|
Randbemerkungen.
Die Nummern der einzelnen Bemerkungen beziehen sich auf die
gleichbezeichneten Hinweise im Text des Buches.
1. Nie und nimmer kann eine Idee allein als Erfindung bezeichnet werden; man nehme aus der Liste der Erfindungen beliebige heraus: das Fernrohr oder die Magdeburger Halbkugeln, den Spinnstuhl, die Nähmaschine oder die Dampfmaschine, immer gilt als Erfindung nur die ausgeführte Idee. Eine Erfindung ist niemals ein rein geistiges Produkt, sondern nur das Ergebnis des Kampfes zwischen Idee und körperlicher Welt; deshalb kann man auch jeder fertigen Erfindung nachweisen, daß ähnliche Gedanken mit mehr oder weniger Bestimmtheit und Bewußtsein auch Anderen, oft schon lange vorher, vorgeschwebt haben.
Immer liegt zwischen der Idee und der fertigen Erfindung die eigentliche Arbeits- und Leidenszeit des Erfindens.
Immer wird nur ein geringer Teil der hochfliegenden Gedanken der körperlichen Welt aufgezwungen werden können, immer sieht die fertige Erfindung ganz anders aus als das vom Geist ursprünglich geschaute Ideal, das nie erreicht wird. Deshalb arbeitet auch jeder Erfinder mit einem unerhörten Abfall an Ideen, Projekten und Versuchen. Man muß viel wollen, um etwas zu erreichen. Das wenigste davon bleibt am Ende bestehen.
Unser Patentgesetz kennt im allgemeinen nur einen Ideenschutz, nicht aber einen Erfindungsschutz, und deshalb kann unser Patentgesetz die wertvollsten, wirklichen Erfindungen vernichten, wenn es nur nachweist, daß die Idee schon irgendwo in einer vergessenen Schrift vermodert.
Die Entstehung der Idee ist die freudige Zeit der schöpferischen Gedankenarbeit, da alles möglich scheint, weil es noch nichts mit der Wirklichkeit zu tun hat.
Die Ausführung ist die Zeit der Schaffung aller Hilfmittel zur Verwirklichung der Idee, immer noch schöpferisch, immer noch freudig, die Zeit der Überwindung der Naturwiderstände, aus der man gestählt und erhöht hervorgeht, auch wenn man unterliegt. [152]
Die Einführung ist eine Zeit des Kampfes mit Dummheit und Neid, Trägheit und Bosheit, heimlichem Widerstand und offenem Kampf der Interessen, die entsetzliche Zeit des Kampfes mit Menschen, ein Martyrium, auch wenn man Erfolg hat.
Erfinden heißt demnach, einen aus einer großen Reihe von Irrtümern herausgeschälten, richtigen Grundgedanken durch zahlreiche Mißerfolge und Kompromisse hindurch zum praktischen Erfolge führen.
Deshalb muß jeder Erfinder ein Optimist sein; die Macht der Idee hat nur in der Einzelseele des Urhebers ihre ganze Stoßkraft, nur dieser hat das heilige Feuer zur Durchführung.
2. Die Akten und Zeichnungen zu diesen jahrelangen Versuchen mit Ammoniakdämpfen und Ammoniakmotoren sind noch vorhanden und bieten mancherlei Interessantes; sie gehören aber nicht zum Thema dieser Schrift. Ich hatte mich mit Dr. Gustav Zeuner in Dresden in Verbindung gesetzt, um gemeinsam mit ihm aus den Lösungsversuchen von Ammoniak in Wasser und Glyzerin, die unter genauer kalorimetrischer Messung aller Wärmeerscheinungen durchgeführt wurden, die theoretischen Folgerungen zu ziehen. Unser Vorsatz scheiterte aber bei beiden an der Überlastung mit anderen, näher liegenden Aufgaben.
