Titel: | Neue Art, eine Radbewegung hervorzubringen durch Wasser, Dampf, Gas oder andere luftartige Flüssigkeiten, auch anwendbar zu einem Gebläse für Schmelzöfen, Frischfeuer und andere Vorrichtungen, welche einen beständigen Luftstrom erfordern; worauf John Street von Clifton in der Grafschaft Gloucester am 5. August 1830 sich ein Patent ertheilen ließ. |
Fundstelle: | Band 40, Jahrgang 1831, Nr. III., S. 39 |
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III.
Neue Art, eine Radbewegung hervorzubringen durch
Wasser, Dampf, Gas oder andere luftartige Fluͤssigkeiten, auch anwendbar zu einem
Geblaͤse fuͤr Schmelzoͤfen, Frischfeuer und andere Vorrichtungen,
welche einen bestaͤndigen Luftstrom erfordern; worauf John Street von Clifton
in der Grafschaft Gloucester am 5. August 1830
sich ein Patent ertheilen ließ.
Aus dem Repertory of Patent-Inventions. Februar
1831. S. 65.
Mit Abbildungen auf Tab.
II.
Street, neue Art, eine Radbewegung hervorzubringen durch Wasser
etc.
Meine neue Art, eine Radbewegung durch Wasser, Dampf, Gas oder andere
Fluͤssigkeiten hervorzubringen u.s.w., besteht in der Anwendung einer neuen
Construction einer rotativen (sich umdrehenden) Maschine, deren besondere Anordnung
in der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist, wo Fig. 11. die
aͤußere Ansicht der ganzen Maschine von vorne, Fig. 12. die Ansicht
derselben von der Seite vorstellt.
AA, Fig. 11. sind zwei
abgesonderte, auf einem Gestelle befestigte cylindrische Gefaͤße, durch deren
Mitte die hohle Achse BBB geht.
In jedem der Gesaͤße AA befindet sich ein
sich umdrehender Kolben (piston) und eine Hebelklappe,
deren Beschreibung folgen wird.
Fig. 13. ist
ein Laͤngendurchschnitt der Maschine durch deren Achse genommen, in der
Richtung von Fig.
11.
Fig. 14. ist
ein Querdurchschnitt von einem der beiden Gefaͤße mit seinem Kolben C, und seiner Klappe oder Dampfdeckel D.
Fig. 15. ist
ein aͤhnlicher Durchschnitt das andere Gefaͤß vorstellend.
Ich schlage vor, die cylindrischen Gefaͤße A von
Gußeisen zu verfertigen, welches hiezu am tauglichsten ist; doch koͤnnen auch
andere Materialien dem Zweck entsprechen. Das Innere dieser Cylinder muß vollkommen
genau ausgebohrt oder gedreht seyn, und die beiden Seitenplatten inwendig vollkommen
flach und glatt, damit die Ecken und Raͤnder der Kolben bei ihrer Umdrehung
uͤberall genau und dampfdicht anschließen. Die Achse BB ist durchaus hohl, aber an ihren beiden Enden
geschlossen, und ihre aͤußere Flaͤche genau cylindrisch abgedreht. Die
Kolben CC sind an der Achse in der Richtung der
Halbmesser der Gefaͤße A, jedoch so befestigt,
daß ihre Stellungen in den beiden Gefaͤßen sich entgegengesetzt sind, wie
Fig. 14
und 15.
zeigen. Ich schlage vor, diese Kolben von starkem Eisenblech genau nach dem inneren
Raume der cylindrischen Gefaͤße in viereckigter Gestalt auszuschneiden. An
der vorderen Flaͤche dieser Kolben befestige ich eine gekruͤmmte
Stange a, welche der Platte Festigkeit gibt, und
zugleich als ein Streicher dient, um die Hebelklappe oder den Dampfdeckel D aufzuheben.
Am Umfange jedes Cylinders ist oben ein Segment von ungefaͤhr 60 Graden
ausgeschnitten, uͤber welchem ein rechtwinkelichter Kasten E angebracht ist, der mit dem Cylinder das verschlossene
Gefaͤß bildet, in welchem der Kolben sich bewegt.
Die Hebelklappe oder der Dampfdeckel D ist eine
rechtwinkelichte Platte von Eisen oder von einem anderen schicklichen Material, um
eine Achse bb beweglich. Der untere Rand dieser
Platte liegt auf der cylindrischen Achse B auf, und
wirkt in dieser Stellung als ein Dampfdeckel oder eine Scheidewand, welche den
inneren Raum des Gefaͤßes in zwei Theile absondert. Diese Klappe ist an ihren
Raͤndern mit einer Lederung versehen (packed), um
das Durchdringen des Dampfes zu verhuͤten.
