Titel: Schwaab, über die Luftpumpen-Construction von Breithaupt.
Autor: Schwaab,
Fundstelle: 1845, Band 96, Nr. LXV. (S. 260–266)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj096/ar096065

LXV. Ueber eine neue Luftpumpen-Construction von G. Breithaupt in Kassel; von Dr. Schwaab.

Mit Abbildungen auf Tab. IV.

Die häufige Anfertigung von Luftpumpen, welche seit mehreren Jahren in der Officin F. W. Breithaupt und Sohn stattgefunden hat, gab besonders lezterem G. Breithaupt Gelegenheit, die gebräuchlichsten Constructionen dieser Maschinen genau kennen zu lernen. Die besten boten aber bei der Anfertigung große Schwierigkeiten dar, sobald man die Anforderung: den Recipienten bis auf eine halbe Linie auspumpen zu können, stellte. Und wurde dieses Resultat auch endlich erreicht, so konnte man doch die Ueberzeugung nicht verdrängen, daß dasselbe von der betreffenden Luftpumpe nicht fortgeliefert werden würde. Diese Mangelhaftigkeit bewog G. Breithaupt auf Abhülfe derselben zu denken. Diese Abhülfe war am ersten in der Vereinfachung der Construction zu finden. Von dieser Ansicht geleitet, faßte er die Idee auf: Hahn und Teller bei der Luftpumpe über den Stiefel derselben zu legen.

Vor acht Jahren wurde diese Idee zuerst bei einer Luftpumpe mit zwei Stiefeln ausgeführt, und es stellte sich heraus, daß durch sie eine Vereinfachung der Construction gewonnen war. Nur lieferte die auf diese Weise construirte Luftpumpe in ihrer Wirkung noch nicht dasjenige Resultat, welches eigentlich erzielt werden sollte. Der Grund hiezu lag hauptsächlich in Nebenapparaten, die zu besonderen Zweken bestimmt mit der Luftpumpe eng verbunden waren, und ihre Wirkung minderten.

Später baute G. Breithaupt für ein hiesiges Institut nach |261| der oben angegebenen Construction eine ganz einfache Luftpumpe, deren Stiefel 12 Zoll Höhe und 2 Zoll innere Weite hatte. Die Wirkung derselben war aber der Art, wie sie nur für Versuche, welche einen vollkommen luftverdünnten Raum erheischen, gewünscht werden kann. Wenn die Pumpe abgeschlossen wurde (d.h. diese in den Stand sezen, um mit ihr ohne Recipienten arbeiten zu können), so standen bei der ersten Senkung des Kolbens sogleich beide Queksilberkuppen des Barometers in einer Ebene. Bei Drehung des Hahns betrug der schädliche Raum nur eine halbe Linie. Derselbe verschwand aber gänzlich bei aufgeseztem Recipienten.

Die Construction der erwähnten Luftpumpe ist so einfach, daß jeder Sachkundige dieselbe hinlänglich aus beigegebenen Zeichnung Fig. 1, welche eine Tafel-Luftpumpe dieser Construction darstellt, kennen lernen wird. Es ist nur hinzuzufügen, daß zur vollkommenen Sicherheit der Abschließung des luftleeren Raums noch der metallene Stöpsel a in die ausmündende Oeffnung des Wechselhahns eingesezt werden kann.

Bei der Ausführung einer Luftpumpe verwendet G. Breithaupt die größte Sorgfalt auf die Construction des Kolbens und der Verbindungsstüke, welche leztere, wie bei der van Marum'schen Maschine, aus eingeschliffenen Coni oder Flächen bestehen. Die Fettung des Inneren vom Stiefel geschieht durch die Oehlkammer b, welche in der Mitte des Kolbens angebracht ist.

Ein Selbstverschluß des Hahns ist mit dieser Luftpumpe nicht verbunden, weil bei ihr das Bedürfniß nicht sehr fühlbar wird. Der Hahn, welcher über dem Getriebe liegt, kann mit Bequemlichkeit gehandhabt werden. Eben so fehlt ihr die Stopfbüchse, welche man gewöhnlich hinter dem Kolben mit einem Ventil anbringt, um den Druk der Atmosphäre rükwärts zu entfernen. Beseitigt man durch diese Vorrichtung den Druk der Luft, so hat man freilich deren Spannkraft, die bei zunehmender Verdünnung fühlbar wird, später beim Pumpen nicht zu überwinden, erhält aber dagegen durch diese Lederbüchse eine Reibung mehr. Da jedoch beides, der Selbstverschluß sowohl, als auch die Stopfbüchse zur Vollständigkeit einer Luftpumpe gehören, so ist nicht zu unterlassen, beide mit der neuen Construction zu vereinigen, wovon weiter unten specielle Mittheilung gemacht werden soll.

