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168 © Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Bautechnik 86 (2009), Heft 3

1 Bayerisches Salz und die technischenEinrichtungen der Soleleitungen

Das Salz aus dem südöstlichen EckBayerns rund um Berchtesgaden undReichenhall war jahrhundertelang eineder wichtigsten Einnahmequellen derbayerischen Herzöge. Man scheutedaher keine Kosten und Mühen, umdie Salzproduktion stetig auszubauen.Das Salz wurde in Berchtesgaden mitSüßwasser in sogenannten „Sinkwer-ken“ aus dem Fels gelöst; in Reichen-hall konnte man sogar auf natürlicheSolequellen zurückgreifen. Das so ge-wonnene Salzwasser wurde sodann inSalinen wieder eingetrocknet, um dasSalz zu gewinnen. Zunächst reichtendie Gebirgswälder der Umgebung aus,um das erforderliche Brennholz zugewinnen. Schon im 17. Jahrhundert

wurde allerdings die Verlegung derSaline von Reichenhall nach Traun-stein erforderlich, da die Produktionstetig stieg und man für die Salineeinen Standort benötigte, der durchFlößerei mit ausreichend Brennstoffversorgt werden konnte; die Wälderum Reichenhall waren damals fastvollständig abgeholzt. In Traunsteinbot sich die Möglichkeit, über dieWeiße und Rote Traun Holz heranzu-schaffen. Schon die durch die Münch-ner Hofbaumeister Hans und SimonReiffenstuel zwischen 1617 und 1618angelegte Soleleitung von Reichenhallnach Traunstein war ein Meisterwerkder zeitgenössischen Technik [1]. Imfrühen 19. Jahrhundert war jedochauch der Standort Traunstein durchunzureichende Brennholzversorgunggefährdet, so dass man sich entschloss,

eine zusätzliche Saline in Rosenheimeinzurichten, wo die alten Flößerei-flüsse Mangfall und Inn für den Brenn-holztransport bereitstanden. 1807 bis1810 wurde dieses Projekt realisiert.Die technischen Einrichtungen derbeiden bayerischen Soleleitungen desfrühen 19. Jahrhunderts sind z. B. in[2] summarisch beschrieben; dort fin-det man auch einen Abriss der Ge-schichte der Saline Rosenheim biszur Einstellung der dortigen Salzpro-duktion nach rund anderthalb Jahr-hunderten im Jahre 1958. Zur Entste-hungsgeschichte der Soleleitung undder Salineneinrichtungen, die 1807bis 1810 sowie 1816 bis 1817 unter derFederführung des Georg von Reichen-bach (1771 bis 1826) erbaut wurden,finden sich in den einschlägigen Rei-chenbach-Biographien ausführlicheAngaben und viele lebendige Details(besonders lesenswert [3] und [4]). DieMonographie von Walther von Dyck[3] ist darüber hinaus schon alleindeswegen unverzichtbar, weil in ihrumfangreiches Archivmaterial (Briefe,handschriftliche Notizen Reichen-bachs und dergleichen) publiziert ist(vor allem [3, S. 53–81]). Einen schö-nen Überblick über die historischeEntwicklung der Rohrleitungs- undFördertechnik der bayerischen Salz-werke findet man auch in [5].

Hier können wir uns aufgrundder reichen vorhandenen Literaturbezüglich der Entstehungsgeschichteder Pipeline auf eine ganz kurze Zu-sammenfassung beschränken: UnterKönig Max I. Joseph regte 1806 derbayerische Bergrat Mathias Flurl(1756–1823) die Anlage einer Sole-leitung von Reichenhall nach Rosen-heim an. Der König griff diese Ideeauf und wollte zunächst den bayeri-schen „Salinenrat“ Joseph von Baa-

Stefan M. Holzer

Zweihundert Jahre Soleleitung Reichenhall–RosenheimEin bayerisches Wasserbau-Großprojekt vor dem Hintergrund der zeitgenössischen Ingenieurwissenschaft

In den Jahren von 1807 bis 1810, also vor zweihundert Jahren, wurde in Bayern ein was-serbauliches Großprojekt verwirklicht: Die Salzquellen in Reichenhall wurden mit der79 km entfernten, neugegründeten Saline in Rosenheim durch eine Soleleitung verbun-den. Zwischen 1816 und 1817 kam noch die Verlängerung dieser Leitung von Reichenhallbis zum Salzbergwerk in Berchtesgaden zur Ausführung. Die Soleleitung und die Salz-gewinnung in Rosenheim blieben bis 1958 in Betrieb. Bei beiden Soleleitungen waren er-hebliche Höhenunterschiede zu bewältigen, was die Einrichtung leistungsstarker Pump-werke erforderte. Dieser Beitrag erläutert am Beispiel der bayerischen Salz-Pipeline dendamaligen Stand der Ingenieurwissenschaft zum Themenkreis des Rohrleitungs- undAnlagenbaus und stellt die schnelle Adaption wissenschaftlicher Erkenntnisse für bau-praktische Aufgaben durch deutsche Ingenieure heraus, insbesondere für die rechneri-sche Bemessung und Auslegung.

Bicentennial of the brine pipeline from Reichenhall to Rosenheim: A Bavarian hydro-technical project and its scientific and technological background. A pipeline for thetransport of the brine from the Bavarian salt wells at Reichenhall to the newly establishedsaltworks at Rosenheim was constructed between 1807 and 1810. This 79 km long pipe-line was later complemented by a shorter stretch extending backwards from Reichen-hall to the salt mines at Berchtesgaden (completed in 1817). Salt production in Rosen-heim continued until 1958, when the saltworks were finally closed and replaced by mo-dern production facilities in Reichenhall. Both pipelines had to account for considerabledifferences in altitude and required efficient pumping stations. The current contributionfocuses predominantly on the scientific and technological background of the projectand places the achievements of the salt pipeline into their historical engineering context.

Fachthemen

DOI: 10.1002/bate.200910016

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der mit der Aufgabe betrauen. Baadersah sich jedoch außerstande, der Auf-forderung zur Abgabe eines detaillier-ten Angebots pünktlich nachzukom-men, und daher bekam das damalsnoch junge, 1804 gegründete „Mathe-matisch-Mechanische Institut“ vonLiebherr, Reichenbach und Utzschnei-der, das auf die Aufforderung sofortreagiert hatte, den Auftrag. Die Lei-tung wurde 1808 bid 1810 errichtet.Nur bei einigen wenigen Pumpwerkenkam doch noch Baader zum Zuge.Baader, der ohnehin ein streitbarerZeitgenosse war, wurde durch denentgangenen Auftrag in eine Opposi-tionshaltung gegen Reichenbach ge-trieben und kritisierte in der Folgezeitauch die von Reichenbach entwickelteTechnologie scharf. Der große Erfolgder zunächst gebauten Soleleitungmachte Reichenbach in der gesamtenTechnik-Welt der Zeit bekannt undtrug ihm später auch fast selbstver-ständlich den Anschlussauftrag zurtechnisch noch anspruchsvolleren Lei-tung Berchtesgaden–Reichenhall ein.Bild 1 vermittelt einen Eindruck vonden Trassen der Soleleitungen. Wäh-rend die Linienführung von Reichen-hall nach Traunstein bereits durch dieLeitung des frühen 17. Jahrhundertsvorgegeben war, mussten für dieStrecken Traunstein–Rosenheim und

Berchtesgaden–Reichenhall neueTrassen gefunden werden. Die letzt-genannte Leitung, die 1816 bis 1817gebaut wurde, musste durch die wildeGebirgslandschaft rund um Ramsauund den Pass bei der sogenanntenSchwarzbachwacht geführt werden,weil ein Grenzkonflikt mit Österreichden weitaus einfacheren und direkte-ren Weg über Hallthurm versperrte.Die auf der gesamten Strecke zu be-wältigenden Höhenunterschiede stell-ten für die Technologie des frühen19. Jahrhunderts eine Herausforde-rung dar. Reichenbach entwickeltefür die Pumpwerke seine Version derdurch Wasserdruck angetriebenenMotoren („Wassersäulenmaschinen“).Den Höhepunkt bildete die Pump-anlage, die die Sole aus dem Tal derRamsauer Ache bei Ilsank (auf heuti-gen topographischen Karten lautet derOrtsname „Engedey“) auf die Höhedes Söldenköpfls förderte. Der Höhen-unterschied betrug hier 358 m, einefür damalige Verhältnisse unvorstell-bare Höhendifferenz für eine Pumpe.

Im Folgenden verwenden wir inBezug auf die technischen Details derReichenbachschen Soleleitung als Pri-märquelle vor allem die detaillierten,in der bisherigen Literatur zum Themajedoch bei weitem nicht ausgeschöpf-ten Angaben, die der Preußische Ge-

heime Oberbergrat Carl Johann Bern-hard Karsten in seinem Reiseberichtüber eine Studienreise zu süddeut-schen und österreichischen Bergwer-ken 1821veröffentlichte [6]. Den baye-rischen Salinenanlagen sind darinrund hundert Seiten (S. 10–21 und32–129) gewidmet. Eine gute Würdi-gung der Anlagen findet sich auch imersten Band der „Allgemeinen Maschi-nenlehre“ ([7], besonders S. 348–355)des Hannoveraner Maschinenbau-Pro-fessors Moritz Rühlmann (1811–1896).Rühlmann bezog sich in seiner Dar-stellung auf Notizen, die er schon 1834bei einem Besuch der Soleleitung ge-macht hatte. Der hier vorliegende Bei-trag behandelt nur die Leitung selbst,nicht aber die Salineneinrichtungen,und konzentriert sich auf die theore-tischen Grundlagen, die seinerzeit zurBemessung der Anlagentechnik her-angezogen worden sind.

2 Die „Röhrenfahrt“

Die Soleleitung selbst bestand imRegelfall aus hölzernen Röhren, dieKarsten wie folgt beschreibt: „Die höl-zernen Leitungsröhren sind in derRegel 14 Fuß [4,09 m] lang. Den kie-fernen giebt man den Vorzug vor dentannenen und fichtenen, obgleich dieersteren theurer, und nicht überall zu

Bild 1. Karte der Soleleitungen von Berchtesgaden nach Reichenhall und von Reichenhall nach Rosenheim. Aus [7]Fig. 1. Map of the brine pipeline from Berchtesgaden to Rosenheim. From [7]

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erhalten gewesen sind. Alle hölzernenRöhren sind 4 Zoll [9,72 cm] weit ge-bohrt, und müssen wenigstens 3 Zoll[7,29 cm] Holzstärke haben, also 10 Zoll [24,23 cm] stark seyn. […].Vor derAnwendung müssen sie einigeZeit im Wasser, oder noch besser, inSoole liegen, indem man dies als dasbeste Erhaltungsmittel für dieselbengefunden hat. In der Regel sind sieunter Dammerde fortgeführt, obgleiches scheint, daß man dabei keine ängst-liche Sorgfalt anwendet. […] Wo dieRöhrenfahrt über Brücken und Stegefortgeführt ist, hat man ihr eine Bret-terdecke gegeben, theils um den Re-gen und Schnee abzuhalten, theilsum Beschädigungen zu verhindern“[6, S. 124–125].

Einige der hölzernen Röhren derbayerischen Soleleitung sind heute alskleine Touristenattraktion neben demsogenannten „Soleleitungsweg“, derder Trasse der Pipeline folgt, zu sehen(Bild 2).

Hölzerne Wasserleitungsröhren,sogenannte „Teuchel“ oder „Deichel“,waren bis zur Mitte des 19. Jahr-hunderts vielerorts im Gebrauch [8,S. 150–153]. Holzrohre waren seitJahrhunderten die Standardtechnolo-gie zurWasserleitung, meist allerdingsmit geringeren Durchmessern als beider Soleleitung. Einen sehr guten Ein-blick in den Einsatz hölzerner Rohreund auch zu Pumpen, Wassermessein-richtungen und Wasserkraftmaschinengestatten mehrere Traktate AugsburgerZimmerer und „Stadtbrunnenmeister“zu Entwurf und Konstruktion vonWasserversorgungseinrichtungen. Be-sonders bemerkenswert sind darunterdie „Architectura Hydraulica“ vonCaspar Walter d. J. (1701–1769) ausdem Jahre 1765 sowie die als Ein-

führung zu Walters Buch konzipierte„Einleitung zu der Architectura Hy-draulica“ des „Ingenieurs“ Lucas Vochvon 1769 [9], [10]. Beide Bücher zu-sammen wurden 1832 in einer sprach-lich leicht geglätteten, inhaltlich je-doch unveränderten Ausgabe desAugsburger Bau-Inspektors JohannMichael Voit noch einmal aufgelegt[11]. Dabei wurden die KupfertafelnVochs neu gestochen und vom Hoch-format ins Querformat übertragen;die Abbildungen Walters wurden hin-gegen völlig unverändert kopiert. Indiesem Beitrag wird anstelle des Wer-kes Walters die redigierte Fassung vonVoit als Quelle benutzt. Die genann-ten Quellenwerke bieten aufgrund derdurch sie abgedeckten Zeitspanne von1765 bis 1832 eine hervorragendeFolie für die Beurteilung der spezifi-schen Leistungen Reichenbachs.

