XXVII. Ueber den Bau der Wasserraͤder, und die Art, das Wasser auf dieselben so einwirken zu lassen, daß sie die groͤßte Wirkung hervorbringen. Von Hrn. W. Parkin, Mechaniker. Aus dem Franklin Journal in Gill's technical Repository. Novbr. 1826. S. 290. Parkin, uͤber den Bau der Wasserraͤder. Bei dem Baue der Wasserraͤder, vorzuͤglich solcher, die eine große Kraft zu aͤußern haben, ist die Anwendung des Eisens eine wesentliche Verbesserung. Wo immer dieses Metall um einen maͤßigen Preis zu haben ist, und wo man geschikte Arbeiter findet, die es billig verarbeiten, sollten die Wasserraͤder durchaus aus Eisen seyn, indem sie, gehoͤrig gehalten, und in reinem, nicht in gesalzenem, Wasser getrieben, Jahrhunderte lang dauern, und folglich am Ende am wohlfeilsten zu stehen kommen. Nur die ersten Gestehungskosten kommen etwas hoch, und ich wuͤrde daher rathen, bei allen sehr großen Raͤdern die Achse aus Gußeisen zu verfertigen, und, um die groͤßte Staͤrke mit der mindesten Schwere zu verbinden, sollte die Achse hohl in sechs- oder achtekiger Form gegossen werden, mit starken eisernen Vorspruͤngen, um die Arme und das Zahnrad gehoͤrig darauf befestigen zu koͤnnen. Diese Vorspruͤnge muͤssen mit staͤhlernen Schluͤsseln gehoͤrig an ihrer Stelle befestigt werden. Was die Stellung der Wasserraͤder nach der verschiedenen Hoͤhe des Falles des Wassers betrifft, durch welches dieselben getrieben werden, so muß ich bemerken, daß unterschlaͤchtige Raͤder bei einem Falle voll 2 bis 9 Fuß am vorteilhaftesten sind; bei einem Falle von 10 Fuß und daruͤber sind Eimer- oder Brust-Raͤder am zutraͤglichsten, die, bis zu einem Falle von 20 bis 25 Fuß, ungefaͤhr um ein Sechstel hoͤher seyn muͤssen, als der Fall, durch den sie getrieben werden. Bei beiden dieser Raͤder muß das Wasser auf das Rad von der Oberflaͤche des Wehres aus fallen. Ich weiß, daß dieser Grundsaz mit der gewoͤhnlichen Praxis im geraden Widerspruche steht, und vielleicht gibt es wenige Raͤder in unseren Staaten, die, so wie sie jezt gestellt sind, bei solcher Anwendung des Wassers getrieben werden koͤnnten: der Grund hiervon wird aus Folgendem erhellen. Bei Bestimmung der Verhaͤltnisse der inneren Raͤder, die die Maschine treiben, wird es, zur Erlangung der groͤßten Kraft, nothwendig, die Geschwindigkeit des Umfanges des Wasserrades zu beschraͤnken, so daß dieselbe nicht mehr als 4 bis 5 Fuß in Einer Secunde betraͤgt, indem man aus genauen Versuchen weiß, daß die groͤßte Kraft, die man durch das Wasser erhalten kann, sich innerhalb dieser Graͤnzen befindet. Als fallender Koͤrper faͤllt das Wasser mit einer Geschwindigkeit von beinahe 16 Fuß in der ersten Secunde, und es ist offenbar, daß, wenn ein Wasserrad so getrieben werden soll, daß das Wasser, mit welchem dasselbe beladen ist, 10, 11 bis 12 Fuß in einer Secunde fallen muß (und auf diese Art sind die meisten Raͤder vorgerichtet), ein betraͤchtlicher Theil der Kraft verloren gehen muß, oder vielmehr bloß dazu verwendet wird, durch unnoͤthige Reibung das Rad zu zerstoͤren, auf welches dasselbe faͤllt. Bei dem gewoͤhnlichen Muͤhlenbaue und bei der gewoͤhnlichen Weise, das Wasser auf die Raͤder fallen zu lassen, fand man es unumgaͤnglich nothwendig, eine Wasserhoͤhe von 2 bis 4 Fuß uͤber der Oeffnung zu haben, durch welche das Wasser in die Eimer fließt, oder gegen die Brettchen des Wasserrades schlaͤgt: denn ohne diese Vorsicht kann das Rad nicht mit der erforderlichen Geschwindigkeit getrieben werden. Man hat aus diesem Umstande irrig geschlossen, daß der Schlag oder Stoß, den ein auf diese Weise gefuͤlltes Wasserrad erhaͤlt, groͤßer als die Kraft ist, die voll der wirklichen Schwere des Wassers allein abhaͤngt. Diese Theorie habe ich von praktischen Maͤnnern vertheidigen gehoͤrt; sie nimmt aber in der That nur zu einem Irrthume ihre Zuflucht, um einen anderen zu verbessern. Oberschlaͤchtige Raͤder wurden in vielen Faͤllen nur deßwegen angenommen, um das Wasser leichter in die Eimer zu bekommen: wenn man aber das Rad auf seine gehoͤrige Geschwindigkeit beschrankt, so verschwindet diese Schwierigkeit von selbst. In Folge der ausserordentlichen Geschwindigkeit, mit welcher die Wasserraͤder gewoͤhnlich getrieben werden, unterbricht schon eine kleine Anhaͤufung von Hinter-Wasser