In dem Fall, daß bei der erwähnten Luftpumpe die Barometerprobe unter dem Recipienten angebracht werden darf, und nicht außerhalb auf einem besonderen Arm, wie die Abbildungen darstellen, so kann der obere Theil dieser Luftpumpe aus einem Stük gefertigt werden. Die ganze Maschine würde demnach außer dem Getrieb |262| und dem Postament aus den drei Stüken: Stiefel, Hahn und Teller bestehen.

Um die durch eine Maschine von G. Breithaupt's neuer Construction gegen andere Luftpumpen erreichten Vortheile sogleich in die Augen springen zu lassen, erlaube ich mir, dieselben nachstehend ganz besonders hervorzuheben:

1) dieselbe ist bedeutend einfacher in ihrer Zusammensezung.

Hieraus folgt:

a) Eine größere Dauer ihrer Wirkung für die feinsten Versuche.

b) Jeder sich einschleichende Mangel, der auf die Luftdichtheil Bezug hat, ist leichter aufzufinden und zu beseitigen.

c) Mit dem geringsten Zeitaufwand und mit weniger Mühe ist die größte Luftverdünnung herbeizuführen.

d) Ihr geringer Umfang läßt zu, sie bei beschränktem Raum zu gebrauchen, und liefert dem Experimenteur eine bequeme Höhe, die bei den größeren Luftpumpen von 20 Zoll Stiefelhöhe mit 3 Zoll innerer Weite insgesammt nur 3 Fuß 9 Zoll beträgt.

e) Ihre einfache Construction versinnlicht den Zuhörern leicht das Wesen der Luftpumpe.

f) Endlich werden gerade durch diese einfache Construction die Anschaffungskosten um 15–20 Proc., welches bei Luftpumpen von größeren Dimensionen sehr bedeutend ist, verringert.

2) Mit einer Maschine dieser Art ist ein größerer Grad von Verdünnung der Luft zu erreichen. Nach gemachtem Versuche stellt sich dieselbe bis nahe auf Null heraus.

3) Diese Pumpe ist unter allen Dimensionen ohne Vermehrung von Schwierigkeiten und ohne Verminderung ihrer Leistungen herzustellen.

4) Da der Hahn über dem Kolben liegt, so kann nie das Oehl des Kolbens auf ersteren herabfließen, und hierdurch die wesentlichen Schlußtheile desselben, die vorzugsweise von der schädlichen Einwirkung des Oehls getroffen werden, undicht machen. Dieses Eindringen des Oehls wirkt bekanntlich mit der Zeit immer nachtheiliger auf den Hahn, den empfindlichsten und wichtigsten Theil der Pumpe. Das Oehl nimmt durch seinen Gebrauch im Cylinder fremde Theile auf, die ihm eine eigenthümliche Schärfe verleihen. Das consistente Fett, womit der Hahn versehen ist, wird durch das flüssige Oehl weggespült und nun kann die vom Oehl aufgenommene Schärfe um so nachtheiliger auf die Schlußtheile des Hahns einwirken. Dieser schädliche Einfluß, welcher endlich ein gänzliches Ausschleifen der betreffenden Theile zur Folge hat, ist so bedeutend, daß selbst ein gehärteter |263| stählerner Hahn, der zwar kein consistentes Fett, wohl aber reines Oehl bedarf, dagegen nicht gesichert ist.

Jeder vorurtheilsfreie Sachkenner wird aus dem Mitgetheilten ersehen, daß diese angeführten Vortheile, welche eine solche Luftpumpe gewährt, nicht unwesentlich zu nennen sind. Daher wünschte G. Breithaupt die Veröffentlichung seiner neuen Construction, weil die in Dr. Wucherer's Broschüre über Luftpumpen-Constructionen (Karlsruhe 1839) beschriebenen und abgebildeten beachtungswerthen Constructionen (besonders der Liebherr'schen Pumpe, deren sinnreiche vom Universitätsmechanikus Link verbesserte Einrichtung nicht zu läugnen ist) sich dennoch mit der Einfachheit der Breithaupt'schen nicht messen können, wenn sie auch gleiches Resultat liefern.

Was die nothwendigsten Bedingnisse eines guten Selbstverschlusses betrifft, denen G. Breithaupt möglichst nachzukommen bemüht gewesen ist, so sind dieses a) eine möglichst neutrale und sanfte Bewegung des Hahns und

b) eine zur richtigen Zeit einfallende Wendung des Hahns namentlich in dem Moment, wo der Kolben den Raum unter dem Hahn einzunehmen hat; es muß also bis zu Ende des Kolbenhubs eine Communication mit der freien Luft stattfinden bis jener Moment vollständig erreicht ist, weil sonst im anderen Fall der schädliche Raum in weit größerem Maaße herbeigeführt wird, als er nur an der mangelhaftesten Luftpumpe wahrzunehmen ist. Schließlich muß der Selbstverschluß noch diejenige Einrichtung besizen, daß derselbe sowohl bei der Condensation als auch bei der Exantlation wirkt und die wechselnde Drehung des Hahns auf möglichst einfache und zuverlässige Weise zu erreichen steht.

