LXXXIX. Ueber die Irrthuͤmer und Trugschluͤsse der Erfinder der sogenannten rotirenden Dampfmaschinen. Vorgetragen von Hrn. John Scott Russell Esq., Docenten der Physik, vor der Society of Arts for Scotsland. Aus dem Edinburgh New Philosophical Journal. No. 47, S. 35. Mit Abbildungen auf Tab. VI.Tab. V. Russell, uͤber die Trugschluͤsse der Erfinder der rotirenden Dampfmaschinen. Die sogenannte rotirende Dampfmaschine gehoͤrt mit zu jenen Gegenstaͤnden der Mechanik, uͤber die man ziemlich allgemein irrige Ansichten hegt, und denen taͤglich vergeblich eben so viel Muͤhe, als Scharfsinn und mechanisches Talent zum Opfer gebracht werden. Ich moͤchte sie mit der Quadratur des Cirkels und mit dem Perpetuum mobile so ziemlich in eine Kategorie stellen. Vergleicht man den dermaligen Zustand der mechanischen Kuͤnste in England mit dem, was vor einem Jahrhunderte war, so wird man nicht in Zweifel daruͤber bleiben, daß wir in neuerer Zeit raschere Fortschritte gemacht haben, als in irgend einer der fruͤheren Zeitperioden. Erwaͤgt man aber, welcher große und thaͤtige Theil unserer Bevoͤlkerung alle seine Talente und Kraͤfte lediglich der Vervollkommnung dieser Kuͤnste widmete, so wird man zu der Frage verleitet, ob denn die Resultate mit dem Kraftaufwande wirklich im Verhaͤltnisse stehen, und ob nicht viel mehr haͤtte geleistet werden koͤnnen, wenn man seine Kraͤfte nur richtig gestellten Problemen und keinen eitlen Spekulationen zugewendet haͤtte, und wenn man dem Talente nicht gestattet haͤtte von jener Bahn abzuweichen, die allein zu wahren Fortschritten in der Civilisation, zur Erweiterung unserer Kenntnisse in den Wissenschaften und Kuͤnsten, und zur Foͤrderung der materiellen Interessen fuͤhrt. Wenn ich bedenke, wie viele Maͤnner nur ich allein kenne, die mit einem hohen Erfindungsgeiste begabt sind, und deren Bemuͤhungen dennoch fruchtlos waren, so muß ich zur Ueberzeugung kommen, daß sie ihre Talente entweder auf fehlerhafte Weise Gegenstaͤnden zuwendeten die Andere unter besseren Umstaͤnden oder von besonderen Vorzuͤgen beguͤnstigt, besser zur Ausfuͤhrung brachten; oder daß sie sich vollends gar mit Dingen beschaͤftigten, die entweder unpraktisch oder ganz unmoͤglich waren. Waͤre es moͤglich, die Thaͤtigkeit all dieser Maͤnner auf die Foͤrderung der reellen Interessen der Gesellschaft zu lenken; und koͤnnte man namentlich jedes einzelne Individuum auf jenen Gegenstand fuͤhren, der seinem Geiste am meisten zusagt, so bin ich uͤberzeugt, daß unsere Fortschritte in Kuͤrze reißend, ja Staunen erregend seyn wuͤrden. Diese allgemeinen Bemerkungen finden ihre volle Anwendung auf jene Reihe von Erfindungen, die man unter dem Namen der rotirenden Dampfmaschinen begreift. Das zum Grunde liegende Princip nahm verschiedene Formen an und erlitt mannigfache Modificationen; es leitete und leitet noch jezt manche glaͤnzende Talente von dem zum Nuͤzlichen und Wahren fuͤhrenden Wege ab. Der Zwek, den ich mir durch diese Abhandlung gesezt habe, ist: zu zeigen, daß saͤmmtliche Principien der rotirenden Dampfmaschinen, in so fern sie einen Vorzug vor der gewoͤhnlichen Maschine mit Wechselbewegung haben sollen, auf Irrthuͤmern beruhen; daß die rotirende Maschine auf irrigen mathematischen Principien beruht; daß sie als Mechanismus betrachtet eine Taͤuschung ist, und daß aus deren Anwendung fuͤr die Industrie nie ein Vortheil erwachsen kann. Moͤchte es mir gelingen, manches mechanische Genie von einem seiner so unwuͤrdigen Gegenstande abwendig zu machen! Bevor ich jedoch das Vertrauen in meine Worte anspreche, und um mir bei Praktikern Eingang zu verschaffen, muß ich noch eine Bemerkung vorausschiken. Obschon sich mir die Ansichten, die ich entwikeln will, erst aus einem Studium ergaben, bei welchem ich die hoͤhere Analysis in Anwendung brachte, so muß ich doch, da man solchen wissenschaftlichen Forschungen gewoͤhnlich die praktische Erfahrung entgegen zu stellen pflegt, erinnern, daß ich mich in den lezten 10 Jahren fortwaͤhrend mit der praktischen Loͤsung der schwierigsten, die Dampfmaschine betreffenden Probleme beschaͤftigte; daß ich selbst zwei rotirende Maschinen erfand und fuͤr mich erbaute, und daß diese Maschinen guͤnstig genug ausfielen, um mich zu uͤberzeugen, daß das Princip selbst und nicht die Anwendung, welche ich davon machte, von Grund aus falsch und unrichtig war. Ich hatte auch Gelegenheit, die gelungensten Maschinen dieser Art, welche je verfertigt wurden, zu untersuchen und sie arbeiten zu sehen. Wuͤrde mich demnach die Theorie auch nicht à priori zu meinen Resultaten gefuͤhrt haben, so haͤtte ich mich doch bald davon uͤberzeugen muͤssen, daß auch die praktische Erfahrung der rotirenden Dampfmaschine entgegen steht. Ich will nun versuchen meine Argumente in einer Form aufzustellen, welche so wenig als es sich mit der Genauigkeit vertraͤgt, untechnisch ist. 1) Mein erster Wunsch ist zu zeigen, daß die Erfindung der rotirenden Dampfmaschine nichts so Neues und Unversuchtes ist, wie noch manche glauben. Ich werde zu diesem Behufe die Namen von mehr dann 90 Erfindern, groͤßten Theils Patenttraͤgern, anfuͤhren. 2) Ich will versuchen zu beweisen, daß sich alle diese Erfindungen in fuͤnf verschiedene Classen bringen lassen, und daß die uͤbrigen saͤmmtlich Wiederholungen eines und desselben Principes sind. Jeder Erfinder mag hieraus abnehmen, ob seine Maschine ein ganz neues Princip enthaͤlt und kann, wenn dieß nicht der Fall ist, uͤberzeugt seyn, daß dasselbe bereits versucht wurde und zwar mit unguͤnstigem Erfolge. 3) Durch die Anfuͤhrung der Namen der Erfinder der mißlungenen rotirenden Maschinen werde ich darthun, daß die fuͤnf erprobten Classen nicht wegen Mangel an Talent, Kenntnissen und Erfahrung mißlingen konnten, indem die Liste die Namen der ausgezeichnetsten Praktiker enthaͤlt. 4) Ich werde zu beweisen suchen, daß die gewoͤhnliche Kurbelmaschine nicht die Maͤngel hat, die man ihr zuschreibt, und denen durch die rotirende Maschine abgeholfen werden soll, und daß die Anwendung der Kurbel oder des Krummzapfens keinen Verlust an Kraft bedingt. 5) In praktischer Hinsicht, naͤmlich was Einfachheit, Wohlfeilheit, Leichtigkeit des Baues, Dauerhaftigkeit, Ersparniß beim Dienste, und Gleichmaͤßigkeit der Bewegung betrifft, steht die rotirende Maschine in jeder dieser Beziehungen der Maschine mit Wechselbewegung nach. 6) Die rotirende Maschine ist ganz besonders unanwendbar fuͤr Locomotion auf dem festen Lande und fuͤr Dampfschifffahrt, fuͤr die man sie besonders geeignet hielt. 7) Die gegenwaͤrtige Dampfmaschine ist praktisch vollkommen, indem sie sich der mathematischen Vollkommenheit bis auf 10 Proc. annaͤhert. 8) Die Kurbel oder der Krummzapfen der gewoͤhnlichen Dampfmaschine besizt gewisse merkwuͤrdige Eigenschaften, die sich der Natur der Bewegung des Dampfes besonders anpassen. Hieraus erwachst auch deren Superioritaͤt als Elementarmaschine, gleich wie daraus Eigenschaften hervorgehen, die nicht wohl irgend einer der rotirenden Maschinen zukommen. Die Wurzel der den rotirenden Maschinen zum Grunde liegenden Taͤuschungen ist in den falschen Ansichten, welche man von der Kurbel, als dem einfachen Elementar-Instrumente, womit die Umlaufsbewegung der Achse oder des großen Rades der Dampfmaschine unmittelbar erzeugt wird, hegt. Es gibt nichts Einfacheres als die Kurbel. Wir biegen um eine Welle umzudrehen das eine Ende derselben unter einem rechten Winkel ab, erfassen dieses mit der Hand, und drehen dadurch die Welle um. Dasselbe was die Hand durch ihre Hin- und Herbewegungen vollbringt, leistet an der Dampfmaschine die Kolbenstange. Man kann die Kurbel kaum einen Zusaz zur Welle nennen; sie ist nur eine Abbiegung derselben, wie es denn auch der Ausdruk Krummzapfen (crank) andeutet; sie