LXIV. Beschreibung der von Hrn. Pecqueur, Mechaniker in Paris (rue Neuve-Popincourt No. 11), erfundenen rotirenden Dampfmaschine. Aus dem Bulletin de la Société d'encouragement, Mai 1840, S. 167. Mit Abbildungen auf Tab. V. Pecqueur's rotirende Dampfmaschine. Unter den zahlreichen Dampfmaschinen, welche seit zwanzig Jahren besonders in England erfunden wurden, um die abwechselnde Bewegung des Kolbens der Cylinder-Maschinen durch eine directe Kreisbewegung zu ersezen, zeichnet sich diejenige aus, welche man den beharrlichen Anstrengungen des Hrn. Pecqueur zu verdanken hat, und von deren Erfolg man jezt versichert zu seyn scheint. Im Jahre 1825 erhielt dieser geschikte Mechaniker ein Privilegium für 15 Jahre auf seine Erfindung einer rotirenden Maschine, welche auf einem Dampfschiff der Seine angewendet wurdeSie ist beschrieben im polytechn. Journal Bd. XXIX. S. 338.; aber die Schwierigkeiten ihrer Ausführung, welche eine außerordentliche Genauigkeit erforderte, widersezten sich ihrer allgemeinen Einführung. Die Maschine, welche hier beschrieben werden soll, ist eine Abänderung der ersten; sie ist von einfacherer Construction, nimmt wenig Plaz ein, und paßt hauptsächlich für Locomotive und Dampfschiffe. Die Abbildungen zeigen diese Maschine von verschiedenen Seiten. Fig. 1 ist eine Längenansicht der Maschine. Fig. 2 die Seitenansicht derselben, wo das Excentricum angebracht ist. Fig. 3 ein verticaler Durchschnitt der Speisepumpe. Fig. 4 ein horizontaler Querschnitt der Maschine, in welchem die obere Hälfte des Hauptkörpers abgenommen ist, um die Stellung des Kolbens und das Innere des Mechanismus zu zeigen. Fig. 5 zeigt die Maschine von Oben angesehen. Fig. 6 ist ein verticaler Querschnitt der Schale; man sieht daran die Einrichtung des Kolbens und der Schieber. Fig. 7 Durchschnitt des Vierweg-Hahnes, der bestimmt ist, die Maschine in einer oder in der andern Richtung umzudrehen. Dieselben Buchstaben bezeichnen dieselben Stüke in allen Figuren. Die Maschine steht auf einem Gerüste von Holz Q, Q, auf welchem das eiserne, aus einem Stüke gegossene Gestell E¹, E² befestiget ist. Dieses Gestell trägt den Hauptkörper der Maschine, der auf den zwei Trägern E¹, E¹ festgeschraubt ist; ein dritter Träger E'' nimmt die Bewegungsachse auf, die sich in einem Lager dreht. Die vier Lager P, P, P¹, P¹, deren Bestimmung später erklärt wird, sind auch Theile des eisernen Gestelles. Der hohle Körper, in welchem sich der Kolben dreht, ersezt den Cylinder der gewöhnlichen Dampfmaschinen; er besteht aus sechs Stäken von Gußeisen oder Bronze A, A, A, A und B, B, und aus sechs Verbindungen C, C, C und C', C', C'. Die äußern Schalen A, A sind einander gleich und nach demselben Modelle gegossen; sie bilden die Dekplatten des Hauptkörpers und enthalten die Büchsen, worin sich die Bewegungsachse dreht. Die innern Schalen B, B ebenfalls einander gleich, sind zwischen die Stüke A, A gesezt, um den innern Raum der Maschine zu vergrößern; alle diese Stüke sind unter einander durch Schrauben mit Muttern verbunden. Der Querschnitt des innern hohlen Raumes, welchen der Kolben ausfüllen soll, hat eine herzförmige Gestalt, welche angenommen wurde, weil sie eine große Geschwindigkeit der Bewegung verschafft und eine Vermehrung der Kraft, wenn man eine verhältnißmäßig kleine Maschine anwendet. Die Bewegungsachse F dreht sich durch die unmittelbare Wirkung des Dampfes; ihre Verstärkung g und das Untertheil h des Kolbens sind mit ihr aus einem Stük geschmiedet. Diese Achse ist in ihrer Längenrichtung, von dem Ende der Seite des Excentricums k, bis an die