Dampfmaschine von Newcomen
1712 Dudley, England
Kurz gesagt
In den englischen Kohlebergwerken füllte Wasser die Stollen immer wieder. Thomas Newcomen, ein Handwerker, der Eisenwerkzeuge verkaufte, baute eine Maschine, die mit Dampf einen großen Waagebalken bewegte, der mit einer Pumpe verbunden war. Die erste lief 1712 bei Dudley in England und hob Wasser aus Dutzenden Metern Tiefe. Sie verbrauchte sehr viel Kohle, aber in den Bergwerken fehlte es nicht an Kohle.
Warum das wichtig ist Es war die erste wirklich nützliche Dampfmaschine, der erste Schritt zur Industriellen Revolution.
Quelle: Encyclopaedia Britannica, „Thomas Newcomen“

Lernblatt etwa 4 Minuten Lesezeit
Die Geschichte
Wassergefüllte Bergwerke
Zu Beginn des 18. Jahrhunderts grub man in England immer mehr Kohle ab. Das Holz, das jahrhundertelang zum Heizen der Häuser und zum Betrieb von Schmieden und Öfen gedient hatte, wurde knapp, weil die Wälder schnell abgeholzt wurden; die Kohle, im Untergrund des Landes reichlich vorhanden, ersetzte es. Aber es gab ein großes Problem. Wenn die Bergleute in die Tiefe gingen, füllten sich die Stollen mit Wasser, das durch das Gestein sickerte. Um weiterzugraben, musste man das Wasser ständig herauspumpen.
Dazu benutzte man die Arme von Menschen oder die Kraft von Pferden, die im Kreis liefen, um die Pumpen anzutreiben: eine langsame und sehr teure Arbeit. In vielen Bergwerken war es irgendwann unmöglich, tiefer zu graben, und die Lagerstätten blieben ungenutzt. Man brauchte stärkere Maschinen.
Der Schmied aus Dartmouth
Thomas Newcomen war ein Schmied und Eisenwarenhändler aus Dartmouth, einem Hafen in Devon im Süden Englands. Er verkaufte Werkzeuge an die Bergleute von Cornwall, der Nachbarregion, und kannte ihre Probleme aus der Nähe. Er war kein Wissenschaftler und hatte nicht studiert, aber er war geschickt mit den Händen und mit Ideen. Zusammen mit einem Freund, dem Klempner John Calley, machte er mehr als zehn Jahre lang Versuche mit einer Maschine, die Dampf nutzte.
Einiges war schon bekannt: Im Jahr 1698 hatte ein Militäringenieur, Thomas Savery, eine Dampfpumpe patentieren lassen, „der Freund des Bergmanns“ genannt, die aber schlecht funktionierte und zu explodieren drohte. Der französische Physiker Denis Papin hatte einige Jahre zuvor an einen Zylinder mit einem vom Dampf bewegten Kolben gedacht. Newcomen fasste diese Ideen in einer viel sichereren und praktischeren Maschine zusammen.
Wie sie funktionierte
Newcomens Maschine hatte einen großen Kessel, in dem das Wasser kochte, und einen senkrechten Zylinder mit einem Kolben, der auf und ab gleiten konnte. Der Dampf, bei sehr niedrigem Druck, trat in den Zylinder ein und schob den Kolben nach oben. Dann ließ ein Strahl kalten Wassers den Dampf kondensieren, also wieder zu Wassertröpfchen werden: Im Zylinder entstand ein Teilvakuum, und der Druck der Außenluft, wie eine unsichtbare Hand, drückte den Kolben mit großer Kraft nach unten. Deshalb hieß die Maschine „atmosphärisch“. Der Kolben war mit einer Kette an einem riesigen Holzbalken verbunden, dem Balancier, der wie eine Wippe schwang und die Pumpe antrieb, die das Wasser aus dem Bergwerk holte.
1712: Die erste Maschine bei der Arbeit
Die erste Maschine Newcomens, von der wir sichere Kenntnis haben, lief 1712 in einem Kohlebergwerk bei Dudley Castle in den Midlands. Sie machte etwa zwölf Hübe pro Minute und hob bei jedem Hub eine große Menge Wasser aus etwa fünfzig Metern Tiefe: mehr Arbeit als Dutzende Pferde, Tag und Nacht, ohne zu ermüden. Sie war riesig, laut, ein großer Backsteinbau, über dem der Holzbalken schwang, und verbrauchte sehr viel Kohle, aber in den Kohlebergwerken, wo der Brennstoff nicht fehlte, spielte das keine Rolle.
Da das Patent Saverys, das jede Maschine zum Heben von Wasser mit Feuer abdeckte, noch galt, musste sich Newcomen mit ihm zusammentun und die Gewinne teilen, und deshalb wurde er nicht reich. Er war ein sehr religiöser Mann, Laienprediger in der Baptistenkirche, und erfuhr nie, wie sehr seine Erfindung die Welt verändern würde.
