Grundpfeiler der Kompression: Die Entwicklung von Luftkompressoren

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts fand Druckluft in vielen Bereichen des Bergbaus, des Bauwesens und der Fertigungsindustrie weite Verbreitung. Zahlreiche Unternehmen entwickelten sich zu bedeutenden Herstellern von Luftkompressoren , und die Technologie schritt stetig voran.

1901 expandierte die Chicago Pneumatic Tool Company, bereits ein bedeutender Anbieter von Druckluftwerkzeugen, in den Markt für Luftkompressoren durch die Übernahme der Arlington Company. Arlington war ein in New Jersey ansässiger Hersteller von Kolbenkompressoren, dessen Geschichte bis in die frühen 1890er-Jahre zurückreichte. Nach der Verlagerung der Arlington-Kompressorenproduktion in das neue Werk in Franklin, Pennsylvania, entwickelte Chicago Pneumatic rasch ein umfangreiches Sortiment an dampf- und riemengetriebenen Kompressoren. Abbildung 1 zeigt ein Modell der Chicago Pneumatic Franklin Class C, einen zweistufigen Tandem-Luftkompressor mit horizontaler Corliss-Doppelkreuz-Verbundbauweise und Dampfmaschinenantrieb.

Die Sullivan Machinery Company mit Sitz in Claremont, New Hampshire, die ursprünglich Maschinen für den Steinbruchbau herstellte, entwickelte 1897 neue Bergbauprodukte, darunter Ventilatoren für die Grubenbelüftung. Nach der Übernahme ihres Hauptkonkurrenten, der MC Bulloch Company aus Chicago, Illinois, konzentrierte sich Sullivan stark auf die Entwicklung einer Reihe von zweistufigen Querkompressoren . Druckluft hatte Dampf als Antrieb für Gesteinsbohrer und andere Bau- und Bergbaumaschinen abgelöst, und mehrere Unternehmen hatten Kolbenkompressoren entwickelt. Sullivan musste Kompressoren von anderen Firmen zukaufen, was im Baugewerbe, das das Unternehmen bediente, einen Wettbewerbsnachteil darstellte. Sullivan lieferte seinen ersten Kompressor im Juli 1901 aus. Die Produktreihe war ein sofortiger Erfolg, und die Kompressoren waren so schnell verkauft, wie sie produziert wurden.

Etwa zur gleichen Zeit baute Sullivan seinen ersten dampfbetriebenen, tragbaren Luftkompressor. Er bestand aus einem Kessel und einem Druckluftbehälter, die alle auf einem von Pferden gezogenen Wagen montiert waren (siehe Abb. 2). Obwohl dies einer der ersten verkauften tragbaren Luftkompressoren war, hatte die Rand Drill Company das Konzept bereits 1888 entwickelt: einen geradlinigen, dampfbetriebenen Luftkompressor, einen vertikalen Kessel und einen Druckluftbehälter auf einem Wagen mit Holzrädern.

Sullivan dampfbetriebener tragbarer Luftkompressor, ca. 1901.

Sullivan fertigte auch verschiedene Serien stationärer Vertikal-, Horizontal- und Winkelkompressoren für den Einsatz in Bergwerken, Steinbrüchen, Gießereien und Industriebetrieben. Die ersten Modelle wurden direkt mit Dampf angetrieben und verfügten über einfache, Verbund- oder Kreuzverbunddampfzylinder. Der in Abb. 3 dargestellte Kompressor der Klasse WC war einer der größten von Sullivan hergestellten Kompressoren. Er verwendete Tandem-Verbunddampfzylinder von Corliss, die Tandem-Zweistufen-Luftzylinder antrieben. Wie die meisten Kompressoren der frühen 1900er-Jahre nutzte er Corliss-Saugventile und Metall-Tellerdruckventile. Das Unternehmen produzierte außerdem verschiedene Modelle riemengetriebener, geradliniger Einzel- und Tandem-Horizontalkompressoren sowie Winkelkompressoren. Der in Abb. 4 dargestellte riemengetriebene Sullivan-Kompressor WG6 aus dem Jahr 1918 war mit Plattenventilen ausgestattet, die kurz vor dem Ersten Weltkrieg üblich wurden.

Sullivan Class WC, einer seiner größten Luftkompressoren.

Nach dem Ölboom des späten 19. und frühen 20. Jahrhunderts entstanden in den Industriezentren Westpennsylvaniens und angrenzender Regionen in Ohio und New York zahlreiche kleine Unternehmen. Darunter befanden sich Hersteller von Kolbenmotoren und Kompressoren, die florierten und den Bedarf der industriellen Revolution in weiten Teilen der USA deckten. Eines dieser Unternehmen war die Herron & Bury Manufacturing Company, die 1902 in Erie, Pennsylvania, gegründet wurde. Später in Bury Compressor Company umbenannt, produzierte das Unternehmen innerhalb eines Jahrzehnts mehrere Produktlinien von Kolbenkompressoren für Luft und Gas sowie Vakuumpumpen. Diese umfassten elektrisch angetriebene Maschinen, bei denen der Motor entweder direkt über Zahnräder (siehe Abb. 5) oder über einen geräuschlosen Kettenantrieb verbunden war oder direkt auf der Kompressorwelle montiert war. Bury war ein innovatives Unternehmen mit einer Reihe früher technischer Fortschritte bei Kompressorventilen und der automatischen Steuerung.

Sullivan-Riemenkompressor WG6, Baujahr 1918.

Von Ende der 1890er Jahre bis weit in die Jahre der Großen Depression hinein entwickelten eine Reihe anderer Unternehmen, darunter Bessemer, Miller, Blaisdell, Bovard & Seyfang und Flickinger, horizontale, gasbetriebene Luftkompressoren , die für viele Nischenanwendungen geeignet waren. Eine der häufigsten Anwendungen war die Versorgung umgebauter Dampfmaschinen mit Druckluft, die wiederum Rohölpumpen an Bohrlochköpfen antrieben.

Mehrere Unternehmen entwickelten kleinere Luftkompressoren für stationäre und mobile Anwendungen, beispielsweise für Grabsteingravuren, Malerarbeiten, Spritzarbeiten und diverse leichte Bauarbeiten. 1908 brachte Chris D. Schramm & Son aus Philadelphia, Pennsylvania, den ersten kommerziell erfolgreichen, benzinbetriebenen, tragbaren Luftkompressor auf den Markt (siehe Abb. 6). Die Gardner Governor Company präsentierte 1914 einen kleinen, vertikalen Luftkompressor für mobile und stationäre Anwendungen. Die Domestic Engine and Pump Company aus Shippensburg, Pennsylvania, produzierte 1916 ihren ersten tragbaren Luftkompressor. Bald darauf entwickelten weitere Hersteller kleine, vertikale und V-förmige Kolbenkompressoren, um die Nachfrage des industriellen Wachstums zu decken.

Bury elektrisch angetriebener Luftkompressor mit integrierten Antriebszahnrädern.

In der nächsten Ausgabe werden einige der frühen Fortschritte bei Kolbenstangenpackungen und Kompressorventilen untersucht, die höhere Kompressordrehzahlen und -drücke ermöglichten.

Schramm brachte 1918 den ersten kommerziell erfolgreichen, benzinbetriebenen tragbaren Luftkompressor auf den Markt.