Titel: Udny, Verbesserungen an der Dampfmaschine.
Autor: Udny, Joh.
Fundstelle: 1829, Band 33, Nr. LXXVIII. (S. 337–344)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj033/ar033078

LXXVIII. Verbesserungen an der Dampfmaschine, worauf Joh. Udny, Esqu., Arbour Terrace, Commercial Road, Middlesex, sich am 14. Jäner 1829 ein Patent ertheilen ließ.

Aus dem Repertory of Patent-Inventions. Junius. S. 330.

Mit Abbildung auf Tab. VIII.

Meine Verbesserungen bestehen in Folgendem: 1) wirkt der Dampf hier doppelt mittelst dreier arbeitenden Cylinder, Anfangs nämlich mit seiner ganzen Dichtigkeit während des ganzen Zuges in zweien derselben: wechselsweise in jedem, das heißt: eine Menge Dampfes bringt in dem einen Gefäße seine Wirkung im concentrirten Zustande hervor, und in dem zweiten in einem anderen Maße, ein Mal nach dem anderen, indem diese Wirkungen das Resultat der Zunahme des Volumens der elastischen Flüssigkeit durch beständige Bildung derselben (ohne Veränderung der Consistenz oder Form derselben) sind, wenn man das Gefäß so vergrößert, daß sie sich hiernach in der einzig möglichen Richtung, nämlich nach dem Laufe des Stämpels, fügt; ferner wird gleichzeitig wieder, in eben so ununterbrochener Aufeinanderfolge, nur in umgekehrter Rotation, der Dampf, welcher vorher auf obige Weise wirkte, ausgedehnt, und in Folge der ihm inhärirenden Elasticität aus diesen zwei Gefäßen in ein drittes gebracht (wobei die Kraft nach einem berechenbaren Verhältnisse vermindert ist), so daß die ganze innere Oberfläche der beiden zuerst wirkenden Gefäße ihm als Stüzpunkt oder Anfangspunkt dient, von welchem seine Ausdehnung anfängt, zu einer Zeit, wo jedes einzeln zu diesem Zweke geeignet ist. Der Druk auf beide Seiten der Stämpel in den besagten ersten arbeitenden Cylindern ist, während der Dampf sich aus ihren Höhlungen ausdehnt, gleichfalls gleich und gleichförmig, so daß der Gegenwirkung oder dem Rükendruke auf die besagten Stämpel vorgebeugt wird, und beide jene Kräfte des Dampfes beständig, regelmäßig und gleichzeitig auf die Maschine wirken, und dadurch noch kräftiger auf die Maschine eingreifen, als an der dem Druke des Dampfes gegenüberstehenden Seit sich ein leerer Raum befindet, wie später umständlicher erklärt werden wird160). 2) ist dem Kessel einer Dampfmaschine eine Vorrichtung |338| beigefügt, wodurch alle üble Wirkungen des Stoßens eines Schiffes zur See und eines Wagens auf der Straße beseitigt, alle Dampfkessel sicherer und dauerhafter werden.

Meine erste Verbesserung, durch welche der Dampf zwei Mal wirkt, wird, wie bereits bemerkt wurde, durch drei arbeitende Cylinder hervorgebracht, die mit Stämpeln und mit Stämpel-Stangen versehen sind, wie die Figur 15. zeigt. Zwei von diesen sind bedeutend kleiner als der dritte: das Verhältniß des Unterschiedes in der Größe derselben sollte wenigstens jenem zwischen dem Dampfe, den man im ersten Falle brauchte, und dem Druke der Atmosphäre gleich seyn, und es wird selbst gut seyn, wenn es noch größer ist. So z.B., wenn die Dichtigkeit des Dampfes zwei Mal so groß ist, als die der Atmosphäre, sollten die zwei kleineren Cylinder, welche beide gleich groß seyn müssen, jeder wenigstens um die Hälfte kleiner seyn, als der große Cylinder; ja sie können selbst nur ein Achtel der Größe desselben halten. Ein solcher verhältnißmäßiger Unterschied in der Größe der Cylinder kann selbst noch vergrößert werden, wenn die Dichtigkeit des zuerst angewendeten Dampfes vergrößert wird. So kann das Verhältniß zwischen den zwei Cylindern, wenn Dampf von einer Stärke von 60 Pfd. auf den □ Zoll angewendet wird, wie 1 : 16 gestellt werden; wenn Dampf von 120 Pfd., wie 1 : 32, und in dieser Progression fort steigen, und selbst noch mehr als doppelt so hoch, wenn der leere Raum vollkommen erzeugt wurde.

