Titel: Ueber das unter dem Namen der Cagniardelle bekannte Schraubengebläse.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1835, Band 55, Nr. XXXIV. (S. 212–220)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj055/ar055034

XXXIV. Ueber das unter dem Namen der Cagniardelle bekannte Schraubengebläse. Vorgetragen am 16. Mai 1834 von Hrn. Cagniard-Latour in der Sizung der Akademie der Wissenschaften in Paris.

Aus dem Bulletin de la Société d'encouragement. Oktober 1834, S. 389.

Mit Abbildungen auf Tab. III.

Ich habe mir in gegenwärtiger Abhandlung die Aufgabe gesezt, die merkwürdigen Resultate der Anwendung des Schraubengebläses an den Hüttenwerken bekannt zu machen, indem es diesen Resultaten gemäß scheint, daß man sich in Zukunft an den Hohöfen keiner anderen Art von Gebläse zu bedienen hat, wenn man dieselben mit dem möglich größten Vortheile betreiben will.

Da sich die Umstände, die mich auf die Erfindung des Schraubengebläses brachten, in einiger Hinsicht an jene Methoden knüpfen, die man in lezter Zeit zum Behufe des Eindampfens gewisser Flüssigkeiten in Vorschlag brachte49), so glaube ich dieser Umstände hier in Kürze erwähnen zu müssen.

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Ich bemerkte im Jahre 1809, wo ich mich mit verschiedenen theoretischen Untersuchungen über den Gyps zu beschäftigen anfing, daß, wenn ich eine Auflösung des schwefelsauren Kalkes aus den Steinbrüchen des Montmartre bei der Siedhize und ohne Berührung mit der Luft abdampfte, ich einen schwefelsauren Kalk erhielt, der sich nicht als Gyps verwenden ließ. Ich wollte daher wissen, ob dasselbe Verhältniß auch dann obwalte, wenn die Auflösung nur bei 60° und unter Zutritt der atmosphärischen Luft abgedampft würde. Ich trieb zu diesem Behufe mit Hülfe eines gewöhnlichen Blasebalges Luft in die Auflösung, wobei ich jedoch alsbald bemerkte, daß die eingetriebene Luft bei dem Durchgange durch die auf die angegebene Weise erwärmte Flüssigkeit bedeutend an Volumen zunahm, indem sie eine große Menge Wasserdampf aufnahm. Dieß brachte mich auf die Idee, daß diese Luft, indem sie ein Gewicht verlieren muß, welches dem Gewichte des Wassers, das sie aus der Stelle treibt, gleichkommt, beim Emporsteigen vom Grunde der Flüssigkeit an die Oberfläche derselben eine Triebkraft geben müßte, die zum Betriebe des Blasebalges hinreichend wäre; d.h. mein Apparat müßte, wenn er ein Mal in Bewegung gesezt ist, von selbst arbeiten, wenn der zur Eindikung dienende Kessel immer eine gehörige Quantität Flüssigkeit enthielte, und wenn diese Flüssigkeit immer auf gehöriger Temperatur erhalten würde.

Um nun diesen Zwek zu erreichen, brachte ich ein Eimerrad, welches die ganze Länge des Kessels einnahm, in die Auflösung. Die Windröhre war so gestellt und angebracht, daß die Luft, welche unter das Rad trat, in die Eimer, deren Mündung nach Unten gelehrt war, eintrat, und daß das Rad also durch die Gewalt, mit der die Luft emporzusteigen strebte, in Bewegung gesezt wurde.

Ich hätte mich zum Eintreiben der Luft in die Windröhre desselben Gebläses bedienen können, dessen ich mich vorher bediente; allein ich dachte es wäre interessanter, wenn ich mich zu diesem Behufe eines rotirenden Gebläses bedienen würde, weil man dann nur das Gebläse und das Rad durch eine Verzahnung mit einander in Verbindung zu sezen brauchte, um zu bewirken, daß beide Mechanismen einander gegenseitig in Bewegung sezen.

