Dampfmaschinen für kleine Forscher*Innen

Tour Charlottenstraße 53a, 56077 Koblenz, DE

Die Dampfkraft hat unser Leben fundamental geändert. Welchen Einfluss die Dampfmaschine auch auf unser Leben am Rhein hatte, ist mit diesem Walk entlang an 13 Ausstellungsobjekten gut erklärt – auch mit einigen Hintergrundinformationen über Geschichte, Funktionen und den Einfluss auf die industriellen Revolution.

Autor: RHEIN-MUSEUM

RHEIN-MUSEUM Koblenz

Das Rhein-Museum Koblenz ist ein kulturhistorisches Museum in Koblenz, das das Leben am Rhein unt...

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27 Stationen

Zweizylindrige Expansions-Verbunddampfmaschine des Baggers „Alberich“

Zweizylindrige Expansions-Verbunddampfmaschine des Baggers „Alberich“ zum Antrieb der Eimerkette, um 1927 (im Erdgeschoss)

Ihr steht vor einer 3 Tonnen schweren Dampfmaschine aus der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Ja, Ihr habt richtig gehört: Noch vor nicht einmal 100 Jahren wurden solche urtümlichen Maschinen eingesetzt.

Diese Maschine stand auf dem Baggerschiff „Alberich“. Mit der Maschine wurde eine Kette angetrieben, an der Eimer befestigt waren. Mit den Eimern wurde Schlamm aus der Mosel gebaggert, um die Wassertiefe für die Schifffahrt zu vergrößern.

Ihr könnt gut erkennen, dass diese Maschine oben 2 Zylinder hat. Der Dampf, der den Kolben im ersten Zylinder bewegt hat, hat zwar schon Druck verloren, wird aber trotzdem noch einmal genutzt, indem er auf den größeren Kolben im zweiten Zylinder geleitet wird. Dadurch wird die Maschine wirtschaftlicher und umweltfreundlicher. Beides sind ja auch heute noch wichtige Ziele. Damit die Maschine gleichmäßig läuft, musste der Dampf, der nach seinem Arbeitstakt im ersten Zylinder nur noch einen niedrigen Druck hatte, im zweiten Zylinder auf eine größere Kolbenfläche wirken. Ihr seht sehr schön die unterschiedlichen Größen der Zylinder.

Wenn die Maschine arbeitet, seht Ihr auch, wie die Kolben in den Zylindern ihre Kraft über Kolbenstangen auf eine unten liegende Welle übertragen. Hier wird die Hin- und Herbewegung der Kolben in eine Drehbewegung umgesetzt. Weil die Welle über die hervorstehenden Zapfen gekurbelt wird, heißt die Welle „Kurbelwelle“.

Neben den Pleuelstangen seht Ihr weitere, etwas dünnere Hebel, die sich bewegen. Das ist die Steuerung der Ventilschieber für die Frischdampfzufuhr zu den Zylindern. Eine gute und exakte Steuerung war sehr wichtig, damit die Maschine wirtschaftlich betrieben werden konnte.

Auf das Schwungrad an der Kurbelwelle wurde damals ein Riemen gelegt, der eine kleinere Riemenscheibe angetrieben hat, über dessen Welle die Eimerkette bewegt wurde.

Mit so einer Dampfmaschine konnte der Schlamm viel einfacher und schneller ausgebaggert werden als von Hand.
Dies ist ein Modell, das hier im Museum nicht mit Dampf betrieben wird. Um zeigen zu können, wie sich die Teile bewegen, wird die Dampfmaschine von einem Elektromotor bewegt. Statt dass die Dampfmaschine Arbeit verrichtet, wird hier die Dampfmaschine angetrieben.

Seht Euch mal ganz in Ruhe an, wie bei dieser Maschine alles zusammenspielt.

Die Hintergrundtexte zu diesem Objekt findest du in den folgenden zwei Stationen.
(Dampferzeugung und Kesselbau, Nutzung des Dampfes)

Dampferzeugung und Kesselbau

Hintergrundtext zum Objekttext: "Zweizylindrige Expansions-Verbunddampfmaschine des Bagger "Alberich" zum Antrieb der Eimerkette, um 1927 (im Erdgeschoss)"

Für eine Dampfmaschine braucht man heißen Wasserdampf. Dieser entsteht, wenn man Wasser zum Kochen bringt. Früher brauchte man dazu ein Feuer. Das hat man mit Holz oder Kohle gemacht. Es war viel Arbeit, die Maschinen mit Brennstoff zu versorgen. Als man Öl als Brennstoff für das Feuer nehmen konnte, wurde die Arbeit leichter. Man konnte den Brennstoff durch Rohre pumpen, statt ihn zu schleppen. Der Wasserdampf entstand mit Temperatur und Druck in großen Kesseln.

Als die Dampfmaschinen neu waren, explodierten immer wieder Kessel. So wie ein Luftballon, der zu stark aufgepustet wird und platzt. Man wusste einfach noch nicht genau, wie und woraus man die Kessel bauen konnte, damit sie dem Druck standhalten. Der Stahl, aus dem Kessel gebaut werden, war noch nicht so gut wie heutiger Stahl. Außerdem wurden die Kessel von Menschen von Hand gebaut. Manchmal passierten ihnen dabei kleinere oder auch größere Fehler. Auch im Betrieb der Kessel kam es manchmal zu Bedienungsfehlern, die Kessel platzen ließen. Aus diesen Fehlern lernte man erst mit der Zeit.

Mit der Anzahl der Dampfmaschinen und mit zunehmenden Dampfdrücken stieg auch die Anzahl der Unglücke. Um 1860 wurden Bauvorschriften und Regeln eingeführt, um die Maschinen sicher zu betreiben. Die Dampfkessel mussten zum Beispiel in besonderen Häusern stehen. Wenn etwas schief ging, dann nur dort.

Nutzung des Dampfes in Dampfmaschinen

Hintergrundtext zum Objekttext: "Zweizylindrige Expansions-Verbunddampfmaschine des Bagger "Alberich" zum Antrieb der Eimerkette, um 1927 (im Erdgeschoss)"

Wenn Wasser in einem Kochtopf sprudelnd kocht, fängt oft der Deckel an zu klappern. Das ist die Kraft, die auch in der Dampfmaschine wirkt.

Bei Dampfmaschinen wird der Dampf mit seiner Kraft auf einen Kolben geleitet, der sich dann bewegt. Diese Hin- und Herbewegung des Kolbens wird dann über einen Hebel in Drehbewegung umgeformt.

