Farey

Die älteste Quelle ist das bekannte Buch von John Farey von 1827 (hier weitere Infos zum Autor).

Ab ca. Seite 677 beschreibt Farey ausführlich die Bell Crank Engine und nimmt dabei Bezug auf eine Abbildung. Diese habe ich in Bild 1 herausgezogen.

Einige wesentliche Merkmale sind sehr schön zu erkennen. In Fig. 4 sieht man sofort, daß der Zylinder einen Dampfmantel hat (wie auch bei der Smethwick Engine). Da Watt senior letztlich das “Steam Jacket” nicht mehr ausgeführt hat, taucht er nun bei William Murdoch wieder auf. Vielleicht spielen ja auch die Fortschritte beim Formen und Giessen hier eine Rolle.

Ausserdem ist der Ventilquerschnitt zu sehen. Hier kommt der Name D-Valve her (Farey beschreibt das D-Ventil an anderer Stelle ebenfalls ausführlich, im Netz finden sich hier weitere Einzelheiten).

In Fig. 5 und 6 kann man schön die Dampfkanäle im Zylinder und das D-Ventil in der Ansicht sehen.

Der namensgebende Winkelhebel L “Bell Crank” ist in Fig. 1 zu sehen, hier auch der unrunde Kranz (rim) r. Auch die Anlenkung bis zur Ventilstange läßt sich erahnen.

Eine wunderschöne Zeichnung zeigt Bild 2. Obwohl die Datei den Imprint Getty Images trägt, geht aus dem Text hervor, daß es sich um eine Zeichnung des “Museum” handelt - hier ist sicherlich das Science Museum London gemeint.

Folgende Aussagen Farey’s möchte ich hervorheben:

Nachdem Watt senior sich aus dem Geschäft zurückgezogen hatte, nahm William Murdoch seinen Platz als Konstrukteur ein. John Southern fungierte weiterhin als Werksleiter. Watt junior einerseits und Matthew Boultons einziger Sohn andererseits teilten sich die Geschäftsführung der “Messrs. Boulton, Watt, and Co.”.

Wesentliches Element in Murdoch’s Patent von 1799 war das D-Ventil, welches die bis dahin üblichen 4 Ventilkästen mit der komplizierten Ansteuerung ersetzte.

Es gab zunehmend die Forderung, Maschinen mit kleiner Leistung zu bauen (bis 8 h.p.). Ferner sollten diese sich selbst tragen und keine besondere Ansprüche an den Aufstellungsort haben. Murdoch und Southern schufen dafür den Typus der “Independent Engine”, bei denen die Zisterne Basis für alle anderen Teile der Maschine wurde.

Die Führung der Kolbenstange erfolgt ohne das Watt’sche Parallelogramm, was wegen der großen Längen und Radien möglich wird.

Eine beträchtliche Anzahl von Bell Cranks wurde 5 oder 6 Jahre nach Auslauf des Watt’schen Patents [1800] in Soho gefertigt. Es gab Typen mit 4, 6 und 8 h.p.

Die Maschine wird als “out of balance” bezeichnet. Es hat vergebliche Versuche gegeben, dies durch ein Gewicht an der Felge des Schwungrades zu verbessern.

Um 1806 hat man in Soho die Bauform Bell Crank aufgegeben und wieder einen echten Balancier eingesetzt. Die Steuerung erfolgte durch ein D-Ventil und auch diese Maschinen wurden so ausgeführt, dass sie an beliebiger Stelle aufgebaut werden konnte.

Nach Verbesserungen im Detail ist das D-Ventil nun weit verbreitet.

Soweit Farey.

Dickinson + Jenkins

“James Watt and the Steam Engine” von Dickinson und Jenkins ist nach meiner Überzeugung eine sehr solide Quelle. Dem Buch liegt die Aufarbeitung des gesamten Briefwechsels (Watt, Boulton etc.) zugrunde. Wie ich an anderer Stelle schon geschildert habe, war Henry Winram Dickinson ab 1895 Mitarbeiter des Science Museums. Die Newcomen Society hat hier weitere Infos online gestellt.

Dickinson und Jenkins bestätigen etliche der Aussagen Fareys (S. 171 f.). Es gibt kaum einen Zweifel, daß der Entwurf der Bell Crank bei Watt senior alles andere als Begeisterung auslöste. Aber die Söhne (James Watt junior einerseits und Matthew Robinson Boulton andererseits) hatten das unmittelbar bevorstehende Ende des Patents 1800 vor Augen. Ferner mußte eine kostengünstige Lösung für Typen mit kleiner Leistung gefunden werden. Das von William Murdock, der seit 1777 für Boulton und Watt gearbeitet hatte, 1799 patentierte “long D” Ventil war ein wesentliches Element. John Southern, der seit 1782 für Watt gearbeitet hatte, hat in einem Brief an Watt junior Bedenken dagegen geäußert, den bewährten Typ der Balanciermaschine aufzugeben.

