LVIII. Mittheilungen über die neuesten Fortschritte bezüglich der Dampf-, Gas- und Heißluftmaschinen; von Conrector G. Delabar in St. Gallen. (Fortsetzung von S. 188 des vorhergehenden Heftes.) Mit Abbildungen auf Tab. VI. Delabar, über die neuesten Fortschritte bezüglich der Dampf-, Gas- und Heißluftmaschinen. Die Luftexpansionsmaschine von W. Lehmann. (Fig. 1–6.) Nachdem wir im Vorhergehenden unsere Leser mit den verschiedenen Neuerungen bekannt gemacht haben, welche im Fache der Heißluftmaschinen in Amerika, in Frankreich und in England in den letzten Jahren in Ausführung gekommen sind, gereicht es uns zum Vergnügen, nun auch noch eine derartige neue Verbesserung, welche auf deutschem Boden gemacht worden ist, vorführen zu können. Es ist dieß die Heißluftmaschine oder, wie sie ihr Erfinder bezeichnender benennt, die Luftexpansionsmaschine welche der Ingenieur W. Lehmann aus Nürnberg in der neuesten Zeit zu Stande gebracht hat, worüber zuerst das hannoversche Wochenblatt für Handel und Gewerbe und hernach die badische Gewerbezeitung in Nr. 10, 11 u. 12 von 1868 einige Mittheilungen gemacht haben und welche wir nun, unter Zugrundelegung genauer Zeichnungen, die uns der Erfinder zu diesem Behufe in liberalster und sehr dankenswerther Weise überlassen hat, näher beschreiben wollen. Von diesen Zeichnungen zeigt Fig. 1 zunächst eine perspectivische Ansicht der Maschine. Diese Figur ist darum auch geeignet, dem Leser am schnellsten ein deutliches Bild von der Maschine zu liefern. Im Weiteren ist in Fig. 2 eine Seitenansicht, in Fig. 3 eine Vorderansicht, in Fig. 4 ein verticaler Längenschnitt und in Fig. 5 ein verticaler Durchschnitt des Regulators und Ventiles dargestellt, aus welchen die Construction und Wirkungsweise der Maschine vollständig entnommen werden kann. Aus diesen Figuren ersieht man nun vor Allem, daß die neue Luftexpansionsmaschine von Lehmann dem äußeren Ansehen nach am meisten der neueren Ericsson'schen Heißluftmaschine gleicht, daß sie aber der inneren Einrichtung nach mehr nach dem System der geschlossenen Heißluftmaschinen mit gewöhnlicher offener Feuerung wie bei der Schwartzkopff-Laubereau'schen Heißluftmaschine gebaut ist, indem bei derselben ebenfalls, wie bei dieser, stets dieselbe Luftmenge abwechselnd durch Erhitzung und Abkühlung zur Wirkung kommt. Dieselbe unterscheidet sich aber von den genannten älteren Maschinen in mehreren wesentlichen Punkten, wie sich aus der folgenden Beschreibung sogleich näher ergeben wird. Die neue Luftexpansionsmaschine von Lehmann besteht nämlich im Wesentlichsten aus einem langen gußeisernen Cylinder A, A, welcher in den gußeisernen Mantel W, W eingepaßt ist. An diesen Cylinder schließt sich nach hinten zu das gußeiserne cylindrische Stück Z, Z und endlich der gußeiserne Feuertopf D, D an. Dieser Cylinder ist also hinten durch den Feuertopf D, D geschlossen, und vorn erhält er seinen Verschluß durch den Arbeitslosen K. Dieser Arbeitskolben ist durch Zugstangen mit dem gabelförmigen Hebel H und der Zugstange h mit der Kurbel C der Schwungradwelle M in Verbindung, so daß also ein Hin- und Hergehen dieses Kolbens K eine drehende Bewegung der Schwungradwelle M veranlaßt. In diesem Cylinder AA, ZZ, DD bewegt sich als Verdränger oder Vertheilungskolben ein in allen seinen Theilen luftdicht genieteter Blechcylinder G, G, welcher in der Mitte durch den Boden g versteift und vorn mit einer Stange versehen ist, welche luftdicht durch die Stopfbüchse P des Kolbens K dringt und durch den Hebel H', die Zugstange h' und die Gegenkurbel C' mit der Schwungradachse M der Maschine verbunden ist. Dieser Blechcylinder wird nun in entsprechender Weise von der Maschine bewegt und ist also bei der Bewegung derselben als passiv zu betrachten. Der Feuertopf D, D, sowie das Zwischenstück Z, Z sind in einem kleinen Ofen eingemauert und werden von dem auf dem Rost R verbrennenden Brennmaterial erwärmt. Der vordere Theil des Cylinders A, A ist, wie schon erwähnt, in den Mantel W, W eingesetzt und wird beständig durch kaltes Wasser, welches von einem besonderen Reservoir aus in den Hohlraum zwischen dem Cylinder A, A und dem Mantel W, W zugeleitet werden muß, abgekühlt. S ist das Schwungrad, welches jedoch ohne Uebergewicht seinen Schwerpunkt im Mittel hat. Zur Uebertragung der Kraft dient die Riemenwelle L. N ist ein Regulator der einfachsten Form, welcher bei zu rascher Bewegung das Glockenventil V nach außen öffnet, so daß ein Theil der eingeschlossenen Arbeitsluft entweichen und die Maschine die der normalen Umdrehungszahl entsprechende Spannung wieder annehmen kann. Dasselbe Ventil dient auch als Abstellvorrichtung und wird durch die Handhabe Q geöffnet, sonst aber durch ein Gegengewicht w geschlossen erhalten, wie am besten aus Fig. 5 zu ersehen ist. Die kleine Pumpe E (s. Fig. 2 u. 3) versorgt die Maschine mit frischem Wasser. Bei F dringt das kalte Wasser in die Cylinderumhüllung ein und es fließt dann erwärmt wieder in das Reservoir zurück. Da wo eine Wasserleitung verfügbar ist, fällt die Pumpe weg. Sie hat nur den Zweck, bei angelegtem Reservoir das Wasser in beständiger lebhafter Circulation zu erhalten. In Einzelnes eingehend, verdient vor Allem der Blechcylinder G, G eine genauere Besprechung. Dieser Cylinder ist aus 1 1/2 Millimeter dickem Eisenblech zusammengenietet, und zwar muß derselbe in allen Theilen luftdicht gleichsam einen Cylinder aus einem die Wärme schlecht leitenden Material bilden. Die in ihm eingeschlossene Luft in Verbindung mit seiner dünnen Blechwand entspricht diesem Erforderniß. Seine Führung in dem Hauptcylinder erhält derselbe theils durch angelöthete Streifen, theils in der Stopfbüchse des Kolbens K. Außerdem liegt er, um die Reibung bei seinem Hin- und Hergange möglichst zu reduciren, auf einer losen Rolle r (s. Fig. 4) auf. Diese Rolle hat keinen Zapfen, sondern wälzt sich nur in dem Rollentasten des Theiles Z, Z hin und her, und macht somit nur die Hälfte des Weges welchen besagter Blechcylinder G, G macht. Dieser Blechcylinder wird nun von der Maschine das einemal ganz bis an den hinteren Boden des Feuertopfes D, D, das anderemal ganz bis zum Kolben K hin bewegt. Um den schädlichen Raum seines vorderen Bodens auszufüllen, ist derselbe mit einer Holzscheibe i, i ausgelegt (s. Fig. 4). Den Arbeitskolben K anlangend, ist er mit einer Lederstulpe l gedichtet, welche nach innen angebracht ist. Dieselbe schließt den Cylinder von der äußeren Luft dicht ab, sobald in der Maschine Spannung vorhanden ist. Ist dagegen im Inneren Luftverdünnung vorhanden, so gestattet sie der äußeren Luft einzudringen. Ihre Wirkung ist also gleich der eines Ventiles, welches sich nach dem Inneren des Cylinders öffnet. Die Gegenkurbel C', von welcher aus die Bewegung des Vertheilungskolbens oder Verdrängers eingeleitet wird, ist so gestellt, daß sie der Maschinenkurbel C um einen Winkel von 32 1/2° voreilt. Da überdieß die Achsen der beiden Kurbelmechanismen ebenfalls um einen Winkel von 32 1/2° gegen einander geneigt sind, so erfolgt die Bewegung des Verdrängers so, als ob die Gegenkurbel der Arbeitskurbel um 65° voreilen würde, die Achsen der beiden Kurbelmechanismen aber auf einander fielen. Denken wir uns nun die Maschine im geheizten Zustande, mit der nöthigen Menge Kühlwasser versorgt und die Kurbel in der Stellung wie in Fig. 4, so schließt der Arbeitskolben ein Luftvolumen ein, welches die Differenz zwischen dem Volumen des Cylinders AZD, AZD und dem Volumen des Blechcylinders G, G ist, und dieses ist das arbeitende Luftvolumen. Bei einer einpferdigen Maschine, bei welcher der Durchmesser des Arbeitskolbens = 13 1/4 Zoll W. = 349 Millimet., der