Am Anfang waren die Dampfmaschinen sehr langsam, weil der Dampf nur aus einer Richtung auf den Kolben wirkte – nur bei der Hinbewegung. Das ist wie bei einer Fahrradpumpe. Die drückt auch nur in eine Richtung. Die Maschinen wurden viel schneller, als man den Dampf über ein Ventil abwechselnd von beiden Seiten gegen den Kolben wirken lassen konnte. Je mehr Dampf man zuführen konnte, desto schneller arbeitete die Dampfmaschine. Über viele Entwicklungsschritte gelang es den Ingenieuren, die Dampfmaschinen schneller laufen zu lassen.

Aber die Geschwindigkeit so einer schnellen Arbeitsmaschine muss auch kontrolliert werden. Stellt euch vor, ihr müsstet das Deckelklappern ganz genau über die Stufe der Herdplatte einstellen, sagen wir ein Klappern pro Sekunde. Das schafft Ihr nur mit Glück.

Die Dampfmaschinen sollten aber ganz genau arbeiten. Die Dampfmenge beeinflusst, wie schnell die Dampfmaschine läuft. Kommt zu viel Dampf, kann die Maschine explodieren. Das ist früher häufiger passiert. Man musste erst viel ausprobieren. Der Fliehkraftregler war eine wichtige Erfindung. Mit ihm konnte man mit ihm die Dampfmenge, die zugeführt wurde, stabil einstellen.

Auf einmal wurde es möglich, mit Dampfmaschinen Webstühle, Mühlen, Schiffe und Eisenbahnräder anzutreiben.

Aeolipile

Schon sehr früh beobachteten Menschen, dass Dampf eine Kraft ausüben kann. Heron von Alexandria führte dies anschaulich mit seiner Aeolipile vor, die wir mal haben nachbauen lassen, um sie Euch zu zeigen.

In diesem Film haben wir die Aeolipile für Euch mit Dampf betrieben. Der erzeugte Dampf wird in die drehbar gelagerte Kugel eingeleitet und baut immer mehr Druck auf. Der Druck kann über die beiden gebogenen Röhrchen außen an der Kugel entweichen. Beim Entweichen stößt der Dampf die Umgebungsluft weg. Und weil in der Physik Kraft gleich Gegenkraft ist, entsteht als Gegenkraft ein Rückstoß, der die Kugel zum Drehen bringt.
Heron von Alexandria hat mit dieser Anordnung gezeigt, dass man mit Dampf etwas bewegen kann. Viel später wurde diese Erkenntnis für Dampfmaschinen umgesetzt.

Gebaut haben dieses Modell übrigens Schlosserlehrlinge in der Lehrwerkstatt der IHK in Neuwied. Seht mal, was für eine tolle Sache das Schlosserhandwerk ist!


Den Hintergrundtext zu diesem Objekt findest du in der folgenden Station.
(Aeolipile)

Ursprung der Dampfmaschine

Hintergrundtext zum Objekttext: "Aeolipile"

Der griechische Gelehrte Archimedes hat schon um 250 vor Christus überlegt, eine Kanone mit Dampf zu bauen. Etwa hundert Jahre später dachte Heron von Alexandria darüber nach, wie man den Dampfdruck für eine Drehbewegung nutzen könnte. Eine sinnvolle Maschine haben beide aus ihren Ideen nicht gebaut. Das gelang Erfindern erst viele hundert Jahre später.

Thomas Savery baute in England eine dampfbetriebene Pumpe, die Wasser aus Bergwerken pumpte. Das war die erste Dampfmaschine, die Menschen Arbeit abnahm. Es war aber noch sehr aufwendig, sie zu benutzen, und der Wirkungsgrad der Maschine war noch klein. Die Engländer wollten in tieferen Erdschichten nach Bodenschätzen graben. Der englische Schmied Thomas Newcomen wusste, das Bergwerke dafür bessere Pumpen brauchten. Deswegen verbesserte er die Dampfpumpe 1712 und konnte ihren Wirkungsgrad spürbar erhöhen.

Der Schotte James Watt machte die Dampfmaschine etwa 40 Jahre später besser steuerbar und verbesserte den Wirkungsgrad weiter. Mit Watts Ideen konnten die Kolben von Maschinen drücken und ziehen und dadurch gleichmäßiger drehen.

Bald konnten die Menschen überall, wo bislang Wasser, Wind oder Muskelkraft notwendig waren, Dampfmaschine einsetzen.

Dreizylindrige Dreifach-Expansionsdampfmaschine „De Klops, Sliedrecht (NL)“

Dreizylindrige Dreifach-Expansionsdampfmaschine „De Klops, Sliedrecht (NL)“ zum Antrieb von Raddampfern, 1898 (im 1. Stock)

Hier seht Ihr eine 7 Tonnen schwere, stehende Dampfmaschine, die für die damalige Zeit mit einem hohen Dampfdruck arbeitete. 7 Tonnen sind übrigens so viel Gewicht, wie 7 Kleinwagen haben.

Diese Dampfmaschine wurde kurz vor 1900 in den Niederlanden gebaut. Die Niederländer waren ein Seefahrervolk.

Diese 300 PS starke Maschine hat oben drei unterschiedlich große Zylinder, in die der Dampf genauso wie bei der Dampfmaschine, die im Erdgeschoss steht, nacheinander eingeleitet wird. Jeder Zylinder hatte seine eigene Steuerung. Das ist das etwas dünnere Gestänge neben den einzelnen Kolbenstangen. Außerdem sieht man oben auf der Maschine einen eingehausten Fliehkraftregler.

Die Kraft wurde über die Kolbenstangen auf die unten liegende Kurbelwelle übertragen. Mit dem Prinzip, den Dampf mehrfach zu nutzen, konnte man starke und wirtschaftlich arbeitende Dampfmaschinen bauen. Worauf es bei diesen langsam laufenden Maschinen ankommt, ist übrigens weniger die Leistung in PS als das Drehmoment. Und das war bei diesen Dampfmaschinen bärenstark.
Die Kurbelwelle hat zwei Enden, die abgesägt wurden. Auf der Seite in Richtung der Tür kann man eine aus der Achsenmitte versetzte Scheibe sehen. Mit dieser Scheibe konnten Nebenaggregate, wie eine Wasserpumpe, angetrieben werden.

Diese Dampfmaschine trieb die Schaufelräder eines Schaufelraddampfers an. Mit dem großen roten Rad konnte übrigens die Laufrichtung der Dampfmaschine umgekehrt werden. Die Informationen zur Maschinenbedienung erhielt der Maschinenführer vom Kapitän.

Schiffe, die mit einer Hochdruckdampfmaschine angetrieben wurden, konnten doppelt so schnell fahren wie Schiffe mit einer Niederdruckdampfmaschine. Die Fahrzeiten halbierten sich dadurch. Das war ein starkes Argument für den Transport von Personen und Fracht.
Um solche leistungsfähige Maschine wie diese bauen zu können, brauchte man guten Stahl. Stahl wurde erst mit den Anforderungen, die Dampfmaschinen mit sich brachten, entwickelt.