3. Über die Patente und deren Schutzfähigkeit und Schutzumfang ist viel gestritten worden; insbesondere wollte man daraus, daß das zweite Patent ein Zusatz zum ersten war, schließen, daß es sich auch hier nur um isothermische Verbrennung handeln könne und daß die „Veränderung der Gestalt der Verbrennungskurve“ gar nicht möglich sei, weil es sich nur um Maschinen der im Hauptpatent gekennzeichneten Art (also mit isothermischer Verbrennung) handle. Dieser Streit ist heute müßig; er gipfelt in allerhand persönlichen Meinungen, die gegenüber den Tatsachen gegenstandslos sind, daß die Patente in sämtlichen Ländern ausnahmslos ihre Zeit durchgehalten haben und durch niemand verletzt wurden, daß zur Zeit der Entstehung des Motors langwierige Patentstreitigkeiten in verschiedenen Ländern erfolgreich durchgefochten wurden, daß die Patente vor Abschluß der Lizenzverträge von zahlreichen Sachverständigen, darunter denjenigen von Krupp, von der amerikanischen Dieselgesellschaft, Lord Kelvin u. a. geprüft und trotz der damals an den Tag gezogenen Literatur über ähnliche Gedankengänge von Köhler, Capitaine u. a. für durchaus neu erklärt wurden, wobei ich mir die Einschaltung erlaube, daß mir diese Literatur zur Zeit der Entstehung der Erfindung und der Anmeldung der Patente vollkommen unbekannt waren.
Ein Patent ist keine wissenschaftliche Abhandlung, die man unter die Lupe strenger Wissenschaftlichkeit nehmen kann. Die Patenttexte werden nach rein [153] praktischen und patenttechnischen oder taktischen Gründen verfaßt, die mit Wissenschaft nichts gemein haben, oft bestehen sie aus irgend einem Kompromiß mit den Prüfern, der weit von dem entfernt ist, was sie streng wissenschaftlich sein sollten. Patenttexte zum Prüfstein wissenschaftlicher Anschauungen benutzen und kritisieren zu wollen, ist eine weltfremde Torheit.
Selbstverständlich durfte ich während der Patentdauer bei den großen fremden Interessen, die zu vertreten und zu schützen waren, die Patente nicht unter Diskussion stellen oder zu einer Diskussion beitragen. Es war meine Pflicht, in meinen Veröffentlichungen stets mit Nachdruck auf alle die Punkte hinzuweisen, welche mit den Patenten übereinstimmten.
4. Über dieses „weit über“ ist schon viel gestritten worden, nicht nur mit den Prüfungsinstanzen des ersten Patentes, sondern auch in der Literatur.
Die Wahl der Worte „weit über Entzündungstemperatur“ hatte den Zweck, festzustellen, daß nicht die Entzündungstemperatur des Brennstoffes durch die Verdichtung erreicht werden soll, sondern daß die Erreichung einer weit höheren Temperatur unter Schutz gestellt werden sollte, eben zu dem Zwecke der Verbesserung der Wärmeausnützung.
Da über Entzündungstemperaturen von Brennstoff damals so gut wie nichts bekannt war, blieb kein anderer Ausweg, als den Gedanken in eine solche allgemeine Form zu kleiden. Die Praxis hat nachher gezeigt, daß die Kompression gar nicht so weit getrieben werden mußte, wie ich selbst ursprünglich annahm. Es zeigte sich bei den Versuchen, daß die Entzündungstemperatur schon bei so niedrigen Kompressionen lag, daß die schließlich beibehaltene Verdichtung von 30–35 at auch schon dem Wortlaut genügen konnte.
Wenn aber, wie jetzt vielfach behauptet wird, die hohe Verdichtung nur nötig sei wegen der Sicherheit der Zündung beim Anlassen der kalten Maschine, so hat sie nur noch die Bedeutung einer Zündvorrichtung zum Anlassen. Wenn dem so ist, so rate ich allen Dieselmotorfabriken, sofort die Kompression auf die Hälfte zu vermindern und für das Anlassen eine einfachere und billigere Zündeinrichtung zu treffen. In diesem Falle muß ich sogar den enormen Aufwand an Geist und konstruktivem Können, welchen die Fabriken der Entwicklung der Maschine widmeten, bedauern, wenn das alles bloß diesem auf viel einfacherem Wege erreichbaren Zwecke gegolten hat.