Caspar Walter schrieb in seinem„kurzen Bericht von hölzernen Brun-nenröhren“: „Um eine Wasserleitungin einem guten Stande zu erhaltenund jede Reparatur schleunig vorneh-men zu können, muß man einen Vor-rath von solchen Röhren haben, wel-che in der Röhrenfahrt liegen, nämlichDeicheln von verschiedenen Bohr-löchern. Dergleichen hölzerne Röhrenwerden, wenn sie ausgebohrt sind, ineinem Weiher oder Teich aufbewahrt,denn in der freien Luft würden sieaufreißen und untauglich werden. […]Zu diesen Deicheln wird mehrenteilsdie Fähre oder Forl genommen. […]Das Bohren muß mit Vorsicht ge-schehen und es ist darauf zu sehen,daß das Bohrloch gerade wird. […]Ehe man eine hölzerne Röhre in denBoden legt soll sie mit einer eisernenStange, der sogenannten Wischrutheuntersucht werden, ob ihr innerer Laufgerade ist oder nicht. Ist die Röhregut ausgebohrt, so kann sie in denBoden gelegt werden.“ (hier zitiertnach [11, Bd. 2, S. 56–57]). Die hierbeschriebene Technologie stimmt mitjener der Soleleitung überein. Da beider Soleleitung keine Gefahr deswinterlichen Einfrierens bestand (eswurde nahezu gesättigte Salzsole miteinem Salzgehalt von gut 25 % durch-geleitet), musste die Soleleitung nichttief im Erdreich verlegt werden. ZurVermeidung von Schwindrissen wares aber dennoch unabdingbar, die fer-tige Rohrleitung im Sommer durchÜberdeckung mit Erde oder durchFührung in einem geschlossenen Kas-

ten vor Sonneneinstrahlung zu schüt-zen. „Regen oder Schnee“ konnten derLeitung hingegen wenig anhaben.

Zum Ausbohren der „Teuchel“aus den Baumstämmen gibt BernardForest de Bélidors „Architecture Hy-draulique“ genaue Auskunft. Bélidorempfiehlt, die „Teuchel“ aus Eichen-holz zu machen, sonst auch aus Er-len- oder Ulmenholz. Man stelle dieRöhren in ähnlicherWeise herwie dieNabe einer Kutsche: Man beginne miteiner Bohrung kleinen Durchmessersund weite die Bohrung alsdann aus.Zum Zeitbedarf teilt Bélidor mit: „EinArbeiter kann in einem Tag sechsKlafter [12 m] Röhren von zwei ZollDurchmesser aus Ulmen- oder Erlen-holz ausbohren, jedoch nur einenKlafter [2 m] aus Eichenholz.“ ([12,Bd. 2, S. 349]; Übers. d. Verf.). Béli-dor geht dabei wahrscheinlich vomAusbohren mit Hilfe einer Bohrma-schine aus. Solche Maschinen wur-den im Spätmittelalter erfunden [13,S. 44–45] und kommen in etlichenMaschinentraktaten des 17. Jahrhun-derts vor (z. B. [14, Tafel XII]). Auchim ersten Band von Bélidors Werk isteine Prinzipskizze einer derartigen„Teuchelbohrmaschine“ abgebildet[12, Bd. 1, Tafel 33]. Eine ähnliche, je-doch bis ins praktische Detail exaktdurchkonstruierte, realisierbare Ma-schine ist im Modell im Maximilian-museum Augsburg zu sehen (Bild 3).Das Modell geht wohl auf CasparWalter zurück. Die Funktionalität derWalterschen Maschine wurde im De-tail von W. Ruckdeschel beschrieben[15]. Das Grundprinzip beruht darauf,dass der auszubohrende Stamm aufeinem Schlitten befestigt ist, der sichgegen den feststehenden, horizontalgenau ausgerichteten und stabil gela-gerten Bohrer bewegt. Zum Antriebdes Bohrers als auch zum Einhebender Rohlinge diente ein Wasserrad,während der Schlittenvortrieb durchein mit Menschen- oder Tierkraft be-dientes Göpelwerk erfolgte. Bei Béli-dor erfolgte der gesamte Antrieb durchWasserkraft.

Doch zurück zur Soleleitung.Karsten beschreibt detailliert die Ver-bindung der „Teuchel“ untereinander:„Die Verbindung der einzelnen Röh-ren geschieht nicht durch Einzapfung,sondern die beiden an einander zustoßenden Enden der Röhren müsseneine ganz glatte und ebene Fläche bil-den, um vermittelst einer eisernen

Bild 2. Geborgene Teuchel der Sole-leitung Berchtesgaden–ReichenhallFig. 2. Log pipes retrieved from thebrine pipeline

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Büchse genau an einander zu schlie-ßen. Diese Büchse ist ein Ring oderein hohler eiserner Cylinder von 6 ZollDurchmesser, dessen Höhe 3 Zoll be-trägt, und welcher etwa eine halbe Li-nie [1 mm] im Eisen stark seyn mag(Solche Büchsen würden sich alsosehr leicht aus starkem Eisenblech zu-sammenschweißen lassen). Die Rän-der an beiden Enden sind schneiden-artig abgeschliffen, damit man sieleicht in die hölzernen Röhren hin-eintreiben kann. Um die äußere Flä-che dieses Cylinders, und zwar in derhalben Höhe desselben, und senk-recht auf seiner Achse, ist eine Wulst,welche auch etwa eine halbe Linie imEisen stark ist, oder eine eiserneScheibe gelegt, welche einen halbenZoll breit ist, und die Bestimmunghat, den Cylinder nicht weiter als biszur Hälfte seiner Höhe in die hölzer-nen Röhren hineintreiben zu lassen“[6, S. 126]. Die detaillierte Beschrei-bung Karstens, die sich über insge-samt zwei Druckseiten erstreckt undhier nur auszugsweise wiedergegebenist, lässt den Schluss zu, dass Karstendiese Art der Rohrverbindung mög-licherweise nicht vertraut war, ob-wohl es sich dabei mindestens in Süd-bayern um Standardtechnologie han-delte. Beispielsweise zeigen schon diebereits erwähnten Traktate von Cas-par Walter (1765) und Lucas Voch(1769) die „Büchsenverbindung“ in ge-nauen Abbildungen (vgl. Bild 4); beiWalter und Voch ist diese Art derVer-bindung sogar die einzige, die für höl-zerne Teuchel dargestellt ist. Ausgra-bungsfunde ähnlicher eiserner „Teu-chelbüchsen“ sind auch auf der BurgTrausnitz in Landshut ausgestellt undkönnen einem dortigen Badhaus desspäten 16. Jahrhunderts zugeordnetwerden.

Erstaunlicherweise kannte offen-bar auch Bélidor die Verbindung von„Teucheln“ mittels eiserner „Büchsen“nicht, denn er beschreibt nur das ge-genseitige Ineinanderstecken von Roh-ren: „Um zwei hölzerne Röhren zuverbinden, spitzt man das Ende dereinen zu und erweitert die Bohrungder anderen, so dass man sie auf eineausreichende Länge ineinandersteckenkann“ [12, Bd. 2, S. 349]. Des weite-ren schlägt Bélidor vor, die Enden derineinandergesteckten Röhren durcheiserne Reifen zu verstärken (so istdas frz. „fretter“ an dieser Stelle wohlzu interpretieren) und den Stoß mit

Mastix abzudichten [12, Bd. 2, S. 349].Bélidors Abbildung zeigt zusätzlichzu dieser Art der Rohrverbindung fürRöhren größeren Durchmessers auchnoch eine zylindrische Einzapfung(Bild 5).

Ähnlich wie Bélidor beschränktsich auch noch Karl Christian Langs-

dorf in seiner „Salzwerkskunde“ von1784 auf die Einzapfung der Teuchelineinander: „Damit man nun bei Le-gung des Röhrengangs immer eineRöhre mit ihrem Ende in die Mün-dung des andern einpassen könne,wird das eine Ende, welches einge-steckt wird, etwas zugespitzt, die Mün-

Bild 4. Verbindung hölzerner Rohre mit Hilfe einer eisernen „Büchse“ (1769). Aus [10]Fig. 4. Joining of log pipes by an iron bush. From [10]

Bild 5. Verbindung hölzerner (linke Bildhälfte), eiserner und bleierner Rohre nachBélidor (1737). Aus [12], Band 1Fig. 5. Joining of log pipes (left) as well as cast iron and lead pipes, after Bélidor(1737). From [12], Vol. 1

Bild 3. Modell einer Teuchelbohrmaschine im Maximilianmuseum Augsburg(Mitte 18. Jh.)Fig. 3. Model of a log pipe drilling machine (mid 18th century). Maximilian Mu-seum, Augsburg

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dung der andern Röhre aber, worinjene eingepaßt wird mit einem beson-deren Maulbohrer, der nur Löffel- oderschaufelförmig gestaltet zu sein undkeine Schnecke zu haben braucht, et-was weiter ausgebohrt.“ [16, S. 240].Die „Büchsen“-Verbindung erwähntLangsdorf nicht, was immerhin be-merkenswert ist, da er zurZeit des Er-scheinens seines Werkes Inspektor derSaline im Brettachtal bei Gerabronnin Hohenlohe war. Wie Bélidor machtauch Langsdorf genaue Angaben zurmöglichen Bohrleistung pro Trag, wo-bei er von einer wasserradgetriebenenBohrmaschine ausgeht. In einem Be-rechnungsbeispiel ermittelt Langsdorfals Bohrleistung in 24 Stunden beiTannenholz eine bohrbare Länge von18 Fuß (rund 6 m) [16, S. 243].

Hölzerne Röhren blieben bis zurMitte des 19. Jahrhunderts überall inregem Gebrauch, auch in der Wasser-versorgung der Städte. Dann aller-dings verschwanden sie aus der städ-tischen Wasserversorgung recht rasch.So waren in der ersten, 1854 erschie-nenen Ausgabe des wichtigsten Fach-buchs zur Wassergewinnung undWasserverteilung aus der Mitte des19. Jahrhunderts, dem „Traité théori-que et pratique de la conduite […] des

eaux“ von Jules Dupuit, noch höl-zerne Röhren abgebildet, während siein der zweiten Auflage von 1865 aus-gemerzt wurden [17], [18]. Dupuitzeigt 1854 alle drei in der vorherge-henden Literatur erwähnten Verbin-dungsarten von „Teucheln“ (Bild 6),sowohl den mit einem Ring gesicher-ten Stoß in der Art Bélidors (Bild 6,Fig. 1) als auch die in Bayern üblicheVariante mit „Büchse“ (Bild 6, Fig. 2,frz. als „virole“ bezeichnet [17, Teil 2,S. 79], sowie die zylindrische „Ein-zapfung“ wie auf Bélidors Tafel (Bild 6,Fig. 3 und Bild 5). Dasselbe Bild wiebei Dupuit findet sich übrigens auchschon in den Tafeln zu Franz Josephvon Gerstners „Handbuch der Mecha-nik“ [19, Tafel 48] und wurde aus demTafelband eines Beitrags von Ray-mond Genieys von 1829 entnommen[20], einem Buch, das allen folgendenTraktaten zur Wasserversorgung alsVorlage diente. Jedenfalls wird diesesWerk sowohl von Dupuit als auchvon Gerstner ausgiebig zitiert. Dergesamte „2. Teil“ von [17] ist ein Ex-zerpt aus [20].

Neben Holz waren im 18. Jahr-hundert gebräuchliche Materialien fürWasserleitungen auch Blei (Bild 5)und Gusseisen. Noch 1822 vertrat

Gérard Joseph Christian in seinemMaschinentraktat [21, S. 478] die Mei-nung: „Von allen Rohren, die man fürLeitungen verwenden kann, sind zwei-felsohne jene aus Blei die besten, dennihre Biegsamkeit erlaubt es, stark ge-krümmte Kniestücke weitgehend zuvermeiden.“ (Übers. d. Verf.). Demge-genüber war Franz Joseph von Gerst-ner 1832 schon der Meinung, „dassbleierne Röhren in Sanitätshinsichtden gusseisernen nachstehen und auchim Anschaffungspreise theuer zu ste-hen kommen“ [19, S. 20]. Ähnlich liestman in der ebenfalls 1832 erschiene-nen Neuauflage des Werkes CasparWalters: „Röhren von Gußeisen ha-ben große Vorzüge vor andern, undsie sollten häufiger angewendet wer-den“ [11, Bd. 2, S. 54]. Dennoch konn-ten sich gusseiserne Röhren zunächstnur dort durchsetzen, wo man sie un-bedingt brauchte, nämlich insbeson-dere bei Druckrohrleitungen mit höhe-rem Innendruck (Beispiele für einigefrühe Gusseisenrohre sind abgebildetund beschrieben in [22]). Zum Bei-spiel weist Gerstner [19, S. 22] daraufhin, dass man bei der Trinkwasserver-sorgung von Paris dazu gezwungengewesen sei, auf gusseiserne Röhrenumzusteigen, da sich der Wasser-druck durch den Einsatz von Dampf-maschinenpumpwerken erhöht hatte.Auch bei der Soleleitung wurden guss-eiserne Röhren bei Druckleitungenbenutzt, wie Karsten berichtet: „Dereisernen Röhren hat man sich überallzu den Druckröhren für die Soole,bei den Maschinen und Wasserküns-ten, so wie zu den Einfallsröhren fürdie süßen Wasser bei den Wassersäu-lenmaschinen, und zu den Leitungs-röhren bedient, mit welchen man be-deutende Thäler übersetzen, und dieSoole an einem Thalgehänge einfal-len, und auf dem andern wieder stei-gen lassen mußte“ [6, S. 104]. DieMeister Reiffenstuel hatten 1617 bis1618 für solche Zwecke noch bleierneRöhren verwendet. Eines der erstenGroßprojekte einer Druckrohrleitungmit gusseisernen Röhren war die Pi-peline, mit der man das Wasser desFlüsschens Bièvre im Jahre 1668 nachVersailles leitete [22, S. 76; 23, S. 17].Edmé Mariotte, der damals für dieAuslegung der Rohre zuständig war,entwickelte aus diesem Anlass seineVersion der Theorie der Balkenbie-gung und führte auch erste Experi-mente zum Bruch von Röhren unter

Bild 6. Stöße hölzerner Wasserrohre nach Dupuit (1854). Aus [17], Tafel IX zum2. Teil (Ausschnitt)Fig. 6. Different systems for joining log pipes after Dupuit (1854). From [17],plate IX of part 2

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Innendruck durch, jedoch ohne eineTheorie dafür herzuleiten.