Nachdem ich so die Construction eines cylindrischen Gefaͤßes A mit seinem Kolben C, und
seiner Klappe D beschrieben habe, finde ich nur noch
noͤthig zu bemerken, daß beide Gefaͤße mit ihren Kolben und Klappen
vollkommen gleich sind, und daß durch beide die gemeinschaftliche Achse B geht mit den an selber in entgegengesetzter Stellung
befestigten Kolben, deren Wirkung demnach abwechselnd ist. Die aͤußeren Enden
dieser hohlen Achse, welche geschlossen sind, haben abgedrehte Zapfen, welche sich
in kleineren Buͤchsen bewegen, die auf den Gestellen GG befestigt sind, wie Fig. 1, 2 und 3. zeigen.
Ein Dampfrohr H, von einem Dampfkessel in schicklicher
Entfernung, fuͤhrt Wasserdampf von jeder beliebigen Elasticitaͤt in
die Dampfbuͤchse I, welche die hohle Achse umgibt
und mit gehoͤriger dichter Lederung versehen ist, um den Verlust von Dampf zu
verhuͤten. Von dieser Buͤchse dringt der Dampf durch die hohle Achse
B, und aus dieser durch die Oeffnungen fg, und die aufsteigenden Roͤhren K und L in die cylindrischen
Gefaͤße. Die Einlaßoͤffnungen f und g, durch welche der Dampf aus der hohlen Achse
stroͤmt, sind in entgegengesetzten Richtungen angebracht, so daß, wenn der
Dampf durch das Rohr K in einen der Cylinder tritt, ihm
der Eingang in das andere Rohr L und den anderen
Cylinder versperrt ist, und umgekehrt. Die Oeffnungen fuͤr den Eintritt des
Dampfes in die Roͤhren K und L sind bei hi, an den
oberen Theilen der aͤußeren Buͤchsen der Cylinder angebracht, wie an
Fig. 1. an
beiden Enden zu ersehen ist. Diese Oeffnungen koͤnnen von beliebiger
Laͤnge gemacht werden, duͤrfen aber keine groͤßere Breite als
ungefaͤhr 7/16 Theile des Umfanges erhalten, und die Breite der dazu
passenden Oeffnungen an der hohlen Achse sollen nur ungefaͤhr 6/16 Theile des
Umfanges in ihrer Breite haben. Wenn man sich nun die Oeffnungen an der Achse bei
f, und an der Buͤchse bei h zusammentreffend denkt, an der linken Seite der
Maschine in Fig.
13., so wird der Dampf aus der hohlen Achse durch das Rohr K hinauf in den Kasten E,
und von da in den Cylinder zur linken Hand treten, dessen Kolben jetzt in der
Stellung sich befindet, welche der Querdurchschnitt Fig. 14. anzeigt. Der
solchergestalt in den Cylinder einstroͤmende Dampf findet einen
unuͤberwindlichen Widerstand gegen die schraͤge Klappe oder den
Dampfdeckel D, wird aber, indem er auch auf die hintere
Flaͤche des Kolbens C druͤckt, diesen
vorwaͤrts in seiner kreisrunden Bahn treiben, und so der Achse eine
umdrehende Bewegung geben, welche als erster Motor einer anderen Maschine
mitgetheilt werden kann. Und so, wie dieser Kolben C in
Fig. 14.
die mit punktirten Linien angedeutete Stellung erreicht hat, wird der Kolben im
anderen Cylinder, Fig. 15. in die Stellung R gekommen seyn, wo
der an seiner Vorderseite befindliche Streicher a, im Vorbeigehen
die Hebelklappe D aufhebt, wie Fig. 15. darstellt.
Sobald nun aber dieser Kolben in die mit Punkten angedeutete Stellung in Fig. 14.
gekommen ist (oder, wenn man will, noch um 45 Grad weiter) ist die
Einlaßoͤffnung in diesen Cylinder geschlossen, und der Kolben, auf welchen
der Dampf zu wirken aufhoͤrt, wird durch den Druck des Dampfes auf den Kolben
im anderen Cylinder fortgetrieben, bis dieser bei k
angekommen ist, wo der sich frei ausdehnende Dampf durch die
Ausleerungsoͤffnung entweicht. In demselben Augenblicke dringt aber der Dampf
durch die jetzt frei gewordene Eintrittsoͤffnung an dem entgegengesetzten
Ende der Achse in das andere cylindrische Gefaͤß, in welchem er den Kolben
herumtreibt, indem dieser die Hebelklappe auf die bereits beschriebene Weise
aufhebt; und mittelst dieses abwechselnden Eindringens des Dampfes vollbringen die
beiden Kolben mit ihrer Achse eine bestaͤndige Radbewegung.