Um der erwähnten ersten Eigenschaft nachzukommen, so ist dem wirkenden Hebel eine selbstständige Achse a, Fig. 2 und 3, die in das, an dem Cylinder aufgeschraubte Bogenstük b gelöthet ist, gegeben. An dieser Achse entladen sich gewissermaßen erst alle unsanften Bewegungen, die durch den Kolbenhub unvermeidlich sind.

Es kann demnach im unbedachtsamsten Fall nur eine rasche Wendung des Hahns herbeigeführt werden und diese bleibt ohne Nachtheil auf lezteren, da sie ohne Erschütterung desselben geschieht. Die Erfüllung der übrigen Bedingnisse gehen aus nachfolgender Beschreibung des Selbstverschlusses hervor.

Der Selbstverschluß ist in Fig. 2 und 3, welche eine größere freistehende Luftpumpe darstellt, von zwei Seiten ansichtlich abgebildet. Auf den Hahn A ist eine Büchse B aufgepaßt, die den Hebelarm C trägt. Lezterer wird dann von dem wirkenden Hebel D um einen Viertelkreis gewendet, wenn die Senkung des |264| Kolbens annähernd durch das Getrieb bewirkt ist. Dieses erfolgt in jenem Moment auf die Art, daß die Zugstange E gleichzeitig bei c, Fig. 3, von einem Ansaz der Kolbenstange, der gleich unterhalb des Kolbens angeschraubt ist, erfaßt, und so dieselbe heruntergezogen wird. Ist die 1/4 Kreiswendung des Hahns erfolgt, so fällt der Sperrkegel F in die Narbe e der Büchse B ein, und der Abschluß des Recipienten von dem Stiefel ist erlangt, wogegen der Hahn dem Cylinder diejenige seiner Oeffnungen zugewendet hat, welche gestattet daß der Kolben, während derselbe wieder heraufgetrieben wird, die aus dem Recipienten angezogene Luft ins Freie schafft. Wenn jedoch der Kolben sein Heraufsteigen in dem Cylinder bis auf 1/5 Linie beendet hat, so wird die Stoßstange H des Sperrkegels von dem von der Kolbenstange ausgehendem Arm J berührt; erfolgt nun hierauf das vollständige Vorsizen des Kolbens, so ist auch die vollständige Aushebung des Sperrkegels eingetreten, und das Gewicht, welches sich an dem Hebel D mittelst der Schnur K befindet, tritt in Thätigkeit. Dieß hat die Folge daß ein Zurüksinken des Hebels b und sonach ein Zurükgehen des Hahns stattfindet, wodurch der Kolben wieder in Communication mit dem Recipienten gesezt wird. Das gemeinschaftliche Zurüksinken der Hebelarme bei C und D ist zunächst dadurch möglich, daß sie durch den Bügel f mit einander verbunden sind. Dieses ist zu dem Zwek geschehen, den neutralen Hebel C nicht mit Gewicht zu belasten, sondern es dem wirkenden Hebel D anzuhängen. Die Verbindung der Hebel ist daher auch so hergestellt, daß sich der neutrale Hebel mit etwas Spielraum unter der Frictionsrolle g des Bügels f durchschiebt.

Soll mit der Luftpumpe comprimirt werden, so darf nur die Kopfschraube L um einige Gänge zurükgeschraubt – und der Hahn kann in der Büchse des Hebels so gewendet werden, indem man die an derselben befestigte Scheibe M ergreift, daß der Hahn jenem Zwek während des Pumpens entspricht.

Es versteht sich von selbst, daß zuvor die Schraube L wieder vorgeschraubt wird, und daß beim Drehen des Hahns die entsprechenden Zeichen C und E, welche auf der Fläche der oben erwähnten Scheibe eingravirt sind, beobachtet werden (es muß nämlich für das Condensiren der Buchstabe C, und für die Exantlation der Buchstabe E vor den Zeiger d gedreht werden). Um aber einen oder den andern dieser Wechsel herbeizuführen, muß der Kolben seinen Stand oben unter dem Hahn eingenommen haben.

Will man in einen auf der Luftpumpe angebrachten Nebenapparat, welcher luftleer gemacht ist, wieder Luft zuströmen lassen, so wird mit dem Hahn nur diejenige Wendung gemacht, wodurch |265| sich die horizontale und dann aussteigende Durchbohrung desselben gegen den Teller richtet, wozu die auf der Scheibe befindlichen Buchstaben ebensowohl als Andeutung dienen. Derselbe Zwek kann jedoch auch unabhängig vom Hahn erreicht werden, wenn man in die Schraube N eine conische Oeffnung bohrt, in der ein metallener Stöpsel, welcher einen Kopf besizt, passend eingeschliffen wird.

