1829: James Nasmyth baut eine Mutternfräsmaschine

Nasmyth beschrieb in seiner Autobiographie eine seiner ersten Aufgaben ¹ in der Werkstatt Maudslay’s [vergl. 1797: Henry Maudslay baut die erste Schraubendrehbank]. Es galt, ein Modell einer 200 PS Schiffsdampfmaschine herzustellen. U.a. waren dazu mehr als 300 Bolzen und Sechskant-Muttern, viele davon mit Kragen, herzustellen. Nasmyth baute eine Vorrichtung, die auf eine Drehbank gesetzt wurde. Mit einem »circular cutter« oder auch »circular file«, also einer Art Fräser in der Spindel wurden die Rohlinge, die in einer Teilvorrichtung befestigt waren, bearbeitet. Die Teilvorrichtung wiederum war auf dem Support angebracht. Die Schnelligkeit und Genauigkeit dieser »Collar Nut Cutting Machine« überzeugte und so wurde bald eine spezielle Mutternfräsmaschine gebaut, siehe Bild @fig:1829-1 ².

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Die Entwicklung der Universalfräsmaschine geschah jedoch in den USA.

1829: Die Lokomotive Rocket gewinnt die Rainhill Trials

Bei den Rainhill Trials (Trial bedeutet Versuch oder auch Testlauf) sollte ermittelt werden, ob geeignete Lokomotiven für die schon im Bau befindliche Strecke von Liverpool nach Manchester zur Verfügung stünden ³.

Es war dies nicht nur ein Wettbewerb mehrerer Lokomotiven, also Eisenbahnen in unserem heutigen Sinn. Teile des Vorstandes der »Liverpool and Manchester Railway« favorisierten den Plan, die Waggons auf der etwa 50 km langen Strecke mit insgesamt 21 stationären Dampfmaschinen zu ziehen, u.a. weil man befürchtete, dass Lokomotiven an den Steigungen liegen bleiben würden.

Bei dem Wettbewerb ging es also indirekt auch um eine grundsätzliche Entscheidung.

Es waren eine Reihe von Regeln aufgestellt worden, u.a.:

• Wagen plus Tender sollten mindestens das dreifache Gewicht der Lokomotive haben

• Die Lokomotiven sollten »kalt« starten

• Bei 50 psi (3,4 bar) Kesseldruck sollte die Fahrt begonnen werden

• Der Start sollte fliegend erfolgen, d.h. es gab eine Beschleunigungs- und eine Bremszone

• Mindestgeschwindigkeit 16 km/h

• Spurweite 1.435 mm ⁴

Von ursprünglichen zehn gemeldeten Teilnehmern gingen am 6. Oktober 1829 nur 5 an den Start. Eine dieser Maschinen mit dem beindruckenden Namen »The Cycloped« wurde nicht mit Dampf betrieben. Auf einem Wagen war ein Pferd festgezurrt, welches ein Laufband in Bewegung setzte. Damit entsprach die Maschine zwar nicht den Regeln, es wurde aber sehr deutlich, dass 1 PS jeder Dampflokomotive klar unterlegen war. Der Cycloped erreichte zwischen 8 und 10 km/h, die Wettbewerbsregeln forderten mindestens 16 km/h. Der Besitzer gehörte zum Kreis der Eigentümer der »Liverpool and Manchester Railway«.

Eine weitere gemeldete Maschine war beim Transport beschädigt worden. Als der Eigentümer die anderen Wettbewerber sah und seine eigene Maschine bei einem ersten Test die geforderte Mindestgeschwindigkeit von 16 km/h nicht erreichte, beendete er die Teilnahme.

Die Rainhill Trials zogen ein großes Publikum an. In der Mitte der Strecke hatte man eine Bühne errichtet, es gab eine Blaskapelle, viele Zeitungskorrespondenten und Prominente. Die Zuschauer hatten die Novelty, erbaut von John Ericsson und John Braithwaite, schnell zum Favoriten gekürt. Diese sah anders aus als die bis dahin bekannten Lokomotiven und wies eine Reihe von Neuerungen auf, insbesondere die Kesselanordnung. Dieser bestand eigentlich aus zwei Teilen, nämlich einem Stehkessel und einem sehr langen, waagerecht liegenden Zylinder, der mit dem Stehkessel verbunden war. Kurzzeitig wurde eine hohe Geschwindigkeit erreicht, dann aber begann eine Serie von Defekten. Es gelang letztlich nicht, mit der Novelty die geforderte Distanz zurückzulegen.

Damit blieben noch zwei Lokomotiven übrig:

• Die »Sans Pareil« von Timothy Hackworth
• Die »Rocket« von George and Robert Stephenson

Hackworth war den Stephenson’s wohlbekannt. Er hatte über längere Zeit Robert S. vertreten. Wichtige Teile (z.B. die Zylinder) waren in der Fabrik der Stephenson’s gefertigt worden.