Hub desselben = 6 5/8 Zoll W. = 174,5 Millimet., der Durchmesser des Verdrängers = 13 Zoll W. = 342,3 Millimet., die Länge desselben = 58 Zoll W. = 1527,3 Millimet. und der Hub desselben 9 1/4 Zoll W. = 243,6 Millimet., und bei welcher, nachdem der Verdränger bis auf 1/8 Zoll W. = 3,29 Millimet. in den Heiztopf hineingeschoben und der Arbeitskolben in seiner äußersten Stellung am vorderen offenen Ende des Hauptcylinders sich befindet, die Entfernung zwischen beiden Kolben 12 7/8 Zoll W. = 339 Millimet. beträgt, welcher ein Luftvolumen von 1775 W. Kubikzoll = 0,0324532 Kub. Met. entspricht, beträgt das eingeschlossene gesammte Luftvolumen, mit Hinzurechnung von 300 W. Kub. Zoll = 0,0054858 Kubikmeter, 2075 W. Kubikzoll = 0,037945 Kub. Met. Dieses Luftvolumen wird beim Rückgang des Arbeitskolbens, d.h. bei der Bewegung einwärts comprimirt und nimmt, wenn derselbe am Ende seines Hubes steht, nur noch einen Raum von (12 7/8 – 6 5/8) × (13 1/4)² . π/4 = (1162 W. Kubikzoll)/(0,021251 Kubikmet.) ein. Da nun die während der Compression erzeugte Wärme jedenfalls in das Kühlwasser tritt, die Temperatur der Luft also unverändert bleibt, so müßte nach dem Mariotte'schen Gesetz die Spannung der Luft am Ende der Compression 2075/1162 = 1,79 der Anfangsspannung betragen, vorausgesetzt daß keine Luftverluste stattfänden. Bei dem wirklichen Versuche hat sich dieses Compressionsverhältniß zu 1,74 herausgestellt.Man s. das Diagramm welches weiter unten näher besprochen wird. Denken wir uns ferner den Blechcylinder G, G an der Kolbenstange nach dem Topf D, D bewegt, so wird die bei α befindliche heiße Luft von dem Cylinder G, G verdrängt und diese muß nun ihren Weg an der Wand dieses Cylinders entlang nach β hin nehmen. Hierbei wird sie in eine sehr dünne Schicht zertheilt, und indem sie ihre Wärme an den kalten Arbeitscylinder A, A abgibt, kommt sie selbst als kalte Luft nach β. Schon hieraus sieht man, daß die beiße Luft niemals als solche auf den Arbeitskolben wirken kann, da sie, so oft sie diesen Weg von α nach β hin macht, ihre Wärme bis zur Temperatur des Kühlwassers verliert. Die Abkühlung ist eine um so vollkommenere, als die Kühlfläche verhältnißmäßig sehr groß ist. Da, wie schon erwähnt, der Blechcylinder G, G bis zum Boden des Feuertopfes D, D reicht, so wird das ganze Luftvolumen genöthigt sich abzukühlen. Denken wir uns umgekehrt den Blechcylinder G, G nach der anderen Seite, also nach dem Kolben K hin geschoben, so wird das bei β befindliche kalte Luftvolumen zwischen den hinteren heißen Theil des Blechcylinders G, G einerseits und das heiße Zwischenstück Z, Z und den rothglühenden Topf D, D andererseits nach α verdrängt und nimmt daher daselbst sehr rasch wieder Wärme auf. Denken wir uns aber den Blechcylinder G, G ganz dem Kolben K genähert, so daß das Volumen β = 0, so befindet sich das ganze eingeschlossene Luftvolumen bei α. Da dieser Raum durch die Zwischenräume, welche der Verdränger mit den Wandungen des Hauptcylinders, Zwischenstückes und Heiztopfes bildet, stets mit dem Raum β, welcher die abgekühlte Luft enthält, in Verbindung steht, so muß angenommen werden, daß bei dem Betrieb der Maschine in beiden Räumen nahezu die gleiche Spannung vorhanden seyn wird. Dagegen ist selbstverständlich die Temperatur der Luft in beiden Räumen sehr verschieden und zwar wird der Temperaturunterschied um so größer seyn, je heißer die der Einwirkung des Feuers und je kühler die der Einwirkung des Kühlwassers ausgesetzten Wandungen erhalten werden. Was die Dichte der in der Maschine eingeschlossenen Luft betrifft, so muß dieselbe für jede Lage der Kurbel und des Kolbens in dem heißen Raume α nothwendig um so geringer werden, je höher die Temperatur daselbst und damit die Spannung der Luft in der ganzen Maschine steigt, während in dem kalten Raume β mit der wachsenden Spannung auch die Dichte der Luft zunehmen wird. Wenn also die Luft in beiden Räumen nahezu die gleiche Spannung besitzt, so ist diese Spannung in dem einen Raum begründet durch die hohe Temperatur, in dem anderen durch die große Dichte; man hat somit in dem einen Raum ausgedehnte erhitzte, in dem anderen comprimirte kalte Luft. Faßt man aber die Spannung der eingeschlossenen Luft während einer Kurbelumdrehung auf, so ist begreiflich, daß dieselbe, je nach der verschiedenen Lage welche während dem die beiden Kolben einnehmen, in den einzelnen Momenten sehr verschieden ist, und zwar in der Art, daß beim Rückgange des Arbeitskolbens die Compression und beim Hergange die Expansion der Luft zur Wirkung kommt. Wir haben somit in diesem Moment die Leistung, resp. den Druck der in den schädlichen Räumen befindlichen kalten Luft, welche von der heißen Luft bei α comprimirt wird, auf den Kolben K. Indem auf diese Weise der Kolben K und der Cylinder G, G im richtigen Verhältniß hin und her bewegt werden, entsteht abwechselnd Ab- und Zunahme des Druckes in der Maschine und in Folge dessen ihre Bewegung.Weiter unten werden sowohl über den Leergang als über die Bewegung der Maschine bei voller Arbeit Diagramme mitgetheilt werden, durch welche der Bewegungszustand der Maschine noch deutlicher veranschaulicht werden wird. Jeder Luftverlust ersetzt sich bei einer Umdrehung durch den Lederstulpen l von selbst, so daß also eine Verringerung des arbeitenden Luftvolumens nie eintreten kann. In der vorstehenden Beschreibung ist zugleich auch das Spiel und die Wirkungsweise der Maschine verständlich gemacht, so daß in dieser Beziehung kaum eine weitere Erklärung nöthig ist. Wie schon bemerkt, wird nämlich ein bestimmtes Volumen atmosphärischer Luft von der Temperatur des Kühlwassers in der Maschine auf circa eine halbe bis dreiviertel Atmosphäre comprimirt, wobei die bei der Kompression erfolgte, wenn auch sehr geringe Temperaturzunahme sofort an das Kühlwasser übergeht, und hierauf wird diese comprimirte Luft in einer sehr dünnen Schicht über heiße Flächen geführt, wobei sie Wärme aufnimmt und dadurch an Temperatur und Spannung zunimmt. Diese, durch abwechselnde Erhitzung und Abkühlung gewonnene Arbeitsgröße im genannten Luftvolumen ist es, welche auf die Maschine übertragen wird und zwar, wie ebenfalls schon erwähnt, auf indirecte Weise, indem die heiße Luft nicht direct, sondern nur mittelbar durch die kalte Luft auf den Arbeitskolben K ihre Wirkung ausübt. Darin unterscheidet sich die neue Maschine von W. Lehmann wesentlich und zu ihrem Vortheile von der Laubereau'schen Heißluftmaschine, mit welcher sie sonst im Princip und in der Anordnung am meisten übereinstimmt. Die Bewegung des Arbeitskolbens und Vertheilungskolbens ist nämlich bei beiden Maschinen fast ganz gleich. Allein während bei der Laubereau'schen Maschine die erhitzte expandirte Luft unmittelbar auf den Arbeitskolben wirkt, dient bei der Lehmann'schen Maschine die erhitzte expandirte Luft, wie wir gesehen haben, zunächst nur dazu, die abgekühlte Luft zu comprimiren, wobei durch die den Vertheilungskolben umgebende dünne Luftschicht, welche einen schlechten Wärmeleiter darstellt und überdieß der beständigen Abkühlung ausgesetzt ist, zwar die Spannung, keineswegs aber die hohe Temperatur übertragen wird. Der Arbeitskolben in der Lehmann'schen Maschine unterliegt also bloß der Einwirkung abgekühlter comprimirter Luft, während derselbe in der Laubereau'schen Maschine der directen Einwirkung der erhitzten Luft ausgesetzt war. In diesem Umstande ist auch der Hauptübelstand begründet, welcher der Laubereau'schen Maschine anklebt, und den Lehmann bei seiner Maschine glücklich vermieden hat. Es verdient indessen bemerkt zu werden, daß schon Ericsson bei seiner neuen Heißluftmaschine dieselbe Aufgabe, den