Vortrag über Dampfmaschinen
AntikeDie Versuche, die Dampfkraft und den Druck des Dampfes sich nutzbar zu machen, reichen bis ins Altertum zurück. Da soll es bereits vor nahezu 5000 Jahren im alten Ägypten eine Vorrichtung gegeben habe, die mit Hilfe des Dampfdruckes, schwere Tempeltüren öffnete. Der griechische Mathematiker Heron von Alexandrien beschrieb um 150 vor Christus ein solches Modell nach überlieferten Schriften die Kräfte des Dampfdruckes vorhanden waren. Ob die von Heron beschriebene Vorrichtung tatsächlich gebaut und betrieben wurde, wird man nie erfahren. Im Spätmittelalter beschreibt Loenardo da Vinci, der bedeutende Maler, Techniker und Naturforscher, eine Dampfkanone. Das war eine Kanone, bei der das Geschoss statt durch eine Pulverexplosion durch Dampfdruck aus dem Rohr geschleudert werden sollte. Nach unseren heutigen Kenntnissen über Leonardo da Vinci ist diese Kanone nie gebaut worden. Die Beschreibung Leonardos beweist aber, dass er sich über die Wirkungen der Dampfausdehnung durchaus im Klaren war.
Heronsball 
Geschichte Die erste nach diesen Erkenntnissen entwickelte Dampfmaschine war eine Erfindung aus dem Jahre 1712 des englischen Konstrukteurs Thomas Newcomen. Das Prinzip und die Bauweise dieser von Thomas Newcomen entwickelten Maschine bezeichnet man auch als atmosphärische Dampfmaschine. Eine wesentliche Verbesserung wurde durch die vom schottischen Erfinder James Watt konstruierte und 1769 patentierte, doppelt wirkende Dampfmaschine erreicht. Auch war es James Watt, der die physikalische Einheit PS einführte. Hierzu setzte er die Leistung eines Pferdes, welches eine Mühle antrieb, in einem mathematischen Verhältnis zur geleisteten Arbeit und erhielt so die Maßeinheit der Pferdestärke. Atmosphärische Dampfmaschine
Verwendung
Die Dampfmaschine wurde als Zugmaschine in Bergwerken und im Textilgewerbe, als Antriebsmaschine für automatische Webstühle und Spinnmaschinen, im Schiffsbau, bei Dampfpflügen oder Dampftraktoren. Einfach überall, wo es galt die Pferdekraft zu ersetzen, wurde diese nützliche und umweltfreundliche Erfindung Ein kleines Dampfschiff benutzt.
Dampftraktor
VerbreitungDie Dampfmaschine verbreitete sich in Deutschland nur sehr langsam, da es an Geld und benötigten Bauteilen mangelte. In England, dem Ursprung der industriellen Revolution, dagegen sehr schnell. Wichtig hierfür war die damalige Situation in England.
1. England war durch seine weltweiten Kolonien sehr mächtig.
2. Anders als in anderen Ländern galt Arbeiten unter den Adligen nicht als unfein. Deshalb gründeten viele Adlige neue Fabriken und Industriezweige und die Dampfmaschine fand somit schnell Interessenten.
EntwicklungMit der technischen Revolution wuchs auf der einen Seite die Nachfrage nach leistungsfähigeren Antriebssystemen zur Verrichtung von Arbeit, auf der anderen Seite wurde die Metallverarbeitung wesentlich verbessert. So war es möglich immer besser Kolben und Zylinder passgenau zu fertigen. Erst diese Verbesserungen in der in Metallverarbeitung ermöglichten dem US amerikanischen Erfinder Oliver Evans im Jahre 1784 eine Hochdruckdampfmaschine zu konstruieren.Hochdruckdampfmaschine
Der industrielle NutzeDie Dampfmaschine war sehr grundlegend für die industrielle Revolution, da sie viele Arbeiten erleichterte oder automatisierte. So wurde Massenproduktion möglich und Arbeitskräfte gespart. Infolge dessen wurden die Produkte billiger und mehr arme Menschen konnten sich etwas zu Essen kaufen.
Von der Dampfmaschine zur DampflokomotiveVon der Dampfmaschine bis zur ersten Dampflokomotive auf Schienen war der Weg nicht sehr weit. Dies lag zum Teil darin begründet, dass es von Pferden gezogene Bahnen bereits vor den ersten Lokomotiven gab. Pferdebahnen wurden bereit ab dem Jahre 1767 betrieben und dienten in der Anfangszeit oftmals als Transportmittel im Bergbau. Doch auch als innerstädtisches Verkehrsmittel kamen Pferdebahnen noch bis Anfang des 20. Jahrhunderts zum Einsatz, bis selbige durch Straßenbahnen mit Elektromotoren verdrängt wurden.
