Wir bauen eine Feuermaschine

Unter diesem Motto riefen die Freunde historischer Technik Freudenberg im Jahr 2013 die Tüftler im Siegerland auf, bei diesem einmaligen Projekt des Technikmuseums Freudenberg mitzumachen. „ Wir waren skeptisch, ob sich jemand melden würde. Um so erfreuter sind wir, daß sich einige kompetente „Mitmacher“ eingefunden haben, “ freute sich der damalige Vereinsvorsitzender Ralf Loos. Schon bald saß die Arbeitsgruppe Feuermaschine zusammen um sich sachkundig zu machen und Pläne zu entwickeln. Doch das war nicht einfach. Hans Jürgen Klappert, der Initiator des Projektes:“ Das einzige funktionsfähige Modell im Maßstab 1:1 steht im Black Country Living Museum in Dudley (West Midlands). Ein zweites, ebenfalls unter Dampf laufendes Modell namens „Gloribelle“ im Maßstab 1:2, wurde vor einigen Monaten fertig. Diese Maschine steht in Auckland, Neuseeland. Und last not least steht ein 1:3 Modell im Manchester Museum of Sience and Technologie.“ Ein Mitstreiter der Arbeitsgruppe, Prof. Dr. Limper, hat von der Museumsleitung die dort noch vorhandenen Unterlagen erhalten, eine wichtige Hilfe, um die Funktionen der Maschine besser verstehen zu können. Limper:“ Wir fangen im Grunde sozusagen bei Null an. Newcomen hat ja keine Pläne hinterlassen. Doch wir sind auf einem guten Weg, eine funktionsfähige Maschine zu bauen.“

Zunächst war an ein kleines Modell in der Größe von 1 x1 m Grundfläche gedacht. Die nähere Beschäftigung mit dem Vorhaben führte dann zu dem Ergebnis, die Maschine auf einer Grundfläche von ca. 4 x4 m und einer Höhe von 4 m zu fertigen. Vorbild wird die Maschine in Neuseeland sein. Hans Disselhoff:“ Wir haben die Auckland Steam Engine Society gebeten, uns Unterlagen zu schicken. Wir sind gespannt, ob da was kommt. Doch als alter, früher selbstständiger Schlossermeister bin ich zuversichtlich, daß wir das Kind auch notfalls ohne diese Pläne schaukeln.“ Friedhelm Geldsetzer pflichtet ihm bei: „ Man spürt: die Mitglieder der Arbeitsgruppe sind voller Tatendrang. Es macht Spaß, etwas vollkommen Neues zu entwickeln und dabei den Stand der Technik vor 300 Jahren zu berücksichtigen. Wir stehen noch am Anfang. Weitere Mitstreiter sind daher herzlich willkommen.

Das war der Stand im Jahr 2013. Nun sollte  im Technikmuseum das funktionsfähige Modell einer Newcomen-Feuermaschine gebaut werden. Doch die Arbeiten waren ins Stocken geraten, denn die Erweiterung des Museums hatte Vorrang.

Die Pläne aus Neuseeland liegen inzwischen vor, der Anbau des Museums ist fertig daher  suchen wir noch Tüftler, die Lust haben, so etwas zu entwickeln und zu bauen. Ingenieure, Techniker, Schreiner und Schlosser. …Wer macht mit? Bitte meldet Euch unter 02734 3248.

Noch einmal zur Erläuterung – um was geht es bei diesem Projekt?

Viele glauben, James Watt habe 1765 die erste Dampfmaschine erfunden. Weit gefehlt! Der englische Schmied Thomas Newcomen baute 1712 seine erste, funktionierende Feuermaschine. Damit trieb er eine Kolbenpumpe an und rettete so viele englische Kohlengruben vor dem „Versaufen“. Ralf Loos, der Experte für Dampfmodelle im Technikmuseum Freudenberg kann sich begeistern, wenn er über die Entwicklung dieser Maschine spricht.