Verstärkung g, mit einem Canal durchbohrt, welcher an dieser cylindrischen Verstärkung, ein wenig vor dem Kolben auf die Oberfläche bei u', Fig. 6, austritt; sie ist überdieß von dem andern Ende bis an dieselbe Verstärkung g mit einem zweiten Canal durchbohrt, welcher sich krümmend, wie der erste, auf der cylindrischen Oberfläche der Verstärkung, aber hinter dem Cylinder in v' austritt. Der Kolben, wenn man ihn so nennen will, welchen man in Fig. 6 von der Seite und in Fig. 4 von der Fläche sieht, besteht: 1) aus dem festen Unterteile h; 2) aus einer Metallliederung d, welche aus zwei Lagen Segmenten und Keilen besteht, die von Innen nach Außen durch Federn gedrükt werden, ähnlich der Einrichtung an den Metallkolben gewöhnlicher Maschinen; 3) aus einer Gegenplatte c, welche mit dem Untertheile h fest verbunden ist, und zwar in der Art, daß zwischen beiden der nöthige Raum bleibt, um die Metallliederung aufzunehmen, von welcher jede Lage eine hinreichende Dike besizt, damit der Kolben an den Spalten, welche zwischen der obern und untern Schale angebracht sind, um die Schieber G, G¹ aufzunehmen, vorbeigeht, ohne aufzuhören den Durchgang des Dampfes Vollkommen zu verhindern, und ohne an diesen Zwischenräumen ein Hinderniß zu finden. H, H zwei Stöpsel, welche die Bestimmung haben, die Hanfstopfung gegen den Ansaz g des Wellbaums zu dritten; diese Hanfstopfung hat den Zwek, an der Mitte der Maschine jede Entweichung des Dampfes zu hindern. Um diesen Zwek noch vollständiger zu erreichen, hat Hr. Pecqueur noch eine Metallliederung angebracht; sie besteht aus einem Ringe y, Fig. 4, welcher zwischen einer in den Schalen angebrachten Rinne festgehalten wird. Federn drüken von einer Seite gegen diesen Ring und von der andern Seite gegen einen zweiten Ring z, der auf den Ansaz g aufgeschliffen ist. Der durch die Federn ausgeübte Druk macht jede Dampfentweichung unmöglich. D, D Kegel, welche in die konischen Vertiefungen der Stöpsel eingepaßt sind; sie können längs der Bewegungsachse gleiten, sind aber genöthigt, ihrer Kreisbewegung zu folgen, durch die Wirkung des Halsringes i und des Stükes k und deren Schrauben, welche mit ihren Enden in die Basis des Kegels nahe an seinem Rande eindringen. Man vermeidet durch diese Einrichtung, daß die Kegel zu viel Spielraum auf der Welle erhalten; die Bewegungsachse wird nicht allein durch die Kegel D, D, sondern auch durch den Träger E'' in der Mitte der Schalen erhalten, welch lezterer sie auch dem Seitendruke widerstehen macht, der durch die Uebertragung der Bewegung von Seite des Bewegungsrades entsteht. J, J zwei Scheiben von ungleichem Durchmesser, wovon die eine auf der Bewegungsachse festsizt, die andere aber auf der Nabe der ersteren beweglich ist. Zwischen diesen Scheiben wird das Bewegungsrad I, I mittelst der Schrauben a, a festgehalten; siehe Fig. 4, wo dieses Rad durch punktirte Linien angedeutet ist. Der Durchmesser desselben ändert sich je nach der Geschwindigkeit, die man dem zu bewegenden Wellbaume geben will. Bei kleinen Maschinen genügt eine Rolle, um mittelst eines Riemens die Bewegung fortzupflanzen. G, G¹ Schieber, welche abwechselnd die hohlen Schalen verschließen und dem Dampfe als Stüzpunkt dienen, der durch die Mitte des Wellbaumes F zwischen den Kolben und den geschlossenen Schieber eintritt, während der andere von diesen beiden Schiebern zurükgezogen ist, um den Kolben durchzulassen; er nimmt aber sogleich seine erste Stellung wieder ein, so wie der Kolben vorübergegangen ist; während dieser Zeit ist der entgegengesezte Schieber zurükgezogen, und so wechselt