Ich sann daher auf ein Gebläse, welches folgende Bedingungen erfüllte: 1) sollte dasselbe eine unmittelbare und continuirliche rotirende Bewegung haben; 2) sollte es keine Ventile haben; 3) sollte es beinahe keine Reibung und folglich auch keine Reparatur bedingen; |214| 4) endlich sollte zu dessen Bewegung so wenig Triebkraft als möglich erforderlich seyn.

Nach einigem Nachdenken ergab sich mir, daß die Lösung dieses complicirten Problemes vielleicht in der einfachen Archimed'schen Schraube gelegen seyn dürfte; d.h. daß, indem diese Schraube bei gehöriger Neigung, und wenn man sie nach der einen Richtung dreht, das Wasser in der Luft emporzuheben vermag, sie durch eine Bewegung nach entgegengesezter Richtung die Luft auch in die Flüssigkeit hinab treiben müßte, wenn man dieselbe beinahe bis zur Mitte ihrer oberen Mündung getaucht erhielte. Ich beeilte mich die Anwendung dieses neuen Principes mit einer hölzernen Schraube, so wie man sich ihrer bei den Entwässerungsarbeiten bedient, zu erproben, fand jedoch hiebei, daß die Fugen der Schraubenwindungen, wenn sie auch dem Wasser keinen merklichen Durchgang gestatteten, doch die Luft so leicht durchdringen ließen, daß dieselbe, sobald sie nur einigen Druk erlitt, im Inneren der Schraube emporstieg, anstatt durch deren untere Mündung auszutreten.

Da mir ein zweiter Versuch, den ich mit einer Schraube anstellte, deren Fugen genauer als gewöhnlich schlossen, kaum bessere Resultate gewährte, so goß ich geschmolzenen Talg in die Schraube, indem ich glaubte, daß dieser fette Körper in die Fugen eindringen und dieselben vollkommen verschließen würde. Ich fand nun auch wirklich, daß diese Schraube, wenn sie auf die angegebene Weise untergetaucht gehörig gedreht wurde, die Luft, die sie bei jeder Umdrehung an der Oberfläche aufnahm, unter die Flüssigkeit hinabschaffte, und daß dieß selbst dann geschah, wenn diese Umdrehung sehr langsam erfolgte: so daß also, wenn man das untere Ende der Schraube unter eine mit Wasser gefüllte Gloke brachte, diese schnell mit der Luft erfüllt wurde, die sich an dem unteren Ende der Schraube gleichwie aus der Windröhre eines Gebläses entwikelte.

Gesezt nun, die eben erwähnte Gloke communicire an ihrem Scheitel mit einer gebogenen Röhre, deren Ende unter das Eimerrad führt, und dieses Rad selbst stehe durch eine Verzahnung und durch ein dem Cardan'schen ähnliches Gefüge mit der Geblässchraube in Verbindung. Gesezt ferner, die Luft nehme in Folge der Berührung, in die sie mit dem heißen Wasser kam, einen fünf Mal größeren Raum ein, als früher, wie es denn bei einer Temperatur von 75° R. auch wirklich der Fall ist, so erhellt klar, daß das Rad, wenn sich dasselbe umdreht, nicht bloß die Schraube in Bewegung sezen, sondern auch noch eine verschieden anwendbare dynamische Wirkung hervorbringen wird; denn die Schraube darf, um die Luft unter das kalte Wasser zu treiben, nicht mehr als den fünften Theil |215| jener Kraft verbrauchen, welche durch das Emporsteigen der Luft im warmen Wasser erzeugt wird.

