Hermann Sächsische Ingenieurskunst

Historische Glanzlichter des Maschinenbaus
1. Auflage 2014
ISBN: 978-3-940860-16-3
Verlag: Hermann, Robin
Format: EPUB
Kopierschutz: 6 - ePub Watermark

E-Book, Deutsch, 192 Seiten

Der sächsische Maschinenbau genießt Weltruf. Seit mehr als fünf Jahrhunderten setzt er mit bahnbrechenden Entwicklungen immer neue Maßstäbe. Dieses E-Book bietet einen spannenden Überblick über die wichtigsten Entdeckungen des historischen Maschinenbaus in Sachsen. Ausgehend vom Berg- und Hüttenwesen des 16. Jahrhunderts, zeigt es den Aufstieg der Region zum Zentrum des Ingenieurwesens im 19. und 20. Jahrhundert. Vorgestellt werden außergewöhnliche Ingenieure, bedeutende Industrielle und namhafte Unternehmen vergangener Tage. Alle Informationen werden in übersichtlicher Form präsentiert und durch zahlreiche historische und aktuelle Abbildungen ergänzt.

Robin Hermann wurde 1980 in Erlabrunn geboren und wuchs im Kreis Schwarzenberg sowie zeitweise auch im Raum Duisburg auf. Durch seinen Großvater, einen passionierten Mineraliensammler, kam er schon früh mit der bergbaugeschichtlichen Vergangenheit seiner erzgebirgischen Heimat in Kontakt. Musik und Literatur waren weitere prägende Elemente seiner Jugend. Nach einem Studium der Germanistik und Grafischen Technik in Chemnitz gründete Robin Hermann 2007 einen eigenen Verlag und publiziert seither in regelmäßigen Abständen informative und anschauliche Sachbücher. Als Sachbuchautor beschäftigt er sich vor allem mit der Industrie- und Kulturgeschichte seiner sächsischen Heimat.

Autoren/Hrsg.

Hermann, Robin

Leseproben

Christian Friedrich Brendel

Abb. 8: Christian Friedrich Brendel (1776–1861)

Wenn man auf die Geschichte der sächsischen Ingenieurskunst zu sprechen kommt, so steht an deren Anfang zweifellos der Bergbau. Ihm verdanken wir die ersten bahnbrechenden Entwicklungen im Bereich des Maschinenbaus, hier begann der Aufstieg Sachsens zu einem modernen Industriestandort.

Als einer der wichtigsten Bergingenieure und Maschinenbauer des frühen 19. Jahrhunderts gilt Christian Friedrich Brendel. Unter seiner technischen Leitung erreichte der sächsische Erzbergbau ein industrielles Niveau, das neue Maßstäbe setzte. Seine Maschinenkonzeptionen waren wegweisend für den gesamten europäischen Bergbau.

Brendel wurde 1776 in Neustädtel bei Schneeberg als Sohn einer Bergmannsfamilie geboren. Bereits von frühester Jugend an begann er, sich für Maschinentechnik zu interessieren. Im Alter von knapp 14 Jahren trat er eine Lehre als Bergzimmerer auf dem Marx-Semmler Stollen bei Schneeberg an. Sein Ehrgeiz und seine technischen Fähigkeiten blieben nicht unentdeckt und erregten die Aufmerksamkeit seiner Vorgesetzten. Bald unterrichtete der Schneeberger Berggeschworene Karl Gottfried Baldauf den jungen Mann neben seiner Lehre noch in Mathematik und Zeichnen. 1796 wechselte Brendel nach Freiberg, in das damalige Zentrum des sächsischen Erzbergbaus. Dort arbeitete er auf den Gruben »Morgenstern« und »Himmelsfürst«. Nachdem er auch hier sehr positiv in Erscheinung getreten war, ermutigten ihn seine Vorgesetzten 1797 zu einem Studium an der Kurfürstlich-Sächsischen Bergakademie zu Freiberg.

