประกอบด้วยขอบโลหะ ดุมล้อเหล็กหล่อ และแผ่นเหล็กกลมสองแผ่นประกบแกนภายใน ที่ทำจากแผ่นกระดานฟางหลายร้อยแผ่นที่ติดกาวเข้าด้วยกันเพื่อสร้างมวลที่หนาและแน่น ซึ่งจะสามารถรองรับน้ำหนักได้มาก


ตัวอย่างการแสดงผลแบบแบ่งส่วนของล้อรถรางรถไฟที่จดสิทธิบัตรของ Allen, 1875-8
Allen ทดสอบล้อเป็นครั้งแรกในปี 1870 บนเส้นทางรถไฟ Rutland และ Burlington และประสบความสำเร็จอย่างสมบูรณ์ เมื่อเขาพอใจกับผลลัพธ์ที่ได้ เขาก็ตั้งองค์กรผลิตล้อรถกระดาษขึ้นชื่อว่า โรงงาน Allen Paper Car Wheel Works ตั้งอยู่ในเมือง Morris รัฐอิลลินอยส์ ลูกค้าหลักของบริษัทคือบริษัทรถยนต์ Pullman Palace Car ในเมืองชิคาโก  Pullman  Palace นั้นเป็นที่รู้จักในด้านอาหารที่หรูหราและรถนอนที่มีพรม ผ้าม่าน และเก้าอี้หุ้มเบาะ
ดังนั้น จังหวะเวลาของการประดิษฐ์ของ Allen นั้นจึงเข้ากันได้ดีกับการเติบโตของ Pullman

การสั่งซื้อครั้งแรกของเขาคือการผลิตล้อ 100 ล้อในปี 1871 ในที่สุด ล้อกระดาษเหล่านี้ได้กลายเป็นสินค้ามาตรฐานสำหรับรถยนต์ Pullman ทุกคัน  และปริมาณธุรกิจที่ทำกับ Pullman ทำให้ Allen สามารถตั้งอีกหนึ่งโรงงานในที่เดียวกับบริษัท Pullman ในเมืองชิคาโก รัฐอิลลินอยส์ แต่สำหรับโรงงานหลักของ Allen ที่ตั้งอยู่ในเมือง Hudson รัฐนิวยอร์ก ปรากฏว่าเขาต้องจ้างคนงาน 30 คนเพื่อออกล้อรถประมาณสิบล้อต่อวัน

ในการทำวงล้อนั้น แกนกลางของวงล้อจะทำจากกระดาษลามิเนตที่ติดเข้าด้วยกันเป็นชุดๆ 10 ชิ้น แล้วกดด้วยแรงกดไฮดรอลิกที่ 1,800 ปอนด์ต่อนิ้ว
จากนั้น แผ่นที่ถูกบีบอัดจะถูกอบไอน้ำร้อนให้แห้งเป็นเวลาหลายวัน แล้วจึงทำซ้ำขั้นตอนข้างต้น โดยสร้างชั้นต่อเนื่องกันจนแกนกระดาษหนา 4 ถึง 5 นิ้วที่ประกอบขึ้นจากกระดาษ 200 แผ่น

สำหรับการประกอบ แผ่นหลังของเหล็กดัดจะวางชิดกับหน้าแปลนดุมล้อ และบล็อกแกนกระดาษทรงกลมให้เข้ากับดุมล้อด้วยแรงดัน 25 ตัน เมื่อยางหรือขอบล้อถูกกดลงบนแกนกลาง สุดท้ายก็ยึดแผ่นด้านหน้าไว้ โดยล้อขนาด 42 นิ้วทั่วไปซึ่งมีน้ำหนัก 1,115 ปอนด์ จะเป็นแกนกระดาษชุบแข็งประมาณ 200 ปอนด์