Arbeitskolben der unmittelbaren Einwirkung der erhitzten Luft zu entziehen, gelöst hat, wenn auch in minder vollkommener Weise als dieß nun Lehmann gelungen ist. Im Uebrigen ist die Maschine von Lehmann wie die Maschinen von Laubereau und Ericsson einfachwirkend und bedarf, um einen gleichmäßigen Gang zu erlangen, eines entsprechend schweren Schwungrades, wobei jedoch, wie bereits bemerkt worden ist, die Anbringung eines Gegengewichtes unterbleiben kann. Was nun im Weiteren die Behandlung und Beheizung der Lehmann'schen Maschine betrifft, so ist dieselbe sehr einfach und bedarf keines besonderen Maschinenwärters, sondern kann vielmehr von jedem Arbeiter nebenbei besorgt werden. Für die Ingangsetzung genügt eine 15–20 Minuten lange vorherige Heizung, wobei das Feuer zuerst mit Holz angemacht und dann mit Steinkohlen unterhalten wird. Die Kurbel der Maschine muß hierbei stets auf dem vorderen todten Punkt zu stehen kommen, d.h. der Arbeitskolben muß seine äußerste Lage einnehmen. Bei dieser Stellung der Kurbel ist auch der innere Blechcylinder an seinem hinteren Ende nicht der hohen Temperatur des Feuertopfes ausgesetzt. Ist die Maschine geheizt, so genügt eine kleine Bewegung am Schwungrade, im Sinne seiner durch den Pfeil angedeuteten Umdrehungsbewegung, um die Maschine aus der eben erwähnten Stellung in Gang zu setzen. Beim Abstellen ist ebenfalls darauf zu achten, daß die Kurbel die eben erwähnte Stellung einnimmt. Das Abstellen selbst geschieht dann durch das Oeffnen des Ventiles an dem Handgriff. Die Kraftleistung der Maschine hängt direct von der Temperatur des Feuertopfes ab, und ist darauf zu sehen, daß derselbe durch rechtzeitiges Nachfeuern in gleichmäßiger Gluth erhalten bleibe. Der Kopf des Feuertopfes, welcher dem Feuer am nächsten liegt, soll nie zu hellroth werden; eine dunkel zinnoberrothe Färbung ist genügend. Alle sich reibenden Theile sind gut zu schmieren; ebenso ist der innere Theil des Arbeitscylinders, soweit es die hinterste Kolbenstellung zuläßt, mit gutem Oele einzureiben. Die Umdrehungszahl des Schwungrades soll während der Arbeit die Zahl 100 nicht übersteigen. Bei 120 Umdrehungen per Minute müsse deßhalb das Ventil schon durch den Regulator geöffnet werden und abblasen. Die während des Ganges durch Undichtheit des Kolbens und Ventiles verloren gehende Luft ersetzt sich, wie wir gesehen haben, während der Arbeit von selbst, da stets so viel Luft durch den Arbeitskolben nach innen eindringt, als die Maschine bedarf. Das Kühlwasser in der Maschine soll gewöhnlich nicht über 35–40° R. (44–50° C.) warm werden, was bei guter Circulation und genügend großem Wasserreservoir nicht der Fall seyn wird. Wo es die örtlichen Verhältnisse zulassen, benutzt man hierzu eine Wasserleitung und dann kann der Zufluß leicht so regulirt werden, daß das abfließende Wasser besagte Temperatur hat. Ist das Reservoir örtlicher Verhältnisse wegen jedoch nicht neben der Maschine anzubringen, sondern tiefer angebracht, so ist, wie in unseren Zeichnungen vorgesehen ist, eine kleine Hülfspumpe anzuwenden, welche durch die Maschine selbst bewegt wird, dabei aber nur wenig Kraft bedarf, da, vorausgesetzt daß das Wasser wieder in's Reservoir zurückfließt, keine andere mechanische Arbeit nöthig ist, als das Kühlwasser in leichter Bewegung zu erhalten. Das Abflußrohr muß dabei natürlich etwas unter dem Wasserspiegel des Reservoirs einmünden. Wenn nun auch darin, daß die neue Maschine zur Abkühlung der eingeschlossenen heißen Luft des kalten Wassers bedarf, eine der schwachen Seiten dieses Maschinensystemes besteht, so ist der Wasserverbrauch, welchen ihr Betrieb nöthig macht, doch nicht so bedeutend, daß er ein Hinderniß für die Aufstellung der Maschine darböte. Da das Wasser bis 50° C. und noch heißer werden kann, ohne die Wirkung der Maschine im Geringsten zu benachtheiligen, so sollen pro Pferdekraft und Stunde 5–10 Kubikfuß kaltes Wasser für den angegebenen Zweck völlig ausreichen. Die Feuerung ist eine ganz gewöhnliche Rostfeuerung, welche etwas hinter dem Feuertopf angebracht ist und wie aus Fig. 2 zu sehen, von der Seite aus geheizt wird. Die Verbrennungsgase umspülen den Feuertopf D, D und das cylindrische Ansatzstück Z, Z möglichst von allen Seiten, ehe sie in den Kamin T abziehen, worin zur Regulirung eine gewöhnliche Ofenklappe B angebracht ist. Der Verbrauch an Steinkohlen für die Heizung betrage per Pferdekraft und Arbeitstag (von 10 Stunden) ungefähr 80–100 Pfd., woraus zu schließen, daß die Feuerung vielleicht doch noch etwas zweckmäßiger eingerichtet werden könnte.Genauere Angaben über den Wasser- und Brennmaterialverbrauch der Maschine, über ihre Leistung und die wichtigste Maaßverhältnisse werden weiter unten auf Grundlage wirklicher Versuche mitgetheilt. Außer der Heizung und der Wasserleitung haben wir hier auch noch einige andere Punkte, welche die Leistung der Maschine unter Umständen beeinträchtigen könnten, zu berühren. Dahin gehören namentlich etwaige Undichtheiten in den Verbindungen des Kolbens, des Ventiles und der Stopfbüchse. Jede Undichtheit dieser Theile kann sogleich durch Kompression der Luft wahrgenommen werden, wenn im kalten Zustande der Maschine das Schwungrad aus der vordersten Kolbenstellung gewaltsam umgedreht wird. Die comprimirte Luft wird dann den Kolben, wenn keine Undichtheit vorhanden ist, wieder nahezu in seine ursprüngliche vorderste Stellung zurücktreiben. Ist dieses nicht der Fall, so ist nachzusehen, wo die Luft ausbläst. Wird die Luft im kalten Zustande in dieser Weise comprimirt, so erfährt sie bei der Endstellung des Arbeitskolbens eine Spannung von 8–12 Pfd. pro Quadratzoll über den gewöhnlichen atmosphärischen Druck. Von nachtheiligem Einfluß auf die Leistung der Maschine ist ferner die Undichtheit des inneren Blechcylinders, weil dadurch die Spannung der Arbeitsluft, indem diese in das Innere des Blechcylinders dringt, natürlich viel geringer ausfällt, als wenn der Blechcylinder G, G dicht schließen würde. Diese Undichtheit ist um so bedenklicher, als sie nicht direct wahrgenommen werden kann. Doch gibt das Manometer in dem niederen Stand des Luftdruckes darüber indirecten Aufschluß und wenn dieses Anzeichen sich wirklich einstellt, so muß die Sache eben sofort näher untersucht und müssen die undichten Stellen des Blechcylinders verbessert werden. Endlich können auch Reibungswiderstände am inneren Blechcylinder vorkommen, welche auf den Nutzeffect der Maschine ungünstig einwirken. Wenn dieser Cylinder sonst in Ordnung ist, so bedürfe er, da stets etwas Oel durch den Arbeitskolben mit der Luft eingesogen wird, keines besonderen Schmierens. Schlechtes und verdicktes Oel sind gegentheils öfters die Ursachen der starken Reibungen. In diesem Falle ist der Arbeits- und Blechcylinder zu reinigen. Streift dagegen der Blechcylinder im Feuertopf, was übrigens sogleich hörbar ist, so kann diesem Uebelstand in den meisten Fällen durch Verdrehen des Cylinders in eine andere richtige Lage abgeholfen werden. Dazu löst man die vordere Schraubenmutter n am Kreuzkopf (s. Fig. 6) und bringt die Stange außer Verbindung mit dem Hebel; dann dreht man den Blechcylinder an der Stange, bis er sich leicht und ohne zu streifen mit der Hand an seiner Stange hin und her bewegen läßt, und in der neuen richtigen Stellung wird er nun wieder mit dem Kreuzkopfe verbunden. Alle diese Mängel und Uebelstände, welche sich bei der neuen Maschine unter Umständen einstellen könnten, sind also der Art, daß sie sich in jedem einzelnen Falle leicht heben und beseitigen lassen. Da sie nun im Uebrigen gegen die meisten anderen bis jetzt bekannten Heißluftmaschinen mehrere sehr erhebliche