Die Industrialisierung
Die Dampfmaschine
Durch die günstige Ausgangslage war England der perfekte Nährboden für neue Erfindungen. In allen Manufakturen wurde überlegt, wie man die Arbeitsprozesse verbessern könnte, um mehr und billiger zu produzieren.
Im Jahr 1712 bastelte ein Schmied namens Thomas Newcomen eine Art "Kraftmaschine". Diese Kraftmaschine funktionierte so:
- In einem geschlossenen Kessel wurde Wasser erhitzt.
- Dadurch entstanden Druck und Wasserdampf.
- Der Wasserdampf stieg nach oben und setzte eine mechanische Bewegung in Gang.
An diese Kraftmaschine schloss Thomas Newcomen eine Pumpe an, mit der man im Bergbau Schächte entwässerte.
Weil Thomas Newcomen Kraftmaschine kaputt ging, brachte er sie zur Reparatur in die Universität Glasgow. In der Universität arbeitete der Feinmechaniker James Watt. Er schaute sich Newcomens Maschine genau an, um sie zu reparieren. Er war völlig begeistert von der Wirkungsweise der Maschine.
James Watt tüftelte wochenlang an der Maschine herum und hat immer mehr Ideen, sie zu verbessern. Er ahnt, dass man mit einer solchen Maschine viel mehr machen kann, als nur Schächte trockenzulegen...
Im Jahr 1769 war es soweit: James Watt konnte den Prototyp seiner eigenen Dampfmaschine präsentieren.
Allerdings hatte er kein Geld, die Maschine in die Produktion zu geben. Doch James Watt fand in Birmingham einen reichen Ingenieur, der an James Watt glaubte und sich für seine Dampfmaschine interessierte. Dieser Ingenieur streckte die Produktionskosten vor, so dass die beiden zwischen 1769 und 1800 ungefähr 500 Dampfmaschinen herstellten.
Nachbau der von James Watt konstruierten Dampfmaschine
Aufgaben:
Antworte in Sätzen:
1 a) Was hat Thomas Newcomen im Jahr 1712 entwickelt und wofür wurde die Erfindung genutzt?
b) Warum und wo kam James Watt mit der Kraftmaschine in Berührung und was unternahm er?
c) Was passierte im Jahr 1769?
2. Zeichne schrittweise die Watt'sche Dampfmaschine. So soll sie fertige Dampfmaschine am Ende aussehen:
Eine Dampfmaschine zeichnen
Zeichne die Dampfmaschine nun schrittweise ab. Du kannst alle Bilder anklicken, um sie zu vergrößern.
Zeichne rechts unten auf ein weißes, leeres Blatt einen kleinen Ofen mit einem Feuer.
Zeichne über dem Ofen einen Kessel. Im Kessel wird Wasser erhitzt, dass als Dampf nach oben steigt.
Links neben Ofen und Dampfkessel sitzt der Kolben mit dem Zylinder.
Jetzt wird es etwas kompliziert: Zeichne Zuleitungsrohre vom Dampfkessel zum Zylinder. Der Zylinder ist durch Rohre mit einem Dampfkondensator verbunden.
Zeichne nun die Säule, an der der Wiegebalken befestigt wird.
Zeichnen nun den Wiegebalken. Er ist mit der Säule befestigt, aber auch mit dem Zylinder.
Zeichne links neben die Säule ein großes Schwungrad. In der Mitte des Schwungrades befindet sich ein Zahnrad.
Zeichne ein weiteres Zahnrad, das mit dem Wiegebalken verbunden ist. Die Bewegung des Wiegebalkens wird über die Zahnräder auf das Schwungrad übertragen.
Zeichne nun ein paar Ziegelsteine um den Ofen herum.
Male nun den Wasserdampf hellblau aus.
Zeichne nun Pfeile für die Auf- und Ab-Bewegung des Wiegebalkens ein.
Beschrifte nun die wichtigsten Bestandteile der Dampfmaschine.
Zeichne die Zahlen von 1 bis 5 ein. Notiere die "Arbeitsschritte" der Dampfmaschine:
Die Arbeitsschritte der Dampfmaschine:
1. Im Kessel wird durch das Verbrennen von Kohle Wasser erhitzt.
2. Es entsteht Wasserdampf, der durch Rohre zum Zylinder geleitet wird.
3. Im Zylinder dehnt sich der Dampf aus und bewegt den Kolben nach oben.
4. Durch die Auf- und Abbiegung des Kolbens wird der Wiegebalken in Bewegung gesetzt.
5. Der Wiegebalken bewegt ein Schwungrad, das eine Maschine antreibt.
Hier könnt ihr die Bewegung der Dampfmaschine noch einmal anschauen.
Bedeutung der Dampfmaschine
Die Dampfmaschine hat das Leben der Menschen zuerst in England, bald auf der ganzen Welt, tiefgreifend verändert. Seht euch an, welche Maschinen mit Dampftechnik konstruiert wurden...