diente seit Aleotti's Zeiten ganz auf dieselbe Weise zur Bewegung der Kolben der gewoͤhnlichen Pumpen, auf welche man sich ihrer dermalen zur Bewegung der Dampfmaschine bedient. Aus einer gaͤnzlichen Unkenntniß der Eigenschaften dieser hoͤchst einfachen Vorrichtung erwuchsen großen Theils die zahlreichen Vorschlage zur Erzeugung einer kreisenden Bewegung ohne Anwendung der Kurbel; und zwar indem man dem Dampfe selbst unmittelbar eine solche Bewegung gab, oder indem man zur Vermittelung derselben zwischen dem hin- und herlaufenden Kolben und der umlaufenden Welle irgend einen anderen minder einfachen Mechanismus anbrachte. Man bildete sich ein, daß die directe rotirende Bewegung des Dampfes eine groͤßere, gleichmaͤßigere und wohlfeilere Wirkung hervorbringe, als die gewoͤhnliche Wechsel- oder Hin- und Herbewegung, die mittelst der Kurbel in eine kreisende Bewegung umgewandelt wird. Die rotirenden Maschinen lassen sich in folgende Classen bringen: I. Rotirende Maschinen durch einfache Ausstroͤmung oder Emission. II. Rotirende Maschinen durch mittelbare Wirkung. III. Rotirende Maschinen durch hydrostatische Reaction. IV. Rotirende Maschinen mit umlaufenden Kolben. Als mit diesen Maschinen in Hinsicht auf das Irrige im Principe nahe verwandt, wollen wir als fuͤnfte Classe noch auffuͤhren: V. Rotirungsmechanismen, die anstatt der Kurbel in Vorschlag gebracht wurden. Classe I. Die aͤlteste und unvollkommenste Methode einen Mechanismus durch Entweichen von Dampf in Bewegung zu sezen, ist die durch einfache Ausstroͤmung oder Emission wirkende rotirende Maschine. Hero von Alexandrien beschrieb sie 120 Jahre v. Christus in seiner Pneumatica. Sie beruht auf demselben Principe, wie die Bewegung der Rakete, wie die Bewegung der Feuerraͤder; sie ist nichts weiter als eine Anwendung des Ruͤkstoßes. Der Ruͤklauf, der z.B. beim Abfeuern einer Kanone bemerkbar ist, wird uͤberall, wo eine Fluͤssigkeit durch einfaches Ausstroͤmen aus einem Behaͤlter austritt, fuͤhlbar; und wenn man eine solche Anordnung trifft, daß Wasser, Dampf, Luft oder die durch Entzuͤndung von Schießpulver erzeugten Gase durch die Arme eines beweglichen Rades, an welchem die Austrittsmuͤndungen in gehoͤriger Richtung angebracht sind, austreten, so wird das Rad durch diesen Ruͤklauf umgetrieben werden, und eine durch einfache Ausstroͤmung thaͤtige rotirende Maschine zum Vorscheine kommen. Indem sich Hero dieses Principes bediente, erzielte er eine arbeitende Maschine; er erhizte zu diesem Zweke ein mit Wasser und Luft gefuͤlltes Gefaͤß, aus welchem er den Dampf durch zwei Oeffnungen entweichen ließ, die sich an entgegengesezten Seiten der Enden zweier Arme befanden, welche von der durch das Austreten in Bewegung zu sezenden Kugel ausliefen. Man kann anstatt sich des eben eroͤrterten Principes des Ruͤklaufes zu bedienen, den mit Gewalt bei der Muͤndung eines Kessels ausstroͤmenden Dampf auch auf die Fluͤgel eines Rades richten, und dadurch das Rad umtreiben. Diese zweite Art von rotirender Dampfmaschine durch einfache Ausstroͤmung ward im Jahre 1629 von Branca erfunden. Seither wurden Maschinen dieser Classe mehrfach wieder erfunden, wie man aus folgendem Verzeichnisse ersieht: 1. Hero von Alexandrien   130 v. Ch. 5. Kempel 1785 2. Branca 1629 n. Ch. 6. James Sadler 1791 3. Kircher 1643 7. Richard Trevithic 1815 4. Daslesme 1699 8. Alexander Craig 1834 Die Theorie dieser Maschinen ward schon vielfaͤltig gepruͤft, wobei als Resultat hervorging, daß durch einfache Ausstroͤmung unmoͤglich mehr als die Haͤlfte der ganzen Kraft des Dampfes zu Nuzen gebracht werden kann, waͤhrend die andere Haͤlfte verschwendet wird, um der Luft einen Impuls zu geben, oder um eine andere eben so nuzlose Stroͤmung zu erzeugen. Die Erfahrung hat den Ausspruch der Theorie bekraͤftigt. Smeaton und Pelletan, die diese Maschinen sorgfaͤltig angestellten Versuchen unterwarfen, haben gefunden, daß mit denselben hoͤchstens 3 Theile von 11, 8 von 27 und 2 von 5 zu wirklichem Nuzen gebracht werden konnten, und daß auch durch gar keine Verbesserung derselben ein die Haͤlfte der Gesammtkraft uͤbersteigender Nuzeffect zu erzielen ist. Classe II. Rotirende Maschinen durch mittelbare Wirkung sind solche, an denen eine Welle nicht unmittelbar durch Wirkung des Dampfes auf das Rad umgetrieben wird, sondern an denen zwischen der Kraft und der Wirkung ein Communicationsmittel besteht, welches erst das directe Agens der Kreisbewegung ist. Man kann sich diese Maschinen leicht versinnlichen, wenn man sich irgend eine einfache Dampfmaschine, wie z.B. jene Savary's und Newcoman's, zum Heben von Wasser verwendet denkt; und wenn man annimmt, daß dieses Wasser, indem es auf die Schaufeln eines gewoͤhnlichen Muͤhlrades herabfaͤllt, lezteres umtreibt. Die Maschine Savary's hebt Wasser, indem sie direct auf dessen Oberflaͤche druͤkt. Man braucht dann dieses Wasser nur auf ein Rad fallen zu lassen, um eine Maschine der zweiten Classe zu bekommen. Es gibt eine Varietaͤt dieser Classe, als deren Typus man das Feuerrad Amontons annehmen kann. Der Dampf treibt Wasser durch Canaͤle, welche die Arme des Rades bilden, aus einer Reihe von Kammern, die sich auf der einen Seite des Rades befinden, in eine entsprechende Kammerreihe auf der entgegengesezten Seite. Da die mit Wasser gefuͤllte Seite immer das Uebergewicht uͤber die andere bekommt, so muß das Rad umlaufen. Da das Wasser hiebei bestaͤndig von einer bestimmten Seite des Rades gegen die entgegengesezte Seite getrieben wird, so folgt aus dem Gewichte des Wassers eine gleichfoͤrmige Umdrehung. Hier ist also der Dampf das eigentliche Agens, das Wasser hingegen das Mittel, wodurch die rotirende Bewegung mitgetheilt wird. Auf aͤhnliche Weise wurden auch feste Koͤrper zur Erzeugung einer rotirenden Bewegung benuzt. Man ließ Gewichte in der Form von Kolben durch die Dampfkraft auf einer Seite des Rades eine bedeutende Streke von dem Mittelpunkte entfernen, an der anderen Seite dagegen sie diesem annaͤhern, so daß durch das fortwaͤhrende Uebergewicht der einen Seite eine rotirende Bewegung entstand. Rotirende Maschinen dieser Art besizen wir von Watt und Witty. Folgendes sind die Erfinder von Maschinen dieser Classe: 1. Guillaume Amontons i. J. 1699   6. Richard Witty i. J. 1810 2. Leopold von Plainitz 1723   7. Sir W. Congreve 1818 3. Champion von Bristol 1752   8. John Moore 1820 4. James Watt 1769   9. Sir W. Congreve 1821 5. Davidson und Hawkesley 1793 10. Thomas Mastermann 1822 An dieser Classe von Maschinen ist der Verlust an Kraft offenbar, denn der Dampf muß, um die Kreisbewegung hervorzubringen, seine Kraft aufwenden, um das Medium in Bewegung zu bringen, und um den sehr großen Widerstand zu uͤberwinden, den die Fluͤssigkeit in saͤmmtlichen Roͤhren, Canaͤlen und Ventilen erleidet, wenn sie sich bei jedem Umgange von einer Seite des Rades zur anderen bewegt. Alle diese Kraft ist von dem Nuzeffecte abzuziehen und geht rein verloren. An jenen Maschinen, an denen sich Gewichte gegen den Umfang des Rades und von demselben hinweg bewegen, handelt es sich um Kolben mit Wechselbewegung, aber ohne Kurbeln. Sie treffen alle jene Nachtheile, die bei der fuͤnften Classe hervorgehoben werden sollen; so wie man denn an den Hieher gehoͤrigen Maschinen von Watt und Witty wirklich um die Arbeit einer einzigen Maschine mit Wechselbewegung zu vollbringen, ihrer mehrere hat, die um ein Rad herum geordnet sind. – Da wo das Communicationsmittel eine Fluͤssigkeit ist, geht nicht nur alle die Kraft verloren, die zur Bewegung dieser selbst erforderlich ist, sondern es erwaͤchst auch noch bei allen bisher bekannten Methoden die Fluͤssigkeit zum Umtreiben des Rades zu verwenden ein Verlust, der selbst in den besten Faͤllen mehr als den