Die Herstellung gusseisernerRohre (kurze historische Notizen dazuin [24, S. 121–125]) wurde in der wis-senschaftlichen Literatur zum ersten-mal 1762 detailliert beschrieben in demBand „Art des forges et fourneaux àfer“ der unter der Oberaufsicht René-Antoine Réaumurs (1683–1757) vonder Pariser Académie Royale desSciences herausgegebenen Technik-Enzyklopädie „Description des Artset Métiers“ (Bild 7). Der von A. Depar-

cieux verfasste Abschnitt über guss-eiserne Röhren geht zunächst sehrdetailliert auf die Art des Stoßes derRöhren ein. Zuerst wird eine Verbin-dung mit Muffen und ineinanderge-steckten Rohrenden beschrieben: „Dieersten eisernen Röhren, die man ein-gesetzt hat, um Wasser von einem Ortzum anderen zu leiten, wurden nachdem Vorbild jener aus Steinzeug oderIrdenware hergestellt, und waren mitMuffen versehen und ineinanderge-steckt sowie mit Mastix und Werg ab-gedichtet“ [25, S. 124; Übers. d. Verf.].

Der Muffenstoß wurde damals aller-dings in Frankreich wohl schon alsvöllig veraltet betrachtet, denn Depar-cieux hebt eigens als antiquarischeKuriosität hervor, man habe derartigeRöhren bei der Demontage einer Was-serleitung 1747 gefunden, und einigeBelegstücke befänden sich noch imMagazin des Königs. Hingegen wer-den verschiedene Muffenstöße eiser-ner Röhren der Prager Wasserversor-gung von Franz Joseph Gerstner noch1832 beschrieben [19, S. 233]. AlsHauptnachteil des Muffenstoßes hebtDeparcieux hervor, es sei bei einerderartigen Leitung fast unmöglich, eindefektes Rohr zu entnehmen, ohneauch die benachbarten Rohre zu be-schädigen oder zu zerstören; dies gelteauch für nachträglich auf das Rohraufgesteckte „Überwurf“-Muffen. Dieeinzige Verbindungsart, die das gezielteAuswechseln einzelner Rohrstückeerlaube, sei der geschraubte Flansch-stoß. Das Problem der Flanschverbin-dung war nach Deparcieux jedoch dieHerstellung der Bolzenlöcher: „Manerkannte zweifellos schon vor langerZeit, dass Rohre mit Flanschen, dieman verbinden und mit Schrauben sofest anziehen kann, als man will, auchmit Leder abdichten kann, allen An-forderungen entsprechen würden; al-lein, man musste eine Methode fin-den, die Rohre mit den Flanschen ein-schließlich der Löcher für die Schrau-ben zu gießen, ohne den Preis all-zusehr in die Höhe zu treiben. DieLöcher für die Schrauben nachträg-lich zu bohren, wäre eine allzu lang-wierige, mühsame und teure Angele-genheit gewesen“ [25, S. 127; Übers.d. Verf.]. Laut Deparcieux gelang eserstmals beim Bau der Versailler Was-serleitungen, solche Gusseisenrohremit Flansch zu gießen, so dass derEinsatz der Eisenrohre wirtschaftlichwurde. In dem Aufsatz wird sodannbis ins minutiöseste Detail die durch-aus interessante und trickreiche Her-stellung entsprechender Sandformenerläutert; auf diese Details verzichtenwir hier. Die Rohre wurden liegend inden Modellkästen gegossen; wie fastein Jahrhundert später noch im WerkDupuits diskutiert wurde, brachtediese Herstellungsart zwar die Gefahrdes Aufschwimmens des Kerns unddaraus resultierende ungleiche Wand-dicken mit sich; jedoch lehnten es dieEisenwerker auch um die Mitte des19. Jahrhunderts noch ab, Rohre ste-

Bild 7. Typen und Herstellung gusseiserner Röhren. Aus [25]Fig. 7. Types and production of cast iron tubes. From [25]

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hend zu gießen, da dies schwierigerund teurer sei [17, Teil 2, S. 78]. DerKern des Modells wurde übrigens ausLehm auf Grundlage eines mit Heuumwickelten Eisenstabs gebildet.Karsten berichtet, dass im bayerischenEisengießereiwerk in der „Maximi-lianshütte“ in Bergen im Chiemgaudie Rohre für Reichenbachs Solelei-tung nach einem ganz ähnlichen Prin-zip wie in Frankreich hergestellt wur-den: „Ganz besonders zeichnet sichaber die Gießerei durch die vortreff-lichen Röhren aus, welche sie liefert.Diese werden in hölzernen (beimGuß etwas geneigt gestellten) Kasten,durchaus in Sand mit eingelegtenLehmkernen gegossen. […] DieSchraubenlöcher in den Kränzen sindmit einer Sorgsamkeit und Genauig-keit angesetzt, welche nichts zu wün-schen übrig lassen“ [6, S. 29]. Nichts-destoweniger hatte es die Maximi-lianshütte zunächst – vor allem beimBau der Pipeline von Berchtesgadennach Reichenhall – große Anstrengun-gen gekostet, die gusseisernen Rohrein der geforderten Qualität zu produ-zieren [3, S. 76]. Von der einmal er-reichten Expertise profitierte mandann in der Folgezeit.

Deparcieux bedauerte seinerzeit,dass wichtige Grundlagen für diezweckmäßige Wahl der Wanddickedes Rohrs fehlten: „Man weiß, dassdie Dicke der Rohre in Abhängigkeitvom Durchmesser und der Druckhöhe,die sie aushalten sollen, gewählt wer-den muss. Leider hat, soweit ich weiß,bisher niemand Versuche über dieStärke des Gusseisens angestellt: Da-her muss man von irgendwelchen Er-fahrungsregeln ausgehen; bislang kannman keinen besseren Rat geben, alssich an den Orten umzusehen, an de-nen man von Gusseisenrohren regenGebrauch gemacht hat, so bei derMaschine von Marly, und zu prüfen,welche Rohre dem Druck widerstan-den haben und welche nicht.“ [25,S. 128; Übers. d. Verf.]. Die Theoriedes dünnwandigen Rohrs unter In-nendruck stand allerdings schon da-mals zurVerfügung, denn bereits 1707hatte Antoine Parent vor der PariserAcadémie Royale des Sciences ein Me-morandum zur Festigkeit zylindrischerRohre gelesen [26] und darin (für heu-tige Begriffe in sehr umständlicherWeise) die berühmte „Kesselformel“

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hergeleitet (t erforderliche Wanddicke,p Innendruck, r Radius des dünnwan-digen Rohrs, smax maximal aufnehm-bare Zugspannung des Rohrmaterials).Allerdings hatte Parent die Formel nurfür Kupfer- und Bleirohre tabellarischausgewertet. In Bélidors „ArchitectureHydraulique“ wurden Parents Theorieund Tabellen wieder abgedruckt undso breiten Kreisen bekanntgemacht[12, Bd. 2, S. 105–111]. Was nun nochfehlte, waren lediglich Versuche zurZugfestigkeit von Gusseisen. Noch1822 war die Summe experimentellerDaten, die Thomas Tredgold zur Zug-festigkeit von Gusseisen zusammen-tragen konnte, äußerst mager [27,S. 57–59]. Erst durch die Versuchevon Eaton Hodgkinson sollte sich dieSituation in den 1830-er Jahren nach-haltig verbessern (eine Zusammen-fassung seiner Messdaten z. B. in [28,S. 229]). Dennoch lassen sich schonin den 1820-er Jahren erste Versuchenachweisen, gusseiserne Rohre aufBasis der Kesselformel und der dün-nen experimentellen Daten wissen-schaftlich fundiert zu bemessen. Sofindet man im 2. Band von FranzJoseph von Gerstners „Handbuch derMechanik“ einen Abschnitt über die„Stärke der Wasserröhren“ [19,S. 17–23], in dem auch gusseiserneRöhren behandelt werden – genauauf Grundlage der auch von Tredgoldschon erwähnten Experimente. Über-dies zitiert Gerstner die bereits vorhinerwähnte, kurz vorher erschieneneArbeit Raymond Genieys, in der dar-auf hingewiesen wird, dass man dieRöhren nicht nur für den statischenWasserdruck, sondern für einen in-folge plötzlichen Abstellens der Lei-tung durch Druckstoß erhöhten Druckzu bemessen habe [19, S. 175]. Die-selbe Passage findet sich auch nochbei Jules Dupuit nahezu wörtlich inseinem Werk von 1854 [17, Teil 1,S. 112–124]. Man wird möglicherweisedavon ausgehen können, dass auchReichenbach schon ähnliche rechne-rische Überlegungen zur Bemessungseiner Druckröhren anstellte. Aller-dings zeugt in Karl Christian Langs-dorfs „Salzwerkskunde“ von 1784,einem damals vielbeachteten Stan-dardwerk, noch keine Spur von derParentschen Theorie. Langsdorf gibtzwar Regeln für die Bemessung derWanddicke hölzerner und metallenerRohre an, jedoch ohne explizit Pa-rents Kesselformel anzuwenden; viel-

mehr geht er von (korrekten) linearenProportionalitätsregeln aus, die dar-auf beruhen, dass eine Röhre aus Tan-nenholz unter 5 Fuß Wasserdruck miteiner Wanddicke von 0,5 Fuß ausrei-chend bemessen sei [16, S. 245], under konstatiert noch zur Frage derWanddicke: „Ich kenne keinen Schrift-steller der diese für die Salzwerks-kunde so überaus wichtige Frage nurzu einiger Befriedigung beantwortethätte.“ [16, S. 243].

Beim Bau der bayerischen Rohr-leitung hatte man jedoch mindestenseine rechnerische hydraulische Be-messung vorgenommen, wie C. J. B.Karsten – wenn auch ex negativo –bezeugt: „Theils wegen der erwähntensehr ungleichen Vertheilung des Ge-fälles zwischen den verschiedenenBrunnenhäusern, theils wegen der un-gemein vielen Biegungen der Röhren-fahrt, welche bei den Berechnungengar nicht berücksichtigt werden kön-nen, fällt das Resultat der durch dieBerechnung sich ergebenden noth-wendigen Druckhöhe, oder des erfor-derlichen Gefälles für die Röhren-fahrt, geringer aus, als es nach derwirklichen Erfahrung sich als noth-wendig ergeben hat. Deshalb ist manauf einzelnen Strecken längs der Lei-tung, wo das erforderliche Gefällenicht zu erhalten war, auch genöthigtgewesen, zwei Röhrenleitungen neben-einander zu legen, weil eine einfachedie Soole nicht fortzuschaffen ver-mogte“ [6, S. 105]. In Deutschlandwaren die Versuche, die Georges duBuat im 18. Jahrhundert zum Abflussin Röhren angestellt hatte, auf großesInteresse gestoßen (vgl. [29]). DasBuch du Buats war unter Mitwirkungdes preußischen Baubeamten JohannAlbert Eytelwein ins Deutsche über-tragen worden [30], und Eytelweinhatte 1801 auf Grundlage der For-schungen du Buats eigene Abfluss-formeln für den stationären Abflusssowohl im Freispiegelgerinne als auchim Rohr angegeben [31, S. 191 undS. 219]:

worin v die mittlere Fließgeschwindig-keit, D den Rohrdurchmesser bzw.den hydraulischen Durchmesser desGerinnes und I das Energielinien-gefälle darstellen, während C ein Pro-portionalitätsfaktor ist (im Falle desFreispiegelgerinnes der Chézy-Koeffi-

v C DI= ,

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zient). Eytelweins Hauptmotivationwar es gewesen, die komplizierte, prak-tisch kaum anwendbare Abflussformelvon du Buat für den praktischen Ge-brauch aufzubereiten: „Herr du Buathatte das große Verdienst, zuerst einenallgemeinen Ausdruck mitgetheilt zuhaben, welcher mit den bekanntenErfahrungen gut übereinstimmt, undder blos den Fehler hat, daß er wegenseiner verwickelten Form, nur mit vie-ler Weitläuftigkeit Anwendung findet.[…] Unter diesen Umständen wirdhier diejenige Theorie vorgetragen wer-den, […] die […] hinlänglich genaumit den Versuchen übereinstimmt“[26, S. 216]. Übrigens ist die Abfluss-formel Eytelweins in derAussage iden-tisch mit der bereits früher (1775) ent-wickelten, jedoch erst später bekanntgewordenen von Chézy, sowie mit derspäter populär gewordenen Formelvon Weisbach (vgl. z. B. [32, S. 529]).Neben dieser Variante der Abflussfor-mel kursierte in der ersten Hälfte des19. Jahrhunderts noch eine weitereder Form

mit zwei Koeffizienten a und b. DieseFormel wurde von den französischenHydraulikern Girard und Riche deProny verwendet (vgl. die ausführ-lichen historischen Notizen in [33,S. XVII und S. 51–53]), wurde aberauch von Eytelwein 1814 aufgegriffen[34] und setzte sich daraufhin inFrankreich allgemein durch (z. B. [35,S. 173] und [36, S. 91]). Sie wurde inder Folgezeit auch von manchen deut-schen Ingenieuren bevorzugt (z. B. [37,S. 36]). Eytelwein selbst kehrte aller-dings in den späteren Auflagen seines„Handbuches der Mechanik festerKörper und der Hydraulik“ (1823,1842) wieder zu der einfacheren zu-nächst benutzten Formel zurück, wäh-rend Franz Joseph von Gerstner dievermeintlich genauere Zwei-Terme-Formel einsetzte.

