Voigtländers Quellenbücher
Eine Sammlung wohlfeiler, wissenschaftlich genauer Ausgaben literarischer und bildlicher Quellen für jedermann. Zur Vertiefung jedes Studiums, zur Befriedigung des persönlichen Wissenstriebes und zur gediegenen Unterhaltung.
Die Sammlung wendet sich an jeden, der an die wahren Quellen unseres Wissens herantreten will, sei es in ernstem Studium, sei es zur belebenden Vertiefung seiner Kenntnisse, sei es aus Freude an gediegener und doch spannender Leseunterhaltung.
Die ausgewählten Quellen sind teils Neudrucke urkundlicher oder literarischer Quellenwerke, teils bildliche Urkunden mit begleitendem Text, teils quellenmäßige Darstellungen erster Hand. Sie bringen aus den verschiedensten Gebieten des Wissens für die Entwicklung das Wesentliche und Entscheidende.
Alle Bände der Sammlung werden von Fachmännern nach dem Stand der jüngsten Forschungen ausgewählt und bearbeitet. Sie sollen sowohl den Sachkenner befriedigen, als auch von jedermann, ohne besondere Vorkenntnisse, mit Verständnis und Genuß aufgenommen werden können.
Der Preis des Bändchens, fest kartoniert, beträgt in der Regel weniger als 1 Mark. In Ganzleinen gebunden kostet der Band 20 Pfennig, 2 (3) Bände in einem Bande 40 Pfennig mehr. Die ein Werk bildenden, kartoniert getrennten Bände werden in Ganzleinen nur vereinigt gebunden geliefert.
Voigtländers Quellenbücher
Bis April 1913 erschienen:
72 hell.
80 cts.
36 kop.
1 Die ersten deutschen Eisenbahnen Nürnberg–Fürth und Leipzig–Dresden. Herausgegeben von Friedrich Schulze. 64 Seiten mit 19 Abbildungen
M. —.60
Friedrich Lists treibende Artikel und Aufrufe, Goethe und Friedrich Harkort über wirtschaftliche und militärische Bedeutung der Eisenbahnen, Gegner und Zweifler, Bauweise, Geldbeschaffung, Baugeschichte und Eröffnung. Wichtiges, zum Teil noch unveröffentlichtes Material, auch in den Abbildungen.
96 hell.
110 cts.
48 kop.
2 Brandenburg-Preußen auf der Westküste von Afrika 1681 bis 1721. Verfaßt vom Großen Generalstabe, Abteilung für Kriegsgeschichte. 98 S. mit 2 Kärtchen und einer Skizze.
M. —.80
Der Band ist der Wiederabdruck einer vom Großen Generalstab 1885 nach den Urkunden des Kgl. Geheimen Staatsarchivs in Berlin bearbeiteten Schrift. Sie enthält eingehend und anschaulich die Geschichte der Kolonie und Festung Groß-Friedrichsburg und des Kastells Arguin, der ersten deutschen Kolonien.
84 hell.
95 cts.
42 kop.
3 Cornelius Celsus über die Grundfragen der Medizin. Herausgegeben von Dr. med. et jur. Th. Meyer-Steineg, Professor an der Universität Jena. 82 Seiten
M. —.70
Im alten Rom gab es neben den zahlreichen Berufsärzten, den Heilsklaven, auch zahlreiche gebildete Laien, in deren enzyklopädischem Gesamtwissen die Medizin einen großen Raum einnahm. Zu diesen gehörte Cornelius Celsus. Seine Schrift: „De medicina“ gewährt einen deutlichen und lebendigen Einblick in den Stand der Medizin um die Mitte des ersten Jahrhunderts n. Chr. und bietet uns, namentlich in den beiden ersten hier dargebotenen Büchern, eine der klarsten Quellen des Wissens zu den Grundfragen der Heilkunde.
72 hell.
80 cts.
36 kop.
4 Ausgewählte Briefe des Feldmarschalls Leberecht von Blücher. Herausgegeben von Friedrich Schulze. 80 Seiten mit Bildnis
M. —.60
Das Bändchen bringt Briefe aus dem ganzen Leben des Marschalls, alle in ihrer urwüchsigen Schreibweise, als wertvolle Urkunden zur Charakteristik des großen Mannes und seiner Zeit. Die erste authentische Sammlung dieser Art.
72 hell.
80 cts.
36 kop.
5 Die Kämpfe mit Hendrik Witboi 1894 und Witbois Ende. Von Theodor Leutwein, Generalmajor und Gouverneur a. D. 69 Seiten mit einem Bildnis und zwei Karten.
M. —.60
Der Verfasser, damals Major, hat bekanntlich 1894 die Hottentotten unter dem alten Witboi in Südwestafrika in unendlich schwierigen Kämpfen bekriegt und zu einer Freundschaft gewonnen, die bis 1904 angehalten hat. Witboi ist der Heros des Hottentottenvolkes geworden. Das Werkchen ist ein von dem Verfasser bearbeiteter Auszug aus seinem großen Werke „Elf Jahre Gouverneur in Deutsch-Südwestafrika“.
84 hell.
95 cts.
42 kop.
6 Die Belagerung, Eroberung und Zerstörung der Stadt Magdeburg am 10./20. Mai 1631. Von Otto von Guericke. Nach der Ausgabe von Friedrich Wilhelm Hoffmann neu herausgegeben von Horst Kohl. 83 Seiten. Mit einer Ansicht der Belagerung nach einem alten Stiche und einem Plan.
M. —.70
Otto von Guericke, der bekannte Erfinder der Luftpumpe, war während der Belagerung 1631 Ratmann und Bauherr, später Bürgermeister von Magdeburg. Seine Schilderung ist „der rechte, wahre Verlauf mit der Eroberung dieser guten Stadt Magdeburg, welchen sich niemand, da anders die Wahrheit soll berichtet werden, kann lassen zuwider sein“.
84 hell.
95 cts.
42 kop.
7 Die Straßenkämpfe in Berlin am 18. u. 19. März 1848. Verfaßt von Hubert von Meyerinck, Generalleutnant z. D. Neu herausgegeben von Horst Kohl. 91 Seiten mit 3 Plänen
M. —.70
Die klassische Schilderung der beiden denkwürdigen Tage. Zwei Fragen, die Gegenstand vielen und leidenschaftlichen Streites gewesen sind, werden endgültig entschieden: Wer die beiden Schüsse abgegeben hat, die das Signal zu dem Beginn des Kampfes waren, und wie der Befehl zum Abzug der Truppen zustandekam.
1 Kr. 56 hell.
1 fr. 75 cts.
78 kop.
8 Deutsche Hausmöbel bis zum Anfang des 19. Jahrhunderts. Herausg. von Dr. Otto Pelka, Direktorialassistent am Kunstgewerbe-Museum, Dozent an der Handels-Hochschule, Leipzig. 112 Seiten mit 139 Abbildungen
M. 1.30
In 139 Abbildungen wird eine Übersicht über die Entwickelung des deutschen Hausmöbels gegeben: Gotik, Renaissance, Rokoko, Barock, Biedermeierzeit usw. Es ist eines der Bändchen, in denen die Bilder die Quelle sind, durch den Text des Herausgebers erläutert und verbunden.
84 hell.
95 cts.
42 kop.
9 Deutschlands Einigungskriege 1864–1871 in Briefen und Berichten der führenden Männer. Herausgegeben von Horst Kohl. Band 1: Der deutsch-dänische Krieg 1864. 82 Seiten
M. —.70
So viel auch über die deutschen Einigungskriege geschrieben und gedruckt ist, fehlt es doch gänzlich an einer ganz kurzen und doch das wesentliche erschöpfenden urkundlichen Geschichte. Welche Urkunden aber wären anschaulicher und lebendiger als die intimen Briefe und Berichte der führenden Männer, in diesem Bändchen von König Wilhelm, Bismarck, Moltke, König Johann von Sachsen usw.
1 Kr. 20 hell.
1 fr. 55 cts.
60 kop.
10 Deutschlands Einigungskriege 1864–1871 in Briefen und Berichten der führenden Männer. Herausgegeben von Horst Kohl. Band 2: Der deutsche Krieg 1866. 144 Seiten
M. 1.—
Wie im vorigen Band verbindet der Herausgeber durch ein knappe Einleitung die Urkunden zu einer Einheit. Die Briefe und Berichte sind von König Wilhelm, Bismarck (darunter das Kapitel „Nikolsburg“ der Gedanken und Erinnerungen), Moltke (darunter der Aufsatz „Über den angeblichen Kriegsrat in den Kriegen König Wilhelms I.“), Roon, dem Kronprinzen, dem Prinzen Friedrich Karl.
Dritter Teil siehe Nr. 16 und 51.
84 hell.
95 cts.
42 kop.
11 Geographie des Erdkreises. Von Pomponius Mela. Aus dem Lateinischen übersetzt u. erläutert v. Dr. Hans Philipp, Assistent des Seminars für historische Geographie in Berlin. Erster Teil: Mittelmeerländer. 91 Seit. mit 1 Karte und 2 Abbild.
M. —.70
In Melas Geographie des Erdkreises (um 42 n. Chr.) lernen wir die gesamten Probleme der Erdkunde kennen, die damals bestanden (Nilfrage, Istergabelung, Wundervölker des Ostens, Zonentheorie usw.), wir erhalten auch eine Darstellung von einer antiken Karte.
Zweiter Teil s. Band 31.
1 Kr. 08 hell.
1 fr. 20 cts.
54 kop.
12 Robert Mayer über die Erhaltung der Kraft. Vier Abhandlungen, neu herausgegeben und mit einer Einleitung sowie Erläuterungen versehen von Dr. Albert Neuburger. 128 Seiten
M. —.90
Der Arzt Robert Mayer in Heilbronn (1814–78) hat durch die Entdeckung des Gesetzes von der Erhaltung der Kraft die verschiedensten Zweige menschlicher Tätigkeit auf neue Grundlagen gestellt. Physik u. Physiologie, Medizin u. Botanik, gewerbl. u. technische Tätigkeit werden gleichmäßig durch die aus diesem Gesetz gezogenen Folgerungen beeinflußt. Die Veröffentlichungen des Entdeckers sind aber in weiteren Kreisen überhaupt nicht bekannt geworden. Darum werden die vier grundlegenden Abhandlungen, wenn auch zum Teil gekürzt, hier ihrer Verborgenheit entzogen.
☛ Fortsetzung am Schlusse des Buches. ☚
Umrechnung der Mark-Preise in die im österr.-ungar., schweizer. und deutsch-russ. Buchhandel üblichen Sätze am Rande. In England u. Kolonien 1 Mark = 1 Schilling mit ortsübl. Zuschlägen.
Voigtländers Quellenbücher
Band 49
Die Geschichte der Dampfmaschine bis James Watt
Die wichtigsten auf die Entwicklung der Dampfmaschine bezüglichen Quellen, einschließlich der bis auf James Watt erteilten englischen Dampfmaschinen-Patente, zusammengestellt und mit Erläuterungen versehen
von
Max Geitel
Geheimem Regierungsrat im Kaiserlichen Patentamt
Mit 32 Abbildungen nach den alten Originalen
R. Voigtländers Verlag in Leipzig
Buchdruckerei Richard Hahn (H. Otto) in Leipzig. 5169
[Vorwort]
Die Zahl der auf die Geschichte der Dampfmaschine sich beziehenden Forschungsarbeiten ist außerordentlich groß, entsprechend der hohen Bedeutung des Gegenstandes. Sämtliche Kulturvölker weisen in ihrer Literatur mehr oder weniger vollkommene einschlägige Werke auf.
So ist denn die Kenntnis der wesentlichen Abschnitte der Entwicklung der Dampfmaschine, die sich an die Namen Heron von Alexandrien, Salomon de Caus, Marquis of Worcester, Savery, Papin, Newcomen und Watt anknüpfen, nicht nur Gemeingut der Fachleute, sondern auch der gebildeten Laien. Nun liegt aber zwischen jenen gottbegnadeten Bahnbrechern eine lange Reihe von Namen, deren Träger ebenfalls ein gutes Recht haben, unter denen genannt zu werden, denen es beschieden war, an dem Ausbau des gewaltigsten Kulturträgers, wenn auch nicht bahnbrechend, so doch fördernd, mitzuarbeiten.
Der Anspruch, den „Erfinder der Dampfmaschine“ zu den Ihrigen zählen zu dürfen, wird von verschiedenen Völkern, insbesondere von den Franzosen und Engländern, erhoben. Ein vergebliches Bemühen, wenn man sich vergegenwärtigt, wie viele Bausteine mühevoll zusammengefügt werden mußten, um die Grundlage zu schaffen, auf der James Watt zielbewußt weiterbauen konnte. Diese Grundlage ist das gemeinsame Ergebnis erfinderischer und wissenschaftlicher Tätigkeit vieler Geschlechter. Das Ein- und Auslaßventil, der im Zylinder auf und ab bewegliche Kolben, die Kurbel, das Sicherheitsventil, der Dampfkessel mit seinen Speise- und Feuerungsanlagen, sie und noch viele andere mehr oder weniger wichtige bauliche Einzelheiten mußten geschaffen werden, um die Dampfkraft sicher und vorteilhaft zu fesseln und auszunutzen.
Nicht minder aber bedurfte es der wissenschaftlichen Vertiefung der Kenntnis des Wesens des Druckes der Gase und der besonderen Eigenschaften des Wasserdampfes. So sind denn mit der Entwicklung der Dampfmaschine auf das engste die Namen Galileo Galilei, Torricelli, Otto von Guericke, van Helmont, Kratzenstein, Hamberger usw. verknüpft. Aus dem Gesagten erklärt sich denn auch zwanglos die Tatsache, daß die ersten Versuche der Ausnutzung der Dampfkraft sich im Rahmen des tastenden Versuches vollzogen und erst allmählich, entsprechend dem Fortschreiten der induktiven Wissenschaften, festen Boden gewannen.
