Dampfmaschine

Dampfkraftanlage, bei welcher der aus einem Kessel in den Dampfzylinder geleitete Dampf darin einen Kolben hin- und herschiebt (Doppelwirkung). Die Wärmeenergie des Dampfes wird so in mechanische Energie umgesetzt.

Technik

Die abwechselnd beidseitige Einwirkung des Dampfes wird durch Schieber oder Ventile gesteuert. Die mit dem Kolben verbundene Kolbenstange überträgt ihre Kraft über Pleuelstange und Kurbel auf die Hauptwelle der Maschine: Aus ihrer Hin- und Herbewegung wird so eine Drehbewegung. Das mit der Welle fest verbundene Schwungrad fängt die ruckartigen Bewegungen des Kolbens auf, so dass sich die Hauptwelle gleichmäßig dreht. Danach wird der Dampf entweder ausgeschieden (Auspuff-Dampfmaschine) oder durch Kondensation niedergeschlagen (Kondensations-Dampfmaschine).

Geschichte

Die Dampfmaschine wurde nach ersten Versuchskonstruktionen des französischen Physikers Papin um 1690 (atmosphärische Kolben-Dynamik), des englischen Mechanikers Savery zur gleichen Zeit (Aspirationsmaschine) und des Engländers Newcomen 1705 (Kolben-"Feuermaschine") erst von James Watt seit 1769 (erstes Patent) in industriell einsetzbarer Form entwickelt.

Die nach dem Vorbild von Watts Erfindung gebauten Dampfmaschinen (mit Kondensator, doppelt wirkendem Zylinder, Schieber und Feuerung) wurden zunächst meist im Bergbau zum Auspumpen des Grubenwassers verwendet. 1798 baute der Engländer Richard Trevithick die erste leistungsfähige Hochdruckdampfmaschine, 1801 der Amerikaner Symington die direkt wirkende Dampfmaschine mit unbeweglichem, liegendem Zylinder.

Bereits um 1800 wurde die Arbeitskraft von 3 Millionen Menschen von der Dampfmaschine ersetzt. Die Industrielle Revolution wäre ohne Dampfmaschine undenkbar gewesen, da diese Energie an jedem Standort, zu jedem Zweck zur Verfügung stellte.

Das 19. Jh. brachte an Konstruktionsverbesserungen: die Mehrfachexpansion, die Steuerungsverbesserung und die Dampfüberhitzung. Die moderne Hochdruckdampftechnik wurde von W. Schmidt entscheidend gefördert. Das britische Schiff Sirius überquerte den Atlantik 1838 ausschließlich mit Dampfkraft. 1891 konstruierte Eberle die erste Entnahme-Dampfmaschine, 1909 Stumpf die Gleichstrom-Dampfmaschine.