Wetter
Great Moments in Science and Technology James Watt and the Steam Engine
Dampfmaschinen verändern gegen Ende des 18. Jhdts. die Arbeitswelt in England. Die Wirtschaft wächst, der Handel gedeiht, die industrielle Produktion verdrängt herkömmliche Arbeitsweisen. Großstädte und Industriereviere entstehen. Einer der Väter dieser Entwicklung ist der Ingenieur James Watt.
Die Industrielle Revolution: Dampfmaschine und Dampfkraft als Schrittmacher
Sendung in englischer Sprache
Versuche, die Spannkraft des Dampfes maschinell zu nutzen, reichen weit zurück. Die "moderne" Geschichte der Dampfkraft beginnt jedoch erst gegen Ende des 17. Jahrhunderts. Denis Papin (1647- vermutlich 1712), ein französischer Arzt und Naturforscher, konstruiert 1679/80 eine Art Dampfkochtopf mit Sicherheitsventil (Papinscher Dampftopf). Durch das Ventil wird der Druck beherrschbar, die gewerbliche Nutzung der Dampfkraft rückt in greifbare Nähe. Nach dem Papinschen Prinzip gebaute Maschinen werden im Bergbau eingesetzt.
Der englische Ingenieur Thomas Savery (1650-1715) nutzt das Papinsche Sicherheitsventil, um eine 1698 patentierte Dampfpumpe zu konstruieren, die eindringendes Grundwasser aus Bergwerken abzieht. Der immense Brennstoffverbrauch beschränkt die Praxistauglichkeit der Saverymaschinen.
Der englische Mechaniker Thomas Newcomen (1663-1729) entwickelt eine Dampfpumpe mit Kolben und Zylinder. Die Maschinen leisten rund 50 PS und senken den Brennstoffbedarf deutlich. Ab 1705 setzt Newcomen seine Dampfpumpe im Bergbau ein. Obwohl Newcomens Pumpen wirtschaftlicher arbeiten als alle Vorgängermodelle, krankt die Dampfmaschine noch immer an hohem Energieverbrauch bei relativ geringer Leistungsausbeute.
Entscheidende Verbesserungen der Dampfmaschine - James Watt
Der schottische Feinmechaniker James Watt (1736-1819) beschäftigt sich seit 1763 mit den Dampfmaschinen Newcomens. Bevor er an die Konstruktion eigener Modelle geht, muss er sich die theoretischen Grundlagen der Dampfmechanik im Selbststudium erarbeiten. Er bestimmt die Eigenschaften des Dampfes, vor allem die Beziehung zwischen Dampfdichte, Temperatur und Druck.
Auf der Basis seiner physikalischen Kenntnisse und seiner Arbeiten an den Maschinen Newcomens führt Watt in der Folgezeit eine Reihe richtungsweisender Verbesserungen ein. Er isoliert die gesamte Dampfführung, um möglichst hohe Betriebstemperaturen zu erzielen. Entscheidendes Moment ist jedoch die Trennung von Kondensation und Zylinder; dieser technische Kunstgriff reduziert die Dampfverluste im Zylinder, verbessert die Vakuumbedingungen und vermindert den Brennstoffbedarf bei gleichzeitig höherer Leistungsausbeute.
Die erste Dampfmaschinenfabrik der Welt
Am 5. Januar 1769 erhält James Watt sein historisches Patent über die erste Niederdruck-Dampfmaschine. 1774 gründen James Watt und der Birminghamer Fabrikant Matthew Boulton (1728-1809) in Soho bei Birmingham die erste Dampfmaschinenfabrik der Welt (Boulton & Watt). Das Werk produziert ständig verbesserte, industriell einsetzbare und leistungsstarke Dampfmaschinen mit kontinuierlich sinkendem Brennstoffverbrauch. Durch das von Watt erfundene Sonnen- und Planetargetriebe, das die Auf- und Niederbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung umsetzt, kann die Dampfkraft eine Vielzahl von Werkmaschinen antreiben. Watt stirbt am 19. August 1819 in Heathfield bei Birmingham.
Die Dampfmaschine als treibende Kraft der Industrialisierungsspirale
Die Dampfmaschine ist der eigentliche Motor der Industriellen Revolution. Im Bergwerk treibt sie Dampfpumpen an, die das Grundwasser abziehen. Weil dadurch die Schächte immer tiefer in reiche Erzlager abgeteuft werden können, wird zunehmend mehr Roheisen gefördert. Damit steht immer mehr Material für Maschinen-, Gleis- und Fabrikanlagenbau zur Verfügung.
Dampflokomotiven transportieren die Rohstoffe. Hüttenwerke und Fabriken werden über große Entfernungen mit Brennstoffen versorgt, die Rohstoffpreise sinken. Der Bedarf an Dampfmaschinen, Lokomotiven, Eisenbahnschienen und anderen eisernen Maschinen wächst. Aufgrund der gesteigerten Nachfrage bei sinkenden Produktionskosten können die Maschinenbaufabriken ihren Ausstoß steigern.
Mit der wachsenden Zahl von Maschinen weitet sich die industrielle Produktion auch auf anderen Wirtschaftsgebieten aus. Der Erz- und Kohlebergbau blüht auf. Erhöhte Fördermengen tragen zu einer Ausweitung der Produktion und des Handels bei. So stehen vermehrtes Angebot und vermehrte Nachfrage in einem Kreislauf, der die Wirtschaft insgesamt ankurbelt.
