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Einführung in das Thema

Um ergiebige Vorkommen von Erzen und Kohlen zu erreichen, mussten in den vergangenen Jahrhunderten die Abbautiefen in den Gruben immer weiter gesteigert werden. Mit zunehmenden „Täufen“ war der Zulauf des Grubenwassers mit herkömmlichen Mitteln, meist Pferdegöpeln, nicht mehr zu bewältigen. Die Gruben „soffen“ regelmäßig ab. Bekanntlich wurde das Problem erst durch den Einsatz der ersten Feuermaschinen gelöst. Das waren einfache atmosphärische Dampfmaschinen mit Balancier, die entsprechende Pumpwerke antrieben.

Bei der verbreiteten Fixierung auf die gut dokumentierte Dampftechnik bleibt eine Maschinenkategorie unberücksichtigt, die parallel zur Dampftechnik eine breite Anwendung insbesondere bei der Wasserhaltung in den Bergwerken gefunden hatte: die Kategorie der hydrostatischen Kraftmaschinen. Die allgemeine Bezeichnung für diese Maschinen war „Druckwassermaschinen“. Beim Einsatz in den Bergwerken bezeichnete man sie als „Wassersäulenmaschinen“. Sie arbeiteten mit natürlichem Druckwasser, das über Druckleitungen durch die Bergwerksschächte zu den Pumpwerken in den Stollen geleitet wurde. Druckwassermaschinen wurden nicht nur in Bergwerken eingesetzt. Sie eroberten sich ein breites Einsatzspektrum als Kraftmaschinen für allgemeine Antriebsaufgaben.

Zur Wasserhebung in Bergwerken wurden seit Mitte des 18. Jahrhunderts bis Anfang des 20. Jahrhunderts dampfbetriebene Pumpwerke und die mit hydrostatischem Druck arbeitenden Wassersäulenmaschinen parallel eingesetzt. Die überragenden Vorteile der Wassersäulenmaschinen waren deren Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit und das geringe Bauvolumen. Die immensen Wasserdrücke, die bei hydrostatischen Wassersäulen von einigen hundert Metern Höhe auftraten, wurden im Verlauf der Entwicklungsgeschichte immer sicherer beherrscht. Mit den angeschlossenen hydraulischen Zylindern konnten sehr große Kräfte erzeugt werden. Die linearen Arbeitsbewegungen waren in idealer Weise direkt zum Antrieb von Kolbenpumpen nutzbar. Wenn in Bergwerksregionen natürliches Druckwasser vorhanden war, erreichten die Gesamtwirkungsgrade aus Maschine und Pumpe bis zu 60 %. Im Verlauf des langen Nutzungszeitraums setzte sich die leistungsstärkere und flexiblere Dampfmaschine mehr und mehr durch. Um 1920 wurden die letzten Wassersäulenmaschinen außer Betrieb genommen. Der Einsatz hydrostatischer Kraftmaschinen beschränkte sich aber nicht nur auf Bergwerke und Gebiete mit natürlichem Druckwasser. Sie wurden überall dort mit Erfolg eingesetzt, wo sehr große Kräfte auf kleinstem Raum wirken mussten, in Hüttenwerken, in der Schwerindustrie und in allen Bereichen mit schwierigen Umgebungsbedingungen. Neue Anwendungsgebiete erschlossen sich die Druckwassermaschinen durch den Einsatz künstlichen Druckwassers. Druckwasser wurde in sogenannten Druckwasserwerken mit Hilfe großer Dampfmaschinen und Pumpen erzeugt und beispielsweise in hochliegenden Behältern gespeichert. Zuerst bauten große Industriebetriebe eigene Druckwassernetze auf. Danach wurden ganze Regionen mit öffentlichem Druckwasser versorgt. Auch große Eisenbahnknoten betrieben eigene Druckwasseranlagen. Weniger bekannt ist, dass in den Seehäfen umfangreiche Druckwassernetze in Betrieb waren. Mit Druckwasser wurden Hunderte von Winden, Hebezeuge, Kräne, Aufzüge u.a.m. betrieben. Es gab Schleusen und bewegliche Brücken, die mit Druckwasserantrieben ausgestattet waren.

 

Hydrostatisch Kraftmaschinen waren nicht nur auf das Gebiet der linearen Arbeitsbewegungen beschränkt. Es gab sie auch als Maschinen mit rotierenden Arbeitsbewegungen. Ende des 19. Jahrhunderts gab es einen regelrechten Schub bei der Verbreitung von sogenannten „Wassermotoren“ kleinerer und mittlerer Leistung. Ihr Einsatzgebiet waren alle Arten von Handels- und Handwerksbetrieben, die eine einfache zu bedienende, preiswerte und sichere Kraftmaschine benötigten, die jederzeit einsatzbereit war. Der Bedarf war immens. Etwas in Vergessenheit geraten ist auch, dass es Wassermotoren als „Kleinstmaschinen“ für den privaten Gebrauch gab. Sie dienten als Antrieb für Nähmaschinen, Rührwerken, Waschmaschinen und sonstige Haushaltsgeräte.

