Von Dionysius Papin bis James Watt.

Abbildung 14.Vorrichtung Salomons de Caus zum Heben von Wasser mit Hilfe der Sonnenwärme.

Als Aufgabe 15 beschreibt Salomon de Caus die inAbb.15dargestellte Sonnenkraftmaschine. Hier sind in dem GestellABrenngläser angebracht, die die Sonnenstrahlen auf zwei Metallkästen werfen, die in ihrem Innern die nach Aufgabe 13 ausgeführte Vorrichtung enthalten. Durch VentilCund RohrDtritt 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 FriedrichV.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 Wasserzu 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 derenglischen Patentschriften. Eins der besten Geschichtswerke über die Entwicklung der Dampfmaschine ist Fareys „Treatise on Steam Engine, historical, practical and descriptive, London 1827“. Desgleichen Robert StuartsDescriptive 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 StuartsHistoryeine 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 zitiertenAbridgements 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 desPatents 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 unsDavid Ramseyeentgegen. Ihm wurde in Gemeinschaft mitThomas Wildgosseam 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 derselbeDavid Ramseyein Gemeinschaft mitJohn Jackedas 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 gabJean Leurechonunter 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 brachteCornelius Drebbel(geb. 1572 zu Alkmaar, gest. 1634 zu London) ein musikalischesInstrument 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 veröffentlichteGiovanni Brancasein mit zahlreichen höchst anschaulichen Abbildungen ausgestattetes Buch „Le Machine“, dessen mit den Bildnissen Vitruvs und Archimedes geziertes Titelbild wir in Abb.16wiedergeben.

Aus diesem Werke Brancas sind für die Geschichte der Dampfmaschine die Figuren 2 und 25 von Wichtigkeit.

In Figur 2, die in Abb.17wiedergegeben 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 SchmiedefeuerMunter der EsseL K H Gauf dem AmboßTden Hammer schwingen.

Die Esse läßt in der dargestellten Ausführung die warme Luft nach oben hin austreten und versetzt hierbei das RadIin Drehung, durch dessen Bewegung die TriebeN P Rund von diesen die RäderO Q Fund die WelleAgedreht werden. Letztere liegt konzentrisch zu dem RadeF. Hier nun kann ein zweiter Handwerker je nach Wunsch den MetallstabEentweder auswalzen oder mittels der PreßansätzeBundCmit Aufdrucken versehen.“

Die in Figur 25 dargestellte, in Abb.18wiedergegebene 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 durchParsonsundLavalgegen Ende des 19. Jahrhunderts in Gestalt derDampfturbinezu 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 Brancabeschreibt sein Dampfrad wiefolgt: „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 zurHerstellung von Pulver dienen, zu zermalmen. Wunderbar ist aber der Motor dieser Vorrichtung, der in einem metallenen Kopfe besteht, der mitAbezeichnet ist, durch die ÖffnungBmit Wasser gefüllt und auf den mit brennenden Kohlen angefüllten HerdCgesetzt ist. Der Kopf kann nun nach keiner anderen Richtung hin ausatmen als durch seinen MundD. So wird er denn einen so starken Hauch von sich geben, daß er das SchaufelradEsamt dem RadeG, dem TriebeH, dem RadeI, dem TriebeK, dem RadeLund die mit diesem verbundene Walze in Drehung versetzt. Auf dieser Walze sind die beiden HebedaumenNundOangebracht, die abwechselnd die durchPgeführten Stempel anheben, die dann die in den GefäßenMbefindlichen Stoffe zertrümmern.“

Das Jahr 1630bringtdas 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 genanntenDavid Ramseyeerteilt.

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“LeurechonsdurchOughtredins 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 anArnold Rotsipenerteilt wurde. Dasselbe betrifft außer verschiedenen auf anderen Gebieten liegenden Erfindungeneinen 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 denAbridgementsauffallenderweise nicht enthalten.