Den Hintergrundtext zu diesem Objekt findest du in der folgenden Station.
(Entwicklung von Stahl)

Entwicklung von Stahl

Hintergrundtext zum Objekttext: "Dreizylinder Dreifach-Expansionsdampfmaschine "De Klops, Sliedrecht (NL)" zum Antrieb von Raddampfern, 1898 (im 1.Stock)"

Bis Anfang des 18. Jahrhunderts wurde für den Maschinenbau überwiegend Holz eingesetzt. Das ist gerade mal 300 Jahre her!

Damals wurde der Stahl gerade erfunden. Er war noch sehr teuer und ließ sich nur mit großem Aufwand bearbeiten. Viele Komponenten früher Dampfmaschinen waren noch aus Holz. Aber die Kessel und Rohre mussten viel Hitze und Feuchtigkeit aushalten. Kolben mussten in den Zylindern Bewegungen ausführen. Dafür war Holz nicht geeignet. Deswegen mussten viele Teile aus Stahl gebaut werden.

Wegen der großen Kräfte in den Dampfmaschinen musste der Stahl stabil sein. Er musste Zug und Druck aushalten und durfte bei den vielen Temperaturwechseln nicht reißen. Er sollte möglichst auch nicht rosten.

Seit den ersten Dampfmaschinen hat man viele Rezepte und Herstellungsverfahren für Stahl ausprobiert und den Stahl immer weiter verbessert. Stahl wurde immer fester und gleichzeitig elastischer. Vor hundert Jahren mussten Stahlteile noch etwa sechsmal so groß sein wie heute, um die gleichen Kräfte auszuhalten.

Wie bei einem Pizzateig erreicht man auch bei Stahl durch verschiedene Zutaten etwas andere Eigenschaften. Dieses Vermischen nennt man bei Stahl „Legieren“. Ein Rezept für Stahl nennt man „Legierung“.

Fliehkraftregler anhand des Lokomobils

Fliehkraftregler anhand des Lokomobils Nr. 1, 1862 (im 1. Stock)

Dies ist ein Modell von einem Lokomobil, also einer Lokomotive, die auf der Straße fahren kann. So etwas hatte es tatsächlich gegen Ende des 19. Jahrhunderts gegeben, bevor Motoren erfunden wurden.

Anders als bei Industriedampfmaschinen sind bei Lokomobilen alle für den Antrieb erforderlichen Baugruppen auf einer fahrbaren Plattform montiert: die Feuerung, ein liegender Kessel, ein Schornstein und die Dampfmaschine selbst.
Dieses Lokomobil wurde von der R. Wolf in Magdeburg gebaut.

Dieses Modell wurde 2001 von dem Modellbauer Probst gebaut und uns zur Verfügung gestellt. Das Modell funktioniert wirklich und kann fahren!

Lokomobile wurden von Dampfmaschinen angetrieben. Das könnt Ihr an diesem Modell gut sehen.

Was Ihr aber auch gut erkennen könnt, ist ein Fliehkraftregler. Das ist dieses zierliche Karussell mit der beiden Kugeln auf dem Kessel der Dampfmaschine. Mit diesem Fliehkraftregler konnte die Drehzahl der Dampfmaschine konstant gehalten werden.

Den Hintergrundtext zu diesem Objekt findest du in der folgenden Station.
(Fliehkraftregler)

Fliehkraftregler

Hintergrundtext zum Objekttext: "Fliehkraftregler anhand des Lokomobils Nr. 1, 1862 (im 1. Stock, Raum 3)"

Damit Dampfmaschinen gleichmäßig laufen und nicht kaputt gehen, musste man ihre Leistung regeln.

James Watt hat dafür den damals schon bekannten Fliehkraftregler angewendet.

Man kann sich das wie ein Kettenkarussell auf der Kirmes vorstellen. Je schneller sich das Kettenkarussell dreht, desto stärker werdet Ihr in Euren Sesseln nach außen angehoben. Die Kraft, die hier wirkt, ist die Fliehkraft.

Genau dieses Prinzip wird im Fliehkraftregler angewendet. Dreht sich das Schwungrad der Dampfmaschine schneller, werden über einen Hebelmechanismus Gewichte im Regler nach oben und außen gezogen. So kann die Drehzahl gemessen werden. Über ein Gestänge kann aber auch gleichzeitig die Zufuhr des Frischdampfes zur Dampfmaschine reguliert werden. Ein Schieber wird laufend in Abhängigkeit der gemessenen Drehzahl reguliert. So kann die Drehzahl, mit der die Dampfmaschine läuft, gleichmäßig gehalten werden.

Bis heute sind Regler wichtige Komponenten im Maschinenbau. Allerdings laufen die meisten Regelungsvorgänge heute elektronisch ab.

Modell einer Schiffsantriebsanlage 1-Zyl.-Dampfmaschine von Stuart (im 1. Stock)

Hier seht Ihr den kompletten Antriebsstrang eines Schiffes. Ihr seht schon, dass es sich um ein Schiff handelt, das mit einer Dampfmaschine angetrieben wurde und die Antriebskraft über einen Propeller an das Wasser weitergibt.

Wenn Ihr den Knopf an der Front der Vitrine 2 Sekunden lang gedrückt haltet, fängt der Antrieb an, sich zu bewegen. Dabei könnt Ihr sehr gut erkennen, wie die Bewegung von der Dampfmaschine auf die Schiffsschraube am Heck des Schiffes übertragen wird.

Ihr seht links eine stehende Einzylinder-Dampfmaschine von dem englischen Dampfmaschinenhersteller Stuart. Den schwarzen Zylinder sieht man schön sehen. Auch die Dampfsteuerung erkennt man gut. Die Welle sitzt direkt auf der längs im Schiff liegenden Kurbelwelle und ist mehrfach gelagert bis zur vierflügeligen Schraube.

Dieses anschauliche Modell wurde von Herrn Witt aus Vallendar gebaut, der es dem Museum zur Verfügung gestellt hat. Herr Witt ist Modellbauer. Das ist auch eine schöne Tätigkeit, findet Ihr nicht?

Aber auch in der Realität mussten solche Antriebe konstruiert, gebaut und getestet werden. Das sind bis heute Aufgaben für Ingenieure.

Den Hintergrundtext zu diesem Objekt findest du in der folgenden Station.
(Entstehung des Ingenierwesens)

Entstehung des Ingenieurwesens

Hintergrundtext zum Objekttext: "Modell einer Schiffsantriebsanlage 1-Zyl.-Dampfmaschine von Stuart (im 1. Stock)"

Zum Bau und zum Betrieb von Dampfmaschinen waren viele Kenntnisse erforderlich. Man musste etwas von Drücken und Temperaturen verstehen; man musste aber auch etwas von Konstruktion verstehen. Schließlich musste man geeignete Materialien kennen, mit denen man das Konstruierte bauen konnte.