3 Die Pumpwerke und ihre rechnerischeDimensionierung

Nicht ohne Grund sind wir recht aus-führlich auf die in der ersten Hälftedes 19. Jahrhunderts kursierenden Ab-flussformeln für stationären, gleich-förmigen Abfluss im Gerinne oderRohr eingegangen, denn die genann-ten Abflussformeln spielten auch bei

ID

v v= ◊ + ◊1 2( ),a b

der zeitgenössischen rechnerischenAuslegung von Pumpwerken einegroße Rolle. Dies führt uns direkt zurbayerischen Soleleitung zurück. Diefür eine Wasserleitung ungünstigeTopografie verlangte auf der Gesamt-strecke zwischen Berchtesgaden undRosenheim die Überwindung eineskumulierten Aufstiegs von 953 m [7,S. 349]. Dazu wurden 12 Pumpstatio-nen notwendig. Bei zweien dieserPumpwerke kam Reichenbachs Ge-genspieler Joseph von Baader nochzu einem Auftrag. Baader installierteüberall „Radkünste“, also Kolben-pumpwerke, die durch ein Wasserradangetrieben wurden. Alle Pumpwerke,die eine bedeutende Höhe zu über-winden hatten, wurden jedoch vonReichenbach nach dem Prinzip der„Wassersäulenmaschine“ konstruiert.

Die „Wassersäulenmaschine“ istheute fast vergessen; es handelte sichum eine Maschine, die als TreibkraftDruckwasser einsetzte („Aufschlags-wasser“) und nach einem sehr ähnli-chen Prinzip wie die Dampfmaschinearbeitete. Das Druckwasser bewegteeinen Kolben; über ein an diesem„Treibkolben“ befestigtes Gestängekonnte dann eine beliebige Arbeits-maschine, z. B. eine Pumpe, betriebenwerden. Wie bei der Dampfmaschine,so kann auch bei der Wassersäulen-maschine der Wasserdruck „einfach-wirkend“, also nur zur Hinwärtsbewe-gung des Treibkolbens, oder „doppelt-wirkend“, also auch zum Rückstellendes Treibkolbens, eingesetzt werden.Im Fall der „einfachwirkenden“ Ma-schine ist ein Gegengewicht (z. B dasGewicht des Gestänges) erforderlich,um den Treibkolben zurückzuziehen.

Die Idee der Wassersäulenma-schine lag in einer Zeit, in der alsPumpen fast ausschließlich Kolben-pumpen eingesetzt wurden, eigentlichnahe: Die Wassersäulenmaschine istdas direkte Gegenstück zur Kolben-pumpe. Die Kolbenpumpe dominierteden gesamten Wasserbau des 17. und18. Jahrhunderts; demgegenüber hat-ten andere Pumpentypen wie die Ar-chimedische Schnecke oder Paternos-terwerke damals nur sehr untergeord-nete Bedeutung. Mit der Kolbenpumpekann unter Aufbringung von Kraftdas Wasser gehoben werden; das Prin-zip ist aber umkehrbar, und so ent-steht die Wassersäulenmaschine: Sieverwandelt die potentielle Energieeiner Wassersäule in kinetische Ener-

gie. Der Platzbedarf einer Wassersäu-lenmaschine – gleich welcher Bauart –war wesentlich geringer als der einesdurch ein Wasserrad angetriebenenPumpwerks, wie es im 18. Jahrhun-dert allgemein üblich war. Ein Blickin das Pumpenhaus der Alten Salinein Bad Reichenhall mit den schon vorReichenbach und Baader etabliertenund zum letzten Mal 1850 durchReichenbachs Schüler Friedrich vonSchenk erneuerten oberschlächtigenWasserrädern von 13 m Durchmesser(dazu [38, S. 121]; die Räder triebenzunächst Paternosterschöpfwerke, spä-ter Saug-Druck-Pumpen) dürfte deut-lich machen, dass der Einsatz solcherMaschinen in den beengten Verhält-nissen unter Tage nicht besonders ge-schickt war (Bild 8).

Die Geschichte der Wassersäu-lenmaschine ist schon verschiedent-lich im Detail dargestellt worden, sodass hier eine kurze Zusammenfas-sung reicht (vgl. [7, S. 341–362; 39;40]). Das Prinzip der Maschine wurdeschon von Bélidor vorgestellt. In sei-ner „Architecture Hydraulique“ dis-kutierte er im 2. Band die Problema-tik, einen höhergelegenen Stadtteil vonParis mit Wasser zu versorgen [12,Bd. 2, S. 235–255]. Im Jahre 1737 be-warben sich offenbar mehrere Inter-essenten um den Auftrag, ein entspre-chendes Pumpwerk zu erbauen, dar-unter auch zwei Franzosen namensde la Deuille und Denisard, die lautBélidor schon 1731 eine neuartigeMaschine entwickelt hatten. Bélidorbildet die von diesen beiden erfundeneMaschine auch ab, schlägt dann aberselbst eine verbesserte Version vor.Beide Maschinen sind Prototypen der„Wassersäulenmaschine“, wobei Béli-dors eigene Maschine (Bild 9) deutlicheher realisierbarwirkt als die Maschinevon de la Deuille und Denisard, dienur einen sehr geringen Kolbenhubvorsah.

Bélidors Wassersäulenmaschinebesteht aus einem Treibkolben, der aufderselben Kolbenstange aufsitzt wieder Kolben der zugehörigen Pumpe.Beide Kolben vollführen bei jedemHub also dieselbe Bewegung. Da-durch, dass der Durchmesser des Treib-kolbens deutlich größer ist als jenerdes Pumpenkolbens, kann eine kleineMenge des Aufschlagswassers (Béli-dor trennt nicht zwischen dem Trieb-wasser der Maschine und dem zu för-dernden Brauch- oder Trinkwasser)

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gänger de la Deuille und Denisard er-fahren habe, „wir uns völlig in der Artunterscheiden, wie wir dieselben Zielezu erreichen streben“ [12, Bd. 2, S. 252;Übers. d. Verf.].

Bélidors Wassersäulenmaschineerscheint, wie wir gleich sehen wer-den, wie ein Modell für die Reichen-bachsche; allerdings dachte Bélidoran eine mit geringem Druck, jedochgroßen Mengen an Aufschlagswasserbetriebene Maschine, während allespäteren „Wassersäulenmaschinen“eher unter den Vorzeichen einer gro-ßen vorhandenen Druckhöhe, aberkleinen Menge an Aufschlagswassereingesetzt wurden. Bélidors Maschinewurde wohl nie gebaut, da er den er-strebten Auftrag nicht bekam; imPrinzip wäre sie funktionstüchtig ge-wesen, wobei allerdings fraglich ist,ob sie mit der zeitgenössischen Her-stellungstechnik ausreichend genauhätte produziert werden können. Esist äußerst wahrscheinlich, dass Rei-chenbach Bélidors Entwurf kannte,denn die „Architecture Hydraulique“war das Standardwerk des Wasser-baus schlechthin und behauptete dieseStellung bis ins frühe 19. Jahrhundert.Nachdrucke des Werkes erfolgten1765–1770, 1782–1789 und 1782–1790.Am Ende dieser Nachauflagen warendie Kupfertafeln so abgenutzt, dassdie Illustrationen neu gestochen wer-den mussten. Eine entsprechend neuillustrierte, inhaltlich sonst aber un-veränderte Auflage erschien in Parisbei Didot 1810. Noch wichtiger wardie von Navier kommentierte Neube-arbeitung von 1819, die sogar 1836noch einmal neu aufgelegt wurde;diese Neubearbeitung umfasste aller-dings nur den 1. Band des Werks vonBélidor, also die theoretischen Grund-lagen. Bélidors Werk war also um 1810noch voll im Bewusstsein der Hydrau-liker verankert.

Reichenbach bezog sich in sei-nem oft zitierten Bericht an KönigMax I. Joseph, in dem er seine Ab-sicht erläuterte, die Sole mit Hilfe vonWassersäulenmaschinen zu fördern,jedoch nicht auf Bélidor. Vielmehrschrieb er: „Ein gewisser MechanikerNamens Hell in Ungarn hatte vor vie-len Jahren schon dasselbe Bedürfnißgefühlt, die Kraft von hohen Gefällenmit wenig Aufschlagwasser benützenzu können. Um hiedurch die allzu ho-hen oder übereinandergesetzten Was-serräder billig zu verdrängen, erfand

Bild 8. Wasserräder alsAntrieb der Pumpen imHauptbrunnenschacht derAlten Saline in Bad Rei-chenhall (1850). Nur überTage waren solche riesigenWasserräder einsetzbarFig. 8. Water wheels serv-ing as motors for the pis-ton pumps in the PumpHall of the Old Saltworks,Bad Reichenhall. Suchspace-consuming structu-res were less appropriatein underground miningsituations

Bild 9. Wassersäulenmaschine von Bélidor [12]. Ganz links auf der Abbildungdie Gesamtanlage, innerhalb derer die Maschine eingesetzte werden sollte; rechtsAnsicht, Schnitt und Grundriss der Maschine. Der große Kolben rechts ist derTreibkolben, der kleine links der PumpenkolbenFig. 9. Water-driven engine of Bélidor [12]. On the left, overview of the completesystem; right, front view, section and plan of the machine. The big piston at theright is the moving piston, the small piston farther left is the pumping piston

auf eine bedeutend größere Höhe ge-hoben werden, als für den Antrieb derMaschine als Fallhöhe zur Verfügungsteht. Die automatische Steuerungvon Bélidors Maschine erfolgt durch

Hähne, die über ein Gestänge eben-falls von dem Treibkolben bedientwerden. Bélidor versäumte nicht, dar-auf hinzuweisen, dass trotz der Anre-gung, die er durch seine beiden Vor-

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er bald nach einander zweierley Me-thoden, wodurch auch die Prinzipssolche zu erreichen, erschöpft wur-den. […] Seine zweite darauffolgendeErfindung hohe Gefälle zu benützenwar: Er ließ in geschlossenen Röhrendie hydrostatische Kraft der Wasser-säule auf den Kolben in einem Cylin-der wirken, welche also diesen Kolbenmit der größtmöglichen Kraft auf oderniedertrieb, und solchergestalt den di-rekten Pumpen die erforderliche Kraftzu ihrer Bewegung gab. Er nanntediese Erfindung: Die Wassersäulen-maschine.“ (zitiert nach [3, S. 59–60]).Reichenbach versäumte es genauso-wenig wie Bélidor, darauf hinzuwei-sen, dass allerdings die von ihm ent-worfene Maschine „der hellischen Ma-schine ganz und gar nicht mehr ähn-lich sieht“ [3, S. 61].

Bei den von Reichenbach ge-nannten, von Hell (oder Höll) in derMitte des 18. Jahrhunderts entwickel-ten Wassersäulen in den ungarischenBergwerken waren Pumpenkolbenund Treibkolben nicht auf einer ge-meinsamen Kolbenstange angeordnet;vielmehr waren bei diesen für denBergwerksbetrieb bestimmten Maschi-nen Motor und Arbeitsmaschine räum-lich getrennt und durch ein Schacht-gestänge und Kettentransmissionenmiteinander verbunden. Franz Antonvon Gerstner, der Herausgeber undHauptautor des dritten Bandes desGerstnerschen „Handbuches der Me-chanik“, stellte die Geschichte der Ent-wicklung der Wassersäulenmaschinein aller Ausführlichkeit dar, von denersten tatsächlich funktionstüchtigenWassersäulenmaschinen von Höll(1749) über die von ihm nur kurz ge-streiften Reichenbachschen Maschi-nen bis zu den erst danach entstande-nen Maschinen Brendels in Freibergin Sachsen [41, S. 355–387]. Gerstnerbildete auch zeitgenössische Maschi-nen ab, die noch ganz den Konstruk-tionsprinzipien der Höllschen Wasser-säulenmaschinen entsprachen und diedamals in den Erzbergwerken Kärn-tens bei Kreuth eingesetzt wurden(Bild 10). Die Steuerung erfolgte hierüber Hähne, betrieben durch eine ArtBalancier (Waagebalken) mit einemFallhammer; sie leitete wechselweiseden zwei Treibzylindern das Auf-schlagswasser zu und erzeugte so eineHin- und Herbewegung.

