James Watt Biographie

Der britische Instrumentenbauer und Ingenieur James Watt entwickelte eine effiziente Dampfmaschine, die eine universelle (alles abdeckende) Energiequelle war und damit einen der wichtigsten technologischen Bestandteile der frühen industriellen Revolution darstellte (einer Zeit des schnellen Wirtschaftswachstums, die eine zunehmende Abhängigkeit mit sich brachte an Maschinen und großen Fabriken).

Watts frühe Jahre

James Watt wurde am 19. Januar 1736 in Greenock, Schottland, als Sohn eines Schiffsbauers (eines Zimmermanns, der Schiffe baut und repariert) und eines Händlers für Schiffswaren geboren. Als Kind litt James unter schlechter Gesundheit. Er besuchte eine Grundschule, wo er etwas Geometrie sowie Latein und Griechisch lernte, aber es ging ihm nicht gut genug, um sie regelmäßig zu besuchen. Größtenteils wurde er von seinen Eltern zu Hause erzogen. Sein Vater brachte ihm Schreiben und Rechnen bei, und seine Mutter brachte ihm das Lesen bei.

Von viel größerem Interesse für James war der Laden seines Vaters, wo der Junge seine eigenen Werkzeuge und Schmiede (Ofen zum Formen von Metallen) hatte und wo er gekonnt Modelle der Schiffsausrüstung herstellte, die ihn umgab. Sein Vater brachte ihm bei, wie man Dinge aus Holz und Metall herstellt. Er brachte James auch die Fähigkeiten des Instrumentenbaus bei. Als Jugendlicher spielte er mit einem kleinen Tischlerset, das ihm sein Vater geschenkt hatte, nahm seine Spielsachen auseinander, setzte sie wieder zusammen und fertigte neue an.

1755 wurde Watt bei einem mathematischen Instrumentenbauer in London, England, in die Lehre geschickt (um für jemanden zu arbeiten, der ein Handwerk lernte). Das Handwerk produzierte damals vor allem Navigations- (Schiffssteuerung) und Vermessungsinstrumente (Landvermessung). Watt fand London jedoch unangenehm. Ein Jahr später kehrte er nach Schottland zurück.

Watt wollte sich im schottischen Glasgow als Instrumentenbauer etablieren. Allerdings standen ihm die Auflagen der Handwerkerzünfte (Handwerkerverbände) im Weg. Freunde an der Universität Glasgow sorgten schließlich dafür, dass er Ende 1757 zum „Mathematical Instrument Maker to the University“ ernannt wurde. Ungefähr zu dieser Zeit lernte Watt Joseph Black kennen, der bereits den Grundstein (Basis) der modernen Chemie und des Studiums gelegt hatte von Hitze. Ihre Freundschaft war für die frühe Entwicklung der Dampfmaschine von einiger Bedeutung.

Erfindung der Dampfmaschine

An der Universität Glasgow hatte sich Watt mit seinen ersten Studien zur Dampfmaschine beschäftigt. Im Winter 1763–64 wurde er gebeten, das Universitätsmodell eines früheren Modells der Dampfmaschine zu reparieren, das Thomas Newcomen um das Jahr 1711 hergestellt hatte. Nach einigen Experimenten erkannte Watt, dass der Fehler des Modells nicht so sehr darin lag die Details seiner Konstruktion wie in seinem Design. Er fand heraus, dass ein Dampfvolumen (von einem Objekt oder einer Substanz eingenommene Raummenge) das Drei- oder Vierfache des Volumens des Kolbenzylinders (Kammer mit einem sich bewegenden Objekt darin) erforderlich war, um den Kolben bis zum Ende zu bewegen der Zylinder.

Die von Watt vorgeschlagene Lösung bestand darin, den Kolben auf der Temperatur des Dampfes zu halten (mittels eines dampfbeheizten Mantels) und den Dampf in a zu kondensieren (zu verdichten).

Watt brauchte Zeit, um eine gute Idee für eine kommerzielle Erfindung in die Realität umzusetzen. Ein Jahrzehnt verging, bevor Watt alle mechanischen Probleme löste. Black lieh ihm Geld und stellte ihn John Roebuck von der Eisenhütte Carron in Schottland vor. 1765 gingen Roebuck und Watt eine Partnerschaft ein.