Die ersten Maschinenbauer waren Tüftler, die mit wenigen Grundlagen etwas Neues machen wollten. Sie probierten viel aus und lernten aus dem, was funktionierte und was nicht. Besonders lernten sie von Fehlern, die sie gemacht hatten. Diese Pioniere des Maschinenbaus verbrachten oft ihr ganzes Leben damit, ihre Idee irgendwie zu realisieren. Oft setzten sie alles ein, was sie hatten. Manche von ihnen verloren alles. Manche schafften es aber, ihre Ideen zu verwirklichen. Nur wenige verstanden es auch, ihre Erfindungen gut zu vermarkten und wurden wohlhabend.

Solche „Maschinenerfinder“ werden auch heute noch gebraucht. Mittlerweile ist das, was sie tun, ein Beruf geworden, den man lernen und studieren kann.

Mit der Verbreitung der Dampfmaschine wurden nämlich die Erkenntnisse, die gewonnen wurden, systematisch aufgenommen und weiter untersucht. Aus Tüftlern sind Wissenschaftler geworden. Das Ingenieurwesen entwickelte sich.

Der Beruf des Ingenieurs ist sehr spannend, weil man gute Ideen entwickeln und sie mit Technik umsetzen kann. Das Berufsfeld geht heute weit über den reinen Maschinenbau hinaus. Ingenieure beschäftigen sich mit Umwelttechnologie, mit chemischen Zusammenhängen, mit Elektrotechnik, mit Internet-Anwendungen und Vielem anderen.

Dampfindikator zur Messung der PS-Leistung einer Dampfmaschine

Dampfindikator zur Messung der PS-Leistung einer Dampfmaschine (in einer Vitrine im 1. Stock)

Jetzt steht Ihr vor einem Koffer mit allerlei Teilen drin. Was könnte das sein? Welchen Bezug hat dieser Koffer mit Dampfmaschinen?

Also: In diesem Koffer befinden sich Komponenten eines Messinstruments. Mit diesem Messinstrument konnte der Dampfdruck in den Zylindern von Dampfmaschinen gemessen werden. Wozu war das gut? Über den Druck konnte man die Leistung der Dampfmaschine ausrechnen.

(veranschaulichender Film, in dem der Dampfindikator zusammengebaut und an einen Zylinder einer Dampfmaschine angeschlossen wird)

Den Hintergrundtext zu diesem Objekt findest du in der folgenden Station.
(Dampfindikator)

Dampfindikator

Hintergrundtext zum Objekttext: "Dampfindikator zur Messung der PS-Leistung einer Dampfmaschine (in einer Vitrine im 1. Stock)"

Im 18. Jahrhundert wollten viele Hersteller ihre neuen Dampfmaschinen verkaufen.

Dampfmaschinen waren relativ neu im Markt. Kunden konnten zwischen verschiedenen Fabrikaten und Modellen wählen. Sie sahen große Maschinen aus Stahl und konnten sich nicht vorstellen, welche Leistung sie erhielten.

Kunden von Dampfmaschinenherstellern mussten fast 100 Jahre lang glauben, was ihnen die Verkäufer erzählten. Obwohl sich viele daran versuchten, gab es kein brauchbares Messgerät zur zuverlässigen Messung der Leistung einer Dampfmaschine.

Der Inhalt dieses kleinen Kastens in der Vitrine ist ein Dampfindikator, der dieses Problem Ende des 19. Jahrhunderts löste.

Wird es an den Zylinder einer Dampfmaschine angeschlossen, misst es den Dampfdruck im Zylinder in jeder Kolbenstellung und zeichnet die Messungen über einen Mechanismus als Kurve auf Papier. Aus Form und Größe dieser Kurve können Fachleute erkennen, wie gut die Maschine arbeitet.

Seit es zuverlässige Dampfindikatoren gibt, können Verkäufer von Dampfmaschinen ihren Kunden nichts mehr vormachen. Dampfindikatoren wurden auch zur Verbesserung der Vorgänge in Dampfmaschinen eingesetzt.

Schaufelrad anhand des Modells „2 liegende Dampfmaschinen“

An diesem Modell seht Ihr, dass manchmal auch 2 Dampfmaschinen auf Schiffen installiert wurden. In diesem Fall sind es liegende Dampfmaschinen. Ihr seht, dass die Kolben nicht von oben nach unten arbeiten, sondern liegend. Das machte man damals so, wenn die Dampfmaschinen Schaufelräder antreiben sollten.

In diesem Modell wirkten beide Dampfmaschinen auf dasselbe Schaufelrad. An den Seiten des Schaufelrades erkennt Ihr, dass die Hebel der Dampfmaschine in einem rechten Winkel zueinander auf das Schaufelrad wirkten. Dieser Trick ermöglichte es, das Schaufelrad aus jeder Stellung heraus anlaufen zu lassen.

Eingebaut seht Ihr so ein Schaufelrad an dem Modell in der Vitrine: „Tennessy-New Orleans“.

Gesteuert wurde mit zwei Rudern vor dem Schaufelrad am Heck. Wirklich gut gelenkt werden konnten diese Schiffe aber nicht; das könnt Ihr Euch bestimmt vorstellen. Dafür waren sie nicht so breit wie Schiffe, die ihre Schaufelräder seitlich am Rumpf hatten.

Solche Antriebe waren gut für flache Gewässer mit geringer Strömung geeignet. Für den Betrieb auf dem strömungsstarken Rhein sind solche Antriebsformen völlig ungeeignet.

Wenn Ihr Euch so ein Schaufelrad anseht, könnt Ihr auch feststellen, dass die Schaufeln fest angebracht sind. Deshalb werden sie einfach in das Wasser platschen. Gut vorankommen konnten Schiffe mit solchen einfachen Schaufelrädern nicht.

Modell eines Schaufelrades mit verstellbaren Schaufeln

Man hatte nun erkannt, dass feststehende Schaufeln mehr Schaum machten als ein Schiff nach vorn zu treiben. Also suchten die Schiffsbauer nach besseren Lösungen. Die Schaufeln sollten bei jeder Umdrehung des Schaufelrades senkrecht in das Wasser eintauchen und während der Druckphase unter Wasser bis zum Austauchen senkrecht bleiben, um das Wasser nur nach hinten wegzuschieben. Wie konnten sie das erreichen? Habt Ihr Ideen dazu?

Ihr steht vor einem tollen Modell, das die Auszubildenden der IHK in der Lehrwerkstatt Neuwied für uns gebaut haben.