Vortheile besitzt, so ist nicht zu zweifeln, daß sie allenthalben, namentlich in den Kleingewerben und besonders für kleine Betriebskräfte aufwärts bis zu 2 Pferdekräften, eine gute Aufnahme finden wird. Die bemerkenswerthesten Vortheile der neuen Luftexpansionsmaschine bestehen nach dem bisher Mitgetheilten in Folgendem: 1) daß sie vollständig geräuschlos arbeitet; 2) daß bei ihr alle sich reibenden Theile in kaltem Zustande arbeiten und deßhalb mit gewöhnlichem Oel geschmiert werden können und in Folge dessen auch nur eine geringe Abnutzung erleiden; 3) daß, da die in der Maschine arbeitende Luft immer dieselbe bleibt, durch den Betrieb derselben die Luft in den Arbeitslosen nicht verschlechtert wird, und daß, da jene Luft beständig in kaltem Zustande arbeitet, bei ihr auch der sonst so lästige Oelgeruch nicht eintritt; 4) daß sie überall ohne irgend welchen Unterbau in höheren Stockwerken aufgestellt werden kann und zu ihrem Betriebe ein einfacher Zimmerkamin genügt; 5) daß bei ihr, wie übrigens bei jeder Heißluftmaschine, keine Explosionsgefahr möglich und daher zu ihrer Aufstellung auch keine obrigkeitliche Bewilligung nöthig ist und sie bei etwaiger Feuerversicherung auch keine höhere Assecuranzprämie verursacht; 6) daß ihre Behandlung und Heizung verhältnißmäßig sehr einfach und leicht ist, so daß hierzu kein besonderer Wärter nöthig ist, sondern ihre Bedienung von jedem Knaben oder Arbeiter nebenbei besorgt werden kann; 7) daß die Heizung derselben zugleich auch mit Vortheil zum Kochen, sowie zum Heizen des Arbeitslocales verwendet werden kann; 8) daß zu ihrer Heizung außer Steinkohlen auch jedes beliebige andere Brennmaterial (Kohks ausgenommen) zu verwenden ist; 9) daß dieselbe kein langes Vorfeuern nöthig macht, sondern schon nach einem 15–20 Minuten dauernden Anheizen in Gang gesetzt werden kann, sowie auch daß sie, weil bei ihr keine Ueberhitzung möglich ist, im geheizten Zustande beliebig lange abgestellt werden kann, ohne dadurch im Geringsten zu leiden; 10) daß bei ihr das zur Abkühlung der Luft nöthige Wasser, wenigstens bei hinreichend großem Reservoir, stets dasselbe bleiben kann, weil es sich an der Luft von selbst wieder abkühlt, und daß dieses Kühlwasser, weil von allen erdigen und verunreinigenden Theilen rein bleibend, auch mit Vortheil zu verschiedenen Zwecken als warmes Wasser benutzt werden kann; 11) daß sie bei ihrer überaus einfachen und leicht verständlichen Construction, falls irgend etwas im Inneren derselben fehlen sollte, in wenigen Minuten aus einander gelegt und wieder zusammengesetzt werden kann; endlich 12) daß ihr Ankaufspreis im Vergleich zu anderen ähnlichen Maschinen ein sehr mäßiger ist, indem derselbe bei 1/2, 1 u. 2 Pferdekraft beziehungsweise nur zu 400, 500 und 600 Rthlr. taxirt ist. Die Lehmann'sche Maschine wurde bereits in Deutschland und in Oesterreich patentirt und haben das Patentrecht für die deutschen Staaten C. Völckner und H. Nehrlich in Aschaffenburg (Bayern) und für die k. k. österreichisch-ungarischen Staaten Franz Ringhoffer in Smichow bei Prag käuflich an sich gebracht. Von den ersteren ist behufs der Uebernahme von Bestellungen auf den Bau dieser Maschine eine Ankündigung erfolgt, welcher ich bezüglich der Dimensionen und Preise der zu liefernden Maschinen folgende Zahlenangaben entnehme: Stärke der Maschine in Pferdekräften 1/2 1 2 Anzahl der Arbeitscylinder einer Maschine     1 1 2 Cylinderdurchmesser in Millimeter 263 378 378 Ganze Länge der Maschine in Millimeter 2400 2800 2900 Ganze Breite der Maschine in Millimeter 800 1000 1000 Ganze Höhe der Maschine in Millimeter 1150 1500 1100 Anzahl der Umdrehungen per Minute 100 100 100 Preis in Thalern 400 500 600    Die Preise verstehen sich loco Aschaffenburg netto comptant. Was dagegen die Maschinenfabrik und Eisengießerei von Franz Ringhoffer in Smichow bei Prag betrifft, so hat dieselbe bis letzten September bereits 6 Stück der Lehmann'schen Maschinen zur Ausführung gebracht,In Prag sind bereits zwei Lehmann'sche Maschinen von je 1 Pferdekraft in wirklichem Betrieb; der Preis der einpferdigen Maschine stellt sich auf 750 fl. öst. W. und damit in Anwesenheit des Erfinders und des Ingenieurs W. Eckerth – sowohl in Rücksicht auf gewisse bloß die Detailconstruction beeinflussende Verhältnisse als auch in Bezug auf die Eigenschaften der Maschine als Motor im Allgemeinen – eingebende Versuche angestellt, deren Ergebnisse wenigstens in Bezug auf eine dieser Maschinen (Nr. 2) im Folgenden mitgetheilt werden sollen, und zwar nach den Aufzeichnungen welche von dem eben genannten Ingenieur Eckerth für seine Abhandlung über die Lehmann'sche Heißluftmaschine in den „technischen Blättern des deutschen Ingenieur-Vereines in Böhmen“ (zweites Heft, Prag 1869) zusammengestellt und mir zur Benutzung für das polytechnische Journal zugestellt worden sind. Diese Versuchsmaschine war im ersten Stockwerke des Fabrikgebäudes aufgestellt und der Ofen derselben mit einem gewöhnlichen Zimmerkamin in Verbindung gebracht. Das Kühlwasser befand sich in einem neben der Maschine aufgestellten Reservoir, passirte die Maschine in der Richtung von unten nach oben und wurde durch die Pumpe nur so hoch gehoben, daß es frei in das Reservoir zurückfallen konnte. Der bei den Versuchen verwendete Zaum wurde an eine Riemenscheibe von 553 Millimet. Durchmesser angelegt und hatte ein reducirtes Eigengewicht von 2,38 Kilogr. bei einer Hebellänge von 1264 Millimet. Der dabei verwendete Indicator wurde nach Richards' verbesserter Construction ausgeführt und ist aus der Fabrik von Schäffer und Budenberg in Magdeburg bezogen worden. Derselbe war mit der im Cylinder eingeschlossenen kalten comprimirten Luft in Verbindung gesetzt und gab also den thatsächlich auf den Arbeitskolben ausgeübten Druck an, und zwar der dem Instrument beigefügten Scala zufolge in Zollpfunden pro Quadratzoll. Die Temperaturmessungen wurden mit einem 100theiligen Thermometer ausgeführt. Zum Heizen der Maschine wurde Buschtiehrader Würfelkohle zu dem Preise von 40 kr. ö. W. pro Centner loco Fabrik benutzt. Nach diesem Preise im Vergleiche mit anderen Kohlensorten dürfte der Heizwerth dieser Kohle mit 3500 Wärmeeinheiten nicht zu niedrig geschätzt seyn. Die Ergebnisse der mit dieser Maschine (Nr. 2) am 12. September 1869 ausgeführten Versuche sind nun folgende: 1. Die vorhandene Kühlwassermenge in der Maschine und im Reservoir zusammengenommen war = 13,5 Kubikfuß (Wienermaaß) und die Temperatur des Kühlwassers vor Beginn der Versuche betrug 25° C. Noch vor dem Anheizen der Maschine wurde das (unten mitgetheilte) Diagramm Nr. 1 genommen, während dieselbe durch Drehen am Schwungrad in eine langsame, etwa 15 Umdrehungen pro Minute betragende Bewegung versetzt worden war. Dieses Diagramm stellt in der oberen Curve die Compression und in der unteren die darauf folgende Expansion der in der Maschine eingeschlossenen Luft dar, erstere dem Rückgange, letztere dem Vorgange des Arbeitskolbens entsprechend. Der Umstand, daß die Expansionscurve tiefer als die Compressionscurve liegt, liefert den Beweis, daß während der Compression jedenfalls Luftverluste stattgefunden haben; da aber trotzdem die Expansionscurve in den Anfangspunkt der Compressionscurve zurückkehrt, so muß offenbar während der letzten Periode der Expansion, in welcher die Spannung der in der Maschine eingeschlossenen Luft in Folge der Verluste bis unter die Atmosphäre zu sinken beginnt, von Außen wieder Luft zugeströmt seyn. 2. Das Anheizen der Maschine geschah um 7 Uhr 20 Minuten in der Frühe und um 7 Uhr 45 Minuten ging die Maschine unbelastet mit der normalen Geschwindigkeit von 100 Umdrehungen pro Minute, so daß das Leergangsdiagramm Nr. 2 genommen werden konnte, welches in der unteren Curve die dem Rückgang entsprechende Compression und in der oberen die im Vorgange darauf folgende Expansion der in der Maschine eingeschlossenen und erhitzten Luft darstellt. Der von der geschlossenen Curve eingeschlossene Flächenraum stellt dabei die Arbeit dar, welche zur Ueberwindung der Reibungswiderstände der leergehenden Maschine nöthig ist. Die Maximal-Spannung betrug 7,5 Zoll-Pfund = 6,7 W. Pfd. und der effective mittlere Druck 2,825 Zoll-Pfund = 2,522 W. Pfd. pro Quadratzoll über der Atmosphäre. 