An dieser 1765 gegründeten technischen Bildungseinrichtung waren die führenden Montanwissenschaftler jener Zeit versammelt. Zu ihnen gehörten der Berghauptmann Friedrich Wilhelm von Trebra (1740–1819) und der Mineraloge Abraham Gottlob Werner (1749–1817). Beide erkannten und förderten die Talente Brendels, der schon bald zu den besten Akademiestudenten seines Jahrgangs gehörte. Das Studium finanzierte er sich mittels eines Stipendiums und durch die Arbeit in Freiberger Gruben. Dort konnte er seine praktischen Kenntnisse weiter vertiefen.

Nach dem erfolgreichen Ende seines Studiums trat er 1802 kurzzeitig die Stelle eines Obersteigers auf dem »Thelersberger Stollen« nahe Brand Erbisdorf an. Wenig später vermittelte Trebra ihm aber eine Studienreise in die industriell weiter fortgeschrittenen Staaten Frankreich, Belgien und England. Hier sollte sich Brendel umfassend über die Dampfmaschinen-Technologie informieren und ihren potentiellen Nutzen für den sächsischen Bergbau erkunden.

Für diese Studienreise waren ursprünglich neun Monate veranschlagt. Aus verschiedenen Gründen kam es jedoch immer wieder zu Verzögerungen, so dass Brendel erst 1805 nach Sachsen zurückkehrte. Sein intensives Maschinenstudium machte ihn nun zu einem Experten für Dampfmaschinentechnik.

Nach seiner Rückkehr trat er einen Posten als Salinebaumeister in den kurfürstlich-sächsischen Salinen von Dürrenberg, Artern, Kötzschau und Kösen an. Er hatte ursprünglich auf eine Rückkehr in den Freiberger Erzbergbau gehofft. 1805 war dort jedoch keine Stelle im Maschinenwesen frei.

Aus technologischer Sicht warteten in dieser Region allerdings ebenfalls große Herausforderungen auf den Maschinenbauer. Um 1808 konstruierte Brendel im Auftrag der Sächsischen Krone eine Dampfmaschine. Sie sollte das anfallende Grubenwasser im Wallewitzer Kohlebergbau zu Tage befördern. In Preußen und Thüringen waren derartige Konstruktionen bereits seit Ende des 18. Jahrhunderts im Einsatz. Allerdings genossen sie aufgrund ihrer Störanfälligkeit und des geringen Wirkungsgrades keinen guten Ruf. Zudem waren sie im Hinblick auf ihr Einsatzgebiet sehr unflexibel.

Brendel orientierte sich beim Bau zwar an der von James Watt entwickelten Maschine, führte jedoch einige Modifikationen und Verbesserungen ein. So konnte seine doppeltwirkende Dampfmaschine wahlweise links oder rechts herum laufen, was einen flexibleren Einsatz ermöglichte. Das Schwungrad war waagerecht gelagert und stellte in dieser Form ein Novum dar. Anstelle der bis dahin üblichen Ventilsteuerung hatte Brendel eine Kolbensteuerung entwickelt. Sie sollte später in ähnlicher Form auch in seiner berühmten Wassersäulenmaschine zum Einsatz kommen.

Bemerkenswert ist zudem die Tatsache, dass Brendel die Kraft vom Dampfzylinder auf einen Evansschen Balancier mit Lenkung übertrug. Dieser sogenannte Evanssche Lenker war erst kurz zuvor vom US-Amerikaner Oliver Evans (1755–1819) entwickelt worden. Möglicherweise hatte Brendel das Konzept völlig unabhängig von ihm entwickelt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass Brendel die Konstruktion bereits auf seiner Englandreise kennengelernt hatte.1 Genaueres lässt sich nicht feststellen, da es diesbezüglich keine erhellenden Aussagen gibt.

Der wohl größte Vorzug von Brendels Dampfmaschine war ihre Zerlegbarkeit. Sie bestand aus einer Kombination von Holz und Metall, hatte einen sehr übersichtlichen Aufbau und ließ sich in relativ kurzer Zeit demontieren. Die Einzelteile konnten ohne größere Probleme an einen anderen Ort gebracht und wieder montiert werden. Nicht umsonst trug die Maschine den Beinamen Ortsveränderliche.