Die Versuche, den einen oder den anderen Bahnbrecher als den „Erfinder der Dampfmaschine“ hinzustellen, müssen auch schon um deswillen als verfehlt bezeichnet werden, weil eine allgemein befriedigende Umgrenzung des Begriffs „Maschine“ trotz des Bemühens hervorragendster Fachleute bis auf den heutigen Tag noch nicht gefunden ist. So versteht Pogge in seinem im Jahre 1819 herausgegebenen technologischen Lexikon unter „Maschinen“ alle diejenigen Vorrichtungen, wodurch wir vorteilhafte Bewegungen hervorzubringen imstande sind. Nach Reuleaux ist eine Maschine eine Verbindung von widerstandsfähigen Körpern, die so eingerichtet ist, daß mittels ihrer mechanische Naturkräfte genötigt werden können, unter bestimmten Bewegungen zu wirken. Brockhaus' Konversationslexikon versteht unter einer Maschine jede Vorrichtung, welche die Übertragung der Wirkung einer Kraft vermittelt.
Die Dampfmaschine nimmt nun unter allen Erzeugnissen des schaffenden Menschengeistes insofern eine besondere Stellung ein, als sie sich von der einfachsten Vorrichtung zu der sinnreichsten Maschine herausgebildet hat. Mustern wir all die zahlreichen Vorschläge, die im Laufe der Jahrhunderte für die Ausnutzung der Dampfkraft in Vorschlag gebracht wurden, so werden wir eine große Anzahl von Einrichtungen gewahr werden, bei denen wir nicht zu entscheiden wissen, ob wir sie als Vorrichtungen oder als Maschinen ansprechen sollen. Demnach ist in den nachstehenden geschichtlichen Angaben alles dasjenige wiedergegeben, was für die Benutzung der Dampfkraft zur Erzielung von Arbeitsleistung vorgeschlagen wurde, einerlei, ob im Einzelfalle der Name „Maschine“ anwendbar ist oder nicht.
Der Zufall hat es gefügt, daß die um die Wende des 16. und 17. Jahrhunderts einsetzenden Fortschritte des Dampfmaschinenbaues zusammenfallen mit dem Beginn des englischen Patentschutzes. Wenngleich wir sehen werden, daß eine Anzahl bahnbrechender Dampfmaschinenkonstrukteure auf den Patentschutz verzichtete und daß die auf Dampfmaschinen erteilten ältesten Patente keinen Einblick in das eigentliche Wesen der betreffenden Konstruktionen gewähren, so bieten die vom Jahre 1617 ab zur Verfügung stehenden, im Jahre 1857 bei George Edward Eyre und William Spottiswoode in London neugedruckten Urkunden dennoch eine reiche Quelle des Wissenswerten. Dies gilt insbesondere für die von uns zu behandelnden, unmittelbar vor James Watt liegenden Jahrzehnte.
Nun befinden sich zwar unter den im Jahre 1871 veröffentlichten Auszügen aus den englischen auf Dampfmaschinen bezüglichen Patenten auch diejenigen aus den ersten Jahren des Patentschutzes[1]. Leider sind diese von verschiedenen Geschichtsforschern anstandslos benutzten Auszüge aber unvollkommen. Infolgedessen habe ich mich bereits im Jahre 1897 der Mühe unterzogen, sämtliche bis auf James Watt erteilten englischen Patenturkunden daraufhin zu prüfen, ob und inwieweit sie sich auf die Dampfmaschine beziehen. Das Ergebnis dieser Forschungen habe ich seinerzeit in „Glasers Annalen für Gewerbe und Bauwesen“ veröffentlicht und in nachstehendem verwertet.
Wenngleich die Frage: „Wer ist der Erfinder der Dampfmaschine?“ aus den von uns dargelegten Gründen füglich nicht zu beantworten ist, so ist doch in der Geschichte der Dampfmaschine eine bestimmte Wendung festzustellen, die sich im Sinne einer vernunftgemäßen und zielbewußten Ausnutzung der Dampfkraft an die Namen Papin und Savery knüpft. Nachstehend tritt diese in der Anordnung und Teilung unserer geschichtlichen Angaben in der Weise in die Erscheinung, daß wir diese in zwei große Abschnitte zerlegten, deren erster die ältesten Zeiten bis auf Papin, deren zweiter die Zeit von Papin bis James Watt umfaßt.
Unter allen Förderern der Maschine überwiegt in seinen Erfolgen James Watt. Die Darlegung dessen, was dieser geleistet hat, würde Bände füllen und hat tatsächlich Bände gefüllt. In den nachstehenden Angaben ist nur derjenigen Erfindungen Watts gedacht, die dessen Ruhm in erster Linie begründet haben: die Verbesserung der atmosphärischen Maschine, das Planeten- oder Sonnenrad, die Benutzung der Expansion des Dampfes, die doppeltwirkende Dampfmaschine, das Wattsche Parallelogramm. Dieses sind die großen Bausteine, die James Watt in das stolze Gebäude, das zahlreiche gottbegnadete Geister aufzuführen begonnen hatten, als Schlußsteine einfügte. Von dem 25. April 1769, dem Tage der Erteilung des ersten Wattschen Patents, schreibt sich die Dampfmaschine in dem Sinne her, wie das 19. Jahrhundert sie übernahm und zum machtvollsten Träger des Fortschritts machte.
Berlin-Wilmersdorf, April 1913.
Max Geitel.
[Inhalt]
Vorwort. S. [3].
Von den ältesten Zeiten bis Dionysius Papin. S. [9]-[58].
Die Auffassung des Aristoteles vom Wesen der Spannkraft des Wasserdampfes. — Die Dampfkanone des Archimedes nach Leonardo da Vinci. — Der Erzspanner des Ktesibios. — Herons von Alexandrien „Druckwerke“ und „Automatentheater“. — Vitruvius Pollio. — Der „Püsterich“ der Teutonen. — Anthemius. — Die Dampforgel des Bischofs Gerbert von Rheims. — Der „Püstrich“ oder „Bustard“. — Leonardo da Vinci. — Die Äolipile als Kriegswerkzeug. — Das „Dampfschiff“ Blasco de Garays. — Cardanus. — Johannes Mathesius. — Philibert Delorme. — Bresson. — Bartholemeo Scappi. — Der „Jack of Hilton.“ — Battista della Portas Dampfmessungen. — Bourgeois' „Feuergewehr“. — Salomons de Caus Versuche über die Kondensation des Wasserdampfes und das Heben von Wasser mit Hilfe des Feuers und der Sonnenwärme. — Der Beginn des Patentschutzes in England. — Patent Nr. 6, Ramseye-Wildgosse. — Patent Nr. 21, Ramseye-Jacke. — Giovanni Brancas Dampfrad. — Das erste Dampfmaschinenpatent Nr. 50, Ramseye. — Das zweite Dampfmaschinenpatent Nr. 71, Rotsipen. — Galilei, Torricelli, Pascal, Otto von Guericke. — Athanasius Kircher. — Bischof Wilkins. — Patent Nr. 131, Edward Somerset, Marquis of Worcester. — Patent Nr. 135, Ralph Waine. — Patent Nr. 139, Togood. — „Ein Hundert voll Namen und Beispiele von Erfindungen“ des Marquis of Worcester. — Boyle, Huygens. — Die Luftpumpe Papins. — Patent Nr. 175, Sir Samuel Morland. — Die Pulvermaschine des Abbé Hautefeuille. — Patent Nr. 208, Burton, Plott, Deighton.
Von Dionysius Papin bis James Watt. S. [59]-[130].
Der Papinsche Topf. — Huygens Pulvermaschine. — Patent Nr. 212, Pawley und Dallow. — Patent Nr. 215, Becher, Serle, Vincent, J. und S. Weale. — Hautefeuilles Alkohol-Dampfmaschine. — Patent Nr. 218, Tredenham, Vivian, Threwren, Harris. — Patent Nr. 219, Aldersey. — Sir Samuel Morland. — Papins erste Dampfmaschine. — Patent Nr. 287, Gladwyn. — Patent Nr. 312, Marmaduke Hudgeson. — Patent Nr. 321, Bushnell. — Patent Nr. 324, Losvelt. — Patent Nr. 327, Poyntz. — Patent Nr. 338, Barbon. — Patent Nr. 348, Jones. — Patent Nr. 349, Buttall. — Patent Nr. 355, Yarnald. — Patent Nr. 356, Savery. — Grimaldis und Perieras Antrieb eines Wagens und eines Schiffes durch Dampf. — Amontons Feuerrad. — Leupolds Feuerrad. — Papins Dampfpumpe. — Saverys Dampfmaschine. — Papins zweite Dampfmaschine. — Die Verbesserungsvorschläge Leibnizens. — Saverys „The Miners Friend“. — Newcomens und Cawleys Dampfmaschine. — Leupolds Zweikolben-Dampfmaschine. — Patent Nr. 342, Mandell und Grey. — Patent Nr. 397, J. Coster. — Patent Nr. 410, Holland. — Patent Nr. 414, Shuttleworth. — Patent Nr. 437, Oriebar. — Patent Nr. 430, Desaguliers, Niblett und Vreem. — Patent Nr. 449, Triewald. — Patent Nr. 463, Dickins. — Patent Nr. 469, Flower. — Patent Nr. 472, Bumpstead. — Patent Nr. 476, Nuttall und Skyrin. — „Die Vereinigung der Besitzer der Erfindung, Wasser durch Feuer zu heben.“ — Patent Nr. 486, Rowe. — Patent Nr. 496, Billingsley. — Patent Nr. 505, Payne. — Patent Nr. 507, Bewley und Holtham. — Patent Nr. 513, Allen. — Patent Nr. 555, Payne. — Patent Nr. 556, Jonathan Hull. — Patent Nr. 571, Wise. — Parrots Vernietung der Dampfkesselnähte. — Patent Nr. 634, Stevens und Hadley. — Patent Nr. 703, John. — Patent Nr. 709, Wright. — Patent Nr. 713, Wilkinson. Patent Nr. 730, Brindley. — Patent Nr. 739, Wood. — Patent Nr. 761, Greenall. — Patent Nr. 762, Menzies. — Hindleys Ersatz des Balanciers. — Patent Nr. 795, Oxley. — Patent Nr. 844, Fall. — Patent Nr. 848, Blakey. — Patent Nr. 850, Stewart. — Patent Nr. 865, Barber. — Patent Nr. 875, Duncombe und Polile. — Patent Nr. 895, Hateley. — Patent Nr. 897, Wise. — Dampfwagen von Edgeworth und Cugnot. — Die Erforschung des Wesens des Wasserdampfes durch van Helmont, Halley, Wolf, Kratzenstein, Hamberger, le Roy, Ericson, Black, James Watt. — Watts Verbesserungen der Newcomen-Maschine. — James Watts Patent Nr. 913. — Das Planetenrad. — Watts doppelt wirkende Maschine. — Das Wattsche Parallelogramm.
Von den ältesten Zeiten bis Dionysius Papin.
Den ersten Anfängen der Kenntnis der Spannkraft des Wasserdampfes begegnen wir bei Aristoteles, geb. 384, gest. 322 v. Chr. Er suchte die Erdbeben durch die plötzliche Umwandlung des Wassers in Dampf im Erdinnern zu erklären, eine Auffassung, die später durch Seneca (geb. 4 v. Chr., gest. 65 n. Chr.) eine weitere Ausbildung erfuhr. Aristoteles nahm vier Elemente an: Erde, Wasser, Luft, Feuer. Daß nur diese vier Elemente möglich seien, bewies er auf folgende Weise[2]:
„Es gibt vier Grundempfindungen: warm, kalt, feucht und trocken. Diese Empfindungen werden paarweise vereint wahrgenommen. Mathematisch betrachtet können sich sechs solcher Vereinigungen bilden. Doch sind zwei als sich widersprechend unmöglich, nämlich die Vereinigung warm und kalt und die Vereinigung von feucht und trocken. Es bleiben folglich vier Gegensätze bestehen, und dementsprechend sind nur vier Elemente möglich. Dem Gegensatz kalt und trocken entspricht die Erde, dem Gegensatz kalt und feucht das Wasser, warm und feucht die Luft, warm und trocken das Feuer. Durch die Mischung dieser vier Elemente entstehen sämtliche irdische Stoffe.“
Diese Auffassung hat sich viele Jahrhunderte hindurch aufrechterhalten, und zwar insbesondere auch bei den Bahnbrechern der Dampfmaschine, so z. B., wie wir später sehen werden, bei Salomon de Caus.
Von einer praktischen Verwendung der Spannkraft der Gase durch Aristoteles verlautet nichts. Dieser begegnen wir erst bei Archimedes, geb. 287, gest. 212 v. Chr., in Gestalt des „Architonitro“, einer Dampfkanone. Dieselbe ist in den Schriften des Archimedes nicht enthalten. Ihre nachstehend wiedergegebene Beschreibung stammt vielmehr von Leonardo da Vinci (geb. 1452, gest. 1519) und lautet[3]:
„Erfindung des Archimedes. Architonitro ist eine Maschine von dünnem Kupfer und wirft Kugeln von Eisen mit großem Geräusch und großer Gewalt. Man gebraucht sie in folgender Weise: Der dritte Teil des Instruments befindet sich oberhalb einer großen Menge Kohlenfeuer, und wenn er durch dieses gut erhitzt ist, schraube die Schraube nieder, die sich über dem Wassergefäß (a c), Abb. [1], befindet. Wenn man die Schraube darüber niederschraubt, öffnet es sich nach unten, und nachdem das Wasser herabgeflossen ist, fließt es in den erhitzten Teil des Instruments und verwandelt sich plötzlich in eine Menge Dampf (Fumo), so daß es ein Wunder zu sein scheint, und namentlich die Wut zu sehen und den Lärm zu hören. Dies warf eine Kugel, die ein Talent wog, sechs Stadien weit.“
Abbildung 1.
Der Architonitro (Dampfkanone) des Archimedes. Nach Leonardo da Vinci.
