Geschichte & Kultur

Die Geschichte der Dampfmaschinen

Vor der Erfindung des benzinbetriebenen Motors wurde der mechanische Transport mit Dampf betrieben. Tatsächlich war das Konzept einer Dampfmaschine ein paar tausend Jahre älter als ein Mathematiker und Ingenieur Heron von Alexandria, der im ersten Jahrhundert im römischen Ägypten lebte Aeolipile.

Auf dem Weg dorthin spielten eine Reihe führender Wissenschaftler mit der Idee, die durch das Erhitzen von Wasser erzeugte Kraft zum Antrieb einer Maschine zu nutzen. Einer von ihnen war kein anderer als Leonardo Da Vinci, der irgendwann im 15. Jahrhundert Entwürfe für eine dampfbetriebene Kanone namens Architonnerre entwarf. Eine grundlegende Dampfturbine wurde auch in Arbeiten beschrieben, die der ägyptische Astronom, Philosoph und Ingenieur Taqi ad-Din 1551 verfasste.

Die eigentliche Grundlage für die Entwicklung eines praktischen, funktionierenden Motors wurde jedoch erst Mitte des 17. Jahrhunderts geschaffen. In diesem Jahrhundert konnten mehrere Erfinder Wasserpumpen sowie Kolbensysteme entwickeln und testen, die den Weg für die kommerzielle Dampfmaschine ebnen sollten. Ab diesem Zeitpunkt wurde die kommerzielle Dampfmaschine durch die Bemühungen von drei wichtigen Persönlichkeiten ermöglicht.

 

Thomas Savery (1650 bis 1715)

Thomas Savery war ein englischer Militäringenieur und Erfinder. 1698 patentierte er die erste Rohdampfmaschine,  die auf Denis Papins Digester oder Schnellkochtopf von 1679 basierte.

Savery hatte daran gearbeitet, das Problem des Pumpens von Wasser aus Kohlengruben zu lösen, als er eine Idee für einen mit Dampf betriebenen Motor hatte. Seine Maschine bestand aus einem geschlossenen Gefäß, das mit Wasser gefüllt war und in das unter Druck stehender Dampf eingeleitet wurde. Dies drückte das Wasser nach oben und aus dem Minenschacht. Ein Kaltwassersprinkler wurde dann verwendet, um den Dampf zu kondensieren. Dies erzeugte ein Vakuum, das mehr Wasser durch ein Bodenventil aus dem Minenschacht saugte.

Thomas Savery arbeitete später mit Thomas Newcomen an der atmosphärischen Dampfmaschine. Zu Saverys anderen Erfindungen gehörte ein Kilometerzähler für Schiffe. ein Gerät, das die zurückgelegte Strecke maß.

 

Thomas Newcomen (1663 bis 1729)

Thomas Newcomen war ein englischer Schmied, der die atmosphärische Dampfmaschine erfand. Die Erfindung war eine Verbesserung gegenüber dem früheren Design von Thomas Savery.

Die Newcomen-Dampfmaschine nutzte die Kraft des atmosphärischen Drucks, um die Arbeit zu erledigen. Dieser Prozess beginnt damit, dass der Motor Dampf in einen Zylinder pumpt. Der Dampf wurde dann durch kaltes Wasser kondensiert, wodurch ein Vakuum im Inneren des Zylinders erzeugt wurde. Der resultierende atmosphärische Druck betätigte einen Kolben und erzeugte Abwärtshübe. Bei Newcomens Motor war die Druckintensität nicht durch den Dampfdruck begrenzt, eine Abweichung von dem, was Thomas Savery 1698 patentiert hatte.

1712 baute Thomas Newcomen zusammen mit John Calley seinen ersten Motor auf einem wassergefüllten Minenschacht und pumpte damit Wasser aus der Mine. Der Newcomen-Motor war der Vorgänger des Watt-Motors und eine der interessantesten Technologien, die im 18. Jahrhundert entwickelt wurden.

 

James Watt (1736 bis 1819)

James Watt wurde in Greenock geboren und war ein schottischer Erfinder und Maschinenbauingenieur, der für seine Verbesserungen an der Dampfmaschine bekannt war. Während seiner Arbeit an der Universität von Glasgow im Jahr 1765 wurde Watt beauftragt, einen Newcomen-Motor zu reparieren, der als ineffizient, aber als beste Dampfmaschine seiner Zeit angesehen wurde. Damit begann der Erfinder an mehreren Verbesserungen des Newcomen-Designs zu arbeiten.

Die bemerkenswerteste Verbesserung war das Patent von Watt von 1769 für einen separaten Kondensator, der über ein Ventil mit einem Zylinder verbunden ist. Im Gegensatz zu Newcomens Motor hatte Watt einen Kondensator, der kühl sein konnte, solange der Zylinder heiß war. Schließlich wurde der Watt-Motor zum dominierenden Design für alle modernen Dampfmaschinen und trug zur industriellen Revolution bei.

Eine Krafteinheit namens Watt wurde nach James Watt benannt. Das Watt-Symbol ist W und entspricht 1/746 PS oder einem Volt mal einem Ampere.

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