Reichenbach entwickelte im Zu-sammenhang mit der Soleleitung drei

verschiedene Typen von Wassersäu-lenmaschinen. Im Gegensatz zu denSteuerungen der älteren Maschinen,bei denen irgendwelche Gestänge oderFallhämmer Hähne ruckartig auf- undzudrehten, wodurch Druckstöße ent-standen, die den Maschinen auf Dauerkräftig zusetzten, steuerte Reichenbachseine Maschinen von Anfang an überkleine Kolben, die dem Triebzylinder

vorgeschaltet waren. Außerdem wur-den zusätzliche Gestänge soweit wiemöglich vermieden und alle Elementeder Maschine möglichst direkt mit derKolbenstange des Treibkolbens ver-bunden. Details der ReichenbachschenMaschinen sind ausführlich z. B. vonWalther v. Dyck und Moritz Rühl-mann beschrieben worden [3], [7]. Diedoppeltwirkenden Maschinen Rei-

Bild 10. Wassersäulenmaschine in der Art des 18. Jahrhunderts für den Einsatz inBergwerken. Aus [41, Tafel 92] (Ausschnitt). Links oben die als Antrieb eingesetzteWassersäulenmaschine, rechts unten das über ein Schachtgestänge mit dem Motorverbundene PumpwerkFig. 10. Eighteenth-century type water-driven engine for mining purposes. From[41], plate 92 (detail). Upper left, the water-driven prime mover; lower right, thepumping station. Both are connected via transmission bars

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chenbachs fanden in weiten KreisenBeachtung. Dies erweist insbesondereein Blick in die französische Maschi-nenliteratur der Zeit. So findet sichschon in Christians „Traité de méca-nique industrielle“ von 1822 eine Ab-bildung einer doppeltwirkenden Was-sersäulenmaschine, die identisch mitjenen ist, die Reichenbach 1810 imUnternösselgraben bei Reichenhallsowie in Weisbach und Nagling er-baute (Bild 11), wobei freilich diedeutsche Quelle nicht angegeben ist[21, S. 486–488]. Auch die einfach-wirkende Maschine von Ilsank, diedie Sole über 358 m Höhenunter-schied anhob, wurde in französischenTraktaten abgebildet (z. B. [42]; vgl.Bild 12).

Heute ist vor Ort in Ilsank nurnoch das Pumpenhäuschen zu sehen,in dem dieses seinerzeit weltweit be-staunte „Wunder der Technik“ unter-gebracht war (Bild 13). Die zur Ilsan-ker Maschine baugleiche Maschinevon Pfisterleiten befindet sich als Ex-ponat im Deutschen Museum Mün-chen.

Es fällt auf, dass die gesamtefranzösische Literatur zur Maschinen-mechanik bis zur Mitte des 19. Jahr-hunderts die Wassersäulenmaschinenzwar in ihrer Funktionalität detailliertbespricht, jedoch kaum eines dieserWerke eine rechnerische Analyse dererzielbaren Leistung enthält. Zum ers-ten Mal nach Bélidor taucht in derfranzösischen Literatur die Wasser-säulenmaschine wieder im „Traité élé-mentaire des machines“ des Jean Ni-colas Pierre Hachette auf, eines Schü-lers und engen Vertrauten GaspardMonges [43, S. 68–71]. Unter der Über-schrift „Machine à colonne d’eau (deBélidor)“ wird hier das Funktions-prinzip der Maschine erläutert. Es folgteine Tabelle, in der die empirisch er-mittelten Wirkungsgrade verschiede-ner Wassersäulenmaschinen in unga-rischen Bergwerken miteinander ver-glichen werden. Ganz ähnlich ist dieDiskussion der Wassersäulenmaschi-nen (auch der Reichenbachschen) un-ter der Überschrift „Machines à co-lonne d’eau de la Carinthie et de laBavière“ in Héron de Villefosses Berg-bauhandbuch „Richesse Minérale“ von1819 [44, S. 124–130]. Im Buch vonChristian von 1822 findet sich wie-derum lediglich eine kurze Beschrei-bung der Maschinen, jedoch keineAnalyse [21, S. 486–488].

In seinen für Unternehmer, Hand-werker und Arbeiter gehaltenen öffent-lichen Pariser Abendvorlesungen mit

dem Titel „Géometrie et méchaniquedes arts et métiers“ ging auch der Ba-ron Charles Dupin (wie Hachette aus

Bild 11. Reichenbachschedoppelt wirkende Wasser-säulenmaschine mit Kol-bensteuerung (1810). Ab-bildung aus dem Maschi-nenbau-Buch von Chris-tian (1822), [21] Tafel 3.Es ist nur die Antriebs-maschine, nicht jedochdie damit betriebene Sole-pumpe zu sehenFig. 11. Reichenbach’sdouble-acting water-drivenengine with piston control(1810). From the machinebook of Christian (1822),[21], plate 3. Only theprime mover is shown

Bild 12. Reichenbachs berühmte Pumpenanlage von Ilsank (1816). Aus [42],Tafel 13. Oben die als Motor dienende Wassersäulenmaschine, unten die Sole-pumpe. Der kleine Kolben ganz oben dient zum Wiederaufziehen des Treibkol-bens. Links der Zustand mit der höchsten Position des Treibkolbens, rechts derZustand mit dessen tiefster PositionFig. 12. Reichenbach’s famous pumping station at Ilsank (1816). From [42],plate 13. On top, the water-driven engine; bottom, the brine pump. The smallpiston at the top serves for lifting the main piston after one action cycle. Left,situation with the pistons in their highest position; right, situation with thepistons in lowest position

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dem Monge-Umkreis) auf die Wasser-säulenmaschine ein. Es handelt sichaber nur um eine kurze, lediglich zweiSeiten umfassende Notiz, die nur derVollständigkeit halber der Beschrei-bung der übrigen wassergetriebenenKraftmaschinen angehängt ist [45,S. 295–296]. Dem Zweck seiner Vor-lesungen entsprechend ist in DupinsVorlesungen die Theorie immer rechtstark vereinfacht und komprimiert;eine Analyse der Wassersäulenma-schine gibt er nicht. Rein deskriptivist auch die Behandlung der Wasser-säulenmaschine im 1834 zum erstenMal erschienenen Buch von d’Aubuis-son de Voisins [35, S. 395–398]. D’Au-buisson erwähnt neben den Reichen-bachschen Wassersäulenmaschinenauch die nach Vorbild der Reichen-bachschen von Juncker 1831 erbautein Huelgoat in der Bretagne. Anhandeiner Prinzipskizze erläutert er dasFunktionsprinzip der Reichenbach-schen doppelt wirkenden Maschine,gibt aber keinerlei Analyse, sondernlediglich die Feststellung, die realisier-ten Maschinen hätten einen empi-risch ermittelten Wirkungsgrad zwi-schen 0,33 und 0,48. Juncker selbstbeschrieb seine Maschine in einemüberlangen Artikel in den „Annalesdes Mines“ von 1835 [46]. Selbst indieser langen Abhandlung sind ledig-lich zwei Seiten der Bemessung derMaschine gewidmet [46, S. 127–128].Juncker zählt zwar alle Einflüsse auf,die bei der rechnerischen Bemessungzu berücksichtigen wären, meint dann

aber nur: „Wie dem auch sei: Nach-dem ich nach den heute allgemeinanerkannten Prinzipen alle diese Wi-derstände so genau wie möglich aus-gewertet hatte und dann in Bezug aufdie Kolbenstange gesetzt hatte, habeich schließlich herausgefunden, daßder Treibkolben eine Oberfläche von0,8177 m2 haben müsse.“ [46, S. 238;Übers. d. Verf.]. Mehr Details erfah-ren wir nicht. Dafür zollt Juncker Rei-chenbach für dessen Rat hohen Tri-but und gibt auch eine recht interes-sante Beschreibung der bayerischenPipeline [46, S. 107–115].

So blieb es Navier überlassen, alserster französischer Autor näher aufdie wissenschaftliche Analyse derWas-sersäulenmaschine einzugehen. EinMeisterstück ist aber auch seine Un-tersuchung nicht, die er in seinen 1838veröffentlichten Vorlesungsunterlagenpublizierte [36, S. 289–293]: Naviervernachlässigt zunächst alle Reibungs-und Strömungswiderstände und be-rücksichtigt nur, dass der zur Bewe-gung des Kolbens nutzbare Druck ge-genüber dem hydrostatischen Druckum die Geschwindigkeitshöhe des flie-ßenden Wassers zu vermindern ist.Auf Basis dieser Überlegung kommter dann zum wahrlich wenig hilfrei-chen Schluss, der Wirkungsgrad derMaschine sei dann optimal, wenn dieKolbengeschwindigkeit gegen Nullgehe: „Somit tritt die maximale Wir-kung ein, wenn die Geschwindigkeitdes Kolbens unendlich klein ist; sieist dann gleich der hydrostatischen

Wirkung der Wassersäule.“ [36, S. 291;Übers. d. Verf.]. Man mag dem gro-ßen Navier eine so banale und nutz-lose Aussage kaum zutrauen, wirddoch die durch die Maschine geleis-tete Nutzarbeit in diesem Fall (Still-stand der Maschine) zu Null…! Na-vier bezieht sodann auch die Druck-verluste durch die Rohrreibung undVentile ein und teilt dann mit, theore-tisch könne man die Maschine mitden in seinem Buch gegebenen Grund-lagen bemessen, verzichtet aber aufdiese Rechenübung. Selbst in dem ansich beachtenswerten und interessan-ten Buch von Arthur Jules Morin über„Machines et appareils destinés àl’élévation des eaux“ von 1863 findetsich nur eine kurze Abschätzung derLeistung der Wassersäulenmaschinebei Vernachlässigung aller Verluste so-wie eine grobe Angabe, derWirkungs-grad solcher Maschinen erreiche min-destens 70 % [47, S. 236–249, bes.S. 246].

Ein völlig gegensätzliches Bildergibt hingegen die Auswertung derdeutschen Literatur. Schon vor Rei-chenbach widmet Johann AlbertEytelwein (1764–1848) in seinem„Handbuch der Mechanik fester Kör-per und der Hydraulik“ ein kleinesKapitel derWassersäulenmaschine [31,S. 362–366]. Eytelwein geht von derWassersäulenmaschine des üblichenTyps des 18. Jahrhunderts mit Balan-cier aus, beschränkt seine rein techni-schen Erläuterungen aber auf ein Mi-nimum, das gerade reicht, das Funk-tionsprinzip zu verstehen (Bild 14).Dann schreitet er fort zur rechneri-schen Dimensionierung der Wasser-säulenmaschine. Eytelwein weist aufdie Verluste durch die Rohrreibung inZuleitung, Kolben und Steigleitunghin und verwendet seinen quadrati-schen Ansatz für die Rohrströmung,um diese Verluste zu quantifizieren.Die Druckverluste durch die Insta-tionarität der Strömung (Beschleuni-gungsterme) werden mit einer überdie Kolbenhubphase gemittelten Be-schleunigung berechnet. Zusätzlich be-rücksichtigt Eytelwein mit dem Reib-koeffizienten g = 0,1 die Reibung zwi-schen Kolben und Pumpenzylinder(dem sog. „Stiefel“). Zu EytelweinsZeit war es üblich, den Innendruckim Pumpenzylinder dazu zu nutzen,um die Kolbendichtung („Liderung“,da meist aus Leder gefertigt) gegen denPumpenzylinder zu drücken. Die ge-

Bild 13. Pumpenhäuschen an der Straße von Berchtesgaden in die Ramsau. Indiesem Häuschen war die berühmte Maschine von Ilsank untergebrachtFig. 13. Pumping station of Ilsank on the road from Berchtesgaden to Ramsau.This building once housed the famous Ilsank machine

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samte Reibungskraft hängt dabei linearvom Kolbendurchmesser und vomDruck im Kolben ab. Unter Berück-sichtigung aller dieser Verluste ergibtsich nach Eyelwein die netto nochnutzbare Fallhöhe des Wassers undunter Berücksichtigung der Kolben-querschnitte und des verfügbaren Auf-schlagswassers die förderbare Wasser-menge.

Der Freiberger Mathematik-Professor Friedrich Gottlieb Busse(1756–1835) veröffentlichte wenigeJahre nach Eytelwein gar eine ganzeMonographie zur Wassersäulenma-schine, in der er genaue rechnerischeUntersuchungen zum Wirkungsgradsolcher Maschinen präsentierte [48].Busse griff dabei direkt auf die vonEytelwein vorgeschlagene Abflussfor-mel v = C÷——

DI zurück und übernahmauch direkt dessen Koeffizienten C[48, S. 68–69]. Interessanterweise prä-sentiert Busse seine Formel aber alserster (lange vor Weisbach, dem diese

Idee z. B. in [49, S. 163] zugeschrie-ben wird) in der dimensionslosenForm

mit dem Reibungskoeffizienten z =0,03 [48, S. 68]. h ist der Druckverlustüber einem Rohr des Durchmessers Dund der Länge L, durch das das Was-ser mit der Geschwindigkeit v strömt.Weisbach gab später für z in Abhän-gigkeit von der Geschwindigkeit Wertezwischen 0,0187 und 0,0443 an [32,S. 532]. Busse hebt den Vorteil seinerFormel hervor: „Es ist doch sehr ver-drießlich, sich mit Formeln zu befas-sen, die gerade nur auf Fuße oderZolle, und dabey dann gerade nur aufFranzösische oder Rheinische u. dergl.eingeschränkt sind. […] Auch Bossutund du Buat werden durch die neuernMaaße in Frankreich nun genöthigtseyn, ihre Formeln abzuändern.“ [48,S. 69–70].

h LD

vg

= ◊z2

2

Denjenigen, die jetzt das BuchBusses einsehen und die Formel nach-schlagen, sei noch mitgeteilt, dass sichdie Formel dort in der Form

findet. Darin ist

wobei c die Strömungsgeschwindig-keit ist. Der auf den ersten Blick über-raschende Faktor 4 ist darauf zurück-zuführen, dass Busse, dem allgemei-nen Gebrauch der Zeit folgend,sowohl Geschwindigkeiten als auchBeschleunigungen in der Einheit derLänge, also nicht als Längeneinheit/Zeiteinheit bzw. Längeneinheit/(Zeit-einheit)2 angibt. Die angegebenenLängen sind die, die ein Objekt mitder Geschwindigkeit c in einer Se-kunde zurücklegt, bzw. jene, die einObjekt, das aus der Ruhelage losge-lassen wird, unter Einwirkung der Erd-beschleunigung innerhalb der erstenSekunde durchmisst; daher ist beiBusse g = 15,1 Fuß, also rund 9,81/2 m.Die fehlenden Zeiteinheiten kürzensich in Busses dimensionsloser For-mel gerade wieder heraus, währendder Faktor 2 übrig bleibt. Busses For-mel ist also korrekt.