Um diese Zeit vollzog sich jener große Fortschritt in der Kenntnis des Luftdrucks, der an die NamenGalilei,Torricelli,PascalundOtto v. Guerickegeknüpft ist und fruchtbringend auf die Entwicklung der Anwendung der Dampfkraft — wenn auch nicht sofort erkennbar — einwirkte.

Im Jahre 1643 veröffentlichte der JesuitenpaterAthanasius Kircherin 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 BischofWilkinsin derMathematical Magicdie 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 diesEdward 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 KarlII.hoffte auf die Beihilfe LudwigsXIV.Dem widersetzte sich aber der Kardinal Mazarin, und es blieb KarlII.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 gabJakob Dobrzenskiein größeres reich illustriertes BuchNova et amaenior de admirando fontium genio Philosophiaheraus, in welchem in Anlehnungan 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 anRalph Waineunter 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 anThomas Togooderteilt. 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 desMarquis 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, nurintra 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 auchselbst 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 hatHenry Dirckses 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.19stellt die vermutliche Anordnung der Worcesterschen Wasserhebemaschine nach La Cour und Appel dar[38]. Wir sehen hier links das Gefäß, in dem der Dampfentwickelt 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 denHarleian Papersim 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 inDesaguliersden 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 Abdruckund 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.

DieAbridgements 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.

Sollte jemand die Maschine nachahmen oder benutzen, so soll die betreffende Maschine dem Marquis verfallen sein. Und für jede Stunde, die jemand ohne Erlaubnis des Marquis die Maschine benutzt, soll dieser mit 5 Pfund Sterling bestraft werden. Dem Marquis wird aufgetragen, bis zum 29. September 1663 ein Modell seiner Maschine dem Lord Treasurer einzureichen.“

Nachdem dieses Privilegium erteilt worden war, machte ein alter Diener des Marquis namensJames Rollockdie Mitteilung, daß dieser beabsichtige, ein Wasserwerk nach seinem System zu erbauen. Dieser James Rollock war 40 Jahre lang der Augenzeuge der Bemühungen des Marquis gewesen, die darauf abzielten, eine brauchbare Wasserhebemaschinezu schaffen. Im Zusammenhange mit dieser Mitteilung James Rollocks scheint eine alsbald vom Marquis veröffentlichte Schrift zu stehen: „Eine vollkommene und wahre Beschreibung einer überraschenden Wasserhebemaschine“[39].

Nach dieser Schrift befanden sich an dieser Maschine im wesentlichen folgende Teile:

1. ein vollkommenes Gegengewicht für jede beliebige Menge von Wasser;

2. ein vollkommener Ausgleich (countervail) für jede Höhe, auf welche das Wasser gefördert werden soll;

3. ein beweglicher Teil (primum mobile), der sowohl die Förderhöhe als auch die Fördermenge beherrscht;

4. ein Ersatz oder Gegenwert, welcher die Stelle und Arbeit der vollen Kraft eines Mannes, des Windes, eines Tieres oder eines Wasserrades leistet;

5. eine Steuerungsvorrichtung mit Griffen, durch welche ein Kind die ganze Arbeit der Maschine leiten, regulieren und kontrollieren kann;

6. ein besonderer Behälter für Wasser, entsprechend der gewünschten Wassermenge oder Förderhöhe;

7. eine Wasserleitung, geeignet für die gewünschte Wassermenge und Förderhöhe;

8. ein Raum für das Quell- oder Flußwasser, wohinein dieses läuft und sich selbsttätig mit dem aufsteigenden Wasser vereinigt, und zwar am unteren Ende der genannten Wasserleitung, mag diese auch noch so hoch und weit sein;

„Dies ist“, so fügt der Marquis hinzu, „durch die göttliche Vorsehung und durch himmlische Eingebung meine wunderbare Wasserhebemaschine, die weder an eine gewisse Förderhöhe noch an eine bestimmte Fördermenge gebunden ist.“