es ab. Diese Schieber, deren Fläche ein wenig größer als die des Kolbens ist, damit sie sich gegen die Ränder der Schalen stüzen können, um jeden Verlust des Dampfes, der auf sie drükt, zu verhindern, haben an der Stelle, welche sich gegen die Verstärkung der Welle anlegt, eine bewegliche Platte e, die in der Dike der Schieber eingefügt ist und durch eine Feder nach Außen gedrükt wird. Wie man in Fig. 6 sieht, ist auf diese Art jede Communication zwischen dem Ein- und Ausgang des Dampfes, während er seine Wirkung hervorbringt, unterbrochen. Jeder dieser Schieber trägt zwei parallele Stangen k, k, welche nach Außen über die Maschine hervorragen, nachdem sie zuvor durch Stopfbüchsen gegangen sind; sie sind an Querstüken L, L befestigt, welche durch die Lenkstangen m, m mit den Armen der Hebel n, n vereiniget sind, die mit der Welle N, welche sich in den Lagern P, P bewegt, aus einem Stük bestehen. Leitrollen o, o, welche mit den Armen der Hebel n, n verbunden sind, laufen in dem Excentricum K, dessen Spur sie folgen und so die Bewegung auf die Lenkstangen, auf das Querstük L und dadurch folglich auf die Schieber übertragen. Das Excentricum K, K besteht aus einem Sterne, welcher auf der Bewegungsachse festsizt und aus zwei eigenthümlich geformten Stüken, welche unter sich gleichlaufend auf dem Sterne befestigt sind; siehe Fig. 2. Ein wenig über der Hälfte dieser gekrümmten Stüke ist ein Theil eines Kreises, der concentrisch mit der Bewegungsachse läuft, während der übrige ovalförmig gekrümmte Theil die entsprechende Excentricität besizt, um das Zurükschieben der Schieber zu bewirken, damit der Kolben, indem er sich dreht, an jedem vorüber gehen kann, ohne ihn zu berühren. Diese gekrümmten Stüke, welche die Rollen o, o in ihrem Zwischenräume, der sie von einander trennt, einschließen, nöthigen die Schieber eine abwechselnd hin- und hergehende Bewegung anzunehmen, wenn die Achse und der Kolben sich drehen. Aus der Gestalt des Excentricums geht hervor, daß die Schieber ein wenig mehr als die Hälfte der Zeit geschlossen bleiben, das heißt, daß der eine sich zu öffnen anfängt, wenn der andere schon eine gewisse Zeit vollkommen geschlossen ist, und sich wieder eine eben so lauge Zeit vorher schließt, ehe der zweite Schieber sich zu öffnen anfängt. Die Oeffnungen u¹ und v¹, in Fig. 6 durch punktirte Linien angezeigt, durch welche der Dampf in die Maschine ein- und wieder austritt, sind in gleichen Entfernungen von einer geraden Linie gebohrt, die von der Mitte der Achse ausgehend durch die Mitte der Kolbendike gezogen würde; sie befinden sich alle zwei auf der einen Hälfte der Achsenverstärkung, so daß auf der andern Hälfte kein Loch ist; gegen diese lezte volle Hälfte der Verstärkung werden die Enden der Schieber angedrükt und verhindern so den Durchgang des Dampfes während seiner Wirkung, welche beständig auf den Kolben, aber nur abwechselnd auf die Schieber stattfindet. Durch diese Einrichtung erhält man nachstehende Resultate: 1) der eine von den Schiebern befindet sich immer zwischen der Oeffnung, durch welche der Dampf einströmt, und derjenigen, durch die er austritt, so daß der einmal eingeführte Dampf nicht eher die Maschine verlassen kann, als bis er seine dynamische Wirkung vollbracht hat; 2) die Schieber werden, während sie sich bewegen, durch den Dampf niemals mehr nach Oben als nach Unten gedrükt, weil während der Zeit ihres Schlusses die Oeffnungen u¹ oder v¹, je nach der Richtung, in welcher sich die Maschine dreht, sich gerade dem Schieber gegenüber befinden, welcher sich am ersten öffnen soll; der