sechsten Theil der Kraft betraͤgt. Classe III. Die durch hydrostatische Reaction wirkende Maschine leistet mehr als die beiden vorhergehenden Classen. So wie sie im Jahre 1769 von Watt erfunden ward, bestand sie aus Dampfgefaͤßen, welche die Gestalt hohler Ringe hatten, die mit gehoͤrigen Eintritts- und Austrittsoͤffnungen fuͤr den Dampf ausgestattet waren, und die sich wie die Raͤder und Eimer einer Wassermuͤhle an horizontalen Wellen aufgezogen und in irgend eine Fluͤssigkeit untergetaucht befanden. Dieses aus Eisen gebaute Rad von 6 Fuß im Durchmesser ward durch die Reaction des Queksilbers umgetrieben. Die Maschine bewegte sich zwar, allein man gab sie als zu wenig leistend auf, obwohl man sie unter sehr guͤnstigen Umstaͤnden probirte. Das Princip, nach welchem diese Maschine arbeitet, ist folgendes. Der Dampf gelangt in eine kreisrunde am Umfang eines Rades befindliche Kammer, die zum Theil mit irgend einer Fluͤssigkeit erfuͤllt ist. Der Druk des Dampfes wird verwendet, um das Queksilber nach der einen und das Ende der Kammer nach der entgegengesezten Richtung zu treiben, so daß waͤhrend die Fluͤssigkeit auf diese Weise aus der Kammer ausgetrieben wird, die Kammer mit einer gleichen Kraft von der Fluͤssigkeit weg und das Rad mithin umgetrieben wird. Hieraus erhellt, daß nur ein Theil der Kraft zum Treiben des Rades, der Ueberrest hingegen dazu verwendet wird, den Widerstand der Reactions-Fluͤssigkeit zu uͤberwinden und dieselbe aus den Kammern auszutreiben. Dieser leztere Theil bildet in der That einen großen dem Nuzeffecte entzogenen Theil der Kraft. Rotirende Maschinen dieser Classe haben wir nur von: 1. James Watt i. J. 1782     2. Bryan Donkin. i. J. 1803 Classe IV. Die mit einem rotirenden Kolben arbeitenden Maschinen sind nach einem weit besseren Principe gebaut, und geben weit mehr als irgend eine der Maschinen der drei vorhergehenden Classen Hoffnung, mit den gewoͤhnlichen Maschinen mit hin und her beweglichen Kolben in Concurrenz treten zu koͤnnen. Bei den fruͤheren Classen ist der Dampf nicht in starre Behaͤlter eingeschlossen, sondern seine Thaͤtigkeit ist auf die Erzielung von Stroͤmungen in Fluͤssigkeiten gerichtet. Seine Kraft wird auf nuzlose mittelbare Effecte verwendet, und geht daher verloren. Ganz anders verhalt sich dieß bei der Dampfmaschine mit rotirendem Kolben; hier ist der Dampf auf eine geschlossene starre Kammer beschraͤnkt; er wirkt bloß auf eine feste unbiegsame Oberflaͤche und entweicht durch enge Canaͤle, so daß also seine ganze Kraft nuͤzlich verwendet werden kann. Abstract betrachtet, sollte diese Maschine wirklich die ganze Kraft des Dampfes geben; wonach man denn auch glauben koͤnnte, daß sie mit der gewoͤhnlichen Dampfmaschine mit Wechselbewegung die Concurrenz auszuhalten im Stande seyn duͤrfte. Die gegen sie zu machenden Einwendungen sind daher rein praktischer Natur, und treffen die Maschine nicht in ihrer mathematischen abstracten Form, sondern als eine Maschine, die aus einem der Zerstoͤrung unterliegenden, unvollkommen elastischen Materials, aus Oberflaͤchen, welche der Bewegung Widerstand entgegensezen, aus einem den bekannten Gesezen der Bewegung und der Ruhe unterliegenden Stoffe besteht. Diese Einwuͤrfe sind nicht weniger gewichtig als die rein theoretischen; allein eben deßwegen, weil dieses Princip weit mehr Wahrscheinlichkeit des Gelingens fuͤr sich hat, hat es auch eine weit groͤßere Anzahl von Technikern irre gefuͤhrt. Mehr als 40 Opfer dieser Taͤuschungen, und darunter Maͤnner vom hoͤchsten Rufe zaͤhlen wir; ihre Namen sind:   1. James Watt im Jahre 1782     16. John Trotter im Jahre 1811   2. James Cooke 1787     17. William Onions 1811   3. Bramah und Dickinson 1790     18. Richard Trevithic 1813   4. Edmund Cartwright 1797     19. Joseph Turner 1816   5. Jonathan Hornblower 1805     20. John Mallam 1816   6. William Murdoch 1805     21. Joshua Routledge 1843   7. Jonathan Hornblower 1805     22. William Carter 1818   8. John Trotter 1805     23. John Rider 1820   9. Andrew Flint 1805     24. Robert Delap 1821 10. William Lester 1806     25. Bambridge und Dyer 1821 11. Richard Wilcor 1806     26. William Foreman 1824 12. Thomas Read 1808     27. Lord Cochrane 1825 13. Edward Jane 1808     28. L. M. Wright 1825 14. Samuel Clegg 1809     29. F. Halliday 1825 15. William Chapman 1810     30. Joseph Eve 1825 31. John Costigin im Jahre 1826     39. Samuel Hobday im J. 1831 32. Marquis de Combis 1826     40. John Ericsson 1832 33. Elijah Galloway 1826     41. Robert Stein 1833 34. Paul Steenstrup 1827     42. Elijah Galloway 1834 35. John Evans 1828     43. Edward Appleby 1835 36. John Strut 1830     44. John F. Kingston 1835 37. E. und I. Dakeigne 1830     45. John Yule 1836 38. William Morgan 1831     46. John White 1836 Da diesen Maschinen großen Theils dieselben irrigen Ansichten zum Grunde liegen, wie jenen der naͤchstfolgenden fuͤnften Classe, so will ich bei diesen lezteren weiter daruͤber sprechen. Classe V. Die verschiedenen Mechanismen, welche man anstatt der Kurbel der gewoͤhnlichen Dampfmaschine in Vorschlag brachte, um von der geradlinigen Bewegung des Kolbens. auf ein bessere Weise als durch die Kurbel eine rotirende Bewegung abzuleiten, treffen beinahe dieselben Einwuͤrfe wie die mit rotirenden Kolben, so daß ich beide miteinander in Betracht ziehen will. Die Namen der Erfinder sind hier:   1. Jonathan Hulls im Jahre 1757     13. Edmund Cartwright im J. 1801   2. Keane Fitzgerald 1757     14. Matthew Murray 1802   3. Gautier von Nancy 1757     15. Richard Witty 1811   4. John Stewart 1769     16. I. Dawes 1816   5. Dugald Clarke 1769     17. Tobias Mitchel 1817   6. Matthew Wasborough 1779     18. Henry Penneck 1820   7. James Watt 1781     19. William Aldersey 1821   8. Thomas Burgess 1789     20. Robert Barlow 1827   9. Matthew Murray 1789     21. Thomas Peck 1827 10. William Lander 1799     22. Samuel Clegg 1828 11. Phineas Crowther 1800     23. William Lucy 1836 12. George Medhurst 1801     24. Karl Schafhaͤutl 1836. Obschon man auch in lezterer Classe den Namen Watt's trifft, so muß doch bemerkt werden, daß Watt zu dieser Erfindung gezwungen wurde, weil die Anwendung der Kurbel in ihrer einfachen Gestalt durch ein fruͤher ertheiltes Patent beschraͤnkt war, und daß er seinen eigenen schoͤnen, aber complicirteren Mechanismus sogleich aufgab, als die urspruͤngliche Kurbel wieder von dem Monopole frei geworden war. Auch ist man es seinem Andenken schuldig zu bekennen, daß das von ihm erfundene Sonnen- und Planetenrad eigentlich nur eine verstekte Kurbel ist, welche mit Ausnahme der Einfachheit und der geringen Reibung alle die Eigenschaften besizt, durch welche sich die Kurbel auszeichnet. Watt ist demnach, obschon auch er einen Hieher gehoͤrigen Mechanismus erfand, doch nicht unter die Opfer der Taͤuschungen, denen andere unterlagen, zu zaͤhlen. Ich will bei der Aufdekung der Irrthuͤmer, durch welche die Erfinder der Mechanismen der beiden lezten Classen Hingerissen wurden, deren irrige Ansichten uͤber die gewoͤhnliche Kurbelmaschine zum Grunde legen, indem hierin hauptsaͤchlich die Veranlassung jener Vorzuͤge zu suchen ist, welche sie ihren Erfindungen zuschrieben. Thomas Masterman von Ratcliffe, Erfinder einer rotirenden Maschine, sagt zu deren Empfehlung Folgendes: „Man wird die Wichtigkeit einer wirksamen und wohlfeilen rotirenden Dampfmaschine nicht in Zweifel ziehen, wenn man bedenkt, daß die Dampfmaschine mit Wechselbewegung beinahe die Haͤlfte der Kraft des Dampfes absorbirt.