Titel: Neue Luftmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1898, Band 308 (S. 1–4)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj308/ar308001

Kraftmaschinen.
Neue Luftmaschinen.

Mit Abbildungen.

Wird die Heissluftmaschine thatsächlich auch nur für kleinere Leistungen ausgeführt, und zwar in anscheinend stetig verringerten Mengen, so dass hieraus der Schluss eines Unterliegens dieser Maschinengattung im Wettbewerbe mit den anderen Kraftmaschinenarten zu ziehen ist, so ist doch die Erfindungsthätigkeit noch immer dabei, die Heissluftmaschinen zu vervollkommnen, und zwar nicht nur zur Leistung geringer Arbeiten.

Die früher an dieser Stelle beschriebene offene Heissluftmaschine nach Patent Nr. 85501 wird von W. Jennfeldt in Schönningstedt bei Reinbeck (D. R. P. Nr. 90853) in der durch Fig. 1 gekennzeichneten Art zur geschlossenen Maschine umgeändert.

Textabbildung Bd. 308, S. 1

Die Maschine besitzt einen Arbeitskolben und ein oder mehrere Paare Verdrängerkolben. Die Abänderung gegen die ältere Maschine liegt in dem Fortfalle der Steuerventile für die Aussenluft und einer geeigneten Verbindung des Arbeitscylinders mit den Heissluftcylindern.

Der Arbeitsvorgang entspricht im Wesentlichen dem ersten Arbeitsvorgange der offenen Heissluftmaschine des Patentes Nr. 85501. Bei den in Fig. 1 dargestellten Stellungen des Arbeitskolbens k und der beiden Verdränger v1v2 dehnt sich die im Cylinder h1 erwärmte und gespannte Luft in den Arbeitscylinder a hinein aus und drückt den Kolben k hoch. Dieser schiebt die entspannte Luft über sich in den Cylinder h2.

Wenn der Arbeitskolben durch das Schwungrad gesenkt wird, ist im Gegensatz zur offenen Heissluftmaschine des Patentes Nr. 85501 der Arbeitscylinder a gegen denjenigen Heissluftcylinder h1, dessen Verdränger v1 oben steht, sowohl oben als auch unten geöffnet, so dass die verbrauchte Arbeitsluft unter dem Arbeitskolben von unten in den Cylinder h1 geschoben wird und als abgekühlte Luft über den nach abwärts gehenden Verdränger v1 und den Arbeitskolben k gelangt. Der andere Heissluftcylinder h2 ist während dieser Zeit geschlossen, die dorthin vorher eingepresste Luft wird unter den Verdränger v2 gedrängt und dort erhitzt. Der dritte Arbeitsvorgang ist wesentlich wieder derselbe wie der dritte bei der Heissluftmaschine des Patentes Nr. 85501. Die gespannte und erhitzte Luft strömt aus dem Cylinder h2 unter den Kolben k, letzterer geht hoch und schiebt die Luft über sich in den anderen Cylinder h1. Die Verdränger bleiben in Ruhe.

Beim vierten Arbeitsvorgange wiederholt sich im Gegensatz zur offenen Heissluftmaschine des Patentes Nr. 85501 der zweite Arbeitsvorgang, nur mit dem Unterschiede, dass der Arbeitscylinder gegen den anderen Heissluftcylinder h2 geöffnet und gegen den Heissluftcylinder h1 geschlossen ist. Die verbrauchte Arbeitsluft wird also unter Niedergang des Kolbens k über den Verdränger v2 und den Arbeitskolben k geschoben, im Cylinder h1 wird vorhin eingepresste Luft erhitzt und gespannt und beide Verdränger werden umgestellt. Hiermit sind die Maschinentheile in die Stellungen der Fig. 1 zurückgekehrt und die beschriebenen Arbeitsvorgänge wiederholen sich.

Ein kleiner Pumpencylinder p soll dazu dienen, die Luftverluste in der geschlossenen Maschine zu ersetzen, wozu aus ihm beim jedesmaligen Niedergange des Arbeitskolbens etwas Luft in den Arbeitscylinder a gedrückt wird. Auch kann von diesem Luftraume her bei Beginn des Betriebes der Luftdruck in der geschlossenen Maschine über Atmosphärendruck erhöht und während des Betriebes erhalten werden, um mit höheren Spannungen zu arbeiten.

Die Bewegung seines Kolbens und die Ventilsteuerung kann der Pumpencylinder von gleicher Stelle erhalten, von welcher die anderen Bewegungen der Maschinentheile erfolgen.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Heissluftmaschine von O. Hallensleben in Hilden, Rheinland (D. R. P. Nr. 92720), erfolgt die Erhitzung und Abkühlung der Luft durch Rippenkörper.