Die Erfindung der Ausnutzung der in der gepreßten Luft enthaltenen Kräfte wurde dem Ktesibios (um 150 n. Chr.) zugeschrieben. Ihm sollen auch die Windbüchse und die in Abb. [2] dargestellte Vorrichtung zum Schleudern von Steingeschossen, der Erzspanner, ihre Entstehung verdanken[4]. Letzterer hatte nach Philon von Byzanz, einem Schüler des Ktesibios, folgende Einrichtung: In den Zylindern abcd können sich die Kolben fghi luftdicht auf- und abwärts bewegen. Werden sie in die Zylinder hineinbewegt, so pressen sie die in diesen eingeschlossene Luft zusammen. An den Kolben sind mittels der Verbindungsstücke km Arme angelenkt, die um die Achsen n drehbar und an ihrem oberen Ende durch die Sehne verbunden sind, die zum Fortschleudern der Geschosse dient. Wurde diese Sehne angezogen, so schoben sich die Kolben in die Zylinder hinein. Wurde alsdann die Sehne losgelassen, so schnellten die Kolben unter dem Einfluß der gepreßten Luft nach oben und trieben die Sehne mit großer Gewalt gegen das Geschoß, so daß dieses in weitem Bogen dahinflog.
Abbildung 2.
Der Erzspanner des Ktesibios.
Um die Kolben in den Zylindern gehörig abzudichten, benutzte Ktesibios Tischlerleim, der etwas verflüssigt war. Um die Dichtigkeit zu prüfen, benetzte er die Zylinder mit derartigem Leim und trieb mittels Keil und Hammer die Kolben mit größter Gewalt in die Zylinder hinein. Man konnte hierbei beobachten, daß der Kolben nur wenig nachgab, wenn aber einmal die eingeschlossene Luft sich verdichtet hatte, auch beim stärksten auf den Keil ausgeübten Schlag nicht weiter hineinging. Wenn man Gewalt anwandte, so wurde nicht nur der Keil hinausgetrieben, sondern auch der Kolben sprang mit großer Gewalt aus dem Gefäße heraus; oft fuhr auch Feuer heraus, das durch die Schnelligkeit der Bewegung und durch die Reibung erzeugt wurde. Ktesibios hat hier also bereits dasjenige Phänomen beobachtet, das sich bei den sogenannten Luftdruckfeuerzeugen zeigt.
Ktesibios hat auch schon ein Druckwerk verfertigt, das aus zwei metallenen Stiefeln bestand, die am Boden mit Ventilen ausgestattet waren. Saugpumpen und Handspritzen waren zu Philons Zeiten bereits bekannt und standen schon zu Aristoteles' Zeiten in Gebrauch.
Neben den Schriften Philons von Byzanz sind diejenigen Herons von Alexandrien von besonderer Bedeutung, wenn es sich darum handelt, das Maß derjenigen Kenntnisse festzustellen, über die das Altertum bezüglich des Wesens der Gase und Dämpfe verfügte.
Philon und Heron waren Schüler des Ktesibios. Letzterer gilt infolge seiner umfangreichen auf uns gekommenen Schriften als Erfinder zahlreicher praktischer Anwendungen des Druckes von Gasen, so z. B. als Erfinder des Heronsballs. Dieser findet sich aber bereits in den Schriften des Philon, müßte also füglich nicht Herons-, sondern Philonsball heißen, falls nicht der Ruhm der Erfindung einem unbekannten Vorgänger zuzuschreiben ist.
Daß Heron zahlreiche Vorgänger auf dem Gebiete der Erforschung der Eigenschaften der Luft und der gespannten Dämpfe besaß, gibt er übrigens selbst zu, indem er in der Vorrede zu seiner „Pneumatik“ ausführt: „Die Beschäftigung mit Luft- und Wasserkünsten ist von den alten Philosophen und Mathematikern hoch geschätzt worden. Es ist daher notwendig, das seit alters darüber Bekannte in gehörige Ordnung zu bringen“.
Bevor wir uns den Schriften Herons zuwenden, müssen wir noch von Philon von Byzanz berichten, daß er der Erfinder des Thermoskops ist, das auf der durch die Wärme bewirkten Ausdehnung der Luft beruht.
Die auf uns überkommenen Werke Herons von Alexandrien sind verhältnismäßig außerordentlich zahlreich und vielseitig. Sie behandeln reine und angewandte Mathematik, Feldmeßkunst, Physik und deren praktische Anwendung in der Technik. Letztere Schriften sind für den Techniker von Interesse. Es sind dies: die Druckwerke (Pneumatik), die Automatentheater, der Geschützbau, die Handschleuder, die Spiegellehre, die Hebewinde, die Mechanik und ein Fragment über Wasseruhren. Von diesen Werken kommen für die Geschichte der Dampfmaschine die Druckwerke und die Automatentheater in Betracht.
Hier finden wir Abhandlungen über das Vakuum, und zwar in Anlehnung an den im dritten Jahrhundert vor Christo lebenden Physiker Straton von Lampsakos. Außerordentlich vielseitig sind die verschiedenen Beschreibungen der Verwendung des Hebers. Des weiteren beschreibt Heron eine große Anzahl von Vorrichtungen, bei denen der Druck des Wassers, der Druck der Luft, die Warmluft und der Wasserdampf praktisch benutzt wird. Aus der reichen Fülle der von Heron beschriebenen Vorrichtungen lassen wir nachstehend diejenigen folgen, die für uns an erster Stelle von Bedeutung sind. Die beigefügten Abbildungen entnahmen wir der im Jahre 1592 erschienenen italienischen Übersetzung der „Druckwerke“: Spiritali di Herone Alessandrino, ridotti in lingua volgare da Alessandro Giorgi da Urbino. Urbino 1592. Den Text entnahmen wir der in der Teubnerschen Sammlung griechischer und römischer Schriftsteller erschienenen Übersetzung von Wilhelm Schmidt.
Abbildung 3.
Das Klappenventil.
(Nach Heron von Alexandrien.)
„Das Klappenventil (Abbildung [3]) stellt man folgendermaßen her. Man fertigt zwei viereckige Bronzeplatten an, von denen jede Seite etwa einen Daktylus (Fingerbreit = 2 cm) mißt und so dick wie ein Richtscheit ist. Diese verpaßt und verschließt man auf der Breitseite so miteinander, d. h. glättet sie so, daß weder Luft noch Wasser hindurchtreten kann. Diese Platten seien ABCD und EFGH. In die Mitte der einen Platte ABCD bohrt man ein rundes Loch, dessen Durchmesser etwa ein Drittel eines Daktylus ausmacht. Ist nun die Seite CD der Seite EF angepaßt, so verbindet man die Platten mit Hilfe von Scharnieren so miteinander, daß ihre polierten Flächen genau aufeinanderpassen. Will man die Klappen nun praktisch verwenden, so lötet man die Platte ABCD auf dasjenige Loch, durch welches Luft oder Wasser hineingepreßt und mit Hilfe des Ventils abgeschlossen werden kann. Durch den Druck wird nämlich die Platte EFGH geöffnet, die mittels der Scharniere leicht beweglich ist, und läßt die Luft und die Flüssigkeit eintreten, welche dann in dem luftdichten Gefäße abgeschlossen werden. Die (komprimierte) Luft (bzw. die Flüssigkeit) drückt aber gegen das Plättchen EFGH und schließt das Loch ab, durch welches die Luft hineingepreßt wird.“ Nach einer anderen Lesart lautet der Schlußsatz: „Wenn nun die komprimierte innere Luft oder die Flüssigkeit sich wieder nach außen drängen, stoßen sie auf die Platte EFGH. Dann legt sich diese luftdicht auf ABCD und versperrt den Ausgang.“
„Die Siphone, welche man bei den Feuersbrünsten verwendet, richtet man folgendermaßen ein. (Abbildung [4].)
Abbildung 4.
Die Feuerspritze. (Nach Heron von Alexandrien.)
Es seien ABCD und EFGH zwei bronzene Stiefel (Kolbenrohre, Büchsen), deren innere Oberfläche für einen Kolben passend ausgedrechselt ist, wie die Stiefel (Büchsen) der Wasserorgeln. Die Kolben K und M müssen luftdicht in die Stiefel passen. Diese seien durch das an beiden Enden offene Rohr X in gegenseitige Verbindung gesetzt. Außerhalb der Stiefel, aber innerhalb des Rohres, sollen Klappenventile PR und, wie wir sie oben beschrieben haben[5], derart angebracht sein, daß sie sich nach der Außenseite der Stiefel hin öffnen können. Die Stiefel sollen auch auf dem Boden runde Löcher (ST) haben, die mit kleinen geschliffenen Scheiben bedeckt werden. Durch diese stecke man kleine Stifte, die auf den Boden der Stiefel gelötet oder festgenietet seien. An ihren Enden seien die Stifte mit Häkchen oder Knöpfchen versehen, daß die Scheiben sich nicht losreißen können. Mit den Kolben seien in der Mitte senkrechte Kolbenstangen yy verbunden; an diese schließt sich wieder ein Querbalken Z an, welcher sich in der Mitte um einen festsitzenden Bolzen λ, an den Kolbenstangen yy aber um die Bolzen γ und β bewege. Mit dem Rohre X stehe ein anderes vertikales Rohr (Steigrohr) ε in Verbindung, verzweige sich zu einem Doppelarm und sei mit den luftdicht eingefügten Röhren (Smerismata, Rohrverschleifungen) versehen, vermittels welcher es die Flüssigkeit emportreibt. Wenn nun die erwähnten Stiefel mitsamt der zugehörigen Ausrüstung in Wasser gestellt werden und der Querbalken Z infolge der abwechselnden Auf- und Abwärtsbewegung seiner Enden um den Stift λ auf und nieder zieht, so treiben die Kolben, falls sie niedergezogen werden, die Flüssigkeit durch das Steigrohr ε und die drehbare Mündung N hinaus. Denn, wird der Kolben M aufgezogen, so öffnet er das Bodenventil T, indem dessen Scheibe sich hebt, verschließt aber das Klappenventil R. Wird er dagegen niedergezogen, so schließt er T und öffnet R, durch welches auch das Wasser hinausgepreßt und emporgetrieben wird. Dieselbe Wirkung bringt der Kolben K hervor. Das Röhrchen N, das bald aufgerichtet, bald niedergelegt wird, treibt nun die Flüssigkeit bis zur gegebenen Höhe empor, vermag jedoch eine bestimmte Seitendrehung nur dann auszuführen, wenn zugleich der gesamte Apparat gedreht wird. Das wäre aber bei dringenden Notfällen zu langwierig und mühselig. Damit nun die Flüssigkeit ohne Schwierigkeit nach dem bestimmten Punkt getrieben werden kann, setze man das Steigrohr ε der Länge nach aus zwei luftdicht ineinandergeschliffenen Rohren zusammen, von denen das eine, äußere, mit dem Rohre X, das andere, obere, mit dem Doppelarm verbunden sei. Wenn dann das obere Rohr gedreht wird, indem man N so lange niederlegt, kann der Austrieb nach jedem beliebigen Punkt hin erfolgen.“ — Diese Feuerspritze hat sich bis auf den heutigen Tag in ihrer prinzipiellen Einrichtung erhalten.
Am bekanntesten ist unter den Apparaten des Heron der von uns bereits erwähnte sogenannte Heronsball. Dieser wird in den „Druckwerken“ wie folgt beschrieben:
Der Heronsball.
„Manche Gefäße spritzen, wenn man hineinbläst, auf folgende Weise Wasser empor:
Durch die Mündung eines Gefäßes wird eine Röhre hindurchgesteckt, die fast bis auf den Boden reiche, in die Gefäßmündung eingelötet sei und selbst in eine enge Mündung auslaufe. Halten wir nun letztere mit dem Finger zu, gießen durch eine Öffnung eine Flüssigkeit, blasen nach dem Eingießen durch dieselbe Öffnung hinein, verschließen sie durch einen Hahn und lassen die Mündung der Röhre los, so wird durch sie das Wasser von der eingeblasenen, komprimierten Luft emporgetrieben.“
Als Beispiel der durch erwärmte Luft angetriebenen, von Heron beschriebenen Apparate bringen wir in Abb. [5] den „Opfertanz“.
Der Opfertanz.
„Wird auf einem gewissen Altar Feuer angezündet, so sollen scheinbar einige rings im Kreise stehende Figuren einen Reigen aufführen. Es sei ABCD ein Altar mit einem Feuerbecken EF. Von dem oberen Teile des Feuerbeckens lasse man eine Röhre GH nach der Basis des Altars hinab. Das bei H befindliche Ende drehe sich um einen Zapfen. Diese Röhre sei ferner mit vier anderen querliegenden (also horizontalen) Röhren versehen, die sich gegenseitig durchschneiden und an demselben Punkt mit der von der Spitze kommenden Röhre verbunden werden. Diese querliegenden Röhren nun sollen an den Enden so umgebogen sein, daß sich eine Röhre nach der anderen wendet. Auf diese Röhren lege man an ihren Enden eine kreisrunde Scheibe IKLM und befestige sie daran. Darauf sollen die Figuren stehen. Das Material des Altars schließlich sei durchsichtig, nämlich aus Glas oder Horn, auf daß die tanzenden Figuren durch dasselbe sichtbar sind. Wenn wir bei diesen Vorrichtungen auf dem Herde Feuer anzünden, wird die Luft in der Röhre GH erwärmt, geht durch die verdeckten Röhren und bringt die senkrechte Röhre zur Drehung, zugleich auch die Scheibe, auf der die Figuren stehen, und diese werden zu tanzen scheinen.“
Abbildung 5.
„Der Opfertanz.“ (Nach Heron von Alexandrien.)
Nunmehr bringen wir in Abb. [6] einen durch Dampfkraft betätigten Apparat: den springenden Ball.
Der springende Ball.
„Bälle können auf folgende Weise in der Luft schweben:
Unter einem Kessel mit Wasser, dessen Mündung verschlossen ist, wird Feuer angezündet. Von dem Deckel steigt eine Röhre auf, deren offenes Ende in eine kleine hohle Halbkugel mündet. Werfen wir nun einen leichten Ball in die Halbkugel, so ist die Folge, daß der aus dem Kessel durch die Röhre aufsteigende Dampf den Ball in die Luft hebt, so daß er schwebt.“
Abbildung 6.
Der springende Ball. (Nach Heron von Alexandrien.)
Die folgende in Abb. [7] dargestellte Vorrichtung nutzt die Dampfkraft bereits zur Erzielung einer Drehbewegung aus. Sie beruht auf ähnlichen Grundlagen wie die sogenannten „Reaktionsturbinen“, die, mit Wasser oder mit Dampf betrieben, in der heutigen Technik eine große Bedeutung haben. Es ist dies der Äolsball (Äolipile). Abb. [7].
