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Kohlenstaubmotor Der war ein Hubkolbenmotor der statt mit flüssigem Kraftstoff mit etwa 4 µm feinem Kohlenstaub betriebe

Kohlenstaubmotor

Der Kohlenstaubmotor war ein Hubkolbenmotor, der – statt mit flüssigem Kraftstoff – mit etwa 4 µm feinem Kohlenstaub betrieben wurde. Der vom Prinzip als Dieselmotor ausgelegte Kohlenstaubmotor, dessen Entwicklung in Deutschland von 1916 bis 1940 intensiv vorangetrieben wurde, war eine Fehlentwicklung.

Anfänge Bearbeiten

Bereits 1824 erwähnt Nicolas Léonard Sadi Carnot Kohlenstaub als möglichen Verbrennungsstoff im Kreisprozess. 1851 wird in einer US-amerikanischen Patentschrift eine Art „Kohlenstaubturbine“ erwähnt, 1880 meldete J. Wickfeld einen Kohlenstaubmotor zum Patent an. 1899 experimentierte Rudolf Diesel mit einem Kohlenstaubmotor, Paul Meyer schilderte die Versuche dazu:

„Ich glaube, es geschah mit einem Suppenlöffel, Eingabe einer Portion Kohlenstaub, und […] sicher erinnere ich mich noch, dass nach etwa 5 Minuten der Scherz zu Ende war. Der Kohlenstaub hatte alle Kolbenringe festgesetzt, wurde zwischen Wand und Kolben durchgeblasen. […] Die Maschine erforderte zwei Tage Reinigungsarbeit, und dann wurde der Versuch vor einer hohen Kommission noch einmal mit dem gleichen Erfolg wiederholt.“

– Paul Meyer

Diesels Mitarbeiter Rudolf Pawlikowski (1868–1942) verfocht mit hohem persönlichen und materiellen Einsatz dessen Entwicklung weiter. 1916 brachte Pawlikowski den Kohlenstaubmotor erstmals zur Funktion, der umgebaute stationäre MAN-Dieselmotor leistete 80 PS. Der nach dem Akronym Pawlikowskis benannte Rupa-Motor wurde u. a. von der I.G. Farben und MAN von 1925 bis 1930 sowie von verschiedenen Maschinenfabriken in Deutschland bis 1940 weiterentwickelt. Von der I.G. Farben wurden mehrere Millionen Reichsmark in die Entwicklung des Kohlenstaubmotors gesteckt.

Funktionsweise und Fehlentwicklung Bearbeiten

Ein nach dem Dieselprinzip arbeitender Viertaktmotor erzeugt über den Kolben im ersten Takt einen Unterdruck im Verbrennungsraum. Eine Hilfspumpe erzeugt gleichzeitig einen Unterdruck in einer Vorkammer mit Kohlenstaub. Im zweiten Takt drückt die Hilfspumpe den Kohlenstaub über das Zulaufventil aus der Vorkammer in den Verbrennungsraum.

Der Verbrennungsvorgang im Kohlenstaubmotor war stets problematisch. Der Kohlenstaub musste eine gleichbleibende Feinheit aufweisen, durfte nicht verklumpen und musste sich zum richtigen Zeitpunkt selbst entzünden. Entscheidend für den Misserfolg des Kohlenstaubmotors war der systembedingte Verschleiß an der Zylinderlaufbuchse durch die abrasive Wirkung des Kohlenstaubs im Zylinder, die etwa 500-mal höher als bei einem Dieselmotor war. „Nach 150 Betriebsstunden erreichte eine Gusseisenbuchse von 420 mm Durchmesser eine Abnutzung am oberen Totpunkt des Kolbens von 7 mm.“ Ebenso wurde die Menge der anfallenden Asche und Schlacke, selbst bei optimaler Verbrennung, mit 5–10 Prozent des Verbrennungsmaterials berechnet. Wie man diese aus dem Zylinder entfernen könnte, war der Gegenstand verschiedener Patentschriften.