“ William Aldersey von Homerton sagt in der Beschreibung des von ihm erfundenen, die Kurbel ersezenden Mechanismus: „Der Zwek meiner Erfindung ist die Bewegung auszugleichen, und die Kraft zu ersparen, welche an den Dampfmaschinen, und uͤberhaupt an allen Maschinen, an denen eine geradlinige oder Hin- und Herbewegung in eine rotirende verwandelt wird, nothwendig verloren geht. Die einfache Weise, auf welche dieß nach meinem Verfahren geschieht, wird allen, die sich solcher Maschinen zu bedienen Gelegenheit haben, sehr erwuͤnscht seyn; denn eine Ersparniß an Kraft bedingt eine Ersparniß an Brennmaterial, und eine solche ist von weit groͤßerem Belange, als eine Ersparniß in den Anschaffungskosten. Jeder in der Mechanik hinreichend Bewanderte wird einsehen, daß durch meine Maschine diese Ersparniß wirklich erzielt wird. Um jedoch auch andere zu uͤberzeugen, will ich die Wirkungsweise der gewoͤhnlichen Kurbel erlaͤutern. Wenn sich die Kurbelstange in einer Stellung befindet, in der sie entweder von Oben oder von Unten wirkt, wie in Fig. 88 und 90 bei A und B angedeutet ist, so wird sie zur Umdrehung der Kurbel beinahe gar keine Kraft besizen; dagegen wird ihre Kraft am groͤßten seyn, wenn sich die Kurbelstange an den beiden Zwischenpunkten M, N, Fig. 89, 91 befindet. Hieraus folgt, daß die Kraft, welche die Kurbel umzutreiben strebt, in dem ersten Viertheile des Umganges von Null bis zum Maximum steigt, in dem zweiten Viertheile aber wieder vom Maximum bis zu Null abnimmt, u.s.f. Der aus der Anwendung der Kurbel erwachsende Verlust an Kraft betraͤgt hienach beinahe den dritten Theil des Ganzen.“ Hr. Aldersey ist der Repraͤsentant der Ansichten einer großen Menge von Erfindern, welche saͤmmtlich den vermeintlichen durch die Kurbel veranlaßten Verlust an Kraft zu beseitigen suchten. Leider muß ich noch hinzufuͤgen, daß einige der ausgezeichnetsten Schriftsteller uͤber die Dampfmaschine derselben Lehre huldigten. Ich will nun zu beweisen suchen, daß der von der Kurbel hervorgebrachte Druk keinen Verlust an dynamischer Kraft bedingt; daß gerade da, wo der Verlust am groͤßten zu seyn scheint, gar kein solcher Statt findet; und daß der an jeder Stelle erzielte Nuzeffect mit der auf dessen Erzielung verwendeten Menge Dampf in geradem Verhaͤltnisse steht. Der scheinbar groͤßte Verlust findet an den beiden Endpunkten der Mittelpunktslinie Statt. Allein sieht man denn nicht, daß gerade in diesem Momente von einem wirklichen Verluste gar keine Sprache seyn kann, indem weder eine Ausdehnung des Dampfes, noch ein Verbrauch an den Elementen vor sich geht? Der Zufuͤhrungscanal ward verschlossen, die Communication mit dem Kessel abgesperrt; der Dampf hat seine Wirkung vollbracht, und wartet nur auf seine Entlassung aus der Kammer, welche auch sogleich Statt findet, so wie das Austrittsventil geoͤffnet und dem Dampfe zur anderen Seite des Kolbens Zutritt gestattet wurde. Der eintretende Dampf trifft den Kolben beinahe in Beruͤhrung mit dem Cylinderende, bei dem er eintritt; er dringt in die leere Scheibe, und treibt, indem er deren Dike maͤchtig ausdehnt, den Kolben gegen das andere Cylinderende. Anfaͤnglich ist diese Bewegung eine langsame; allmaͤhlich wird sie aber geschwinder, bis der Kolben die Mitte des Cylinders erreicht und sich dann mit der vollen Geschwindigkeit der Kurbel in der Mitte bewegt. Da die Bewegung des Kolbens jedoch beim Eintreffen desselben an dem Ende des Cylinders ganz und gar aufhoͤren muß, so geschieht eine aͤußerst schoͤne Vorbereitung hiezu; denn von der Haͤlfte seines Laufes an verliert die Bewegung, indem sich der Dampf immer langsamer und langsamer ausdehnt, immer mehr an Geschwindigkeit, bis die geradlinige Bewegung, nachdem sie allmaͤhlich und unmerklich bis auf Nichts herabgesunken, endlich ganz aufhoͤrt, indem der Dampf keine weitere Wirkung ausuͤbt und ausgelassen wird. Dieß ist in Kuͤrze die Geschichte des Durchganges der Elementarkraft durch den Cylinder. Verfolgen wir nun ebenso die gleichzeitig Statt findenden Erscheinungen jenes Punktes, der in Folge seiner Verbindung mit dem Kolben in einem Kreise herum gefuͤhrt wird, waͤhrend dessen Motor die Hin- und Herbewegungen im Cylinder vollbringt. Wie ist dieser allmaͤhliche Uebergang vom Zustande der Ruhe zur Bewegung, und von dieser wieder zur Ruhe mit der gleichfoͤrmigen Bewegung, die der Kurbel in einem Kreise mitgetheilt wird, in Einklang zu bringen? Sie ist nicht nur mit ihr in Einklang, sondern sie folgt sogar aus ihr. Die gleichmaͤßige Kreisbewegung traͤgt zu dieser wahren Graduirung der geradlinigen Bewegung bei, und nur mit dieser allein laͤßt sie sich einiger Maßen in Einklang bringen. Um die gleichzeitigen Stellungen jenes Kurbelpunktes, welcher den Kreis beschreibt, und jenes Punktes, der die gerade Linie im Cylinder durchlaͤuft, zu verfolgen, stelle man sich einen Kreis vor, der mit seinem Mittelpunkte lind seinem Halbmesser in eine gegebene Entfernung von dem Ende des Cylinders gebracht ist, so daß ein Kolben, der sich in der gegebenen geraden Linie seiner Kolbenstange bewegt, in einer gegebenen Entfernung davon so damit verbunden ist, daß aus der Bewegung des einen eine Bewegung des anderen erwaͤchst. Es seyen Fig. 92 und 93 Cylinder, und die Kreise 1, 5, 10, 15 und 20 die Bahn der Kurbel, wobei die Zahlen an dem Cylinder und an den Kreisen correspondirende Stellen der Kurbel und des Kolbens zu bestimmten Zeiten andeuten. In Fig. 92 ist die Bewegung der Kurbel als gleichfoͤrmig, und der Kreis als in gleiche Theile getheilt gedacht; in Fig. 93 hingegen ist die Achse des Cylinders als in gleiche Theile getheilt gedacht, um einen hypothetischen Fall von gleichmaͤßiger Wechselbewegung im Kolben darzustellen: so daß der Kolben, wenn er von dem Dampfe hinauf oder herab getrieben wird, die Kurbel mit sich von A nach B und C herab zieht oder von C mit sich nach D und A empor bewegt. Es sey die Kreisbahn der Kurbel in zwanzig gleiche Theile getheilt, wovon sich die zehn ersten Nummern an der absteigenden, die zehn anderen hingegen an der aufsteigenden Seite des Kreises befinden. Es sey ferner die dem Durchmesser des Kreises gleichkommende Kolbenbahn in zehn Theile getheilt, welche den Kolben in jedem Augenblike des Hubes an jenen Stellen zeigen, die mit den Punkten der Kurbel in ihrer Bahn gleichzeitig sind, so daß die zehn eisten Zahlen sowohl im Kreise als im Cylinder mit correspondirenden Punkten der Hin- und Her- und der Umlaufsbewegung correspondiren. Wir wollen nun an jedem dieser Punkte das Verhaͤltnis untersuchen, welches zwischen dem Druke, den der Dampf auf den Kolben ausuͤbt, und der beim Umdrehen der Kurbel vollbrachten Wirkung besteht; so wie auch jenen Theil des Dukes des Dampfes, der keine Bewegung hervorbringt, und der irriger Weise als verloren betrachtet wird. Der schief auf die Kurbel wirkende Dampf bedingt durch die Kurbel einen Druk gegen den Mittelpunkt, und eine Tangentenbewegung in der Richtung des Kreises. Man sehe Fig. 94 und 95, wo die als Tangenten dargestellten Pfeile die effective rotirende Kraft, die senkrechten Linien die Kraft des Dampfes, und die gegen den Mittelpunkt gerichteten Linien den scheinbaren Verlust andeuten. Nimmt man den Gesammtdruk des Dampfes zu 100 Pfd. an, so wird man bei Ermittelung des Verhaͤltnisses, in welchem die Linien a, b und c in der Richtung dieser Theile zu einander stehen, finden, daß in der ersten Eintheilung die in der Richtung des Kreises wirkende Kraft nur 31 Proc. der auf den Kolben wirkenden Kraft betraͤgt; daß sie sich in der zweiten Eintheilung auf 58, 78 oder beinahe 59, in der dritten auf 80,90 oder beinahe 81, in der vierten auf 95, 11 oder beinahe 95 Proc. belaͤuft, und daß in der fuͤnften, d.h. nach Vollendung des Viertels eines Umganges, der Druk einen Augenblik 100 Proc. oder beinahe die ganze, auf den Kolben wirkende Kraft betraͤgt, womit die Wirkung ihr Maximum erreicht hat. Zunaͤchst darauf tritt eine Verminderung der kreisfoͤrmig