LXXXIII. Simpson's hydropneumatische Drehscheibe und drehbare Canalbrücke. Aus dem Practical Mechanic's Journal, Febr. 1850, S. 241. Mit Abbildungen auf Tab. VI. Simpson's hydropneumatische Drehscheibe und drehbare Canalbrücke. Statt der gewöhnlichen Tragrollen wendet Hr. Simpson bei seiner hydropneumatischen Drehscheibe einen Luftträger oder vielmehr eine aus Luft bestehende Stütze an, auf welcher der ganze bewegliche Theil der Drehscheibe ruht. Da die Luft ein sehr leicht transportables, wohlfeiles, und für viele mechanische Zwecke höchst wirksames Agens ist, so hat man in der neuesten Zeit versucht sie als Feder, Lager etc. anzuwenden. Bekanntlich verhält sich die Dichtigkeit der Luft zur Dichtigkeit des Wassers ungefähr wie 1 zu 840, und nach dem Mariotte'schen Gesetze verändert sich die Spannkraft der Luft in demselben Verhältnisse wie ihre Dichtigkeit. Die Höhen von zwei Säulen, welche einander das Gleichgewicht halten und von denen die eine aus Luft, die andere aus Wasser besteht, richten sich nach der Dichtigkeit von beiden. Tauchen wir einen umgestürzten Eimer in Wasser, so wird letzteres denselben nie ganz erfüllen, wie tief wir auch den Eimer unter das Wasser hinabdrücken mögen. Die im Eimer befindliche Luft wird in einen kleineren Raum zusammengedrückt werden, und bei einer Tiefe von 34 Fuß unter dem Wasserspiegel den Eimer nur noch halb füllen, da mit der Tiefe des Wassers auch das Luftvolumen sich verringert. Auf diese Weise kann die Luft zum Tragen einer sehr bedeutenden Last angewandt werden, wenn wir sie nämlich so einsperren, daß ihre Dichtigkeit allmählich zunehmen muß; das Experiment mit dem Eimer zeigt uns, wie man mit Hülfe eines dichtern Mediums, nämlich des Wassers, dieß erreichen kann. Bei Simpson's Drehscheibe, Fig. 21, bildet die Plattform A, A mit ihrem Umfangsringe B, B den umgestürzten Eimer, und dieß ist eigentlich das Wesentliche seiner Erfindung. Die Plattform kann mit ihrem tiefen Ringe nach unserer Zeichnung in einer beliebigen Anzahl von Stücken gegossen werden, wenn nur nachher die Fugen vollkommen luftdicht gemacht werden. Der erwähnte Ring B, B taucht in einen engen, ringförmigen Wasser- oder Oelbehälter C, C, welcher für sich in einem Stücke gegossen, und dann an die Peripherie der untern Platte D, D angeschraubt ist, die den Boden der Luftkammer unter der Plattform bildet und auf einer Steinunterlage E, E liegt. Die Achse F der Plattform ist besonders gegossen und dann mit ihrem oben vorstehenden Rande an die untere Fläche der Plattform angeschraubt. Diese Achse ist cylindrisch, vollkommen glatt, und so angeordnet, daß sie nöthigenfalls sich auf ein gehärtetes Bodenstück G stützt, während sie an ihrem Umfange sich an gehärtete Ringsegmente H, H anlegt, die in Nuthen eingelassen sind, welche sich in der hohlen cylindrischen Pfanne I befinden. Diese Pfanne ist an die untere Fläche der Bodenplatte D, D angeschraubt, und ruht auf einem steinernen in die Erde versenkten Fundament. Auf diese Weise ist die Oberfläche der Plattform ganz eben und' frei von irgend einem Vorsprunge in ihrer Mitte. Die tiefe Ausgrabung, welche gewöhnlich bei Drehscheiben nöthig ist, wird ganz entbehrlich, und es ist weiter kein Grundbau erforderlich als der oben beschriebene, da die Bodenplatte, der Ring und die cylindrische Pfanne nur auf eine sechszöllige Schicht Schlacken oder Steinbrocken in die Erde gelegt ist. Das ringförmige Gefäß für die