Die Zahl der gebauten Maschinen gibt Dickinson mit fünf an. Mindestens zwei davon wurden als Gebläsemaschinen gebaut. Es heißt explizit, daß nach einer Maschine von 6 PS, deren Zeichnungen vom November 1802 datieren, die Fertigung des Bell-Crank-Typs eingestellt wurde.

Matschoß

Conrad Matschoß fügt in seiner “Geschichte der Dampfmaschine” dem schon bekannten einen Aspekt hinzu: Er nennt als Grund für die Rückkehr zum klassischen Balancier den Bell Crank, der häufig gebrochen sei. Nun ist dies einerseits leicht vorstellbar (wechselnde Biegebeanspruchung eines großen Bauteils aus Guß), andererseits nennt Matschoß (wie immer) keine Quelle.

Eine erhaltene Bell Crank Engine

Es gibt wohl nur eine erhaltene Bell Crank. Diese findet sich im Science Museum London. Leider ist die Webseite des Museums in einem Zustand, den man bei einer Recherche nur als wenig hilfreich bezeichnen muß. So findet man zwar Bild 3 ohne den Imprint Getty Images, dafür aber in niedriger Auflösung. In der Legende findet sich die Aussage, die Maschine sei von James Watt und Matthew Boulton gebaut, was schlicht Unfug ist, hatte Watt doch schon 1795 begonnen, sich aus dem Tagesgeschäft zurückzuziehen. Ferner wird hier behauptet: “This design was used on the paddle steamer ‘Clermont’ in 1805 and also in Boulton and Watt’s Soho works until 1896.”

Ein Bild des Exponates findet man über die Suchfunktion der Webseite nicht.

Letztlich mußte wieder einmal Google herhalten. Chris Allen hat dieses Foto gemacht. In seinem Kommentar heißt es u.a., dass die Maschine von einem unbekannten Hersteller stammt (über die Nearby Suche findet man übrigens etliche weitere Bilder, die Allen im Science Museum gemacht hat).

Eine Bell Crank Engine auf dem ersten kommerziell erfolgreich eingesetzten Dampfschiff der Welt ?

Robert Fulton’s Clermont (North River Steamboat) lief 1807 vom Stapel und wurde 1814 ausser Dienst gestellt. Bislang habe ich die Behauptung, als Maschine sei eine Bell Crank von Boulton + Watt eingesetzt worden, nicht verifizieren können.

Robert H. Thurston hat in seinem Buch “A History of the Growth of the Steam-Engine” 1886 die in Bild 3 wiedergegebene Abbildung veröffentlicht (Seite 258, Fig. 81).

Ein Zufallsfund

Bei einer Literaturrecherche für ein gänzlich anderes Thema bin ich 10/2016 in der “Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure (ZVDI)” von 1912 zufällig auf einen Artikel gestossen, in dem der Beginn der “europäischen Dampfschiffahrt” 100 Jahre zuvor gewürdigt wird [ZVDI 4.8.1912 Band 56/2 S. 1253].

Henry Bell hat demzufolge als erster in Europa regelmäßige Fahrten mit einem eigens erbauten Dampfschiff durchgeführt. Das Schiff mit dem Namen “Comet” wurde auf einer Werft in Glasgow gebaut, die Maschine lieferte John Robertson, ebenfalls aus Glasgow und der Kessel kam von John Napier. Wörtlich heißt es dann:

Die erste Versuchsfahrt des “Comet” fand Ende Juli 1812 statt, und wenige Tage darauf, in den ersten Augusttagen 1812, konnte der “Comet” mit 20 Fahrgästen an Bord seine erste öffentliche Fahrt antreten. Bell nahm 100 M dafür ein. Am 5. August war dann in den Glasgower Zeitungen eine große Anzeige zu lesen, wonach die Dampfschiffahrt zwischen Glasgow und Greenock nunmehr eröffnet sei.

Das Bild im Artikel zeigt eindeutig eine Bell Crank, wenn auch mit einem dezidierten Muschelschieber.

Der unbekannte Autor der ZVDI schreibt ferner, dass die Maschine

1862 dem Science Museum, South Kensington, London, als wertvolles Erinnerungsstück von Napier überwiesen wurde.

Betrachtet man dieses Fotos und das oben angegebene von Chris Allen, so kann ich mir eigentlich nicht vorstellen, dass hier ein und dieselbe Maschine zu sehen ist.

Wie so oft, zieht ein Fund andere nach sich. In der deutschen Wikipedia gibt es auch einen Eintrag zur Comet 1. Dort heißt es, dass das Schiff 1820 gesunken sei und dass danach die Maschine geborgen, restauriert und dem Science Museum übergeben worden sei. Der Eintrag enthält auch ein Foto eines Schwungrades: “Schwungrad der Dampfmaschine der Comet in East Esplanade Helensburgh”.

Ein weiteres historisches Foto findet sich bei Gettyimages 2. Es zeigt John Robertson auf einen Spazierstock gestützt vor seiner Bell Crank. Dieses Foto wurde wohl genutzt, um daraus eine leicht colorierte “Radierung” zu machen, siehe 3. Weil man hier einige Details sehr schön sehen kann, habe ich die Zeichnung ebenfalls eingebettet (Bild 5).

Stand: 7.10.2016