1817: James Watt junior befährt mit dem Dampfschiff Caledonia den Rhein

James Watt jr. hatte Mitte Oktober 1817 mit der Caledonia den Ärmelkanal überquert und fuhr dann rheinaufwärts. Am 24. Oktober brach einer der beiden Balanciere (das Schiff hatte zwei Einzylinder-Balanciermaschinen, die auf seitlich angebrachte Schaufelräder wirkten ¹). Die Fahrt wurde mit einer Maschine fortgesetzt, doch starke Strömung führte dazu, daß man in Ruhrort (heute Duisburg) festmachte. Watt hatte erfahren, daß es in Sterkrade eine Hütte gäbe.

Behrens zitiert Franz Haniel ²:

… 1817, den 25. November wurde mein Sohn Louis geboren, nemlichen Tages einige Stunden vorher fuhren wir meine Frau und ich noch mit einem Kahn nach dem Englischen Dampfschiff Caledonia um dieses in Augenschein zu nehmen, weil solches das erste Dampfschiff war, welches eine Probefahrt auf dem Rhein machte und wozu wir von Herrn Watt Eigentümer des Schiffes, dessen Maschine eine kleine Reparation bedurfte bei Gelegenheit daß derselbe bei mir zu Mittag speiste, eingeladen waren …

Allerdings bedeutete die »kleinere Reparation« für die junge St. Antony Hütte eine Herausforderung, galt es doch, einen Balancier zu gießen. Das normale Raseneisenerz wurde von Watt als ungeeignet verworfen, Gottlob Jacobi musste Siegerländer Erz verwenden. Der Guß gelang, war jedoch nicht sonderlich maßhaltig, so daß die Nacharbeiten aufwendig wurden. Aber auch die von Watt mitgeführten Ersatzteile mussten bearbeitet werden, ehe die Fahrt fortgesetzt werden konnte ³. In Koblenz angekommen, ging es wieder heimwärts ⁴.

Die Caledonia hatte Watt jr. gekauft und umgebaut. Dabei wurden zwei Maschinen mit je 14 PS Leistung benutzt ⁵. Leider gibt es wohl keine gesicherten Information zum Maschinentyp. Vielleicht hatte die Caledonia schon eine Seitenbalancier-Maschine.

1817: Karl Drais erhält ein Patent auf seine Laufmaschine

Der deutsche Forstbeamte Karl Drais hat einige Erfindungen gemacht. Seine sicherlich bedeutendste ist das Ur-Fahrrad, in seinem Patent als »Veloziped« bezeichnet, auch als Laufmaschine bekannt oder Drais’ zu Ehren Draisine, siehe Bild @fig:1817-1. Damit wurde zum ersten Mal das Zweiradprinzip, die Bewegung eines Fahrzeugs mit zwei Rädern auf einer Spur, verwirklicht ⁶.

{#fig:1817-1}

1817: Richard Roberts baut eine Hobelmaschine für Metall

Aufwendige Geradführungen für die Kolbenstange einer Dampfmaschine wie Watt’s Mechanismus [siehe 1784: Watt findet eine neue Geradführung: Der Watt’sche Mechanismus] oder der Evan’sche Lenker [siehe 1805: Oliver Evans veröffentlicht »The Abortion of the Young Steam Engineer’s Guide«] sind aus heutiger Sicht nicht wirklich naheliegend. Schließlich reicht es doch, wenn man einen Kreuzkopf verwendet und diesen in Gleitbahnen führt. Nun - diese Idee hatten auch die Pioniere des

1. und frühen 19. Jahrhunderts (siehe Evans). Wie aber sollte man eine ebene Fläche mit der nötigen Genauigkeit und Oberfächengüte herstellen? Dies musste in Handarbeit geschehen, mit Hammer, Meißel und Schaber. Die grundsätzliche Vorgehensweise war zumindest Maudslay und seinen Schülern bekannt [siehe 1797: Henry Maudslay baut die erste Schraubendrehbank] aber das Verfahren war äusserst mühselig und damit zeitaufwendig und stellte hohe Ansprüche an den Arbeiter.

Daher mieden die Konstrukteure ebene Flächen, daher also Konstruktionen wie die von Watt und Evans. Aber ebene Flächen sind im Maschinenbau ähnlich elementar wie Zylinder, das Problem musste gelöst werden. Die Nutzung einer Hobelmaschine war eigentlich naheliegend.

Es hat aber wohl doch erstaunlich lange gedauert. Rolt zitiert William Fairbairn (1789-1874), einen schottischen Ingenieur, der 1813 nach Manchester kam ⁷:

When I first entered this city the whole of the machinery was executed by hand. There were neither planing, slotting nor shaping machines; and, with the exception of very imperfect lathes and a few drills, the preparatory operations of construction were effected entirely by the hands of the workmen.

Als ich zuerst in diese Stadt kam, wurden Maschinen völlig von Hand gebaut. Es gab weder Hobel- noch Schlitz- oder Stoßmaschinen; und, mit Ausnahme sehr unvollkommener Drehbänke und ein paar Bohrern, wurden die Arbeitsschritte vollständig von den Arbeitern per Hand ausgeführt.