La Tour und Appel berichten in ihrer von uns bereits mehrfach zitierten „Physik auf Grund ihrer geschichtlichen Entwicklung“, daß sich in den hinterlassenen Papieren des Marquis of Worcester die Niederschrift eines Dankgebetes gefunden hat, das er verfaßte, nachdem er seine Maschine in Tätigkeit gesetzt hatte und sich mit eigenen Augen von dem Erfolg überzeugen konnte. Dieses Gebet lautet:

„O unendlicher und allmächtiger Gott, Deine Barmherzigkeit hat keine Grenzen. Deine Weisheit ist unermeßlich und unerschöpflich. Ich danke Dir zuerst, daß Du mich erschaffen und mir Heil hast widerfahren lassen. Dann aber sage ich Dir aus dem Innersten meines Herzens demütigen Dank dafür, daß Du mir Einsicht in ein Geheimnis vergönnt hast, welches so groß und für alle Menschen so wertvoll ist wie meine Wasserhebemaschine. Bewahre mich nun davor, o Herr, daß meine Kenntnis dieser und vieler seltenen und unvergleichlichen Erfindungen, Einrichtungen und Versuche mich aufgeblasen mache, sondern züchtige mein hochmütiges Herz, indem Du mich meine unwissende schwache und unwürdige Natur erkennen lässest, die von allem Bösen versucht wird.“

Im Jahre 1663 hatte Worcester in seiner zu Vauxhall belegenen Werkstatt ein Modell seiner Wasserhebemaschine angefertigt und König Karl II. zu dessen Besichtigung eingeladen[40].

Sodann hatte er eine Maschine in größerem Maßstabe in Vauxhall für die Wasserversorgung Londons aufgestellt. Am 3. April 1667 verstarb Worcester in London und wurde in der Familiengruft zu Raglan feierlich beigesetzt. Die Maschinenanlage zu Vauxhall war noch im Jahre 1669 im Betriebe. In diesem Jahre wurde sie vom Prinzen Cosimo, dem Sohn des Großherzogs Ferdinand II. von Toskana, besichtigt. In dem Tagebuche, das Magalotti, der Begleiter des Prinzen, geführt hat, heißt es[41]:

„Damit Seine Hoheit den Tag nicht mit unnützen Dingen zubringe, besuchten wir den anderen Teil der Stadt und sahen hier in einem Garten in der Nähe des Palais des Erzbischofs von Canterbury eine hydraulische Maschine, die vom Lord Somerset, Marquis of Worcester, erfunden ist. Sie hebt Wasser 40 Fuß hoch und wird von einem einzigen Mann bedient. In sehr kurzer Zeit füllt sie durch ein Rohr, welches nur ½ Fuß Durchmesser hat, einen Behälter mit Wasser. Man sagt, sie sei nützlicher als eine andere Maschine im Somersethause, die von zwei Pferden in Bewegung gesetzt wird.“

Die Witwe des Marquis bemühte sich nach dem Tode ihres Gatten noch eine Zeitlang um die Ausnutzung der Erfindung, gab jedoch alsbald aus Rücksicht auf ihr Geschlecht und ihren Stand weitere Schritte auf.

Boylehatte bereits im Jahre 1660 die Beobachtung gemacht, daß lauwarmes Wasser siedet, wenn die auf ihm lastende Luftsäule durch eine Luftpumpe entfernt wird.

AuchHuygenswendete sich der Untersuchung des Luftdrucks zu; hierdurch wiederum wurde Dionysius Papin im Jahre 1674 veranlaßt, eine Druckschrift über die von ihm angestellten Versuche und eine von ihm verbesserte Luftpumpe zu veröffentlichen. In das Jahr 1674 fällt auch die Erteilung des englischen Patents Nr. 175 vom 14. März genannten Jahres. Dasselbe läßt allerdings nicht erkennen, ob es sich um eine Ausnutzung der Dampfkraft handelt. Es ist aber um deswillen interessant, weil es demSir Samuel Morlanderteilt ist, der sich später um die Ausgestaltung der Dampfmaschine nicht unwesentliche Verdienste erworben hat. Als Gegenstand des Patents wird angegeben: einige Maschinen, um große Wassermengen mit geringerem Kraftaufwand zu heben, als es jetzt mit Hilfe von Ketten- und anderen Pumpen möglich. Nach Farey ist Morland auch der Erfinder des Gangspills, des Sprachrohres, der Plungerpumpe und einer Rechenmaschine.