Ich habe in der bisherigen Beschreibung angenommen, daß die Hebelklappe oder der
Dampfdeckel durch sein Gewicht auf die Achse falle, wogegen in einigen
Faͤllen Einwuͤrfe gemacht werden koͤnnen. Darum will ich jetzt
meine Anordnung beschreiben, wodurch der Fall dieser Klappe mittelst eines
Gegengewichtes regulirt werden kann.
Die Achse, um welche die genannte Klappe sich dreht, wird verlaͤngert, so daß
ihr Ende durch die Seite des Kastens E hervorragt, und
ein Hebel t daran befestigt ist (Fig. 14 und 15.) mit einem
Gegengewichte m, welches an diesem Hebel weiter hinaus
oder herein verruͤckt werden kann, um nach Erforderniß das Gewicht der Klappe
ganz oder zum Theil zu balanciren, indem das vorragende Ende der Achse mit einer
dampfdichten Lederung umgeben ist.
Eine andere Art diese Klappe zu balanciren, ist in Fig. 16. dargestellt, wo
man sieht, daß der rechtwinklige Kasten oder die Raͤnder EE so erweitert ist, daß das Gegengewicht n darin Raum hat, wobei es dann nicht noͤthig
ist, daß die Achse der Klappe durch die Seite der Maschine hervorragt; doch
muͤssen die Raͤnder dieser Gegengewichtplatte an beiden Seiten und an
ihrem aͤußeren Ende sich dampfdicht bewegen.
Ich beschraͤnke wich indessen nicht auf diese besonderen Arten, da noch andere
Vorrichtungen zur Balancirung der Klappe D
moͤglich sind als die, welche ich hier beschrieben habe. Auch
beschraͤnke ich mich nicht auf die hier beschriebene Art die Klappe
aufzuheben mittelst des Streichers am umdrehenden Kolben von Innen, sondern ich
behalte mir auch vor: diese Dampfklappen mittelst eines außer dem cylindrischen
Gefaͤße angebrachten Streichers aufzuheben, wie die Ansicht Fig. 17. zeigt, wo o einen am Ende der Klappenachse befestigten Arm oder
Hebel, und P einen an dieser Achse befestigten Streicher darstellt,
welcher, so wie er mit dem Hebel in Beruͤhrung kommt, denselben und mit ihm
die Klappe aufhebt, damit der Kolben auf die bereits beschriebene Weise darunter
vorbeigehen kann.
Zuweilen baue ich meine rotirenden Maschinen mit einer soliden Achse, und dann lasse
ich den Dampf aus dem Dampfrohr unmittelbar in die Cylinder stroͤmen, und
regulire diese Zustroͤmung mittelst besonderer, in dem Dampfrohre
angebrachter Ventile, wodurch ich die vorher beschriebene hohle Achse und
Dampfbuͤchse erspare.
Fig. 18. ist
eine Ansicht von vorne, und Fig. 19. eine
Seitenansicht eines Cylinders von dieser Bauart; q ist
das Dampfrohr zwischen dem Kessel und der Maschine, welches in seinem erweiterten
Theile einen Kasten r bildet, worin das
Regulirungsventil spielen kann. Dieses Ventil gleicht den gewoͤhnlichen
Regulirungsklappen (throttle valves) der Dampfmaschinen,
und wird durch den am Ende der Achse befestigten Hebel o
geoͤffnet und geschlossen, welcher Hebel seine Bewegung von der an der
Hauptachse der Maschine befestigten und mit dieser sich umdrehenden excentrischen
Scheibe erhaͤlt. Diese Scheibe hat naͤmlich einen Theil ihres
Umkreises so ausgeschnitten, daß das Ende des Hebels in diesen Ausschnitt
einfaͤllt, um das Ventil (wie der Durchschnitt Fig. 16. zeigt) die
erforderliche Zeit hindurch zu verschließen, und daß bei fortgesetzter Umdrehung der
Scheibe der Hebel wieder auf seine erste Stellung gehoben und das Ventil
geoͤffnet wird, um den Dampf einzulassen. Zu diesem Zwecke ist das Dampfrohr
in zwei Zweige getheilt mit einem Ventile in jedem, um beide Cylinder zu versehen;
und die Scheiben und Hebel sind so gestellt, daß, wenn ein Ventil geschlossen, und
hierdurch der Dampf von dem einen Cylinder abgesperrt ist, das andere Ventil offen
steht, und den Dampf in den anderen Cylinder einstroͤmen laͤßt, um auf
dessen Kolben zu wirken; und auf diese Art erhaͤlt die Hauptachse der
Maschine eine bestaͤndige umdrehende Bewegung.