An diesem Modell kann schön gesehen werden, welche Lösung die Schiffsbauer gefunden hatten: Sie brachten die Schaufeln schwenkbar an der Trommel an. Die Stellung der Schaufeln steuerten sie mit Hebeln abhängig von der Position der Schaufeln zum Wasser. Dafür setzen die Hebel an einem Ring an, der versetzt zur Drehachse des Schaufelrades angebracht ist. Man nennt diese Anordnung „Exzenter“. Diesen cleveren Hebelmechanismus, der sehr zuverlässig funktionierte, seht Ihr an diesem Modell (Abb.: 1).

Mit diesen exzentrisch gesteuerten Schaufelstellungen konnte das Wasser tatsächlich einfach nach hinten weggeschoben werden. Die Schiffe wurden schneller und brauchten nicht so viel Energie. Die Kosten für das Betreiben der Schiffe konnten gesenkt werden. Und unserer Umwelt kamen die verstellbaren Schaufeln auf zugute. Aber das war damals wohl noch kein Thema.

Leistungsübertragung ins Wasser

Hintergrundtext zum Objekttext: "Modell eines Schaufelrades mit verstellbaren Schaufeln"

Wie kann man Antriebskraft auf das Wasser übertragen? Beim Schwimmen machen wir das mit unseren Händen und Füßen. Das Prinzip überträgt man beim Paddeln auf die Paddelschaufeln.

Also überlegten die alten Römer, Schiffe mit Schaufelrädern zu bauen. Um das Jahr 400 gab es in China ein Schiff mit einem Schaufelrad, das mit Muskelkraft gedreht wurde. Erst viel später wurde die Muskelkraft durch die Kraft aus Dampfmaschinen ersetzt. Das Schaufelrad blieb. Das erste Schaufelradschiff mit Dampfmaschine baute der Franzose D’Abbas 1782. Die Schaufeln drückten über eine Drehbewegung das Wasser weg. Ganz ähnlich wie die Hände beim Schwimmen, setzten sie das Schiff in Bewegung. Manche Schiffe bekamen sogar eine Dampfmaschine und ein Schaufelrad pro Seite. Damit konnte man jede Seite einzeln steuern und lange Schiffe besser lenken.

Wenn man beim Schwimmen nur ins Wasser platscht, kommt man kaum vorwärts. Das Kennt Ihr. Es kommt auf die Technik an. Die Schaufeln der einfachen Schaufelräder platschten nur ins Wasser, und so ging viel Energie verloren. Also überlegten sich die Ingenieure eine Mechanik, mit der sie die Schaufeln senkrecht ins Wasser eintauchen lassen konnten. So wirkten die Schaufeln viel besser. Die Leistung, die mühsam über die Kohle, das Feuer, den Dampf und die Kolbenbewegung gewonnen werden musste, konnte nun besser genutzt werden.

Die kräftigen Dampfmaschinen eigneten sich gut als Schiffsantrieb. Über die Schaufelräder ging aber immer noch viel Kraft verloren. Also dachten die Ingenieure noch einmal neu nach.

Sie erfanden den Schiffspropeller. Daran wurde viel geforscht. Mittlerweile weiß man, dass es für jeden Einsatz eine besonders gute Propellerform und Größe gibt.

Moderne Schiffspropeller kann man sogar beim Fahren verstellen, damit sie immer optimal funktionieren.

Umlenkung der oszillierenden Bewegung in Drehbewegung eines Modells

Umlenkung der oszillierenden Bewegung in Drehbewegung anhand des Dampfmaschinenmodells (im Treppenhaus, 1. Stock)

Hier im Treppenhaus steht ein besonders schönes Modell einer Industriedampfmaschine. Das Modell kann sogar mit Pressluft bewegt werden.

Es handelt sich um eine frühe Form einer so genannten Balancierer-Dampfmaschine. Warum dieser Maschinentyp so heißt, erkennt Ihr an der großen Wippe über der Maschine, dem so genannten Balancierer. Bei diesem Maschinentyp befindet sich die Kurbelwelle nicht unter dem Zylinder. Vielmehr wird die Kolbenbewegung über den Balancierer übertragen. Den Kurbeltrieb seht Ihr unter dem zweiten Ende des Balancierers.

Das Schwungrad ist bei dieser Maschine besonders groß. Es muss nämlich die Laufunruhe des einzigen Zylinders ausgleichen.

Solche Maschinen liefen aufgrund ihrer Bauart sehr langsam.

Diese Dampfmaschine ist hier im Modell so aufgebaut, wie Dampfmaschinen damals in Bergwerken verwendet wurden. Sie trieben Pumpen an, um das Grundwasser aus den Stollen zu pumpen.

Herr Witt aus Vallendar, der dieses Modell sehr sorgfältig gebaut hat, hat es dem Museum zur Verfügung gestellt.

Besonders gut könnt Ihr erkennen, wie die Hin- und Herbewegung der Kolbenstange in eine Drehbewegung des großen Schwungrades umgeformt wird. Dazu wird eine einfache Hebelkonstruktion mit einem Gelenk eingesetzt. Der zweite Hebel kann schwenken. Ein Ende ist mit dem Gelenk an der Kolbenstange befestigt. Sein anderes Ende ist außerhalb der Drehachse am Schwungrad befestigt. Wenn sich die Kolbenstange hin- und herbewegt, kann die Schwungscheibe über diesen einfache Hebelmechanismus in Drehbewegung versetzt werden.

Übrigens: Wisst Ihr, warum das Schwungrad so groß ist? Die Erklärung steckt schon in seinem Namen: Das Schwungrad hat eine große Masse. Große Massen haben eine große Trägheit. Das kennt Ihr, wenn Ihr Euer Fahrrad bremsen wollt. Das Fahrrad, das in Bewegung ist, stoppt nicht sofort, weil erst einmal die ganze träge Masse, die Euer Fahrrad und Ihr habt, gebremst werden muss. Die Bremsen müssen die Bewegungsenergie Eures Fahrrades erst zerstören. Wirklich zerstören? Nein, Energie kann gar nicht zerstört werden. Sie wird in eine andere Energieform umgewandelt: In Wärmeenergie, die von den Felgen Eures Fahrrades aufgenommen wird. Die Felgen werden beim Bremsen warm. Fühlt einfach mal! Diese Erkenntnis wird mit dem Schwungrad genutzt. Wenn sich das Schwungrad erst mal dreht, hilft es dabei, die Drehung gleichmäßig beizubehalten. So kann die Dampfmaschine besser als Arbeitsmaschine eingesetzt werden.

Modell des Raddampfschleppers „Franz Haniel X“, 1902 (im 2. Stock)

Dampfmaschinen wurden unter anderem eingesetzt, um Schleppschiffe anzutreiben.

Hier seht Ihr ein Modell eines typischen Schlepperschiffs, das mit einer Dampfmaschine angetrieben wurde.