Diese Resultate ergaben sich auch wirklich mit einer Maschine, die ich nach dem eben beschriebenen Principe erbauen ließ, und über welche Hr. Carnot am 8. Mai 1809 der Akademie in Paris einen sehr günstigen Bericht erstattete.50) Dieselbe Maschine wurde übrigens auch bei dem folgenden zehnjährigen Preisconcurse ehrenvoll erwähnt.51)

Ich benuzte den vollständigen Apparat, so wie ich denselben oben beschrieben habe, übrigens bisher noch zu nichts Anderem, als zum Eindampfen; er dürfte sich auch besonders in dieser Hinsicht, und hauptsächlich in jenen Fällen, in welchen das Eindampfen gewisser Flüssigkeiten mittelst heißer Luft von besonderem Vortheile ist, sehr nüzlich erweisen.

Was das Schraubengebläse betrifft, so will ich mich über den Nuzen, den dasselbe sowohl in Frankreich, als anderwärts der Industrie brachte, nicht weiter verbreiten52), indem derselbe bereits hinreichend bekannt ist, da Hr. d'Arcet sich dessen in verschiedenen Fabriken mit Vortheil bediente.

An der oben beschriebenen Maschine steht die Schraube, wie gesagt, mit einer Gloke in Verbindung. Diese Gloke ist jedoch in gewissen Fällen entbehrlich, indem es, um zu demselben Zweke zu gelangen, hinreichen würde, wenn man den unteren Theil der Schraubenscheide etwas über die Schraubengänge hinaus verlängerte, und das Ende der Röhre, durch welche sich die ein Mal comprimirte Luft an den Ort ihrer Bestimmung zu begeben hat, unmittelbar in diese Verlängerung, welche einiger Maßen als Gloke zu dienen hätte, leitete. Eine der beiden äquilibrirten Schrauben, welche ich für die königl. Beleuchtungsanstalt erbaute, und die ich in meiner im Jahre |216| 1823 erschienenen Schrift beschrieb, hatte eine derlei Verlängerung. Ebendieß ist auch bei der sehr großen Schraube, von der weiter unten die Rede seyn wird, der Fall.

Ich glaube bemerken zu müssen, daß diese Vorrichtung ungeachtet der großen Aehnlichkeit, die sie mit der Archimed'schen Schraube zu haben scheint, doch in zwei Hauptpunkten von derselben verschieden ist. Das Schraubengebläse comprimirt nämlich das Gas und verliert durch seine Untertauchung unter das Wasser einen großen Theil seines Gewichtes, so daß es, selbst wenn es arbeitet, wegen der in ihm enthaltenen Luft ganz von der Flüssigkeit getragen wird; während die gewöhnliche Schraube keine Compressionsmaschine ist, und statt bei ihrer Bewegung leichter zu werden, vielmehr wegen des Wassers, welches sie aufnimmt, sehr schwer wird, wodurch nothwendig die Reibung der Achse in den Zapfenlagern bedeutend erhöht werden muß.

Aus diesen Gründen der Verschiedenheit, welche der berühmte Montgolfier sogleich erkannte, stand dieser große Erfinder auch nicht an zu erklären, daß die Archimed'sche Schraube durch meine Anwendung derselben zu einer neuen Maschine geworden sey. Auch gestand derselbe in den schmeichelhaftesten Ausdrüken zu, daß meine Erfindung eine der complicirtesten Aufgaben löse, was auch mit dem Berichte übereinstimmt, den Carnot über dieselbe erstattete, und der also lautete: „Die Maschine des Hrn. Cagniard scheint uns mehrere neue und sinnreiche Ideen zu umfassen, und ihre Anwendung, die auf einer guten Theorie und auf einer tiefen Kenntniß der Geseze der Physik beruht, wird sich gewiß unter vielen Umständen in vielen Künsten und Gewerben von hohem Nuzen bewähren. Ich glaube daher, daß der Erfinder Aufmunterung von Seite der Akademie verdiene, und daß die Akademie dessen Maschine gutheißen soll.“