„Der Kohlenstaubmotor kann als ein Lehrbeispiel dienen, dass […] ein ungeeignetes Konzept auch mit noch so viel intellektuellem und materiellem Aufwand nicht erfolgreich […] umgesetzt werden kann. Für diese von Anfang an vorhersehbare Fehlentwicklung wurden große Geldbeträge im wahrsten Sinne des Wortes verpulvert.“

Weitere Versuche mit Kohlenstaub Bearbeiten

1978 entwickelte General Motors den Prototyp einer mit Kohlenstaub befeuerten Gasturbine, die das Modell Cadillac Eldorado antrieb. Der Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie beantragte daraufhin beim Bundesministerium für Forschung und Technologie Forschungsgelder für die Entwicklung eines Kohlenstaubmotors, die der Bundesminister jedoch nicht bewilligte.

Literatur Bearbeiten

  • Stefan Zima, Reinhold Ficht: Ungewöhnliche Motoren. 3. Auflage, Vogel-Buchverlag, Würzburg 2010, ISBN 978-3-8343-3140-3.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ Hans-Joachim Braun: Ein gescheiterter Innovationsversuch. Der Kohlenstaubmotor. (PDF; 7,3 MB) Deutsches Museum, München 1982.
  2. J. Wickfeld’s bezieh. A. Bernstein’s Kohlenstaubmotor. In: Polytechnisches Journal. 256, 1885, S. 482–484.
  3. Kohlenstaubmotor. adac.de; abgerufen am 23. August 2013.
  4. Paul Meyer: Beiträge zu Geschichte des Dieselmotors. Julius Springer Verlag, Berlin 1913, S. 32. (zitiert nach Zima / Ficht)
  5. Rudolf Pawlikowski in der Deutschen Biographie
  6. ↑ Zima / Ficht, S. 563–565.
  7. Hans Wahl: Verschleißbekämpfung bei Staubmotoren. In: ZVDI, 89, 1936, S. 1099 – (Memento des Originals vom 31. August 2013 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.vautid-verschleiss-technik.de.
  8. Hugo Güldner: Das Entwerfen und Berechnen von Verbrennungsmotoren. Julius Springer Verlag, Berlin 1903, S. 142.
  9. Stefan Zima / Reinhold Ficht, S. 563 f.
  10. Coal in Your Stocking? Fuel Up the Cadillac! In: New York Times, 2009; abgerufen am 23. August 2013.
  11. Deutscher Bundestag, 8. Wahlperiode, 230. Sitzung. 4. Juli 1980 (PDF; 3,3 MB).
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Der Kohlenstaubmotor war ein Hubkolbenmotor der statt mit flussigem Kraftstoff mit etwa 4 µm feinem Kohlenstaub betrieben wurde Der vom Prinzip als Dieselmotor ausgelegte Kohlenstaubmotor dessen Entwicklung in Deutschland von 1916 bis 1940 intensiv vorangetrieben wurde war eine Fehlentwicklung Inhaltsverzeichnis 1 Anfange 2 Funktionsweise und Fehlentwicklung 3 Weitere Versuche mit Kohlenstaub 4 Literatur 5 EinzelnachweiseAnfange BearbeitenBereits 1824 erwahnt Nicolas Leonard Sadi Carnot Kohlenstaub als moglichen Verbrennungsstoff im Kreisprozess 1851 wird in einer US amerikanischen Patentschrift eine Art Kohlenstaubturbine erwahnt 1 1880 meldete J Wickfeld einen Kohlenstaubmotor zum Patent an 2 1899 experimentierte Rudolf Diesel mit einem Kohlenstaubmotor 3 Paul Meyer schilderte die Versuche dazu Ich glaube es geschah mit einem Suppenloffel Eingabe einer Portion Kohlenstaub und sicher erinnere ich mich noch dass nach etwa 5 Minuten der Scherz zu Ende war Der Kohlenstaub hatte alle Kolbenringe festgesetzt wurde zwischen Wand und Kolben durchgeblasen Die Maschine erforderte zwei Tage Reinigungsarbeit und dann wurde der Versuch vor einer hohen Kommission noch einmal mit dem gleichen Erfolg wiederholt Paul Meyer 4 Diesels Mitarbeiter Rudolf Pawlikowski 1868 1942 5 verfocht mit hohem personlichen und materiellen Einsatz dessen Entwicklung weiter 6 1916 brachte Pawlikowski den Kohlenstaubmotor erstmals zur Funktion der umgebaute stationare MAN Dieselmotor leistete 80 PS 1 Der nach dem Akronym Pawlikowskis benannte