Fig. 15. zeigt diese drei Cylinder in einer jener Stellungen, in welcher sie benüzt werden können. 1 und 2 sind die zwei kleineren zuerst wirkenden Cylinder, und 3 ist der große oder Ausdehnungs-Cylinder. 4 und 5 sind die Stämpel der beiden ersteren, und 6 ist der Stämpel des zweiten. 7 ist die Röhre, die von dem Dampfkessel zu dem Cylinder 1 führt, und 8 eine ähnliche aus dem Kessel in den Cylinder 2 leitende Röhre. 9 und 10 sind Röhren, die aus den Cylindern 1 und 2 in den Verdichter führen. Die Lage dieser vier Röhren ist an den beiden Cylindern verkehrt, so daß der Dampf in einem Cylinder unter dem Stämpel, in dem anderen über demselben einströmt, wodurch alle drei zugleich steigen und fallen. 11 ist die Röhre zwischen dem kleinen Cylinder 1 und dem großen 3, und öffnet sich über dem Stämpel 6. 12 ist die Verbindungsröhre zwischen dem kleinen Cylinder 2 und dem großen 3, und öffnet sich unter dem Stämpel 6. Eine Röhre 13 läuft außen an dem Cylinder 1 der Länge nach hin. Eine ähnliche Röhre 14, ist außen an der Seite des Cylinders 2. Diese beiden Röhren dienen zur Ausgleichung der Dichtigkeit und des Drukes des Dampfes zu jeder Seite der Stämpel 4 und 5. Eine Röhre aus dem Boden des großen Cylinders 15, und eine aus dem oberen Theile desselben 16, |339| laufen beide zu dem Verdichter. 18 und 19 sind die Stämpel-Stangen der kleinen Cylinder, und 20 ist die des großen. 17 ist ein Querbalken, welcher die drei Stämpel-Stangen unter einander verbindet. VVVV sind die Klappen-Büchsen.

Der Verdichter mit seiner Luftpumpe, das Gestell mit dem Balken, die Verbindungs-Stangen, der Kessel, die Vorrichtungen für Klappen, Pumpen und andere Triebwerke, das Flugrad, der Regulator und andere minder wichtige Theile sind den analogen Theilen an den anderen gewöhnlichen Maschinen so ähnlich, daß sie keiner besonderen Beschreibung bedürfen, und daher auch in der Figur nicht gezeichnet: sie können ohne alle Schwierigkeit in Dampfmaschinen-Fabriken verfertigt werden. Ich gab den Cylindern bei meiner Maschine aus demselben Grunde den Vorzug, aus welchem sie allgemein bei allen Dampfmaschinen gebraucht werden; ich wünsche aber, daß man mich nicht mißverstehe, indem Gefäße von allen Formen gebraucht werden können, wenn sie anders mit Stämpeln zu bearbeiten sind. Die Ausdrüke oben, unten, Boden, Obertheil etc., wo sie bereits gebraucht wurden, und in der Folge noch gebraucht werden, sind daher nur als relativ zu betrachten, und bedeuten nicht, daß es durchaus nothwendig ist, daß die Maschine sich in irgend einer bestimmten Lage befinde, außer wenn es ausdrüklich anders angegeben wurde161).