Flüssigkeit wird nur so tief gemacht, als es nothwendig ist, um durch die Flüssigkeitssäule die Luft in dem geschlossenen Raume K, K zurückzuhalten, auf welche dann das ganze Gewicht der Drehscheibe mit ihrer Belastung kommt. Da das ringförmige Gefäß sehr enge ist, so ist auch nur eine kleine Quantität Flüssigkeit nöthig um den Verschluß zu bewerkstelligen, und deßhalb könnte ohne große Kosten auch Oel oder eine sonstige geeignete Flüssigkeit statt Wasser angewandt werden, wenn man bei letzterem Verdunstung oder die Wirkung der Kälte befürchten sollte. Um den Luftdruck bestimmen zu können, geht eine Röhre L von dem Raum K aus unter dem ringförmigen Gefäße hindurch, und von da wieder aufwärts. Sie kann oberhalb der Erde in eine graduirte Glasröhre münden, oder, wie dieß aus der Zeichnung zu ersehen ist, in eine gebogene Röhre M, die mit Quecksilber gefüllt ist, auf dessen Oberfläche sich ein Schwimmer befindet, der mit einem Zeiger in Verbindung ist, welcher auf einem Zifferblatte die Grade des Luftdruckes angibt. Durch dieses einfache Mittel ist man im Stande die Drehscheibe neben ihrem gewöhnlichen Dienste auch noch als Waage zu benutzen, zu welchem Zwecke die reibungslose Luftstütze besonders geeignet ist. Sollte der Zeiger in Folge einer Verdunstung der im ringförmigen Gefäße enthaltenen Flüssigkeit oder deren Temperaturveränderung, unrichtige Angaben machen, so kann man dieselben sehr leicht dadurch corrigiren, daß man den wirklichen Nullpunkt und den von der unbelasteten Drehscheibe erhaltenen mit einander vergleicht; auch kann man das Zifferblatt so drehen, daß der Zeiger bei unbelasteter Drehscheibe immer auf Null zu stehen kommt. Man begreift, daß bei dieser Drehscheibe keine Reibung durch Anliegen einzelner Theile an einander entstehen kann, die geringe Reibung der Achse in den Ringsegmenten ausgenommen, wodurch die Scheibe bloß concentrisch zum ringförmigen Gefäße erhalten wird. Nur in außergewöhnlichen Fällen, nämlich wenn die Belastung der Drehscheibe ungemein groß werden sollte, tritt noch eine geringe Reibung hinzu, und dann wird das abgerundete Ende der Achse, welches gewöhnlich mit dem Bodenstücke G außer Berührung ist, zum Träger, während die im Kreise herum vertheilten und an dem Rande des Gefäßes C befestigten Rollen N, N den äußersten Rand der Drehscheibe selbst stützen. In unserer Zeichnung ist der Durchmesser der Plattform 15 Fuß, die Tiefe des ringförmigen Gefäßes 4 Fuß 6 Zoll, und der Zwischenraum zwischen Plattform und Boden 2 Zoll. Letzterer ist absichtlich so enge gemacht, damit die Veränderungen in Folge von Temperaturwechsel nicht groß ausfallen. Nehmen wir 33,4 Fuß als die Höhe der Wassersäule, welche nöthig ist um dem 14 1/2 Pfund betragenden Luftdrucke das Gleichgewicht zu halten, so werden wir für eine Wassersäule von 4 Fuß 6 Zoll Höhe einen Druck von ungefähr 1,9 Pfund haben, und sollte Quecksilber statt Wassers angewandt werden, so würde eine 4 Zoll hohe Quecksilbersäule dasselbe bewirken, was durch die 54 Zoll hohe Wassersäule bewerkstelligt wird. Nehmen wir den Luftraum unter der Drehscheibe zu 16 Fuß Durchmesser an, so haben wir eine Fläche von 201 Quadratfuß, und die Tragfähigkeit derselben unter einem Drucke welcher einer Wassersäule von 54 Zoll Höhe entspricht, wird, zu 1,9 Pfund für den Quadratzoll gerechnet, 54993,6 Pfund oder ungefähr 24 1/2 Tonnen betragen. Wiegt nun die Drehscheibe selbst mit ihrer Achse und