Dampfmaschine

E Dampfmaschine im ängere Sinn isch e Cholbewermi-Chraftmaschine, das heisst e Maschine, wo d Energii, wo im heisse Dampf enthalte isch, mit eme Cholbe deilwiis in mechanischi Arbet umwandlet. I der Technikgschicht sin Dampfmaschine früener meischtens mit Chohle als Brennstoff betribe worde.

Animation von ere dopplet wirkende Dampfmaschine mit eme Zentrifugalchraftregler

As Dampfmaschine im wiitere Sinn chann umgangssprochlig au jedi anderi Maschine verstande wärde, wo diräkt oder indiräkt mit Dampf adriibe wird. Das si Chraftmaschine, Dampfturbine und au anderi dampfaadriibeni Arbetsmaschine. Mänggisch wärde au dampfaadriibeni Dransport- und Verchehrsmittel, Landmaschine und sogar gwüssi Apparät as Dampfmaschine bezeichnet.

In däm Artikel wird dr Begriff Dampfmaschine nume im ängere Sinn für Cholbechraftmaschine bruucht.

Vergliich zwüschen ere atmosphärische Dampfmaschine und ere Überdruckdampfmaschine

Wirkigswiis von ere Cholbedampfmaschine

D Cholbedampfmaschine setzt die thermodynamischi Energii vom Dampfdruck us Dampferzüüger in mechanischi Rotationsenergii um. Drbii bewegt sich e Cholbe im Zylinder, wo drzue ghört, hin und här, er füehrt en oszillierendi Bewegig us. D Rotationsbewegig isch aber hüfig praktischer wenn mä mechanischi Energii wott benutze und so muess die oszillierendi Bewegig in e Rotationsbewegig umgwandlet wärde.

Di Hii-Bewegig vom Cholbe wird mit em Druck vom Dampf as Arbetstakt usgfüehrt. D Bewegung zrugg wird äntwäder mit dr gspiicherete Rotations-Schwungenergii usgfüehrt oder isch au en Arbetstakt, wo dr Dampfdruck währed dr Ruggwärtsbewegig uf d Undersiite vom Cholbe wirkt.

D Dampfzuefuehr in dr Zylinder wird vom ene Schieber gstüürt. Dr Cholbe wird mit em Druck zerst noch unde bzw. in d Richtig vo dr Kurbelwälle verschobe. D Linearbewegig vom Cholbe wird mit eme Chrüzkopf und eme Pleuel as Koppelgliid am Kurbelzapfe vo dr Kurbelwälle in e Rotationsbewegig umgsetzt. S Pleuel schiebt denn im eisiitige Bedriib mit dr Rotationsenergii, wo im Schwungrad und in dr Kurbelwälle gspiicheret isch, dr Cholbe wider us dr undere Lag linear zrugg in siini oberi Usgangsposition.

S Arbetsverfahre von ere Dampfmaschine isch aso in zwei Dakt iideilt und isch dorum e Zweitaktverfahre.

en atmosphärischi Dampfmaschine noch em Newcomen

e Niiderdruckdampfmaschine vom Watt

Die atmosphärischi Dampfmaschine

In ere atmosphärische Dampfmaschine wird dr Zylinderruum under em Cholbe mit Wasserdampf gfüllt. Im nechste Arbetstakt wird Wasser in dr Zylinder iigsprützt, so dass dr Wasserdampf abchüehlt und drbii kondensiert. Es wird en Underdruck erzügt, so dass dr Cholbe vom üssere Atmosphäredruck in dr Zylinder druckt wird. Für d Bewegig vom Cholbe in die andere Richdig wird s Dampfventil ufgmacht und e Schwungmasse, wo am ene Hebelarm, em sogenannte Balancier, agmacht isch, stosst dr Cholbe zrugg.

Dr bekanntist Verdräter vo dere Bauart isch die atmosphärischi Dampfmaschine vom Thomas Newcomen vo 1712 aa. Die Dampfmaschine si vor allem in Chohlezechene iigsetzt worde, zum s Grundwasser uusezpumpe. Dr exergetisch Wirkigsgrad vo dere Maschine isch under 1 % gläge.

D Niiderdruckdampfmaschine

Bi dr Niiderdruckdampfmaschine wird dr Dampf mit eme liichte Überdruck von e baar 100 mbar iigfüehrt. Im Gegesatz zur Newcomen-Dampfmaschine wird nit nume bi dr Kondensation, sondern au bim Fülle vom Zylinder Arbet verrichtet. Das erhöht d Leistigsfähigkeit und isch dr Usgangspunkt für d Wiiterentwicklig vo dr Dampfmaschine zu höchere Dampfdrück gsi. Die bekanntiste Verdräter vo dere Bauart si d Dampfmaschine vom James Watt vo öbbe 1769 aa gsi.