5. Diese Untersuchungen, sämtlich aus dem Jahre 1893 und vor Erteilung des zweiten Patentes, umfassen mehrere Bände „Nachträge“ zu meiner theoretischen Broschüre, die niemals veröffentlicht wurden „weil die für die Praxis [154] vorbehaltenen Ausführungsarten nicht veröffentlicht werden sollten“. (S. Nachträge Band 1, Seite 225.) Sie werden aber mit den übrigen Akten dem Deutschen Museum übergeben.
Auszugsweise sei hier nur die nebenstehende Figur 82 aus jener Zeit nebst einigen Sätzen aus dem zugehörigen Text wiedergegeben (Nachträge Band 1, Seite 239 ff.).
„Wir haben früher schon gesehen, daß wir überhaupt keine andere Verbrennung als konstanten Druck anwenden. In der Figur sind zwei Kurven gezeichnet; die untere stellt die wirtschaftlichen Wirkungsgrade, die obere die Raumleistung des Motors pro 1 cbm Zylindervolumen dar, und zwar nur für Verbrennung bei konstantem Druck bis 1600° und unvollständiger Expansion. Ganz allgemein geht aus den Tabellen hervor, daß kleine Kompressionen große Zylinder und große Kompressionen kleine Zylinder erfordern, und daß die Belastung des Triebwerkes in beiden Fällen fast gleich, eher zu ungunsten der geringen Kompression ausfällt. Die geringe Kompression hat aber den praktischen Nachteil großer Zylinder, also teuerer Maschinen und wahrscheinlich größerer Reibungsverluste infolge der großen Kolben, da ja die Triebwerke gleich sind.
Suchen wir nun in den Kurven diejenigen Stellen, wo die Raumleistung und zugleich der wirtschaftliche Wirkungsgrad ein Maximum werden, so ist diese Stelle [155] durch den vertikalen schraffierten Streifen begrenzt, liegt also zwischen 30 und 44 at Kompression bzw. 300–600° C, also noch niedriger, als wir früher annahmen. Leider ist die maximale Raumleistung nicht zusammenfallend mit dem maximalen wirtschaftlichen Wirkungsgrad. Glücklicherweise liegen aber beide Maxima nahe beisammen und wiederum angenehmerweise bei relativ niedrigen Kompressionen. Da der Prozeß zwischen 500 und 600° Kompressionstemperatur sich voraussichtlich (soweit die bisherigen Augsburger Versuche schließen lassen 1) schon richtig abspielt, so ist damit sehr viel gewonnen. Die Kurven zeigen auch, daß höhere Kompressionen als die genannten nichts mehr nützen, weil der Gewinn am thermischen Wirkungsgrad durch den Verlust am mechanischen aufgewogen wird, und weil die Raumleistungen bei höherer Kompression infolge der großen Arbeitsverluste wieder abnehmen. Es wird sich also empfehlen, die ferneren Augsburger Versuche mit 30–35 at Kompression durchzuführen und nicht höher zu streben, bis die weitere Ausbildung des Motors feinere Nuancierung gestattet.
Bei den von uns nun gewählten mittleren Kompressionsgraden von 30–40 at ist die Variation der Leistung innerhalb gewisser Grenzen ohne große Beeinträchtigung des wirtschaftlichen Effektes möglich, was wiederum ein günstiger Umstand ist.
Zusammenfassend wählen wir [d]aher nach dem bisherigen Stand der Untersuchuug folgende Arbeitsweise des Motors:
1. Kompression auf 30 bis höchstens 40 at.
2. Verbrennung bei konstantem Druck, so hoch als es die Temperaturverhältnisse gestatten, womöglich bis 1600 oder 1800° Endtemperatur.