Man sollte meinen, daß bei dem nun 2000jährigen Alter der Archimed'schen Schraube deren pneumatische Wirkung schon längst hätte entdekt werden sollen; und doch erhellt aus den Versuchen, die ich oben aufführte, daß meine Erfindung nicht wohl das Werk des Zufalles seyn konnte: ja es ist sogar wahrscheinlich, daß dieselbe ohne die Umstände, die meine Forschungen veranlaßten, noch lange Zeit unbekannt geblieben seyn würde. Wer sollte aber glauben, daß zu der Zeit, zu welcher ich meinen ersten fruchtlosen Versuch machte, mehrere Mechaniker, unter denen sich sehr gelehrte Männer befanden, mich abhalten wollten, meiner Erfindung Folge zu geben, indem sie all mein Streben für vergebene Mühe hielten? Sie waren nämlich der Ueberzeugung, daß, selbst wenn die Wände der Schraube aus |217| Eisenblech bestehen sollten, d.h. wenn sie ganz luftdicht wären, dieses Gas, indem es viel leichter ist als Wasser, doch immer im Inneren der Schraube emporsteigen würde, anstatt bei der unteren Mündung der Schraube auszutreten. Hieraus erhellt, daß die hydraulische Wirkung der Schraube bis zu jener Zeit wenigstens nur höchst unvollkommen studirt worden war.

Um diese Wirkung zu erklären, sagt man gewöhnlich, daß das Wasser in der Schraube emporsteige, weil diese Flüssigkeit in den Spiraleimern, in denen sie enthalten ist, herabsteigt. Ich schlage vor, dieser Erklärung noch Folgendes beizufügen.

An jener Maschine, welche die Metalldreher den Wagenträger oder Support nennen, wird die Hauptschraube solcher Maßen in Zapfenlagern getragen, daß sie sich umdreht, ohne ihre Stelle zu verändern. Während dieser Zeit bewegt sich die Schraubenmutter, die den Meißel trägt, gerade, d.h. in einer mit der Achse der Schraube parallel laufenden Richtung, indem sie sich, da sie in Falzen ruht, nicht drehen kann. An einer Maschine hingegen, an der sich die Schraubenmutter mittelst einer gehörigen Form und Einrichtung umdrehte, würde, wie man wohl einsehen wird, gerade das Gegentheil Statt finden; d.h. hier würde sich die Schraube gerade bewegen, wenn sie durch irgend ein der Wirkung der oben erwähnten Falzen analoges Hinderniß verhindert würde sich umzudrehen.

In diesem lezteren Falle befindet sich nun beinahe die schief geneigte Archimed'sche Schraube, wenn dieselbe arbeitet; d.h. man kann diese Schraube als eine Schraubenmutter betrachten, welche sich auf den Zapfen ihrer Spindel dreht, ohne ihre Stelle zu verändern, während das in dieser Schraubenmutter enthaltene Wasser als ein Schraubentheil, der nicht so viel Reibung erleidet, daß er sich zugleich mit der Schraubenmutter umdrehen muß, nur eine geradlinige Ortsveränderung erleidet.

In dem Berichte Carnot's befindet sich folgende Stelle: „Die Archimed'sche Schraube, die in dieser Maschine angewendet ist, erzeugt die Wirkung eines wahrhaften Blasebalges, so daß sie auch an den Hüttenwerken als solcher benuzt werden könnte. Ja man kann sie sogar sowohl wegen ihrer Einfachheit, als wegen ihrer Solidität und fortwährenden Thätigkeit, so wie auch wegen der Ersparniß an Triebkraft, die sie im Vergleiche mit den anderen, zu denselben Zweken bestimmten Vorrichtungen darbietet, als das beste aller bekannten Gebläse betrachten; denn die Schraube wird durch ihre Untertauchung unter das Wasser sehr leicht und sehr beweglich, so daß die Reibung der Zapfen beinahe Null ist.“