Abbildung 7.
Der Äolsball, Äolipile. (Nach Heron von Alexandrien.)
Die Äolipile.
„Über einem geheizten Kessel soll eine Kugel sich um einen Zapfen bewegen.
Es sei AB ein mit Wasser gefüllter geheizter Kessel. Seine Mündung sei mit dem Deckel CD verschlossen; durch diesen sei eine gebogene Röhre EFG getrieben, deren Ende G luftdicht in eine Hohlkugel eingepaßt sei. Dem Ende G liege ein auf dem Deckel CD feststehender Zapfen LM diametral gegenüber. Die Kugel sei mit zwei gebogenen, einander diametral gegenüberstehenden Röhrchen H und K versehen, die in sie münden und nach entgegengesetzten Richtungen gebogen sind. Wird nun der Kessel geheizt, so ist die Folge, daß der Dampf durch EFG in die Kugel dringt, durch die umgebogenen Röhren nach dem Deckel hin ausströmt und die Kugel in Drehung versetzt, ähnlich so, wie dies bei den tanzenden Figuren der Abb. [5] der Fall ist.“
Die Heronischen Bücher, die allerdings nicht erkennen lassen, inwieweit es sich um Erfindungen Herons oder um zu damaliger Zeit bereits bekannte Vorrichtungen handelt, haben von ihrem ersten Erscheinen an das weitestgehende Interesse gefunden. Eine größere Anzahl von Übersetzungen derselben sind im Laufe der Jahrhunderte erschienen. Diese nahmen allmählich derart zu, daß man um die Wende des 16. und 17. Jahrhunderts mit Recht von einer „Heron-Renaissance“ sprechen konnte.
Der erste, der Herons Dampfkünste, insbesondere die Äolipile, weiteren Kreisen, und zwar den Technikern, offenbarte, war der römische Architekt und Schriftsteller Vitruvius Pollio, der zur Zeit des Cäsar und des Augustus als Kriegsingenieur tätig war. In seinem dem Augustus gewidmeten, zehn Bücher umfassenden Werke „De architectura“[6] widmet er im sechsten Kapitel des ersten Buches den Äolipilen folgende Ausführungen[7]:
„Der Wind ist eine strömende Luftwelle mit unbestimmt überflutender Bewegung; er entsteht, wenn die Hitze auf die Feuchtigkeit trifft und der Andrang der Erwärmung einen gewaltig wehenden Hauch herauspreßt. Daß dies aber wahr sei, kann man aus den ehernen Äolipilen (Luftgefäßen) ersehen und hinsichtlich der verborgenen Gesetze des Himmels durch künstlich erfundene Dinge die göttliche Wahrheit erzwingen. Man macht nämlich eherne hohle Äolipilen, diese haben eine möglichst enge Öffnung, durch welche sie mit Wasser gefüllt werden, dann stellt man sie ans Feuer, und bevor sie warm werden, zeigt sich keinerlei Hauch, sobald sie aber sich zu erhitzen anfangen, bewirken sie am Feuer ein heftiges Gebläse. So kann man aus dem kleinen und sehr kurzen Schauspiel Kenntnis und Urteil über die großen und unermeßlichen Naturgesetze des Himmels und der Winde schöpfen.“
Vitruvius versteht hier unter Äolipilen nicht den Äolsball (Abb. [7]), sondern das mit Wasser gefüllte, von außen beheizte Hohlgefäß, Abb. [6]. Von einer eigenartigen in den germanischen Wäldern etwa zu derselben Zeit erfolgten Ausnutzung der Dampfkraft berichtet Arago[8] wie folgt:
„Die natürlichen wie die künstlichen Kräfte sind fast stets, bevor sie den Menschen von tatsächlichem Nutzen waren, in den Dienst des Aberglaubens gestellt. Die Geschichtsbücher berichten, daß an den Ufern der Weser der Gott der alten Teutonen diesen hin und wieder sein Mißfallen durch eine Art von Donnerschlag zum Ausdruck brachte, dem dann unmittelbar darauf eine Wolke folgte, die den heiligen Hain erfüllte. Das Erzbild dieses Gottes „Püsterich“, das Ausgrabungen zutage gefördert haben, zeigt deutlich, in welcher Weise sich jenes Wunder vollzog. Das Götterbild bestand aus Metall. Der Kopf war hohl und enthielt ein mit Wasser gefülltes Gefäß. Holzpfropfen verschlossen den Mund des Gottes und ein oberhalb der Stirn angebrachtes Loch. Glühende an geeigneter Stelle der Kopfhöhlung gelagerte Kohlen erwärmten allmählich das Wasser. Alsbald trieb der erzeugte Dampf mit lautem Krachen die Pfropfen heraus, ergoß sich in zwei Strahlen nach außen und bildete zwischen dem Götterbild und den erschrockenen Andächtigen einen dichten Nebel.“
Erst nach Verlauf von mehr als einem halben Jahrtausend begegnen wir wiederum einem Bericht über eine Verwendung der Kraft des Dampfes. Sie bewegte sich in derselben Richtung wie die von Arago berichtete. Der byzantinische Geschichtschreiber Agathias, mit dem Beinamen „Scholastikos“ (geb. um 536, gest. 582 n. Chr.), behandelt in seinem die Jahre 552 bis 558 umfassenden Werke[9] einen Streit, den der Baumeister Anthemius, der Wiedererbauer der durch ein Erdbeben zerstörten Sophienkirche in Konstantinopel, mit seinem Nachbar Zeno in eigenartiger Weise ausfocht. Anthemius, ein aus Trallas in Kleinasien gebürtiger Grieche, besaß ein Haus, das mit dem seines Nachbars Zeno in mehreren Teilen zusammenhing, und geriet über dieses Bauverhältnis mit Zeno in einen Rechtsstreit. Diesen verlor er aber, weil, wie ausdrücklich hervorgehoben wird, Zeno ein gewandterer Redner war. Anthemius stellte, um sich zu rächen, mehrere große Kessel auf, füllte diese mit Wasser an und umgab sie mit ledernen Schläuchen, die unten so weit waren, daß sie den ganzen Umfang der Kessel umschlossen. Mit diesen Schläuchen verband er lederne Röhren, die sich trompetenartig verengten. Die Enden dieser Röhren befestigte Anthemius dann so dicht und genau an den Balken des Zenoschen Hauses, daß der in den Röhren enthaltene Dampf zwar mit ungehinderter Kraft nach aufwärts steigen, aber nicht nach außen entweichen konnte. Nunmehr entfachte er unter den Kesseln ein starkes Feuer. Aus dem kochenden Wasser entwickelte sich alsbald Dampf, der nach oben emporstieg und, da er keinen Ausweg fand, in die Röhren hinübertrat. Da er auch hier keinen Austritt erhielt, strebte er mit erhöhtem Druck nach oben, hierbei unter Krachen das Gebälk des Hauses in zitternde Bewegung setzend. Auf das höchste bestürzt, entflohen die Hausgenossen des Zeno auf die Gasse.
Der Prokonsul Dr. Degen in Lüneburg hielt diese Anwendung der Spannkraft des Dampfes für so eigenartig und zielbewußt, daß er der Meinung war, Anthemius habe noch andere Anwendungsarten des Dampfes gekannt. Er äußert sich hierüber wie folgt[10]:
„Anthemius war, wie der Geschichtschreiber Agathias wiederholt bemerkt, ein ausgezeichneter Mathematiker und Verfertiger bewunderungswürdiger Maschinen. Welche Arten von Maschinen er verfertigte und zu welchen Zwecken, ist ebensowenig angegeben als ausdrücklich gesagt, daß er die Wasserdämpfe bei denselben in Anwendung gebracht hätte. Es scheint indessen aus folgenden Worten des Agathias: „er aber (Anthemius) vergalt ihm (dem Zeno) aus der ihm eigenen Kunst auf folgende Weise“ der Schluß gezogen werden zu dürfen, daß Anthemius bei seinen Maschinen auch die Wasserdämpfe gebraucht habe; denn wenn von der Dampfmaschine, welche er aus Rache über den verlorenen Prozeß gegen Zenos Haus richtete, namentlich angeführt wird, daß er sie aus der ihm eigenen Kunst eingerichtet und sich dabei der Dämpfe bedient habe, so möchte der Schluß oder, wenn man lieber will, die Vermutung, daß er die ihm völlig bekannte Dampfkraft auch auf andere zu seiner Zeit bewunderte Maschinen übertragen habe, nicht ganz grundlos erscheinen, zumal da auch das Wort τέχνη auf praktische Anwendung hindeutet.“
Die nunmehr zu erwähnende überkommene Nachricht von der Verwendung der Dampfkraft liegt auf dem Gebiete des christlichen Kultus: im Jahre 963 befand, wie William von Malmesbury berichtet[11], sich in einer Kirche zu Rheims eine Orgel, in welcher die Luft auf wunderbare Weise metallene Pfeifen zum Tönen brachte, indem sie durch die Kraft heißen Wassers aus den Pfeifen ausgetrieben wurde. Diese Orgel sollte eine Erfindung des Bischofs Gerbert von Reims, des späteren Papstes Silvesters II, sein[12].
Im Laufe der folgenden Jahrhunderte begegnen wir hin und wieder Beschreibungen des bereits erwähnten Götzenbildes des Püstrich, Peustrich oder Bustard. Dasselbe fand sich auch bei den Wenden in Gestalt eines mit dem rechten Fuß knienden dicken, bausbäckigen Jungen von 14 Zoll Höhe, dessen Bauchhöhle drei Quart Wasser enthielt. Dieses verwandelte sich, wenn die Gestalt durch Feuer erhitzt wurde, in Wasserdampf, der dann aus dem Munde des Püstrich mit lautem Gebrüll ausströmte.
Leone Battista Alberti, geb. 18. Februar 1404 zu Genua, gest. im April 1477 zu Rom, berichtet in seinem Werke De Architectura seu de re aedificatoria, Flor. 1485[13], daß die Kalkbrenner der damaligen Zeit große Furcht vor den Kalksteinen hatten, welche mit Luft gefüllte Höhlungen enthielten; wenn diese nämlich erhitzt würden, bildete sich in diesen Dampf, und dieser gäbe Anlaß zu höchst gefährlichen Explosionen.
Von Leonardo da Vinci (1452–1519) berichteten wir bereits auf S. [10], daß er sich mit der praktischen Benutzung der Dampfkraft beschäftigt hat. Bei der dort beschriebenen Dampfkanone handelte es sich nicht um eine von Leonardo angegebene Vorrichtung, sondern um eine solche, die von Archimedes in Vorschlag gebracht sein soll, offenbar aber von Leonardo nach dem damaligen Stande des Geschützbaues ausgestaltet ist.
Diese überaus vielseitige Persönlichkeit hat sich nun aber ebenfalls mit dem Wesen der Wärme und der Kälte beschäftigt und gewisse Sätze aufgestellt und auch wichtige Anregungen gegeben, die für die Entwicklung der auf die Ausnutzung der Spannkraft des Dampfes gerichteten Bestrebungen von Bedeutung sind.
Leonardo hat folgende Grundsätze aufgestellt[14]:
„Wo eine größere Kälte ist, da ist ein größeres Festwerden von Flüssigkeiten.“
„Kaltes Wasser. Warmes Wasser.“
„Das Wasser hat die Bewegung allein durch seine Schwere und Leichtigkeit, und diese sind seine Akzidentien, da es an sich weder Schwere noch Leichtigkeit hat, sondern die Schwere erwirbt es, sobald es oben ist oder seitlich an die Luft angrenzt oder an eine andere Flüssigkeit, die leichter ist als es selbst, und die Leichtigkeit erwirbt es, wenn es beim Verdampfen durch die Wärme verdünnt wird, und dann steht es über dem kalten Wasser.“
Leonardo da Vinci hat eine auf diesen Grundsätzen aufgebaute Vorrichtung zum Heben von Wasser durch Feuer, d. i. durch die bei Erwärmung des Wassers in Röhren auftretende Aspiration, angegeben[15]. Dieselbe ist in Abb. [8] dargestellt. Oberhalb des das Wasser enthaltenden Schachtes ist ein Feuer angebracht. Zum Ablassen des gehobenen Wassers dient ein an dem Feuerbehälter angebrachter Hahn.
Auch den Auftrieb der warmen Luft benutzte Leonardo da Vinci, und zwar zum Antrieb eines Bratspießes[16]. Dieser Art der Ausnutzung der Wärme begegnen wir ziemlich häufig noch in späterer Zeit.
Leonardo da Vinci treibt, wie Abb. [9] erkennen läßt, durch die im Innern eines Schornsteins aufsteigende warme Luft eine Turbine an, von deren senkrechter Welle aus durch Räder- und Schnurtrieb der Bratspieß in Drehung versetzt wird.
Abbildung 8.
Vorrichtung zum Heben von Wasser durch Feuer. (Nach Leonardo da Vinci.)
Abbildung 9.
Antrieb eines Bratspießes durch erwärmte Luft. (Nach Leonardo da Vinci.)
Leonardo da Vinci hat in seinem Codex Atlanticus, fol. 253, des weiteren auch eine Andeutung gemacht, die Dr. Hermann Grothe[17] dahin auslegt, daß dort ein Vorschlag gemacht sei, die Dampfkraft zum Antrieb einer Barke zu benutzen. Von irgendeiner praktischen Anwendung verlautet nichts.
Im Jahre 1521 gab Cesare Cesariano in Como erschienene Erläuterungen zu Vitruvs Architectura heraus, in welchen auch die Äolipile besprochen wird. Es wird hier ausführlich angegeben, daß der Dampf aus der Äolipile, d. h. einem Dampftopf, der ein Rohr im Deckel besitzt, mit großer Kraft ausströmt. Aus diesen Angaben hat man den Schluß gezogen, daß die Äolipile als Kriegswerkzeug zum Schleudern von Geschossen oder als Spritze benutzt sei[18].