Dies Veröffentlichung erscheint in der VTGP-Reihe „Technische Denkmale in Originaldokumenten“. Mit ihr werden zwei Ziele verfolgt:

– Das Wissen über die Entstehungs- und Nutzungsgeschichte der Druckwassermaschinen als

einem Entwicklungssegment der allgemeinen Kraftmaschinen soll nicht verloren gehen.

– Durch die Verwendung von Originaldokumenten soll ein authentischer Einblick in die

Denk- und Arbeitsweise der Erfinder und Ingenieure gegeben werden, die diese Maschinen

entwickelt haben.

Beim zweiten Aspekt ist eine „Vorwarnung“ angebracht. Bei den in der Publikation aufgenommenen Beispielen sind heute insbesondere die Originaldokumente aus den frühen Phasen zu Beginn des 19. Jahrhunderts schwer „zu lesen“. Das betrifft vornehmlich die ungewohnte Form der üblicherweise verwendeten zweiteiligen Dokumentationen. Für jedes der historisch älteren Objekte wurde eine umfangreiche schriftliche Dokumentation und eine rudimentäre zeichnerische angefertigt. Ein Verstehen ist nur durch ein paralleles Arbeiten mit beiden Teilen möglich.

Eine weitere Eigenart alter technischer Dokumentationen ist die individuell unterschiedliche Art der Ausführung. Einen Konsens bei der Erstellung von Zeichnungen gab es nicht. Das ging so weit, das bei gedruckten Dokumentationen beispielsweise die Graveure und Kupferstecher einen erheblichen Einfluss auf die Darstellung technischer Inhalte besaßen.

Erschwerend kommt noch hinzu, dass insbesondere bei den zeichnerischen Dokumentationen das allgemeine technische Wissen der Zeit selbstverständlich als bekannt vorausgesetzt wurde. Diese Informationen sind daher nicht Teil der Zeichnungen. Als Folge davon scheinen einige Darstellungen unvollständig zu sein, sogar fehlerhaft.

Für das Verstehen dieser alten Dokumentationen benötigt der Leser Interesse an der Technikgeschichte, viel Zeit und Muße.

 

Die Druckwassermaschinen

Zur Entwicklung der Wassersäulenmaschinen, Wassermotoren und anderer hydrostatischer Kraftmaschinen.

Inhalt (Auszug):

  • Technikgeschichtliche Entwicklung hydrostatischer Kraftmaschinen
  • Einsatzbereiche hydrostatischer Kraftmaschinen
    (Originaldokument: Die Soleleitung von Berchtesgaden nach Reichenhall und Rosenheim)
  • Natürliches und künstliches Druckwasser
    (Originaldokument: Das Wasserdruckwerk bei dem Neumühlen Wehre in Prag. Die Presspumpen-Anlage des Hauptbahnhofs in Frankfurt a. M.)
  • Speicherung von Druckwasser
  • Wesentliche Baugruppen von Druckwassermaschinen
  •  Wassersäulenmaschinen
    • (Originaldokument: Die Wassersäulenmaschine in Kreuth.)
  • Druckwassermaschinen in der Schwerindustrie und bei Hebewerken
  • Druckwassermotoren
  • Beispiel: Drehbrückenantrieb
    • (Originaldokument: Hydraulische Mechanismus der Niederbaum-Drehbrücke in Hamburg.)
  • Beispiel: Druckwasserbetrieb bei Hebewerken
    • (Originaldokument: Hebewerke mit Druckwasserbetrieb in den Häfen Bremen und Hamburg.)
  • Ende des Einsatzes von Druckwassermaschinen

Ausstattung:

  • – Format: Großformat (DIN A3; quer)
  • – Einband:
    • Buchbindereinband
    • Vorder- und Rückseite Hartdeckel mit schwarzer Elefantenhaut
    • Vorderseite mit Prägung für Bild und Schriftzug
  • Abmessungen: 32cm x 44cm
  • Bindung:
    • dunkelgrauer Karton
    • Vierfach-Schraubbindung
  • Papier:
    • CLC Natur, hochfein, extraglatt
    • Stärke 100g/m2
  • Vorlageblätter: Elefantenhaut, 120g/m2
  • Druck: Fotomechanische Wiedergabe

 

  • Umfang:
    • Anzahl der Seiten: 162 Seiten A3
    • Anzahl der Abbildungen: 136
    • Anzahl der ganzseitigen Tafeln: 37
  • Preis: 62,- Euro
  • Erschienen: 2020
  • Stand: 2020 (Umfang und Preis können sich in Abhängigkeit vom Forschungsstand ändern)

 

 

Inhalt und Leseprobe