wirkenden Kraft ein, und zwar bei der sechsten Eintheilung um 5, bei der siebenten um 19, bei der achten um 41, bei der neunten um 63 Proc., bis endlich bei der zehnten der Kolben das Ende seines Laufes erreicht hat, und der ganze in dieser Stellung auf die Kurbel wirkende Druk gar keine Wirkung auf die Kreisbahn ausuͤben, und der scheinbare Verlust mithin volle 100 Proc. betragen wuͤrde. Aehnliche Verminderungen finden im zweiten Halbkreise waͤhrend der Ruͤckehr oder des Emporsteigens des Kolbens Statt. Es laͤßt sich hienach folgende Tabelle fuͤr die Kraft, welche an 10 Punkten des Halbkreises direct zur Erzielung einer Kreisbewegung benuzt werden kann, ausfindig machen. Textabbildung Bd. 67, S. 344 Punkte in der Figur; Von der Kurbel beschriebener Bogen; Kraft in der Umlaufsrichtung; Relative Geschwindigkeit der Kurbel zum Kolben Durch diese Folgerungen sind viele scheinbar ganz richtig zu dem Schlusse gekommen, daß an der Kurbel der mittlere Nuzeffect um mehr dann um ein Drittheil geringer ist, als der Druk, welcher im Cylinder mittelst des Kolbens ausgeuͤbt wird. Ich bin in eine so weitlaͤufige Eroͤrterung dieser falschen Folgerungen eingegangen, um dem Leser das, wohinter der Irrthum verborgen liegt, um so klarer zu machen. Ich will nunmehr sogleich zeigen, aus welcher Quelle das Irrige erwachst, und wie man zur Wahreit gelangen kann. Man darf nicht vergessen, daß bei allen Kraftberechnungen der durchlaufene Raum eben so gut in Anschlag gebracht werden muß, wie die in diesem Raume ausgeuͤbte Kraft; und daß z.B. eine Kraft von 2 Pfd., welche ein Gewicht von 2 Pfd. in einer Secunde durch drei Fuß bewegt, im Nuzeffecte einer Kraft von 3 Pfd. gleichkommt, welche ein Gewicht von 3 Pfd. in einer Secunde nur durch zwei Fuß bewegt; d.h. bei der Berechnung der Effectivkraft haͤlt eine groͤßere Geschwindigkeit einer groͤßeren Kraft das Gleichgewicht. Wenn man demnach, dieses Princip auf gleichfoͤrmige Bewegungen angewendet, findet, daß die auf den Kolben wirkende Kraft durch die Kurbel eine Wirkung hervorbringt, in welcher die Kraft, wenn sie auch geringer ist, durch einen verhaͤltnißmaͤßig groͤßeren Raum wirkt, als der ist, durch den sich der Kolben bewegt, so kann man mit allem Rechte schließen, daß kein Verlust an Kraft Statt findet, sondern daß das, was an Kraft verloren geht, an Geschwindigkeit gewonnen wird. Dieß ist nun gerade mit der Kurbel der Fall. Waͤhrend sich der Kolben durch die Cylinderlaͤnge, welche dem Durchmesser des Kurbelkreises gleich ist, bewegt, bewegt er die Kurbel durch den Umfang eines Halbkreises. Da sich nun die Laͤnge des Durchmessers zur Laͤnge des Umfanges des Halbkreises wie 2 zu 3,14159 verhaͤlt, so gibt dieß ein Verhaͤltnis von etwas mehr als von 63 zu 100. Zeigt sich demnach, daß die mittlere von der Kurbel ausgeuͤbte Kraft nicht unter diesem Verhaͤltnisse steht, so laͤßt sich beweisen, daß der Verlust nur ein scheinbarer ist. Die mittlere Kraft der Kurbel verhalt sich nun aber, wie die dritte Columne der Tabelle angibt, wie 63 zu 100: d.h. die Kraft im Kolben ist genau in demselben Verhaͤltnisse groͤßer als die mittlere Kraft in der Kurbel, In welchem seine Geschwindigkeit geringer ist, als jene der lezteren. Die Sache laͤßt sich uͤbrigens auch noch anders betrachten. Man sagt, daß die Stellung der Kurbel am oberen und unteren Ende des Hubes fuͤr die Erzeugung einer Kreisbewegung eine so unguͤnstige ist, daß keine Dampfkraft, wie groß sie auch seyn mag, einen guten Nuzeffect geben kann. Dieß veranlaßt mich, die Bewegung des Dampfes selbst im Cylinder in Verbindung mit der Bewegung des Kolbens und der Kurbel zu verfolgen. Der Dampf konnte, wenn sich der Kolben am oberen Ende des Cylinders befindet, noch nicht auf den Kolben druͤken, und daher konnte auch noch nichts von seiner Kraft verloren gehen. Im Augenblike, wo der Kolben diese Stelle verlaͤßt, tritt der Dampf ein, und am Ende der ersten 18° wird die Kurbel nur mit einer Kraft von 12,80 herumgetrieben. Der Dampf treibt jedoch den Kolben nur. durch einen Raum, der den achten Theil des von der Kurbel durchlaufenen Raumes betraͤgt, so daß die Bewegung des Kolbens gerade um so viel langsamer ist als jene der Kurbel, als die Kraft der Kurbel hinter jener des Kolbens zuruͤksteht. Es ergibt sich also auch hier wieder ein dynamisches Aequivalent einer groͤßeren Kraft mit einer langsameren Bewegung fuͤr eine groͤßere Geschwindigkeit mit geringerer Kraft. Wenn der Kolben herabsteigt und der Druk zunimmt, so wird die Geschwindigkeit des Kolbens genau im Verhaͤltnisse seiner Wirkung auf die Kurbel zunehmen, so daß im Momente der Gleichheit des Drukes auf Kurbel und Kolben auch deren Geschwindigkeiten gleich sind, und daß waͤhrend der folgenden Abnahme des Drukes auf die Kurbel die Geschwindigkeit des Kolbens in demselben Verhaͤltnisse abnimmt. Die Bewegung des Kolbens ist also keine gleichmaͤßige, sondern eine wandelbare, indem dessen Geschwindigkeit je nach dem Druke auf die Kurbel wechselt. Die beiden dynamischen Effecte sind aber nicht bloß im Ganzen, sondern auch in jedem einzelnen Zeitmomente gleich. Waͤre die Bewegung des Kolbens eine gleichmaͤßige gewesen, so haͤtte jene der Kurbeln auf die in Fig. 93 angedeutete Weise wechseln muͤssen, was unstatthaft ist, und was sich weder mit der Natur und mit den Gesezen der Materie, noch auch mit der praktischen Anwendung der mechanischen Kraft vertraͤgt. Es ergibt sich mithin: 1) daß der mittlere Druk, welcher waͤhrend des ganzen Umganges auf die Kurbel wirkt, geringer ist als der auf den Kolben wirkende Druk, und zwar genau in demselben Verhaͤltnisse, in welchem der von lezterem durchlaufene Raum kleiner ist, als der von ersterer beschriebene, so daß die Gesammtkraft des einen dem Gesammteffecte der anderen gleich ist. 2) daß an den neutralen Punkten kein Verbrauch an Dampf Statt findet, und daß der Verbrauch an jedem Punkte genau mit der nuzvoll verwendeten Kraft im Verhaͤltnisse steht. 3) daß die Geschwindigkeit des Kolbens mit der Kraft, welche in jedem Momente auf die Kurbel wirkt, im Verhaͤltnisse steht. Dieselben Schluͤsse, die hier aus der Betrachtung der Stellungs- und Geschwindigkeitsverhaͤltnisse folgen, wurden urspruͤnglich von denselben Daten durch den weit strengeren Calcul abgeleitet. Ich konnte in dem Beispiele, welches ich hier von diesem richtigeren Verfahren zu geben suchte, nur einige wenige Punkte im Umfange auswaͤhlen, weßhalb denn auch das Resultat nur annaͤherungsweise richtig ist; da jedoch an jedem einzelnen Punkte dasselbe geschehen kann, so mag die gegebene Eroͤrterung dennoch genuͤgen. Das Studium der hoͤheren Analysis kann jenen, die bei ihren Erfindungen alle Taͤuschungen vermeiden wollen, nicht genug empfohlen werden. Bei dem Kolben mir geradliniger oder Wechselbewegung findet man die Gesammtkraft, wenn man den Doppelhub des Kolbens, d.h. dessen Vor- und Ruͤkbewegung mit dem auf denselben wirkenden Druk multiplicirt. Diese Kraft ist aͤquivalent mit dem Gesammteffecte, den ein vollkommener Umgang der Kurbel hervorbringt. Der Druk des Dampfes und der Raum, durch den er sich bewegt, geben demnach das Maaß fuͤr die Kraft. Bei dem rotirenden Kolben muß der Dampf genau denselben Nuzeffect geben, wenn der rotirende Kolben dieselbe Groͤße hat und sich durch denselben Raum bewegt, wie der Kolben mit geradliniger Bewegung. Wenn auf den rotirenden Kolben ein Druk wirkt, der dem mittleren auf die Kurbel wirkenden Druke gleichkommt, und wenn der Kolben sich durch einen Kreis bewegt, der dem Kreise der Kurbel gleich ist, so muß der Nuzeffect in beiden Faͤllen einer und derselbe seyn. Da durch die Fortpflanzung der Dampfkraft von einem Kolben mit geradliniger Bewegung an die Kurbel einer umlaufenden Welle ein Verlust Statt findet; und