Am 17. Mai 1543 soll Blasco de Garay, der in jungen Jahren an der ersten Entdeckungsfahrt des Christoforo Colombo teilgenommen hatte, im Hafen von Barcelona dem Kaiser Karl V. ein Dampfschiff vorgeführt haben. Die am Anfang des 18. Jahrhunderts erschienene „Coleccion de las Viages“ berichtet hierüber folgendes:
Blasco de Garay beschäftigte sich in seiner freien Zeit mit Mathematik, Physik, namentlich mit Mechanik, und soll manches schöne Stück erfunden haben, um das sich niemand kümmerte, als er, bereits ein Greis, plötzlich mit dem Gedanken hervortrat, man könne mit dem Wasserdampfe Bewegung erzeugen, und es wäre möglich, damit etwas treiben zu lassen, z. B. ein Rad; und da das ganze Sinnen Garays sich stets um die Schiffahrt drehte, so sprach er seine Überzeugung aus, daß es möglich wäre, ein in ein Schiff eingebautes Schaufelrad durch Dampf in Drehung zu bringen, so daß das Schiff hierdurch in Bewegung gesetzt werde und nicht mehr von den Launen des Windes abhängig sei. Anfangs lachte man über den mehr als siebzigjährigen Greis; als Garay aber nicht müde wurde, die Regierung wegen seiner Erfindung zu bestürmen, ermahnte ihn die damals allmächtige spanische Inquisition, von solch unchristlichem Werk abzustehen, das er doch nur mit Hilfe der Hölle zustande bringen könne. Es gelang aber Garay dennoch, die Aufmerksamkeit des Kaisers Karl V. zu erringen, und dieser gestattete ihm, ein mit dieser neuen Einrichtung ausgerüstetes Schiff ihm im Hafen von Barcelona vorzuführen. Und zwar sollte Garay, da des Kaisers Aufenthalt in Barcelona nur kurz war, mit dem ersten besten Schiff, das in den Hafen einlief, seine Kunst versuchen. Es war dies die „Trinidad“, ein Schiff, das unter dem Kapitän Pedro de Scarza stand und soeben von Sizilien heimkehrte. Der kaiserliche Befehl erregte überall Angst und Schrecken, denn man war sich darüber klar, daß der Dampf, mit dem das Schiff in Bewegung gesetzt werden sollte, direkt aus der Hölle bezogen sei und daß nur mit Teufelskünsten solch ein ungeheuerliches Beginnen durchgeführt werden könne. Am meisten war der Kapitän des Schiffes erzürnt und gekränkt, weil er wußte, daß sein schönes Schiff dann für ewige Zeiten verhext sei und zweifellos einem Unglück entgegengehe. Jedenfalls sollte es nicht solch unchristlichem Werke dienen. Aber alle seine Proteste waren vergeblich, des Kaisers Befehl mußte vollzogen werden, denn Karl V., der trotz aller übergroßen Frömmigkeit doch auch für weltliche Sachen ein scharfes Auge besaß, fühlte heraus, daß in dem Versuche Garays ein großer Gedanke schlummere, und ließ sich trotz aller von den verschiedensten Seiten auf ihn einstürmenden Bitten und Proteste nicht abhalten, dem von ihm bewilligten Versuche beizuwohnen. Wer aber Garay kannte und wußte, daß er sein Leben hindurch ein gottergebener Christ gewesen war, wußte auch, daß dieser Mann sich nicht mit der Hölle verbinden werde, und die Nacht vor der Probefahrt verbrachte Garay auch in dem berühmten Benediktinerstifte Montserrat bei Barcelona im inbrünstigen Gebete zu Gott um Gelingen des Unternehmens, sorgte sogar dafür, daß das Wasser, das er zum Dampferzeugen verwenden wollte, aus den geweihten Wässern des Klosters entnommen wurde, und ließ es sorgsam nach dem Schiffe transportieren. Die Vorbereitungen bestanden in folgendem: Garay legte eine Achse quer über das Verdeck des Schiffes an deren Enden zwei Schaufelräder angebracht waren, die in das Wasser hineinreichten. Außerdem wurde ein Kessel auf das Schiff gebracht, mit dem geweihten Wasser gefüllt, und aus diesem Dampf erzeugt. Über dem Kessel war ein Apparat angebracht, in dem sich eine Stange auf und ab bewegte, und das Ganze war durch Riemen mit der Achse bzw. den Rädern verbunden. Eine ungeheure Zuschauermenge harrte der Dinge, die da kommen sollten. Nachdem der gesamte Hofstaat und der Kaiser auf einer Tribüne Platz genommen hatten, begann der Rauch sich aus dem kleinen Rauchfang des Kessels zu erheben, das Schiff löste sich vom Platze, die Räder drehten sich, und das Schiff lief trotz des ungünstigen Windes, ja gerade gegen ihn, aus dem Hafen. Erstaunen und Entsetzen bemächtigten sich aller Zuschauer, und ein Teil der Schiffsbesatzung sprang über Bord und suchte durch Schwimmen aus dem Bereich des offenbar verzauberten Schiffes zu gelangen. Das Schiff lief 8 Seemeilen, wozu es zwei Stunden brauchte — der Versuch war glänzend gelungen. Kaiser Karl V., gleichfalls überrascht, glaubte, daß es mit ganz natürlichen Dingen zugehe, gab den Befehl, dem überglücklichen Erfinder 4000 Maravedi auszuzahlen, und verlieh ihm auf der Stelle den Orden der Taube von Kastilien. Zugleich aber gab er seinem Großzahlmeister den Befehl, das Schiff genau zu besehen und dann darüber Bericht zu erstatten. Dieser Bericht fiel nun aber sehr ungünstig aus. Die Erfindung sei völlig wertlos. Zwar sei das Schiff acht Meilen in zwei Stunden gelaufen. Dies könne aber ein gewöhnliches Segelschiff ebenfalls leisten. Dafür berge die neue Maschine eine Menge von Gefahren in sich. Es sei zu befürchten, daß Mannschaften und Passagiere verbrüht würden, der Dampfkessel könne explodieren und größtes Unheil anrichten. Inzwischen wurde auch von anderer Seite gegen Garays Erfindung angekämpft und der Kaiser bestürmt, dieses Teufelswerk, das jetzt, da es gelungen war, noch gefährlicher erschien, nicht zu gestatten. Infolgedessen verbot Karl V. Garay, den Apparat ferner zu benutzen. Dieser, der sich bereits dem Ziele seiner Wünsche nahe geglaubt hatte, zertrümmerte im Zorn seine Maschine, vielleicht auch, um den Argwohn der Inquisitionsbehörde zu zerstreuen. Diese nämlich rückte dem Erfinder bedenklich näher, nachdem der Kaiser seine schützende Hand zurückgezogen hatte.
Garay zeigte aber, daß er nie mit dem Teufel ein Bündnis geschlossen hatte, denn er zog sich hierauf in das Kloster Montserrat zurück, wo er im Jahre 1555 als vierundachtzigjähriger Greis sein in den letzten Jahren nur noch dem Gebete und dem Gottesdienst geweihtes Leben beendete.
Von seiner Erfindung ist nichts zurückgeblieben, und nur in der Geschichte ist seines Namens und seines Werkes Erwähnung geschehen.
Soweit der Bericht der „Coleccion de las Viages“, der so eingehend er gefaßt ist, dennoch der historischen Unterlage entbehrt. Dies hat John Marc Gregor in einem am 14. April 1858 in der Society of Arts in London gehaltenem Vortrage „Über Räder- und Schraubenpropeller“ nachgewiesen. Auf Grund zweier in den Staatsarchiven zu Simancas aufbewahrten Briefe Blasco de Garays und auf Grund der von ihm in diesem Archiv sowie in dem Archiv zu Barcelona angestellten Nachforschungen kam Marc Gregor zu dem Ergebnis, daß es sich bei der Erfindung Garays um ein von 40 Mann bewegtes Schaufelrad gehandelt hat, nicht aber um eine Dampfmaschine. Nebenbei möge hier die Bemerkung Platz finden, daß sich bereits auf vorchristlichen römischen Medaillen Schiffe, die durch Schaufelräder angetrieben werden, vorfinden. Bei den Chinesen waren schon seit den ältesten Zeiten Schaufelräder im Gebrauch.
Cardanus (geb. 1501 zu Pavia, gest. 1576 zu Rom) führte in seinem im Jahre 1553 erschienenen Werke „De rerum varietate“ auch die Äolipile an, die er bezüglich des Ansaugens der Flüssigkeit und des Ausstoßens des Dampfes verbesserte. Auch er schlug vor, die in den Schornsteinen aufsteigende warme Luft in der Weise auszunutzen, daß ein Flügelrad in den lichten Raum der Esse eingebaut und zum Antrieb eines Bratspießes benutzt werde.
Eine bemerkenswerte, wenngleich überaus unbestimmte Angabe über das Heben von Wasser mit Hilfe des Feuers macht Johannes Mathesius, Bergpfarrer zu Joachimsthal, in seiner im Jahre 1562 erschienenen „Berg-Postilla oder Sarepta“. Die diesbezügliche Stelle lautet[19]:
„Ihr Bergleute sollet auch in euren Bergreyen rühmen den guten Mann, der Berg (Gestein) und Wasser mit dem Wind auf den Platten anrichtet zu heben, wie man jetzt auch, doch am Tage, Wasser mit Feuer heben soll.“ Leider ist eine nähere Klarlegung dieser Anwendung des Feuers nicht gegeben.
Im Jahre 1567 machte der Baumeister Philibert Delorme (geb. um 1518 zu Lyon, gest. 1577 zu Paris) den Vorschlag, zur Verhütung des Rauchens der Schornsteine in diese Äolipilen einzubauen.
Bemerkenswert ist eine Angabe über das Verhältnis zwischen Wasser- und Dampfmenge, die in dem ohne Nennung des Verfassers (Bresson zugeschriebenen) im Jahre 1569 zu Orleans erschienenen Buche „L'Art et science de trouver les eaux“ enthalten ist und die wörtlich besagt:
„Aus einem Teil Wasser entwickeln sich durch Wärmezufuhr und Verdampfung 10 Teile Luft (Dampf); im Gegensatz hierzu bildet sich aus 10 Teilen Luft ein Teil Wasser.“
Das Jahr 1570 brachte wiederum einen Vorschlag, die im Schornstein abziehenden Rauchgase zum Antrieb von Bratspießen zu benutzen. Dieses Mal ging der Vorschlag von Bartholemeo Scappi aus, der ihn in seinem Buche Opera di M. Bartholemeo Scappi, Venetia 1570, unter Beifügung von Kupfertafeln niederlegte.
Im Jahre 1575 erschien eine Übersetzung der Werke Herons von Alexandrien aus dem Griechischen ins Lateinische von Frederigo Commandino. Dieser starb während der Drucklegung zu Urbino. An seiner Stelle besorgte dessen Freund Spaciolus die Herausgabe[20].
In demselben Jahre übersetzte Aleotti, Architekt zu Urbino, die „Druckwerke“ Herons ins Italienische[21].
Im Jahre 1597 erschien zu Leipzig ein Buch, von dem Stuart[22] berichtet, daß es eine sich drehende Äolipile beschreibe, die zum Antrieb eines Bratspießes dient. Es würde dieses die erste Quelle sein, die auf die motorische Ausnutzung der Äolipile deutet.
Von besonderem Interesse ist auch die Beschreibung einer Äolipile, die Sir Hugh Plat im Jahre 1594 veröffentlicht[23]: „Eine runde Kugel von Kupfer oder Messing, die durch Verdünnung des Wassers in Luft das Feuer kräftig anbläst. Mache eine Kugel aus Kupfer oder Messing und statte sie mit einem Rohr oder Halsstück aus, das oben einen seitlichen Ansatz und eine kleine Öffnung besitzt. Dann erhitze die Kugel und wirf sie in kaltes Wasser; sie wird alsdann Wasser in sich hineinsaugen. Dies wird so oft wiederholt, bis die Kugel mehr als zur Hälfte gefüllt ist. Dann setze diese über brennende Kohlen. Nun wird man bemerken, daß ein starkes Gebläse sich gegen die Kohlen richtet, wenn man die Tülle des Blasebalges entsprechend einstellt. Es steht außer Zweifel, daß man mit Hilfe dieser Kugel Gold und Silber schmelzen kann. Auch kann man diese Kugeln so groß machen, daß man mit ihrer Hilfe eine ganze Stunde lang ohne Unterbrechung blasen kann.“
Man nannte die Äolipilen auch „philosophical bellows“, philosophische Blasebälge. Ihr Prinzip war übrigens in England schon vor den Zeiten Sir Hugh Plats bekannt. So soll es auf den herrschaftlichen Landsitzen in Staffordshire üblich gewesen sein, eine „Jack of Hilton“ genannte, etwa einen Fuß hohe hohle Messingfigur aufzustellen, die Feuer spie und deren Ursprung bis auf die Zeit der Sachsen zurückgeführt wurde. Sie wurde am Neujahrstage in Tätigkeit gesetzt, und man pflegte die Neujahrsgans dreimal um diesen Püsterich herumzutreiben, bevor man sie briet und verzehrte.
Das Jahr 1598 brachte wiederum eine Übersetzung der „Druckwerke“ Herons ins Italienische, und zwar von Georgi[24].
Im Jahre 1601 beschrieb Battista della Porta in seinen Pneumaticorum libri III einen Apparat, der hin und wieder als eine Vorrichtung zum Heben von Wasser mittels Dampfes hingestellt wurde, in Wahrheit aber nur dazu dienen sollte, festzustellen, in wieviel Teile Luft sich eine gewisse Menge Wasser auflöst. Porta beschreibt den Apparat wie folgt[25]: „Man nehme eine gläserne oder zinnerne Kiste BC(Abb. [10]), deren Boden an einer Stelle mit einem Loch versehen sei, durch welches der Hals eines Destilliergefäßes D läuft, welches ein bis zwei Unzen Wasser enthält. Der Hals sei an den Boden dieser Kiste eingelötet, so daß das Wasser daselbst nicht heraus kann. Von dem Boden der Kiste steige eine Röhre C auf, und diese Röhre sei hinlänglich vom Boden entfernt, um Wasser durchzulassen. Diese Röhre muß etwas über die Oberfläche des Deckels emporragen. Man fülle die Kiste B durch die Öffnung A mit Wasser und schließe sie dann zu. Man setze dann das Gefäß auf das Feuer und erhitze es nach und nach. Das Wasser in demselben wird sich in Luft verwandeln, wird auf das Wasser in der Kiste drücken, und dieses Wasser wird auf das Wasser in der Röhre C drücken, und dieses wird aus derselben herausfließen. Man muß so lange mit dem Erhitzen des Wassers in dem Gefäß fortfahren, bis alles gar ist. Da das Wasser in Luft verwandelt wird, wird diese Luft immer auf das Wasser in der Kiste drücken, und das Wasser wird beständig ausfließen. Wenn es einmal bis zum Sieden gekommen ist, mißt man die Menge Wassers, die aus der Kiste ausgeflossen ist, und so viel dann an diesem Wasser fehlt, so viel hat sich dann in Luft verwandelt.