Damit man begreifen könne, wie diese Maschine arbeitet, denke man sich, daß z.B. die drei Stämpel aufsteigen sollen. In diesem Falle wird die Röhre 7, die aus dem Kessel zu dem Boden des Cylinders 1 führt, und die Röhre 9, die von dem oberen Theile desselben zu dem Verdichter läuft, durch eine eigene Vorrichtung in den Klappen geöffnet; zu gleicher Zeit wird auch die Röhre 14, welche eine Verbindung zwischen dem oberen Theile des Cylinders 2 und seinem Boden herstellt, geöffnet, und eben so die Röhre 12, welche von diesem lezteren Cylinder an das untere Ende des großen, oder des Expansions-Cylinders 3 übergeht, und die Röhre 16, die von dem oberen Theile dieses großen Cylinders zu dem Verdichter übergeht, muß gleichfalls geöffnet werden. Während diese angeführten Röhren auf diese Weise geöffnet sind, muß der Apparat, welcher die Klappen treibt, so gestellt werden, daß er die bereits erklärten Röhren 8, 10, 11, 13 und 15 schließt. Wenn, im Gegentheile, die drei Stämpel niedersteigen sollen, müssen die lezt erwähnten Röhren geöffnet werden, nämlich 8, durch welche der Dampf aus dem Kessel über den |340| Stämpel 5 des Cylinders 2 gelangt; die Röhre 10, durch welche ein leerer Raum unter demselben erzeugt wird; 13, wodurch der Dampf in dem Cylinder 1 unten von dem Stämpel 4 nach oben über demselben gelangt, und 15, durch welche ein leerer Zustand unter dem besagten Stämpel hervorgebracht wird, während gleichzeitig, wie bereits erklärt wurde, 7, 9, 12, 14 und 16 geschlossen werden. Im ersten Falle, wenn die Stämpel in die Höhe steigen, wo dann die Klappen so vorgerichtet sind, daß sie die gehörige Reihe von Röhren öffnen, und jene schließen, deren Wirkungen mit ihnen abwechseln, oder die auf eine entgegengesezte Weise wirken, wird der Druk des Dampfes aus dem Kessel regelmäßig den ganzen Schlag über mit seiner vollen Dichtigkeit wirken. Der Dampf kommt durch die Röhre 7 auf die untere Oberfläche des Stämpels 4, während ein leerer Raum über demselben ist, und drükt ihn also mit der ganzen Kraft einer elastischen Flüssigkeit bis an das obere Ende des Cylinders hinauf. Zu gleicher Zeit fährt aber der dichte Dampf, der vorher den Stämpel 5 in dem Cylinder 2 herabdrükte, durch die Röhre 14 unter diesen Stämpel 5, erzeugt auf beiden Oberflächen desselben einen gleichen Druk, und hindert auf diese Weise nicht, daß der Stämpel durch die Wirkung des Dampfes auf die zwei anderen Stämpel bis an den oberen Theil des Cylinders hinaufgebracht werden kann. Besagter dichter Dampf verdünnt sich weiter längs der Röhre 12 gegen den unteren Theil des großen Stämpels 1 hin, welchen er mit einer Kraft heben wird, die um so viel Mal größer ist, als die Fläche des großen Cylinders größer ist, als jene des kleineren: zuerst und zulezt wird der Druk mehr oder weniger vermindert seyn, und zwar nach der verhältnißmäßigen Größe der Cylinder und der Vollkommenheit der Verdichtung, welche Verdichtung dadurch entsteht, daß gleichzeitig die Röhre 16, oben über dem Stämpel 6 nach dem Gefäße hin, in welchem der Dampf zerstört oder in Wasser verwandelt wird, offen ist. Die Erweiterung oder Verdünnung des Dampfes von dem Cylinder 2 in den Cylinder 3, als zweite wirkende Kraft, entsteht von der ganzen inneren Oberfläche des erst genannten Gefäßes 2, welche als Stüzpunkt oder Rükendruk für denselben dient.