3. Um 8 Uhr 15 Minuten wurde die Maschine, um ihre Leistungsfähigkeit zu bestimmen, mit dem Prony'schen Zaum gebremst und die Versuche damit bis 11 Uhr 15 Minuten fortgesetzt. Während dieser Versuche wurde zugleich die Temperatur des Kühlwassers beim Ein- und Austritt beobachtet und um 9 Uhr 5 Min. das Diagramm Nr. 3, um 9 Uhr 15 Min. das Diagramm Nr. 4, um 10 Uhr 40 Minuten das Diagramm Nr. 5 und um 11 Uhr 15 Min. das Diagramm Nr. 6 von der Maschine abgenommen.Man s. die unten folgenden Diagramme Nr. 3 – Nr. 6. Im Beharrungszustande der Maschine müssen sich nothwendig Verlust und Ersatz der Betriebsluft stets ausgleichen, so daß alle Kolbenspiele mit gleicher Anfangsspannung beginnen. Ob diese Anfangsspannung der atmosphärischen Spannung gleich ist oder mehr oder weniger unter derselben liegt, hängt lediglich davon ab, ob die Lederstulpe des Arbeitskolbens dem Eindringen der Luft mehr oder minder Widerstand entgegensetzt, also eine größere oder kleinere Spannungsdifferenz zwischen der inneren und äußeren Luft bedingt. Wie die Diagramme Nr. 3 bis Nr. 6 zeigen, war bei den in Rede stehenden Versuchen die Anfangsspannung stets gleich dem atmosphärischen Druck. Ebenso war die Maximal-Spannung constant und betrug 10 Zoll-Pfund = 8,93 W. Pfd., während der effective mittlere Druck bei den einzelnen Versuchen wechselte und den erwähnten Diagrammen zufolge beziehungsweise 5,75 Zollpfund = 5,134 W. Pfd., 5,9 Zollpfund = 5,27 W. Pfd., 5,65 Zollpfund = 5,04 W. Pfd. und 5,7 Zollpfund = 5,1 W. Pfd. betrug. Dabei wurden vom Anheizen bis 9 Uhr 15 Min. 30 Pfd. und von 9 Uhr 15 Min. bis zum Schluß der Versuche um 11 Uhr 15 Min. 16 Pfd. 12 Loth Kohle der bezeichneten Art verbraucht. Die übrigen Ergebnisse dieser Versuche enthält die folgende Tabelle. Tabelle über die mit einer Lehmann'schen Heißluftmaschine am 12. September 1869 in der Ringhoffer'schen Maschinenfabrik zu Smichow ausgeführten Versuche. Textabbildung Bd. 194, S. 270 Zeit der Beobachtung; Stunde; Minute; Umdrehungszahl der Maschine pro Minute; Reducirte Gesammtbelastung des Prony'schen Zaumes in W. Pfund; Nutzeffect der Maschine in W. Fußpfd.; Temperatur des Kühlwassers in Centef. Graden; beim Eintritt in die Maschine; beim Austritt aus der Maschine Hiernach war die mittlere Umdrehungszahl der Maschine während des Betriebes von 9 Uhr 15 Min. bis 11 Uhr 15 Min. = 97, die mittlere Nutzleistung derselben innerhalb dieser Zeit pro Secunde = 417,15 W. Fußpfund und der Wirkungsgrad 0,66. 4. Um 11 Uhr 15 Min. wurde die Maschine so weit demontirt, daß der Arbeitskolben und der Vertheilungskolben herausgenommen und untersucht werden konnten. Der Arbeitskolben hatte etwa die Temperatur des Kühlwassers und konnte mit der Hand noch berührt werden. Analog verhielten sich die vordersten Theile des Vertheilungskolbens, während der hintere Boden desselben theilweise dunkelrothglühend erschien. Die Maschine wurde, nachdem diese Ergebnisse als befriedigend erkannt worden, wieder zusammen montirt und um 11 Uhr 35 Min. von Neuem in Gang gesetzt, wobei für die Umdrehungszahl 100 die reducirte Gesammtbelastung der Bremse 8,25 W. Pfd. betrug, der Nutzeffect sich also noch immer auf 345,7 W. Fußpfund belief, trotzdem seit Schluß der Versuche (11 Uhr 15 Min.) nicht mehr geheizt worden war und die Heizthür geöffnet blieb. 5. Um 12 Uhr 10 Min. endlich war die Maschine so weit abgekühlt, daß sie im Leergange die normale Geschwindigkeit von 100 Umdrehungen pro Minute hatte und das Leergangsdiagramm Nr. 7 genommen werden konnte. Die Temperatur des Kühlwassers betrug zu dieser Zeit beim Eintritt in die Maschine 65° C., beim Austritt aus derselben 71° C. Die Maximal-Spannung betrug während diesem Versuch 8,5 Zollpfund = 7,6 W. Pfd. und der effective mittlere Druck 2,71 Zollpfund = 2,4 W. Pfd. über dem Atmosphärendruck. 6. Die Maschine arbeitete von 9 Uhr 15 Min. bis 11 Uhr 15 Min., also durch 2 Stunden oder 120 Minuten und verbrauchte in dieser Zeit 16 Pfd. 12 Loth W. = 16,375 W. Pfd. = 9,17 Kilogrm., also pro Stunde 8,1875 W. Pfd. = 4,585 Kilogrm. Kohle. Die Leistung der Maschine betrug während dieser Zeit durchschnittlich pro Secunde 417,15 W. Fußpfund = 73,8 Kilogrm.-Meter, also pro Stunde = 73,8 . 60 . 60 = 265680 Kilogrm.-Meter, entsprechend 265680/424 = 626,6 Wärmeeinheiten. 7. Das Kühlwasser bestand während der ganzen Versuchszeit in 13,5 W. Kubikfuß = 761,4 W. Pfd. = 426,4 Kilogrm. Dasselbe zeigte in zwei Stunden (von 9 Uhr 15 Min. bis 11 Uhr 15 Min.) eine Temperaturzunahme von 61 – 35 = 26° C., also pro Stunde von 13° C. Daher beträgt die in das Kühlwasser übergegangene Wärmemenge pro Stunde = 426,4 . 13 = 5543,2 Wärmeeinheiten. Hiernach betrug der nachweisbare Verbrauch an Wärme = 5543,2 + 626,6 = 6169,8 oder rund 6170 Wärmeeinheiten und das Verhältniß der in Arbeit umgesetzten Wärme zu der in das Kühlwasser übergetretenen Wärmemenge stellte sich auf: 626,6/5543,2 = 0,113 oder circa 11 Proc. 8. Nimmt man an, daß die verwendete Kohle annähernd einen Heizwerth von 3500 Wärmeeinheiten hat, so ergibt sich das Verhältniß der in Arbeit umgesetzten Wärme zu der in den aufgewendeten Kohlen zur Verfügung gestandenen Wärmemenge, also der thermische Effect der Maschine zu: 626,6/(4,585 . 3500) = 0,039 oder circa 4 Proc. und es stellt sich der Wirkungsgrad oder das Güteverhältniß der Feuerungsanlage auf: 6170/(4,585 . 3500) = 0,38. 9. Die Differenz in den Temperaturen des Kühlwassers beim Eintritt und Austritt betrug, während die Maschine mit circa 1 Pferdekraft arbeitete, fast constant 9° C. Die in das Kühlwasser pro Stunde übertragene Wärmemenge beträgt nach Obigem 5543,2 Wärmeeinheiten, folglich pro Minute 92,39 Wärmeeinheiten. Die pro Minute die Maschine passirende Wassermenge muß daher betragen: 92,39/9 = 10,266 Kilogr. = 18,33 W. Pfd. = 0,325 W. Kubikfuß, also per Stunde: 60 . 0,325 = 19,5 W. Kubikfuß.Das ist nun allerdings bedeutend mehr als oben angegeben worden ist. 10. Die einfach wirkende Pumpe hat 2 Zoll W. Durchmesser und 2 Zoll W. Hub; die mittlere Umdrehungszahl betrug 97 und die theoretische Lieferungsmenge derselben daher 0,35 W. Kubikfuß pro Minute. Es muß also die Pumpe mit einem Wirkungsgrad von: 0,325/0,350 = 0,93 gearbeitet haben, was in Rücksicht darauf, daß sie das Wasser nur auf eine sehr geringe Höhe zu heben hat, durchaus wahrscheinlich erscheint und die Richtigkeit der gemachten Beobachtungen bestätigt. Diagramme, abgenommen von der Lehmann'schen Maschine bei den am 12. September 1869 ausgeführten Versuchen (deren Ergebnisse Seite 268 mitgetheilt wurden.) Nr. 1. Diagramm, an der ungeheizten Maschine genommen. Umdrehungen pro Minute = 15. Anfangsspannung = 11,75 Pfd. W. pro Quadratzoll absolut. Endspannung = 20 Pfd. W. pro Quadratzoll absolut. Compressions-Verhältniß nach dem Diagramm = 1,74. Textabbildung Bd. 194, S. 273 Nr. 2. Leergangs-Diagramm der Maschine bei 100 Umdrehungen pro Minute. Maximal-Spannung = 7,5 Zollpfund = 6,7 Pfd. W. pro Quadratzoll über der Atmosphäre. Effectiver mittlerer Druck = 2,825 Zollpfund = 2,522 Pfd. W. Textabbildung Bd. 194, S. 