da es keine Maschinerie gibt, welche die Quantitaͤt der von einem Motor abgegebenen Kraft zu vermehren im Stande ist, sondern da es sich bloß darum handelt, uͤber die Kraft auf eine einem bestimmten Zweke entsprechende Weise zu verfuͤgen, so folgt hieraus, daß der rotirende Kolben keinen Zwek hat, ausgenommen er uͤbertrifft jenen mit geradliniger Bewegung an Einfachheit, Wohlfeilheit, Raumersparnis, Dauerhaftigkeit, Ersparnis im Betriebe, Leichtigkeit der Ausbesserung, verminderter Reibung, oder endlich darin, daß er sich besonders zu gewissen Zweken, wie z.B. zur Dampfschifffahrt oder fuͤr Dampfwagen eignet. I. Was die Einfachheit der Theile anbelangt, so kann die rotirende Maschine hierin die einfachste Maschine mit Wechselbewegung nicht uͤbertreffen; so z.B. jene, die bloß aus einem Cylinder, einem Kolben und einer Kurbelwelle besteht, an der sich der an einer Welle aufgezogene Cylinder bei den Umlaufen der unmittelbar an dem Ende der Kolbenstange befestigten Kurbel schwingt, und welche keine beweglichen Ventile irgend welcher Art erfordert, indem der Dampf durch Oeffnungen in der Achse des Cylinders, welche durch die Bewegung des Cylinders selbst geoͤffnet und geschlossen werden, ein- und austritt. Eben so wenig hat sie in Hinsicht auf die Leichtigkeit und Wohlfeilheit des Baues einen Vorzug voraus; denn man wird mir nicht bestreiten, daß, der Kolben und der Canal worin er sich bewegt, moͤgen rechtwinkelig oder kreisrund seyn, ein gerader Cylinder und ein hineinpassender Kolben viel leichter zu verfertigen ist, als die ringfoͤrmige Kammer fuͤr einen rotirenden Kolben, deren Oberflaͤche eine doppelte Kruͤmmung hat, und die nur sehr schwer in gehoͤriger Vollendung zu erzielen ist. Noch schwieriget waͤre fuͤr einen rechtekigen Kolben eine vierseitige Kammer ohne Verwehrung der Kosten und Arbeit zu verfertigen. II. In Hinsicht auf den Umfang steht der Kolben mit geradliniger Bewegung offenbar im Vortheile; denn die ringfoͤrmige Kammer des rotirenden Kolbens muß, um eine gleiche Kraft zu geben, gegen 2/3 des Flaͤchenraumes und die dreifache Laͤnge des geradlinigen Cylinders haben, wonach also der Flaͤchenraum beinahe ein doppelter ist. Allein selbst diese Schaͤzung ist fuͤr den Kolben noch zu guͤnstig; denn die Achse desselben muß einen bedeutenden Durchmesser haben, weil sie haͤufig als Dampfweg benuzt wird, weil jede in der Naͤhe des Mittelpunktes angewandte Dampfkraft wegen des kleinen Kreises, den dieser Theil des Kolbens beschreibt, einen geringen Nuzeffect gibt, und weil der dem Auslassen und der Abnuͤzung ausgesezte Theil des Kolbens mit dem gewonnenen Effecte im Verhaͤltnisse steht. Endlich muß der Kolben auch noch deßhalb weiter von dem Mittelpunkte entfernt werden, damit die rotirende Bewegung der Theile eine mehr gleichmaͤßige werde. Da Alles dieß jedoch spaͤter noch weiter in Betracht kommt, so genuͤgt es uns bewiesen zu haben, daß hieraus ein groͤßerer Umfang der Maschine erwachst. III. Die Dauerhaftigkeit und die Ersparniß beim Gebrauche anbelangend, so liegen die schlagendsten Argumente gegen die rotirende Maschine vor. Ich sah mehrere derselben, die sehr gut gearbeitet waren und sehr schoͤn arbeiteten, und dennoch geriethen sie sehr bald in Unordnung. Sie arbeiteten stets am besten so lange sie neu waren. Es mag vielleicht manchen scheinen, daß dieß lediglich von Fehlern herruͤhre, die bloß durch besondere Constructionsweisen bedingt sind. Ich gebe auch zu, daß mehrere derselben aus Elementen zusammengesezt waren, die nicht nothwendig mit zum Principe gehoͤren; allein ich will dessen ungeachtet beweisen, daß, abgesehen von der Eigenthuͤmlichkeit gewisser Maschinen, die nothwendige Wirkungsweise der rotirenden Maschinen den Grund zur raschen Zerstoͤrung derselben in sich traͤgt; und daß jeder rotirende Kolben in Kuͤrze der Abnuͤzung unterliegen muß. Es ist ein allgemein anerkannter Grundsaz, daß sich an einer guten Maschine die Theile gleichmaͤßig abnuͤzen sollen, und daß selbst aus ihrer Bewegung ein besseres gegenseitiges Aneinanderpassen erwachsen soll. Dieß ist der Fall mit dem Cylinder und dem Kolben, so wie mit anderen Theilen der Dampfmaschine mit Wechselbewegung, ja es ist dieß so wahr, daß manche der aͤltesten Watt'schen Maschinen noch heutzutage so gut arbeiten, wie je, und vielleicht sogar besser als einige neuere Maschinen. Die rotirende Maschine steht in auffallendem Gegensaze hiemit, und es wird mir nicht schwer werden zu beweisen, daß sich deren Theile ungleich abnuͤzen muͤssen, und daß die Maschine also mit jedem Tage ihrer Aufgabe weniger gewachsen wird. Man lege zwei vollkommen ebene kreisrunde Metallplatten so auf einander, daß sie einander vollkommen bedeken, befestige die untere auf einem Tische, und lasse die obere in Beruͤhrung mit der unteren rasch um ihre eigene Achse umlaufen. Was wird wohl das Resultat der zwischen beiden Platten Statt findenden Reibung seyn? Wird die Abnuͤzung eine so gleichmaͤßige seyn, daß beide Platten fortwaͤhrend genau an einander passen, oder nicht? Die Erfahrung beantwortet diese Frage im Einklange mit der Theorie mit Nein. Man darf nur bedenken, daß der aͤußere Rand einen groͤßeren Kreis beschreibt, als irgend ein anderer dem Mittelpunkte naͤher gelegene Theil; daß also, da alle Theile innerhalb einer und derselben Zeit umlaufen, die dem Umfange naͤher gelegenen eine groͤßere Geschwindigkeit haben Muͤssen, als die dem Mittelpunkte anliegenden, daß mithin die Abreibung vom Umfange weg, wo sie am groͤßten ist, gegen den Mittelpunkt der Platten hin gleichmaͤßig abnimmt, und daß folglich die Platten nothwendig kegelfoͤrmig werden und immer mehr und mehr die Neigung zu dieser Gestalt bekommen muͤssen. Diese unbestreitbare Wahrheit machte schon so manche an sich schoͤne Erfindung mißlingen; sie ist der Grund, warum die kegelfoͤrmigen Anwellen beinahe durchaus gegen cylindrische umgetauscht wurden; und aus ihr erklaͤrt sich, warum schon so viele sinnreiche Verbesserungen der Dampfmaschine aufgegeben werden mußten. Ich erinnere nur an die von Oliver Evans eingefuͤhrten, flachen, rotirenden Ventile, die man ungeachtet ihrer Einfachheit, Wirksamkeit und Wohlfeilheit allgemein wieder aufgegeben hat, und zwar lediglich wegen dieser Abreibung, die der Ruin einer jeden nach dem Rotations-principe gebauten Dampfmaschine ist. Die Anwendung des eben gegebenen Beispieles auf den in Frage stehenden Gegenstand ergibt sich leicht. Die angedeutete Rotirung von einem Mittelpunkt aus mit Druk auf Unterlagen, deren Theile sich in ungleichen Entfernungen von dem Mittelpunkte befinden, umfaßt naͤmlich auch die außerordentliche Abreibung der Umfangsoberflaͤche im Vergleich mit jener, die dem Mittelpunkte zunaͤchst liegt, und die sich also mit geringerer Geschwindigkeit bewegt. Die Umfangsoberflaͤchen nuͤzen sich weit schneller ab, und sind unbrauchbar geworden, bevor noch die dem Mittelpunkte zugekehrten Oberflaͤchen merklich Schaden gelitten haben. Wo ausgedehnte Metalloberflaͤchen in gegenseitiger Beruͤhrung stehen, sind die Reparaturen immer mit vielen Kosten und langem Verzuge verbunden. Man hat allerdings um diesem Uebel zu steuern, den rotirenden Kolben weit von dem Mittelpunkte der Bewegung entfernt; allein dadurch wird nur theilweise Huͤlfe geschafft, und dafuͤr sowohl der Umfang der Maschine als auch deren Reibung bedeutend vergroͤßert. Ueberdieß wird die Maschine durch Verlaͤngerung des Radius jener die nach dem Principe der geradlinigen Bewegung gebaut ist, naher gebracht; die Vollkommenheit wird daher erst erreicht, wenn der kreisrunde Cylinder in einen geraden, oder die rotirende Maschine in eine mit geradliniger Bewegung verwandelt wird. Wenn sich ein Kolben in einem geraden Cylinder hin und her bewegt, so bewegen