Pferdebahn
Dampflokomotive
Lokomobile, Dampfwalzen Es gab, wie schon oben angetönt, Lokomobile, die wie die Dampftraktoren oder Dampfwalzen, selbstfahrend waren. Neben diesen selbstfahrenden Lokomobilen gab es jedoch eine Reihe von Lokomobile, die nur für den stationären Betrieb entwickelt wurden. Neben den stationären und selbstfahrenden Lokomobilen Lokomobil gab es noch eine ganze Menge von Lokomobilen, die zwar auf einem Fahrgestell montiert wurden, jedoch zum Einsatzort mit Pferden gezogen werden mussten. Anders als bei einer Dampflokomotive steht das Wort Lokomobil nur für eine transportable Dampfmaschine, welche in einer kompakten Bauweise gefertigt wurde und notfalls von einem Einsatzort zum nächsten Dampfwalze umgesetzt werden konnte. In der LandwirtschaftWas lag im 19. Jahrhundert näher als auch in der Landwirtschaft durch den Einsatz von Lokomobilen die Produktion zu erhöhen? Lokomobile als Dampftraktoren einzusetzen hatte jedoch einen entscheidenden Nachteil, denn sie waren mit einem Gewicht von rund fünf Tonnen einfach zu schwer, um nicht auf den Ackerflächen zu versinken. Hinzu kam die verdichtende Wirkung der aus Eisen gefertigten Räder, die einem Einsatz als Dampftraktor und Zugmaschine für einen Pflug entgegen stand. Statt dessen wurden Lokomobile für die Landwirtschaft mit Seilwinden versehen und lies diese im Einsatz am Feldrand stehen. Mit Hilfe der Seilwinde konnte ein Pflug dann über den zu bearbeitenden Acker gezogen werden. Diese Vorgehensweise benötigte am gegenüberliegenden Feldrand jedoch einen Ankerwagen mit Umlenkrollen. Ab Mitte des 19. Jahrhunderts wurde dann das Zweimaschinensystem eingeführt, bei dem an den beiden gegenüberliegenden Seiten des zu bearbeitenden Feldes jeweils ein Lokomobil stand. Beide Lokomobile zogen den Pflug dann abwechseln hin und her. Der eigentliche Pflug war als eine Art Kipppflug gefertigt, da er jeweils an den Enden der Ackerflächen gewendet wurde.Dampftraktor
Dampftraktor
Verwendung
Die Dampfmaschine wurde als Zugmaschine in Bergwerken und im Textilgewerbe, als Antriebsmaschine für automatische Webstühle und Spinnmaschinen, im Schiffsbau, bei Dampfpflügen oder Dampftraktoren. Einfach überall, wo es galt die Pferdekraft zu ersetzen, wurde diese nützliche und umweltfreundliche Erfindung Ein kleines Dampfschiff benutzt.
Dampftraktor
VerbreitungDie Dampfmaschine verbreitete sich in Deutschland nur sehr langsam, da es an Geld und benötigten Bauteilen mangelte. In England, dem Ursprung der industriellen Revolution, dagegen sehr schnell. Wichtig hierfür war die damalige Situation in England.
1. England war durch seine weltweiten Kolonien sehr mächtig.
2. Anders als in anderen Ländern galt Arbeiten unter den Adligen nicht als unfein. Deshalb gründeten viele Adlige neue Fabriken und Industriezweige und die Dampfmaschine fand somit schnell Interessenten.
EntwicklungMit der technischen Revolution wuchs auf der einen Seite die Nachfrage nach leistungsfähigeren Antriebssystemen zur Verrichtung von Arbeit, auf der anderen Seite wurde die Metallverarbeitung wesentlich verbessert. So war es möglich immer besser Kolben und Zylinder passgenau zu fertigen. Erst diese Verbesserungen in der in Metallverarbeitung ermöglichten dem US amerikanischen Erfinder Oliver Evans im Jahre 1784 eine Hochdruckdampfmaschine zu konstruieren.Hochdruckdampfmaschine
Der industrielle NutzeDie Dampfmaschine war sehr grundlegend für die industrielle Revolution, da sie viele Arbeiten erleichterte oder automatisierte. So wurde Massenproduktion möglich und Arbeitskräfte gespart. Infolge dessen wurden die Produkte billiger und mehr arme Menschen konnten sich etwas zu Essen kaufen.
Von der Dampfmaschine zur DampflokomotiveVon der Dampfmaschine bis zur ersten Dampflokomotive auf Schienen war der Weg nicht sehr weit. Dies lag zum Teil darin begründet, dass es von Pferden gezogene Bahnen bereits vor den ersten Lokomotiven gab. Pferdebahnen wurden bereit ab dem Jahre 1767 betrieben und dienten in der Anfangszeit oftmals als Transportmittel im Bergbau. Doch auch als innerstädtisches Verkehrsmittel kamen Pferdebahnen noch bis Anfang des 20. Jahrhunderts zum Einsatz, bis selbige durch Straßenbahnen mit Elektromotoren verdrängt wurden.
