1769: James Watt erhält das Patent Nr. 913

Der Weg von der Idee, einen getrennten Kondensator zu verwenden bis hin zu einer funktionierenden Maschine war lang und mühselig. Es gelang Watt, Doctor John Roebuck für seine Ideen einzunehmen. Roebuck war Arzt, war aber als Unternehmer tätig und hatte u.a. ein Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure gefunden. Gegen die Zusicherung eines Anteils von 2/3 an den zu erwartenden Gewinnen löste er 1768 die Schulden Watt’s ab und finanzierte auch das erste Patent. Dieses wurde wurde am 5. Januar 1769 für 14 Jahre erteilt, es galt nicht für Schottland 1.

James_Watt_Patent_1769_No_913.pdf

Unter der Überschrift

Watt’s Method of Lessening the Consumption of Steam & Fuel in Fire Engines

werden 6 Punkte beschrieben:

1) Der Zylinder muß beim Betrieb der Maschine immer so heiß wie möglich sein: Wörtlich heißt es: “… so heiß wie der eintretende Dampf …”. Dies soll durch Isolation oder durch einen Mantel z.B. aus Dampf erreicht werden. Der Zylinder darf mit nichts in Kontakt kommen, was kälter als der Dampf ist.

2) Bei Maschinen, die ganz oder zum Teil mittels Kondensation des Dampfes betrieben werden, muß die Kondensation in einem Gefäß, welches vom Zylinder getrennt ist, erfolgen. Dieses Gefäß wird Kondensator genannt. Es steht zeitweilig mit dem Zylinder in Verbindung und sollte so kalt als irgendmöglich gehalten werde, z.B. durch Kühlung mit Wasser.

3) Luft oder ??? müssen mit Hilfe von Pumpen aus Zylinder und Kondensator entfernt werden. Diese können durch die Maschine selbst angetrieben werden.

4) Wann immer möglich, soll die expansive Kraft des Dampfes genutzt werden, um den Kolben zu bewegen. Falls nicht genug kaltes Wasser zur Verfügung steht, können die Maschinen auch nur dadurch betrieben werden. Der Dampf wird nach getaner Arbeit in die Atmosphäre entlassen.

5) Wo Bewegungen um eine Achse verlangt werden, stelle ich die Dampfgefäße in Form von hohlen Ringen oder kreisförmigen Kanälen her, mit besonderen Ein- und Auslässen für den Dampf, und montiere dieselben auf horizontalen Achsen, wie die Räder der Wassermühlen. In denselben ist eine Anzahl von Ventilen angebracht, welche einem Körper nur in einer Richtung durch den Kanal umzulaufen gestatten. In diesen Dampfgefäßen sind Gewichte angebracht, welche die Kanäle zum Teil ausfüllen und durch die noch anzugebenden Mittel in denselben bewegt werden. Wenn der Dampf in diese Maschinen zwischen jene Gewichte und die Ventile eingelassen wird, so drückt er gegen beide gleichmäßig, so zwar, daß er das Gewicht nach der einen Seite des Rades hebt und infolge der gegen die Ventile wirkenden Reaktion das Rad in Drehung versetzt, wobei die Ventile sich in derjenigen Richtung öffnen, in welcher die Gewichte Druck empfangen, aber nicht in der entgegengesetzten. Währenddem, daß das Dampfgefäß sich dreht, wird es mit Dampf vom Kessel aus gespeist, und derjenige Dampf, welcher seine Arbeit geleistet hat, kann entweder durch Kondensation niedergeschlagen oder in die freie Luft entlassen werden.

6) Ich beabsichtige in einigen Fällen einen gewissen Grad von Kälte anwenden, welcher den Dampf allerdings nicht in Wasser verwandeln, ihn wohl aber beträchtlich zu verdichten vermag, so daß die Maschinen abwechselnd mit Expansion und Kontraktion des Dampfes arbeiten.

7) Der Kolben und andere Teile der Maschine werden nicht mit Wasser dampf- und luftdicht gemacht. Stattdessen verwende ich Öl, Wachs, Harz, Tierfett, Quecksilber und andere Metalle im flüssigen Zustand.

1769: James Watt beginnt seine erste Maschine Kinneil

Nachdem Watt Partner von John Roebuck geworden war, kamen die beiden Ende 1768 überein, eine Versuchsmaschine zu errichten. Roebuck hatte ein Herrenhaus, das Kinneil House, am Rande der Ortschaft Bo’ness in Schottland gepachtet. Dort wurde 1769 eine Maschine begonnen 2. Es handelte sich um eine Pumpmaschine mit einem Balancier, die manuell gesteuert wurde. Da Watt seinen Lebensunterhalt als Landvermesser verdienen mußte, gab es lange Unterbrechungen bei den Versuchen. 1773 wurden dann Teile der Maschine nach Birmingham gebracht, wo die Arbeiten bis 1775 fortgesetzt wurden.

1769: Richard Arkwright erfindet die Waterframe

Die Waterframe war die erste Spinnmaschine, die ohne menschliche Muskelkraft angetrieben wurde. Schon zwei Jahre nach der Erfindung wurde in Cromford / England die erste industrielle Baumwollspinnerei der Welt errichtet 3. Die Waterframes wurden durch ein Wasserrad angetrieben. Transmissionen sorgten für die Kraftübertragung in die einzelnen Geschosse. Die Techniken, die hierzu entwickelt wurden, findet man (deutlich) später in den Werkstätten und Fabriken mit zentraler Betriebsdampfmaschine wieder.

Durch Industriespionage, also ganz ähnlich wie bei der ersten deutschen Dampfmaschine, gelang es auch bei der Waterframe Kenntnisse und auch Maschinen zu erlangen. Diesmal allerdings ging die Initiative von einem Privatmann aus: Johann Gottfried Brügelmann begann 1783 in Ratingen, fabrikmäßig Baumwolle zu verarbeiten. Brügelmann muß einen recht speziellen Humor gehabt haben: Er nannte seine Fabrik, die erste dieser Art Kontinentaleuropas: Cromford.

Da wesentliche Gebäude erhalten sind, findet sich dort heute das Museum Textilfabrik Cromford.

Stand: 19.7.2016