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.
_Boyle_ hatte bereits im Jahre 1660 die Beobachtung gemacht, daß
lauwarmes Wasser siedet, wenn die auf ihm lastende Luftsäule durch eine
Luftpumpe entfernt wird.
Auch _Huygens_ wendete 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 dem _Sir Samuel Morland_ erteilt 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 Abbé _Hautefeuille_ den 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 machte _Boyle_ eine Anzahl von Versuchen mit
Äolipilen, bei denen er zu dem Ergebnis kam, 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. Mai _George
Burton_, _Silvester Plott_ und _John Deighton_ auf 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.“
Von Dionysius Papin bis James Watt.
Wir wenden uns nunmehr dem zweiten Abschnitt der vor James Watt
liegenden Entwicklung der Dampfmaschine zu. Derselbe steht durchaus
im Namen _Dionysius_ (_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. 57 berichteten, 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. 20
dargestellte _Papinsche Topf_. Bis auf den heutigen Tag ist derselbe
als sparsame und zweckdienliche Kochvorrichtung 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 wichtige _Sicherheitsventil_ mit veränderlicher
Belastung zuerst in die Erscheinung tritt. In Abb. 20 ist dasselbe mit
~_LMN_~ bezeichnet. Im Jahre 1681 machte _Huygens_ den 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.
[Illustration: Abbildung 20.
Papinscher Topf.