273 Nr. 3. Diagramm der mit dem Prony'schen Zaum belasteten Maschine bei 100 Umdrehungen. Länge des Bremshebels = 4 Fuß W. Reducirtes Gesammtgewicht = 10,25 Pfd. W. Nutzeffect der Maschine = 429,5 Fußpfund. Effectiver mittlerer Druck nach dem Diagramm = 5,65 Zollpfund = 5,04 Pfd. W. Leistung der Maschine nach dem Diagramm = 640 Fußpfund. Wirkungsgrad = 0,67. Passive Widerstände = 1,66 Pfd. W. pro Quadratzoll. Maximal-Spannung = 10 Zollpfund = 8,93 Pfund W. pro Quadratzoll über der Atmosphäre. Textabbildung Bd. 194, S. 274 Nr. 4. Diagramm der mit dem Prony'schen Zaum belasteten Maschine bei 100 Umdrehungen. Länge des Bremshebels = 4 Fuß W. Reducirte Gesammtbelastung = 10,25 Pfd. W. Nutzeffect der Maschine = 429,5 Fußpfund. Effectiver mittlerer Druck nach dem Diagramm = 5,9 Zollpfund = 5,27 Pfd. W. Leistung der Maschine nach dem Diagramm = 668,3 Fußpfd. Wirkungsgrad = 0,64. Passive Widerstände = 1,8 Pfd. W. pro Quadratzoll. Maximal-Spannung = 10 Zollpfund = 8,93 Pfund W. pro Quadratzoll über der Atmosphäre. Textabbildung Bd. 194, S. 274 Nr. 5. Diagramm der mit dem Prony'schen Zaum belasteten Maschine bei 100 Umdrehungen. Länge des Bremshebels = 4 Fuß W. Reducirte Gesammtbelastung = 10,25 Pfd. W. Nutzeffect der Maschine = 386,4 Fußpfund. Effectiver mittlerer Druck nach dem Diagramm = 5,7 Zollpfund = 5,1 Pfd. W. pro Quadratzoll. Leistung der Maschine nach dem Diagramm = 583,7 Fußpfd. Wirkungsgrad = 0,66. Passive Widerstände = 1,72 Pfd. W. pro Quadratzoll. Maximal-Spannung = 10 Zollpfund = 8,93 Pfund W. pro Quadratzoll über der Atmosphäre. Textabbildung Bd. 194, S. 275 Nr. 6. Diagramm der mit dem Prony'schen Zaum belasteten Maschine bei 90 Umdrehungen. Länge des Bremshebels = 4 Fuß W. Reducirte Gesammtbelastung = 8,25 Pfd. W. Nutzeffect der Maschine = 345,7 Fußpfund W. Effectiver mittlerer Druck nach dem Diagramm 5,75 Zollpfund = 5,134 Pfd. W. Leistung der Maschine nach dem Diagramm = 651,4 Fußpfd. W. Wirkungsgrad = 0,53. Passive Widerstände = 2,41 Pfd. W. pro Quadratzoll. Maximal-Spannung = 10 Zollpfund = 8,93 Pfund W. pro Quadratzoll über der Atmosphäre. Textabbildung Bd. 194, S. 275 Nr. 7. Leergangs-Diagramm der Maschine bei 100 Umdrehungen. Effectiver mittlerer Druck = 2,71 Zollpfund = 2,4 Pfund W. Maximal-Spannung = 8,5 Zollpfd. = 7,6 Pfd. W. pro Quadratzoll über der Atmosphäre. Textabbildung Bd. 194, S. 276 Zum Schlusse enthält die folgende Tabelle noch eine Vergleichung der wichtigsten Versuchsresultate der Lehmann'schen Heißluftmaschine mit den entsprechenden der Ericsson'schen und Laubereau'schen Heißluftmaschine. Tabelleüber die wichtigsten Versuchsresultate der Heißluftmaschinen von Ericsson, Laubereau und Lehmann. Textabbildung Bd. 194, S. 276 Maschinensystem; Durchmesser des Arbeitskolbens; Nutzeffect pro Secunde; Wirkungsgrad; Brennmaterialverbrauch pro Stunde und Pferdekraft; Kühlwasserverbrauch pro Stunde und Pferdekraft; Nach den Untersuchungen von; Ericsson; 4,13 Kilgr. Kohks mit einem Heizwerth von 7000 bis 7500 W. E.; Tresca in Paris; Laubereau; 4,5–5 Kilgr. Kohks mit einem Heizwerth von 7000 bis 7500 W. E.; 23–30 W. Kubikfuß bei einer Temperaturerhöhung von circa 17° C.; Tresca in Paris; Lehmann; 4,6 Kilgr. Steinkohle mit einem Heizwerth von circa 3500 W. E.; 6 3/4 W. Kubikfuß bei einer Temperaturerhöhung von circa 26° C. III. Die Gasmaschinen. Nachdem ich im Vorhergehenden die Neuerungen, welche in den letzten Jahren auf dem Gebiete der Dampfmaschinen und Luftmaschinen bekannt geworden, zur Kenntniß unserer Leser gebracht habe, sollen nun auch die neueren Fortschritte der Gasmaschinen kurz besprochen werden. Diese Maschinen, worüber ich bereits in diesem Journal Bd. CLXXXVII S. 1 (erstes Januarheft 1868), soweit dieselben zur Zeit der Pariser Welt-Ausstellung von 1867 bekannt gewesen, ausführlichen Bericht erstattete, haben inzwischen wenig Neuerungen erfahren. Auch die Berichte, welche seitdem veröffentlicht wurden, haben darüber nicht viel Neues gebracht. Doch verdienen hier noch besonders erwähnt zu werden: eine Mittheilung von Professor Rühlmann, (in den Mittheilungen des hannoverschen Gewerbevereines, 1867 S. 218), eine andere von Armengaud (im Génie industriel, October 1868, S. 169) und eine dritte von Tresca (in den Annales du Conservatoire des arts et métiers, t. VII p. 628, April 1867). Aus der Mittheilung von Prof. Rühlmann sey zunächst erwähnt, daß auf dem gleichen Princip, worauf die Construction und Wirkungsweise der Gaskraftmaschine von Otto und Langen beruht, auch die Maschine basirt, welche bereits vor Jahren zwei Italiener, Barsanti und Matteucci, ausgedacht haben und die seitdem in Frankreich patentirt worden ist. Um unseren Lesern auch von dieser Maschine einen Begriff beizubringen, erlauben wir uns die Zeichnungen, welche Rühlmann darüber mitgetheilt hat, zu reproduciren und mit einer kurzen Beschreibung zu begleiten. Diese Zeichnungen finden sich in den Fig. 7–13 auf Tab. VI dargestellt und zwar zeigen Fig. 7–10 eine erste und Fig. 11–13 eine zweite Anordnung der Maschine. In Bezug auf die erste Construction stellt Fig. 7 eine Ansicht, Fig. 8 einen verticalen Durchschnitt und Fig. 9 und 10 Details hierzu in größerem Maaßstabe dar. Darin bedeutet A, B, C, D den oben offenen Arbeitscylinder, in welchem sich der eigentliche Kraftkolben P mit der gezahnten Kolbenstange Q auf- und abbewegt. Das obere Ende der Stange Q ist mit gewöhnlichem Kreuzkopf Q₂ und dieser mit Führungsrollen Q₃, Q₃ versehen. Der untere Theil v, w, x, y dieses Cylinders, die Detonationskammer, dient sowohl zur Aufnahme des zu explodirenden Gemisches aus Leuchtgas und atmosphärischer Luft, als für einen zweiten Kolben, den Gegenkolben P₁, dessen Zweck nachher besonders angegeben werden wird. Dieser Theil des Cylinders ist von einem Mantel der Art umgeben, daß in dem dazwischen befindlichen freien Raum hinreichend Platz zur Aufnahme von Abkühlungswasser erhalten wird. An einer Seite der Detonationskammer findet sich eine eigenthümliche, in Fig. 10 besonders und im größeren Maaßstabe gezeichnete Anordnung, wodurch zu bestimmter Zeit ein elektrischer Funke zur Entzündung des Gasgemisches in v, w, x, y geführt werden kann. Dieselbe besteht aus einem kleinen Getriebe, welches fortwährend umläuft und sich dabei auf dem Ende einer elastischen Platte reibt, sobald die Maschine in Thätigkeit ist. Die Achse dieses Getriebes, welche man von den Wänden des Cylinders A gehörig isolirt hat, erhält ihre Drehbewegung durch eine Schnurtransmission E₂, E₁, deren Treibrolle E₁ auf der Arbeitswelle E sitzt. Am äußersten Ende der Achse ist der Leitungsdraht einer Bunsen'schen Batterie (mit einem Delarive'schen Multiplicator versehen) angebracht, während der andere Leitungsdraht nur dann mit dem Detonationsraum des Cylinders A in Verbindung gebracht wird, wenn der elektrische Funke das Gasgemisch entzünden soll. In den Zeichnungen bedeutet nun ferner B den Kasten, in welchem sich der Vertheilungsschieber H bewegt. In der verstärkten Wand des unteren Theiles vom Arbeitscylinder sind, wie aus der ebenfalls in größerem Maaßstabe gezeichneten Fig. 9 zu entnehmen, drei Canäle a, e und i angebracht, während der Deckel des Kastens zwei solche Canäle o und u besitzt. Durch o wird atmosphärische Luft, durch u Leuchtgas eingeführt. Der von unten aus zu bewegende Schieber H ist mit einem einzigen Canale z versehen. Im Weiteren ist S die Stange des bereits vorläufig erwähnten Gegenkolbens P₁. Dieselbe ist nach unten gerichtet, geht durch eine Stopfbüchse des Bodens und trägt in ihrer weiteren Verlängerung eine Traverse M, L. In jedes Ende der letzteren greift eine Schubstange π, welche oben excentrisch an einem