Eine andere Regulirungsklappe, welche statt der gewoͤhnlichen Dampfklappe (throttle valve) gebraucht werden kann, ist in den Figg. 21 und
22.
dargestellt. Sie besteht in einer Platte u, quer
uͤber dem Dampfrohr befestigt, und mit zwei Loͤchern w, w, von gleicher Weite versehen. Auf diese
Loͤcher passen zwei Ventile x, x, deren Eines
seine Oeffnung von oben, das andere von unten verschließt. Diese Ventile sind durch
zwei gebogene Arme yy mit einander verbunden,
welche an der Achse z befestigt sind; diese Achse liegt
quer uͤber dem Rohr, und reicht an einer Seite durch dasselbe heraus, wo an
dem vorragenden Ende ein Hebel angebracht werden, und durch eine Scheibe auf die so
eben beschriebene Weise bearbeitet werden kann. Man wird begreifen, daß diese Ventile so gestellt werden
koͤnnen, daß der Eintritt des Dampfes in die cylindrischen Gefaͤße
nach Gefallen regulirt, der Dampf abgesperrt, und die Ventile in jedem Momente der
Umdrehung der Kolben, wo es noͤthig ist, geschlossen erhalten werden
koͤnnen, indeß die Bewegung der Kolben durch die Ausdehnung des Dampfes
fortgesetzt wird.
Obwohl ich bisher nur vom Dampfe allein gesprochen habe, so will ich doch die
Ausdehnung meines Patentes so verstanden haben, daß auch das Gewicht des Wassers,
die ausdehnende Kraft von Gasen, von verdichteter Luft oder von jeder anderen
elastischen Fluͤssigkeit als bewegende Kraft fuͤr meine Maschinen
benuͤtzt werden koͤnne. Dasselbe Princip meiner rotativen Maschine ist
auch auf die Construction von Geblaͤsemaschinen anwendbar, durch welche ein
bestaͤndiger und ununterbrochener Windstrom erhalten werden kann.
Fig. 23, 24 und 25. stellen
ein solches Geblaͤse vor. Fig. 13 und 14. sind
verticale Durchschnitte, worin die bewegenden Theile in verschiedenen Stellungen zu
sehen sind – und Fig. 25. ist eine
aͤußere Ansicht der ganzen Maschine von oben. a,
ist der Cylinder oder das Gehaͤuse, in welchem der Kolben b sich umdreht; c ist die
Oeffnung, durch welche die Luft in den Cylinder eintritt; d, die Hebelklappe, durch welche die Luftoͤffnung von dem Blaserohr
e abgesondert wird; f,
die Achse des Kolbens, an ihrem aͤußeren Ende mit einer Kurbel g zum Umdrehen versehen. Wird nun die Achse durch diese
Kurbel oder auf eine andere Art in eine Kreisbewegung gesetzt (in der Richtung des
in der Zeichnung angebrachten Pfeilers), so treibt der sich umdrehende Kolben die
Luft vor sich her in das Ausleerungs- oder Blaserohr e; und wenn der Kolben an der obersten Stelle des Gesaͤßes ankommt,
hebt er mit seinem Streicher die gekruͤmmte Hebelklappe d, und geht unter derselben ungehindert vorbei, wie in
Fig. 24.
zu sehen ist.