Im Jahre 1678 machte der AbbéHautefeuilleden Vorschlag, die bei dem Verbrennen des Schießpulvers sich bildenden Gase als treibende Mittel zu benutzen. Der erste Vorschlag ging dahin, die Pulvergase zu kondensieren und durch das hierbei sich bildende Vakuum Wasser anzusaugen; nach dem zweiten Vorschlage sollten die Pulvergase auf die Oberfläche des in einem geschlossenen Gefäß enthaltenen Wassers drücken und dieses Wasser in ein anderes Gefäß emporheben; nach dem dritten Vorschlage sollten die Gase einen Kolben in eine hin und her gehende Bewegung versetzen[42].

In demselben Jahre machteBoyleeine Anzahl von Versuchen mit Äolipilen, bei denen er zu dem Ergebniskam, daß nur die im Dampf enthaltenen Wasserteilchen kondensierbar seien, daß aber die Luft nicht in Flüssigkeit verwandelt werden könne.

In das Jahr 1679 fällt wiederum ein auf das Heben von Wasser erteiltes Patent. Dasselbe trägt die Nr. 208 und ist unter dem 23. MaiGeorge Burton,Silvester PlottundJohn Deightonauf ein Mittel oder ein Verfahren erteilt, „um durch Wasserkraft („Hydragogie“) in Röhren, Maschinen und Gefäßen Wasser höher zu heben, als es bis jetzt in den Londoner Maschinenhäusern und in England möglich ist.“

Wir wenden uns nunmehr dem zweiten Abschnitt der vor James Watt liegenden Entwicklung der Dampfmaschine zu. Derselbe steht durchaus im NamenDionysius(Denis)Papins. Er unterscheidet sich von dem ersten, Jahrtausende umfassenden Abschnitt dadurch, daß an die Stelle des Tastens und unsicheren Suchens allmählich ein zielbewußtes, auf das gewissenhaft ausgeführte und zutreffend beurteilte Experiment gestütztes Streben tritt.

Wohl war das Ventil, der in dem Zylinder bewegliche Kolben, die Expansions- und Druckkraft des Dampfes und die Kondensation des Dampfes bekannt. Auch war bereits der Vorschlag gemacht worden, die Expansionskraft des explodierenden Pulvers zur Bewegung eines Kolbens zu benutzen. Allen diesen Tatsachen gegenüber, von denen übrigens nicht feststeht, inwieweit sie Papin bekannt waren, besteht dessen großartiges Verdienst darin, daß er den ersten erfolgreichen Schritt auf dem Wege zur Herstellung der Dampfmaschine im Sinne der Jetztzeit tat.

Nachdem Papin, wie wir auf S.57berichteten, sich mit der Erforschung des Wesens des Luftdrucks beschäftigt hatte und das Ergebnis derselben in einer Huygens gewidmeten Schrift im Jahre 1674 niedergelegt hatte, ging er dazu über, auch die Natur des Wasserdampfes zu untersuchen. Die Ergebnisse dieser Arbeiten sind niedergelegt in der im Jahre 1681 in London erschienenen Schrift: „A New Digester or Engine for softning Bones, containing the Description of its Make and Use in Cookery, Voyages at Sea, Confectionary, Making of Drinks, Chymistry and Dying etc.“

Der in dieser Schrift beschriebene Digester ist der bekannte in Abb.20dargestelltePapinsche Topf. Bis auf den heutigen Tag ist derselbe als sparsame und zweckdienlicheKochvorrichtung im Gebrauch, aufgebaut auf der Abhängigkeit des Siedepunktes vom Druck.