Wenn das Modell ungefähr 77 cm lang ist und im Maßstab 1:100 gebaut wurde, wie lang war das Originalschiff dann? Es war 77 m lang. Das habt Ihr natürlich auch herausgekriegt. Das war eine typische Größe für solche Schlepperschiffe.

Solche Schlepperschiffe lösten um das Jahr 1830 herum das Prinzip der Tauerschiffe ab, die sich noch an dicken Drahtseilen, die im Rhein verlegt waren, mit Seilscheiben mühsam flussaufwärts gezogen hatten. Das war aber sehr umständlich und setzte sich nicht durch.

Mit bis zu 2000 PS starken Dampfmaschinen und Schaufelrädern konnten Frachtschiffe nun eigenständig auf dem Rhein fahren – ohne Seil. Sie waren unabhängig und auch viel stärker. Solche Schlepperschiffe konnten bis zu 8 Lastkähne ziehen.

Erst um 1880 wurden die Schaufelräder Zug um Zug gegen Schrauben getauscht. Die Schiffe mit Schrauben waren aber nicht so zugkräftig und brauchten tieferes Wasser, weil die Schrauben ja unter dem Rumpf der Schiffe angebracht sind. Solche Schlepperschiffe fuhren bis 1973 auf dem Rhein.

Die Schlepperschiffe waren mit Seilwinden und Seilklemmen ausgestattet. Mit den Seilklemmen, die man am Modell gut sehen kann, wurden die Drahtseile an Deck verklemmt. Auf diesen Klemmen lag die ganze Zugkraft. Außerdem scheuerten die Seile so nicht über das Deck. Um die Besatzung zu schützen, wurden Bögen über das Deck gespannt, über denen die Drahtseile liefen.

An den zwei Kesseln erkennt man, dass zwei Kessel montiert waren. Ob eine oder mehrere Dampfmaschinen verbaut waren, sieht man leider nicht.

Den Hintergrundtext zu diesem Objekt findest du in der folgenden Station.
(Leistung von Dampfmaschinen)

Leistung von Dampfmaschinen

Hintergrundtext zum Objekttext: "Modell einer Raddampfschleppers "Franz Haniel X", 1902 (im 2. Stock)"

Die Hersteller von Dampfmaschinen wollten ihre Maschinen zu guten Preisen verkaufen.
Dazu mussten sich die Käufer vorstellen können, wieviel Arbeit die Dampfmaschine ihnen sparen konnte.

Pferde machten damals viele schwere Arbeiten für die Menschen. Daher verglich man die Leistung von Dampfmaschinen mit der von Pferden.

James Watt schlug vor, die Leistung, die nötig ist, um 75kg in 1 Sekunde um 1 Meter anzuheben, eine Pferdestärke zu nennen. Um die Leistung einer mechanischen Maschine zu beschreiben, wurde seitdem die Einheit „Pferdestärke“ benutzt. Jetzt konnte man alle Maschinen vergleichen und sich unter der angegebenen Leistung der Maschinen etwas vorstellen.

Um auch elektrische Leistung oder Wärmeleistung messen und vergleichen zu können hat man sich später darauf geeinigt, Leistungen in „Kilowatt“ anzugeben. Der Name kommt von James Watt. Auch Pferdestärken kann man in die Einheit „Kilowatt“ umrechnen. Ein Kilowatt entspricht etwa ¾ einer Pferdestärke. Heute wird die Leistung aller Maschinen – von Autos, Küchengeräten bis zu Düsenjets – in Kilowatt angegeben.

Schlepperschifffahrt (im 2. Stock, Raum 6)

Ihr habt auf dieser Tour schon ein Modell eines Schlepperschiffs gesehen. In dieser Vitrine seht Ihr, wie diese Schlepperschiffe eingesetzt wurden. Früher fuhren solche Schlepperschiffe auf dem Rhein und zogen bis zu 8 Kähne. So ein Gespann konnte bis zu einem Kilometer lang sein. Wie das aussah, könnt Ihr hier in der Vitrine sehr gut erkennen.

Überlegt Euch mal, wieviel allein die Drahtseile wogen, wenn sie 4 cm dick und bis 1 Kilometer lang sind!

Links in der Vitrine seht Ihr das Schlepperschipp „Peter Küppers“, auf dem offensichtlich zwei Feuerungen und zwei Dampfkessel betrieben wurden. Das erkennt man an den beiden Schornsteinen. Die Dampfmaschinen trieben zwei Seitenschaufelräder an. Die Seilklemmen sind an diesem Modell leider nicht dargestellt. Gut sieht man aber, dass das Schlepperschiff alle Seile führt, um die Kähne zu ziehen.

Dazu fuhr der Schlepper dicht an den zu schleppenden, vor Anker liegenden Kahn heran und übergab das Personal auf dem Schlepper dem Personal auf den Kähnen einen Schleppdraht, den sie auf den Kähnen an so genannten „Brittelhaken“ befestigten. Die Kähne ließen sich dann hinter das Schlepperschiff zurückfallen, bis sie bei gespanntem Schleppdraht hinterhergezogen wurden. Wenn sich weitere Kähne anschließen wollten, wurden sie ebenfalls von dem Schlepperschiff aufgenommen und in bestehenden Verband eingebunden. Die Schleppzüge konnten Längen von einem Kilometer erreichen.

Rheinaufwärts wurden die Kähne hintereinander geschleppt. So hatten sie einen geringeren Wasserwiderstand. Rheinabwärts wurden sie zu zweit nebeneinander gezogen. Nicht nur das Schlepperschiff- sondern auch jeder Kahn musste mit einem Ruder gesteuert werden. An den großen Steuerrädern, die bis zu 6 m Durchmesser hatten, mussten mehrere Männer reißen. Ihr könnt Euch vorstellen, wie anstrengend das war. Später wurden deshalb dampfbetriebene Rudermaschinen eingebaut, die wie eine Servolenkung wirkten.

Wollte sich ein Kahn aus dem Verbund lösen, lösten sie ihren Schleppdraht vom Schiff und ließen sich in den Hafen treiben. Dort wurden sie mit Lokomotiven oder Winden ans Ufer gezogen. Die Besatzung musste den Kahn von Hand bremsen. Das war gefährliche Arbeit, die viel Erfahrung voraussetzte.

Bis 1967 konnte man auf dem Rhein Schleppverbände sehen. Seitdem fahren alle Schiffe mit eigener Kraft.

Gemälde der Rheinschifffahrt mit viel Rauchgasen

Die Erfindung der Dampfmaschine, die im 19. Jahrhundert für den Antrieb von Schiffen eingesetzt wurde, war für die Menschen eine große Erleichterung. Menschen und Waren konnten nun unabhängig von Muskelkraft, Wind und Kabeln auf dem Rhein transportiert werden. Die Zeit, die für Reisen und Transporte benötigt wurde, verkürzten sich stark. Alles begann, schneller zu werden.