die Wirkung derselben, oder haͤlt sie bedeutend auf; wenn man sie aber in ihrer Geschwindigkeit gehoͤrig beschrankt, wird der Widerstand des Hinter-Wassers betraͤchtlich vermindert, und betraͤgt nur ungefaͤhr so viel, als wenn das Wasser aus einem um einige Zoll niedrigeren Wehre ausfloͤße, als derjenige ist, unter welchem das Wasserrad sich befindet. Bei unterschlaͤchtigen Raͤdern, die von einem niedrigen Falle getrieben werden, oder durch die Fluth leiden, kann dem Widerstande des Hinter-Wassers dadurch begegnet werden, daß man die Schaufeln in dem Rade nicht genau in eine Linie von dem Mittelpuncte des Rades her stellt, sondern 6 oder 8 Zoll davon abweichen laͤßt, damit dem Wasser der Abfluß von der aufsteigenden Schaufel erleichtert wird. Wenn Wasserraͤder gebaut werden, die mit einer Geschwindigkeit von 4 bis 5 Fuß in Einer Secunde laufen sollen, so wird es noͤthig, sie breiter zu halten, damit sie dieselbe Menge Wassers bearbeiten, die zum Treiben eines schnell laufenden Wasserrades nothwendig ist. Wenn daher Jemand, der eine Muͤhle errichten will, ein Wasser hat, das fuͤr ein 5 Fuß breites Rad hinreicht, dessen Umfang 10 Fuß in Einer Secunde laufen soll, so ist es offenbar, daß, wenn er alles Wasser benuͤzen will, das ein solches Rad faßt, sein Rad 10 bis 12 Fuß, statt 5 Fuß, breit seyn muß, denn sonst geht Wasser verloren, indem ein langsam sich bewegendes 5 Fuß breites Rad nicht mehr Raum hat, als die Haͤlfte davon zu fassen. Die Hauptvortheile, die man bei der vorgeschlagenen Methode, die Raͤder dem Falle anzupassen, erhaͤlt, sind, nebst der Art das Wasser anzubringen, 1) Verminderung der Reibung auf den Hauptlagern (und an dem ersten Paare der Zahnraͤder) wodurch, bei einiger Sorgfalt, sie immer kalt laufen, und die Achse weit laͤnger gut erhalten wird, als wenn die Lager nicht abkuͤhlen koͤnnen. 2) Wenn man das Wasser nach dem Grundsaze seiner wirklichen Schwere allein benuͤzt, und es immer nur von der Hoͤhe der Oberflaͤche des Wehres nimmt, so ist seine Kraft doppelt so groß, als bei der gewoͤhnlichen Anwendungs-Methode desselben. 3) Der kostbare Kanal, der das Wasser zu den Raͤdern fuͤhrt, ist uͤberfluͤßig; denn es wird auch ein seichterer, und folglich wohlfeilerer, hinreichen. 4) Der Widerstand des Hinter-Wassers ist, soviel moͤglich, vermindert. 5) Die Gefahr des Feuers ist geringer, weil auch die Reibung geringer ist. Ich will diesen Aufsaz mit Bemerkungen uͤber Muͤhlen enden, die ich in diesem Jahre untersuchte. Hrn. Smith's neu erbaute Korn-Muͤhle auf dem Rariton bei New-Brunswick, New Jersey, hat 16 Fuß hohe und 14 Fuß breite Raͤder, und 4 Fuß Wasserhoͤhe. Die Raͤder laufen in einer Minute 12 Mahl um, also 10 Fuß in Einer Secunde, waͤhrend die Steine (von 5 Fuß im Durchmesser) 100 Umdrehungen machen. Die Wasserraͤder an den Mehl-Muͤhlen zu Brandywine, bei Wilmington, sind 16 Fuß hoch, der Fall ist 20 Fuß, und sie drehen sich 10 bis 15 Mahl in einer Minute. Bei allen diesen Muͤhlen verliert man mehr als 50 per Cent der Kraft des Wassers. Die Wasserraͤder zu Fair-Mount, die Philadelphia mit Wasser versehen, sind 16 Fuß hoch, und 14 Fuß breit; die Wasserhoͤhe ist 5 Fuß, und sie laufen 13 Mahl in Einer Minute herum; was 11 Fuß fuͤr die Secunde an der Bewegung des Umfanges des Rades gibt. Der Bau des hier angewendeten Raͤderwerkes macht den Werkmeistern Ehre: wenn aber mein Grundsaz uͤber die Anwendung des Wassers richtig ist, wird man bald einsehen, daß bedeutend viele Kraft desselben dabei verloren geht. Wenn diese Wasserraͤder, so wie sie gegenwaͤrtig stehen, auf nicht mehr als 5 Umdrehungen in Einer Minute beschrankt waͤren, und die Pumpen dieselbe Zahl von Zuͤgen machten, die sie gegenwaͤrtig machen, 13 Doppel-Zuͤge; so koͤnnte jedes Rad zwei Pumpen treiben bei dem Wasser, das jezt nur Eines treibt. Wenn aber die Raͤder 18 Zoll tiefer in den Fluth-Weg gestellt wuͤrden, so wuͤrden zwei Drittel dieses Wassers, die jezt Eine Pumpe treiben, zwei Pumpen eben so schnell treiben. Dieß wird einleuchtend seyn, wenn man bedenkt, daß durch die verminderte Geschwindigkeit 150 p. C. Wasser mehr in das Rad geworfen und daselbst behalten wird, und den Vortheil, der zwischen Wasser, das 4 1/8 Fuß, statt 11 Fuß in Einer Secunde faͤllt. Statt hat, in Anschlag bringt.