sich alle seine Punkte, so wie auch jene des Cylinders gleichmaͤßig: naͤmlich in Linien, welche mit der Achse parallel laufen, und um die Anhaͤufung von Excentricitaͤt zu verhuͤten, kann die Stellung des Kolbens, was seinen Umfang betrifft, durch eine theilweise Umdrehung veraͤndert werden. Die rotirende Bewegung ist mithin schon ihrer Natur nach gegen das Gelingen des rotirenden Principes; sie bedingt als Grundursache kostspielige Reparaturen und einen raschen Verfall der Maschine. IV. Die rotirende Maschine ist ferner auch noch anderen Maͤngeln besonders ausgesezt: so den Vacuitaͤten und dem Auslassen an den Ventilen und Canaͤlen, Unregelmaͤßigkeiten in der Bewegung und Erschuͤtterungen, welche durch die Einwirkung der Theile auf einander entstehen. Alle diese Gebrechen kommen jedoch nur an den einzelnen Maschinen, an denen sie sich zeigen, in Betracht. V. Eignet sich die rotirende Maschine demnach nicht ganz besonders zu einzelnen Zweken, wie z.B. zur Dampfschifffahrt oder zur Locomotion, so duͤrfen wir auf die Hoffnung von ihr einen praktischen Vortheil zu ernten, von vorn herein verzichten. Nun ist sie aber fuͤr die Dampfschifffahrt, fuͤr die man sie empfohlen hat, ganz unbrauchbar. Es ist naͤmlich an den Dampfschiffen sehr gut, wenn die Rotationsachse so hoch und das Gewicht der Maschine so tief als moͤglich angebracht ist. Wuͤrde man min die Maschine an diese Achse bringen, wie es mit der rotirenden Maschine der Fall seyn wuͤrde, so muͤßte die Achse entweder zu weit herab versezt werden, oder das Gewicht der Maschine wuͤrde sich so hoch oben befinden, daß das Fahrzeug dadurch an Staͤtigkeit verlieren anstatt gewinnen muͤßte. Bei der gegenwaͤrtig gebraͤuchlichen Maschine befindet sich das Gewicht unmittelbar uͤber dem Flach des Schiffes, und die Achse ist mit dem Verdek in Beruͤhrung. Gegen die directe Anwendung der rotirenden Maschine an der Achse eines Dampfwagens oder einer Locomotive bestehen unuͤberwindliche Hindernisse. Da zwischen ihr und den Raͤdern keine Federn vorhanden waͤren, so wuͤrde die Maschine durch jeden Stoß in Unordnung gerathen, und durch starre Verbindung des Gewichtes der Maschine mit der Achse wuͤrden die Raͤder in Truͤmmer gehen. Allen diesen Uebeln ist an der Maschine mit geradliniger Bewegung dadurch abgeholfen, daß die Maschine von der Achse getrennt ist, und daß die Kraft durch Stangen, Raͤder und Ketten an das Treibrad oder die Treibwelle fortgepflanzt wird. Es gehoͤrt uͤbrigens an einigen Locomotiven zu den Hauptfehlern, daß diese Trennung weniger vollkommen besteht, als man es wuͤnschen kann; und obwohl diese an den rotirenden Maschinen unthunliche Trennung an der Maschine mit geradliniger Bewegung sehr erleichtert ist, so lag doch hierin lange Zeit eines der Haupthindernisse gegen das Gelingen der Locomotion. VI. Abgesehen von den bereits erwaͤhnten Vorzuͤgen, welche die Maschine mit Wechselbewegung vor der rotirenden voraus hat, erleichtert sie auch noch auf eine bei der lezteren ganz unbekannte Art den direkten Betrieb einiger untergeordneter, zur Dampfmaschine gehoͤriger Mechanismen, z.B. der Kaltwasserpumpe, der Speisungspumpe etc. Ist die Maschine eine verdichtende, so haͤlt die Einfachheit des Mechanismus der Luftpumpe mit der rotirenden Maschine gar keinen Vergleich aus. VII. Alle diese Betrachtungen zusammen, welche von hoͤchstem praktischen Belange sind, beweisen offenbar, daß, wenn an der Maschine mit Wechselbewegung nicht ein sehr bedeutender Verlust an Kraft vorgeht, Nichts zur Umtauschung des rotirenden Kolbens gegen jenen mit geradliniger Bewegung verleiten kann. Es scheint vielmehr sowohl theoretisch als praktisch erwiesen, daß mit Abzug eines kleinen auf die Reibung kommenden Theiles, der Kolben mit geradliniger Bewegung durch die Kurbel alle jene Kraft abgibt, die im Cylinder auf ihn wirkt. Mehr kann kein Mechanismus leisten.Ich habe die gedrukten Berichte uͤber die vorjaͤhrigen Leistungen der von Sims gebauten Kurbelmaschinen in Charlestown und Wheel Kitty vor mir liegen. Ich besize eben so die Angaben uͤber den Druk, den Hr. Smith von Manchester auf einer zu diesem Behufe an die Bergwerke unternommenen Reise mit einem sehr genauen Indicator in dem Cylinder beobachtete. Ich besize also die Mittel zur Vergleichung der Kraft, welche wirklich auf den Kolben wirkte, mit der von diesem vollbrachten Leistung, und kann hienach als Resultat verbuͤrgen, daß die wirkliche Leistung nur um 10 Proc. unter der auf sie verwendeten Kraft zuruͤkbleibt. Hieraus folgt, daß selbst die hoͤchste denkbare Vervollkommnung des Mechanismus der Maschine nur eine Ersparniß von einigen Procent geben kann; und daß die gegenwaͤrtig gebraͤuchliche Kurbelmaschine der Vollkommenheit so nahe kommt, als man nur erwarten kann. A. d. O. Da die rotirende Maschine ferner weder in Hinsicht auf Einfachheit des Spieles, noch in Hinsicht auf Compactheit der Form, auf Raumumfang, auf Wohlfeilheit in der Anschaffung oder in der Unterhaltung etwas voraus hat; da im Gegentheile schon der Natur ihrer Bewegung nach der Keim einer raschen Abnuͤzung in ihr gelegen ist, und da sie sich endlich durch keinerlei Eigenthuͤmlichkeiten als fuͤr einzelne Zweke, wie z.B. fuͤr die Dampfschifffahrt oder Locomotion besonders empfehlenswerth zeigt, so kann ich wahrlich nicht abnehmen, wie man nur einen Augenblik Denkens auf weitere Verbesserung derselben oder Abaͤnderung ihrer Gestalt verwenden kann. Wenn schon das Princip im hoͤchsten Grade der Ausbildung sich jenem der Maschine mit Wechselbewegung in Hinsicht auf Leistung und Dauerhaftigkeit nur annaͤhern, keineswegs aber es uͤbertreffen kann, so verdient es wahrlich keinen weiteren Aufwand an Zeit und Forschung. VIII. Die Argumente, welche ich hier aufstellte um zu zeigen, durch welche Taͤuschungen die Erfinder rotirender Maschinen von der wahren Bahn abgeleitet wurden, gewinnen noch bedeutend an Gewicht, wenn man die Eigentuͤmlichkeiten der Kurbel als einen der Elementar-Mechanismen zur Umwandlung der geradlinigen in eine rotirende Bewegung in Betracht zieht. Die Kurbel zeichnet sich naͤmlich vor allen anderen Mitteln, womit die besagte Umwandlung geschehen kann, durch besondere Eigenschaften aus; sie paßt sich der Natur des Dampfes sowohl als der festen Materie so trefflich an, daß wir die Vortheile, die wir heut zu Tage aus der Dampfmaschine ziehen, wesentlich auch ihr verdanken. Alle Muͤhe, die sich der Erfindungsgeist seit Jahren gab, um deren vermeintliche Mangel zu beseitigen oder sie gar entbehrlich zu machen, war unnuͤz verschwendet; nach vielen vergeblichen Anstrengungen ist es endlich erwiesen, daß die Kurbel allein der Zauberstab ist, dem die ungeheure Kraft des Dampfes willig Folge leistet. Ich will nun versuchen in eine Eroͤrterung dieser Eigenschaften, denen die Kurbel ihre Vollkommenheit als Elementar-Mechanismus verdankt, einzugehen. 