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Abbildung 10 und 11. | |
Man kann auch sehr leicht bemessen, in wieviel Luft sich eine gegebene Menge Wassers verwandeln kann.
Man nehme ein Destilliergefäß, das unter dem Namen Gruale oder gewöhnlich als materasso, Kolben, bekannt ist, in welchem man Branntwein brennt. Man lasse dieses Gefäß von Glas sein, damit man die Wirkungen der Luft und des Wassers sehen kann.
Dieses Gefäß sei durch A (Abb. [11]) dargestellt, und die Öffnung desselben befinde sich in einem flachem Gefäß B, das mit Wasser gefüllt ist. Das Gefäß A sei mit Luft gefüllt, die mehr oder minder dicht ist, nach Ort und Jahreszeit. Man rücke einen mit Feuer gefüllten kleinen Ofen unter das Gefäß A. Die Luft wird sich, sobald sie die Wirkung der Wärme fühlt, ausdehnen und, nachdem sie dünner geworden ist, einen größeren Raum einnehmen und auf das Wasser drücken, was zu kochen scheinen wird. Dies ist ein Zeichen, das sich Luft entwickelt, und je mehr die Hitze wirken wird, desto mehr wird das Wasser zu kochen scheinen. Nachdem man den höchsten Grad von Luftverdünnung erhalten haben wird, wird das Wasser aufhören zu kochen. Wenn man dann das Feuer von dem Gefäß A wegnimmt, wird die Luft kälter werden und sich verdichten und einen kleineren Raum einnehmen, und da sie nicht mehr den leeren Raum in dem Gefäß ausfüllen kann, weil die Öffnung unter dem Wasser ist, wird sie das Wasser in das Gefäß ziehen, und man wird das Wasser mit Gewalt steigen und das Gefäß füllen sehen, so daß nur jener Teil davon leer bleibt, wo sich die Luft auf ihren natürlichen Zustand zurückgeführt befindet. Wenn man neuerdings Feuer an dieses geringe Volumen Luft bringt, wird es sich nochmals verdünnen, das Wasser wird hinausstürzen und, wenn man das Feuer entfernt, wieder steigen.
Nachdem man das Wasser gestellt hat, nimmt man eine Feder und Tinte und bezeichnet außen am Glase die äußerste Oberfläche des Wassers im Gefäße und gießt dann aus einem anderen Gefäß so viel Wasser in das erstere, als nötig ist, bis zu dem angedeuteten Punkt zu gelangen. Man mißt hierauf dieses Wasser, und sovielmal dieses Wasser das ganze Gefäß füllen wird, sovielmal wird ein Teil der Luft, verdünnt durch die Hitze, sich entwickeln, und dadurch entstehen ganz kuriose Dinge (grande secreti).“
Schon vor dem Jahre 1605 versuchte Marin Bourgeois in der Artillerie Wasserdampf an Stelle von Pulver zu verwenden. Hiervon hörte David Rivault, Herr von Flurence; er setzte sich mit Bourgeois in Verbindung und ließ sich im Jahre 1606 dessen „Feuergewehr“ vorführen. In den von Rivault im Jahre 1605 und 1608 herausgegebenen Elémens d'Artillerie[26] wird beschrieben, wie eine dünnwandige mit Wasser gefüllte Äolipile, deren Öffnung verschlossen ist, mit heftigem Knall explodiert, wenn sie der Einwirkung starker Hitze ausgesetzt wird.
Bourgeois hat übrigens, wie Sir Hugh Plat (vgl. S. [30]), auch die Beobachtung gemacht, daß, wenn man eine Äolipile erhitzt und in ein mit kaltem Wasser gefülltes Gefäß wirft, sie Wasser in ihr Inneres hineinsaugt[27].
Die in der zweiten Ausgabe der Elémens d'Artillerie gegebene Beschreibung des Dampfgeschützes lautet wie folgt[28]: „Wie ein Geschütz mit Hilfe reinen Wassers abgefeuert werden kann. Eine Kanone von der gebräuchlichen Form wurde am Zündloch fest verschlossen, und das Innere wurde mit Wasser gefüllt. Eine Kugel wurde hineingeschoben und mittels eines Halters festgehalten. Nunmehr wurde ein Feuer unter den Schildzapfen des Rohres angebracht. Als das Wasser hoch erhitzt worden war, wurde der die Ladung sichernde Halter entfernt und der Dampf trieb die Kugel mit großer Gewalt hinaus.“ Rivault gibt übrigens auch die Abbildung einer von Bourgeois erfundenen Windkanone.
Im Jahrs 1615 erschien zu Heidelberg ein von Salomon de Caus[29] verfaßtes, zum Teil an Heron sich anlehnendes Buch: „Les Raisons des forces mouvantes, avec diverses machines aussi utiles que plaisantes“, in welchem Beobachtungen über die Natur des Wasserdampfes sowie Vorschläge für dessen praktische Verwendung gemacht werden. Diese sind von seiten Aragos so hoch eingeschätzt, daß er Salomon de Caus als den Erfinder der Dampfmaschine hingestellt hat. Eine aus dem Jahre 1624 stammende Ausgabe jenes Buches Salomons de Caus zerfällt in folgende Unterabteilungen: Über die bewegenden Kräfte, Grotten- und Fontänenbau, Orgelbau. Für die Geschichte der Dampfmaschine ist nur die erstere wichtig, und zwar in erster Linie die dort aufgestellten „Theoreme“ I und V.
Salomons de Caus Theorem I.
„Die Elemente vereinigen sich eine Zeitlang; sodann kehrt jedes wieder an seinen Ort zurück.
Es ist allgemein bekannt, daß alles, was die göttliche Vorsehung geschaffen hat, zusammengesetzt und zusammengemischt ist aus Elementen, ebenso alles das, was der Mensch ausführt. So ist z. B. das Holz und alle anderen Dinge, die die Erde hervorbringt, aus Trockenem und Feuchtem zusammengesetzt und zwar mit Hilfe des Feuers und der Luft. Denn wir wissen aus Erfahrung, daß die Erde nichts hervorbringen würde, wenn sie nicht von der Sonne erwärmt würde und wenn die Luft nicht Wachstum verliehe. Wie nun aber die Natur etwas mit Hilfe der Elemente entstehen läßt, so zerstört sie dieses wiederum mit Hilfe der Elemente, indem sie jedes Element wiederum auf seine Stelle zurückkehren läßt. So wird z. B. das Holz durch Wärme zerstört, die Feuchtigkeit verdampft nach oben unter der Einwirkung der Wärme. Erreicht nun der Dampf mit der Wärme eine gewisse Höhenregion, so verlassen sie einander; jeder geht an seinen Ort zurück; die Feuchtigkeit fällt wieder auf die Erde. Dieses nennen wir Regen. Diesen Vorgang werde ich an einem Beispiel erläutern.
A (Abb. [12]) sei ein rundes, dichtes Gefäß, in dessen Inneres ein Rohr C hineinragt, und zwar bis ungefähr auf dessen Boden. An dem Rohre C ist ein Hahn zum Öffnen und Verschließen angebracht. Oben ist an dem Gefäß noch die Öffnung E angeordnet. Man tue nun durch diese Öffnung Wasser in das Gefäß hinein, und zwar einen Topf voll, wie er neben dem Gefäß dargestellt ist, sofern das Gefäß drei solche Töpfe faßt. Hierauf setze man das Gefäß drei oder vier Minuten lang auf Feuer und lasse die obere Öffnung E offen. Nunmehr ziehe man das Gefäß wieder vom Feuer fort und lasse das noch in demselben befindliche Wasser hinaus. Man wird hierbei finden, daß ein Teil des Wassers durch die Hitze des Feuers verdampft ist. Nunmehr fülle man in das Gefäß wiederum die gleiche Menge Wasser wie vorhin, setze das Gefäß wiederum auf das Feuer, verschließe aber sowohl die obere Öffnung E wie den Hahn D. Man lasse das Gefäß während der gleichen Zeit auf dem Feuer wie vorhin, ziehe es dann vom Feuer zurück und lasse es erkalten, ohne die Öffnung E zu öffnen. Gießt man nun das Wasser aus dem Gefäß aus, so wird man finden, daß dieses in derselben Menge vorhanden ist, die man in das Gefäß hineinfüllte. Hieraus ersieht man, daß das Wasser, das zu Dampf geworden war, jetzt wieder zu Wasser sich verwandelt und sich selbst abgekühlt hat. Man kann auch noch einen anderen Versuch machen. Man tue wiederum ein Quantum Wasser in das Gefäß und setze dieses auf das Feuer, nachdem man die Öffnung E geschlossen und den Hahn D geöffnet hat. Setzt man nun den Topf neben das Gefäß, so wird sich das Wasser infolge der Hitze des Feuers aus dem Gefäße emporheben.“
Abbildung 12.
Versuch Salomons de Caus über die Kondensation des Dampfes.
Aus diesem Theorem I geht mit Sicherheit hervor, daß Salomon de Caus das Wesen der Kondensation des Wasserdampfes erkannt hat.
Salomons de Caus Theorem V.
„Wasser steigt mit Hilfe des Feuers höher als seine Oberfläche.
Man kann mit Hilfe des Feuers Wasser zum Steigen bringen. Hierzu können verschiedene Vorrichtungen dienen. Eine derselben will ich hier beschreiben. A (Abb. [13]) sei eine ringsum gut verlötete Kugel, an welcher sich eine Öffnung D befinde, durch welche man Wasser in das Gefäß tue. In die Kugel A führt bis fast auf deren Grund ein Rohr B. Nach Einführung des Wassers schließe man den Hahn D und stelle das Gefäß auf Feuer. Dann wird die dem Gefäß zugeführte Wärme das ganze Wasser aus dem Rohr B austreten lassen.“
Abbildung 13.
Salomons de Caus Vorrichtung zum Heben von Wasser mit Hilfe des Feuers.
Unter den übrigen von Salomon de Caus angegebenen Vorrichtungen zum Heben von Wasser sind für uns noch einige solche von Interesse, bei denen die Sonnenwärme als Wärmequelle zur Erzielung der Verdampfung benutzt wird. Als Aufgabe 13 beschreibt er eine Maschine, mit deren Hilfe man stehendes Wasser in Gestalt einer kontinuierlichen Fontäne zum Ausströmen bringen kann. Auf dem Wasserbehälter I (Abb. [14]) stehen vier kleine kastenförmige Gefäße; sie sind unten durch ein Rohr P miteinander verbunden. Dieses Rohr mündet in seinem mittleren Teile mittels eines Ventils H in das im Behälter I enthaltene Wasser. Oberhalb der vier kleinen Gefäße liegt ein Rohr E, von welchem je ein senkrechtes Rohr in diese Gefäße mündet. Ein Rohr N mit Ventil G führt von dem Rohr E zu der kontinuierlich zu betreibenden Fontäne. Die oberen vier Gefäße werden durch die Öffnung M zur Hälfte mit Wasser gefüllt. Hierbei wird dieses Wasser durch das Ventil H zurückgehalten. Läßt man nun die Sonne direkt oder unter Einschaltung von Brenngläsern auf die vier oberen Gefäße scheinen, so dehnt sich die in diesen befindliche Luft aus und drückt das Wasser in das Rohr E und durch das Ventil G und Rohr N zu dem Springbrunnen. Dieser läßt das Wasser wieder in das Gefäß I zurückfallen. Wird die Zufuhr der Sonne unterbrochen, was bei Eintritt der Dunkelheit von selbst erfolgt, so kühlt sich die in den vier oberen Gefäßen enthaltene Luft ab und vermindert ihr Volumen. Infolgedessen schließt sich das Ventil G, wogegen sich das Ventil H öffnet und Wasser aus dem Gefäß I in die oberen Gefäße nach oben hin übertreten läßt. Bescheint die Sonne wiederum den Apparat, so beginnt das Spiel von neuem.
Abbildung 14.
Vorrichtung Salomons de Caus zum Heben von Wasser mit Hilfe der Sonnenwärme.
Als Aufgabe 15 beschreibt Salomon de Caus die in Abb. [15] dargestellte Sonnenkraftmaschine. Hier sind in dem Gestell A Brenngläser angebracht, die die Sonnenstrahlen auf zwei Metallkästen werfen, die in ihrem Innern die nach Aufgabe 13 ausgeführte Vorrichtung enthalten. Durch Ventil C und Rohr D tritt die unter Druck stehende Flüssigkeit zu der im Nebenraum aufgestellten Fontäne über.
Abbildung 15.
Vorrichtung Salomons de Caus zum Heben von Wasser mit Hilfe der Sonnenwärme.
