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Wer erfand die Dampflok?

Wer erfand die Dampflok?

Mehr als 3000 Jahre war das Pferd die schnellste Möglichkeit der Fortbewegung für den Menschen.

Im Jahr 50 n. Chr. konstruierte der griechische Mathematiker, Naturphilosoph und Mechaniker Heron von Alexandria einen Kessel mit zwei Rohren. Diese Aeolipile auch Heronsball genannt, begann bei Dampfaustritt zu rotieren.

Bereits 1690 und 1698 bauten Denis Papin und Thomas Savery unabhängig voneinander die ersten Dampfmaschinen. Saverys Maschine wurde in einem Bergwerk eingesetzt, war allerdings noch zu unausgereift um den gewünschten Erfolg zu bringen.

Zu dieser Zeit ahnte wohl niemand, das die Dampfmaschine, die industrielle Revolution einleiten, und Großbritannien zur Werkstatt der Welt machen sollte.

Die erste im größeren Stil verwertbare Dampfmaschine wurde 1712 von Thomas Newcomen in England gebaut. Sie diente zum Abpumpen des Wassers in einem Bergwerk. Diese so genannte atmosphärische Dampfmaschine erzeugte durch Einspritzen von Wasser in einen mit Dampf gefüllten Zylinder einen Unterdruck gegenüber der Atmosphäre. Mit diesem Druckunterschied wurde der Kolben im Arbeitstakt vom atmosphärischen Luftdruck nach unten gedrückt. Durch das Eigengewicht der Pumpenstange wieder nach oben in die Ausgangsposition gezogen. Die Kraftübertragung zwischen Kolbenstange und Balancier erfolgte mittels einer Kette.

Dem schottischen Ingeneur James Watt wird oft fälschlicherweise die Erfindung der Dampfmaschine zugeschrieben. Er verbesserte 1764 aber lediglich den Wirkungsgrad der Newcomenschen Dampfmaschine erheblich, da diese zu viel Kohle verbrauchte. Um dies zu vermeiden führte Watt seine wichtigste Neuerung ein, den Kondensator. Damit entfiel das energiezehrende Aufheizen und Abkühlen des Zylinders, da die Kondensation in einem vom Zylinder getrennten, stets gekühlten Gefäß stattfand.

Wurden über viele Jahre Bergwerke mit älteren mechanischen Kraftquellen wie Wasserrädern entwässert, reichte das irgendwann nicht mehr aus. So wurden Dampfmaschinen entwickelt und eingesetzt um die Gruben zu entwässern. Unwirtschaftlich und teuer in der Nutzung und Unterhaltung. Viele schafften nicht mehr wie 5 bis 6 Hübe in der Minute. Der Wirkungsgrad dieser Maschinen lag bei unter 1%.

Man schätzt, das durch diese Dampfmaschinen ca 3 mal so viel Wasser wie Kohle gefördert wurden.

Richard Trevithick Geb. am 13. April 1771 in Illogan, Cornwall, ein britischer Erfinder, Ingenieur und Maschinenbauer entwickelte die ersten funktionsfähigen Dampflokomotiven.

Als jüngstes von 6 Kindern, war er der einzige Sohn des Bergwerksingenieurs Richard Trevithick sen. Als Kind hatte er oft Gelegenheit, die Dampfmaschinen die in den in Cornwall verbreiteten Zink und Kupfermienen das Wasser Pumpten, zu beobachten. Seine erste Arbeitsstelle war in der East Stray Park Mine, wo er für sein Alter, ungewöhnlich mit 19 Jahren zum Berater aufstieg. Er beschäftigte sich mit der Modifizierung von Dampfmaschinen.

Erschwert wurde das ganze durch das Patent auf die Verwendung eines separaten Kondensators, das bis 1800 James Watt besaß. Dieser war nicht bereit das Patent an konkurrierende Ingenieure zu lizensieren. Mit zunehmender Erfahrung befasste sich Trevithick mit der Verbesserung von Dampfmaschinen, besonders mit ihrer Verkleinerung und der Herstellung stärkerer Dampfkessel. Diese sollten höherer Drücke und damit mehr Leistung liefern.

Diese Anwendung von Hochdruckdampf, damals die Bezeichnung für Dampf mit mehr als atmosphärischen Druck, wird vielfach als Trevithick wichtigste Erfindung angesehen. 1797 baute Trevithick seinen ersten Dampfwagen, beheizt wurde dieser mittels eines Glühenden Gusseisenstabes, der in das Feuerrohr gesteckt wurde. 1801 stellte er eine seiner kleinen neuen Dampfmaschinen auf Räder. Diese Straßenlokomotive, bekannt als Puffing Devil war eines der bekanntesten Straßenfahrzeuge, das mit eigener Kraft lief. Der Puffing Devil beförderte Passagiere, selbst über Steigungen, mit einer Geschwindigkeit von 8 km/h. Zwar konnte das Fahrzeug den Dampfdruck nur über kurze Zeit halten, war somit nur von geringem praktischem Nutzen. Jedoch beinhaltete es bereits eine wichtige Erfindung in der Geschichte der Dampflokomotive.