Rolt, dessen Darstellung ich hier folge, zitiert aus einem Brief von John Dixon, einem Ingenieur, an seinen Bruder James ⁵:

Dear James,

We have finished the grand experiment on the Engines and G.S. or R.S. has come off triumphant and of course will take hold of the £500 so liberally offered by the Company: none of the others being able to come near them. The Rocket is by far the best Engine I have ever seen for Blood and Bone united. …

Timothy has been very sadly out of temper ever since he came for he has been grobbing on day and night and nothing our men did for him was right, we could not please him with the Tender or anything; he openly accused all G.S.’s people of conspiring to hinder him of which I do believe them innocent, however he got many trials but never got half of his 70 miles done without stopping. He burns nearly double the quantity of coke that the Rocket does and mumbles and roars and rolls about like an Empty Beer Butt on a rough Pavement and moreover weighs above 4 1/2 Tons consequently should have had six wheels and as for being on Springs I must confess I cannot find them out. … She is very ugly and the Boiler runs out very much, he had to feed her with more Meal and Malt Sprouts than would fatten a pig. …

Lieber James,

das große Experiment mit den Maschinen ist beendet und G.S. [George Stephenson] oder R.S. [Robert Stephenson] ist daraus triumphierend hervorgegangen. Er wird mit Sicherheit die £500 erhalten, die die Firma so großzügig ausgelobt hat: keiner der anderen konnte ihnen nahekommen. Die Rocket ist die mit Abstand beste Maschine, die ich jemals gesehen habe.

Timothy [Hackworth] war seit seiner Ankunft äusserst schlecht gelaunt, war Tag und Nacht ??? und nichts konnten unsere Männer ihm recht machen, weder der Tender war ihm recht noch sonst etwas. Er beschuldigte alle Männer von G.S., sich gegen ihn verschworen zu haben, was ich nicht glaube. Er bekam viele Testfahrten, schaffte die 70 Meilen jedoch kein einziges Mal ohne Unterbrechung. Er braucht etwa doppelt soviel Kohle wie die Rocket und rumpelt und rattert wie ein leeres Bierfass auf einem groben Pflaster. Darüberhinaus wiegt [die Sans Pareil] über 4 1/2 Tonnen [lt. Regelwerk das Maximalgewicht bei 4 Rädern], müsste also 6 Räder haben und was die Federung anbelangt, muß ich gestehen, dass ich sie nicht finden konnte. Sie ist sehr häßlich und der Kessel leckt erheblich, so daß er sie füttern mußte mit mehr Speise und Malzsprossen als man bräuchte, um ein Schwein zu mästen. …

Die siegreiche Rocket, siehe Bild @fig:1829-2, war zwar eine Weiterentwicklung der ab 1823 in den Stephenson’s Works hergestellten Lokomotiven, wies aber eine entscheidende Neuerung auf: Hatte die direkte Vorgängerin, die Lancashire Witch, noch zwei durchgehende Flammrohre mit jeweils einer Feuerung (ganz analog zum deutlich später patentierten Lancashire Boiler [vergl. 1844 Lancashire Boiler]), so erhielt die Rocket nun ein Rohrbündel aus 25 Kupferrohren mit einem Durchmesser von 75 mm. Die Heizfläche stieg damit deutlich. Es gab anfänglich Schwierigkeiten, die Konstruktion dampfdicht zu bekommen. Bei einem ersten Drucktest mit nur 70 psi (4,8 bar) (Nenndruck war 50 psi, d.h. 3,4 bar) verformte sich die nur knapp 10 mm dicke Wand um fast 5 mm. Aber diese Schwierigkeiten wurden gelöst und Anfang September waren die ersten Probefahrten erfolgreich durchgeführt.

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Beim Wettbewerb wurden die folgenden Werte ermittelt:

• Lokomotivgewicht: 4 t 5 cwt = 4 * 20+5 cwt = 105 cwt = 105 * 50,8 kg = 5.334 kg
• Zusatzlast: 2 Waggons mit Steinen, damit Zuggewicht inkl. Tender 12 t 15 cwt = 12.954 kg
• Anheizen aus dem kalten Zustand auf 50 psi (3,5 bar): 57 min mit 64 kg Koks
• Erreichte Maximalgeschwindigkeit: 29 mph also ca. 46 km/h
• Durchschnittsgeschwindigkeit: 14 mph also ca. 22 km/h
• Wasserverbrauch: 114 gallons per hour, rund 500 l/h
• Koksverbrauch: 217 lb per hour, knapp 100 kg/h

Wie alle frühen Lokomotiven so hatte auch die Rocket keine Bremsen.

Sicherheitsbedenken waren schon Jahre zuvor bei zum Teil heftigen Diskussionen vorgebracht worden - natürlich befeuert von etlichen interessierten Parteien, also z.B. von all denen, die mit dem Betrieb von Postkutschen, Pferdeställen oder dem sprichwörtlichen »Gasthof zur Post« ihr Geld verdienten. Hitzige Debatten fanden statt, gerne auch mit Unterstützung von »Experten«, oft garniert mit Zahlen. Das folgende Beispiel erschien 1825 ^{6 7 8}:

selbst wenn man allen Versicherungen von der Gefahrlosigkeit Glauben schenken wollte, könnte man doch eher glauben, dass die Einwohner von Woolwich sich auf einer Congreve’schen Rackete abfeuern liessen, als dass sie sich einer so schnell fahrenden Maschine anvertrauen würden.

Stand: 23.10.2018

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