Die "Evolution" der Dampfmaschine

Im Gegensatz zur atmosphärischen Dampfmaschine von Thomas Savery hatte die Maschine von Thomas Newcomen wieder einen Kolben, der über einen Balancier das Gestänge der Wasserpumpe antrieb. Es gab also weder eine Kurbelwelle noch ein anderes Prinzip zur Umwandlung der Energie in Drehbewegung. Dies war aber auch nicht notwendig, da diese Maschinen ausschließlich zum Antrieb von Wasserpumpen in Bergwerken benutzt wurden. Die Maschine arbeitete auch sehr langsam, da der Dampf im Zylinder mit Wasser abgekühlt werden musste und der Druck der Erd-Atmosphäre den Kolben nur langsam wieder nach unten drückte. Saverys Patent lief erst 1733 aus. Newcomen musste sich mit ihm zusammentun und installierte im Jahr 1712 in einem Kohlebergwerk in Staffordshire seine erste Dampfmaschine. Die Ventile der Maschine wurden noch von Hand betätigt. Ein typischer Fall für die im Frühkapitalismus weit verbreitete Kinderarbeit. Einer dieser Jungs war Humphrey Potter, der aber lieber mit anderen Kindern spielen wollte. So erfand er die Betätigung der Ventile durch die Maschine (hier der Balancier) selbst. OHV und DOHC kennt heute jeder. Wer aber war der Erste? Die erste selbsttätige Ventilsteuerung erfand Humphrey Potter – ein äußerst intelligentes aber trotzdem versklavtes und leider weitgehend unbekanntes Kind im alten England! Potter war ein Pionier!

Wattsche Dampfmaschine mit Balancier im Technischen Museum Wien	Stehende Dampfmaschine mit neugothischer Tragkonstruktion, Kreuzkopf und Kurbelwelle Baujahr 1850

Die Dampfmaschine von James Watt

Der schottische Erfinder James Watt wurde am 30. Januar 1736 in Greenock als Sohn armer aber gebildeter Eltern geboren. Für ein Medizinstudium für den begabten Sohn fehlte das Geld. Nach einer Mechanikerlehre wurde er als Instrumentenmacher an der Universität Glasgow angestellt und fertigte Kompasse und Quadranten. Im Zuge dieser Tätigkeit erhielt er den Auftrag ein Funktionsmodell der Dampfmaschine nach dem Prinzip von Newcomen zu reparieren. Er machte Versuche mit der kleinen Maschine und dachte gründlich nach. Ein wichtiges Ergebnis des Nachdenkens war, dass in Zukunft 1. die Kondensation des Dampfes nicht im Arbeitszylinder, sondern danach in einem separaten Kondensator erfolgen, und 2. Der Kolben nicht durch den Druck der Atmosphäre, sondern direkt vom Dampfdruck bewegt werden sollte. Die erste Wattsche Dampfmaschine wurde 1776 in der Firma Wilkinson aufgebaut. Diese gab die Arbeit aber noch nicht als Drehbewegung sondern linear ab. Im Jahr 1781 wurde die erste Maschine mit Kreisschubgetriebe gebaut, die noch eine weitere Innovation aufwies. Der Zylinder war doppelt wirkend, d.h. der Dampfdruck beaufschlagte abwechseln die Ober- und Unterseite des Kolbens. Der Wirkungsgrad stieg damit von 1 auf 3 Prozent.