Im zweiten Falle, wenn die Stämpel niedersteigen sollen, und die Klappen hierzu gehörig gestellt sind, wird der Dampf, der aus dem Kessel durch die Röhre 8 eintritt, auf die obere Oberfläche des Stämpels 5 eben so wirken, und, da unter demselben ein leerer Raum ist, ihn hinabdrüken. Der Dampf, der so eben den Stämpel 4 gehoben hat, wird von unten nach oben zu besagtem Stämpel treten, auf beiden Flächen desselben gleichen Druk erzeugen, und (indem er so leicht, als die Weite der Röhre, die von einem Ende des Cylinders |341| zu dem anderen führt, es gestattet, der Veränderung in der Weite der Räume zu jeder Seite des Stämpels 4, sich anpaßt) nicht hindern, daß der Stämpel 4 ohne allen Widerstand von der Kraft des auf die beiden anderen Stämpel wirkenden Dampfes auf den Boden des Cylinders herabgedrükt wird. Dieser dichte Dampf wird sich ferner aus dem Cylinder 1 durch die Röhre 11 auf die obere Oberfläche des Stämpels 6 ausdehnen, unter welchem (da die Röhre 15 nach dem Verdichter hin offen ist) ein leerer Raum gebildet und unterhalten wird, und diesen Stämpel 6 mit einer Kraft niederdrüken, die der vorigen, welche ihn hinauf trieb, gleich war. Dieser sich erweiternde oder ausdehnende Dampf hat die Wände der Höhlung des Cylinders 1 als seinen Stüz- oder Anhaltspunkt, so wie der vorige jene des Cylinders 2 zu demselben Dienste hatte.

Man wird aus obiger Erklärung bemerkt haben, daß der Dampf beständig in den einen oder in den anderen der beiden kleineren Cylinder, und aus diesen wieder in den größeren, in stäter Abwechselung eintritt; daß er zuerst den Stämpel des kleinen Cylinders hebt, und dann den größeren niederdrükt, oder umgekehrt, und daß er nie den Stämpeln der kleinen Cylinder entgegenwirkt oder einen Gegendruk auf dieselben ausübt, während er sich aus denselben ausdehnt; daß der eine dieser Stämpel auf den Wirkungspunkt zurüktritt, während der Dampf auf den anderen wirkt. Man sieht mit einem Blike, wie die Wirkungen der Maschine nach Belieben fortgesezt werden können.

Es lassen sich an dieser Maschine verschiedene Abänderungen treffen, ohne daß der Grundsaz, auf welchem sie beruht, darunter litte.

1) Die Größe der beiden kleineren Cylinder kann, wie bereits bemerkt wurde, in verschiedenem Verhältnisse zu dem größeren stehen.

2) Die Form der Gefäße kann, unter der bereits erwähnten Vorsicht, sehr verschieden seyn.

3) Die relative Stellung der Cylinder gegen einander kann anders, als in Fig. 16, vorgerichtet werden; eben so können die Röhren und übrigen Theile eine andere Lage erhalten. So kann, wie in Fig. 16, der größere und ein kleinerer Cylinder unter ein Ende des Balkens kommen, und der andere kleinere kann unter dem entgegengesezten Ende angebracht werden, wo dann der Dampf an dem Boden eines jeden kleinen Gefäßes eingelassen, und der leere Raum über dem Stämpel desselben erzeugt wird. Es können auch alle Cylinder an einem Ende des Balkens stehen, und zwar ein kleiner Cylinder über dem anderen, wo dann dieselbe Stämpelstange für beide kleine Cylinder dient, und von dem größeren zu dem kleineren läuft. Eben so können auch beide kleine Cylinder an einem Ende stehen, und der große am entgegengesezten Ende des Balkens, u.s.f.

|342|

4) Die Stellung aller Cylinder kann von der vertikalen, welche ich für die beste halte, in eine horizontale, oder in eine unter verschiedenen Winkeln geneigte, umgeändert werden, wobei die Theile der Maschine gleichfalls darnach abgeändert werden müssen.

