Dampfmaschine: Funktion und Industrialisierung

In einer Kolbendampfmaschine wurde Wasser in einem Kessel erhitzt. Brennstoff, häufig Kohle, lieferte die Wärme. Das Feuer brannte außerhalb des Arbeitszylinders. Ein Zylinder war der Hohlraum, in dem sich ein bewegliches Bauteil, der Kolben, hin und her bewegte.

Wir betrachten eine doppeltwirkende Maschine: Dampf strömte abwechselnd auf die beiden Seiten des Kolbens. Der unterschiedliche Druck auf seinen Seiten setzte ihn in Bewegung. Der Dampf auf der Gegenseite konnte entweichen. Ventile oder ein Schieber steuerten die Zufuhr und den Auslass.

Eine Verbindungsstange und eine Kurbel machten aus der geraden Hin-und-her-Bewegung eine Drehbewegung. Diese konnte etwa eine Fabrikmaschine antreiben. Ein Schwungrad half, die Bewegung gleichmäßiger fortzusetzen. Nicht jede historische Dampfmaschine arbeitete genauso; Newcomens frühe Maschine nutzte den äußeren Luftdruck.

Thomas Newcomen entwickelte eine Maschine, die ab 1712 Wasser aus Bergwerken pumpte. In ihrem Zylinder wurde Dampf durch Abkühlen wieder zu Wasser. Das nennt man Kondensieren. Dadurch sank der Druck im Zylinder. Der höhere äußere Luftdruck drückte den Kolben hinein und bewegte über einen Hebel die Pumpe.

Bei dieser Bauart kühlte der Zylinder ständig ab und musste danach wieder erwärmt werden. Das verbrauchte viel Brennstoff. James Watt ließ 1769 eine entscheidende Verbesserung patentieren, also rechtlich als Erfindung schützen: Der Dampf kondensierte in einem getrennten Behälter, dem Kondensator. Der Arbeitszylinder konnte heiß bleiben.

So ging weniger Wärme durch das erneute Aufheizen verloren. Für die gleiche Arbeit war weniger Brennstoff nötig. Watt erfand die Dampfmaschine also nicht als Erster; er verbesserte eine schon vorhandene Technik. Weitere Entwicklungen machten Dampfmaschinen für verschiedene Aufgaben nutzbar.

Sparsamere Dampfmaschinen wurden für Fabriken brauchbarer. Sie konnten Arbeitsmaschinen antreiben, etwa in der Textilherstellung. Fabriken waren dadurch weniger auf einen Standort mit fließendem Wasser als Antrieb angewiesen. Sie brauchten aber weiterhin Wasser und Brennstoff.

Dampflokomotiven und Dampfschiffe bewegten Menschen und Waren. Die Eisenbahn konnte große Mengen schneller und günstiger über weite Strecken transportieren. So erreichten Betriebe weitere Rohstoffquellen und Absatzmärkte, also Orte mit Käufern für ihre Waren.

Auch das Arbeitsleben änderte sich mit der Industrialisierung. Damit ist der wachsende Einsatz von Maschinen und Fabriken in der Herstellung gemeint. Menschen fanden Arbeit in großen Betrieben. Für viele Fabrikarbeiter in deutschen Industriestädten im 19. Jahrhundert gehörten jedoch niedrige Löhne und lange Arbeitszeiten zum Alltag. Mehr Maschinen bedeuteten deshalb nicht von selbst bessere Lebensbedingungen.

Die Dampfmaschine war wichtig, aber sie erklärte die Industrialisierung nicht allein. Auch Rohstoffe, Geld für neue Betriebe, weitere Erfindungen und Verkehrswege spielten eine Rolle. Unterscheide eine technische Möglichkeit von ihren Folgen für bestimmte Menschen.