Dampf, welcher ihn noch drükt, obgleich er schon durch den zulezt geschlossenen Schieber von demjenigen getrennt ist, der erst in die Maschine eintritt, entweicht sogleich und der Schieber fängt erst an sich zu öffnen nach der Entleerung, das heißt, nachdem das Gleichgewicht des Drukes über und unter ihm wieder hergestellt ist; durch diese Einrichtung bewegen sich die Schieber mit größter Leichtigkeit und bieten keinen andern Widerstand als den ihres eigenen Gewichtes, welches nicht bedeutend ist, dar. Diese vollkommene Freiheit der Bewegung der Schieber, welche selbst bei Anwendung von Dampf mit einer hohen Spannung stattfindet, ist von großer Wichtigkeit, 1) weil alle Stufe, welche die Schieber feststellen und in Bewegung sezen, möglichst leicht gemacht werden können; dieses gestattet der Maschine sich mit einer größern Geschwindigkeit zu bewegen, und folglich bedarf es einer kleinern Maschine, um eine gegebene Kraft hervorzubringen; 2) da alle diese Stüke die einzigen an der Maschine sind, welche sich hin- und her- bewegen, dabei aber wenig Reibung erleiden, so besizen sie die möglich beste Beschaffenheit für die Dauer der Maschine, nehmen wenig Kraft weg und arbeiten sehr genau; diese Bedingungen würden sie ebenfalls erfüllen troz der Stöße, welche die Maschine erleiden würde, wenn sie bei einer Locomotive angebracht würde, welche auf gewöhnlichen Straßen zu fahren bestimmt wäre, und daher noch mit weit größerer Bestimmtheit auf Eisenbahnen, auf Dampfschiffen und bei stehenden Maschinen, wo diese Erschütterungen nicht stattfinden. U und V, Fig. 1, 4 und 5, sind Röhren für den Ein- und Ausgang des Dampfes; sie sind an einem Ende mit der Bewegungsachse, an dem andern mit einem Vierweg-Hahn R in Verbindung (Fig. 5 und 7), durch welchen man den Eingang des Dampfes abwechselnd verändern kann, indem man mit dem Schlüssel eine Vierteldrehung macht. Die Stopfbüchsen f, f, wovon die eine an der Scheibe J, die andere an dem Excentricum K angebracht ist, und durch welche die Hanfstopfung gegen die Enden des Wellbaums und die Röhren U und V angepreßt wird, gestatten dem Wellbaum sich um diese Röhren, welche unbeweglich sind, zu drehen, ohne daß ein Dampfverlust stattfinden kann. Allein diese Röhren erleiden einen innern Druk, der sie von der Achse, mit welcher sie vereinigt bleiben sollen, zu entfernen strebt; man verhindert diesen Uebelstand, indem man auf dem Wellbaum die Stüke r, r' anbringt, welche aus einem Ring und zwei Schraubenbolzen bestehen, welch leztere durch die Flantschen der Röhren U und V gehen und durch Muttern angezogen werden; ferner aus einem Ringe x, Fig. 4, dessen vorspringender Rand ins Innere der Stopfbüchse eingepaßt ist und dessen anderer Theil in dem Ring r durch eine Schraube festgehalten wirb; dadurch können sich die Röhren nicht zurükziehen, sondern werden an ihrer Stelle troz des Dampfdrukes erhalten. Der Hahn R, dessen Büchse mit vier Oeffnungen oder mit vier Röhren s, t, u, v versehen ist, ist von zwei gekrümmten Löchern durchbohrt, um den Eingang und den Austritt des Dampfes verwechseln zu können, und um die Maschine sich nach der einen oder andern Richtung umdrehen zu lassen, je nachdem man sie anwenden will. Fig. 7 zeigt den Hahn im Durchschnitt. Es sey S die Röhre, durch welche der Dampf vom Kessel kömmt, so kann derselbe je nach der Stellung des Hahnes durch die Oeffnungen u oder v gehen, und durch die Röhren U oder V in die Maschine eintreten. Wenn der Dampf durch das Rohr U ankömmt, so dringt er durch die Oeffnung u¹, und indem er auf den geschlossenen Schiebers, Fig. 6, und auf den