Sah die Patentschrift zum entfachen des Feuers noch einen Blasebalg vor, lies Trevithick den Dampf aus dem Zylinderauspuffrohr durch den Schornstein abblassen. Mit dem Zug den dieses Blasrohr entfachte, wurde die Feuerung besonders wirksam angefacht. Geriet diese Erfindung bald darauf in Vergessenheit wurde sie erst 1816 durch George Stephenson in seine Lokomotiven eingebaut. 1803 baute Trevithick ein weiteres selbstfahrendes Fahrzeug, den London Steam Carriage.

Im Prinzip eine mit Dampfmaschine ausgerüstet Postkutsche war diese Fahrzeug wesentlich teurer als selbige und konnte sich nicht durchsetzen. Ebenfalls 1803 explodierte in Greenwich eine von Trevithicks stationären Maschinen, dabei kamen 4 Arbeiter uns Leben. Trevithick führte das Ganze auf fehlerhafte Bedienung, nicht auf fehlerhafte Konstruktion zurück, geriet jedoch in scharfe Gegnerschaft zu James Watt. Dieser hatte stets vor der Gefahr von Kesselexplosionen gewarnt.

Watts Versuche beim Britischen Parlament Trevithicks Dampfmaschinen zu verbieten, blieben erfolglos.

Die erste Lokomotive der Welt

1802 baute Trevithick eine Hochdruckmaschine für das Eisenwerk Merthyr Tydfil in Wales. Er befestigte sie auf einem Fahrgestell und machte aus ihr eine Lokomotive. 1803 verkaufte er das Patent an Samuel Homfray, den Besitzer des Eisenwerkes.

Homfray war so beeindruckt das er mit einem anderem Eisenwerkbesitzer wettete, die Lokomotive könne 10 Tonnen Eisen auf der Schienenbahn nach Abercynon über eine Distanz von 15,7 km ziehen. Am 21.Februar 1804 konnte die Wette eingelöst werden, die Lokomotive zog 10 Tonnen Eisen, fünf Wagons und 70 Männer über die gesamte Strecke und benötigte dafür 4 Stunden und 5 Minuten. Das entsprach eine Geschwindigkeit von durchschnittlich 3,8 km pro Stunde. 25 km /pro Stunde sollen ohne Last erreicht worden sein.

Übernommen wurde bei dieser Maschine das bei stationären Maschinen übliche Schwungrad. Auch das Blassrohr fand Verwendung. Zu schwer für die für Pferdewagen konzipierten Schienen, war ihr kein Erfolg beschieden. Nach 5 Monaten wurde sie als stationäre Maschine eingesetzt.

Im Jahr 1808 baute Trevithick einen neuen vereinfachten Dampfloktyp und brachte ihn nach London. Statt eines Schwungrades verfügte sie über einen stehenden Zylinder. Dieser wirkt über einen Kurbelstange direkt auf die Antriebsräder. Bis auf den Stehzylinder sollte sich diese Antriebssystem später durchsetzen. Die Catch me Who can lief auf einer Kreisbahn beim heutigem Bhf Euston und diente als Publikumsbelustigung. Als das Publikumsinteresse nach lies und die Lok bei einer Fahrt entgleiste und umstürzte verlor Trevithick das Interesse an ihr und verkaufte sie an einen Messerschmied.

Der Erfinder der Dampflokomotive wandte sich nun anderen Projekten zu und erfand Dampfbagger, Dampfkrane, Schraubenpropeller, Schwimmdocks, Tanks für die Lagerung von Proviant und Wasser auf Schiffen, Bojen und Dreschmaschinen. 1816 reiste Trevithick nach Peru und baute leichte Dampfpumpen zur Entwässerung von Bergwerken. Er erwarb einige Schürfrechte und nun standen ihm endlich große Verdienste in Aussicht. In den Wirren des Bürgerkrieges musste er eine Erzladung im Wert von 5000 Pfund aufgeben. 1826 floh er aus Südamerika. Im Hafen von Cartagena traf er Robert Stevenson, der Ihm 50 Pfund für die Überfahrt gab.

Im Oktober 1827, völlig mittellos in England angekommen, wandte er sich anderen Projekten zu. Er erkrankte an einer Lungenentzündung und starb eine Woche später völlig verarmt und einsam. Die Beerdigungskosten für das Armengrab auf dem Friedhof in Dartfort übernahmen Arbeiter einer Fabrik, die einige der Patente von Trevithick verwerteten.

