Chapter 2

Abbildung 5.„Der Opfertanz.“ (Nach Heron von Alexandrien.)

Nunmehr bringen wir in Abb.6einen 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 durchdie 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.7dargestellte Vorrichtung nutzt dieDampfkraft 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 derÄolsball (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 seiABein mit Wasser gefüllter geheizter Kessel. Seine Mündung sei mit dem DeckelCDverschlossen; durch diesen sei eine gebogene RöhreEFGgetrieben, deren EndeGluftdicht in eine Hohlkugel eingepaßt sei. Dem EndeGliege ein auf dem DeckelCDfeststehender ZapfenLMdiametral gegenüber. Die Kugel sei mit zwei gebogenen, einander diametral gegenüberstehenden RöhrchenHundKversehen, die in sie münden und nach entgegengesetzten Richtungen gebogen sind. Wird nun der Kessel geheizt, so ist die Folge, daß der Dampf durchEFGin die Kugel dringt, durch dieumgebogenen Röhren nach dem Deckel hin ausströmt und die Kugel in Drehung versetzt, ähnlich so, wie dies bei den tanzenden Figuren der Abb.5der 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 SchriftstellerVitruvius 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 berichtetArago[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 GeschichtschreiberAgathias, 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 BaumeisterAnthemius, der Wiedererbauer der durch ein Erdbeben zerstörten Sophienkirche in Konstantinopel, mit seinem NachbarZenoin eigenartiger Weise ausfocht. Anthemius, ein aus Trallas in Kleinasiengebürtiger 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 ProkonsulDr.Degenin 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 alsausdrücklichgesagt, 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 Maschinenauch 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 sieaus der ihm eigenen Kunsteingerichtet 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, wieWilliam von Malmesburyberichtet[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 BischofsGerbert von Reims, des späteren Papstes SilvestersII, sein[12].

Im Laufe der folgenden Jahrhunderte begegnen wir hin und wieder Beschreibungen des bereits erwähnten Götzenbildes desPüstrich,PeustrichoderBustard. 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 WerkeDe Architectura seu de re aedificatoria, Flor. 1485[13], daß die Kalkbrenner der damaligen Zeit große Furcht vor den Kalksteinen hatten, welche mit Luft gefüllte Höhlungenenthielten; wenn diese nämlich erhitzt würden, bildete sich in diesen Dampf, und dieser gäbe Anlaß zu höchst gefährlichen Explosionen.

VonLeonardo 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 aufgebauteVorrichtung zum Heben von Wasser durch Feuer, d. i. durch die bei Erwärmung des Wassers in Röhren auftretende Aspiration, angegeben[15]. Dieselbe ist in Abb.8dargestellt. Oberhalb des das Wasser enthaltenden Schachtes ist ein Feuer angebracht. Zum Ablassen des gehobenen Wassers dient ein an dem Feuerbehälter angebrachter Hahn.

Auch denAuftrieb der warmen Luftbenutzte 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.9erkennen 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 seinemCodex Atlanticus,fol. 253, des weiteren auch eine Andeutung gemacht, dieDr. Hermann Grothe[17]dahin auslegt, daß dort ein Vorschlag gemacht sei, dieDampfkraft zum Antrieb einer Barkezu benutzen. Von irgendeiner praktischen Anwendung verlautet nichts.

Im Jahre 1521 gabCesare Cesarianoin 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 sollBlasco de Garay, der in jungen Jahren an der ersten Entdeckungsfahrt des Christoforo Colombo teilgenommen hatte, im Hafen von Barcelona dem Kaiser KarlV.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 KarlV.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 KarlV., 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 aufeiner 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 KarlV., 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 KarlV.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, undnur 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 hatJohn Marc Gregorin einem am 14. April 1858 in derSociety of Artsin 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 einvon 40 Mann bewegtes Schaufelradgehandelt 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 machtJohannes 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 BaumeisterPhilibertDelorme(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 (Bressonzugeschriebenen) 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 vonBartholemeo Scappiaus, der ihn in seinem BucheOpera 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 vonFrederigo Commandino. Dieser starb während der Drucklegung zu Urbino. An seiner Stelle besorgte dessen FreundSpaciolusdie 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 diemotorischeAusnutzung der Äolipile deutet.

