Bild: Deutsches Museum | Christian Illing
Werkstoffe Energie Produktion
Kraftmaschinen – Themen der Ausstellung
Kraftmaschinen – Maschinen bewegen die Welt. Diese Themen und Inhalte erwarten Sie in der Ausstellung:
Ausstellungsbereich geschlossen
Derzeit wird die zweite Hälfte des Gebäudes saniert, deswegen ist dieser Bereich seit 29. Juni 2022 geschlossen. Die Modernisierung des Gebäudes soll 2028, zum 125. Jubiläum der Museumsgründung, abgeschlossen sein.Bild: Deutsches Museum | Christian Illing
Muskelkraftmaschinen – echte „Handarbeit“
Die Muskelkraft war über Jahrtausende die einzige Kraftquelle, die den Menschen zum Arbeiten zur Verfügung stand. Mit der Zeit halfen einfache Hilfsmittel wie Keile, Hebel, Räder, Wellen und Rollen, die eigene Kraft besser zu nutzen. Die Kombination dieser einfachen Maschinenelemente führte zur Entwicklung der Muskelkraftmaschinen, die in der Ausstellung gezeigt werden: Tretwerke, Göpel und Laufräder.
Muskelkraft war lange Zeit billig – neben Tieren wurden auch Sklaven und Sträflinge ausgebeutet – und deckte den vergleichsweise geringen Energiebedarf. Daher wurden andere Energiequellen nur langsam erschlossen. Ab dem Mittelalter nutzten die Menschen Wasser- und Windkraft in größerem Umfang. Heute gibt es eine große Auswahl an Kraftmaschinen für verschiedenste Zwecke: neben Dampfkraftmaschinen z. B. auch Wasserturbinen, Verbrennungsmotoren, Windkraftanlagen und Gasturbinen. Muskelkraftmaschinen haben ihre Bedeutung weitgehend verloren. Eine Muskelkraftmaschine ist jedoch nach wie vor weit verbreitet: das Fahrrad!
Bild: Deutsches Museum | Christian Illing
Wasserräder – die ersten „Motoren“
Ein Rad wird von der Kraft des Wassers gedreht. Mit der Drehung des Wasserrads wird wiederum etwas angetrieben, zunächst Mühlen und Wasserschöpfwerke. Seit dem 9. Jahrhundert verbreiteten sich unterschlächtige, also durch Wasser von unten angetriebene, Wasserräder in Europa. Ab dem 11. Jahrhundert konnte die Drehung des Wasserrads (über eine Daumen- oder Nockenwelle) in eine Hin- und Herbewegung umgewandelt werden. Damit konnte die Wasserkraft auch für Stampfvorrichtungen, Hämmer oder Blasebälge verwendet werden. Ab dem 14. Jahrhundert kam dann das leistungsstärkere oberschlächtige Wasserrad zum Einsatz. Beide Typen – das oberschlächtige und das unterschlächtige Wasserrad – können in der Ausstellung in Originalgröße betrachtet werden.
Im Vergleich zur Windkraft hat die Wasserkraft den Vorteil, dass sie rund um die Uhr zur Verfügung steht. Aus diesem Grund waren Wasserräder bei Handwerksbetrieben beliebt. Die Räder sind allerdings örtlich an Wasserläufe gebunden. Mit der weiteren Verbreitung der Wasserantriebe wurde die Landschaft entsprechend modelliert.
Ein besonderes Highlight der Ausstellung ist das von Wasser angetriebene Löffelrad mit Mühlstein.
Blick in die Ausstellung Kraftmaschinen mit Muskel-, Wind-, frühen Wasserkraft- und Dampfmaschinen. Bild: Deutsches Museum | Christian Illing
Windmühlen – Wind als Arbeitskraft
Der Wind dreht die Flügel einer Windmühle, und mit dieser Bewegung lässt sich Arbeit verrichten. Zunächst wurden diese Maschinen eingesetzt, um Getreide zu mahlen – so erhielten sie ihren Namen. Frühe Windmühlen sind in Persien oder in China bekannt, nach Europa kamen sie erst im 12. Jahrhundert. Von da an verbreiteten sie sich schnell und nahmen den Menschen viel Arbeit ab. Das Windrad trieb überwiegend Getreidemühlen und Wasserschöpfwerke an. Diese Einrichtungen benötigten wenig Bedienung und es konnte auf Vorrat gearbeitet werden. Damit ließen sich windstille Tage gut überbrücken.