verzahnten Rade F angebracht ist. Die beiden Räder F, F sind auf einer Nebenwelle f befestigt, die parallel zur Hauptwelle E, E liegt. Auf letzterer sitzen die Zahngetriebe, welche ihre Bewegung auf die Räder F, F übertragen. Endlich sitzt über der Traverse L, M an der Stange S noch ein Arm b, wodurch der Schieber H, H₁ bewegt wird und wodurch man gleichzeitig auch das Schließen der elektrischen Kette bewirkt. Das Spiel der Maschine ist nun folgendes: Angenommen der Arbeitskolben P befinde sich im Zustande der Ruhe, der Gegenkolben P₁ berühre P beinahe und der Schieber H habe eine solche Stellung, daß dessen Canal z der Oeffnung o in dem Deckel B entspricht (wie in Fig. 9 gezeichnet ist). Dreht man dann die Hauptwelle E mittelst eines auf derselben befindlichen (in den Zeichnungen weggelassenen) Schwungrades etwas um, so geht die Traverse L, M und mit ihr der Gegenkolben P₁ niederwärts, wodurch so lange atmosphärische Luft angesogen wird, bis der Arm b eine Knagge H₁ an der Stange des Schiebers H trifft, der Luftcanal o verschlossen und der Leuchtgascanal u mit der Oeffnung im Schieber H in Communication gesetzt wird, so daß ein Ansaugen von Leuchtgas erfolgt. Letzteres findet so lange statt, bis der Canal z im Schieber H den Canal u passirt hat und der Canal a ebenfalls frei geworden ist. Sobald der Schieber H das Ende seines Weges erreicht hat, schließt der Arm b die elektrische Kette und der sich dabei bildende Funke entzündet das Gasgemisch und erzeugt die beabsichtigte Explosion. Zufolge letzterer wird der Arbeitskolben P aufwärts geschleudert, und zwar so hoch bis sich die Explosionskraft mit dem Gewichte des Kolbens (und Zubehör) und mit dem ihr ebenfalls entgegenwirkenden Drucke der atmosphärischen Luft in's Gleichgewicht gesetzt hat. Sobald aber die Gase ihre Wärme in Arbeit umgesetzt haben, erfolgt eine entsprechende Abkühlung und somit Luftverdünnung unter dem Arbeitskolben, so daß der Druck der äußeren atmosphärischen Luft denselben niedertreibt. Nur bei diesem Niedergange erhält die Hauptwelle E, E einen Antrieb zur Umdrehung. Der Verbindung entsprechend, erneuert zur rechten Zeit auch der Gegenkolben P₁ sein Spiel, geht ebenfalls niederwärts, comprimirt die Gasrückstände und zwingt sie über ihn zu treten. Zugleich ist der Schieber H in eine solche Stellung gekommen, daß er die Canäle a und e derartig zwischen sich faßt, daß die Aushöhlung seiner Innenfläche den gedachten Gasrückständen hinlänglich Raum bietet, um den Weg von a nach e passiren zu können. Die dann noch unter dem Kolben P₁ zurückgebliebenen Gasrückstände werden schließlich durch die Bodenventile m ausgetrieben. Wie sich das ganze Spiel erneuert, erhellt jetzt von selbst und werde nur noch bemerkt, daß wenn das Schwungrad auf der Welle E, E mit dem Schaltwerk R nur hinlängliche Größe und gehöriges Gewicht hat, es bald eine hinreichend gleichförmige Bewegung erzeugt, selbst wenn nur ein einziger Arbeitscylinder vorhanden ist. Indeß dürfte es ziemlich unter allen Umständen zu rathen seyn, die Maschine mit zwei solchen Cylindern etc. auszustatten, deren verzahnte Kolbenstangen dann abwechselnd derselben Welle E die erlangte mechanische Arbeit mittheilen würden. Die zweite Construction, siehe Fig. 11–13, hat vor der ersten den Vortheil voraus, daß sie einfacher ist, die Belastung und Entlastung schneller bewirkt und sich dadurch ganz besonders für eincylindrige Maschinen eignet. Der Arbeitskolben P mit der Zahnstange Q, das in letztere eingreifende Zahnrad, die Sperrradkuppelung, die Erzeugung des elektrischen Funkens u. dgl. m. stimmt mit den gleichen Anordnungen des vorigen Systemes überein, ausgenommen daß der Gegenkolben fehlt und demnach der Arbeitskolben sowohl das Wegschaffen der Verbrennungsrückstände als auch das Ansaugen der zu explodirenden Gase besorgen muß. Diese beiden Wirkungen erlangt man bei diesem System von der Treibwelle aus durch folgende Anordnung. An der Zahnstange Q sind oberhalb in verschiedenen Höhen Knaggenpaare m, m und n, n befestigt, sowie correspondirend an der Schwungradwelle E zwei Daumen k, k angebracht sind (s. Fig. 12 und 13). Auf derselben Welle E sitzt ferner ein Stirnrad R₁ fest, welches in die Zähne eines zweiten solchen Rades R₂ eingreift, wodurch die Drehbewegung von E auf die Parallelwelle E₁ übertragen wird. Am Umfange der letzteren sind ebenfalls zwei Daumen k₁, k₁ befestigt (s. Fig. 12 und 13). Die Stellung der sämmtlichen vier Daumen k₁, k₁ und k, k ist nun so bemessen, daß der Daumen k auf die Stangenknagge m wirkt, wenn der Kolben P den Anfang der Explosionskammer J überschritten hat und die in J von den Gasrückständen ausgeübte Spannung sich dem weiteren Niedergange des Kolbens entgegensetzt. Ist hierdurch P fast bis zum Ende des Cylinders gelangt und sind dadurch die Verbrennungsrückstände entfernt worden, so hat auch durch Drehung der Welle E₁ der Daumen k₁ eine solche Stellung zum Knaggen n angenommen, daß letzterer gefaßt, die Kolbenstange zum Aufwärtsgehen gezwungen und dadurch der Kolben P zum Ansaugen veranlaßt wird, was so lange dauert, bis die Explosion des eingesogenen Gasgemisches den Aufgang beschleunigt. Der Vertheilungsschieber H ist bei diesem System nicht ausgehöhlt, besitzt jedoch zwei Canäle (Fig. 13 in größerem Maaßstab gezeichnet), welche beziehungsweise mit den Oeffnungen u und o im Deckel B des Schieberkastens und mit den Canälen a und e in der Cylinderwand A in Communication gesetzt werden können. Sobald der Kolben P bei seinem Rückgang vermöge seiner Dicke oder Höhe die Oeffnung u geschlossen hat, welche zum Ansaugen des Leuchtgases bestimmt ist, beginnt die Bewegung des Schiebers H nach gleicher Richtung und nachdem ferner die erste Schieberöffnung den Canal e passirt hat, wird den Verbrennungsrückständen der Abfluß durch die Oeffnungen a und o gestattet. Bei der entgegengesetzten Bewegung des Kolbens wird nacheinander durch die Oeffnungen u und o beziehungsweise Gas und atmosphärische Luft angesogen, bis diese Canäle durch den Schieber verschlossen werden und der Kolben den Canal e vollständig zudeckt. Sämmtliche Schieberbewegungen leitet ein anderes Paar kleinerer Daumen α und β (s. Fig. 12) ein, welche beziehungsweise auf den Wellen E₁ und E befestigt sind. Diese Daumen wirken gegen verhältnißmäßig kleine Knaggen s und t, welche man an einer Fortsetzung p der Schieberstange q befestigt hat. Vergleicht man nun mit dieser im Vorhergehenden kurz erklärten Gasmaschine der beiden Italiener Barsanti und Matteucci die schon früher in diesem Journal (Bd. CLXXXVI S. 90) beschriebene und abgebildete Gaskraftmaschine von Otto und Langen, so findet man allerdings, daß sich beide auffallend gleichen, nur daß erstere – wie dieß übrigens früher auch bei der letzteren der Fall gewesen – zur Entzündung des zu explodirenden Gasgemisches sich des elektrischen Funkens bedient, während dieß bei der neuen Maschine von Otto und Langen mittelst brennender Gasflämmchen geschieht, und daß jene keine so vollkommene Durchbildung in den einzelnen Constructionstheilen zeigt wie diese. Was die Prioritätsfrage der Erfindung der Gaskraftmaschine betrifft, so muß man mit Rühlmann eben annehmen, daß sie von beiden Theilen, von Barsanti und Matteucci ebensowohl als von Otto und Langen, unabhängig von einander gemacht worden sey. Otto und Langen gebühre jedoch das doppelte Verdienst: 1) das beiden zu Grunde liegende Princip wirklich zur Ausführung gebracht zu haben, was seitens der beiden Italiener durchaus nicht der Fall zu seyn scheint; 2) in allen Details eine wohldurchdachte, sinnreiche Construction angeordnet und ausgeführt zu haben, worauf die Italiener – wenigstens nach den Patent-Zeichnungen – ebenfalls keinen Anspruch machen können. Im Vergleiche mit den übrigen bekannten Gasmaschinen von Lenoir und Hugon Man s. über diese beiden Gasmaschinen die Abhandlung im polytechn. Journal Bd. CLXXXVII S. 1 (erstes Januarheft 1868), wo auf die früheren Mittheilungen über dieselben verwiesen ist. würde der Otto-Langen'schen Maschine schon jetzt der Vorzug eingeräumt werden müssen, wenn nur ihre Construction bezüglich der Schaltwerksbewegung und der Steuerungstheile nicht so complicirt wäre. Deßhalb gelangte auch Rühlmann wie jeder andere vorurtheilsfreie Fachmann zu dem Schlusse: „so geht die Sache noch nicht!