Die Heizvorrichtung besteht aus der Feuerung e und dem mit Rippen versehenen Körper f, durch welchen die Feuerungsgase geleitet werden. Dieser Körper f ist mit einem Mantel g umgeben, welcher an seiner Innenseite hohle, durch Wasser gekühlte Rippen besitzt. Zwischen den Rippen des Ofens und des Mantels befindet sich ein durch Rohre ii1 getragener Rippenkörper h. Dieser besteht aus zwei durch eine nicht Wärme leitende Schicht |2| (Asbest) von einander getrennten Körpern, deren einer gleichfalls hohle Rippen aufweist, durch welche in die Röhre i hineingeleitetes, bei i1 ausströmendes Kühlwasser fliesst. Unter der Heizvorrichtung befindet sich ein gleichfalls mit Wasser gekühlter Behälter, in welchem durch eine Pumpe Druckluft erzeugt wird. Letzterer ist mit der Heizvorrichtung durch Röhren verbunden, welche mit Ventilen ausgerüstet sind.

Textabbildung Bd. 308, S. 2

Die Arbeitsweise in jedem einzelnen Cylinder der Maschine ist folgende:

Aus dem Behälter strömt die Luft durch Ventil zwischen die Rippen des Ofens. Hierbei dehnt sich die Luft aus und treibt den Kolben nach rechts. Kurz, ehe derselbe seine äusserste Stellung rechts erreicht, erfolgt durch das Excenter q und Hebelwerk p eine Verschiebung des Rippenkörpers h, wodurch derselbe eine Stellung erhält, welche bewirkt, dass die heisse Luft zwischen den Heizrippen verdrängt wird und zwischen die Kühlrippen tritt. Während dieser Zeit bewegt sich der Kolben in die rechte Todtlage. In diesem Augenblicke entweicht die etwa noch links vom Kolben vorhandene Druckluft durch ein Auslassventil. Durch die Abkühlung entsteht eine Luftverdünnung, so dass der Kolben durch den äusseren Luftdruck nach links getrieben wird; kurz vor Erreichung der äussersten Stellung links erfolgt wieder eine Verschiebung des Rippenkörpers h in die Stellung Fig. 2, während gleichzeitig durch das Hebelwerk das Zuströmventil einen Augenblick geöffnet wird, so dass Druckluft aus dem Behälter einströmen kann, welche sich zwischen den Rippen erhitzt und den Kolben aufs Neue nach rechts treibt.

Bei der von D. de Lombaerde und A. Lecomte in Paris (D. R. P. Nr. 93317) angegebenen offenen Heissluftmaschine wird die Arbeitsluft in unveränderlicher Menge in einer von dem Arbeitscylinder getrennten Vorrichtung erhitzt. Fig. 3 und 4 erläutern die Maschine.

Die Maschine enthält einen Cylinder ab mit Differentialkolben c, der am hinteren Ende eines im engen Cylinder b laufenden Führungskolbens d angeordnet ist. Der Körper d trägt den Zapfen e, welcher die Schubstange f aufnimmt, um die Bewegung des Kolbens auf die Welle g zu übertragen.

Der Ringraum a1 dient als Pumpe. Derselbe besitzt an seinem vorderen Ende zwei Ventile h und i. Ventil h gestattet das Ansaugen der Luft und deren Eintritt in den Ringraum a1, es wird bethätigt durch die Stange h1, auf welche ein Daumen der Welle g wirkt. Das andere Ventil i ist selbsthätig und hebt sich, wenn die im Ringraume a1 eingeschlossene Luft durch den Kolben c bis auf einen gewissen Druck verdichtet wird, welcher z.B. höher als 2 at ist. Das Ventil i steht mit der Heizschlange des Erhitzungsraumes in Verbindung.

Der Cylinder a trägt zwei Ventile k und l; das eine Ventil k ist ein Auslassventil und bleibt während des ganzen Rückganges des Kolbens c offen, das andere Ventil l ist mit der Heizschlange verbunden und gestattet den Eintritt der erhitzten Druckluft aus der Schlange. Dieses Ventil bleibt nur während des halben Vorganges des Kolbens c offen; die während dieser Zeit eingeführte Luft expandirt dann in dem Cylinder bis zu dem Augenblicke, wo sie durch das Ventil k in die Atmosphäre ausgestossen wird.