Salomon de Caus war 1576 zu Dieppe geboren. Seines Zeichens Architekt, kam er im Jahre 1612 nach England, um den Park des Prinzen von Wales zu Richmond auszugestalten. Als sich die Tochter des Prinzen, die Prinzessin Elisabeth, im Jahre 1615 mit Kurfürst Friedrich V. von der Pfalz vermählte, siedelte Salomon de Caus nach dessen Residenz Heidelberg über. Der dortige Schloßpark und die Schloßterrasse sind sein Werk. 1619 kehrte er in seine Heimat zurück, wo er im Jahre 1626 verstarb. Bailles[30] und Arago[31] erblickten in Salomon de Caus den Erfinder der Dampfmaschine. Im Jahre 1834 wurde ein angeblich von Marion Delorme an den Marquis de Cinq-Mars gerichteter Brief veröffentlicht[32], in dem mitgeteilt wurde, daß de Caus, da man seine Anschauungen über die Dampfkraft für die Ausgeburt eines kranken Gehirns hielt, von Richelieu zu Bicêtre eingekerkert worden sei. In der Folgezeit erschien denn auch Salomon de Caus in Wort und Bild als Märtyrer seiner Ideen. Unter anderem widmete ihm Brachvogel 1859 das Drama „Mon de Caus“. Dagegen stellte sich der Brief Delormes als eine Fälschung heraus. Dieses hindert aber nicht, anzuerkennen, daß die Arbeiten Salomons de Caus eine wichtige Etappe auf dem Wege zu der Erkenntnis des Wesens des Dampfes bilden. Für die Vielseitigkeit dieses zu früh dahingerafften Pioniers der Dampfkraft spricht der Umstand, daß er auch über Perspektive (London 1612), Sonnenuhren (Paris 1624), Harmonie (Frankfurt 1615) Abhandlungen hinterlassen hat.
Neben Salomon de Caus ist noch zu nennen der ebenfalls aus Dieppe stammende Isaak de Caus. Dieser verfaßte im Jahre 1644 ein Buch über eine neue Erfindung, um Wasser zu heben; dasselbe enthält aber nichts über die des Hebens mittels Feuer.
Mit dem Jahre 1617 erschließt sich für den die Geschichte der Dampfmaschine behandelnden Fachmann eine eigenartige Quelle in Gestalt der englischen Patentschriften. Eins der besten Geschichtswerke über die Entwicklung der Dampfmaschine ist Fareys „Treatise on Steam Engine, historical, practical and descriptive, London 1827“. Desgleichen Robert Stuarts Descriptive History of the Steam Engine, London 1824. Beide Werke enthalten aber Angaben, welche gegenüber der sich auf die englischen Patentschriften stützenden Forschung nicht bestehen können. So enthält Stuarts History eine Zusammenstellung der auf die Verbesserung der Dampfmaschine, der Feuerungen und der Dampfkessel bezüglichen englischen Patentschriften, die als lückenhaft und als zum Teil unzutreffend zu bezeichnen ist. Durch einen Zufall wurde dem Schreiber dieses auch eine Anzahl in anderen gründlichen Werken enthaltener Unstimmigkeiten kund, die derselbe in einer längeren Abhandlung: „Beiträge zur Geschichte der Erfindungen im 17. und 18. Jahrhundert“ in „Glasers Annalen für Gewerbe und Bauwesen“ 1897, Nr. 488 u. ff., richtig stellte.
Die sämtlichen seit dem 11. März 1617 erteilten englischen Patente sind im Jahre 1857 gesammelt und bei George Edward Eyre und William Spottiswoode in London neu gedruckt worden. In ihnen ist für die Erforschung der Fortschritte der Technik von jener Zeit an ein reicher Stoff niedergelegt, der den im übrigen durchaus gewissenhaften Forschern Farey und Stuart nicht zur Verfügung stand. Nun gibt es außer jenem Neudruck der seit 1617 ausgegebenen englischen Patentschriften auch die von uns bereits mehrfach zitierten Abridgements of Specifications relating to the Steam Engine. Leider lassen aber auch diese eine absolute Zuverlässigkeit vermissen. Schreiber dieses hat daher, um hier eine Lücke auszufüllen, sämtliche englischen Patentschriften vom Jahre 1617 bis auf James Watts erstes Patent vom Jahre 1769, insgesamt 913 Stück, daraufhin geprüft, ob sie sich auf die Verbesserung der Dampfmaschine oder Verwandtes beziehen.
Abbildung 16.
Titelbild zu Giovanni Brancas Buch „Le Machine“.
Die ältesten englischen Patentschriften ergehen sich nur in allgemeinen Wendungen über den Gegenstand des Patents und geben daher keine Möglichkeit, sich diesen zweifellos zu vergegenwärtigen.
Schon aus den ersten dieser Patentschriften geht aber zweifellos das große Interesse hervor, das die damalige Industrie hatte, um sich neue bewegende Kräfte dienstbar zu machen. Als ein auf diesem Gebiete tätiger Erfinder tritt uns David Ramseye entgegen. Ihm wurde in Gemeinschaft mit Thomas Wildgosse am 17. Januar 1618 das Patent Nr. 6 erteilt auf eine neue und geeignete kompendiöse Art von Maschinen und Instrumenten und andere nützliche Erfindungen, Mittel und Wege zum Besten des Gemeinwohles, um so wohl die Äcker ohne Pferde und Ochsen zu pflügen und die Fruchtbarkeit des Bodens zu vermehren, ferner um Wasser von niedrig gelegenen Orten zu höher gelegenen Orten zu heben, Städte und Landedelsitze mit Wasser zu versorgen und andere Plätze, die bisher ohne Wasser sind, mit geringerer Mühe als bisher, und Fracht- und Passagierschiffe auf dem Wasser zu bewegen, sowohl schneller bei Windstille als auch sicherer im Sturm, als dies bei Schiffen mit voller Takelung möglich ist.
Unter dem 8. August 1622 erhielt eben derselbe David Ramseye in Gemeinschaft mit John Jacke das Patent Nr. 21 auf eine neue und nützliche Erfindung, Kunst und Mittel, zwei nützliche Maschinen und Instrumente herzustellen und zu benutzen, die eine zum Heben von Wasser, um Ländereien und Bergwerke zu entwässern, die andere um einen Bratspieß oder dergleichen zu drehen.
Wir erwähnen diese beiden Ramseyeschen Patente hier, obgleich sie nicht mit Bestimmtheit auf Dampfmaschinen sich beziehen, um deswillen, weil Ramseye Inhaber des später noch von uns zu nennenden ersten englischen Dampfmaschinenpatents Nr. 50 vom 21. Januar 1630 ist.
Im Jahre 1627 gab Jean Leurechon unter dem Namen „Van Etten, ein Student der Universität zu Pont à Mousson“, ein unterhaltendes, mathematische, physikalische usw. Dinge behandelndes Buch heraus: Récréations mathématiques, Rouen. In diesem wurde außer den in Herons Druckwerken beschriebenen Anwendungen der Dampfkraft auch die Dampfkanone von Bourgeois (vgl. S. [32]) vorgeführt[33].
Abbildung 17.
Giovanni Brancas Antrieb eines Walzwerkes durch warme Luft.
Um diese Zeit brachte Cornelius Drebbel (geb. 1572 zu Alkmaar, gest. 1634 zu London) ein musikalisches Instrument durch Flüssigkeit, auf welche die Sonne einwirkte, zum Tönen[34].
Das Jahr 1629 bildet einen wichtigen Merkstein in der Geschichte der Dampfmaschine. In diesem Jahre veröffentlichte Giovanni Branca sein mit zahlreichen höchst anschaulichen Abbildungen ausgestattetes Buch „Le Machine“, dessen mit den Bildnissen Vitruvs und Archimedes geziertes Titelbild wir in Abb. [16] wiedergeben.
Aus diesem Werke Brancas sind für die Geschichte der Dampfmaschine die Figuren 2 und 25 von Wichtigkeit.
In Figur 2, die in Abb. [17] wiedergegeben ist, stellt Branca ein Walzwerk dar, das durch die Abhitze eines Schmiedefeuers angetrieben wird.
Branca beschreibt dieses Warmluftrad wie folgt: „In jener Figur 2 wird ein Verfahren gezeigt, um eine Stange Goldes, Silbers oder sonst eines Stoffes auszuwalzen, sowie Medaillen, Münzen und dergleichen mit einem Aufdruck zu versehen. Zunächst sieht man einen Handwerker neben dem Schmiedefeuer M unter der Esse L K H G auf dem Amboß T den Hammer schwingen.
Die Esse läßt in der dargestellten Ausführung die warme Luft nach oben hin austreten und versetzt hierbei das Rad I in Drehung, durch dessen Bewegung die Triebe N P R und von diesen die Räder O Q F und die Welle A gedreht werden. Letztere liegt konzentrisch zu dem Rade F. Hier nun kann ein zweiter Handwerker je nach Wunsch den Metallstab E entweder auswalzen oder mittels der Preßansätze B und C mit Aufdrucken versehen.“
Die in Figur 25 dargestellte, in Abb. [18] wiedergegebene Vorrichtung hat Jahrhunderte hindurch geschlummert. Erst als die Elektrotechnik ihren Siegeszug durch die Welt vollzog und für den Antrieb der Dynamomaschine schnell laufende Kraftmaschinen verlangte, ist sie durch Parsons und Laval gegen Ende des 19. Jahrhunderts in Gestalt der Dampfturbine zu neuem Leben erwacht und zu einer anfangs nicht geahnten Verbreitung, auch außerhalb der Elektrotechnik, insbesondere im Schiffswesen, gelangt.
Abbildung 18.
Giovanni Branca's Dampfrad.
Giovanni Branca beschreibt sein Dampfrad wie folgt: „Aus jeder Abbildung lassen sich die besten Grundlagen und Grundsätze für den jeweilig vorliegenden Zweck ableiten. Figur 25 stellt eine Vorrichtung dar, um Stoffe, die zur Herstellung von Pulver dienen, zu zermalmen. Wunderbar ist aber der Motor dieser Vorrichtung, der in einem metallenen Kopfe besteht, der mit A bezeichnet ist, durch die Öffnung B mit Wasser gefüllt und auf den mit brennenden Kohlen angefüllten Herd C gesetzt ist. Der Kopf kann nun nach keiner anderen Richtung hin ausatmen als durch seinen Mund D. So wird er denn einen so starken Hauch von sich geben, daß er das Schaufelrad E samt dem Rade G, dem Triebe H, dem Rade I, dem Triebe K, dem Rade L und die mit diesem verbundene Walze in Drehung versetzt. Auf dieser Walze sind die beiden Hebedaumen N und O angebracht, die abwechselnd die durch P geführten Stempel anheben, die dann die in den Gefäßen M befindlichen Stoffe zertrümmern.“
Das Jahr 1630 bringt das erste auf eine Dampfmaschine bezügliche englische Patent. In der zugehörigen Urkunde ist im Gegensatz zu den vorhergehenden Patentschriften ausdrücklich angegeben, daß es sich um die Ausnutzung des Feuers oder, mit anderen Worten, des Dampfes zur Leistung von Arbeiten handelt.
Dieses Patent trägt die Nr. 50 und ist unter dem 21. Januar 1630 dem bereits als Mitinhaber der Patente Nr. 6 und Nr. 21 genannten David Ramseye erteilt.
Das Patent ist außerordentlich vielseitig und betrifft:
1. die Herstellung von Salpeter,
2. das Heben von Wasser aus tiefen Gruben durch Feuer,
3. den Antrieb von Mühlen an stehenden Gewässern durch ständige Bewegung, ohne Benutzung von Wind, Bedienungsmannschaften oder Pferden,
4. die Herstellung von Teppichen ohne Webstuhl,
5. die Herstellung von Schiffen, Booten und Barken, die sich gegen starken Sturm und Strömung fortbewegen,
6. die Erhöhung der Fruchtbarkeit des Erdbodens,
7. die Hebung des Wassers aus tiefgelegenen Orten und Kohlengruben auf eine neue Art,
8. das Weichmachen von Eisen und Kupfer,
9. das Bleichen von Wachs.
Im Jahre 1633 wurden die von uns bereits erwähnten „Récréations mathématiques“ Leurechons durch Oughtred ins Englische übersetzt[35]. Hier wurden die Äolipilen als Hilfsmittel beim Metallschmelzen vorgeschlagen.
Vielleicht ist diese Veröffentlichung der Anlaß zu dem englischen Patent Nr. 71 gewesen, das unter dem 24. Juni 1634 an Arnold Rotsipen erteilt wurde. Dasselbe betrifft außer verschiedenen auf anderen Gebieten liegenden Erfindungen einen mechanischen Hammer (hammer Mill), der durch Wasserdampf oder durch ein Pferd angetrieben wird und gestattet, mehr oder minder starke Schläge auszuüben, obgleich der Antrieb stets mit der gleichen Geschwindigkeit erfolgt. Dieses wichtige Patent ist in den Abridgements auffallenderweise nicht enthalten.
Um diese Zeit vollzog sich jener große Fortschritt in der Kenntnis des Luftdrucks, der an die Namen Galilei, Torricelli, Pascal und Otto v. Guericke geknüpft ist und fruchtbringend auf die Entwicklung der Anwendung der Dampfkraft — wenn auch nicht sofort erkennbar — einwirkte.
Im Jahre 1643 veröffentlichte der Jesuitenpater Athanasius Kircher in dem Buche „De arte magnetica“ eine Verbesserung des Brancaschen Schaufelrades. Dieselbe bestand im wesentlichen darin, daß auf das Rad an Stelle eines einzigen Dampfstrahles deren zwei zur Einwirkung gebracht wurden[36].
1648 empfahl der Bischof Wilkins in der Mathematical Magic die von Cardanus verbesserte Äolipile (vgl. S. [28]) zum Läuten der Kirchenglocken und zum Antrieb von Musikwerken, zum Garnhaspeln, zum Schaukeln von Kinderwiegen und zum Drehen von Bratspießen.