Der Erfolg kam schnell. Als Newcomen 1729 starb, liefen in Großbritannien und auf dem Kontinent schon mehr als hundert Maschinen: in Frankreich, in Deutschland, in Ungarn, in Schweden. In der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts wurden Hunderte gebaut: Sie pumpten das Wasser aus Kohle- und Zinnbergwerken und aus Städten und hoben Wasser, um die Wasserräder der Fabriken zu drehen.
Warum es geschah
Newcomens Maschine entstand aus einem konkreten Bedürfnis, dem Auspumpen des Wassers aus den Bergwerken, und aus der Verfügbarkeit von Kohle, Eisen und geschickten Handwerkern in England. Das Land war in dieser Zeit reich an Kapital, an Handel und an Neugier auf technische Neuerungen.
Dahinter standen auch die wissenschaftlichen Entdeckungen des 17. Jahrhunderts: die Versuche von Torricelli, Pascal und Boyle, die die Existenz des Vakuums und des Luftdrucks gezeigt hatten, und die ersten Untersuchungen über Dampf. Newcomen machte daraus eine praktische Anwendung.
Was sich veränderte
Newcomens Maschine war die erste wirklich nützliche Dampfmaschine und ebnete den Weg zur Industriellen Revolution. Indem sie es möglich machte, tiefer zu graben, steigerte sie die Kohleförderung, den Brennstoff, der im 19. Jahrhundert die Fabriken, Eisenbahnen und Schiffe antreiben sollte.
Sie hatte aber einen großen Fehler: Sie verbrauchte zu viel Brennstoff, weil der Zylinder bei jedem Hub erhitzt und abgekühlt werden musste. Um 1765 hatte James Watt, der gerade ein Modell reparierte, eine Idee, sie zu verbessern, und 1769 ließ er eine Maschine mit getrenntem Kondensator patentieren, die viel weniger Kohle verbrauchte: ein entscheidender Schritt.
Die Maschinen Newcomens blieben mehr als zwei Jahrhunderte in Gebrauch: Die letzte hörte im 20. Jahrhundert auf zu arbeiten. Eine kann man noch heute im historischen Zentrum von Elsecar in Yorkshire sehen, wo sie bis 1923 lief.
Wichtige Menschen und Orte
Menschen
- Thomas Newcomen
- Englischer Schmied und Erfinder (1664-1729): Er baute die erste praktische Dampfmaschine.
- John Calley
- Englischer Klempner (?-1717): Er arbeitete mit Newcomen zusammen und half ihm beim Bau der ersten Maschinen.
- Thomas Savery
- Englischer Ingenieur (um 1650-1715): Er ließ 1698 eine Dampfpumpe patentieren, „den Freund des Bergmanns“.
- Denis Papin
- Französischer Physiker (1647-1713): Er entwarf den vom Dampf bewegten Kolben und den Schnellkochtopf.
- James Watt
- Schottischer Ingenieur (1736-1819): Er verbesserte die Maschine Newcomens mit dem getrennten Kondensator.
Orte
- Dudley, Staffordshire (England)
- Die Stadt, bei der 1712 die erste Maschine Newcomens arbeitete.
- Dartmouth, Devon (England)
- Newcomens Geburtsstadt, wo eine Gedenkmaschine an seinen Namen erinnert.
Gut zu wissen
- Die Maschine Newcomens hieß „atmosphärisch“, weil der Luftdruck den Kolben nach unten drückte.
- Sie machte etwa zwölf Hübe pro Minute und hob das Wasser aus den Schächten der Bergwerke.
- Newcomen war Schmied und Eisenwarenhändler, kein Wissenschaftler.
- Eine Maschine Newcomens von 1795 hat bis 1923 in Elsecar in England gearbeitet.
- Sie verbrauchte so viel Kohle, dass sie nur dort lohnend war, wo Kohle reichlich vorhanden war, also in den Bergwerken.
Zum Weiterlesen
- Wikipedia, Artikel „Thomas Newcomen“ de.wikipedia.org
- Wikipedia, Artikel „Dampfmaschine“ de.wikipedia.org
- Wikipedia, Artikel „Newcomen atmospheric engine“ (auf Englisch) en.wikipedia.org
Verwandte Ereignisse
- Wattsche Dampfmaschine1769 · Zeitalter der RevolutionenWatt verbesserte die Maschine Newcomens im Jahr 1769.
- Öffentliche Eisenbahn mit Lokomotive1825 · Zeitalter der RevolutionenDie Dampfmaschine führte zur Eisenbahnlokomotive.
- Newton veröffentlicht die Principia1687 · Frühe NeuzeitNewton hatte die Gesetze der Bewegung und der Kräfte beschrieben, die Grundlage der Mechanik.
- Das erste moderne Auto1886 · Zeitalter der RevolutionenEin Verbrennungsmotor, wie der des ersten Autos, war eine weitere Wende.
Davor und danach, in der Epoche „Zeitalter der Revolutionen“
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