Dampfmaschine

Bei der Kolbendampfmaschine sind die Hauptteile der Zylinder mit dem hin und her gehenden Kolben, der seine Bewegung über die Kolbenstange, den Kreuzkopf und die Schubstange oder Pleuelstange an den Kurbeltrieb weitergibt. Die zwischen Rohrleitung und Zylinder angebrachte Schieber- oder Ventilsteuerung leitet den Dampf abwechselnd vor und hinter den Kolben. Bei der Schiebersteuerung werden die Dampfeinlass- und -austrittskanäle durch Schieber dampfdicht abgeschlossen, bei der Ventilsteuerung durch das Öffnen und Schließen von Ventilen. Die Bewegung der Schieber bzw. Ventile wird durch genau mit der Kolbenbewegung abgestimmte Gestänge so geregelt, dass die Kanäle jeweils bei der betriebsgünstigsten Stellung des Kolbens für den Ein- bzw. Austritt des Dampfes geöffnet werden. Bei den Gleichstromdampfmaschinen wird nur der Einlass des Dampfes durch Ventile gesteuert, beim Auslass dagegen entweicht der Dampf durch Schlitze, die durch den Kolben selbst geöffnet oder geschlossen werden. Das Schwungrad gleicht die durch die Umwandlung der hin und her gehenden Bewegung in eine drehende Bewegung entstehenden unvermeidlichen Ungleichmäßigkeiten aus und sichert eine regelmäßige Drehung der Kurbelwelle. Heiß-Dampfmaschinen arbeiten mit überhitztem Dampf bis 400 °C und 100 bar. Bei Verbund- oder Compound-Dampfmaschinen erfolgt die Entspannung des Dampfes schrittweise in mehreren Zylindern. Der Dampfmotor ist eine einfach wirkende, schnellaufende, mehrzylindrige Dampfmaschine mit variabler Einlasssteuerung durch Ventile oder sog. Dampfinjektoren.

Die Dampfmaschine war die erste in großem Umfang nutzbare Kraftmaschine und ermöglichte ab 1770 die Industrialisierung, nach 1800 Dampfschiff und Eisenbahn. 1690 baute D. Papin in Marburg eine Maschine, deren Kolben durch Dampf bewegt wurde und dadurch Arbeit leistete. Der Engländer T. Newcomen verbesserte sie 1705, aber erst J. Watt gelang 1769 der Bau einer praktisch brauchbaren, auf beide Kolbenseiten (doppelt) wirkende Niederdruckdampfmaschine. Der englische Ingenieur R. Trevithick baute 1798 die erste Hochdruckdampfmaschine und setzte sie 1804 in der ersten Schienendampflokomotive ein. Wegen ihres relativ niedrigen Wirkungsgrades wurde die Dampfmaschine durch die Dampfturbine verdrängt.