Ich habe am Eingange dieser Abhandlung gesagt, daß man gegenwärtig |218| mit der auf die Hüttenwerke angewendeten Cagniardelle sehr merkwürdige Resultate erhalte. Diese Angabe gründet sich auf eine Note, welche mir Hr. André Koechlin, der berühmte Deputirte des Oberrheines, in Bezug auf eine Cagniardelle, welche nun seit 7 Jahren an einem seiner Hüttenwerke in Thätigkeit ist, mitzutheilen die Güte hatte. Diese Note lautet nämlich also:

„Die Schraube hat 8 1/2 Fuß Durchmesser, eine eben so große Länge und 4 Schraubengewinde. Sie besteht aus angestrichenem Eisenbleche; ihr Körper wird von eisernen Reifen getragen, und an diese Reifen stoßen eiserne Arme, welche von der aus Schmiedeisen verfertigten Achse ausgehen. Da mehrere Menschen in der Schraube Plaz haben, so war es leicht die inneren Wände derselben so anzustreichen, daß sie eben so gut schlossen, als die Wände eines Gasometers.“

„Der Behälter, in welchem die Schraube untergetaucht ist, besteht aus Mauerwerk. Bei jeder vollkommenen Umdrehung treibt die Schraube 160 Kubikfuß Luft bei einem Druke von 1/2 Pfd. per Quadratzoll unter das Wasser; und da sie in jeder Minute gewöhnlich 6 Umgänge macht, so treibt sie mithin innerhalb dieser Zeit 960 Kubikfuß Luft ein: d.h. eine Quantität, wie sie zur Speisung eines Hohofens von mittlerer Größe erforderlich ist.“

„Der Apparat hält 20 Schmiedeessen und 2 Oefen à la Wilkinson, welche in 24 Stunden 30,000 Kilogr. Gußeisen in Gänsen in zweiten Fluß bringen, in Thätigkeit. Er wird durch eine Dampfmaschine (pompe-à-feu) in Bewegung gesezt, und verbraucht eine Triebkraft, welche zwei Pferdekräften gleichkommt. Um mit einem Gebläse von alter Einrichtung dieselbe Wirkung zu erzeugen, brauchte man angestellten Berechnungen gemäß eine drei Mal größere Kraft: d.h. 6 Pferdekräfte. Eine Gans, welche mittelst eines von 2 Pferdekräften betriebenen Kolbengebläses früher erst nach 2 Stunden in Fluß kam, schmilzt jezt bei der Anwendung des Schraubengebläses längstens in 15 Minuten; und bei dieser schnellen Schmelzung erlangt das Gußeisen einen solchen Grad von Flüssigkeit, daß man sehr zarte, große und leicht zu bearbeitende Gegenstande daraus zu gießen vermag, ohne daß man hiezu, wie bisher, Gußeisen von erster Qualität anzuwenden brauchte. Wenn man früher große Gegenstande, z.B. von 10,000 Kilogr. schmolz, so mußte die Hize gewöhnlich 10 Stunden lang ununterbrochen fortgesezt werden; gegenwärtig reichen 2 Stunden hiezu hin, und wegen der großen Flüssigkeit des Metalles bilden sich nun keine solchen Klumpen mehr wie früher, welche den Schmelzofen verstopften und öftere Aufbesserungen nöthig machten.“

|219|

„Der Apparat arbeitet nun seit sieben Jahren, ohne daß er irgend einer Ausbesserung bedurft hätte. Die Quantität des Brennmateriales beträgt nur einen Theil auf 12 Theile Gußeisen, während bei den gewöhnlichen Gebläsen dieses Verhältniß von 1/4 bis zu 1/6 wechselt. Mehrere der guten Wirkungen des Schraubengebläses scheinen hauptsächlich daher zu kommen, daß der Luftstrom, den dasselbe liefert, regelmäßiger ist, und die Temperatur nicht so sehr wechselt, als wie dieß an den gewöhnlichen Gebläsen der Fall ist.“

„Ich glaube daher, daß die Cagniardelle für Hohöfen unter allen bekannten Gebläsen das beste ist, und bemerke nur noch, daß man, um die Zahl der Umdrehungen, die man die Maschine in einer Minute machen lassen will, von 1 bis zu 10 zu wechseln, und um folglich nach Belieben 160 bis 1600 Kubikfuß Luft zu erzeugen, nur ein einfaches Rad abzuändern braucht.“