ล้อกระดาษในสถานที่จริงที่พิพิธภัณฑ์รถไฟ Railroad Museum ในเมือง Golden  โคโลราโด
ในปี 1881 บริษัท Allen Paper Car Wheel Co. ได้เปิดโรงงานในนิวยอร์กและชิคาโก แต่ยังคงรักษาโรงงานแปรรูปใน Morris โรงงานแต่ละแห่งมีพนักงานประมาณ 80 คนและผลิตล้อมากกว่า 24 ล้อต่อวัน บริษัทผลิตและจำหน่ายล้อหลายพันล้อในแต่ละปี ภายในปี 1893 มีรายงานว่ามีการใช้ล้อกระดาษ 115,000 ล้อบนทางรถไฟของอเมริกา

ความสำเร็จของวงล้อกระดาษดึงดูดผู้ลอกเลียนแบบและรูปแบบต่างๆ ตามแนวคิดการออกแบบพื้นฐาน รวมถึงล้อที่มีวัสดุกันกระแทกต่างๆ ในตำแหน่งระหว่างดุมล้อและขอบล้อ เช่น ยางหรือป่าน สรุปแล้วในปี 1897 มีผู้ผลิตล้อ " ที่มีแถบโลหะหุ้มล้อ " รายใหญ่เก้าราย รวมทั้งบริษัทใน Hudson ที่กลายเป็นบริษัท Steel Tired Wheel เป็นผู้ผลิตรายใหญ่ทั้งหมด ด้วยการผูกขาดที่มีประสิทธิภาพ ล้อเหล่านี้ยังคงถูกสร้างขึ้น และดำเนินไปเป็นเวลาอย่างน้อยหนึ่งทศวรรษ

แม้ว่าล้อรถไฟกระดาษมีอายุการใช้งานได้ถึง 25 ปี แต่การล่มสลายของล้อกระดาษเกิดขึ้นหลังจากช่วงเปลี่ยนศตวรรษ ด้วยการเปลี่ยนแปลงในการออกแบบรถยนต์ น้ำหนัก และการเบรก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปลี่ยนจากไม้เป็นรถยนต์เหล็ก สิ่งเหล่านี้หนักกว่ามากและทำให้เกิดแรงเบรกบนล้อมากขึ้น ต่อมาในปี 1915 คณะกรรมาธิการการพาณิชย์ระหว่างรัฐประกาศว่า ล้อกระดาษไม่ปลอดภัยและค่อยๆ ถอดออกจากบริการ ด้วยเหตุนี้ ไม่เพียงแต่ล้อที่ทำด้วยกระดาษเท่านั้น แต่ล้อ composite ทั้งหมดได้หายไปด้วย และแทนที่ด้วยล้อเหล็กแบบแข็ง

ในปี 1923 โรงงาน Allen ในอิลลินอยส์ ก็ถูกทิ้งร้าง แม้ว่าจะไม่มีล้ออยู่บนเส้นทางหลัก แต่ล้อเหล่านี้ก็ยังใช้งานมาจนถึงปี 1960  ตอนนี้ มีล้อบางส่วนอยู่ในพิพิธภัณฑ์ เช่น ล้อกระดาษที่ยังคงติดตั้งอยู่บนรถ " RICO" ในพิพิธภัณฑ์รถไฟโคโลราโดในเมือง Golden รัฐโคโลราโด

  
การตกรางของโบกี้รถไฟที่มีล้อกระดาษ
แม้ว่าตามแนวคิดก็คือ มันทำให้การขับขี่ดีขึ้นและเงียบขึ้น แต่พวกมันก็มักจะล้มเหลวและส่งผลให้ตกรางอย่างร้ายแรง
/ Cr.ภาพ commons.wikimedia.org


ล้อรถไฟไม้ในศตวรรษที่ 19
ล้อเหล่านี้ออกแบบโดย Robert Mansell ในปี 1862 ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดระดับเสียงของห้องโดยสารเป็นหลัก 




(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)
แก้ไขข้อความเมื่อ
แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่