Pferdebahn
Dampflokomotive
Lokomobile, Dampfwalzen Es gab, wie schon oben angetönt, Lokomobile, die wie die Dampftraktoren oder Dampfwalzen, selbstfahrend waren. Neben diesen selbstfahrenden Lokomobilen gab es jedoch eine Reihe von Lokomobile, die nur für den stationären Betrieb entwickelt wurden. Neben den stationären und selbstfahrenden Lokomobilen Lokomobil gab es noch eine ganze Menge von Lokomobilen, die zwar auf einem Fahrgestell montiert wurden, jedoch zum Einsatzort mit Pferden gezogen werden mussten. Anders als bei einer Dampflokomotive steht das Wort Lokomobil nur für eine transportable Dampfmaschine, welche in einer kompakten Bauweise gefertigt wurde und notfalls von einem Einsatzort zum nächsten Dampfwalze umgesetzt werden konnte. In der LandwirtschaftWas lag im 19. Jahrhundert näher als auch in der Landwirtschaft durch den Einsatz von Lokomobilen die Produktion zu erhöhen? Lokomobile als Dampftraktoren einzusetzen hatte jedoch einen entscheidenden Nachteil, denn sie waren mit einem Gewicht von rund fünf Tonnen einfach zu schwer, um nicht auf den Ackerflächen zu versinken. Hinzu kam die verdichtende Wirkung der aus Eisen gefertigten Räder, die einem Einsatz als Dampftraktor und Zugmaschine für einen Pflug entgegen stand. Statt dessen wurden Lokomobile für die Landwirtschaft mit Seilwinden versehen und lies diese im Einsatz am Feldrand stehen. Mit Hilfe der Seilwinde konnte ein Pflug dann über den zu bearbeitenden Acker gezogen werden. Diese Vorgehensweise benötigte am gegenüberliegenden Feldrand jedoch einen Ankerwagen mit Umlenkrollen. Ab Mitte des 19. Jahrhunderts wurde dann das Zweimaschinensystem eingeführt, bei dem an den beiden gegenüberliegenden Seiten des zu bearbeitenden Feldes jeweils ein Lokomobil stand. Beide Lokomobile zogen den Pflug dann abwechseln hin und her. Der eigentliche Pflug war als eine Art Kipppflug gefertigt, da er jeweils an den Enden der Ackerflächen gewendet wurde.Dampftraktor
Dampftraktor
Die Bestandteile einer DampfmaschineEs gab sehr verschiedene Dampfmaschinen, die alle anders gebaut wurden. Aber grundsätzlich bestanden Dampfmaschinen aus einem Kessel, einem oder mehr Querschnitt durch einen Zylinder Zylinder, gleich viele Kolben wie Zylinder, Pleuelstangen,
Heizungskessel, Ventile, Kondensator, Rohre, Abdampfrohre. Das braucht es alles, das Dampf in produktive Energie umgewandelt werden kann. Natürlich benötigt man noch unzählige andere Teile, damit eine Dampfmaschine die gewünschten Arbeiten verrichten kann. Ein sehr grosser Nachteil allerdings ist das Heizen: Man benötigte Unmengen von Kohle und Holz. Was oftmals ergab, das eine mit Dampf betriebene Maschine einen sehr Heizungskessel niedrigen Wirkungsgrat hatte. Das heisst, sie verbrauchten meistens mehr Kohle, als mit Hilfe der Maschine geliefert werden konnte. Bis James Watt die doppelt wirkende Dampfmaschine entwickelte.
Watts Maschine besass einen Wirkungsgrad von 3%, die anderen hingegen nur 1%. Der Wirkungsgrad steigerte er, indem er einen Druckfesten Zylinder erfand.Der druckfeste Zylinder:Der Dampf wurde abwechslungsweise von Oben und Unten in den Zylinder eingeleitet. Allein durch die Kraft des Dampfes hob und senkte sich jetzt der Kolben - viel schneller als bisher. Er baute außerhalb des Zylinders ein besonderes Gefäß zum Abkühlen des Dampfes, den „Kondensator". So vermied er, dass jedes Mal auch der Zylinder mit abkühlte. Und es gelang ihm, das Auf und Ab der Kolbenbewegung in eine drehende Bewegung umzuwandeln.Zu James WattJames Watt war ein britischer Ingenieur und Erfinder. Er wurde am 19.1.1736 in Greenock geboren und starb am 19. 8. 1819 in Birmingham. Eines Tages - es war im Winter 1763 - erhielt der Mechaniker aus Glasgow den Auftrag, eine jener ersten, so unvollkommenen „Dampfpumpen" auszubessern. James Watt biss sich fest; er wollte nicht nur ausbessern, er wollte verbessern, etwas wirklich James Watt Brauchbares schaffen! Das war die eigentliche Geburtsstunde der Dampfmaschine. Sie ließ Watts Herz und Sinn hinfort nicht mehr los. Ihr widmete er sein ganzes Leben. „Alle meine Gedanken sind auf die Maschine gerichtet, ich kann nichts anderes mehr denken", so schrieb er an einen Freund. Planmäßig machte er Versuch auf Versuch, nur unter Mithilfe eines alten Klempners. Er hatte nur die gewöhnlichen Werkzeuge seines Berufs, er hatte kaum Geld, um Material zu kaufen. 1769 erhielt er vom englischen König sein erstes Patent. Was die Erfindung Watts bedeutete, erkannten die Menschen damals nicht gleich. Erst nach und nach entdeckten sie immer neue James Watt Einsatzmöglichkeiten der Dampfmaschine.
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