Aus dieser Note ergibt sich demnach, daß die HH. André Koechlin und Comp. in Folge der Ersezung ihres Kolbengebläses durch eine Cagniardelle folgende Vortheile erzielten: 1) fallen beinahe alle Unterhaltungskosten der Maschine weg, indem sich dieselbe fast gar nicht abnüzt, da sie so zu sagen ohne Reibung arbeitet; 2) ist der Verbrauch an Triebkraft bei gleicher Wirkung geringer; 3) erfordern die Schmelzöfen weit weniger Ausbesserungen; 4) ist der Verbrauch an Brennmaterial bedeutend geringer; und 5) endlich sind die Producte von besserer Qualität.

Fig. 30 ist ein senkrechter Durchschnitt der Cagniardelle durch die Achse der Schraube und des Behälters, in welchem sich dieselbe dreht, genommen.

Fig. 31 ist ein Grundriß von Oben.

A stellt einen Cylinder aus Eisenblech vor, der den Körper der Schraube bildet.

B ist die Achse dieses Cylinders, welche in schief geneigter Stellung fixirt ist, und um welche sich der Cylinder dreht.

C ist ein großes, an dem Körper der Schraube befestigtes Winkelrad.

D ein Getrieb, welches in das leztere Rad eingreift, und durch die Dampfmaschine in Bewegung gesezt wird.

E die mittlere, zur Circulation des Wassers dienende Röhre.

F eine gekniete Röhre, deren Mündung sich über dem Niveau des Wassers im Wasserbehälter befindet, und welche die Luft, die durch die Schraube unter das Wasser getrieben worden, an den Ort ihrer Bestimmung leitet.

G ein Wassermanometer, das den Druk dieser Luft andeutet.

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H ein gemauertes Beken, in welchem sich das Wasser befindet, in das die Schraube getaucht ist.

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Hr. Brame Chevalier zeigte in einer Abhandlung, welche H. Dumas am 25. November 1833 der Akademie der Wissenschaften vorlegte, an, daß |213| er es durch Anwendung von heißer Luft zum Eindiken des Runkelrübensyrupes zu einem Mehrertrage an Producten gebracht habe, der je nach der Qualität der angewendeten Substanzen 6 bis 8 Proc. beträgt. A. d. O.

|215|

Man findet diesen Bericht im Bulletin de la Société d'encouragement, 9e année S. 44

|215|

Diese Erwähnung lautete folgender Maßen: „Hr. Cagniard-Latour ist der Erfinder einer Feuermaschine (machine à feu), über welche die Commission des Institutes einen sehr günstigen Bericht erstattete. Die Classe der physikalischen und mathematischen Künste ist der Ansicht, daß diese Maschine sehr nüzliche Anwendung finden dürfte; und sollte sich dieß durch die Erfahrung bewahrt zeigen, so kann der Erfinder bei dem nächsten Concurse gerechte Ansprüche auf einen Preis machen.“ A. d. O.

|215|

Hr. Roard, der das Schraubengebläse zuerst im Großen in Anwendung brachte, bedient sich desselben seit dem Jahre 1812 in seiner Bleiweißfabrik zu Clichy, um Kohlensäure in die Auflösungen von basisch essigsaurem Bleie einzutreiben. Sein Gebläse, welches aus zwei Schrauben von 4 Fuß im Durchmesser und 7 1/2 Fuß Länge besteht, wird durch eine Dampfmaschine in Bewegung gesezt. Acht andere Schraubengebläse, von denen sich eines am Spitale St. Louis, 2 am Creuzot, und 5 an der königl. Beleuchtungsanstalt befanden, dienten zu verschiedenen Versuchen in Bezug auf die Reinigung des Leuchtgases. A. d. O.

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