Technik-Ideen im 18. Jahrhundert

Uneffiziente Energieerzeugung erfordert neue Erfindungen

Der erhöhte Energiebedarf im späten 18. Jahrhundert ist mit Quellen wie Wasser- oder Pferdekraft nicht mehr zu decken. Auf dem Weg zur industriellen Revolution mit ihren umwälzenden Erfindungen sind jedoch auch die kleinen Mosaiksteine von Bedeutung: die Verfeinerung der Gusstechnik, Watts Definition einer Vergleichgröße von Leistung und ein neuartiges Getriebe.

Alter Schmelzofen
Alter Schmelzofen Quelle: ZDF

Wasserkraft Tausende und Abertausende von Wasserrädern treiben noch in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts überall in Großbritannien primitive Handwerksapparaturen in Kleinstmanufakturen an, ebenso wie schwere Mühlsteine und Maschinen in frühen Industriebetrieben. Meist über ein kompliziertes System von Zahnrädern wird die Kraft des Wassers verlustreich in die Werkstätten übertragen. Seit Jahrhunderten hat sich daran nichts geändert. Dabei ist die Wasserkraft stets ein unzuverlässiger Partner geblieben.

Begehrte Plätze am Wasser

Wasserkanal
Wasserkanal Quelle: ZDF

In heißen Sommern bestehen die Bäche und Flüsse oft nur noch aus einem Rinnsal. Die Schaufeln der Wasserräder bleiben dann leer, die Maschinen oder Mühlen stehen still oder müssen von Pferden angetrieben werden. Im Winter ist es die Kälte, die Flüsse und Räderwerke vereisen lässt und wieder für Stillstand sorgt. Außerdem sind die Betriebe an die Flussläufe gebunden. Daher sind in den Städten und Ansiedlungen die Plätze dort höchst begehrt und knapp. So siedeln sich die Betriebe in immer weiterer Entfernung von den Städten und damit Absatzmärkten an den Wasserläufen an. Die Waren müssen über große Entfernungen kostspielig transportiert werden.

Verfeinerung der Gusstechnik Erste Gießer verwenden damals in der Gegend von Birmingham Koks anstatt der bisher üblichen Holzkohle, um die Schmelzöfen zu befeuern. Die Temperatur ist wesentlich höher und der Anteil an Kohlendioxid geringer, das gewonnene Eisen ist weniger spröde, lässt sich deutlich besser bearbeiten und hat eine höhere Haltbarkeit. Auch Wilkinson erkennt die Vorteile von Koks und setzt auf die neue Methode.

Erste Eisenbrücke der Welt

Ironbridge Gemälde
Ironbridge Gemälde Quelle: ZDF

Im Jahr 1779 wird im Zentrum englischer Eisenproduktion, im Tal des Flusses Severn unweit Birmingham, ein Bauwerk feierlich eingeweiht, das bis heute die Fähigkeiten des Werkstoffs Eisen weithin sichtbar unter Beweis stellt. Die Iron Bridge, aufgestellt im Zentrum des frühen englischen Hüttenwesens, ist die erste Brücke der Welt, die vollständig aus Eisen besteht. Am Bau und der Finanzierung ist auch der vom Werkstoff Eisen besessene Gießmeister John Wilkinson beteiligt. Die Brücke ist damals wie heute ein Symbol des industriellen Aufbruchs in England.

Die Pferdestärke Zu Watts Zeiten wurde das Eichen von Maßen und Gewichten noch nicht so streng genommen. So kam es vor, dass zum Beispiel ein Pfund oder eine Unze von einer Stadt zur anderen, sogar von einem Marktplatz zum nächsten voneinander abwichen. Lange schon hatten britische Ingenieure und Betreiber von Dampfmaschinen eine Maßeinheit für die Dampfkraft gefordert, ohne aber eine Lösung zu finden. Als nun Watt in die knifflige Lage kam, anschaulich vermitteln zu müssen, wie groß und effektiv die Kraft seiner Maschine war, ersann er die "Pferdestärke" als Vergleichgröße für die Leistung. Er berechnete, dass ein normales Grubenpferd in einer Sekunde ein Gewicht von 75 Kilogramm einen Meter hoch heben kann. Diese Leistung nannte Watt "eine Pferdestärke". So machte er in genialer Weise nicht nur für jeden die Leistung seiner Maschine anschaulich, sondern er schuf gleichzeitig eine Größe, mit der die Leistungen verschiedener Maschinen verglichen werden konnten.

Genial einfaches Getriebe

"Sun and Planet"-Getriebe
"Sun and Planet"-Getriebe Quelle: ZDF

"Sun and Planet"-Getriebe Watts Idee zu einem einfachen Getriebe basiert auf zwei Zahnrädern. Das eine, Watt nennt es die Sonne, ist fest mit der Achse eines Schwungrades verbunden. Diese Achse, die das Zahn- und das Schwungrad trägt, kann frei rotieren. Das andere Zahnrad, dem Watt den Namen Planet gibt, ist über eine Stange fest mit dem auf- und abschwingenden Balancier, dem Querbalken der Dampfmaschine, verbunden. Das Planetenzahnrad ist nicht wie das Sonnenzahnrad auf einer Achse montiert, sondern starr angebracht. Beide Zahnräder, Sonne und Planet, sind fest miteinander verhakt. Bei der Auf- und Abbewegung des Dampfmaschinenbalkens kreist das Planetenzahnrad um die Sonne, die in Rotation versetzt wird. Mit dem Sonnenzahnrad über dieselbe Achse verbunden ist das Schwungrad, das die rotierende Kraftbewegung vollführt und über Transmissionsriemen auf angeschlossene Maschinen übertragen kann.

Um unser Web-Angebot optimal zu präsentieren und zu verbessern, verwendet das ZDF Cookies. Durch die weitere Nutzung des Web-Angebots stimmen Sie der Verwendung von Cookies zu. Näheres dazu erfahren Sie in unserer Datenschutzerklärung.

Gemerkt! Merken beendet Bewertet! Bewertung entfernt Abonniert! Abo beendet