“ „Dagegen erweckte,“ fährt Rühlmann fort, „Hugon's Maschine, wie er sie in der Ausstellung producirte und praktisch anwendete, schon durch den bloßen Anblick und die große Ruhe ihres Ganges das Vertrauen der Sachverständigen, gewann noch mehr, wenn man andauernd ihre Arbeiten beobachtete und muß daher diese vorläufig als die allein zu empfehlende Gaskraftmaschine so lange angesehen werden, als es den HHrn. Otto und Langen nicht gelingt, ihre Maschine zu vereinfachen, dauerhaft zu machen und überhaupt die jetzige Construction zu vervollkommnen.“ „Ungeachtet des doppelt so großen Verbrauches an Leuchtgas, sind daher Maschinen nach Hugon's Princip für jetzt als die einzigen zu betrachten, welche sich ohne Weiteres in Vorschlag bringen lassen, wo man verhältnißmäßig kleine Arbeitsleistungen (von 1/4 bis 2 Pferdekräften) bei sehr gleichförmiger Bewegung (namentlich für unterbrochene Wirkungen) bedarf und wo aus polizeilichen oder sonstigen Gründen die Aufstellung und das Inbetriebsetzen einer Dampfmaschine geradezu unmöglich ist.“ Ungefähr zu dem gleichen Schlusse kommen auch die oben angeführten französischen Berichterstatter, welche sonst, man muß es sagen, der deutschen Maschine alle Anerkennung zollen und die vollste Gerechtigkeit widerfahren lassen. So schließt Armengaud im Génie industriel, nachdem er die Maschine von Otto und Langen ausführlich beschrieben und deren Vorzüge nachdrücklich hervorgehoben hat, seinen Artikel über dieselbe mit der Bemerkung, „daß die deutsche Maschine von einer Ausführung sey, welche hinsichtlich ihrer Organe im Allgemeinen viel zu wünschen übrig lasse.“ „Il faut, enfin, ajouter que la machine allemande est d'une exécution qui laisse beaucoup à désirer dans la généralité de ses organes.“ Auch Tresca, welcher in den Annales du Conservatoire des arts et métiers über die Maschine von Otto und Langen und die damit angestellten Versuche Bericht erstattete, gab, nachdem er zuvor das Constructionssystem derselben kurz beschrieben und den verhältnißmäßig geringen Gasverbrauch constatirt hatte, das Urtheil ab, „daß dasselbe ohne Zweifel mit ernsten Uebelständen behaftet sey,„Ce mode de fonctionnement a sans doute de sérieux inconvénients.“ während der günstige Gasconsum den anderen Maschinen gegenüber gerade auf der Functionirungsweise des Systemes beruhe.“ Insbesondere bezeichnet Tresca die discontinuirliche Wirkung der Organe, die Anwendung der Zwischengesperre und Schaltwerke, und den Mangel an Solidarität, welcher für die Haupttheile der Maschine daraus resultirt, als Punkte welche sich in Zukunft gewiß werden verbessern lassen.„L'action discontinue des organes, l'emploi d'encliquetages intermédiaires, le défaut de solidarité qui en résulte entre les principales pièces de la machine, sont certainement des points qu'il conviendra d'améliorer dans l'avenir.“ Nach solchen Urtheilen sehe ich mich nicht veranlaßt, auf die Bemerkungen der HHrn. Otto und Langen, wozu sie sich bezüglich einiger ganz harmloser Aeußerungen in meiner Abhandlung über die Gasmaschinen in diesem Journal in ihrer hierauf erfolgten Erwiederung (Bd. CLXXXVIII S. 12) bemüßigt gesehen haben, noch besonders zu antworten. Ich erlaube mir einfach mit Rühlmann den gewiß sehr wohlgemeinten Wunsch beizufügen, daß es den strebsamen HHrn. Otto und Langen recht bald gelingen möge, eine Gaskraftmaschine zu liefern, welche in jeder Weise befriedigt; die Industriellen aller Länder und namentlich die der Kleingewerbe werden ihnen dann dafür dankbar seyn. –––––––––– Zum Schlusse möge nun noch die verbesserte Gasmaschine Erwähnung finden, welche Kinder und Kinsey in London im vorigen Jahre sich patentiren ließen und die (nach dem Mechanics' Magazine April 1868, S. 277) in Fig. 14 im Aufriß und in Fig. 15 im Grundriß dargestellt ist. Es ist dieß, wie schon aus der äußeren Form derselben hervorgeht, nichts weiter als eine verbesserte Lenoir'sche Gasmaschine. Die Verbesserung bezieht sich hauptsächlich auf die Erniedrigung der Temperatur im Arbeitscylinder. Dazu haben die genannten englischen Mechaniker den Cylinder in einem Wasserbehälter angebracht, der von einem Reservoir aus mit kaltem Wasser gespeist wird, und dabei gerade statt Sförmiger Leitcanäle angewendet. Ebenso haben sie den Kolben und die Kolbenstange hohl gemacht, um auch in diesen Höhlungen das Wasser circuliren zu lassen. Durch ein horizontales Diaphragma gelangt das Wasser durch die Röhre A in den Kreuzkopf B und zu dem Kolben, und von da zurück durch die Kolbenstange und durch die Röhre C zu dem oberen Theil des Wasserreservoirs. Die Röhren A und C arbeiten durch in dem Cylinderdeckel angebrachte Stopfbüchsen. Das Ausströmungsventil D ist ebenfalls hohl gemacht und durch ein Diaphragma oder eine Querwand getheilt und wird mit Wasser von der Röhre E aus versehen, welche mit demselben ebenfalls durch eine Stopfbüchse verbunden ist. Auf diese Weise wird der Cylinder, der Kolben und die Kolbenstange auf einer gleichförmigen, mäßigen Temperatur erhalten, wobei nicht mehr Wasser verbraucht wird, als nöthig ist um die Verdampfung der Schmiermittel zu verhindern. Die Maschine verlangt dann zur Schmierung nicht mehr Oel als eine Dampfmaschine. Die Maschine wird durch eine Mischung von atmosphärischer Luft und Steinkohlengas gespeist. Das Gas tritt bei G mit einem entsprechenden Druck ein und mischt sich im Inneren mit der atmosphärischen Luft, welche bei H in Folge des durch den Kolben gebildeten leeren Raumes einströmt. Die Luft- und Gasmischung tritt dann durch die Canäle K in den Betriebscylinder, worin sie durch elektrische Funken vom Schließungsdraht L aus entzündet wird. Die Entzünder sind durch Drahtleitungen mit dem Vertheiler M (auf der Treibwelle) verbunden, welcher die Leitung des elektrischen Stromes zwischen dem Cylinder und dem Ruhmkorff'schen Inductionsapparat abwechselnd unterbricht und wieder herstellt. Die Einrichtung dieses Mechanismus ist in unserer Quelle nicht näher angegeben; sie ist aber wahrscheinlich in der gleichen Weise ausgeführt, wie ich sie in der wiederholt erwähnten Abhandlung über die Gasmaschinen auf der Welt-Ausstellung von 1867 an einer Lenoir'schen Maschine speciell beschrieben und abgebildet habe.Man s. polytechn. Journal Bd. CLXXXVII S. 1 (erstes Januarheft 1868). Die Gasrückstände werden bei J bei jedem Hub ausgetrieben. Endlich bemerkt man bei n eine Röhre, welche das kalte Wasser zurückleitet, und bei o eine andere welche das warmgewordene Wasser wieder fortleitet. Eine solche Maschine stehe z.B. in der Gasanstalt zu Ipswich, wo sie den Exhaustor betreibt. Die Maschine soll mit dem Dynamometer 12 Stunden lang probirt worden seyn, wobei sie einen Nutzeffect von 3 1/2 Pferdekräften bei einem Verbrauch von 83 Kubikfuß Gas, d. i. etwas über 2 Kubikmeter per Stunde und Pferdekraft ergeben habe. Eine andere derartige Maschine von 3 Pferdekräften soll eine Circularsäge von 30 Zoll Durchmesser durch ein 11 Zoll dickes Bret per Minute 8 Fuß weit betrieben haben. (Der Schluß folgt im nächsten Heft.)