Kolben drükt, bewegt er den leztern in der durch den Pfeil angezeigten Richtung. Je weiter der Kolben vorrükt, desto mehr schließt sich der Schieber G' und er kommt am Ende feines Laufes an, wenn die Oeffnung u¹ sich ihm gegenüber befindet; aber der Dampf ist noch oben und unten mit dem Schieber in Verbindung und kann ihn deßhalb weder von der einen noch von der andern Seite mehr drüken; er behält seinen Stüzpunkt auf den andern Schiebern bei, bis die Oeffnung u¹ an dem Schieber G¹ vorüber ist, welcher sich dann schließt; dieser fängt nun seinerseits an, dem eintretenden Dampfe als Stüzpunkt zu dienen, und zugleich befindet sich die Oeffnung v' dem Schieber G gegenüber; der Dampf, welcher seine Wirkung vollbracht hat, befindet sich nun zwischen zwei geschlossenen Schiebern eingesperrt und zwar in dem Theile der Maschine, wo sich der Kolben nicht befindet, und entweicht endlich durch die Oeffnung v'. Das Gleichgewicht des Drukes ist nun über und unter dem Schieber hergestellt, worauf er sich dann zurükzieht, um dem Kolben den Durchgang zu gestatten. Was hier von dem Schieber G gesagt wurde, ist auch auf den Schieber G¹ anzuwenden; dieselbe Wirkung fängt dann wieder von Neuem an. Aus dieser Einrichtung folgt, daß ein beständiger Druk des Dampfes auf den Kolben stattfindet, welcher ihn fortwährend in der Richtung des Pfeiles dreht, so lange als der Dampf durch die Oeffnung u' eintritt und durch die Oeffnung v' entweicht; der Ein- und Austritt hängt von der Stellung des Hahnes R ab. Um diese Erklärung zu vervollständigen, fügen wir noch hinzu, daß der Dampf, wenn er durch die Oeffnung v' austritt, sich durch das Rohr V nach dem Hahne begibt, der mit dem Rohre t communicirt; von da geht der Dampf entweder in den Verdichtungsapparat oder in die Luft, oder auch in eine andere größere Maschine, wo er noch durch seine Ausdehnung wirkt. Wenn man den Hahn R um eine Viertelwendung dreht, so findet alles umgekehrt statt. Das Eingangsrohr S des Dampfes wird dadurch mit dem Rohre V in Verbindung gesezt, und das Austrittsrohr T mit dem Rohre U. Der Dampf dringt in die Maschine durch die Oeffnung v' und entweicht durch die Oeffnung u'; der Kolben wird durch den Dampf auf seiner andern Fläche gedrükt, und dreht sich in entgegengesezter Richtung. Die Bewegungen der Schieber finden statt wie es oben angegeben wurde, aber in umgekehrter Richtung. Die beschriebene Maschine kann mit einer Geschwindigkeit von 80 bis 100 Umdrehungen per Minute gehen, und entwikelt mit Dampf von vier Atmosphären eine Kraft von 13 bis 16 Pferden. Der Erfinder versichert, daß das geringe Volumen und Gewicht (ungefähr 60 Pfd. auf die Pferdekraft) seiner Maschine, die Leichtigkeit und Pünktlichkeit, womit sie die Richtung ihrer Bewegung ändern kann, die Gleichheit der Wirkung in allen Punkten des Kreises, welchen der Kolben durchläuft, die Schnelligkeit und Ruhe ihres Ganges, die Festigkeit aller ihrer Theile, die geringe Abnuzung und Zerrüttung, deren sie fähig ist, sie vorzüglich zu Locomotiven auf Eisenbahnen anwendbar machen. Ueberdieß ist ihre Unterhaltung weniger kostspielig als die der Cylindermaschinen, welche einer beträchtlichen Reibung in Folge der Geschwindigkeit ihrer Bewegung unterworfen sind; diese macht aber die Theile des Mechanismus nach und nach dienstunfähig, so daß häufig Reparaturen nothwendig werden. Die Maschine mit directer Kreisbewegung besizt keinen dieser Fehler; es genügt nämlich, den leichten Schiebern die hin- und hergehende Bewegung mitzuteilen, welche übrigens nur einen sehr kurzen Weg zu durchlaufen haben; die Erfahrung hat