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Dampfmantel – Dampfmaschine

Dampfmantel, Dampfhemd oder Dampfjacke, bei Dampfmaschinen die Einrichtung, bei welcher der Cylinder, bei Kompoundmaschinen auch der Receiver mit einem Dampfraum umgeben wird, um die Abkühlung der innern, mit dem wirksamen Dampf in Verbindung stehenden Flächen des Cylinders u. s. w. während des Betriebes zu verhindern, oder um dem wirksamen Dampfe während der Arbeitsperiode Wärme durch die vom Dampfe im D. erhitzten Cylinderwände zuzuführen. Zur Herstellung des D. werden die Cylinderwände doppelt ausgeführt und die so entstehenden Hohlräume mit Dampf gefüllt, den man entweder hindurchströmen oder stagnieren läßt. Der D. kann sich auch auf die Cylinderdeckel erstrecken.

Dampfmaschine (frz. machine à vapeur; engl. steam engine), eine mechan. Vorrichtung, durch welche mittels der durch Wärme (Feuerung) erzeugten Spannkraft des Wasserdampfes mechan. Arbeit geleistet wird. Die Einrichtungen der heutigen D. sind am besten verständlich, wenn man ihre geschichtliche Entwicklung verfolgt.

Geschichtliches. Die Kenntnis der dem Dampfe innewohnenden Ausdehnungs- oder Spannkraft ist sehr alt. Schon vor Anfang der christl. Zeitrechnung scheint man einige, wenn auch nur höchst unvollkommene Vorstellungen von derselben gehabt zu haben. Die erste Nachricht von der Anwendung des Wasserdampfes zur Erzeugung von Bewegung findet sich in der u. d. T. «Spiritualium liber» (Amsterd. 1680) von Commandino ins Lateinische übersetzten Schrift des griech. Mathematikers und Mechanikers Heron von Alexandrien (geb. 120 v. Chr.), der einen durch Dampf getriebenen Apparat, die Äolipile, beschreibt.

^[Abb. Fig. 1]

Eine hohle, zum kleinen Teil mit Wasser gefüllte und um eine Achse drehbare Kugel wurde erhitzt, durch zwei seitlich gekrümmte Rohre strömte der sich bildende Dampf aus und setzte durch Rückwirkung, nach dem Princip des Segnerschen Wasserrades, die Kugel in drehende Bewegung. Dieser Apparat hat eine praktische Bedeutung niemals erlangt. Ebenfalls ohne wirkliche Verwendung ist der Apparat des Italieners Giovanni Branca geblieben, bei dem ein Dampfstrahl aus einem mit Wasser gefüllten erhitzten Gefäß gegen die Schaufeln eines Schaufelrades getrieben wird und die Bewegung des letztern mittels Räderwerkes auf irgend eine Arbeitsmaschine übertragen werden kann. Die vorstehende Fig. 1 findet sich in dem Brancaschen Sammelwerk «Le machine volume nuovo etc.» (Rom 1629).

^[Abb. Fig. 2.]

Der erste Apparat, welcher die Grundzüge der heutigen Kolbendampfmaschine zeigt, ist der von Denis Papin (1690). Der Papinsche Apparat (nachstehende Fig. 2) besteht aus einem Cylinder C, in dem sich ein dicht schließender Kolben K auf und nieder bewegen läßt. Der Kolben ist mit einer durch einen Stab m verschließbaren Öffnung v versehen und in seiner obersten Stellung durch einen am Deckel d angebrachten Riegel e festzustellen. In das Gefäß wird eine kleine Menge Wasser eingebracht und durch ein darunter angezündetes Feuer verdampft, wobei der Kolben in die Höhe geht, bez. durch ein Gegengewicht in die Höhe gezogen wird. Ist der Kolben in seinem höchsten Punkte angekommen, so wird er durch den Riegel e festgehalten und das Feuer entfernt. Der im Gefäß befindliche Dampf verdichtet sich infolge der Abkühlung zu Wasser, und es entsteht ein luftleerer Raum unter dem Kolben, sodaß dieser nach Lösung des Riegels durch den äußern Luftdruck mit der entsprechenden Kraft heruntergedrückt wird, wobei die Bewegung durch die Kolbenstange S und das über die Rollen r r laufende Seil s zu irgend welcher Benutzung weiter geleitet werden kann. Dieser neue Gedanke fand zu jener Zeit keine Anerkennung, und die Mängel, welche der Papinschen Maschine anhafteten, wurden namentlich von dem engl. Physiker Robert Hooke für so bedeutend erachtet, daß Papin endlich selbst an einer nutzbringenden Verwirklichung seiner Idee verzweifelte. Teils mit Benutzung der von Papin angegebenen Methode zur Herstellung eines luftleeren Raums, teils mit Anwendung der Spannkraft des Dampfes zur Arbeitsleistung baute Thomas Savery (1698) eine Maschine, welche zum Heben von Wasser diente und brauchbare Resultate lieferte. Mit der Verbesserung dieser Maschine beschäftigte sich auch Papin, indem er sie für Drehbewegungen einzurichten suchte, ohne jedoch einen nennenswerten Erfolg zu erzielen, und so blieb es andern vorbehalten, seine Ideen praktisch auszuführen.

Ein erfolgreicher Schritt in dieser Richtung wurde von den beiden Engländern Newcomen und Cowley (Patent von 1705) gemacht, welche den ursprünglichen Gedanken Papins wieder aufnahmen und durch Anwendung eines Cylinders mit beweglichem Kolben, der seinen Dampf aus einem besondern Dampfkessel erhielt, die erste wirklich brauchbare D. (mit Rücksicht auf die dabei erfolgende Verwertung des Luftdrucks zur Arbeitsleistung atmosphärische Maschine genannt) erfanden, welche zur (geradlinigen) Bewegung der Pumpengestänge in den Bergwerken und später auch zum Betriebe