Bereits seit dem Jahr 1600 experimentierten verschiedene Wissenschaftler mit Kolben und Zylindern, um eine mechanische Auf-und Ab-Bewegung zu erzeugen. Das Prinzip, dem atmosphärischen Luftdruck einen luftverdünnten oder sogar luftleeren Raum entgegenzusetzen, führte zu den verschiedensten Experimenten, ein Vakuum zu erzeugen. Der Magdeburger Bürgermeister Otto von Guericke pumpte Luft aus einem geschlossenen Zylinder und erzeugte so unter dem Kolben ein Vakuum. Die Außenluft, also der atmosphärische Luftdruck drückte den Kolben in den Zylinder, obwohl 20-30 Männern an dem Kolben zogen. Mit seinen Experimenten demonstrierte er die physikalischen Voraussetzungen für die Entwicklung der atmosphärischen Dampfmaschine.

Hans Jürgen klappert: „Es gab aber auch gefährliche Umwege: der niederländische Physiker und Mathematiker Christiaan Huygens wollte den Kolben mit Schießpulver bewegen, doch das mißlang, die Teile flogen den Zuschauern um die Ohren. Da hatte sein früherer Mitarbeiter, der in Marburg lebende Franzose Denis Papin, mehr Glück. Er experimentierte um 1690 mit Wasserdampf, um ein Vakuum zu erzeugen. Er ersetzte das Schießpulver, indem er unter dem Kolben durch die Kondensation von Wasserdampf ein Vakuum schuf. Dazu entfachte er unter dem Zylinder ein Feuer und erhitzte eingespritztes Wasser zu Dampf. Kühlte er den Dampf mit kaltem Wasser ab, entstand ein Vakuum und der Kolben sank durch den atmosphärischen Druck nach unten. Entwickelte sich wieder Dampf in dem Zylinder, verschwand das Vakuum und der Kolben ging nach oben. Auch wenn die Maschine über ein Versuchsmodell nicht hinaus kam, hatte Papin doch das Grundprinzip der atmosphärischen Dampfmaschine entwickelt.“

Auf der Basis der Papin´schen Maschine schuf der englische Schmied Thomas Newcomen (1663-1729) im Jahr 1712 die erste arbeitsfähige atmosphärische Dampfmaschine. Er erzeugte den Dampf außerhalb des Zylinders in einem Dampfkessel. Um den Zylinder nach dem Einblasen des Dampfes schnell abkühlen zu können, goß er Wasser oben auf den Kolben. Ab 1720 spritzte er zusätzlich kaltes Wasser in den Zylinder unter den Kolben. Über einen Waagebalken, den sog. Balancier, trieb er durch die Auf-und Ab-Bewegung eine Pumpe im Bergwerk an. Die Maschine erzielte ca. 15 Hübe pro Minute. Sie wurde deshalb atmosphärische Dampfmaschine genannt, weil der Luftdruck den Kolben wieder nach unten drückte.

„Im Blickpunkt der Experimente stand vorrangig der Bau eines leistungsfähigen Antriebes für die Wasserpumpen im Bergbau, denn durch die immer tiefer gehenden Schächte mußten große Mengen Grundwasser gefördert werden,“ betont Ralf Loos. „So waren zum Beispiel im Schemnitzer (Slowakei) Bergrevier 1696 etwa 800 Männer und Frauen sowie 576 Pferde alleine mit der Beseitigung von Grundwasser beschäftigt. Bis 1800 sind in England 1500 Newcomen – Dampfmaschinen in Betrieb gewesen.“

Übrigens: was war nun mit James Watt?
„ Er war Mechaniker an der Universität Glasgow und sollte das Modell einer Newcomen – Maschine reparieren. Wie es dann weiter ging…..aber das ist eine andere Geschichte!“.

Unser Vorbild: Die Feuermaschine in Neuseeland

Aktivieren Sie JavaScript um das Video zu sehen.
Video-Link: https://www.youtube.com/watch?v=4DZxwGoNI5Q