 

M. Müller

 

 

  1. Literatur

    • Gustav Schmidt: Theorie der Dampfmaschinen. Freiberg 1861. (online bei GoogleBooks)
    • Heinrich Dubbel: Entwerfen und Berechnen der Dampfmaschinen. 2. Auflage. Springer, Berlin 1907.
    • F. Fröhlich: Kolbendampfmaschinen. In: Dubbels Taschenbuch für den Maschinenbau- 11. Auflage. Zweiter Band. 1953, S. 93 ff.
    • R. Christiansen: Kolbendampfmaschinen mit Zahnraduntersetzung. In: Konstruktion – Zeitschrift für das Berechnen und Konstruieren von Maschinen, Apparaten und Geräten. Band 1, Nr. 1, 1949, S. 2–7.
    • Conrad Matschoss: Geschichte der Dampfmaschine: ihre kulturelle Bedeutung, technische Entwicklung und ihre großen Männer. 3. Auflage. Berlin 1901. Reprint: Gerstenberg, Hildesheim, ISBN 3-8067-0720-0.
    • Technik leicht verständlich. Fachredaktion Technik des Bibliographischen Instituts unter Leitung von Johannes Kunsemüller, Fackel-Buchklub.
    • Otfried Wagenbreth, Helmut Düntzsch, Albert Gieseler: Die Geschichte der Dampfmaschine. Aschendorff, Münster 2001, ISBN 3-402-05264-4.
    • Gerhard Buschmann, Herbert Clemens, Michael Hoetger, Bertold Mayr: Der Dampfmotor – Entwicklungsstand und Marktchancen. Sonderdruck aus Motortechnische Zeitschrift. 05/2001, 62. Jahrgang. Vieweg & Sohn, Wiesbaden.
    • Hebestedt: Die Geschichte der Hettstedter Dampfmaschine von 1785. In: 200 Jahre erste deutsche Dampfmaschine. Hrsg. vom Mansfeld Kombinat Wilhelm Pieck, Eisleben 1985.

    Weblinks

     Commons: Dampfmaschine – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
     Wiktionary: Dampfmaschine – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

    Einzelnachweise

    1.  
  2. Vergleiche dazu die Definition der Dampfmaschine 1892: „Dampfmaschine, eine Kraftmaschine, die mit gespanntem Wasserdampf betrieben wird. Derjenige Teil, welcher zunächst die Kraft des in einem Dampfkessel erzeugten gespannten Dampfes aufnimmt, ist der Dampfkolben, ein Kolben, welcher sich in einem cylindrischen Raum (Dampfcylinder) dicht anschließend hin und her bewegen läßt.“ Meyers Konversationslexikon, Verlag des Bibliographischen Instituts, Leipzig und Wien, Vierte Auflage, 1885–1892, S. 460
  3.  
  4. Patent GB176900913: Steam engines. Erfinder: James Watt.‌
  5.  
  6. Autorenkollektiv: Technische Denkmale in der Deutschen Demokratischen Republik. Hrsg.: Otfried Wagenbreth, Eberhard Wächtler. 2. Auflage. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1985, S. 102 ff.
  7.  
  8. Michael Mende, Vom Holz zur Kohle – Prozeßwärme und Dampfkraft, in: Ullrich Wengenroth (Hrsg.) Technik und Wirtschaft, VDI-Verlag, Düsseldorf 1993, 305-324, S. 317.
  9.  
  10. Peter Klemm: Der Weg aus der Wildnis. Geschichten aus 100000 Jahren Technik. 6. Auflage. Kinderbuchverlag, Berlin 1974, S. 99–105.
  11.  
  12. Jacob Leupold: Theatrum Machinarum Hydraulicarum. Schau-Platz der Wasser-Künste. Christoph Zunkel, Leipzig 1725.
  13.  
  14. Elijah Galloway: History of the Steam Engine:. From Its First Invention to the Present Time. Cowie and Co., 1826, S. 34 (englisch, Digitalisat [abgerufen am 10. Oktober 2014]).
  15.  
  16. Günter Jankowski u. a., Zur Geschichte des Mansfelder Kupferschieferbergbaus, Clausthal-Zellerfeld, 1995 (S. 143 ff), ISBN 3-9801786-3-3.
  17.  
  18. Max Berdig: Die erste Dampfmaschine in Thüringen. In: Aus den coburgisch-gothaischen Landen. Heft 3. Justus-Perthes-Verlag, Gotha 1905, S. 14–18.
  19.  
  20. Wolfgang Hoth: Erste Dampfmaschinen in Remscheid, Mai 1975.
  21.  
  22. Hans-Werner Hahn: Die Industrielle Revolution in Deutschland. Enzyklopädie deutscher Geschichte. 3. Auflage. Oldenbourg Verlag, 2011, ISBN 978-3-486-70249-1, S. 32 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 10. Oktober 2014]).

 

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