Innerhalb gewisser Grenzen ist dabei ziemliche Variation der Leistung ohne Beeinträchtigung des wirtschaftlichen Wirkungsgrades möglich, und zwar um so mehr, je niedriger die Kompression innerhalb obiger Grenzen.“
Diese Verhältnisse wurden auch in der Korrespondenz mit Krupp festgestellt. Am 16. Juni 1893, vor dem Beginn jedes Versuchs, schrieb ich an Krupp wie folgt:
„Inzwischen habe ich einige theoretische Punkte meines Prozesses näherer Untersuchung unterzogen, wofür mir früher wegen Überhäufung an Arbeit die Zeit fehlte. Es hat sich ergeben, daß durch eine etwas veränderte Führung des Prozesses die Zylinder noch wesentlich reduziert werden können und ich hoffe in Augsburg etwa die doppelte Leistung zu erreichen, als ursprünglich angenommen war; die Frage von den unverhältnismäßigen Dimensionen des Triebwerkes im Vergleich zur Leistung verliert dadurch sehr an Bedeutung.“
Am 16. Oktober 1893 vervollständigte ich diese Mitteilungen wie folgt: „Das Prinzip dieser veränderten Prozeßführung liegt darin, unter Beibehaltung des Punktes 1 (siehe Figur 83) des Diagramms den Motor nicht dadurch zu regulieren, daß von der Verbrennungskurve 1–2 kürzere oder längere Stücke zur Ausführung kommen, sondern daß man durch rascheres Einspritzen des Brennstoffes die Verbrennungskurve nach 1–2', 1–2'' hebt und dadurch die Diagrammfläche vergrößert; da in meinem Patent steht, daß die [156] Verbrennung ohne wesentliche Druck- und Temperaturerhöhung erfolgt, so sind diese Verbrennungskurven bis zu konstantem Druck mit darin enthalten. Trotzdem ist ein besonderes Patent, welches sich auf die Ausführung dieser Reguliermethode bezieht, bereits angemeldet.
Als normal betrachte ich die Verbrennung unter konstantem Druck. Die Wärmemenge ist also sehr rasch einzuspritzen, statt langsam, wie früher vorgeschlagen; das ist praktisch der ganze Unterschied.
Indes scheint mir das Hauptinteresse gegenwärtig lediglich auf dem Gebiete der Versuche zu liegen. Es lag mir vorläufig nur daran, zu beweisen, daß der Weg, auf dem wir vorwärts schreiten, der einzig richtige ist; es ist ja geradezu selbstverständlich. daß damit nur ein Anfang gemacht ist und daß die gründliche Durcharbeitung der Frage noch Fortschritte zeigen wird, an die man jetzt noch nicht oder nur unbestimmt denkt, die wir uns aber durch Vermeidung öffentlicher Diskussionen selbst sichern müssen.“
Alle diese Verhältnisse waren in Augsburg und Essen so bekannt und selbstverständlich, daß die Maschinenfabrik Augsburg in einem Brief vom 19. Dezember 1899 schrieb:
„Nach bisherigen Versuchen am Dieselmotor liegen die günstigen Verbrennungsdrucke zwischen 30 und 40 at, weil bei höheren Drucken der mechanische Wirkungsgrad den thermischen Gewinn aufwiegt.“
Wenn also heute, nach 20 Jahren, Ingenieure, die nicht dabei waren, die später nur die fertige, vollständig ausgebildete, gutgehende Maschine kennen lernten und vielleicht niemals über die Gründe und Ursprünge nachgedacht haben, aussagen, die Kompressionshöhe sei lediglich durch die Zündung bestimmt, so sind sie eben im Irrtum, auch wenn sie ausgezeichnete Dieselmotorkonstrukteure sind.
6. Mein Interesse war schon seit langer Zeit den Rohölen zugewandt, weil ich mich als Kälteingenieur viele Jahre lang mit der Ausbildung eines Verfahrens zur Extraktion des Paraffins aus Rohölen durch Kälte beschäftigt hatte. Bei diesen Versuchen arbeitete ich mit Rohölen aus den verschiedensten Ländern und hatte Gelegenheit, diese Stoffe eingehend zu studieren, wodurch der Wunsch in mir rege wurde, sie zu motorischen Zwecken zu verwenden.
7. In neuerer Zeit ist das Selbsteinblaseverfahren wieder aufgetreten; die Maschinenfabrik Augsburg hat in Turin 1911 eine solche Maschine nach den Patenten Vogel ausgestellt, man hat aber von der Einführung in die Praxis seit dieser Zeit noch nichts gehört.