Die vorbeschriebene Luftpumpe mit einer Stopfbüchse zu versehen, hat Breithaupt zu jener Construction geleitet, welche in Fig. 4 dargestellt ist. Da fast alles hinlänglich klar aus der Zeichnung hervorgeht, so sollen nur kurz die einzelnen Bestandtheile derselben hier aufgeführt werden. Das Gehäuse A, A der Stopfbüchse ist durch einen Conus mit dem Cylinder B, B luftdicht und durch sechs Stahlschrauben vollends fest vereinigt. Die Schraubenmutter C, C preßt die Lederscheibe zusammen. Der Boden D, D ist durch einen Conus wiederum in das Gehäuse eingesezt und springt 1/4 Linie über demselben vor. Dieses hat den wesentlichen Vortheil, daß das Aufschlagen des Kolbens nicht möglicherweise mit einer Heftigkeit nachwirken kann, sondern sich auf der ledernen Unterlage entladet, indem sich der Boden um den überstehenden Theil senkt.

Den sechs Schraubenköpfen ist noch eine metallene Widerlage in dem Ring E gegeben. Um der cylindrischen Kolbenstange eine freie Lenkung zu geben, ohne das Postament zu erhöhen, ist die Triebstange nach Oben und das Triebrad mit seiner Welle in zwei metallene Lager a und b auf dem Würfel des Postaments angebracht. Dieses macht einen horizontal liegenden Träger F, F nothwendig, der Kolben und Triebstange wieder mit einander vereinigt. Diese Verbindung hat aber einen Seitendruk der ersteren zur Folge; dem zu begegnen sind die Arme G, G mit Frictionsrollen vorgesezt. Dieselben befinden sich auf dem Zapfen H der Schraube J, welche leztere gestattet den Träger mit seinen Frictionsrollen so gegen den Leitungsstab K zu stellen, daß jeder Seitendruk durch den des Triebs sich hier bricht. Der Leitungsstab, eine eiserne Platte, ist senkrecht im Postament angebracht und befestigt. Die Triebstange erhält nach Oben eine Frictionsrolle d, die gegen den Cylinder läuft, und jedes Zurükweichen desselben, welches durch das Eingreifen des Triebrads herbeigeführt wird, verhindert.

Der Stöpsel L wird bei der ersten Senkung des Kolbens zurükgezogen, wodurch dessen Oeffnung das Ausströmen der unter dem Kolben befindlichen Luft gestattet. Hierauf schließt man den fast ganz luftleer gewordenen Cylinder wieder, und beginnt die Ausleerung des Recipienten, oder eines auf der Luftpumpe angebrachten Apparats.

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Da es nun ein Leichtes ist, die Luftpumpe mit Stopfbüchse zu einer doppelt wirkenden einzurichten, so hat dieses Breithaupt in der Anbringung eines Verbindungsrohrs A', Fig. 5, durch dicht geschlossene Coni zu bewirken gesucht. Vor dem unteren Conus B' ist der kleine Wechselhahn C' eingebohrt, beides in den Fuß des Cylinders. Dem Hahn ist ein Blasenventil, über einen Conus, durch einen messingenen Ring gespannt, vorgelegt. Die Art der Manipulation mit dieser Pumpe ergibt sich fast schon aus der Anschauung der Fig. 5. Bei der jezigen Stellung der Hähne und des Kolbens muß lezterer gesenkt werden, wodurch die Ausleerung durch den oberen Hahn stattfindet. Hierauf müssen die Hähne die entsprechende 1/4 Wendung durch eine Steuerung oder mittelst der Hand machen, und die Ausleerung findet, indem der Kolben wieder nach Oben geht, durch den unteren Hahn und die Ausströmung der bei dem vorherigen Kolbenzug angesogenen Luft durch den oberen Hahn statt, der ebensowohl bei seiner Ausmündung mit einem Blasenventil versehen ist, um das Einströmen der äußeren atmosphärischen Luft zu hindern.

Bei dieser Luftpumpe die Einwirkung des Doppelwirkens außer Benuz zu lassen, dieserhalb solche ganz von derselben zu entfernen, ist einfach.

Lezteres geschieht, indem man durch Abschrauben der Mutter D', und der drei Stahlschrauben a', das Verbindungsrohr von der Luftpumpe frei macht. Der dadurch offen gewordene Verbindungscanal b' wird alsdann durch einen metallenen Stöpsel verschlossen.

Das Eindringen der Luft in den Cylinder wird genügend durch das Blasenventil des unteren Hahns verhindert, welches jedoch, wie schon oben dargethan, das Austreiben derselben während der ersten Senkung des Kolbens hinreichend zuläßt.

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