Das Buch Busses lässt deutlichdie Schwierigkeiten erkennen, die mandamals noch mit der Formulierungphysikalischer Grundbegriffe hatte.Alle Begriffe werden aber ausführlichdiskutiert und genau definiert. So gibtBusse exakt an,was er unter dem „Wir-kungsgrad“ versteht [48, S. 26–30],nämlich den Prozentsatz der durch dieMaschine erbrachten Arbeit in Bezugauf die von ihr verbrauchte potentielleEnergie. Alle Eingabedaten werdensorgfältig auf ihre Verlässlichkeit ge-prüft. Das macht die Lektüre des Bu-ches nicht eben einfacher, aber dieKonsequenz, mit der Busse vorging,ist immerhin bemerkenswert; ein gro-ber Denkfehler ist in dem Buch nichtenthalten.

Schon Busse äußert sich etwasverwundert darüber, dass die Franzo-sen aus den „schönen und zum Theilsehr kostspieligen Versuchen und denscharfsinnigen Folgerungen aus ih-nen“ [48, S. 83] bislang keinen Nut-zen für die rechnerische Bemessunghydraulischer Maschinen gezogen hät-ten. Er kritisiert z. B. eine Äußerung

C c cg

= ◊4

,

f LD

C= ◊0 03,

Bild 14. Prinzipskizze der Wassersäulenmaschine nach Eytelwein (1801). Aus [31],Tafel III (Ausschnitt)Fig. 14. Sketch of the water-driven engine after Eytelwein (1801). From [31], plate III(detail)

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d’Aubuissons aus dem Jahre 1801, inder dieser gesagt habe: „Bey derTheo-rie der Pumpen und Wasserräder willich mich hier nicht verweilen. Unge-achtet der angestrengten Bemühun-gen, welche die größten Mathemati-ker darauf verwendet haben, ist siegleichwohl sehr unvollkommen, oderdoch von wenig Nutzen für die Pra-xis.“ [48, S. 81]. Dieser Auffassungd’Aubuissons stellt Busse die Ansichtder deutschen Experten entgegen: „Mir[…] wird Er es gewiß auch zu Gutehalten, daß ich, der ich hier Theoriejetzt zu lehren und zu vertreten habe,auf obige Herabwürdigung derselbendas meinige zu erwiedern suche. […]Indessen scheint doch unter unserneigentlichen Mathematikern das Ur-theil zu bestehen, daß die Deutschenin der Theorie des Maschinenwesens,und selbst auch in der hydraulischen,einen entscheidenden Vorzug vor ih-ren Nachbaren erarbeitet haben.“ [48,S. 83]. Busse kritisiert weiter: „Ehe-mals war man zufrieden, die Maschi-nen nur statisch, geostatisch, hydro-und aerostatisch zu betrachten, undnoch gegenwärtig pflegt man in man-cher so genannten Mechanik dabeystehen zu bleiben. Schon vor 50 Jah-ren erinnerte Euler, daß auf diesemWege nur eine sehr kümmerliche, undfür die Praxis nicht sehr brauchbareTheorie gewonnen wird, sondern dieMaschinen in dem Zustande ihrer Be-wegung durch gehörige Anwendungeiner wirklichen Mechanik zu betrach-ten seyen, die zum größten Theile inder so genannten höheren Mechanikbesteht, zu der Er selbst nebst Danielund Johann Bernoulli die erste Bahnso meisterhaft gebrochen hat.“ [48,S. 86–87].

Busse wird im weiteren Verlaufseines Buches seinem eigenen An-spruch gerecht, streng wissenschaft-lich unter Berücksichtigung der Ber-noullischen Hydrodynamik an dieProblematik heranzugehen. BussesBerechnungsmethode beruht auf derBetrachtung des dynamischen Gleich-gewichts aller auf den Treibkolben ein-wirkenden Kräfte. Alle Widerstände,die Eytelwein berücksichtigt hatte,werden behandelt, zusätzlich auchnoch die Verluste an Kniestücken,Ven-tilen und Hähnen. Außerdem berück-sichtigt Busse, dass sich der Druckauf den Kolben um die Geschwindig-keitshöhe des strömenden Wassersverringert, ein Effekt, den Eytelwein

vernachlässigt hatte. In vielen Fällengeht Busse zunächst von einer nochgenaueren Modellierung als Eytelweinaus, zeigt dann aber, dass für prak-tisch relevante Fälle dessen Annah-men brauchbar sind. Für die Ausle-gung der Gesamtmaschine muss selbst-verständlich nicht nur der Wirkungs-grad des Motors, sondern auch jenerder durch ihn angetriebenen Pumpenuntersucht werden.

Ausführlich diskutiert Busse dieFrage, welchen Einfluss bei einer Was-sersäulenmaschine die Beschleuni-gungseffekte beim Wechsel von Auf-und Abwärtsbewegung des Kolbenshaben, und kommt dabei zur Über-zeugung, dass man – wie schon vorihm Eytelwein – diese Effekte in derPraxis oft vernachlässigen könne undmit der mittleren Kolbengeschwindig-keit arbeiten könne: „Bey einer nurungefähren Berechnung der Maschinewird es immerhin erlaubt seyn, denCosinualverlust auf eine leichte Weiseabzugleichen.“ [48, S. 142]. Hier triffter sich mit der späteren Meinung Na-viers, der klarsichtig, kurz und bündigfeststellt: „Dieses System wird unterdem Einfluss der Schwerkraft zunächsteine beschleunigte Bewegung ausfüh-ren. Das Bewegungsgesetz ist infolgeder Strömungswiderstände des Was-sers, die von der Wandreibung in denRohren und dem Durchströmen vonHähnen und Ventilen herrührt, durcheine exponentielle Funktion gegeben,und somit wird sich der Kolben schonnach sehr kurzer Zeit mit gleichmäßi-ger Geschwindigkeit bewegen. Daherwird man keinen nennenswerten Feh-ler begehen, wenn man bei der Unter-suchung der Maschine nur die gleich-förmige Bewegung betrachtet.“ [36,S. 290; Übers. d. Verf.].

Busse rechnet schließlich aufrund fünfzig Seiten mit seinen For-meln eine der sächsischen Wassersäu-lenmaschinen durch. Fehlende Ein-gabedaten werden dabei durch sinn-volle Schätzungen ergänzt. Abschlie-ßend zeigt Busse dann noch, dass manseiner Meinung nach bei geschickterKonstruktion der Wassersäulenma-schine die Reibungs- und Strömungs-verluste soweit beschränken kann, dasssich global für das System aus Antriebund Pumpensätzen ein Wirkungsgradvon 0,62 ergibt [48, S. 281]. Insbeson-dere rät Busse (wie später auch Weis-bach) dazu, in der Einlaufröhre derWassersäulenmaschine einen Wind-

kessel anzuordnen [48, S. 224]. Erweist darauf hin, dass der Windkesseles gestattet, die Energie, die in derTrägheit des Wassers steckt, trotz derungleichförmigen Bewegung des Kol-bens weitgehend zu speichern [48,S. 235], und dass man mit Hilfe einesWindkessels den Durckstoß infolgedes plötzlichen Absperrens des Zu-flusses vermeiden könne [48, S. 238].In der Summe kann man sagen, dassmit Busses Analyse die Untersuchungder Wassersäulenmaschine in allenTeilen vollständig vorlag; alle folgen-den Autoren haben nur noch zur Klar-heit der Darstellung und zur Deutungder Formeln beigetragen, nicht aberzur Substanz der physikalisch-mathe-matischen Modellierung.

Es ist durchaus wahrscheinlich,dass Georg von Reichenbach BussesUntersuchung kannte. Sie war damalsdie naheliegendste Quelle zu Wasser-säulenmaschinen, jeder aktive Hydrau-liker wird sie zur Kenntnis genommenhaben; das Werk Busses wird auch inder darauffolgenden Literatur immerwieder zitiert. Dass Reichenbach inseinem Bericht an den König keineKenntnis der sächsischen Maschinenverrät, hat nichts zu sagen: So konnteer seine eigene Leistung um so wirk-samer in Szene setzen (anderer Mei-nung ist Walther von Dyck, [3, S. 134]).Aus Busses Buch konnte Reichen-bach nicht nur den Rechengang zurBemessung der Maschine entnehmen,sondern auch konstruktive Details, ins-besondere die damals noch nicht üb-liche Verwendung einer Kolbensteue-rung anstelle einer Hahnensteuerung(Bild 15). Nach Busse wurde die Kol-bensteuerung in Freiberg vom dor-tigen Maschinendirektor Mende inden 1780-er Jahren im Rahmen stän-digen experimentellen Verbesserns derMaschinen erfunden („Auch pflegteMende an seinen Maschinen gern zuändern.“ [48, S. 7]). Dass Reichen-bach die Kolbensteuerung unabhän-gig von Mende noch einmal neu er-funden habe, ist unwahrscheinlich,da Reichenbach ja keine Erfahrungmit Wassersäulenmaschinen aufweisenkonnte und auch Mende zunächst mitHahnensteuerungen begonnen hatte.Erst durch Reichenbachs Maschinenwurde diese Art der Steuerung über-all bekannt und populär. Auch dieMaschinen von Huelgoat und die inden 1820-er und 1830-er Jahren vonBrendel in Freiberg und Jordan im

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Harz erbauten Maschinen hatten Kol-bensteuerungen [39].

Möglicherweise finden sich auchSpuren Busses in der durch Reichen-bach durchgeführten rechnerischenAuslegung seiner Maschine im Unter-nösselgraben, die durch Walther vonDyck publiziert wurde [3, S. 66–69und S. 135]. Reichenbach dimensio-niert darin das Gesamtsystem ausMotor und Pumpe. Für die Pumpesetzt er, „auf Erfahrung gegründet“ [3,S. 68], einen Wirkungsgrad von 20/26an. Beim Antrieb vernachlässigt er dieStrömungswiderstände infolge Rohr-reibung, Krümmungen und Ventilen,setzt aber wie Busse den Druckver-lust infolge der Strömungsgeschwin-digkeit beim Eintritt des Aufschlags-wassers in den Treibkolben an. Erstbei den Wassersäulenmaschinen derLeitung von 1816 bis 1817 berücksich-tigte Reichenbach auch Verluste „we-gen der Klebrigkeit und Adhäsion desWassers“ [3, S. 74]. Nach den Anga-ben in [3, S. 74] lagen die tatsäch-lichen Wirkungsgrade dieser Maschi-nen global (Antrieb und Pumpen) zwi-schen 0,617 und 0,704, während MoritzRühlmann empirisch nur einen Wir-kungsgrad von 0,59 ermittelte [7,S. 353].

In der deutschen Ingenieurlitera-tur setzt sich die Reihe der analyti-schen Betrachtungen zur Wassersäu-lenmaschine u. a. fort mit Gerstners„Handbuch der Mechanik“. Dort [41,S. 387–411] wird die Untersuchung inähnlich umfassender und detaillierterWeise wie bei Busse geführt, wobeiGerstner allerdings von der Bergbau-Wassersäulenmaschine mit Hammer-steuerung und Schachtgestänge aus-geht und daher einige weitere Ma-schinenelemente zu betrachten hat(z. B. Lagerreibung am Balancier).Auch Gerstner setzt den Strömungs-widerstand infolge Rohrreibung pro-portional zum Quadrat der Fließge-schwindigkeit an, obwohl er zunächstdie Zwei-Term-Formulierung vonProny diskutiert hatte [19, S. 190].Anhand seiner etwas abschreckendkomplizierten Gesamtformeln ziehtGerstner dann den Schluss, dass beiMaschinen mit großer vorhandenerDruckhöhe ein schnellerer Gang vor-teilhaft sei [41, S. 391]. Auch Gerstnerrechnete mehrere existierende Ma-schinen nach, und er führte sogar Ex-perimente zur Bestimmung von Kenn-größen an der Maschine von Kreuth

in Kärnten durch. Wirklich neue Er-kenntnisse gegenüber Busse werdennicht gewonnen.