Für die Entwicklung der Dampfmaschine ist diese Schrift nicht nur wegen der erweiterten Kenntnis des Wesens des Wasserdampfes von hohem Wert, sondern auch um deswillen, weil hier, wie unsere Abbildung erkennen läßt, das so überaus wichtigeSicherheitsventilmit veränderlicher Belastung zuerst in die Erscheinung tritt. In Abb.20ist dasselbe mitLMNbezeichnet. Im Jahre 1681 machteHuygensden Vorschlag, die Gase des explodierenden Pulvers zum Auftrieb eines in einem Zylinder beweglichen Kolbens zu verwenden und alsdann die Gase zu kondensieren. Die Abwärtsbewegung des Kolbens sollte durch den Überdruck der Luft bewirkt werden[43].

Inzwischen ruhte auch in England die Erfindertätigkeit nicht. Das Jahr 1681 brachte die Gewährung zweier Patente, die, wenn auch nicht als Dampfmaschinenpatente benannt, dennoch von uns erwähnt werden müssen.

Abbildung 20.Papinscher Topf.Aus „A New Digester“. London, 1681.

Es ist dies das Patent Nr. 212 vom 25. Juni 1681. Dasselbe ist anWilliam PawleyundEdward Dallowerteilt und betrifft einen neuen Weg oder Kunst zum Entwässern von Bergwerken. Das zweite Patent ist am 19. August 1681 unter Nr. 215 anJohn Joachim Becher,Henry Serle,Henry Vincent,John WealeundSamuel Wealeerteilt und betrifft eine Maschine, um Wasser zuheben und in den größten Mengen aus Bergwerken und aus den größten Tiefen hinauszufördern mit großem Erfolg und geringem Aufwand an Arbeit.

Im Jahre 1682 machteHautefeuilleden bemerkenswerten Vorschlag, an Stelle der Pulvergase Alkoholdämpfe als Treibmittel für den Kolben zu benutzen. Der Alkohol sollte abwechselnd verdampft und kondensiert werden[44].

Auch in diesem Jahre wurden mehrere hier zu erwähnende englische Patente erteilt: Nr. 218 vom 12. Mai 1682John Tredenham,Charles Vivian,John Threwren,William Harris: Eine neue Maschine, um Wasser auf leichtere und vorteilhaftere Weise zu heben als bisher, die sich zum Gebrauch für die Entwässerung der Zinngruben von Cornwall und anderer Bergwerke eignet; Nr. 219 vom 16. Juni 1682Robert Aldersey: eine Maschine, um schneller und leichter Wasser aus den größten Tiefen zu heben.

Im Jahre 1683 verfaßte dann der bereits auf S.57erwähnte Sir Samuel Morland eine Schrift[45]über das Heben von Wasser durch Maschinen aller Art.

Diese Schrift wird im Manuskript in der Harleiansammlung des Britischen Museums zu London aufbewahrt. Hier heißt es:

„Die Prinzipien der neuen Kraft des Feuers, im Jahre 1682 von dem Ritter Morland erfunden und im Jahre 1683 Seiner christlichen Majestät unterbreitet.

Wird Wasser mit Hilfe des Feuers verdampft, so nehmen diese Dämpfe sofort einen größeren Raum ein (ungefähr das Zweitausendfache), als das Wasser zuvor einnahm, und werden, wenn man ihnen keinen Ausweg bietet, sogar ein Kanonenrohr zersprengen. Werden sie aber nach der Lehre vom Gleichgewicht geleitet und nach den Regeln der Wissenschaftbehandelt, so werden sie friedlich (wie gute Lastpferde) ihre Bürde tragen und auf diese Weise der Menschheit großen Nutzen stiften, insbesondere beim Heben von Wasser gemäß der folgenden tabellarischen Zusammenstellung, welche die Zahl von Pfunden angibt, die in einer Stunde 1800mal um 6 Zoll gehoben werden können mittels zur Hälfte mit Wasser gefüllter Zylinder“.

Back to Index Next