Watt musste seinen Lebensunterhalt noch selbst verdienen, aber seine Anstellung als Vermessungsingenieur für den Kanalbau ließ wenig Zeit für die Entwicklung seiner Erfindung. Watt gelang es jedoch, eine Patentanmeldung für seine Erfindung vorzubereiten, und das Patent wurde am 5. Januar 1769 erteilt.

Bis 1773 brachten finanzielle Schwierigkeiten von Roebuck nicht nur Watts Arbeit an der Maschine zum Erliegen, sondern auch Roebucks eigenes Geschäft. Matthew Boulton, ein Industrieller (jemand, der eine Fabrik besitzt und betreibt) aus Birmingham, England, wurde dann Watts Partner. Watt zog nach Birmingham. Er konnte nun Vollzeit an seiner Erfindung arbeiten. 1775 nahm Boulton zwei Aufträge zum Bau von Watts Dampfmaschine an. Die beiden Maschinen wurden 1776 aufgestellt und ihr Erfolg führte zu vielen weiteren Aufträgen.

Verbesserungen in der Dampfmaschine

Zwischen 1781 und 1788 modifizierte und verbesserte Watt seinen Motor weiter. Diese Änderungen machten zusammen einen ebenso großen Fortschritt gegenüber seinem ursprünglichen Motor wie dieser gegenüber dem Newcomen-Motor. Die wichtigsten Modifikationen waren eine effizientere Nutzung des Dampfes, die Verwendung eines doppelt wirkenden Kolbens, der Ersatz der flexiblen Kettenverbindung zum Balken durch das starre Dreistangengestänge, die Bereitstellung einer anderen mechanischen Vorrichtung zum Wechseln der hin- und hergehenden ( Hin- und Herbewegung des Balkenendes in eine Drehbewegung (Kreisbewegung) und das Vorsehen einer Vorrichtung zum Regulieren der Geschwindigkeit.

Nachdem die Partner eine neue Rotationsmaschine entwickelt hatten, mussten sie als Nächstes die Baukosten bestimmen. Diese Rotationsdampfmaschinen ersetzten die Tierkraft, und es war nur natürlich, dass die neue Maschine an der Anzahl der Pferde gemessen werden sollte, die sie ersetzte. Durch die Verwendung von Messungen, die Mühlenbauer (Leute, die Mühlen bauen), die Horse Gins (von Tieren angetriebene Räder) aufstellten, ermittelt hatten, stellte Watt fest, dass der Wert einer „Pferdestärke“ dreiunddreißigtausend Pfund entspricht, die einen Fuß hoch gehoben werden pro Minute. Dieser Wert wird immer noch als Standard für amerikanische und englische Pferdestärken verwendet. Der Auftrag für den Bau der neuartigen Dampfmaschine basierte fortan auf deren Pferdestärken.

Andere Erfindungen

Auf den vielen Geschäftsreisen von Watt fiel immer viel Korrespondenz (Briefe) an, die kopiert werden musste. Um diese lästige Aufgabe zu vermeiden, erfand er das Buchdruckkopieren. Dies funktioniert, indem das Originaldokument mit einer speziellen Tinte beschrieben wird. Kopien werden dann erstellt, indem einfach ein weiteres Blatt Papier auf das frisch beschriebene Blatt gelegt und dann beide zusammengedrückt werden.

Watts Interesse an angewandter (praktischer) Chemie veranlasste ihn, die Chlorbleiche in Großbritannien einzuführen und einen berühmten Eisenzement zu entwickeln. In der theoretischen Chemie argumentierte er als einer der ersten, dass Wasser kein Element (Grundsubstanz der Materie, die nur aus einer Art von Atomen besteht), sondern eine Verbindung (Substanz, die aus zwei oder mehr Elementen besteht).

1794 übergaben Watt und Boulton ihr florierendes Geschäft an ihre Söhne. Watt unterhielt eine Werkstatt, in der er seine erfinderischen Aktivitäten bis zu seinem Tod am 25. August 1819 fortsetzte.

Watts Errungenschaften bei der Perfektionierung der Dampfmaschine wurden weltweit anerkannt. Das Watt, eine Einheit der elektrischen Leistung, wurde nach ihm benannt.

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