ihrem Ringe 4 1/2 Tonnen, so behalten wir immer noch für über die Scheibe gehende Locomotiven eine Tragkraft von 20 Tonnen. Beträgt der äußere Luftdruck 14,5 Pfund, so wird der Luftdruck unter der Drehscheibe 14,5 + 1,9 = 16,4 Pfd. und das Volum der Luft ist um 19/145 oder ungefähr 1/8 des früheren vermindert, so daß die ursprünglich 2 Zoll hohe Luftschichte unter der Drehscheibe noch 1 3/4 Zoll beträgt, oder zwei Zoll, wenn sie früher 2 1/4 Zoll hoch war. Da die Drehscheibe durch keine besondere Vorrichtung in ihrer tiefen Lage erhalten wird, so könnte man auf den ersten Anblick glauben, daß ein Gewicht von 20 Tonnen auf derselben sie um einen Viertelzoll hinabdrückt; dieß ist aber nicht der Fall, denn nach Berücksichtigung des Gewichtes der Drehscheibe selbst, und der Schwingungen der Wassersäule beim Auf- und Abwärtsgehen des Ringes in dem kreisförmigen Gefäße, beträgt die wirkliche Veränderung in der Lage der Drehscheibe nur noch 1/16 Zoll. Um beim Drehen der belasteten Scheibe so wenig Reibung als möglich zu haben, ist es nothwendig daß der Schwerpunkt der Locomotive oder des Wagens mit der Achse der Scheibe zusammenfalle, und um dieß zu bewerkstelligen, wendet Simpson die in Fig. 22 und 23 abgebildete Vorrichtung an. Fig. 22 ist ein Grundriß derselben mit der Hälfte eines Wagens, dessen Räder eben im Begriffe sind die richtige Lage einzunehmen. Fig. 23 ist ein Durchschnitt des Aufhalthebels, aus welchem man ersieht wie das Rad auf letzteren wirkt. Der Aufhalthebel A, dessen Gestalt man aus Fig. 22 ersteht, ist mit einem Schlitze versehen, durch welchen zwei feststehende Zapfen B, B gehen, und er wird durch die Feder C beständig gegen die Mitte der Drehscheibe gedrückt, wobei die zwei Zapfen B, B als Führung dienen. Die Feder C stützt sich gegen einen festen Anschlag D. Bei E befindet sich ein kleiner zweiarmiger Hebel, der sich um eine Achse dreht, die in einem in der Schiene angebrachten Schlitze liegt. Dieser Hebel ist so angeordnet, daß der Spurkranz des Rades auf sein inneres, der Mitte der Drehscheibe zugekehrtes Ende drückt, wie dieß Fig. 23 deutlich zeigt. Wird der Wagen auf die Drehscheibe geschoben, so drückt der Spurkranz des ersten Rades den Hebel E nieder, so daß sein anderes Ende in die Höhe geht, und das Ende des Aufhalthebels A mit seinen vorstehenden Armen F aufhebt. Je nach der Entfernung der Räderpaare von einander wird entweder das eine oder andere Paar der Absätze F an dem Hebel A zwischen die Räder treten, und dieselben weder vor- noch rückwärts gehen lassen, so daß der Wagen bei richtiger Lage des Hebels A auch genau in der Mitte der Drehscheibe gehalten wird. Nachdem die Drehung gemacht ist, wird der Aufhälter A durch den Hebel G zurückgeschoben, so daß der Wagen auf der Drehscheibe wieder frei ist. Der Hebel E kommt, nachdem der Wagen die Scheibe verlassen hat, wieder in seine frühere Lage, und der Aufhälter A stützt sich dann so lange gegen die Schiene, und bleibt auf einerlei Höhe mit derselben, bis das innere Ende von E durch ein Rad wieder niedergedrückt wird. Das der beschriebenen Drehscheibe zu Grunde liegende Princip wendet Hr. Simpson auch auf drehbare Canalbrücken an, so daß das Gewicht derselben mit ihrer Belastung ebenfalls von einer Schichte comprimirter Luft getragen wird, oder die Brücke so zu sagen schwimmt, wodurch natürlich die Reibung beim Drehen derselben um eine feststehende Achse außerordentlich klein wird.