Im Jahre 1650 treffen wir auf ein Schriftstück, das von demjenigen Manne herrührt, der gleichsam ein englisches Gegenstück zu Salomon de Caus bildet, indem ihm von zahlreichen englischen Geschichtsforschern das Verdienst zugeschrieben wird, die erste als Dampfmaschine anzusprechende Vorrichtung erfunden und in praktische Benutzung genommen zu haben. Es ist dies Edward Somerset, Marquis of Worcester. Einer reichen Aristokratenfamilie angehörig, war Worcester ein Gegner Cromwells. Als dieser die königlichen Truppen besiegte, ging Worcester im Jahre 1648 seiner Besitzungen verlustig und mußte nach Frankreich flüchten, wo er sich mehrere Jahre hindurch aufhielt. König Karl II. hoffte auf die Beihilfe Ludwigs XIV. Dem widersetzte sich aber der Kardinal Mazarin, und es blieb Karl II. nichts anderes übrig, als Vermittler nach England zu senden, die seine Rückkehr auf den englischen Thron einleiten sollten. Als ein solcher Vermittler ging auch der Marquis of Worcester nach England, wurde aber auf Parlamentsbeschluß vom 28. Juli 1652 dem Tower als Gefangener zugeführt. Hier nahm er seine schon von Jugend auf betriebene Beschäftigung mit mechanischen Künsten wieder auf und brachte eine Anzahl von ihm gemachter Erfindungen zu Papier. Dieser unfreiwillige Aufenthalt dürfte bis etwa zum Juni 1655 gewährt haben. Hier nun verfaßte er die erste Niederschrift eines Buches: „Ein Hundertvoll der Namen und Beispiele solcher Erfindungen, von denen ich mich erinnere, daß ich sie versucht und vervollkommnet habe“. Diese Schrift kam aber erst im Jahre 1663 in die allgemeine Öffentlichkeit. Am 15. November 1661 erhielt der Marquis of Worcester das Patent Nr. 131. Dasselbe betrifft:
1. eine Uhr ohne Schnur und Kette,
2. Schnelladekanonen und Pistolen,
3. eine Vorrichtung, um durchgehende Pferde ohne Gefahr von dem Wagen loszulösen,
4. ein Schiff, das gegen den Strom und gegen den Wind geht.
Die hier unter Nr. 4 aufgeführte Erfindung ist von verschiedenen Geschichtsforschern, z. B. Woodcroft, dahin ausgelegt, daß sie sich auf ein Dampfschiff beziehe. Hierfür bietet aber die Patentschrift Nr. 131 keinerlei Anhalt. Hieraus scheint sich vielmehr zu ergeben, daß es sich um eine eigenartige Benutzung der Kraft des Windes handelt, die auch zum Be- und Entladen von Schiffen benutzt werden sollte.
Im Jahre 1659 gab Jakob Dobrzenski ein größeres reich illustriertes Buch Nova et amaenior de admirando fontium genio Philosophia heraus, in welchem in Anlehnung an Heron von Alexandrien eine Anzahl hydraulischer Apparate, u. a. auch eine Vorrichtung, um Wasser durch die Kraft erwärmter Luft zu heben, beschrieben wird.
Nunmehr sind zwei Patente bemerkenswert, die im Verlaufe des Jahres 1662 erteilt wurden. Dieselben enthalten zwar keine Angaben, aus denen hervorgeht, daß es sich um die Anwendung der Dampfkraft handelt, die jedoch derart abgefaßt sind, daß sie dahin gedeutet werden können, daß es sich um eine solche handelte.
Das erste dieser beiden Patente ist am 12. März 1662 an Ralph Waine unter Nr. 135 verliehen. Als Gegenstand des Patents ist angegeben: eine Maschine mit perpetuierlicher Selbstbewegung, die ohne Hilfe einer Person oder einer Kreatur nicht nur weite Flächen Landes von großen Wassermengen trocken legt, sondern auch Bergwerke von mehr als 50 Fathoms Tiefe.
Das zweite Patent trägt die Nummer 139 und ist am 17. September 1662 an Thomas Togood erteilt. Dasselbe betrifft eine Erfindung, neue Schiffe zu bauen, die ohne Hilfe von Wind und Strömung fahren, und eine neue Erfindung zum Heben von Wasser mit Wassersaugern, die eine besondere Anwendung finden können, sowie die Entwässerung von Bergwerken, die mit Hilfe der bisher bekannten Maschinen nicht erreicht werden kann. Im Jahre 1663 erschien die bereits erwähnte Schrift des Marquis of Worcester: „Ein Hundertvoll Namen und Beispiele von Erfindungen“. Der vollständige Titel dieser von den einen in den Himmel gehobenen, von den anderen als Ergebnis hohler Prahlerei verschrieenen Druckschrift lautet:
„Ein Hundertvoll der Namen und Beispiele von denjenigen Erfindungen, von denen ich mich entsinnen kann, sie versucht und ausgebildet zu haben, welche ich (da meine früheren Niederschriften verloren gegangen sind) auf inständiges Ersuchen eines machtvollen Freundes im Jahre 1655 versucht habe, in einer solchen Weise niedergelegt habe, daß ich mich aus ihnen derart unterrichten kann, daß ich imstande bin, die eine oder andere praktisch auszuführen. Artis et Naturae proles. London. Gedruckt bei J. Grismond im Jahre 1663.“ Das Buch ist dem englischen König und dem Parlament gewidmet.
Unter den hundert verschiedenen, zum großen Teil nur andeutungsweise aufgeführten Erfindungen befinden sich u. a. folgende: Verstellbarer Stempel (Nr. 1), Abfeuern von Kanonen bei Nacht wie bei Tage (Nr. 8), eine Höllenmaschine (Nr. 9), die so klein ist, daß man sie in der Tasche tragen kann, und die, im Innern des größten Schiffes angebracht, zu einer bestimmten Minute, selbst nach Verlauf einer Woche, bei Tag oder Nacht das Schiff unfehlbar zum Sinken bringt. Nr. 10 bezieht sich auf das Tauchen, um von einer eine Meile entfernten Stelle aus die unter Nr. 9 erwähnte Höllenmaschine an dem Schiffe anzubringen. Unter Nr. 11 wird dann ein Mittel angegeben, um ein Schiff vor jenen Höllenmaschinen zu bewahren. Ein Verfahren (Nr. 15), ein Boot zu bauen, das von selbst ohne Hilfe eines Menschen oder eines Tieres gegen Wind und Strömung fährt; ein Meeresschloß (Nr. 16) oder -festung kanonenschußsicher zu machen, das auch innerhalb einer Stunde bei 1000 Mann Besatzung in drei Schiffe verwandelt werden kann. Ein auf der Themse schwimmender Blumengarten (Nr. 17). Eine Wasserhebevorrichtung (Nr. 21). Bewegung von Lasten mit geringem Kraftaufwande (Nr. 27). Eine Repetierpistole (Nr. 58). Als Anwendungsarten des Dampfes kommen nur die unter Nr. 68, 98 und 100 beschriebenen Vorrichtungen in Frage.
Unter Nr. 68 heißt es: „Eine merkwürdige und sehr kräftige Art, Wasser zu heben, und zwar nicht in der Weise, daß es hinaufgedrückt oder hinaufgesaugt wird, denn dies ist, wie die Philosophen sagen, nur intra sphaeram activitatis, d. i. innerhalb enger Grenzen möglich. Der hier beschriebene Weg kennt keine Grenzen der Wirkung, sofern nur die dabei benutzten Gefäße stark genug sind. Ich nahm ein Kanonenrohr, von dem an dem einen Ende ein Stück abgesprungen war, füllte dessen Hohlraum zu drei Viertel mit Wasser, verschloß das Mundloch und das Zündloch sorgfältig mittels Schrauben. Nunmehr brachte ich ein starkes Feuer unter das Kanonenrohr, das dann nach 24 Stunden mit lautem Krach zerbarst. So hatte ich auf diese Weise ein Verfahren erkannt, um meine Gefäße so herzustellen, daß sie nacheinander mittels der in ihnen aufgespeicherten Kraft gefüllt werden können.
Ich habe gesehen, wie das Wasser gleich dem ständigen Strahl eines Springbrunnens 40 Fuß hochstieg. Ein Gefäß, das Wasser enthielt, das durch Feuer verdünnt wurde, trieb vierzig Gefäße kalten Wassers empor. Und ein Mann, der die Vorrichtung bedient, braucht nichts weiter zu tun, als zwei Hähne zu drehen, damit wenn das in dem einen Gefäß enthaltene Wasser verbraucht ist, ein anderes Gefäß zu arbeiten und sich mit kaltem Wasser zu füllen beginnt usw. Erforderlich ist, daß das Feuer gleichmäßig unterhalten wird. Dieses kann aber durch ein und dieselbe Person besorgt werden, und zwar zwischen der Drehung der erwähnten Hähne.“
Unter Nr. 98 heißt es: „Eine so ersonnene Maschine, daß, wenn der bewegliche Teil („primum mobile“) vorwärts oder rückwärts, aufwärts oder abwärts, im Kreise oder winklig, hin und her, gerade, senkrecht sich bewegt, die angestrebte Wirkung ständig vor sich geht, ohne daß eine der vorgenannten Bewegungen die andere hindert oder vermindert. Alle Bewegungen vereinigen sich vielmehr, um der Vorrichtung Kraft in erhöhtem Maße zuzuführen. Und daher nenne ich diese Maschine eine ‚halballmächtige Maschine‛ (A Semi-omnipotent Engine). Ein Modell derselben soll mir dermaleinst in das Grab mitgegeben werden.“
Unter Nr. 100 macht dann der Marquis of Worcester folgende Ausführungen:
„Durch das merkwürdige Hilfsmittel, welches die beiden zuletzt genannten Erfindungen darbieten, ist nun von mir nach jahrelangem Arbeiten ein Wasserwerk ausgeführt worden, mit dessen Hilfe mit der Kraft eines Kindes eine unglaubliche Menge Wassers 100 Fuß hoch gehoben werden kann, und zwar sogar in einem Rohre von zwei Fuß Durchmesser. Und dies geht so natürlich vor sich, daß die Maschine noch nicht einmal in dem benachbarten Raum gehört wird, und so leicht und einfach, daß, wenn die Maschine selbst während eines ganzen Jahres Tag und Nacht in Tätigkeit wäre, die Reparaturen noch nicht 40 Schillinge kosten und keinen Tag erfordern würden.
Ich kann daher diese Maschine mit Kühnheit das bewundernswerteste Werk der ganzen Welt nennen. Dieselbe vermag nicht nur mit kleinem Aufwande alle Sorten von Bergwerken zu entwässern, sondern auch selbst hochgelegene Städte mit Wasser zu versorgen. Hierbei läßt sie das Wasser durch die Straßen laufen und übernimmt demnach auch das Amt der Straßenreiniger. Auch liefert sie den Einwohnern für ihre Privatzwecke Wasser in genügender Menge. Sodann versorgt sie Flüsse mit derartigen Wassermassen, daß sie schiffbar sind und bleiben von einer Stadt zur anderen.
Und so hebt sie die Verhältnisse mit vermehrtem Vorteil, Nutzen, Bewunderung und Stetigkeit. Daher glaube ich denn auch wohl mit Recht, daß durch diese Erfindung meine Arbeiten gekrönt werden und daß sie mich für alle meine gehabten Aufwendungen entschädigen wird, so daß ich nicht mehr gezwungen bin, meine Gedanken auf weitere neue Erfindungen zu richten.
Hiermit ist das Hundert voll, und ich will den Leser nicht weiter ermüden, denn ich habe die Absicht, der Nachwelt ein Werk zu schenken, in welchem unter allen den behandelten Kapiteln angegeben werden soll, wie die genannten Erfindungen ausgeführt werden können, und zwar unter Beifügung von Kupferstichen.
In bonum publicum.
In Majorem Dei Gloriam.“
Dieses vom Marquis of Worcester der Nachwelt verheißene Werk ist nicht zur Ausführung gekommen. Wohl aber hat Henry Dircks es unternommen, die hundert Erfindungen nach Kräften zu erklären[37].
Die Nachwelt hat mehrfach den Versuch unternommen, die unter Nr. 68 des Centurys angegebene Maschine zu rekonstruieren.
Die Abb. [19] stellt die vermutliche Anordnung der Worcesterschen Wasserhebemaschine nach La Cour und Appel dar[38]. Wir sehen hier links das Gefäß, in dem der Dampf entwickelt wird, der dann in das rechts stehende Gefäß geleitet wird und aus diesem das Wasser in einem Steigrohr empordrückt.
Wie Salomon de Caus so ist auch der Marquis of Worcester als Erfinder der Dampfmaschine poetisch verherrlicht worden, und zwar in Bulwers „The last of the Barons“.
Abbildung 19.
Wasserhebemaschine des Marquis of Worcester.
Nach La Cour und Appel.
Des Marquis of Worcester „Century of Inventions“ ist in Handschrift unter den Harleian Papers im Britischen Museum erhalten und trägt hier die Sammlungsnummer 2428. Sie wurde, wie wir bereits mitteilten, zuerst im Jahre 1663 veröffentlicht. Im Jahre 1746 erfolgte ein Neudruck, bei welcher Gelegenheit man in Desaguliers den Verfasser vermutete. Eine spätere Ausgabe aber erfolgte zu Glasgow im Jahre 1767, nachdem James Watt seine Erfindungen begonnen hatte. 1786 erfolgte zu London ein dritter Abdruck und im Jahre 1813 ein vierter zu Newcastle durch John Buddle. Schließlich veröffentlichte Henry Dircks das Century als Appendix zu seinem von uns zitierten Buche über Leben, Zeitalter und Arbeiten des Marquis of Worcester.
Die Abridgements of Specifications relating to the Steam Engine (London 1871) berichten, daß der Marquis of Worcester unter dem 3. Juni 1663 durch Parlamentsakte auf seine Wasserhebemaschine ein Privileg erhielt. Dasselbe ist in der im Jahre 1857 veröffentlichten Sammlung englischer Patente nicht enthalten und bezweckte, „Edward Marquis of Worcester in den Stand zu setzen, die von ihm erfundene Wasserhebemaschine auszunutzen“. In der Einleitung heißt es: „Edward Marquis of Worcester hat Seiner Majestät dem König die Versicherung gegeben, daß er auf Grund langer und unermüdlicher Anstrengungen und Eifers und unter erheblichen Aufwendungen ein Naturgeheimnis aufgedeckt habe, nämlich eine Wasserhebemaschine von größerer Stärke und größeren Vorzügen, als man bisher kannte. Diese Maschine ist keine Pumpe oder Kraftmaschine (force), wie sie jetzt im Gebrauch sind, noch ein Werk, das mit Saugern, Eimern oder Balgen arbeitet, wie man sie bisher zum Heben und Transportieren von Wasser benutzt hat, welche Maschine der Allgemeinheit einen großen Nutzen gewähren wird. Und da nun der Marquis of Worcester gewillt und bereit ist, Sr. Majestät den zehnten Teil des ihm daraus erwachsenden Nutzens zu überlassen, soll ihm allein die Benutzung seiner Erfindung für 99 Jahre gewährt werden.