Die technische Entwicklung der Windmühlen in Europa lässt sich anhand der Modelle in der Ausstellung nachvollziehen. Dabei können viele Details entdeckt werden, z. B. ein Müller, der sich mit einem Sack Mehl abmüht. Man unterscheidet zwischen Turm-, Bock- und Holländermühlen, sie alle haben jedoch eine horizontale Windradachse und meist vier Flügel.
Besonderes Highlight ist eine Sammlung von funktionierenden Windmühlenmodellen.
„It is sunlight in modified form which turns all the windmills and water wheels and the machinery which they drive. It is the energy derived from coal and petroleum (fossil sunlight) which propels our steam and gas engines, our locomotives and automobiles. ... Food is simply sunlight in cold storage.“
Bild: Deutsches Museum | Christian Illing
Dampfmaschinen bis Mitte des 19. Jahrhunderts
Die historischen Maschinen in ihrem abgesenkten Raumbereich wirken ein wenig wie eine exotische Menagerie. Nähern Sie sich diesen Zeitzeugen der Industrialisierung und lassen Sie sich von der Atmosphäre des Raums einfangen. Jede einzelne dieser Maschinen hätte viel zu erzählen: von reichen Fabrikanten, Arbeitskämpfen oder Kesselunglücken.
Nur eine Maschine war nie in einer Fabrik im Einsatz: Es ist die Watt'sche Dampfmaschine, die erst im frühen 20. Jahrhundert für das Deutsche Museum nachgebaut wurde. Das Original war zur Zeit der Museumsgründung schon seit über 40 Jahren im South Kensington Museum. Dafür zeigt unser Exemplar so ziemlich alles, was bei Boulton & Watt im Lauf der Zeit sonst noch für die Dampfmaschine entwickelt wurde. Zum Beispiel ein sogenannter Indikator, der erstmals die wechselnden Druckverhältnisse im Zylinder aufzeichnen konnte und somit der Urahn aller Sensoren im Inneren von Maschinen ist.
Die Balancier-Dampfmaschine
In der Kraftmaschinen-Ausstellung steht die Balancier-Dampfmaschine aus dem Jahr 1815. Die Maschine wird bei den kostenlosen Führungen regelmäßig vorgeführt.
Bild: Deutsches Museum | Christian Illing
Dampfmaschinen bis Mitte des 20. Jahrhunderts
Mitte des 19. Jahrhunderts war die Entwicklung der Dampfmaschinen keineswegs abgeschlossen: Trieben sie zunächst Pumpen und Werkzeugmaschinen an, wurden für Schiffe, Eisenbahnen und andere Anwendungen immer spezialisiertere Dampfmaschinen konstruiert. Manche Anwendungen konnten die Väter der Dampfmaschine unmöglich vorhersehen: Elektrischer Strom und „künstliche Kälte“ sind Beispiele dafür. Die Dampfmaschine erwies sich als Motor für eine ganze Reihe von Entwicklungen, die für unsere heutige Welt sehr wichtig waren: Haben Sie einmal darüber nachgedacht, ob es ohne Aufzüge Wolkenkratzer gegeben hätte? Die ersten Aufzüge wurden nämlich mithilfe von Dampfmaschinen bewegt.
Als die technischen Möglichkeiten der Dampfmaschinen an ihre Grenzen stießen, tat sich eine neue technische Lösung auf: Dampfturbinen können große Leistung auf vergleichsweise kleinem Raum erbringen. Das Grundprinzip ist immer noch das Gleiche: Energiereicher, heißer Dampf wird entspannt und leistet dabei Arbeit.