Die Ausstroͤmungsroͤhren e und m (Fig. 25.) sind mit einer
kleinen Luftkammer h verbunden, aus welcher die
zusammengedruͤckte Luft in das Blaserohr i bis
zum Ofen geleitet wird. So wie die Wirkung des einen Kolben aufhoͤrt, wird
die Muͤndung des entsprechenden Ausstroͤmungsrohres e durch die Klappe k
verschlossen, und in demselben Augenblicke beginnt die Wirkung des Kolbens im
anderen Cylinder (Fig. 25.), indem er die Luft durch das Ausleerungsrohr m in die gemeinschaftliche Windkammer h treibt; und so wird durch die wechselsweise Wirkung
der beiden Kolben und das wechselsweise Oeffnen und Schließen der beiden Klappen an
den Muͤndungen der Ausleerungsroͤhren ein bestaͤndiger
Windstrom erhalten.Die Vortheile, welche eine einfache und dauerhafte Construction von Dampfmaschinen (so
wie von Pumpen, Wassersaͤulenmaschinen und Geblaͤsen) mit
einer unmittelbaren, bestaͤndigen und gleichfoͤrmigen
Radbewegung von der gewoͤhnlichen Bauart dieser Maschinen
gewaͤhren wuͤrde, bei welcher die urspruͤngliche
Wechsel- oder wiederkehrende Bewegung (mouvement de va et vien) durch einen mehr oder minder complicirten
und Kraft raubenden Zwischenapparat von Hebeln, Wagbalken, Kurbeln und
Schwungraͤdern in eine Kreisbewegung verwandelt werden muß,
waͤren in der That, sowohl in Hinsicht auf Kraft- als auf
Raumersparniß, von sehr hohem Werthe, wenn diese Vortheile in der
Ausfuͤhrung sich wirklich und praktisch bestaͤtigten. Die
sinnreichsten Mechaniker haben sich daher schon laͤngst
bemuͤhet, und es sind seit hundert Jahren schon unzaͤhlige
Versuche gemacht worden, diese Aufgabe zu loͤsen.Schon unser wackerer Jacob Leupold hat in seinem
1724 zu Leipzig erschienenen Theatrum
machinarum hydraulicarum, oder Schauplatz der Wasserkuͤnste,
I. Th. 13 Kap., von Kapsel- oder
Buͤchsenkuͤnsten, S. 123–135. eine Menge
solcher Druckwerke mit umdrehender Bewegung beschrieben, welche zum Theil
schon lange vor ihm erfunden und bekannt waren, und deren Bau- und
Wirkungsart auf demselben Principe beruhet. In England sind seit 50 Jahren
mehr als dreißig Patente auf sogenannte rotative
Steam-Enginés genommen worden, von welchen die
neuesten und merkwuͤrdigsten im Polyt.
Journ. Bd. IX. S. 32.; Bd. XII. S. 307.; Bd. XX. S. 125.; Bd. XXI. S. 487.; Bd. XXII. S. 377.; Bd. XXIII. S. 201.; Bd. XXVIII. S. 240 und 334.; Bd. XXIX. S. 72.; Bd. XXXII. S. 378. angezeigt und
beschrieben wurden. Abbildungen und Beschreibungen von fruͤher
patentisirten Erfindungen dieser Art sind in Robert
Stuart's History of the Steam-Engine, London 1824, S. 150,
152, 158, 172, 174, 177, 180 und 196. zu finden.Indessen hat keine von allen diesen Vorrichtungen in ihrer Ausfuͤhrung
den Erwartungen, welche man nach der Theorie sich davon machen konnte,
genuͤgend entsprochen. Es hat sich naͤmlich gezeigt, daß die
Verfertigung dieser Maschinen, ungeachtet ihrer scheinbaren Einfachheit,
ungleich schwerer und kuͤnstlicher ist, als die der
gewoͤhnlichen Dampfmaschinen; daß der Dampfverlust zwischen den
beweglichen und unbeweglichen Theilen (den Kolben und Cylindern) jenen,
welcher bei gewoͤhnlichen Maschinen mehr oder weniger, doch
unvermeidlich Statt findet, weit uͤbertrifft, und daß, wenn man
diesen Verlust weniger merklich machen will, die Kolben so fest in die
Cylinder eingepaßt werden muͤssen, daß der Widerstand ihrer Reibung
ungeheuer wird; daß folglich, im Ganzen genommen, die oben erwaͤhnten
theoretischen Vortheile durch diese technischen und praktischen Nachtheile
weit uͤberwogen werden, folglich die gewoͤhnlichen
Dampfmaschinen mit vor- und ruͤckwaͤrts bewegten Kolben
vor allen Maschinen mit umdrehenden Kolben noch immer den Vorzug
verdienen.Was nun die hier beschriebene Vorrichtung des Hrn. John Street in's Besondere betrifft, so muͤssen wir bemerken,
daß dieselbe mit den von dem beruͤhmten James Watt im Jahre 1784, und von Edmund Cartwright im Jahre 1797 patentisirten (im angefuͤhrten
Werke des R. Stuart S. 158. dargestellten)
Dampfmaschinen mit umdrehender Bewegung die auffallendste Aehnlichkeit hat,
und sich von jenen nur durch eine weit mehr complicirte,
kuͤnstlichere und kostbarere Bauart auszeichnet. A. d. Ue.