8. Der Vorschlag der Verwendung von zweierlei Brennstoff, aber in ganz anderen Formen, ist schon im Patent Nr. 67207 auf S. 3, im Patent Nr. 82168 auf S. 2 und im Anspruch, endlich im Patent Nr. 118857, das ebenfalls von mir stammt, gemacht. [157]
9. Die Weglassung des Kreuzkopfes wurde zuerst von Colonel E. D. Meier, dem Direktor der Diesel Engine Co. of America durchgeführt und hat sich auch für Maschinen bis zu mittleren Größen sehr gut bewährt und bis heute erhalten. In neuerer Zeit aber sind, namentlich durch die Bedürfnisse des Schiffbaues, die Dimensionen der Maschinen so vergrößert worden, daß man für große Maschinen wieder zur alten Kreuzkopfkonstruktion überging.
10. Die Erfolge des Dieselmotors mit den Erdölen und die Arbeiten Dr. P. Rieppels über Teeröle veranlaßten bekanntlich später die Teerölproduzenten, durch bessere Fraktionierung und sorgfältigere Auswahl Brennstoffe zu schaffen, welche die Nachteile der früher verwendeten rohen ungereinigten Teeröle nicht mehr aufwiesen und die in stets gleicher Beschaffenheit geliefert werden konnten. Dadurch sind in neuerer Zeit die Teeröle als Motoröle gleichberechtigt neben die Erdöle und deren Produkte getreten.
Was die Anwendung der Teere selbst, insbesondere des Ölteers aus den Wassergasanlagen der Gasfabriken betrifft, so sind in Augsburg hierüber keine Versuche gemacht worden. Es ist aber interessant, festzustellen, daß die ersten Versuche und Dauerbetriebe damit von Colonel E. D. Meier, dem Direktor der amerikanischen Diesel-Gesellschaft, im Februar 1906 in der Gasfabrik Philadelphia mit vollem Erfolg angestellt wurden.
11. In Fig. 13 bedeuten die ausgezogenen Kurven die Versuchswerte, die gestrichelten Linien die Werte aus folgender von mir aus theoretischen Erwägungen abgeleiteten Formeln. Beide Kurven decken sich fast vollkommen.
(pa)⅕ = 1 + C · (t - t0),
worin:
pa = Druck in Atmosphären (à 10 334 kg pro Quadratmeter oder 760 mm Quecksilber),
t = die zum Druck pa gehörende Temperatur des gesättigten Dampfes in Grad Celsius,
t0 = die Temperatur des gesättigten Dampfes bei 1 at Druck oder die Siedetemperatur,
C eine Konstante, und zwar:
für das untersuchte Petroleum von einer Dichte von
0,793 bei 18,7° C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C = 0,003532,
für das untersuchte Benzin von einer Dichte von
0,712 bei 19,2° C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C = 0,005061. [158]
Zur Kontrolle obiger Formel rechnete ich dieselbe auch für andere Flüssigkeiten aus, und fand, daß folgende Werte von C alle Versuchswerte von Regnault bzw. die Tabellenwerte Zeuners mit fast mathematischer Genauigkeit wiedergeben.
Wasser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C = 0,0072703
Ammoniak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C = 0,0100857
Quecksilber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C = 0,00373594
Äther . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C = 0,00692738
Alkohol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C = 0,00798564
Schweflige Säure . . . . . . . . . . . . . . . . C = 0,00877899
Kohlensäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C = 0,01099608
Glyzerin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C = 0,0020544
Obiges Gesetz gilt nicht nur für einfache Körper, sondern auch für Lösungen; ich fand es bei Gelegenheit meiner Versuche mit Ammoniakmotoren bestätigt für Lösungen des Ammoniaks in Wasser und Glyzerin, wofür ich ebenfalls die Druckkurven und die Konstanten bestimmte.
―――――
Druck von H. S. Hermann in Berlin.
――――――――
1) D. h. die wenigen schmalen Diagramme der Versuchsreihe 1.
|