Die erste Hobelmaschine gibt es wohl nicht oder sie ist heute nicht mehr nachweisbar. Zu den Vorläufern gehört wohl auch die Maschine von Matthew Murray (1765-1826). Dieser hat lt. Rolt um 1814 eine Hobelmaschine für seine D-Bit-Valves genutzt. Rolt zitiert Samuel Smiles, der einen Mitarbeiter Murray’s dazu befragte, wie folgt ⁸:

I recollect it very distinctly, and even the sort of framing on which it stood. The machine was not patented, and like many inventions in those days, it was kept as much a secret as possible, being locked up in a small room by itself, to which the ordinary workmen could not obtain access. The year in which I remember it being in use was, so far as I am aware, long before any planing-machine of a similar kind had been invented.

Ich erinnere mich genau, sogar an das Fundament, auf dem sie stand. Die Maschine war nicht patentiert und wie bei so vielen Erfindungen der damaligen Zeit wurde sie geheim gehalten. Sie befand sich in einem eigenen kleinen Raum, zu dem gewöhnliche Arbeiter keinen Zutritt hatten. Soweit mir bekannt wurde sie schon genutzt lange bevor eine ähnliche Hobelmaschine erfunden worden war.

Im Science Museum existiert eine Hobelmaschine (Planing Machine), die auf 1817 datiert wird und von Richard Roberts (1789–1864) gebaut wurde, siehe Bild @fig:1817-2 ⁹.

{#fig:1817-2 width=12cm}

Das Werkstück wurde auf einem beweglichen Tisch aufgespannt. Dieser wurde manuell über einen 4-armigen Handgriff, der auf eine Trommel wirkte und eine darüber laufende Kette horizontal hin- und her bewegt. Ein vertikal montierter Schneidstahl nahm den Span. Wie das Werkstück / der Schneidstahl in y-Richtung bewegt wurde, ist mir nicht ersichtlich. Ebensowenig fanden sich Angaben zur Führung des Stahls beim Rückweg des Werkstücks.

Im deutschen Sprachraum bezeichnet man solche Maschinen, bei denen sich der Tisch bewegt, als Hobelmaschinen (englisch »planing machine«). Im Gegensatz dazu bewegt sich bei der Stoßmaschine der Schneidstahl, das Werkstück ist ortsfest (englisch shaping machine oder kurz shaper). Gelegentlich trifft man im Deutschen auch noch die Begriffe »Schnellhobler« und in der Praxis »Schaping« (meist »Schepping« ausgesprochen) an.

Letztlich wurden Hobelmaschinen in allen Größen hergestellt - von kleinen, handbetriebenen bis zu großen u.U. auch fest mit dem Gebäude verbundenen. Ein gutes Beispiel dafür ist der Seitenhobel der Soho Foundry in Bild @fig:1796-1.

Eine besondere Rolle wird oft James Nasmyth’s »Steam Arm« von 1836 zugesprochen ¹⁰. Dies war nun eine Stoßmaschine im heutigen Sinn, d.h. der Stahl bewegte sich und das Werkstück war auf einer Konsole befestigt, siehe Bild @fig:1817-3.

{#fig:1817-3 width=12cm}

Mit ihm konnten nun auch kleinere Werkstücke bearbeitet werden. In seiner Autobiographie schrieb Nasmyth selbst zu seiner Idee ¹¹:

Although the introduction of the planing machine into the workshops of mechanical engineers yielded results of the highest importance in perfecting and economising the production of machinery generally, yet, as the employment of these valuable machine tools was chiefly intended to assist in the execution of the larger parts of machine manufacture, a very considerable proportion of the detail parts still continue to be executed by hand labour, in which the chisel and file were the chief instruments employed. The results were consequently very unsatisfactory both as regards inaccuracy and costliness.

Obwohl die Einführung der Hobelmaschine in die mechanischen Werkstätten zu bedeutsamen Ergebnissen bzgl. der Perfektion und Wirtschaftlichkeit geführt hatte, mußte doch festgestellt werden, daß ein großer Teil kleinerer Bauteile immer noch in Handarbeit hergestellt wurde. Dies geschah, weil die Hobelmaschine in der Hauptsache für größere Maschinenteile geeignet war. Bei kleineren Teilen kamen also immer noch Meißel und Feile zum Einsatz, so dass weder Genauigkeit noch Wirtschaftlichkeit zufriedenstellend waren.

Spätestens ab 1830 nahm man auch in Deutschland Kenntnis von der wichtigen Neuentwicklung ¹².

Die Stoßmaschinen spielten über mehr als 100 Jahre eine sehr bedeutende Rolle im Maschinenbau ¹³. Es gab eine Vielzahl von Entwicklungen. Heute hat wohl die Fräsmaschine alle Aufgaben übernommen. In den aktuellen Produktionsanlagen dürften Stoßmaschinen allenfalls Exoten sein.

Stand 17.10.2019

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