Auf diesem Gemälde von Prinzessin Charlotte von Preußen seht Ihr, was die Dampfmaschinen mit unserer Luft machten (Abb.: 1).

Die Abgase aus den Schornsteinen verdunkelten den Himmel. Man sah wirklich kaum noch die Sonne. Das war im Ruhrgebiet, wo viel Industrie war, übrigens noch bis weit in die 1960er Jahre so. Das könnt Ihr Euch heute gar nicht vorstellen.

Leider erkannten die Menschen erst viel später, dass sie nicht nur die Sonne kaum noch sahen, sondern dass die Abgase auch die Gesundheit und unser Klima schädigten.

Auch die Arbeitsbedingungen in der Industrie oder auf einem Dampfschiff waren hart und forderten den Menschen viel ab.

Jede Medaille hat zwei Seiten. Das hatte man auch mit der Industrialisierung erkannt.

Die Hintergrundtexte zu diesem Objekt findest du in den folgenden zwei Stationen.
(Abgase und Umwelt, Industrialisierung)

Abgase und Umweltbelastung von Dampfmaschinen

Hintergrundtext zum Objekttext: "Gemälde der Rheinschifffahrt mit viel Rauchgasen"

Dampfmaschinen konnte man früher von Weitem an ihren qualmenden Schornsteinen erkennen.

Um eine Dampfmaschine mit wenig Qualm zu betreiben, brauchte man gute Brennstoffe und vor allem einen guten Heizer. Für eine gute Abgasqualität musste er die Maschine gut pflegen und sauber halten. Er musste aber auch laufend für eine vollständige Verbrennung der Kohle sorgen. Weil das Feuer bei gutem Wetter besser brennt als bei Regen, musste er viel Erfahrung haben. Der Dampf im Kessel war ein Energiespeicher, von dem die Dampfmaschine zehrte. Der Heizer musste erkennen, wenn mehr bald Leistung gebraucht wurde, und das Feuer rechtzeitig vorher anfachen. Wenn bald weniger Leistung gebraucht wurde, musste der Heizer das auch erkennen und das Feuer schon früh kleiner machen.

Der dicke, weiße Qualm aus dem Schornstein von alten Dampfmaschinen besteht hauptsächlich aus verdampftem Wasser. Wasserdampf ist nicht gefährlich. Durch das Feuer im Kessel entstehen aber auch Lebewesen, Pflanzen und das Klima schädliche Stoffe, die sich mit dem Wasserdampf mischen.

Auch moderne Kraftwerke und, Motoren in Autos und Maschinen setzen Schadstoffe frei. Um die Abgase von Kraftwerken, Autos und Maschinen möglichst sauber zu machen, setzt man heute viel Technik ein. Vollständig schadstofffrei können Kraftwerke, Autos und Maschinen aber nicht betrieben werden.

Übrigens stoßen Dampfmaschinen weniger Feinstaub und weniger Stickoxide aus als moderne Verbrennungsmotoren.

Industrialisierung und Lebensbedingungen

Hintergrundtext zum Objekttext: "Gemälde der Rheinschifffahrt mit viel Rauchgasen"

Bevor die Dampfmaschine erfunden wurde, arbeiteten etwa 2/3 aller Menschen auf Bauernhöfen. Das war wichtig, damit es genügend Lebensmittel gab.

Andere Menschen arbeiteten als Handwerker. Alles wurde in Handarbeit hergestellt. Maschinen waren nicht verfügbar. Also gab es auch keine Fabriken.

Erste Maschinen wurden mit Windkraft betrieben. Ihr kennt alle die alten Windmühlen. Auch mit Wasserkraft konnten Maschinen betrieben werden. Ihr kennt vielleicht auch noch alte Wassermühlen. Man war von Wind oder Wasser abhängig. Wind gab es nicht immer. Deshalb siedelten sich Handwerker früher an Flüssen und Bächen nieder. Erste Handwerker spezialisierten sich darauf, mit Maschinen ganz bestimmte Waren herzustellen. Dort entstanden sogenannte Manufakturen.

Erst mit der Dampfmaschine war es möglich, Arbeiten überall von Maschinen erledigen zu lassen. Die Manufakturen konnten mehr und günstiger produzieren, als einzelne Handwerker. Die Handwerker hatten nun Angst, von Fabriken verdrängt zu werden und erreichten, dass Fabriken noch lange verboten blieben. Erst seit 1810 durfte jeder in Deutschland eine Fabrik eröffnen, der den Mut, das Geld und in die Idee dazu hatte. Viele Fabriken spezialisierten sich auf bestimmte Produkte.

Für die Bedienung der Maschinen brauchte man am Anfang viele Arbeitskräfte. Diese zogen von den Bauerndörfern in die Stadt. Diese Veränderung der Wirtschaft nennt man Industrialisierung.

Bis Ende des 19. Jahrhunderts arbeiteten viele Menschen jeden Tag 16 Stunden lang – ohne Wochenende. Trotz der vielen Arbeit hatten sie keine Chance auf ein besseres Leben. In der Stadt war nämlich alles teurer. Aber vieles war auch schlechter als auf dem Land. Es gab kaum frische Lebensmittel, die sozialen Beziehungen rissen ab und Krankheiten brachen aus und verbreiteten sich schnell. Wer arbeitslos wurde, verarmte.

Nach und nach wurden Verbesserungen eingeführt. In Deutschland hat heute jeder Arbeiter ein Recht auf ein freies Wochenende, Urlaub und eine Versicherung, die ihm hilft, wenn er krank oder arbeitslos wird.

Dieselmotor im Erdgeschoss

Die Arbeit an den Dampfmaschinen war sehr hart. Die Arbeit an der Feuerung war auch heiß und schmutzig. Allmählich erkämpften sich die Arbeiter mehr Rechte und mussten immer besser bezahlt werden. Für die Schiffsbetreiber wurde das Geschäft teurer. Schließlich stießen die alten Dampfmaschinen damals viel gefährliches Abgas aus, das Menschen, Tieren und unserer Umwelt schadete. All diese Punkte sprachen in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts gegen den Einsatz von Dampfmaschinen auf Schiffen.

Der Diesel- und der Ottomotor waren schon erfunden und wurden mit der Zeit leistungsfähiger. Bald war der Dieselmotor so weit entwickelt, dass er sich für den Schiffsantrieb eignete. In den 1950er und 1960er Jahren verdrängte der Dieselmotor die Dampfmaschine als Schiffsantrieb.