D Hochdruckdampfmaschine

Bi Hochdruckdampfmaschine wird dr Dampf wiit über 100 °C erwermt, so dass sich e höchere Druck ufbaut. Uf en Abchüehlig vom Waserdampf, wo us em Zylinder uusechunnt, cha verzichtet wärde (Uspuffbedriib). Dr Kondensator cha also wägfalle, was dä Maschinetyp in Verbindig mit dr höchere Energiidichti vom Dampf, wo under hochem Druck stoht, erheblig liichter macht und eso dr Iisatz vo Dampfmaschine in Dampflokomotive erst möglig gmacht het. Verdräter vo dere Bauart si praktisch alli Cholbe-Dampfmaschine in Fahrzüüg sit em Richard Trevithick vo öbbe 1802 aa.

Schema von ere dreifache Expansionsdampfmaschine

D Verbunddampfmaschine

E Verbunddampfmaschine oder Mehrfach-Expansionsmaschine isch e Dampfmaschine mit mindestens zwei Arbetseiheite, wo in dr Dampfrichdig nochenander gschaltet si und mit verschiidene Drück schaffe, dr höchst in dr erste und dr niidrigst in dr letzte Eiheit. Das bringt e besseri Usnützig vo dr Energii, wo im Dampf enthalten isch und dorum si d Verbunddampfmaschiine günstiger im Brennstoff- und Wasserverbruuch. D Maschine wird aber sehr vil grösser und schwerer und isch dorum nume in stationäre Installatione oder in Schiff iigsetzt worde.

Gschicht

Der praktisch Iisatz vo der Dampfmaschine isch am Afang chronologisch folgendermasse abglauffe:

• 1776: Erschti Dampfmaschine vom Watt im ene englische Iisewärk im Iisatz
• 1780er Johr: Erschti Dampfmaschine in änglische Textilfabrike, der Aadrieb erfolgt mittels Transmissions-Rieme
• 1804: Der Richard Trevithikh baut die erschti Dampflokomotyv
• 1807: Erschts bruchbars Dampfschiff vom Robert Fulton
• 1830: Erschti Persone-Dampfiisebahn vo Liverpool uf Manchester
• 1835: Erschti dütschi Iisebahnlinie vo Nürnbärg uf Fürth
• 1848: Erschti Schwiizer Iisebahnlinie "Spanischbrötlibahn"

Bilder

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  atmosphärischi Dampfmaschine
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  Querprofil und Details vo dr Dampfmaschine vo dr Saline Königsborn, wo 1799 errichtet worden isch. Kolorierti Duschzeichnig vom Jacob Niebeling, 1822
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  die eltisti Bockdampfmaschine vo dr Maschinefabrik "Klett & Comp." vo 1850
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  e Füürwehrdampfpumpi, wo vo Ross zoge worden isch
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  e stationäri Fabrikdampfmaschine in dr Stott Park Wäberschifflifabrik
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  d Dampfmaschine wo d Tower Bridge z London ufgmacht het
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  e Dampfmaschine vo Boulton and Watt, 1817

Literatur

• Gustav Schmidt: Theorie der Dampfmaschinen. Freiberg 1861
• Heinrich Dubbel: Entwerfen und Berechnen der Dampfmaschinen. 2. verbesserte Auflage, Springer, Berlin 1907.
• F. Fröhlich: Kolbendampfmaschinen. in: Dubbels Taschenbuch für den Maschinenbau, 11. völlig neu bearbeitete Auflage 1953, Zweiter Band, S. 93 ff.
• Conrad Matschoss: Geschichte der Dampfmaschine: ihre kulturelle Bedeutung, techn. Entwicklung u. ihre großen Männer. 3. Aufl. Berlin 1901, Reprint bei: Gerstenberg, Hildesheim, ISBN 3-8067-0720-0.
• Technik leicht verständlich Fachredaktion Technik des Bibliographischen Instituts unter Leitung von Johannes Kunsemüller, Fackel-Buchklub.
• Otfried Wagenbreth, Helmut Düntzsch, Albert Gieseler: Die Geschichte der Dampfmaschine. Aschendorff Verlag, Münster 2001, ISBN 3-402-05264-4.
• Gerhard Buschmann, Herbert Clemens, Michael Hoetger, Bertold Mayr: Der Dampfmotor – Entwicklungsstand und Marktchancen. Sonderdruck aus MTZ Motortechnische Zeitschrift 05/2001, 62. Jahrgang, Friedr. Vieweg & Sohn, Wiesbaden.
• Hebestedt: Die Geschichte der Hettstedter Dampfmaschine von 1785. In: 200 Jahre erste deutsche Dampfmaschine, hrsg. v. VEB Mansfeld Kombinat Wilhelm Pieck, Eisleben 1985.

Weblingg

 Commons: Dampfmaschine – Sammlig vo Multimediadateie

• Interaktives FlashLet der Wattschen Niederdruckdampfmaschine
• Dampfmaschinen und Lokomotiven – Ihre Entwicklung, ihr Einsatz und erhaltene Objekte - Umfangreiches Verzeichnis von Dampfmaschinen

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