Rupa Motor wurde u a von der I G Farben und MAN von 1925 bis 1930 sowie von verschiedenen Maschinenfabriken in Deutschland bis 1940 weiterentwickelt 6 Von der I G Farben wurden mehrere Millionen Reichsmark in die Entwicklung des Kohlenstaubmotors gesteckt 1 Funktionsweise und Fehlentwicklung BearbeitenEin nach dem Dieselprinzip arbeitender Viertaktmotor erzeugt uber den Kolben im ersten Takt einen Unterdruck im Verbrennungsraum Eine Hilfspumpe erzeugt gleichzeitig einen Unterdruck in einer Vorkammer mit Kohlenstaub Im zweiten Takt druckt die Hilfspumpe den Kohlenstaub uber das Zulaufventil aus der Vorkammer in den Verbrennungsraum 6 Der Verbrennungsvorgang im Kohlenstaubmotor war stets problematisch Der Kohlenstaub musste eine gleichbleibende Feinheit aufweisen durfte nicht verklumpen und musste sich zum richtigen Zeitpunkt selbst entzunden Entscheidend fur den Misserfolg des Kohlenstaubmotors war der systembedingte Verschleiss an der Zylinderlaufbuchse durch die abrasive Wirkung des Kohlenstaubs im Zylinder die etwa 500 mal hoher als bei einem Dieselmotor war Nach 150 Betriebsstunden erreichte eine Gusseisenbuchse von 420 mm Durchmesser eine Abnutzung am oberen Totpunkt des Kolbens von 7 mm 7 Ebenso wurde die Menge der anfallenden Asche und Schlacke selbst bei optimaler Verbrennung mit 5 10 Prozent des Verbrennungsmaterials berechnet Wie man diese aus dem Zylinder entfernen konnte war der Gegenstand verschiedener Patentschriften 8 Der Kohlenstaubmotor kann als ein Lehrbeispiel dienen dass ein ungeeignetes Konzept auch mit noch so viel intellektuellem und materiellem Aufwand nicht erfolgreich umgesetzt werden kann Fur diese von Anfang an vorhersehbare Fehlentwicklung wurden grosse Geldbetrage im wahrsten Sinne des Wortes verpulvert 9 Weitere Versuche mit Kohlenstaub Bearbeiten1978 entwickelte General Motors den Prototyp einer mit Kohlenstaub befeuerten Gasturbine die das Modell Cadillac Eldorado antrieb 10 Der Bundesverband der Deutschen Luft und Raumfahrtindustrie beantragte daraufhin beim Bundesministerium fur Forschung und Technologie Forschungsgelder fur die Entwicklung eines Kohlenstaubmotors die der Bundesminister jedoch nicht bewilligte 11 Literatur BearbeitenStefan Zima Reinhold Ficht Ungewohnliche Motoren 3 Auflage Vogel Buchverlag Wurzburg 2010 ISBN 978 3 8343 3140 3 Einzelnachweise Bearbeiten a b c Hans Joachim Braun Ein gescheiterter Innovationsversuch Der Kohlenstaubmotor PDF 7 3 MB Deutsches Museum Munchen 1982 J Wickfeld s bezieh A Bernstein s Kohlenstaubmotor In Polytechnisches Journal 256 1885 S 482 484 Kohlenstaubmotor adac de abgerufen am 23 August 2013 Paul Meyer Beitrage zu Geschichte des Dieselmotors Julius Springer Verlag Berlin 1913 S 32 zitiert nach Zima Ficht Rudolf Pawlikowski in der Deutschen Biographie a b c Zima Ficht S 563 565 Hans Wahl Verschleissbekampfung bei Staubmotoren In ZVDI 89 1936 S 1099 zitiert nach Zima Ficht Memento des Originals vom 31 August 2013 im Internet Archive nbsp Info Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht gepruft Bitte prufe Original und Archivlink gemass Anleitung und entferne dann diesen Hinweis 1 2 Vorlage Webachiv IABot www vautid verschleiss technik de Hugo Guldner Das Entwerfen und Berechnen von Verbrennungsmotoren Julius Springer Verlag Berlin 1903 S 142 Stefan Zima Reinhold Ficht S 563 f Coal in Your Stocking Fuel Up the Cadillac In New York Times 2009 abgerufen am 23 August 2013 Deutscher Bundestag 8 Wahlperiode 230 Sitzung 4 Juli 1980 PDF 3 3 MB Normdaten Sachbegriff GND 4300543 3 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Kohlenstaubmotor amp oldid 221783171