5) Die Maschine kann mit dem gewöhnlichen Verdichter betrieben werden, oder, wie ich es wegen vieler guten Gründe rathen würde, mit zwei abwechselnd wirkenden Verdichtern, von welchen der eine mittelst der Ausführungs-Röhre mit dem kleinen Cylinder 1 und dem Raume über dem Stämpel 6 in dem Cylinder 3, der andere mit dem Cylinder 2 und dem Raume unter dem Stämpel 6 verbunden ist.

6) Die Maschine kann mittelst Dampfes mit hohem Druke ohne alle Verdichter bearbeitet werden, wo dann der Dampf, nachdem er auf den Expansions-Stämpel gewirkt hat, durch die Röhren, die jezt Ausführungs-Röhren sind und in den Verdichter leiten, in die freie Luft gelangt.

7) Die Zahl der Cylinder kann über drei vermehrt werden, obschon ich drei zu meinem Zwek für hinreichend halte.

8) Die Röhren 13 und 14 können wegbleiben, wenn man verhältnißmäßige Oeffnungen in den zwei kleineren Stämpeln anbringt und diese mit Klappen versieht, an welchen sich Hebel befinden, die an den Stämpeln hervorstehen, so daß sie in Berührung mit der inneren Oberfläche der Enden des Cylinders kommen, wenn die Stämpel sich denselben nähern, und diese Klappen öffnen und schließen. Auf diese Weise kann, in dem einen Falle, der dichte Dampf, welcher auf den Stämpel gewirkt hat, durch die Oeffnung durchziehen, und die Dichtigkeit und den Druk des Dampfes in beiden Kammern des Cylinders ausgleichen, in dem anderen Falle aber eine feste dichte Oberfläche hervorbringen, auf welche der Dampf wirken kann. Dieß wird noch deutlicher aus Fig. 2, in welcher A einer der kleineren oder zuerst wirkenden Cylinder, und B der andere ist, während C den großen Cylinder darstellt. 7 ist die Röhre, die aus dem Kessel zu dem Cylinder A führt, und 8 die Röhre, die aus dem Kessel zu dem Cylinder B leitet. 9 und 10 sind Röhren, die von A und B nach dem Verdichter laufen. 4, 5 und 6 sind die drei Stämpel mit ihren Stangen, und 1 und 2 sind die Oeffnungen in den Stämpeln 4 und 5 mit ihren Klappen etc. Die übrigen Theile sind eben so, wie an der vorigen Maschine. Nachdem der Stämpel 4 bis auf den Boden des Cylinders A herabgedrükt wurde, wird der hervorstehende Griff der Klappe 1 anstoßen, und dieselbe schließen, während zugleich der obere Griff von der Oberfläche des Stämpels herausgestoßen, und der Dampf dann so auf den Stämpel wirken wird, daß er ihn hebt. Während dieß hier geschieht, wird der obere Griff der Klappe 2 gleichfalls |343| anschlagen und sie öffnen, indem der gegenüberstehende Hebel aus der unteren Fläche des Stämpels herausgestoßen wird, so daß der Dampf, der dicht unter dem Stämpel war, nun über denselben hinausströmt, und dann in den Cylinder C gelangt. Auf diese Weise halten diese Wirkungen abwechselnd fort an, so lang man es haben will. Die Röhren 9 und 16, die in den Verdichter oder in die Luft oben über die Stämpel 4 und 6 wegleiten (Fig. 15), so wie diejenigen die unter diesem Stämpel 6 wegleiten, und unter dem Stämpel 5, nämlich 10 und 15, können paarweise gestellt und so verbunden werden, daß die Klappe, die ein Paar schließt, jene öffnet, deren Wirkung der Wirkung derselben entgegengesezt ist. 13 und 11 können eben so verbunden werden, auch 12 und 14, und Eine Klappe kann, wie so eben bemerkt wurde, bei beiden dienen.

