Die Dampfmaschine

Referenten:

Christian Loer, Max Reinert

Inhalt

• Aufbau und Funktion

• Verschiedene Arten der Dampfmaschine

• Anwendungen

• Einflussnahme der Dampfmaschine auf die soziale Gesellschaft

Inhalt

• Der Werdegang der Dampfmaschine• Frühe Entdeckungen• Denis Papin• Thomas Savery• Thomas Newcomen• Die Verbesserung durch James Watt• Hochdruckdampfmaschinen (Trevithick, Perkins, Alban)• Die Verbunddampfmaschine• Die Dampfmaschine heute• Ökonomischer Einfluss • Die Geschichte der Dampfmaschine auf einen Blick

Aufbau und Funktion

Aufbau und Funktion

• Kolbenwärme-Kraftmaschine:• Durch thermodynamische Energie (Dampf) wird

mittels Kolben Arbeit verrichtet

• Gradlinige Bewegung des Kolbens wird durch Pleul und auf ein Rad übertragen

=> Rotationsbewegung

Aufbau und Funktion

Aufbau und Funktion

Anwendungen

• Abpumpen von Grundwasser in Bergwerken• Verschiedene Anwendungen in der

Landwirtschaft• Antrieb für Walzwerke, Mühlen und

Münzprägungen• Antrieb automatischer Verarbeitungsmaschinen

(Webstuhl, Spinnmaschine)• Antrieb für Fahrzeuge (Züge, Schiffe, Straßenfahrzeuge, Zeppelin)

Verschiedene Arten der Dampfmaschine

1. Die atmosphärische Dampfmaschine

2. Die Niederdruckdampfmaschine

3. Die Hochdruckdampfmaschine

4. Die Verbunddampfmaschine

Frühe Entdeckungen

• 301 v. Chr. ArchimedesDampfkanone

• 100 n. Chr.: Heron von AlexandriaHeronsball

• 1666: Christiaan HuygensSchießpulvermotor

atmosphärische Dampfmaschine von Papin (1690)

Direktwirkende atmosph. Dampfmaschine von Savery (1968)

Die Dampfpumpe von Papin

Die Dampfmaschine nach Newcomen (1712)

Die Dampfmaschine nach Watt (1776/1782)

Der Wattsche Fliehkraftregler

„Hochdruck-Dampfmaschine“ von Trevithick (1800)

• Veränderung der herkömmlichen Dampfmaschine:

• Zylinder ragt in den Dampfkessel hinein Weniger Wärmeverluste (höhere Temperaturen) höherer Druck

viele Explosionen

Hochdruck-Dampfmaschinen von Perkins und Alban (ab 1819)

• Ziel: • Dampfmaschine mit 70 bar Druck (normal waren 3-4 bar)• 80% weniger Gewicht• 90% weniger Kohleverbrauch

• Umsetzung:• Kessel (später Rohre) wurden vollständig mit Wasser gefüllt• Überhitzen des Dampfes (Temperaturen um 350 Grad)

• Erfolg: • Drücke von 35 bar und dadurch große Kohleeinsparungen

Die Verbunddampfmaschine

Die Dampfmaschine heute

• 1960: Dampfmaschine mit 30.000 PS • Einsatz in Förderanlagen• Dampfturbinen in modernen Kraftwerken• Renaissance: Antrieb von PKWs

• Vorteile: kontinuierlicher Verbrennungsvorgang => emissionsärmer als Benzinmotore

extreme Überlastbarkeit

kaum Schmierung benötigt, wenn Verschleißteile aus Kohlenstoffkomponenten gefertigt werden

Die kleinste Dampfmaschine der Welt

Ökonomischer Einfluss

• Wert industrieller Produktion in England• 1820: 290 Mio. Pfund• 1860: 577 Mio. Pfund

• Steinkohleförderung in England• 1860: 81,3 Mio. t• 1880: 149,3 Mio. t

• Roheisenproduktion (USA)• 1890: 467.400• 1910: 1.381.500 t

Quellen• Christmann, Helmut (1976): Technikgeschichte in der Schule, Otto

Maier Verlag, Ravensburg.• Hein, Christian, e.a. (2004): Technik Duden Basiswissen Schule,

Brockhaus AG Mannheim.• Matthes, Michael (1986):Technik zwischen Bürgerlichem Idealismus

und beginnender Industrialisierung in Deutschland, VDI-Verlag, Düsseldorf.

• Wagenbreth, Ottfried, e.a.(2002): Die Geschichte der Dampfmaschine, Aschendorff Verlag, Münster.

• www.stationspage.de/lokomobile/geschichte.htm, Zugriffsdatum: 09.05.2010.

• http://www.klauskramer.de/Schiff/Dampf/DampfHi1/DaHi1top.html, Zugriffsdatum: 09.05.2010.

• http://www.youtube.com/watch?v=vy8mJ-RZos0&feature=related, Zugriffsdatum: 09.05.2010.