Ihr steht nun vor einem solchen Schiffsdieselmotor, der Anfang der 1950er Jahre von den Motoren-Werken Mannheim gebaut wurde. Der Antrieb von Schiffen mit einem solchen Motor brauchte weniger Personal, war sauberer und nahm auf den Schiffen nicht so viel Platz ein. Nicht nur der Motor war viel kleiner als eine Dampfmaschine mit gleicher Leistung. Vor allem brauchte man keine Dampfkessel, die auf Dampfschiffen viel Platz eingenommen hatten. Also hatte man mehr Platz, um Passagiere aufzunehmen und Waren zu laden.

Dieser Motor, vor dem Ihr steht, wurde bald der übliche Antrieb mittelgroßer, selbstfahrender Flussschiffe.

Das Bessere schlägt das Gute.

Solche Motoren sehen zwar äußerlich ganz anders aus als Dampfmaschinen, aber es gibt Gemeinsamkeiten. Auch Motoren verbrennen Diesel mit Luft, nicht viel anders als in der Feuerung von Dampfmaschinen. Aber die Verbrennung findet nicht mehr außerhalb der Maschine statt, sondern im Motor selbst. Die Ausdehnung des entzündeten Gemischs wirkt direkt im Zylinder auf die Arbeitskolben. Den Schritt über den Dampf hat man sich gespart. Allerdings werden die Kolben in Motoren immer nur heruntergedrückt; sie arbeiten nicht beidseitig, wie bei modernen Dampfmaschinen.

Eine weitere Parallele ist an der Kurbelwelle zu erkennen: Auch Motoren werden mit Schwungscheiben vibrationsarm gehalten. Seht Ihr das?

Verbrennungsmotoren liefen allerdings viel schneller als Dampfmaschinen, aber sie hatten nicht so viel Drehmoment. Dieser Motor lief mit 1.000 Umdrehungen pro Minute. Das war viel. Weil der Propeller nicht mit 1.000 Umdrehungen pro Minute drehen soll, werden üblicherweise Getriebe zur Drehzahlsenkung eingesetzt. Dadurch kann gleichzeitig das Drehmoment gesteigert werden.

Die Hintergrundtexte zu diesem Objekt findest du in den folgenden zwei Stationen.
(Nachfolger der Dampfmaschine, Disruptive Innovation)

Nachfolger der Dampfmaschine

Hintergrundtext zum Objekttext: "Dieselmotor im Erdgeschoss (im Erdgeschoss)"

Dampfmaschinen wurden ab etwa 1900 nach und nach von kleineren und leichteren Verbrennungsmotoren ersetzt.

Bei Autos oder Traktoren eigneten sich Benzin- und Dieselmotoren sehr gut. Sie waren kleiner und leichter.

Bei Lokomotiven nahm man entweder Diesel- oder Elektromotoren. Sie waren sehr leistungsfähig und vor allem günstig zu betreiben.

Auf Schiffen wurden Dampfmaschinen fast vollständig von Dieselmotoren verdrängt.

Disruptive Innovation

Hintergrundtext zum Objekttext: "Dieselmotor im Erdgeschoss (im Erdgeschoss)"

Manche Ideen stiften so großen Nutzen, dass sie von vielen Menschen in kurzer Zeit verstanden werden. Etwas Neues entsteht und verdrängt etwas Gewohntes. Das nennt man Disruption.

Vor der Dampfmaschine machten Pferde viele Arbeiten. Aber egal wie gut man ein Pferd fütterte – die Dampfmaschine war kräftiger und ausdauernder. Deshalb setzte sich durch. Bald brauchte man viel weniger Pferde, aber auch weniger Hufschmiede, Pferdezüchter und Sattelmacher. Man brauchte nun Maschinenbauer, Schlosser und Maschinenbetreiber.

Für sie alle brachte die Dampfmaschine eine disruptive Veränderung.

Das lief nicht ohne Streit ab. Frühe Dampfboote wurden von Schiffern, die auf ihren Schiffen keine Dampfmaschinen hatten, zerstört. Sie waren skeptisch gegenüber der neuen Technik und wollten ihre Arbeit nicht verlieren.

Vor Neuerungen haben auch heute noch viele Menschen Angst. Ideen, die für die Menschen nützlich waren, haben sich trotzdem fast immer durchgesetzt. Um Musik zu hören, nutzt Ihr Streaming-Dienste. Wer von Euch hat noch einen CD-Player? Wer kennt noch einen Kassettenrecorder oder ein Tonbandgerät? Was kommt als nächstes?

Dampfmaschinenmodell von Fa. Wilesco

Ihr steht vor einem typischen Spielzeug für Kinder aus bürgerlichen Familien im 19. Jahrhundert. So wie Kinder heute Sportwagen fernsteuern und mit Barbie-Puppen spielen, haben damals Kinder die Welt der Erwachsenen nachgespielt, indem sie kleine Dampfmaschinen betrieben haben.
Im ersten Stock stehen alte Spielzeugdampfmaschinen, die wirklich funktionieren. Dieses Modell ist nachgebaut worden. Wir haben diese Dampfmaschine für Euch in Gang gesetzt.
Schaut mal!
Das Schöne an diesem Modell ist, dass es Euch zeigt, was alles gebraucht wird, um eine Dampfmaschine zu betreiben. Man braucht Wasser. Das schütten wir in den Kessel. Man muss ein Feuer machen. Das machen wir hier mit Trockenbrennstoff, wie Ihr es vielleicht vom Grill-Anzünden kennt. Die Flammen erwärmen das Wasser, bis es zu Dampf wird. Dieser Dampf will sich ausdehnen. Allmählich erhöht sich der Druck. Wenn der Druck im Kessel hoch genug ist, drückt der Dampf über eine Dampfleitung auf einen Kolben in der kleinen Dampfmaschine. Die Kolbenstange versetzt das Schwungrad in Drehbewegung. Mit einem Dampfabsperrventil kann die Drehzahl von Hand gesteuert und begrenzt werden.
Aber wenn sich nur etwas leer dreht, ist das ja langweilig. Und jetzt kommt’s: Bei diesem Modell seht Ihr, dass mit der Drehbewegung ein kleiner Generator angetrieben wird, mit dem Strom erzeugt wird. Die Arbeitslampe beginnt zu leuchten. Außerdem seht und hört Ihr, dass die Dampfmaschine auch eine Arbeitsmaschine antreibt: Es ist ein Schmiedehammer, der gehoben und fallengelassen wird. Hier konnte Stahl ohne viel Muskelkraft in Form gebracht werden.
Ja, Dampfmaschinen wurden im 19. Jahrhundert für den Antrieb verschiedener Arbeitsmaschinen eingesetzt: Mühlen, Webstühle, Spinnräder, Blechwalzwerke, Textildruckmaschinen, Pumpen – und Schmiedehämmer wie in unserem kleinen Modell.
Wenn hier nur Dampfmaschinen stehen, ist das so wie ein nackter Motor ohne Tank, ohne Getriebe und ohne Fahrwerk. Deshalb ist dieses Modell wichtig!

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