1) Einleitend muß ich erinnern, daß mit dem Kolben einer Dampfmaschine mit Wechselbewegung Folgendes vorgeht. Er wird nach einer Richtung in Bewegung gesezt, und dann angehalten, hierauf wird er in entgegengesezter Richtung bewegt, und dann wieder angehalten, worauf dann die erste Bewegung abermals eintritt. Beim Beginnen der Bewegung nach Abwaͤrts oͤffnet sich ein Ventil, durch welches der Dampf uͤber den Kolben gelangt, welches aber am Ende des Hubes geschlossen werden muß. In demselben Augenblike, in welchem sich dieses Ventil schließt, muß sich ein entgegengeseztes oͤffnen, um Dampf unter den Kolben eintreten zu lassen. In demselben Augenblike muß sich aber auch ein Austrittsventil fuͤr den zuerst eingetretenen Dampf eroͤffnen, und ein zweites Austrittsventil an der entgegengesezten Seite des Kolbens dafuͤr schließen. In einem und demselben Augenblike muß demnach die Bewegung des Kolbens nach der einen Richtung angehalten werden, und nach der entgegengesezten Richtung beginnen; eine Dampf-Communication muß geschlossen, eine zweite geoͤffnet, ein dritter Austrittscanal abgesperrt und ein vierter geoͤffnet werden; und alles dieß muß, wenn die Maschine auf Vollkommenheit Anspruch machen soll, beinahe mit absoluter Genauigkeit erfolgen. Diese Vorgaͤnge, wodurch die Umwandlung aus dem Zustande der Ruhe in die Bewegung und umgekehrt hervorgebracht wird, erfordert jedoch Zeit. Die Materie erlangt ein Bewegungsmoment, und dieses muß allmaͤhlich aufgehoben werden, wenn die Materie keine Erschuͤtterung und durch diese eine Beschaͤdigung erleiden soll. Andererseits erlangt die Materie durch die Bewegung eine solche Kraft, daß um sie aufzuhalten, dieselbe Kraft erforderlich ist, wie die, der sie die Bewegung verdankt. Diese Vorgaͤnge koͤnnen demnach leine augenbliklichen seyn, und da die Bewegung, die der Dampf erzeugt, eine gleichmaͤßige und ununterbrochene ist, so muͤssen nothwendig die Theile der Maschine selbst so viel Zeit gestatten, als erforderlich ist, damit sie allmaͤhlich und ohne Erschuͤtterung in den Zustand der Ruhe kommen, und aus diesem nach entgegengesezter Richtung wieder in die groͤßte Geschwindigkeit versezt werden. Alles dieses bewirkt nun die Kurbel auf ausgezeichnete Weise. Sie haͤlt den Kolben so sachte und sanft an, als waͤre ein Flaumenkissen unter ihn gebracht, und sezt ihn dann nach entgegengesezter Richtung eben so allmaͤhlich in Bewegung, bis er die groͤßte Geschwindigkeit erlangt hat. Eben so vollkommen bewirkt sie das Oeffnen der Ventile; denn dieses geschieht mit jener allmaͤhlichen Bewegung, wodurch die Weite der Oeffnung mit der Quantitaͤt der Fluͤssigkeit, welche zustroͤmen soll, in Verhaͤltniß gebracht wird. Eine so vollkommene Adjustirung kann nur bei einem solchen Verhaͤltnisse Statt finden, wie es zwischen der Kurbel und dem Kolben besteht, von denen die eine gleichmaͤßig den Umfang eines Kreises beschreibt, waͤhrend sich der andere mit abwechselnd zu- und abnehmender Geschwindigkeit bewegt. 2) Es gereicht einem Mechanismus zu großer Empfehlung, wenn dessen Brauchbarkeit durch einen geringen Fehler im Bau nicht wesentlich beeintraͤchtigt wird; wenn eine geringe Unordnung in dessen Adjustirung nicht unmittelbar zu dessen Zerstoͤrung fuͤhrt; wenn andererseits seine volle Wirksamkeit sich bei jenem Grade von Genauigkeit, der durch einen gewoͤhnlichen Arbeiter erzielt werden kann, und bei jener Sorgfalt, die von gewoͤhnlichen Maschinenwaͤrtern zu erwarten ist, aͤußert; und wenn endlich die Schadhaftigkeit so allmaͤhlich eintritt, daß man bei Zeiten auf Abhuͤlfe aufmerksam gemacht wird. Gerade ein solcher Mechanismus ist nun abermals die Kurbel. Das Oeffnen und Schließen der Ventile muß am Anfange und am Ende des Hubes, oder wie man zu sagen pflegt in der Linie der Mittelpunkte von Statten gehen, und gerade an dieser Stelle kann der auf den Kolben wirkende Druk nicht auf die Kurbel wirken. Gesezt jedoch die Ventile bewegten sich nicht mit absoluter Genauigkeit, sondern sie oͤffneten oder schloͤßen sich zu fruͤh oder zu spaͤt, so wird dieser Fehler gerade hier von geringem Belange seyn, weil die Bewegung des Kolbens eben dann so unbedeutend ist, daß er durch einen Bogen von 20° nicht den hundertsten Theil eines Hubes vollbringt. Jeder in diesem Raume vorkommende Fehler wird daher nur den hundertsten Theil seiner Wirkung auf die Kurbel ausuͤben; oder jeder Fehler in der Adjustirung wird, was seine Wirkung betrifft, auf den hundertsten Theil dessen beschraͤnkt, was eintreten wuͤrde, wenn die Bewegung des Kolbens, wie dieß bei jeder anderen Art der Umwandlung der Bewegung in eine rotirende der Fall ist, in Portionen, welche mit dem durchlaufenen Bogen correspondiren, gleichmaͤßig waͤre. 3) Auf gleiche Weise werden Fehler, die aus einem mangelhaften Baue, aus unvollkommener Unterhaltung der Maschine oder deren Abnuͤzung erwachsen, durch die Kurbel auf den hundertsten Theil vermindert. Ich habe mich oft hoͤchlich verwundert, wie solche Ruinen von Maschinen, wie ich sie an manchen Kohlengruben, Bergwerken u. dgl. fand, doch immer noch so arbeiten, daß sie hinter ihrer vollen Kraft kaum um 30 Proc. zuruͤkbleiben. 4) Zu allem dem kommt noch, daß bei den Eigenschaften der Kurbel eine Maschine von fehlerhaftem Gewichte, und nach ganz plumpen Dimensionen gebaut seyn kann, ohne daß ihr Spiel deßhalb bedeutend beeintraͤchtigt wird. Denn die Kurbel erreicht am Anfange und am Ende des Hubes eine so langsame Bewegung, daß sie allen Theilen der Maschine eine eben so langsame Bewegung mittheilt, und eben so empfaͤngt sie von diesen das Bewegungsmoment, welches sie abgeben, wenn sie gegen das Ende des Hubes wieder langsam in Ruhestand kommen. Der den hin und her beweglichen Theilen der Maschine gegebene Trieb geht demnach nicht verloren, sondern er wird nur verliehen. Ich habe hiemit dargethan, daß man von einem Irrwahn befangen ist, wenn man glaubt, daß unsere dermalige Dampfmaschine einen großen Theil der Kraft, die sie uͤbertragen soll, verzehrt oder aufhebt, und daß die rotirenden Maschinen den Betrag der nuzbringend verwendeten Kraft zu erhoͤhen im Stande sind; daß die taͤglich erscheinenden rotirenden Maschinen nicht neu sind, indem sie sich in 5 große Classen bringen lassen, und von mehr dann 90 Personen immer wieder und wieder erfunden wurden; daß alle diese Maschinen mißlangen, indem keine derselben sich in taͤglichem Gebrauche erhielt; daß dieses Mißlingen nicht von zufaͤlligen Fehlern in der Anordnung der Theile herruͤhrte, indem man bereits so zahlreiche Formen und Abaͤnderungen versuchte; daß es eben so wenig durch fehlerhafte praktische Ausfuͤhrung bedingt seyn koͤnne, da auch die ausgezeichnetsten Praktiker nichts Brauchbares zu Stande brachten; daß die Kurbel der Dampfmaschine keinen Verlust an Kraft bedingt, indem das, was an Kraft verloren zu gehen scheint, an Geschwindigkeit wieder gewonnen wird; daß in demselben Verhaͤltnisse, in welchem die auf den Kolben wirkende mittlere Kraft groͤßer ist als die auf die Kurbel wirkende, auch der von lezterer durchlaufene Raum groͤßer ist, als jener, den ersterer zuruͤklegt; daß der innerhalb einer bestimmten Zeit hervorgebrachte Nuzeffect genau mit dem innerhalb dieser Zeit verbrauchten Dampfe im Verhaͤltnisse sieht, und daß die gewoͤhnliche Dampfmaschine mit Wechselbewegung demnach vollkommen frei ist von den ihr beigemessenen Fehlern, denen durch die rotirende Maschine abgeholfen werden soll. Ferner daß der rotirende Kolben, was die Einfachheit betrifft, vor jenem mit geradliniger Bewegung nichts voraus hat, wohl aber schwieriger zu verfertigen ist, hoͤher zu stehen kommt, mehr Reibung erzeugt, einen groͤßeren Umfang einnimmt, sich schneller abnuͤzt und eine mindere Genauigkeit und Gleichfoͤrmigkeit zulaͤßt; daß die rotirende Maschine demnach Grundfehler hat, wegen der sie nie wohlfeil und dauerhaft seyn kann; und daß selbst wenn dieß der Fall waͤre, sie sich doch weder fuͤr die Dampfschifffahrt noch zur Locomotion eignen wuͤrde. Endlich daß die Kurbel als das zur Umwandlung der geradlinigen Bewegung in eine rotirende dienende Mittel, eine Vollkommenheit besizt, die durch keinen anderen Mechanismus erreicht wird, und erreicht werden kann, und daß gut gebaute Kurbeldampfmaschinen eine Leistung geben, welche sich dem theoretischen Maximum des Nuzeffectes bis auf 10 Proc. annaͤhert, und welche ohne besonders erfahrene und genaue Maschinenwaͤrter zu erzielen ist. Moͤge es mir hiedurch gelungen seyn, manchen talentvollen Erfinder von der Verfolgung des eitlen Projectes einer rotirenden Maschine abwendig zu machen, und seine Thaͤtigkeit ersprießlicheren Forschungen zuzuwenden.