Abb. 9: Skizze der 1808/1811 von Brendel konstruierten »Ortsveränderlichen« Dampfmaschine (1:80) - nach Matschoss (1908)

Die Dampfmaschine erreichte eine effektive Leistung von etwa 2,94 kW (4 PS). Ihr Wirkungsgrad lag bei 20 %.2 Der obere Balancier hatte eine Länge von ca. 4 m. Nach ihrer Fertigstellung 1811 kam die Maschine zunächst bei der Hebung von Sole zum Einsatz. Aufgrund ihrer flexiblen Gestaltung eignete sie sich aber auch für die Hebung von Grubenwasser. Insgesamt stellte die Ortsveränderliche einen Meilenstein im Dampfmaschinenbau dar.

1811 wurde Brendel in Freiberg zum Kunstmeister berufen und trat die Nachfolge Karl Gottfried Baldaufs als oberster Maschinenbeamter des sächsischen Bergbaus an. In dieser Funktion übte er einen starken Einfluss auf die technische Entwicklung des Bergbau- und Hüttenwesens aus. Ab 1817 wurde seine Stellung als Maschinendirektor bezeichnet.

Zu diesem Zeitpunkt existierte in Sachsen de facto noch keine private Maschinenbauindustrie. Zwar gab es bereits erste Anfänge – beispielsweise hatte Carl Gottlieb Haubold 1815 in Chemnitz ein Unternehmen gegründet – dabei handelte es sich jedoch noch um kleine Werkstätten. Sie waren mit der englischen Maschinenindustrie nicht vergleichbar. Brendel blieb also zunächst noch darauf angewiesen, seine Maschinen in Eigenregie zu konstruieren und die Fertigung der Einzelstücke in den Werkstätten persönlich zu überwachen.

Seine Konstruktionen wurden vor allem in der 1826 gegründeten »Königlichen Maschinenbauanstalt zu Halsbrücke« und ab 1837 auch in der von Johann Andreas Schubert mitbegründeten »Maschinenbauanstalt Übigau« realisiert. In Halsbrücke ließ Brendel zudem auch maßstabsgetreue Lehrmodelle für die Sammlung der Bergakademie anfertigen, an der er seit 1817 auch als Dozent tätig war. Ein Großteil der Modelle ist bis heute erhalten geblieben.

Aus der Vielzahl von Bergbau- und Verhüttungsmaschinen haben vor allem zwei Konstruktionen Brendels industriegeschichtliche Bedeutung erlangt. Es handelt sich zum einen um die Wassersäulenmaschine mit Brendelscher Kolbensteuerung und zum anderen um das damals größte sächsische Hüttengebläse, das sogenannte Schwarzenberggebläse. Es befand sich ursprünglich in der Antonshütte in Antonsthal bei Schwarzenberg. Beide Maschinen sollen im Folgenden kurz vorgestellt werden.

Wie im vorangegangenen Kapitel bereits angedeutet, stellte die Hebung des in die Grubenbaue eindringenden Grundwassers die größte technische Herausforderung des Erzbergbaus dar. Zu Beginn von Brendels Amtszeit als Kunstmeister galten Kunstgezeuge noch als geeignetste Einrichtungen zur Wasserhaltung. Allerdings war diese mehr als drei Jahrhunderte alte Technik den Anforderungen des 19. Jahrhunderts kaum noch gewachsen. Die Grubenbaue drangen in immer größere Tiefen vor, da die Erzvorkommen in den oberen Bereichen längst erschöpft waren. Damit stieg natürlich auch die Förderhöhe für die Pumpen immer weiter an. Letztlich mussten zahlreiche Gruben den Betrieb einstellen, da die Kunstgezeuge an ihre technischen Grenzen gelangt waren.

Als moderne Alternativen wurden in der ersten Hälfte des 18. Jahrhunderts die ersten Wassersäulenmaschinen entwickelt. Hierbei handelte es sich um eiserne Kolbenmaschinen, die auf dem Prinzip kommunizierender Röhren basierten. Der Druck einer hohen Wassersäule wirkte auf einen damit verbundenen Zylinder und wurde von diesem in mechanische Energie umgewandelt. Diese Energie konnte an die angeschlossenen Kunstgezeuge weitergeleitet werden.

Die Maschine wurde direkt oberhalb des wasserabführenden Stollens aufgebaut. Je größer der Höhenunterschied zwischen dem...