Die letzte umfassende theoreti-sche Behandlung erfuhr die Wasser-säulenmaschine in der deutschen Li-teratur dann noch durch den wieBusse an der Bergakademie Freibergals Professor tätigen Julius Weisbach[50, S. 409–464]. Er stellte in seinemBuch alle Typen von Wassersäulen-maschinen detailliert dar und ermit-telte dann rechnerisch die Leistungsolcher Motoren [50, S. 441–452].Weisbachs Analyse bewegt sich in denmittlerweile etablierten Bahnen, zeich-net sich aber (vor allem im Vergleichzu Busse und Gerstner) durch Ele-ganz und Übersichtlichkeit aus. DasBuch Weisbachs ist überhaupt einesder bemerkenswertesten Mechanik-Lehrbücher nach Navier und lässtsich auch heute noch mit Vergnügenund Gewinn lesen.

Bevor die Wassersäulenmaschineendgültig durch die inzwischen tech-nologisch hochentwickelten Turbinenin den Hintergrund gedrängt wurde,

fasste 1861 ein „Herr Althans in Ber-lin“, vermutlich Ernst Friedrich Alt-hans (1828–1899), einer der Söhnedes preußischen „Hütten-Bau-Inspec-tors“ und Leiters der Sayner Hütte,Carl Ludwig Althans (1788–1864; zuihm [51, S. 73–84]), seine Gedankenüber die von seinem Vater erbautenWassersäulenmaschinen in einem Auf-satz zusammen [52]. Dieser Artikelbietet reichen Aufschluss über diekleine Blütezeit, die die Wassersäulen-maschine, angeregt durch Reichen-bachs Erfolg mit den Solepumpen,zwischen 1820 und den 1850-er Jah-ren erlebte. So wurden z. B. auch ineinigen Bergwerken des preußischenRheinlandes Wassersäulenmaschinenmit mehr oder weniger Erfolg ein-gesetzt. Althans berichtet auch überpraktische Schwierigkeiten, die sichmit dem von etlichen Theoretikernempfohlenen Einbau von Windkes-seln in die Fallröhre des Aufschlags-wassers ergaben. Dem bisher immernur kurz angerissenen Thema desWindkessels wollen wir den letztenAbschnitt dieses Aufsatzes widmen.

Bild 15. Prinzipskizze der Wassersäulenmaschine aus dem Buch von Busse(1804). Hier ist die Kolbensteuerung deutlich erkennbar. Aus [48]Fig. 15. Sketch of the water-driven engine from the book by Busse (1804). Thecontrol unit making use of pistons is well discernible. From [48]

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4 Pumpen mit und ohne Windkessel

Genau gleichzeitig mit Reichenbachserstem Soleleitungsprojekt veröffent-lichte Joseph Montgolfier (einer derbeiden durch den Heißluftballon be-rühmt gewordenen „Gebrüder Mont-golfier“) einen Aufsatz zu dem vonihm wenige Jahre zuvor erfundenenhydraulischen Widder oder Stoßhe-ber [53]. Dabei handelt es sich umeine Maschine, die den Druckstoß ineiner plötzlich abgesperrten Leitunggezielt zum Heben von Wasser aus-nutzt. Das strömende Wasser schließtbei dieser Maschine selbsttätig einVentil, das den Druckstoß auslöst, undöffnet ein zweites Ventil, das zur Steig-leitung führt. Das Funktionsprinzipder Maschine beruht ausschließlichauf der Instationarität des Strömungs-geschehens. Montgolfiers Analyse isttrotzdem wenig „dynamisch“ und be-ruht einfach auf einer Gleichsetzungder kinetischen Energie der strömen-den Wassersäule mit der erforderli-chen potentiellen Energie zum An-heben eines kleinen Teils des Wassersauf eine vorgegebene Höhe. Alle Rohr-reibungs- und Ventilverluste werdenignoriert. In unserem Zusammenhangist der hydraulische Widder besondersinteressant, und zwar deshalb, weil erohne Zuhilfenahme eines Windkes-sels kaum zufriedenstellend funktio-niert: In dem kurzen Moment, in demder Druckstoß auf die Steigleitungwirkt, wird das Wasser in einen luft-gefüllten Kessel, eben den Windkes-sel, gepresst und aus diesem infolgedes Überdrucks der komprimiertenLuft vergleichmäßigt an die Steiglei-tung abgegeben (Bild 16). Es handeltsich also um einen Energiespeicher,der die kinetische Energie des Druck-stoßes kurzfristig in elastische Verfor-mungsenergie umwandelt. Bei allen in-stationär arbeitenden Wassermaschi-nen ist der Windkessel sinnvoll.

Windkessel wurden schon im17. Jahrhundert erfunden und zu-nächst bis ins frühe 19. Jahrhundertfast ausschließlich bei Feuerspritzeneingesetzt [54, S. 135; 55, S. 122–123].So stellte auch Caspar Walter 1765 ineinem seiner Kupferstiche eine Feuer-spritze mit Windkessel dar (Bild 17).Walter war sich aber auch schon be-wusst, dass Windkessel bei Kolben-pumpen den Wasserstrom vergleich-mäßigen können. Üblicherweise ord-nete man bei Kolbenpumpen mehrere

Pumpensätze nebeneinander an, diedurch eine Kurbelwelle (zeitgenös-sisch – pars pro toto – meist „Krumm-zapfen“ genannt) angetrieben wurdenund gegeneinander phasenversetztarbeiteten; die Pumpen speisten dannalle eine gemeinsame Druckleitung,und es ergab sich eine halbwegs gleich-mäßige Wasserförderung. Eine solcheAnlage, jedoch mit nur zwei Pumpenanstelle der sonst meist wenigstensdrei, bildet Caspar Walter ab (Bild 18).Bei diesem Pumpwerk verwendet Wal-ter einen Windkessel, also einen mitLuft gefüllten Kessel, der als Pufferund elastischer Energiespeicher fürdie Druckleitung wirkt.

Allerdings wurde der Windkesselerst mit der Erfindung und Verbrei-

tung des Stoßhebers, dem auch imdeutschen Schrifttum etliche zeitge-nössische Untersuchungen gewidmetwurden, richtig populär, und es eta-blierte sich in der Folgezeit der Ein-druck, dass man mit Hilfe von Wind-kesseln den Druckstoß „abfedern“könne. In der Literatur zur Wasser-säulenmaschine findet sich daher im-mer wieder der Rat, Windkessel in derFallröhre der Triebwasserzuführunganzuordnen, so schon bei Busse: „DieHauptsache ist, daß ein Windkesselangebracht werde. In ihm muß dasWasser aus der Fallröhre sich ein-münden“ [48, S. 238]; man erhofftesich davon eine Verminderung derDruckstoßeffekte, die beim Absperrender Triebwasserzuführung am Ende

Bild 16. Stoßheber mit Windkessel. Aus [53]Fig. 16. Hydraulic ram with air vessel. From [53]

Bild 17. Feuerspritze mit Windkessel nach Caspar Walter (1765). Aus [11]Fig. 17. Fire pump with air vessel, after Caspar Walter (1765). Figure as reprintedin [11]

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des Kolbenhubs fast zwangsläufig ent-standen, wie Weisbach ausführt: „Umdie nachtheiligen Wirkungen des Sto-ßes der, zumal bei der Gewichtssteue-rung, zu schnell abgesperrten Wasser-säule zu mäßigen oder ganz zu besei-tigen, hat man an dem unteren Endeder Einfallröhre, nahe vor der Steue-rung einen Windkessel (franz. réser-voir à air; engl. air vessel) d. i. ein mitkomprimierter Luft angefülltes cylin-drisches Gefäß angebracht, wie manes z. B. an Feuerspritzen […] vorfin-det.“ [50, S. 446]. Reichenbach ver-zichtete jedoch auf derartige Wind-kessel im Zulauf der Wassersäulen-maschine. Windkessel finden sich beiihm lediglich bei seinen Pumpenanla-gen von 1808 bis 1810 in der Druck-röhre direkt hinter den Kolbenpum-pen. Dort entsprachen die Windkes-sel der schon bei Caspar Walter ein-geführten Verwendung; sie dientender Vergleichmäßigung des Solestromsangesichts der nur ein bis zwei zu-sammenwirkenden Pumpen, die zu-dem im Gleichtakt arbeiteten, da Rei-chenbachs Wassersäulenmaschinen jaüber keine Kurbelwelle verfügten. Bei

der Hochdruckpumpe und Wasser-säulenmaschine von Ilsank verbot sichdie Anlage eines Windkessels wohlaus einem Grund, auf den auch Weis-bach hinweist: „In der Anwendung beiMaschinen mit hohem Gefälle hat essich gezeigt, daß sich die Luft imWindkessel mit dem Wasser vermengtund sich dadurch allmählig ganz ausdemselben entfernt. Um aber dies zuverhindern, müßte entweder ein Kol-ben in diesen Kessel eingesetzt wer-den, welcher die Luft vom Wasser ab-sperrt, oder es müßte eine kleine Luft-pumpe angewendet werden, welcheununterbrochen Luft in den Kesseleinführt und so den Abgang wiederersetzt.“ [50, S. 446].

Weisbachs Theorie ist nicht ganzstimmig. Der Windkessel wirkt in ers-ter Linie nicht als Dämpfer, sondernals elastische Feder, die die oszillie-rende Wassermasse in der Nähe derinstationär arbeitenden Wasserma-schine von der großen Masse des Was-sers in der Druckleitung abkoppelt.Somit wird eine relativ stationäre Strö-mung im größten Teil der Leitung er-möglicht. Der Druckstoß hingegen

wird am Windkessel reflektiert. UnterStoßeinwirkung oszilliert die Wasser-masse zwischen Windkessel und Ma-schine stark, während die Strömungin der restlichen Leitung fast statio-när bleibt.

Schon vor Reichenbachs Sole-projekt waren mehrere deutsche „Hy-drotekten“ als eifrige Vorkämpfer einesubiquitären Einsatzes von Windkes-seln hervorgetreten. Ganz besonderszeichnete sich unter ihnen Reichen-bachs späterer Erzrivale Joseph vonBaader aus. Der wichtigste Punkt inseinem Buch über die „Verbesserungder Wasserkünste“ ist der Vorschlag,überall Windkessel anzuordnen. Ins-besondere hatte Baader auch dieIdee, Windkessel in der Saugleitungvon Kolbenpumpen zu verwenden(Bild 19): „Weil nun auf diese Art dieganze auf einen Kolbenzug einge-saugte Wassermenge nicht, wie bey

Bild 18. Kolbenpumpen einer Druckpumpenanlage mit Windkessel in der Druck-leitung, nach Caspar Walter (1765). Aus [11]Fig. 18. Piston pumps with air vessel in the ascending pipe, after Caspar Walter(1765). From [11]

Bild 19. Kolbenpumpe mit Windkesselnin der Saug- und Druckleitung, nachJoseph Baader (1800). Aus [56], Tafel IV(Ausschnitt)Fig. 19. Piston pump with air vesselsin the suction and pressure pipes. afterJoseph Baader (1800). From [56],plate IV (detail)

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einer gewöhnlichen Saugpumpe, inder kurzen Zeit des Hubes auf einmaldurch das Saugrohr dringen muß,sondern das Emporsteigen derselbenzwischen Hub und Rückzug des Kol-bens vertheilt wird, so ist auch offen-bar die Geschwindigkeit dieses Durch-strömens, mithin auch der hierausentstehende hydraulische Widerstand,bey gleicher Weite der Röhren undVentile ohngefähr um die Hälfte ge-ringer als bey der gewöhnlichen Ein-richtung; und es entspringt hierausder Vortheil, daß man allenfalls en-gere Saugröhren ohne Schaden ge-brauchen kann.“ [56, S. 19]. BaadersIdee ist korrekt; sie fand allerdingserst gegen Ende des 19. Jahrhundertsverbreitete Anwendung. Überdies ha-ben sich in Baaders Argumentationmehrere Irrtümer eingeschlichen: Zumeinen begeht er einen Rechenfehler,denn bei halber Geschwindigkeit wäreder hydraulische Widerstand nur nochein Viertel. Zum andern ist nicht inerster Linie die Verminderung derFließgeschwindigkeit, sondern die Ver-meidung von Beschleunigungseffektender Hauptnutzen des Windkessels. Inder Saugleitung – üblicherweise einerim Vergleich zur Druckleitung rechtkurzen Leitung – wirkten sich die Be-schleunigungseffekte allerdings nichtso stark aus wie in der Druckleitung.Konstruktiv überzeugt Baaders seit-lich an die Druckleitung angeschlos-sener Druckwindkessel nicht so recht.

Als Reichenbach beratend beider Einrichtung von Wassersäulen-maschinen in Clausthal mitwirkte,versuchte man, das Übel des Druck-stoßes an derWurzel zu packen, näm-lich am Ort seiner Entstehung, derKolbensteuerung. Die Kolben derSteuerung wurden seitlich geschlitzt,um ein abruptes Absperren des Auf-schlagswassers zu verhindern. Als dieseMaßnahme sich immer noch als un-genügend erwies, erhielten die Kolbender Steuerung ein kegelförmiges obe-res Ende, so dass die Triebwasserzu-fuhr bei Schließen des Kolbens konti-nuierlich vermindert wurde [52, S. 8,m. Abb.]. Althans berichtete in sei-nem Aufsatz von 1861 von mehrerenverunglückten Versuchen, Windkesselals Dämpfung einzuführen. Er erzähltez. B. von Erfahrungen mit einer Was-sersäulenmaschine im Bergrevier vonEschweiler: „Bei den ersten Versuchen,die Maschine mit dieser Steuerungs-einrichtung in Gang zu setzen, trat

die unerwartete Erscheinung ein, dassim Augenblicke der Absperrung derTriebwasser im höchsten Treibkolben-stande die Umsteuerung nicht vollen-det wurde, sondern Steuerkolben undGegenkolben in eine schnell hin- undhergehende Bewegung geriethen undder Treibkolben mit dem anhängen-den Gestänge etc. eben so oft mit einerunglaublichen Geschwindigkeit aufund nieder geschleudert wurde.“ [52,S. 19]. Die Ursache für dieses Verhal-ten war klar: Die durch den Windkes-sel abgekoppelte Wassermasse in derNähe der Steuerung oszillierte nun-mehr um so stärker, und diese Oszil-lationen übertrugen sich auf die ge-samte Maschine.