Von besonderem Interesse ist auch die Beschreibung einer Äolipile, dieSir Hugh Platim 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 vonGeorgi[24].

Im Jahre 1601 beschriebBattista della Portain seinenPneumaticorum libri IIIeinen 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 KisteBC(Abb.10), deren Boden an einer Stelle mit einem Loch versehen sei, durch welches der Hals eines DestilliergefäßesDläuft, 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 RöhreCauf, und diese Röhre sei hinlänglich vom Boden entfernt, um Wasser durchzulassen. Diese Röhre muß etwas über die Oberfläche des Deckels emporragen. Man fülle die KisteBdurch die ÖffnungAmit 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 RöhreCdrücken, 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.

Abbildung 10 und 11.Battista della Portas Verdampfungsversuch.

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 alsmaterasso, Kolben, bekanntist, 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 durchA(Abb.11) dargestellt, und die Öffnung desselben befinde sich in einem flachem GefäßB, das mit Wasser gefüllt ist. Das GefäßAsei mit Luft gefüllt, die mehr oder minder dicht ist, nach Ort und Jahreszeit. Man rücke einen mit Feuer gefüllten kleinen Ofen unter das GefäßA. 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 GefäßAwegnimmt, 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 versuchteMarin Bourgeoisin der Artillerie Wasserdampf an Stelle von Pulver zu verwenden. Hiervon hörteDavid Rivault,Herrvon 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 herausgegebenenElémens 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 derElémens d'Artilleriegegebene 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 vonSalomon 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 Beobachtungenüber 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“IundV.

Salomons de Caus TheoremI.

„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 RohrChineinragt, und zwar bis ungefähr auf dessen Boden. An dem RohreCist ein Hahn zum Öffnen und Verschließen angebracht. Oben ist an dem Gefäß noch die ÖffnungEangeordnet. 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 Gefäßdrei solche Töpfe faßt. Hierauf setze man das Gefäß drei oder vier Minuten lang auf Feuer und lasse die obere ÖffnungEoffen. 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 ÖffnungEwie den HahnD. 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 ÖffnungEzu 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 ÖffnungEgeschlossen und denHahnDgeöffnet 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 derKondensation des Wasserdampfeserkannt hat.

Salomons de Caus TheoremV.

„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 ÖffnungDbefinde, durch welche man Wasser in das Gefäß tue. In die KugelAführt bis fast auf deren Grund ein RohrB. Nach Einführung des Wassers schließe man den HahnDund stelle das Gefäß auf Feuer. Dann wird die dem Gefäß zugeführte Wärme das ganze Wasser aus dem RohrBaustreten 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 WasserbehälterI(Abb.14) stehen vier kleine kastenförmige Gefäße; sie sind unten durch ein RohrPmiteinander verbunden. Dieses Rohr mündet in seinem mittleren Teile mittels eines VentilsHin das im BehälterIenthaltene Wasser. Oberhalb der vier kleinen Gefäße liegt ein RohrE, von welchem je ein senkrechtes Rohr in diese Gefäße mündet. Ein RohrNmit VentilGführt von dem RohrEzu der kontinuierlich zu betreibenden Fontäne. Die oberen vier Gefäße werden durch die ÖffnungMzur Hälfte mit Wasser gefüllt. Hierbei wird dieses Wasser durch das VentilHzurückgehalten. Läßt man nun die Sonne direkt oder unter Einschaltungvon Brenngläsern auf die vier oberen Gefäße scheinen, so dehnt sich die in diesen befindliche Luft aus und drückt das Wasser in das RohrEund durch das VentilGund RohrNzu dem Springbrunnen. Dieser läßt das Wasser wieder in das GefäßIzurückfallen. 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 VentilG, wogegen sich das VentilHöffnet und Wasser aus dem GefäßIin die oberen Gefäße nach oben hin übertreten läßt. Bescheint die Sonne wiederum den Apparat, so beginnt das Spiel von neuem.

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