Diese Maschine kann auf dieselbe Weise, wie die gewöhnlichen, in Gang gebracht, gestellt, langsamer gemacht oder umgekehrt werden.

Meine zweite Verbesserung an der Dampfmaschine besteht in einer Vorrichtung an dem Kessel, wodurch die Nachtheile beseitigt werden, welchen die Kessel auf der See oder auf Wagen durch die Bewegung ausgesezt sind, und wodurch alle Kessel sicherer und dauerhafter werden. Die Vorrichtung selbst ist eine Röhre, oder sind mehrere Röhren, die oben oder seitwärts von einem Ende oder einer Seite des Kessels bis zu dem gegenüberstehenden Punkte in gleicher Höhe hinlaufen, wie Fig. 17. zeigt, wo 1, 1, die Lage einer solchen Röhre darstellt. Durch diese Röhre kann der Dampf, wenn er aus irgend einer Ursache in irgend einem Theile des Kessels zusammengedrükt wird, seinen Ausweg nach einem anderen Theile finden, so daß die Wirkung in allen Theilen der Höhlung regelmäßig und gleichförmig ist, und kein Strom elastischer Flüssigkeit durch die Sicherheits-Klappe herausgestoßen wird, wenn das Wasser im Kessel durch das Rollen oder Stampfen und Schwanken des Schiffes bewegt wird, wodurch oft so viel Dampf verloren geht. Diese Röhren können aus Kupfer, oder aus irgend einem anderen schiklichen Materiale verfertigt werden, und müssen viel schwächer seyn, als der Kessel selbst, damit sie im Falle eines zu großen Drukes früher bersten, und dadurch die Zerstörung wesentlicherer Theile und größeres Unglük verhüten. Sie müssen auch an jedem Ende mit einem Hahne versehen seyn, damit, wenn eine derselben schadhaft würde, durch diese Hähne, wenn sie geschlossen werden, der Dampf in dem Kessel zurükgehalten wird, was dann so gut halten wird, als wenn gar nichts geschehen wäre. Wenn man eine oder mehrere dieser Röhren im Vorrathe hat, so daß der Dampf Anfangs aus denselben ausgeschlossen, und nur dann eingelassen |344| wird, wenn ein Zufall bei der ersten Röhre eingetreten wäre, so bleibt der Kessel, auch nach diesem, so gut wie er Anfangs war.

Meine Ansprüche beschränken sich bloß auf die Grundsäze, die ich hier aufgestellt und erläutert habe. Ich nehme als meine Erfindung in Anspruch: die doppelte Anwendung des Dampfes mittelst drei Cylinder, die Niemand vor mir auf diese Weise und zu diesem Ende angewendet hat; wobei man aber wohl bemerken muß, daß ich nicht dieß als doppelte Anwendung des Dampfes betrachte, daß derselbe ein Mal ganz dicht, und dann verdünnt oder in seiner Ausdehnung angewendet wird, sondern daß ich ein vollkommneres Vacuum erhalte, als bisher erzeugt wurde; ferner die Vorrichtung an dem Kessel.

|337|

Es ist nicht die Schuld des Uebersezers, wenn der Leser obige Stelle dunkel findet. Das Original ist es eben so. Man muß in der Uebersezung jedes. Mal das Original treu wieder finden.

A. d. Ue.

|339|

Man sieht, daß der Patent-Träger absichtlich dunkel seyn wollte. Was soll aus unseren Begriffen werden, wenn oben nicht oben, und unten nicht unten bedeuten soll? Was ist das für eine Juristen-Sprache in der Mechanik, wo nichts unter und über gekehrt werden darf?

A. d. Ue.

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