Von solchen Erfahrungen bliebReichenbach verschont – ob durchZufall, durch höhere Einsicht oderdurch Opposition zu Baader, das seidahingestellt. Reichenbach sah Wind-kessel jedenfalls offenbar etwas skep-tisch an. Selbst bei seiner von einemWasserrad angetriebenen Pumpenan-lage für die Trinkwasserversorgungder Stadt Augsburg (1821) verzichteteer auf die Anordnung von Windkes-seln und verließ sich zur Verstetigungder Wasserförderung lieber auf vierzeitversetzt arbeitende Kolbenpum-pen, die ihr Wasser über zwei „Ventil-kästen“ an eine gemeinsame Steiglei-tung abgaben (Bild 20).

5 Fazit

Der vorliegende Beitrag zum wissen-schaftlichen Hintergrund der Anlagen-technik bei der bayerischen Solepipe-line hat eindrucksvoll gezeigt, dass indiesem Sektor der Technologie – imÜbergangsbereich vom Bauwesen zumMaschinenbau – die deutschen Inge-nieure eine Vorreiterrolle in der An-wendung der neuesten mechanischenund hydromechanischen Erkenntnisseeingenommen haben. Im sonst oft sofortschrittlichen Frankreich brauchtendieselben Erkenntnisse eine ganzeGeneration länger, um in die Praxiseinzudringen und dort ihre Wirkungzu entfalten. Die Region zwischenDonau und Alpen war im Wasserbautraditionell immer auf dem neuestenStand, wie insbesondere die Augsbur-ger Wasserversorgungseinrichtungenbeweisen. Die rasche Durchdringungdieses Sektors durch die beginnendeIngenieurwissenschaft hatte für dengewöhnlichen Handwerker übrigensauch fühlbare Folgen, wie die VorredeJohann Michael Voits zu seiner Neu-ausgabe der schon fast hundert Jahrealten Traktate von Caspar Walter undLucas Voch erweist (1832): „Die Kunstdas Wasser zum Bedarf der Menschenzu heben und in Brunnen zu verthei-len, überhaupt die Mechanik hat inneuern Zeiten große Fortschritte ge-

Bild 20. Pumpeneinrichtung der Augsburger Trinkwasserversorgung von Georgvon Reichenbach (1821). Aus [11], Bd. 2, Tafel 24Fig. 20. Pumping station of the municipal waterworks at Augsburg (1821), designedby Georg von Reichenbach. From [11], vol. 2, plate 24

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macht. Dadurch wurde nicht nur dieWissenschaft bereichert, sondern dieNützlichkeit der neuen Erfindungengiengen [sic] auch in das praktischeLeben über. Die meisten neuen Schrif-ten im Gebiete der Mechanik abersind von derArt, daß sie derAnfänger,der praktische Arbeiter, der sich durchSelbstunterricht aus Büchern weiterausbilden will, nicht versteht, unddaher bleiben dergleichen schätzbareWerke für solche Leute ungenießbar.“[11, S. 3]. Georg von Reichenbachsteht nicht als einsamer Pionier aufweiter Flur allein da, sondern ist eintypischer Vertreter dieser innovations-freudigen und an neuen Entwicklun-gen fruchtbaren Epoche.

Literatur

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[19] Gerstner, Fz. J.: Handbuch der Me-chanik. 2. Bd.: Mechanik flüssiger Kör-per. Prag: Spurny, 1832.

[20] Genieys, [R.]: Essai sur les moyensde conduire, d’élever et de distribuerles eaux. Paris: Carilian-Goeury 1829.

[21] Christian, [G. J.]: Traité de mécani-que industrielle, ou exposé de la sciencede la mécanique déduite de l’expérienceet de l’observation; principalement àl’usage des manufacturiers et des artis-tes. Band 1. Paris: Bachelier, 1822.

[22] Kottmann, A.: Aus der Geschichtedes gusseisernen Rohrs. In: Symposium

Entwicklung der Rohre und Rohrwerk-stoffe, Köln 1986. Schriftenreihe derFrontinus-Gesellschaft, 10, BergischGladbach 1987, S. 67–90.

[23] Loriferne, H.: Aperçu historique surle service des eaux et fontaines de Ver-sailles, Marly et Saint-Cluod et son évo-lution. Techniques et sciences munici-pales, 58, 1963, S. 13–38.

[24] Gockel, B.: Die Entwicklung vonGuss- und Stahlrohren für die Wasser-leitung. In: Symposium Entwicklungder Rohre und Rohrwerkstoffe, Köln1986. Schriftenreihe der Frontinus-Ge-sellschaft, 10, Bergisch Gladbach 1987,S. 121–140.

[25] Deparcieux, [A.]: Manière de faireles tuyaux de fer coulé ou fondu. In: deCourtivron, [G.]: Art des forges et four-neaux à fer. Troisième section: Qua-trième moyen de l’art du feu appliquéau travail du fer. Paris: Saillant et Nyon,1762, S. 124–141.

[26] Parent, [A.]: Des résistances destuyaux cylindriques pour des chargesd’eau & des diamètres données. His-toire de l’Académie Royale des Scien-ces, Annee MDCCVII, Paris: Martin,Coignard und Guerin, 1730, S. 105–111.

[27] Tredgold, Th.: A practical essay onthe strength of cast iron, intended forthe assistance of engineers, ironmasters,architects, millwrights, founders, smiths,and others engaged in the constructionof machines, buildings, etc. London: J. Taylor, 1822.

[28] Tredgold, Th.: Practical Essay on thestrength of cast iron and other metals.5. ed., edited, with notes, by EatonHodgkinson. To which are added ex-perimental researches on the strengthand other properties of cast iron, bythe editor; 2. ed. London: John Weale,1860–61.

[29] du Buat, P. L. G.: Principes d’Hy-draulique vérifiés par un grand nombred’expériences faites par ordre du gou-vernement. 2. Auflage. Paris: Imprime-rie de Monsieurs, 1786.

[30] du Buat, P. L. G.: Grundlehren derHydraulik, welche durch eine großeMenge auf Befehl der Regierung ange-stellter Versuche bewährt worden sind[…]. Aus dem Französischen der neuenverbesserten und vermehrten Auflagedes Herrn du Buat übersetzt […] vonJ. W. A. Kosmann, mit Anmerkungen,Zusätzen und einer Vorrede von Eytel-wein. Berlin: Belitz und Braun, 1796.

[31] Eytelwein, J. A.: Handbuch der Me-chanik fester Körper und der Hydrau-lik. Mit vorzüglicher Rücksicht auf ihreAnwendung in der Architektur. Berlin:F. L. Lagarde, 1801.

[32] Weisbach, J.: Lehrbuch der Inge-nieur- und Maschinen-Mechanik.1. Teil: Theoretische Mechanik. 2. Auf-

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lage. Braunschweig: Friedrich Viewegund Sohn, 1850.

[33] de Prony, G. R.: Recherches physico-mathématiques sur la théorie des eauxcourantes. Paris: Imprimerie Impériale,An XII=1804.

[34] Eytelwein, J. A.: Untersuchungenüber die Bewegung des Wassers. Ab-handlungen der Königlichen Akade-mie der Wissenschaften in Berlin, 11(1814–15). Berlin 1818.

[35] d’Aubuisson de Voisins, J. F.: Traitéd’hydraulique, à l’usage des ingénieurs.Paris und Strasbourg: F. G. Levrault,1834.

[36] Navier, C. L. M. H.: Résumé desleçons données à l’école des ponts etchaussées, sur l’application de la méca-nique à l’établissement des construc-tions et des machines. Deuxième par-tie, leçons sur le mouvement et la résis-tance des fluides, la conduite et ladistribution des eaux. Troisième partie,leçons sur l’établissement des machi-nes. Paris: Carilian-Goeury, 1838.

[37] Redtenbacher, F.: Der Maschinen-bau. 2. Band. Mannheim: Bassermann,1863.

[38] Hofmann, F.: Die Solequellen vonBad Reichenhall. Reichenhaller Salz-bibliothek 4, Bad Reichenhall: Stadt-verwaltung, 1997.

[39] Freymann, K.: Georg von Reichen-bach und die Renaissance der Wasser-säulenmaschinen am Oberharz. Wis-senschaftliches Jahrbuch, DeutschesMuseum von Meisterwerken der Na-turwissenschaft und Technik. München:Deutsches Museum, 1991, S. 66–98.

[40] Freymann, K.: Georg von Reichen-bach und seine Solepumpen. SalzMacht Geschichte. Veröff. zur Bayeri-schen Geschichte und Kultur 29. Augs-burg: Pustet, 1995, S. 164–171.

[41] Gerstner, Fz. J.: Handbuch der Me-chanik. 3. Bd.: Beschreibung und Be-rechnung grösserer Maschinenanlagen,vorzüglich jener, welche bey dem Bau-,Berg- und Hüttenwesen vorkommen.Wien: Sollinger, 1834.

[42] Pouillet, [C. S. M.] und Le Blanc,[V.]: Portefeuille industriel du Conser-vatoire des arts et métiers, ou Atlas etdescription des machines, appareils,instrumens et outils employés en agri-culture et dans les différens genresd’industrie; publ. avec tous les docu-mens qui peuvent fournir les collec-tions, les archives et le portefeuille duConservatoire Royal des arts et métiers.1. Bd. Paris: Conservatoire des arts etmétiers, 1834.

[43] Hachette, [J. N. P.]: Traité élémen-taire des machines. Paris: Klostermann,1811.

[44] Héron de Villefosse, [A.-M.]: De larichesse minérale. Considérations surles mines, usines et salines des diffé-rens états, présentées comparativement.3. Bd.: Division technique. Paris: Im-primerie Royale, 1819.

[45] Dupin, Ch.: Géométrie et méchani-que des arts et métiers et des beaux-arts. Cours normal à l’usage des artis-tes et des ouvriers, des sous-chefs etdes chefs d’ateliers et de manufactures.Bd. 3: Dynamie. Paris: Bachelier, 1826.

[46] Juncker: Mémoire sur les machinesà colonne d’eau de la mine d’Huelgoat,concession de Poullaouen (Finistère).Annales des Mines, ou recueil de mé-moires sur l’éxploitation des mines.3. Folge, Bd. 8, Paris: Carilian-Goeury,1835, S. 95–158, S. 247–302 undS. 369–406.

[47] Morin, J.: Des machines et appareilsdestinés à l’élévation des eaux. Paris:Hachette, 1863.

[48] Busse, F. G.: Betrachtung der Win-terschmid- und Höll’schen Wassersäu-lenmaschine nebst Vorschlägen zu ih-rer Verbesserung und gelegentlichenErörterungen über Mechanik und Hy-draulik. Freyberg: Craz und Gerlach,1804.

[49] Rouse, H., Ince, S.: History of Hy-draulics. Iowa City: Iowa Institute ofHydraulic Research, 1957.

[50] Weisbach, J.: Lehrbuch der Inge-nieur- und Maschinen-Mechanik.

2. Teil: Statik der Bauwerke und Me-chanik der Umtriebsmaschinen. 2. Auf-lage. Braunschweig: Friedrich Viewegund Sohn, 1851.

[51] Erggelet, K.: Die Sayner Hütte beiKoblenz 1828–1830. Ein Beitrag zurEisenhüttenarchitektur im frühen19. Jahrhundert. Göttingen: Cuvillier,1999.

[52] Althans, [E.?]: Ueber die Anwen-dung der Wassersäulenmaschine aufden Bergbau. Zeitschrift für das Berg-,Hütten- und Salinenwesen in dempreussischen Staate, 9, Berlin: Ober-Hofbuchdruckerei, 1861, Teil 2 (Ab-handlungen), S. 1–59.

[53] Montgolfier, J.: Mémoire sur la pos-siblité de substituer le bélier hydrauli-que à l’ancienne Machine de Marly.Journal de l’École Polytechnique, XIV,Paris 1808, S. 289–318.

[54] Hoffmann, A. (Hrsg.): Die Wasser-versorgung in der Renaissancezeit. Ge-schichte der Wasserversorgung, Bd. 5.Herausgegeben von der Frontinus-Ge-sellschaft. Mainz: Philipp von Zabern,2000.

[55] Schönemann, F.: Vom Schöpfradzur Kreiselpumpe. Geschichte der Pum-pen und ihrer Antriebe durch fünf Jahr-tausende. Düsseldorf: VDI-Verlag, 1987.

[56] v. Baader, J.: Neue Vorschläge undErfindungen zur Verbesserung der Was-serkünste beym Bergbau und Salinen-wesen. Bayreuth: Johann Andreas Lü-beck, 1800.

Autor dieses Beitrages:Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan M. Holzer, Institut fürMathematik und Bauinformatik (BauV-1), Fakul-tät für Bauingenieur- und Vermessungswesen,Universität der Bundeswehr München, 85577 Neubiberg

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