überdieß gezeigt daß dieses System einen weit größern Nuzeffect entwikelt, als die gewöhnlichen Maschinen. Diese schäzbare Eigenschaft trägt zur Ersparnis an Brennmaterial bei und vermindert die Dimensionen der Kessel. Wenn man dieses System unter Umständen anwendet, wo die Gleichheit der Wirkung des Dampfes auf den Kolben nicht gerade Erforderniß ist, wie bei Locomotiven, so kann man den Dampf auch expansiv benüzen, entweder indem man den Dampf durch eine eigene Vorrichtung während eines Theiles des Kolbenlaufes absperrt, oder indem man zwei Maschinen anwendet, von welchen die eine eine doppelt so große Capacität der hohlen Schalen haben würde, als die andere. Um von dem leztern Mittel Gebrauch zu machen, müßte man die zwei Maschinen an die Bewegungsachse anspannen, so daß sie beide gleich viele Umdrehungen machen würden. Man würde den Dampf aus dem Kessel zuerst in die kleine Maschine leiten und aus dieser ihn in die größere einströmen lassen. Die Speisepumpe, in Fig. 1, 2 und 3 dargestellt, ist deßhalb bemerkenswerth, weil bei ihr die Ventile und Klappen der gewöhnlichen Pumpen durch einen Schieber ersezt sind, ähnlich den Dampfschiebventilen; derselbe öffnet der Flüssigkeit den Durchgang, indem man seine Stellung an jedem Ende des Kolbenhubes verwechselt. Das Getriebe 1, befestigt auf der Bewegungsachse, ist mit dem Rade 2 in Eingriff, welches mittelst des Zapfens 3, der nicht weit von seinem Mittelpunkte festgeschraubt ist und eine Kurbel bildet, den cylindrischen Kolben 5 der Pumpe durch die Verbindungsstange 4 in Thätigkeit sezt. Die Gabelstüze 6 dient dem Kolben als Führung; die Kolbenstange gleitet in einem Auge dieser Stüze und wird dadurch in der Achsenrichtung des Pumpenkörpers 7 erhalten. Die Schraube, welche die Verbindungsstange 4 mit dem Kolben wie durch ein Charnier vereinigt, ist nach Vorn verlängert und endigt in einen Ring, durch welchen die Führungsstange 8 des Schiebers 9 geht. Diese Stange hat zwei Ansäze, welche dazu dienen, dem Schieber eine kleine Bewegung nach Oben zu ertheilen, wenn der Kolben am obern Ende seines Laufes angekommen ist, und eine entgegengesezte Bewegung, wenn er unten angelangt ist. Der Pumpenträger hat drei Oeffnungen, welche horizontal und parallel unter einander stehen; die unterste steht mit dem Innern des Stiefels in Verbindung, die mittlere durch die Saugröhre 10 mit dem Wasserreservoir, die oberste endlich mit dem Dampfkessel durch das Rohr 11. Durch diese Einrichtung macht der Kolben den Schieber in die Höhe steigen, wenn er am obern Ende seines Laufes angekommen ist; der Schieber bedekt nun die Saugöffnung nur noch allein, wie man in Fig. 3 sieht, und das Wasser wird durch das Niedersteigen des Kolbens ausgetrieben und geht durch das Rohr 11, welches mit dem Innern des Stiefels in Verbindung steht, nach dem Kessel; wenn der Kolben am untern Ende seines Laufes angekommen ist, steigt der Schieber nieder, bedekt nun die zwei untersten Oeffnungen und stellt dadurch die Verbindung zwischen dem Innern des Stiefels und dem Saugrohre 10 her; der Stiefel füllt sich mit Wasser, und wenn der Kolben aufs Neue oben angelangt ist, hebt er den Schieber, welcher sich dann wieder in der Lage befindet, wo durch das Niedersteigen des Kolbens das Wasser in den Dampfkessel getrieben wird, und so wechselt es ab. Die Verrichtungen dieser Pumpe können auf keine Weise durch fremde Körper, welche mit der Flüssigkeit eindringen, gestört werden, denn, statt den Schieber in seiner Bewegung zu hindern, würden sie durch ihn entfernt oder zerrieben werden, wodurch das Hinderniß verschwindet.