Das Oeffnen und Schliessen dieser Ventile wird durch ein Excenter, welches auf der Welle g aufgekeilt ist, geregelt. Sobald eine Klinke aufhört, auf die Ventilstange zu wirken, schliesst sich das Ventil sofort unter der Wirkung seiner Feder.

Der Erhitzer kann jede zweckmässige Einrichtung haben; er kann aus einer Heizschlange bestehen, welche im Inneren eines beliebigen Herdes oder jeder anderen Vorrichtung von entsprechender Beschaffenheit angebracht ist.

Diese Heissluftmaschine arbeitet folgendermaassen: Es wird vorausgesetzt, dass der Kolben sich an einem Ende des Hubes befindet und seinen Rückgang beginnt. Der hintere Theil des Kolbens c wird die expandirte Luft, welche ihre Wärme und Arbeitskraft abgegeben hat, aus dem Raume a2 vor sich hertreiben und durch das Ventil k ausstossen, welches während der ganzen Zeit des Rückganges des Kolbens offen bleibt.

Textabbildung Bd. 308, S. 2

In derselben Zeit saugt der vordere Theil des Kolbens von kleinerer Oberfläche den Ringraum a1 des Cylinders voll Luft aus der Atmosphäre, da das Ventil h während des ganzen Rückganges offen bleibt.

Wenn der Kolben am Ende des Hubes angekommen ist, so schliesst sich das Auslassventil k und verursacht das Oeffnen des Ventiles l und in Folge dessen den Eintritt der erhitzten Druckluft aus der Schlange in den Raum a2. Der Kolben c geht dann nach vorn zurück und theilt seine Kraft durch Vermittelung der Schubstange f der Welle g mit.

Sobald der Kolben nach vorn zurückgeht, schliesst |3| sich das Ansaugeventil h sofort und die Luft wird dann in dem Ringraume a1 verdichtet.

Wenn der Kolben sich in der Mitte seines Hubes befindet, fällt das Ventil l für den Eintritt der heissen Druckluft auf seinen Sitz zurück und hebt so die Verbindung zwischen der Schlange und dem Raume a2 auf.

In diesem Augenblick ist der Druck in dem Ringraume a1 genügend hoch, um das Ventil i zu heben, und diese unter Druck stehende Luft wird dann in die Schlange zugelassen.

Die im Raume a2 eingeschlossene Luft expandirt und der Kolben c setzt seinen Vorwärtsgang fort. Sobald er am Ende des Hubes angekommen ist, schliesst sich das Ventil i und hebt jede Verbindung zwischen dem Ringraume a1 und der Schlange auf; der Kolben geht dann nach hinten zurück und führt das Entweichen der Luft, welche gewirkt hat, und das Ansaugen einer neuen Ladung in den Ringraum a1 herbei.

Während der ganzen Dauer des Rückwärtsganges des Kolbens, und darin besteht das Eigenartige der Erfindung, bleibt die verdichtete Luft in der Schlange eingeschlossen, ohne Verbindung mit dem Cylinder zu haben, weder mit dem vorderen Theile, welcher als Pumpe dient, noch mit dem hinteren Theile, welcher zur Arbeit verwendet wird.

Bei der rotirenden Heissluftmaschine von A. Amthauer in Lendorf bei Cassel (D. R. P. Nr. 91624) werden in zwei verschieden tiefen, nach einem Kreisbogen gekrümmten Rinnen, zwischen welchen der Feuerungsraum sich befindet, eine Anzahl aus einem Radreifen herausragender Platten so geführt, dass jede derselben zuerst in die kleinere Rinne schliessend eintritt, wobei die den Raum zwischen zwei Platten einnehmende Luftmenge in den Feuerungsraum befördert und in demselben erhitzt und gespannt wird, welche gespannte Luft auf die dem Drucke eine grössere Fläche bietende Platte in der tieferen Rinne treibend wirkt, worauf die Platten aus der tieferen Rinne austreten und den grössten Theil des Weges in freier Luft zwecks Kühlung zurücklegen.

Die Erfindung von E. Korndörfer in Asch, Böhmen (D. R. P. Nr. 91744), bezweckt, ein vollkommenes Dichten des Kolbens im Cylinder herbeizuführen und gleichzeitig eine Schmierung desselben und der Steuerungstheile zu bewirken, um den Uebelstand der Heissluftmaschinen zu beseitigen, dass bei den hohen Temperaturen, mit welchen diese Maschinen arbeiten, die Packungen nicht nur rasch zerstört werden, sondern auch ein Dichthalten überhaupt schwer zu erzielen ist.

Der Arbeitscylinder c (Fig. 5) in Form eines gewöhnlichen Dampfcylinders wird zur Erhaltung der nöthigen Temperatur durch die Abgase des zur Lufterhitzung dienenden Kessels geheizt. Die Abgase treten bei e ein, umspülen Cylinder und Schieberkasten und treten bei f (Fig. 6) wieder aus. Der Arbeitskolben k von etwas kleinerem Durchmesser als der Cylinder besteht aus drei durch den Bund n und Muttern auf der Kolbenstange zusammengehaltenen Gusstheilen m1m2h3 und aus den drei massiven und unelastischen Dichtungsringen ii1i2. Letztere liegen in ringförmigen Nuthen der drei Gusstheile m1m2h3 und sind in den Cylinder leicht eingeschliffen. Als Dichtungs- bezieh. Schmiermittel dient eine Flüssigkeit, welche folgende Eigenschaften besitzen muss: Sie darf nicht brennbar sein und darf erst unter 300° C. erstarren, darf sich mit der Berührung der heissen Luft weder verflüchtigen noch sonst verändern und weder Eisen noch Messing angreifen. Solche Flüssigkeiten sind z.B. das Natriumnitrit oder das Natriumaluminiumchlorid.

Das Natriumnitrit wird in die im Schieberkasten eingesetzten beiden eisernen Behälter dd1 eingeführt und schmilzt dort in Folge der Einwirkung der den Schieberkasten umspülenden heissen Abgase des Lufterhitzungskessels. Die durch die Schieberstange s bethätigte kleine Plungerpumpe p befördert das geschmolzene Nitrit in den Schieberkasten s0, woselbst es die Schieber schmiert und durch die mit grosser Geschwindigkeit durchströmende verdichtete heisse Luft in den Cylinder c mitgerissen wird. Dies erfolgt auf gleiche Weise wie das Mitreissen des in den Schieberkasten einer Dampfmaschine eingeführten Oeles durch den nach dem Cylinder strömenden Dampf.

Textabbildung Bd. 308, S. 3

Die Höhlungen h1 und h2 des Kolbens sind beim Zusammensetzen mit Natriumnitrit gelullt worden, welches unter der Einwirkung der heissen Arbeitsluft und der den Cylinder heizenden Abgase schmilzt. Da die Spielräume der Kolbenringe an der Cylinderwandung sehr gering sind und die Kolbenringe, der Schwere folgend, mit ihren unteren Flächen auf dem Kolbenkörper aufsitzen, so wird im Ruhezustande des Kolbens die ziemlich dicke Flüssigkeit nicht aus den Höhlungen h1 und h2 austreten. Anders verhält sich die Flüssigkeit bei der Bewegung des Kolbens. Geht der Kolben nach abwärts, herrscht also im Raume o Ueberdruck, so wird naturgemäss etwas Flüssigkeit zwischen den Kolbenringen und der Cylinderwand hindurchgedrückt werden, was indessen wegen der schweren Beweglichkeit der Flüssigkeit nur langsam und in ganz geringer Menge erfolgen wird. Erschwert wird der Durchgang noch durch |4| die Anordnung von mehreren Ringen; da nun die Ringe im Kolbenkörper selbst nicht dicht schliessen, so wird auch zwischen den Ringen und dem Kolbenkörper etwas Flüssigkeit von h1 und h2 gedrückt werden, wobei zugleich die in dem Zwischenraume zwischen den Ringen i1 und i2 bezieh. i2 und i3 befindliche Flüssigkeit durch den Druck an die Cylinderwandung angepresst wird, dadurch abdichtend und das Uebertreten von heisser Luft in den unteren Cylinderraum verhindernd. Durch die im unteren Kolbentheile h3 eingesetzten, bis nahe an den Scheitel der Aussparung h2 reichenden Röhrchen r fliesst die durchgedrückte überschüssige Flüssigkeit in den unteren Cylindertheil u ab und wird durch die Abstossluft mitgerissen. Als Ersatz für diese übergetretene Flüssigkeit dient die von der eintretenden verdichteten Luft aus dem Schieberkasten mitgerissene Flüssigkeit, die sich auf dem oberen Kolbentheile m1 sammelt.

Um das in der Abstossluft enthaltene Natriumnitrit wieder zu gewinnen, wird die Abstossluft durch einen Nitritabscheider geleitet, in welchem sich die Flüssigkeit niederschlägt. Von dem Nitritabscheider aus gelangt dieselbe in Klärbehälter, aus welchen das geklärte Nitrit abgezogen und von Neuem in die Behälter d gegeben wird. Abscheider sowohl wie Klärbehälter werden von den Kesselabgasen geheizt.

(Schluss folgt.)

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: