Tagarchief: stoommachine

VRIJESCHOOL – Geschiedenis – 8e klas (3)

.

Hier volgen een aantal belangrijke personen en hun uitvindingen die behoren bij de industriële revolutie:

Thomas Newcomen; James Hargreaves; James Watt;

Thomas Newcomen (1663-1729)

Newcomen maakte de eerste praktisch bruikbare stoommachine door het toepassen van condensa­tie in de cilinder, waardoor de druk van de
buiten­lucht de zuiger terugdreef. Newcomen kan be­schouwd worden als de voorloper van James Watt, wiens stoommachine pas werkelijk stoom tot een algemeen gebruikte krachtbron maakte.

Van Thomas Newcomens jeugd weten we niet veel meer dan dat hij in 1663 in Dartmouth, in Enge­land, geboren werd. Later dreef hij in Dartmouth een handel in ijzerwaren. Hij wist van de hoge kosten die de paarden in de tinmijnen in Cornwall met zich meebrachten. De paarden werden daar gebruikt om de pompen in werking te houden, die de mijnschachten voor onderstroming behoed­den. Newcomen besloot te proberen een
stoom­machine te bouwen, die dat werk kon doen. Het gebruik van stoom als drijfkracht werd al in de 1e eeuw na Chr. beschreven door de Griekse geleerde Heron van Alexandrië, die een eenvoudi­ge stoomturbine bouwde. Die bestond uit een bol die stond opgesteld op een as boven een stoomke­tel en die snel ronddraaide wanneer er stoom gedreven werd uit twee gekromde straalpijpjes. Nadien had niemand veel succes bij pogingen om stoomkracht te beteugelen, tot 1698. Toen kreeg de Engelse genie-officier Thomas Savery patent op zijn pomp, waarmee hij water kon omhoogwerken ‘door middel van de stuwende kracht van vuur’. Savery had daarbij gesteund op het onderzoek van de Franse natuurkundige Denis Papin, de eerste die had ingezien dat het mogelijk moest zijn om water omhoog te werken door in een afgesloten ruimte stoom te laten condenseren boven een zuigpijp. Savery zag de mogelijkheden die het door Papin ontwikkelde principe bood voor het oppompen van water uit kolenmijnen. De pompmachine van Savery bestond uit een stoomketel die verbonden was met twee vaten en met een stelsel van met de hand bediende kleppen. Er kon water mee opgepompt worden, maar tekortkomingen beperkten de bruikbaarheid ervan. Een van de gebreken was, dat het water niet meer dan zes meter omhooggewerkt kon worden.
Newcomen maakte, net als Savery, gebruik van de ideeën van Papin, vooral van de gedachte dat een zuiger die door de spanning van een hoeveelheid stoom werd opgesloten in een cilinder, in beweging werd gezet. Het kostte Newcomer meer dan tien jaar om de eerste praktisch bruikbare stoommachine ter wereld te bouwen. De machine bleek een groot succes, niettegenstaande het nadeel dat er vrij veel warmte, en dus energie, verloren ging bij het in beweging houden van de zuiger. Boven een stoomketel was een rechtopstaande cilinder opgesteld, waarin de stoom opsteeg en mét de zuiger een stang omhoogduwde, die op zijn beurt een zwaar balansjuk in beweging bracht.
Dat hield dan de pomp draaiende. Dan werd er wat water in de cilinder gespoten. Door de afkoe­ling condenseerde de stoom, waardoor een
gedeel­telijk luchtledig werd geschapen. De druk van de buitenlucht duwde de zuiger weer omlaag, terwijl het opgepompte water wegvloeide. Dit betekende dat de cilinder tijdens de opgang van de zuiger verhit moest worden en tijdens de neergang van de zuiger weer afgekoeld moest worden. Bovendien verzamelden zich dikwijls lucht en andere gassen in de cilinder, waardoor de machine tot stilstand kwam. Toch werden de ma­chines van Newcomen niet alleen in Engeland, maar in heel Europa veel gebruikt voor het drooghouden van mijnen en voor het oppompen van water. Bovendien werden door het inbouwen van automatisch bediende kleppen – ook een uitvin­ding van Newcomen – de machines steeds be­trouwbaarder. De – voor zover we weten – eerste Newcomen-machine die werd gebruikt, werd in 1712 gebouwd. De laatste van zijn machines wa­ren tot kort na 1900 nog steeds in gebruik. Newcomen stierf op 5 augustus 1729 in Londen. Hij had een flinke stap gedaan in de richting van het gebruik van stoomkracht. Maar het was de vindingrijke geest van James Watt die, later in de 18e eeuw, de poorten wijd openzette voor de tal­rijke toepassingen van stoom als krachtbron. Me­de daardoor werd de industriële revolutie moge­lijk gemaakt.

jjames watt 20

 De Newcomen-machine, bestaande uit een cilinder waarin een zuiger is opgesloten, die verbonden is met de rechter­kant van het balansjuk. Aan het andere eind van het juk is een pompstang verbonden aan de zui­ger van een waterpomp. Er werd stoom tot de cilinder toegelaten. Als door het gewicht van het pompmechanisme de zuiger in de cilinder omhooggegaan was, werd de stoomtoevoer afgesloten. Dan werd er koud water in de cilinder gespoten. Daardoor condenseer­de de stoom en werd er een ge­deeltelijk luchtledig geschapen. De druk van de buitenlucht duw­de de zuiger dan omlaag, waar­door de pompzuiger omhoog­ging. Daarna werd er weer stoom in de cilinder gelaten, en herhaal­de de gang van zaken zich.

james watt 21

Een Savery-Newcomen-machine, geïnstalleerd bij Dudley Castte in 1782. Omdat hun patenten gedeeltelijk met el­kaar samenvielen, zetten de uit­vinders samen een zaak op voor het fabriceren van machines voor het gebruik in mijnen.
8e klas (1)

James Hargreaves ca. 1710-1778

James Hargreaves was een Engelse wever. Hij zet­te een van de eerste stappen naar de volledige me­chanisatie van het spinnen, door de spinmachine uit te vinden.

In Europa waren vanaf de prehistorie tot in de middeleeuwen de belangrijkste werktuigen voor het spinnen van wol tot draden, het van een tegen­wicht voorziene spinrokken en de spindel. In de middeleeuwen werd het spinnewiel ingevoerd vanuit India. Het spinnewiel bracht het
vervaardi­gen van garen een klein stapje dichterbij de me­chanisatie. Tot in de 18e eeuw – en de nadering van de industriële revolutie – werden stoffen hoofdzakelijk vervaardigd door middel van het systeem van ‘uitbesteden’. Een stoffenfabrikant verstrekte ruwe wol, ruwe katoen of vlas aan spinners en wevers. Die maakten er balen stof van, die ze aan de koopman teruggaven. Ze wer­den betaald naar stukwerktarieven. Het geheel was dus grotendeels gebaseerd op huisindustrie.

james watt 23Het spinnen van linnen door een Iers plattelandsgezin. Voor de invoering van de jenny en de mule werd al het spinnen en weven als huisindustrie bedreven.

Over Hargreaves’ tijd en plaats van geboorte en zijn eerste levensjaren is niets bekend. We weten alleen dat hij rond 1760 in het dorpje Standhill in Lancashire woonde. Hij was daar zo’n thuiswe­ver, in het bezit van eigen spinnewiel en weefge­touw. Mogelijk heeft een tijdelijke betrekking bij een katoendrukkerij zijn technische vaardigheid verhoogd. In elk geval kwam in 1764 het idee van een spinmachine bij hem op. Hargreaves kwam op de gedachte dat één enkel wiel een aantal staande spindels moest kunnen aandrijven. Hij bouwde een proefmodel met acht spindels, waarop de draden gesponnen werden van een rij van acht spinrokkens. Alle acht draden konden met de spierkracht van één man of vrouw gespon­nen worden. Een beperking lag in het feit dat het geproduceerde garen nogal grof was en niet zo sterk. Maar Hargreaves kwam met zijn uitvinding precies op het goede ogenblik, in de periode waarin het fabriekssysteem zijn intrede deed. Zijn uitvinding kwam dertig jaar na de invoering van John Kay’s schietspoel, die het weven versnelde door het mechaniseren van het heen en weer be­wegen van de spoel door de schering. Het gebruik van de schietspoel had de vraag naar geschikte ga­rens doen toenemen.

jjames watt 22De spinning jenny, een van de machines die de industriële revolutie mogelijk maakten en het huidige industriële tijdperk inluidden. De vezels liepen in de jenny via een geleidebeugel naar de spindels, waarop ze gewonden werden. Verder rekte en twijnde de jenny de vezels tot draden.

Hargreaves begon zijn machines voor algemene verkoop te bouwen. Hij verbeterde ze zodanig, dat elk ervan tot dertig spindels kon hebben. Al gauw kreeg hij het aan de stok met de thuiswe­vers, die zich in hun broodwinning en hun onaf­hankelijkheid bedreigd voelden. Een groepje van hen brak in 1786 bij hem in en vernielde al zijn machines en werktuigen. Daarop verhuisde Hargreaves naar Nottingham, waar hij een compagnonschap sloot met een zakenman. Ze bouwden een fabriekje waarin de spinmachines gebruikt werden om garens te spinnen voor de textielindustrie.

Helaas stelde Hargreaves het aanvragen van patent op zijn spinmachine nogal lang uit. Pas in 1770 kreeg hij zijn patent. Een jaar na zijn dood – in 1779 – werd Hargreaves’ spinning jenny verbeterd door Samuel Crompton. De garens die met Cromptons machi­ne (spinning mule) werden verkregen, hadden een treksterkte die vergelijkbaar was met die van met de hand gesponnen garens. Deze machine maakte ook gebruik van enkele principes van het zoge­naamde waterframe, een oorspronkelijk door wa­terkracht aangedreven spinmachine die tien jaar daarvoor door Richard Arkwright ontwikkeld was. Met Cromptons ‘spinning mule’ kon één man tot 1000 draden tegelijk spinnen. Hoewel er rond 1812 zo’n 360 fabrieken waren die Cromptons uitvinding gebruikten, trok hij er zelf weinig profijt van. Hij had slechts 60 Engelse ponden ontvangen, omdat de fabrikanten in ge­breke bleven hun beloften aan hem na te komen. Een door het parlement verstrekte subsidie van 5000 Engelse ponden maakte wel wat goed. Maar het meeste ervan stak hij in speculatieve onderne­mingen die failliet gingen.

james watt 24Samuel Cromtons spinning mule in werking. Deze machine was een verbeterde en uitgebreide versie van Hargreaves’ jenny en produceerde een fijnere en ook veel sterkere draad.

Het drietal: Hargreaves, Arkwright en Cromp­ton, met Hargreaves als eerste, maakte door vin­dingrijkheid de enorme bloei van de textielin­dustrie in Noord-Engeland in de 19e eeuw moge­lijk. Het is een deel van het proces van de industri­alisatie, dat de geschiedenis is ingegaan onder de naam ‘industriële revolutie’.

0-0-0

Richard Arkwright 1732-1792

Arkwright, de Engelse uitvinder van onder andere door waterkracht aangedreven spin- en weefmachines, is waarschijnlijk nog het belangrijkst
ge­weest doordat met deze machines een enorme in­dustrie op gang werd gebracht, die vele duizenden werk verschafte.

Arkwright

Richard Arkwrighwerd in december 1732 gebo­ren in Preston, in het graafschap Lancashire, als de jongste van een gezin met 13 kinderen. Hij be­gon zijn loopbaan als reizend barbier en pruiken­maker, waarbij hij alle uithoeken van zijn vader­land bezocht. In elk geval begon hij al in deze pe­riode met zich door zelfstudie verder ontwikke­len. Dat zou hij tot zijn dood blijven doen. De fundamenten voor de mechanisatie van het weven en spinnen waren al gelegd door John Kay met zijn schietspoel en door James Hargreaves met zijn spinning jenny, een spinmachine. Ark­wright wilde nog een stapje verder gaan door de mankracht voor de bediening van de machines te vervangen door een andere krachtbron. Met de hulp van een klokkenmaker – voor de technische moeilijkheden – ging hij aan de slag. In 1769 kreeg hij zijn eerste patent op zijn spinning frame, een spinmachine die niet met de hand bediend werd.

Arkwright 2Arkwrights spinning frame, de eerste spinmachine die door een onafhankelijke krachtbron werd aangedreven. Ten slotte besloot Arkwright dat waterkracht hiervoor het geschiktst was. Daarna werd deze spinmachine water frame genoemd. De machine vormde een van de grondslagen van de moderne textielindustrie.

Omdat er in zijn geboortestreek Lancashire grote weerstanden waren tegen de mechanisatie, die uit­liepen op rellen, richtte hij met een aantal andere zakenlieden een aantal fabrieken op in Nottingham en in Cromford. In het begin gebruikte hij paarden als krachtbron, maar in 1775 schakelde hij over op waterkracht. De machine raakte daar­om bekend onder de naam water frame. De be­langrijkste vernieuwing eraan was feitelijk het ge­bruik van cilinders voor het lostrekken van de ve­zels die naar de spindels gevoerd werden. Dit wa­ter frame was het model waarnaar alle latere spinmachines ontworpen werden. Het gebrek van Hargreaves’ spinning jenny, dat de gesponnen draad alleen als inslag gebruikt kon worden om­dat de draad te zwak was om als scheringdraad voor het weefgetouw te kunnen dienen, was er ook mee overwonnen.

Arkwright was een van de eerste industriëlen. Hij verrichtte op grote schaal pionierswerk op het ge­bied van het fabriekssysteem. Daarmee legde hij de basis voor de niet meer te stuiten opmars van de industrialisatie tegen het eind van de 18e eeuw en in het begin van de 19e eeuw. In 1773, toen grove wollen stoffen uit de mode raakten, begon Arkwright met het vervaardigen van calicot, een fijne, witte, gemakkelijk te ver­werken stof van katoen, waar onmiddellijk grote vraag naar was. Ruw katoen was inmiddels in grote hoeveelheden verkrijgbaar van de slavenplantages in West-Indië en het zuiden van Noord-Amerika. Binnen enkele jaren vormde het weven van katoen de belangrijkste industrie in het noor­den van Engeland. Rond 1840, zo’n 50 jaar na Arkwrights dood, verzorgde deze industrie 40 procent van de totale Britse export. Er is veel kritiek op Arkwright uitgeoefend omdat hij uitvindingen van anderen zou hebben overge­nomen en gebruikt. Maar het feit blijft dat hij die uitvindingen bruikbaar en winstgevend maakte en dat hij het hele systeem opbouwde waarin dat kon gebeuren. Na zijn eerste patent van 1769 ver­kreeg hij er nog meer, maar die werden voortdu­rend geschonden en aangevochten. Toen hij naar de rechtbank ging om zijn recht te halen, luidde het vonnis in zijn nadeel. In 1785 werden al zijn patenten nietig verklaard.

Hoewel Arkwright rechtstreeks verantwoordelijk was voor de vestiging van het fabriekssysteem, dat het ambacht van de thuiswevers en -spinners ondermijnde en uiteindelijk te gronde richtte, werd Arkwright algemeen erkend als een goede en loyale werkgever. Hij had eens 5000 werknemers in zijn fabrieken. Hij hield voortdurend in het oog dat deze mensen moesten worden voorzien van behoorlijke behuizing en goede
arbeids­omstandigheden. In ruil eiste hij wel de grootst mogelijke doelmatigheid en voortvarendheid. In 1785 was Arkwright de eerste die de nieuwe stoommachine van James Watt gebruikte om er de machines van een katoenfabriek mee aan te drijven. Dat gebeurde in zijn fabriek in Nottingham. In 1786 werd Arkwright in de adelstand ver­heven, en het jaar daarop werd hij benoemd tot sheriff van Derbyshire, waarin zijn woonplaats Cromford lag. Daar bouwde hij een kasteel – Willersbey Castle – als woning. Ook bekostigde hij de herbouw van de plaatselijke kerk, St. Mary’s church. Hij stierf op 3 augustus 1792 op Willersbey Castle.

Arkwright 3Boven: klos- en draadtrekmachines
Onder: het bedrukken van de stof

Katoenfabriek tijdens de industriële revolutie:

Arkwright 4Het schoonmaken van de vezels in een machine waarin rollen met draadtanden ronddraaien. Dit heet het kaarden.

James Watt 1736-1819

De Schot James Watt was de uitvinder van de moderne stoommachine. Hij veranderde en ver­beterde reeds bestaande stoommachines zodanig, dat ze echt doelmatig werden. Het is wel zeker dat de industriële revolutie pas goed kon doorzetten, toen hij met zijn werk de noodzakelijke, doeltref­fende krachtbron ter beschikking stelde.

James Watt werd op 19 januari 1736 geboren in Woodall, aan de rivier de Clyde in Schotland. Zijn vader was daar scheepsbouwer en -eigenaar. Omdat hij zwak van gezondheid was, kreeg hij zijn eerste onderricht thuis, van zijn moeder.

Wat later ging hij toch nog naar de middelbare school, waar hij vooral in de wiskunde uitblonk. Zijn eerste technische kennis vergaarde hij in de
werk­plaats van zijn vader, waar hij zelf modellen bouwde van objecten als hijskranen. In 1755 ging hij naar Londen, waar hij in de leer ging om
in­strumentmaker te worden. Twee jaar later keerde hij terug naar Schotland. Hij opende er binnen de universiteit van Glasgow een werkplaats voor het maken en repareren van instrumenten. In 1764 kreeg Watt van een klant een stoomma­chine ter reparatie in zijn werkplaats. Het was een exemplaar van de machine die in het begin van die eeuw door Newcomen uitgevonden was. Watt be­sefte dat er ontzaglijk veel energie verloren ging doordat de zuiger beurtelings verhit en afgekoeld moest worden. Hij ging zoeken naar een andere oplossing. Een jaar later had hij die gevonden. Hij liet de stoom niet meer in de cilinder zelf con­denseren, maar in een aparte condensatiekamer, die met de cilinder in verbinding stond. Watt bouwde een demonstratiemodel van zijn machine, dat hij in 1769 patenteerde als ‘een nieu­we methode om het verbruik van stoom en brandstof te verminderen in vuurmachines’. Zijn vernieuwing leverde inderdaad een brandstof­besparing op van 75 procent. Zijn machine trok de aandacht van een ingenieur en fabriekseige­naar, Matthew Boulton, in Birmingham. Hij kocht een aandeel in Watts patent om de mogelijkheden van diens machine voor zijn fabriek onderzoeken.

In 1775 aanvaardde hij een compagnonschap met Boulton, wiens fabriek in Birmingham een grote naam had om de kwaliteit van haar metalen producten, van munten en knopen tot Sheffield-tafelgerei en zilverwerk. Al gauw werd Watts stoommachine er ook vervaardigd, waarbij ook deze onderneming voorspoedig opbloeide.
Kort nadat Boulton en Watt een compagnonschap waren aangegaan, namen ze een jonge technicus in dienst, William Murdock geheten. Met Murdocks hulp verkregen ze contracten voor het plaatsen van Watts machine in de tin- en kopermijnen van Cornwall. Ze vervingen daar vele van de oude Newcomen-machines, die daar al 50 jaar dienst hadden gedaan.
Watt werkte voortdurend aan het verbeteren zijn machine. Toen Boulton voorzag dat er in de industrie behoefte zou zijn aan een ronddraaiende as in plaats van een zuigerstang die beperkt was tot een recht op- en neergaande beweging, construeerde Watt het mechanisme dat in die verandering van soort van beweging voorzag: het planeetwiel. Vervolgens ontwikkelde hij de zuig-perscilinder, waarin de stoom beurtelings aan de beide zijden van de zuiger ingelaten wordt. Daardoor werd het vermogen van zijn machine sterk vergroot.
Verder ontwikkelde hij centrifugaal-regulateur, een onderdeel dat de snelheid van de stoommachine  automatisch constant houdt door het regelen van de stoom toevoer. Verder ontwikkelde Watt ook nog een drukmeter.

Door de veelzijdige bruikbaarheid en het hoge rendement van Watts stoommachines, vonden ze een enorm aantal verschillende toepassingen toen de industrialisatie hand over hand toenam. Zo werden ze gebruikt in papierfabrieken, de meelindustrie, katoenindustrie, ijzerfabrieken en
ijzer­gieterijen, graanstokerijen en bij de aanleg van kanalen en andere waterwerken. Aan het eind van de 18e eeuw waren er bijna 500 machines
ge­bouwd.
Watt was toen een gefortuneerd man. Hij had in 11 jaar 76.000 pond aan rechten op zijn pa­tent ontvangen. De erkenning kwam ook: in 1785 werden hij en Boulton gekozen tot lid van de Royal Society.

Nadat Watt met zijn vrouw wat door Europa had gereisd, trok hij zich terug in zijn buitenhuis in Heathfield. Daar werkte hij nog jaren in een
zelf­gebouwde werkplaats op de vliering van zijn woning, waar hij ook nog zeer productief was. Hij maakte een machine waarmee borstbeelden en dergelijke beeldhouwwerken nauwkeurig geko­pieerd konden worden. Verder nog een kopieer­pers, die met behulp van een speciale inkt kopieën maakte. Hij stierf in zijn woning, op 25 augustus 1819. Hij werd begraven naast zijn compagnon, Matthew Boulton, in een kerk nabij Birmingham. In de Westminster Abbey in Londen werd een borstbeeld van hem geplaatst. De eenheid van elektrisch arbeidsvermogen, de watt, werd te zij­ner ere zo genoemd.

Hargreaves en Arkwright

geschiedenis 8e klas: alle artikelen

geschiedenis: alle artikelen

.

511-472

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

VRIJESCHOOL – Geschiedenis – 8e klas (2)

.

DE INDUSTRIËLE REVOLUTIE

De gevolgen van de (verbeterde) stoommachine

De geboorte der Macht

Een vloek over alle uitvindingen opent het laatste hoofdstuk. – Met het gezang der ijzeren engelen besluit het boek, ~ Daartussendoor wordt de geschiedenis van het ijzer verteld, – James Watt verdubbelt de rijkdom der wereld en laadt zich daarvoor een miljoen schulden op de hals. ~ De geschiedenis van een eerzuchtige Schot, – Roebuck en Boulton, ~ De ijzerman uit Birmingham sluit zich aan bij James Watt en de stoommachine wordt werkelijkheid, ~ De ijzeren Murdock bokst een weg voor de machine, – Het geheim van het parallellogram. -De Lords moeten niet in de meelmolen dansen. – Boulton vertelt een monarch waar de koningen naar verlangen en wat het lot der komende eeuwen zal bepalen. – James Watt sterft, ~ De ijzeren engelen halen de Guillotine omver en de herwaardering van alle waarden begint.

«Ik vervloek alle uitvindingen die ik gedaan heb. » Dit bittere woord was vele jaren lang het avondgebed waar­mee Watt zich te ruste begaf en de spreuk waarmee hij de dag begon. Zijn uitvindingen hebben hem tenslotte toch nog tot een rijk man ge­maakt. Voordien echter brachten zij hem vaak aan de rand van de afgrond en stortten zij hem telkens weer in vertwijfeling en schulden.

Dat het leven van James Watt zo heel anders verlopen is als dat der mannen, die voor hem aan de stoommachine gewerkt hadden, dat hij ondanks alle zorgen toch nog een rijk man werd, lag aan de veran­deringen die er in de loop van de tijd plaatsvonden. De wereld en vooral Engeland bevond zich in een houtcrisis. Engeland, dat streed om zijn monopoliepositie, had ijzer nodig voor kanonnen en machines. Om ijzer te kunnen maken had men erts en kolen nodig. Het erts kon men desnoods nog wel bereiken, maar de kolen lagen onder het grondwater en het grondwater was niet meer uit de mijnen weg te krijgen. Dus nam men hout. De oude Engelse bossen werden zonder veel omslag omgehakt en tot houtskool verwerkt. Met de houtskool maakte men ijzer en met de ijzeren kanonnen streed Enge­land op zee en overzee. De feodale patriotten verlangden in het par­lement, dat er een einde zou gemaakt worden met de verwoesting van de bossen. Merry Old England vocht om zijn leven en verloor het. De oude gelukkige tijden der grondbezitters waren voorbij. Met de inheemse wol viel geen wereldpolitiek te maken. Als Engeland nog een wereldmacht worden en blijven wilde, moest het alle katoen­markten controleren, men moest meer katoen kunnen spinnen dan de anderen. Daarvoor had men machines nodig. De machines hadden ijzer nodig en ijzer was krap.

De wolwevers verbonden zich met de feodale heren, de grondbe­zitters raakten hun schapenwol niet meer tegen de goede oude prijzen kwijt en de wolwevers zagen zich bedreigd door de machines. Als men een moordenaar opknoopte, die vroeger wever geweest was, richtte hij van af de trap van de galg een toespraak tot het volk. Hij bekende zijn zonden en bezwoer, dat hij geen moordenaar geworden zou zijn, als de crisis in de wolweverij niet was gekomen. Zo was hij tot een misdadiger geworden en verdroeg de smaad, in een katoenen hemd te worden opgehangen. « Hangt met mij ook maar de katoen op », zo legden de grondbezitters en de wolwevers die laatste
woor­den van de stervende uit. Met deze pathetische wevers echter waren de oude tijden gestorven. Engeland moest door de houtcrisis heen, de strijd om de wereldmacht moest ten einde gestreden worden en daar het een strijd om ijzer en kolen was, kregen de industriëlen gelijk. Maar zij konden alleen dat gelijk houden, als het hun en de mijneigenaren gelukte meer ijzer te maken. Met de oude Newcomen-machines kon men niet zoveel water uit de mijnen halen als nodig was. En toen er een nieuwe uitvinding kwam opduiken, waarmee men beter water kon pompen, sprak het vanzelf, dat de industriëlen zich van haar moesten meester maken. Daar Watt er echter in ge­slaagd was, zijn uitvinding onder de bescherming van een patent te brengen, konden de industriëlen zijn uitvinding alleen gebruiken, als zij hem in hun winst lieten delen.

De vier gezichten van de ingenieur

Van Guericke tot Watt heeft het gezicht van de ingenieur heel wat veranderingen ondergaan, maar eerst sinds James Watt draagt het de trekken van de moderne tijd. Tot aan Otto von Guericke was de ingenieur tegelijk oorlogsgod en filosoof, een man, die wist hoe hij de wetten der mechanica moest toepassen en wapens kon maken. De burgemeester van Maagdenburg was een onafhankelijke, trotse bur­ger, die het niet nodig had, zijn ontdekkingen voor zijn boterham te exploiteren. Toen echter de macht der Hanze gebroken en de rijkdom der oude steden voorbij was, behoorde ook de trotse positie der oude oorlogsingenieurs tot het verleden.

De ingenieur werd, zoals Denis Papin, een halve hofnar, een man die merkwaardig speelgoed kon maken en springfonteinen aanleggen. Daarna, toen de vorsten zagen, dat zij van handel in mensen en van belasting op suiker alleen niet meer leven konden, werd de ingenieur bevorderd van hofnar tot minister. De vorsten stichtten academies, waarvan zij initiatieven voor de economische ontwikkeling van hun landen verwachtten en in het vrije Engeland tenslotte groeide de in­genieur op tot de middelaar tussen natuurwetenschap en economie, zoals wij hem tegenwoordig kennen en die de industriële revolutie heeft ingeleid.

James Watt is het voorbeeld van deze ontwikkeling. Gedurende de eerste helft van zijn leven is hij de geleerde dromer, die een dwaze idee najaagt, dan wordt de dromer een ontdekker en tenslotte ver­andert de ontdekker en uitvinder in een ondernemer, in een mede­bezitter van de grootste machinefabriek die er toen ter wereld be­stond.

Toen Watt zijn proefmachine klaar had, vermoedde hij al dat hem kwade tijden te wachten zouden staan en dat het er voor hem op aankwam, zo gauw mogelijk patent te nemen. Om de aanspraak op een patent te kunnen motiveren, moest hij de machine nog verder beproeven. Daartoe was vóór alles geheimhouding geboden. Zo werd de opgewekte verteller een wantrouwige zwijger. Hij vertrouwde alleen professor Black het geheim van zijn uitvinding toe. Black was een Schot zoals hij en een beproefde vriend. Hij had de mechanicus vaak kleinere en grotere sommen geld geleend en wat dat voor deze man betekende, kan men wel nagaan, als men hoort, dat hij, oud ge­worden, van zichzelf zei, dat het sparen van geld en het kapitalist worden hem veel plezier gedaan had.

james watt 9

Watt zei niet eens iets tegen zijn vriend Robison, die hem toch er toe had aangespoord zich met de stoom bezig te houden. Hij huurde in Glasgow een kelder, waarin hij zich opsloot met een oude lood­gieter en een nieuw model bouwde. De loodgieter kon hem niet veel helpen en Watt, de fijnwerker, moest ook smid en slotenmaker spelen. Met zijn zaak kon hij zich niet veel meer bemoeien en toen Craig, zijn vennoot, stierf, hief hij de werktuigkundige werkplaats op en trok zich met een assistent, John Gardiner, in een verlaten pottenbakkerij, die ver van de stad gelegen was, terug. Ingespannen werkend bouw­den zij beiden in twee maanden aan een stuk, alleen met behulp van een oude blikslager, een nieuwe, grotere machine. Maar ook deze voldeed nog niet aan de eisen van Watt. De cilinder van deze ma­chine was niet uitgeboord, maar uit plaatijzer gehamerd en gesol­deerd. Met deze cilinder moest men omgaan als met een rauw ei, terwijl gedurende het werk aan de machine de oude blikslager stierf en Watt en Gardiner in de kunst om ijzer te hameren lang niet zo bedreven waren als deze man.

james watt 10

Een ideale kapitalist gezocht

De verborgen arbeid kostte veel geld en het duurde niet lang, of Watt had een schuld van duizend pond. Black, die hem ondanks zijn spaarzaamheid graag uit de brand hielp, overlegde, dat het voordeli­ger zou zijn, als men Watt in contact bracht met een financier. Die geldschieter moest echter geen gewone kapitalist zijn, maar een gent­leman, die zijn partner zou weten te waarderen, het beste was na­tuurlijk een Schot. Professor Black had veel vrienden in de industrie. Toen hij ze allemaal had nagegaan, wist hij, dat alleen Dr. Roebuck de juiste man was. Roebuck, van huis uit een scheikundige en oprich­ter van een beroemde zwavelzuurfabriek, was niet alleen een succes­vol ondernemer, maar ook een eerzuchtig patriot. Hij dacht er over na, hoe men Schotland rijk zou kunnen maken en vond, dat het goed zou zijn, de ijzerindustrie te bevorderen.

Met het grote vermogen dat hij als zwavelzuurfabrikant en als eigenaar van een porseleinfabriek had verworven, bouwde hij aan de rivier de Carron in Schotland een hoogoven. Deze hoogoven werd de kern van een geweldige ijzersmelterij. Dr. Roebuck had uit Enge­land de beste smeden en metaalgieters bij elkaar gehaald, en de producten van zijn ijzersmelterij werden bijna zo beroemd als die van Birmingham. Voor zijn hoogovens had Roebuck kolen nodig en daarom had hij mijnen gekocht. Maar aan deze mijnen ontbrak weer een goede ontwateringsinstallatie.

Black schreef aan Roebuck. De stichter van de Carronmaatschappij zag onmiddellijk de mogelijkheden en richtte een brief aan Watt, waarin hij hem, met alle felheid waarover hij beschikte, ertoe aan­spoorde, de machine zo gauw mogelijk klaar te maken. Roebuck zag al, hoe Schotland door die machine zou groeien. Watt antwoordde, dat hij moeilijkheden had met de cilinder. Roebuck vroeg om gede­tailleerde tekeningen en toen probeerden de beste smeden en gieters van de Carronfabriek een zuiger en een cilinder precies zo te maken als Watt ze wilde hebben. De poging mislukte. Toen Watt het werk­stuk zag, vond hij zijn plaatijzeren cilinder toch nog beter.
Dr. Roe­buck was een man. die snel warm kon lopen voor een idee.
Daaren­boven beschikte hij over het zeldzame vermogen, zijn geestdrift fris te houden. Toen James Watt door de mislukte cilinder van de Car­ronfabriek teleurgesteld en terneergeslagen was, monterde Roebuck hem weer op en stelde voor, hem en zijn werk zolang te financieren totdat de machine compleet zou zijn, zoals Watt ze hebben wilde.

Roebuck’s echtgenote zei later, dat Watt wel zijn eigen uitvinding zou hebben laten schieten, als Roebuck met zijn optimisme er niet geweest was. Daar zal wel veel waars in schuilen. Watt was lang niet meer zo van zichzelf overtuigd als eerst. Hij had zijn zaak eraan gegeven en de gedachte voor een ijdele plannenmaker gehouden te worden, drukte hem toch wel heel erg.

Tenslotte nam Watt het aanbod van Roebuck aan, maar hij maakte een beperking. Roebuck zou de proeven en de kosten voor het patent betalen, zijn levensonderhoud echter wilde Watt alleen verdienen. De grootmoedige Roebuck was te fijngevoelig om verder bij Watt aan te dringen en liet de stijfkop maar lopen, nadat hij een overeenkomst met hem was aangegaan, volgens welke hij alle kosten voor de ma­chine op zich zou nemen en daarvoor voor twee-derden in de winst zou delen. Dat de machine geld zou opleveren, daar viel in de eerste tijd niet aan te denken. Roebuck was dus besloten, een zaak te financieren, die hij aanvankelijk voor een stokpaardje moest houden.

James Watt trok het land door en nam werk aan, waar hij het krijgen kon. Hij bouwde de Clydebrug bij Hamilton, bouwde kranen en haveninstallaties en verhuurde zich tenslotte als landmeter voor een jaarloon van tachtig pond. Langzaamaan verbeterden zich zijn omstandigheden. Hij slaagde erin, aandeelhouder in een kleine pot­tenbakkerij te worden en toen hij werk voor het Monklandkanaal aannam, waar hij de leiding had van honderd arbeiders, verdiende hij vierhonderd pond per jaar. Die pret duurde niet lang, want het werk aan het kanaal stokte. Watt werd ontslagen en moest tenslotte onder slechtere voorwaarden opmetingsarbeid verrichten bij de aanleg van het Kaledonische kanaal.

Terwijl hij ver van zijn gezin, in regen en mist en sneeuw en storm rondtrok, werkte men aan de Carronrivier verder aan de ma­chine en telkens, als Watt maar even kon, bracht hij een vrije dag door bij Roebuck. Zij werkten samen aan de machine en dan haastte hij zich weer naar zijn waterpasinstrumenten terug en leefde een el­lendig leventje, daar hij van zichzelf moest bekennen, dat hij nog liever voor een geladen kanon ging staan, dan een rekening op te zetten of een overeenkomst te sluiten, die hem verantwoordelijk maakte.

De ware ijzerman verschijnt

Intussen was er een nieuwe man komen opduiken, die voor het leven van Watt en voor de completering van de stoommachine van de allergrootste betekenis werd. Het was Matthew Boulton, een Engelsman uit Birmingham, een ijzerman in iedere betekenis van het woord. De Boultons waren in Birmingham, het vaderland der be­roemde smeden en metaalgieters, zeer vooraanstaande mensen.

In Birmingham waren er al in de vijftiende en zestiende eeuw ver­maarde messenmakers en metaalgieters geweest en hun traditie had zich in de zonen en nazaten voortgezet tot in de jongste tijd. Nergens waren betere ijzerdeskundigen te vinden en Matthew Boulton was de beste van allemaal. Zijn vader had een fabriek van metaalwaren bezeten, waarin hij als deelgenoot werd opgenomen toen hij nog maar zeventien jaar was, daar hij zijn vader bewezen had, dat zijn nieuwe inzichten in de fabricatie van horlogekettingen beter waren dan de oude methoden. Toen zijn vader stierf erfde Boulton een groot vermogen en trouwde hij met een rijke dame. Hij had niet meer behoeven te werken, maar het ijzerduiveltje liet hem niet met rust.

Boulton breidde allereerst de fabriek van zijn vader verder uit en zag toen in dat de uitbreidingsmogelijkheden daarmee ook uitgeput waren. Hij kocht het landgoed Soho, twee mijlen van Birmingham verwijderd en richtte daar een ijzerfabriek op die haar gelijke niet had. Achthonderd arbeiders waren bij Boulton aan het werk en twee waterraderen draaiden de walsen, poleerschijven en slijpstenen. Boul­ton maakte kunstwerken en de Sohofabrieken werden door hun kwa­liteit en fraaiheid wijd en zijd beroemd. Hoe groter de fabriek echter werd, des te ontoereikender werd de waterkracht. Boulton zocht naar een stoommachine. Hij zelf had wel een idee, hoe een dergelijke ma­chine moest werken en hij schreef daar ook over naar Benjamin Franklin. Maar overigens bleef hij ijverig rondkijken en toen hij hoorde, dat Dr. Roebuck in de Carron-fabrieken aan een machine bezig was, vroeg hij schriftelijk om inlichtingen daarover en kreeg toen de naam van James Watt te horen.

Van dat ogenblik af kenden Watt en Boulton elkaar. Zij corres­pondeerden. Maar hun poging om elkaar persoonlijk te leren kennen mislukte. Watt maakte een reis naar Soho. Boulton was juist afwe­zig, maar Dr. Small, een dokter die zich in Birmingham gevestigd en grote faam verworven had, een vriend van Boulton was en later ook met Watt in hartelijke relatie stond, liet de landmeter de beroemde ijzerfabriek zien. Watt viel van de ene verrukking in de andere. Hier zag hij eindelijk de geschikte smeden, waar hij zo naar verlangde, de wonderbaarlijke boormachines en alle hulpmiddelen waar men in de Carronfabrieken niet over beschikte. Toen Watt en Boulton elkaar eindelijk leerden kennen, kregen zij van stonde af aan een diepe sym­pathie voor elkaar en bleven van dat ogenblik af hun hele leven lang in nauw contact met elkaar.

Met Roebuck liep het slecht af. Wel had hij het patent voor de stoommachine in 1769 doorgezet en de patentakte, die James Watt daarvoor had opgesteld, wordt ook thans nog door iedere ingenieur met bewondering gelezen, omdat zij alle toepassingsmogelijkheden van de stoom vooruitzag en ook de hogedrukstoommachine omvatte en de uitzettingskracht van de stoom.

Die patentakte echter, met haar rijke, financiële mogelijkheden, was voor Roebuck dood kapitaal. Dat zou zo erg nog niet geweest zijn en hij zou het werk aan de machine ook verder financieel hebben gesteund als andere ondernemingen en telkens nieuwe stichtingen hem niet zo diep in de schulden gebracht hadden, dat hij tenslotte failliet ging. De geldzorgen van Roebuck maakten de zenuwachtige Watt hoe langer hoe melancholieker. Hij probeerde zich door arbeid uit zijn neerslachtigheid te redden en vond daarbij onder meer de kopieerpers uit. Maar het werd niet beter met hem en in de herfst van 1773, toen hij drie dagen lang door de regen had rondgelopen, kreeg hij ook nog bericht dat zijn vrouw was overleden.

Watt haastte zich naar huis, begroef zijn vrouw en bracht zijn kinderen bij familie. Toen hij vierendertig jaar werd, had hij ge­schreven : « Vandaag treed ik mijn vijfendertigste jaar binnen en ben voor de wereld nog voor geen vijfendertig cent van nut ge­weest. » Dat was in 1770 geweest. In 1773 stierf zijn vrouw en Roe­buck ging failliet. Watt bleef nog een jaar bij de geruïneerde onder­nemer. Boulton had Roebuck vierentwintighonderd pond geleend. Hij gaf de uitgeschakelde man er nog tweeduizend bij en nam als tegenwaarde daarvoor de rechten van Roebuck in de patenten van Watt.

Boulton schreef aan Watt, dat hij geen overdreven verwachtingen van de machine koesterde, maar aangezien hij als oud ijzerdeskundige geoefend was in de kunst van het experiment, wilde hij haar wel op haar « goudgehalte » onderzoeken. « Zij is nu een schaduw, alleen maar een idee, en het zal tijd en geld kosten, om er iets van te ma­ken. »

Watt in het Lagerhuis

In het midden van 1774 verhuisde Watt naar Birmingham en de beide mannen, geholpen door Dr. Small die zij om raad vroegen, be­studeerden alles nog eens nauwkeurig en kwamen tot de overtuiging, dat de enige man, die de cilinder voor de machine kon gieten, John Wilkinson in Bersham was. Deze beroemde ijzergieter stond ook als constructeur van grote boormachines bekend. Het werk van Wilkin­son was echter niet goedkoop en alvorens Boulton nieuw kapitaal stak in een onderneming, die hem al meer dan vierduizend pond ge­kost had, wilde hij gedaan krijgen, dat de patenttermijn, die op veertien jaar gesteld was, verlengd zou worden. Zes van de veertien jaren waren al verlopen, en daarom reisde Watt in het voorjaar van 1775, voorzien van wijze raadgevingen van Small en met geld van Boulton, naar Londen. Watt diende een verzoekschrift in voor de verlenging van zijn patent tot 1800 en werd op 28 februari 1775 in het Lagerhuis ontboden om zijn verzoek voor de afgevaardigden te motiveren. Voor politici had hij evenveel schrik als voor kooplieden. Hij noemde hen trage geesten. Maar het lukte hem toch hen voor zich te winnen. Tegen het verzoekschrift van Watt was door de vertegen­woordigers der mijneigenaren een heftig protest ingediend. Zij ver­klaarden de verlenging van het patent voor een monopolie en ver­langden de spoedige vrijgave van de uitvinding. Watt zette in zijn antwoord de moeilijkheden uiteen, die hij moest overwinnen, en dat hij voor alle moeite, die hij tot nu toe voor het algemeen welzijn had gedaan, geen dank zou krijgen als men zijn patent niet verlengde. Het parlement stond hem daarop patentbescherming toe tot het jaar 1800. Doodgelukkig keerde Watt naar Birmingham terug en Boulton ontving hem met de treurige mededeling, dat Dr. Small gestorven was.

Wilkinson in Bersham verklaarde zich bereid, de cilinder voor de machine te gieten, als de firma Boulton en Watt de eerste machine voor hem zouden bouwen. Hij had een machine nodig voor de blaas­balgen die zijn hoogoven van lucht voorzagen. Boulton en Watt wer­den het met Wilkinson eens en de ijzergieter goot een cilinder van achttien duim, die alles overtrof wat er tot dan toe ooit aan cilinders gemaakt was. Hij boorde hem met een apart daarvoor geconstrueerde machine uit. In 1776 kwam de cilinder klaar en de eerste stoomma­chine kon gebouwd worden. Zij werkte zo wonderbaarlijk, dat de roem van de firma Boulton en Watt in midden-Engeland hecht ge­vestigd was. De machine voor Wilkinson was een zo krachtige pro­paganda, dat Boulton en Watt de bestellingen nauwelijks afkonden, die van alle kanten, van mijneigenaren en smelterijen binnenkwamen.

In Londen werd de triomftocht der machine een halt toegeroepen. Het ingenieursgenootschap in Holborn, waarvan de beroemde Smeaton de leider was, zei, dat er geen werktuigen en geen arbeiders wa­ren, die in staat zouden zijn het gecompliceerde mechanisme der machine van Watt te bouwen en te bedienen.

Boulton beantwoordde deze woorden met de daad. Hij spoorde Watt aan in een Londense jeneverstokerij een stoommachine op te stellen en die machine werkte zo goed, dat Smeaton zijn tegenstand opgaf en voor het vervolg een vriend van Watt en Boulton werd.

Dit was de stoommachine:

De machine, vergeleken met het eerste proefmodel, was al zeer volmaakt. Watt had al gauw ontdekt, dat de buitenlucht, die op de zuiger drukte, de cilinder nog altijd teveel afkoelde en was er daarom toe overgegaan, de cilinder aan de bovenkant af te sluiten. Daarvoor werd een pakkingbus gebruikt, door welker bovenste ope­ning de zuigerstang heen en weer kon bewegen. De buitenlucht kwam nu he­lemaal niet meer met de zuiger in aanraking. Niet meer de atmosfeer drukte de zuiger omlaag, maar de stoom, die Watt met een kracht van anderhalve atmosfeer van boven af in de cilinder liet stromen op het ogenblik dat zich onder de zuiger het vacuüm gevormd had. Door deze verbetering was de oude « Newcomen-vuur-en-lucht-machine » voorgoed tot een stoommachine gewor­den, want thans deed de kracht van de stoom, wat tot nu toe bij de atmosferische machine de lucht gedaan had.

james watt 11

Dit is de grote daad van dat ogenblik : de stoom werd niet alleen gebruikt om het luchtledig te vormen, maar ook voor de beweging van de zuiger. De precieze benaming van de machine luidt: « Watt’s enkelvoudig werkende stoommachine». De enkelvoudig werkende stoommachine tot een dubbele te maken vereiste slechts een stap. Er hoefde niets anders te gebeuren, dan ook de bovenste cilinderruimte op de condensator aan te sluiten, om zo afwisselend het luchtledig boven of onder de zuiger te veroorzaken. Later isoleerde Watt de cilinder niet meer tegen koude lucht met een houten mantel. Hij legde om iedere cilinder een mantel van plaatijzer. Tussen de ijzeren mantel en de cilinder bevond zich stoom.

Deze verbeteringen lijken heel eenvoudig, maar in werkelijkheid waren zij zeer moeilijk. De zuiger trok de balans omlaag. Naar boven stoten kon hij ze niet, omdat de verbinding tussen de balans en de zuigerstang een ketting was. De slappe ketting kon de stoot van de zuiger niet op de balans overdragen. De zuigerstang direct met de balans verbinden ging niet omdat de zuigerstang dan al bij de eerste stoot zou zijn gebroken. De zuigerstang gaat immers recht naar bo­ven. Ieder punt van de balans echter beschrijft een cirkelboog. Er moest dus een schakel tussen de zuigerstang en de balans gevonden worden, die de rechte stoot van de stang op de balans zou kunnen overbrengen. Watt vond die schakel later. Het was zijn parallellogram.

Voorlopig echter voldeed de enkelvoudig werkende stoommachine aan alle eisen. In deze eerste vorm werd zij de redster van de mijnen in Cornwall. Deze eerste machines waren het, die men de « IJzeren Engelen » noemde of de « Zwarte Duivels ». Watt verbleef jaren achtereen in het mijndistrict van Cornwall, waar hij de ene ma­chine na de andere bouwde, waar hij en zijn monteurs voortdurend tegen de vijandschap van de arbeiders hadden te vechten en waar hij gedurende de nachten dat hij niet door hoofdpijn geplaagd werd, de ene verbetering na de andere bedacht.

Toen kwam er een smid bij Boulton en Watt. Hij heette William Murdock. De firma stelde hem in dienst omdat hij « een hoed vol eigen ideeën » meebracht. Van eenvoudig arbeider werd Murdock tot eerste ingenieur en bedrijfsleider van de machinefabriek Boulton en Watt. Murdock is de man, die de eerste locomotief gebouwd heeft, die het planetenraderwerk uitvond en die ook een der eersten was die het gas voor verlichtingsdoeleinden gebruikte. Toen hij dood was werd hij naast Watt en Boulton in de kerk van Handworth bijgezet. Murdock, een reus van gestalte, was de zoon van een molenbouwer; hij had een gelijkmoedig temperament en bezat grote geestelijke gaven. Hij trad met een weekloon van vijftien shilling bij de firma in dienst, had jarenlang ondanks zijn grote prestaties slechts een week­loon van een pond en kwam toen, zodra hij bedrijfsleider van de machinefabriek werd, en zevenhonderd arbeiders onder zich had, tot een vast inkomen van duizend pond per jaar. Het is moeilijk te over­zien, hoe Boulton en Watt in het mijndistrict van Cornwall alle moeilijkheden onder de knie gekregen zouden hebben als Murdock er niet geweest was. Waar de nieuwe machine in bedrijf gesteld werd, ontstonden er opstootjes, bestormingen en vechtpartijen. De « ijzeren Murdock » joeg alle aanvallers echter op de vlucht en ten­slotte had hij een afrossysteem bedacht, dat tegelijk met de in bedrijfstelling van de machine werd toegepast.

Waar de boden van de nieuwe tijd, de machinebouwers van de firma Boulton en Watt, tegenstand ontmoetten, daar trad William Murdock naar voren en verklaarde, dat hij bereid was, met de sterk­ste onder de machinebestormers een partijtje te boksen gedurende zoveel ronden als men maar hebben wilde. Aan een dergelijk voorstel kan geen Engelsman weerstaan, ook als hij een machinebestormer is. Murdock bokste en won altijd. Meestal was één partij voldoende, maar af en toe moest hij drie- tot viermaal optreden, omdat er altijd nog waren, die de machine of Murdock te lijf wilden.

Murdock ging helemaal in de machine op. Als de andere machine­bouwers, trots op  het feit dat zij bij de beroemde firma Boulton en Watt werkten, zich in de herbergen verzamelden en in een bodem­loze roes vielen, zat Murdock peinzend voor de machine. Op zekere nacht, toen hij vroeger was gaan slapen, klonk er een hevig kabaal uit zijn kamer en toen zijn vrienden gingen kijken om te zien wat er aan de hand was, lag Murdock slapend, maar hardop pratend op de grond. Hij was uit het bed gevallen en riep : « Jongens, de machine loopt! Ze loopt -! »

De mijnwerkers waren de vijanden van de machine. De onderne­mers waren de vrienden van de ijzeren engelen, maar hun vriend­schap was zeer eenzijdig. Zij bestelden de machine in massa, maar zij betaalden ze niet graag. Watt moest alle mogelijke listen verzin­nen om aan geld te komen. De ondernemers zeiden, dat zij wegens hun schulden geen liquide middelen hadden en Watt stelde hun voor de machines met kolen te betalen. Daar verklaarden zij zich mee akkoord en Watt kwam met hen overeen, dat hij een derde van alle kolen zou krijgen, die zijn machines minder verbruikten dan de oude Newcomenmachines. Maar toen de mijneigenaren zagen, welke
ge­weldige kolenbergen zich ten gunste van Watt ophoopten kregen zij er weer genoeg van.

Hoe Watt met zijn machines de kolenproductie heeft doen toene­men, moge een getal aantonen. De machine haalde zoveel water uit de mijn, dat de schachten van de mijnen in Cornwall binnen korte tijd zes en dertig meter dieper konden aangelegd worden.

De geschiedenis van het ijzer

Wij laatgeboren kinderen van het technische tijdperk aanvaarden ijzer als iets vanzelfsprekends. Voor ons is een ijzeren brug iets heel gewoons en dat heel de aardbol met talloze ringen van spoorrails helemaal als het ware omsmeed is, lijkt ons nauwelijks het opmerken waard. De geweldige hangbruggen, die rivieren en zee-inhammen overspannen en die men vijftig (in 2014  honderd) jaar geleden nog als wereldwonderen beschouwde, zijn voor ons alledaagsheden geworden. Dat men sche­pen niet meer van hout, maar helemaal van ijzer maakt, dat de skelet­ten van onze huizen van ijzer zijn, dat men zelfs metselstenen van ijzer maakt, dat er overal ijzer is, waar wij ook kijken, vinden wij zo natuurlijk alsof het altijd zo geweest is.

Dat een Assyrische koning tweeduizendvijfhonderd jaar geleden een ijzerschat bewaarde, die hem kostbaarder voorkwam dan alle goud, lijkt ons onbegrijpelijk. Wij kunnen haast niet geloven, dat de held der Griekse sage Achilles om een klomp ijzer van veertig pond een andere held versloeg en toen juichte, omdat hij en de zijnen, herders en ploegers, nu zoveel ijzer hadden, dat zij vijf jaar lang niet meer naar de stad hoefden te gaan. Iedere ploegschaar, iedere lans­punt van ijzer was een kostbaarheid. En toen Alexander de Grote temidden van zijn met bronzen wapens uitgeruste krijgers zich opmaakte voor zijn tocht naar het Morgenland, droeg hij, de Koning, als enige een stalen helm. Alle anderen hadden slechts een helm van brons.

Wat het ijzer eens betekend heeft, kunnen wij misschien opmaken uit die regel van Homerus, waar de grijsaard zijn zoon, voordat het feestmaal der soldaten begint, het bevel geeft, de wapens van de muur te nemen : « Want ijzer trekt mannen aan ! »

Het ijzer trekt de man niet alleen aan, omdat men er de beste wapens uit maken kan, maar omdat er een geheimzinnige macht in schuilt. Al onze betekenissen voor ijzer en erts zijn terug te brengen tot het sanskriet-woord « Ayas ». Het betekent : het lichtende. Ayas heeft zich gesplitst in isen, eisarn, iron, jarn, hierro, ferrum en fer, dat zijn woorden voor ijzer, en in éren en ehern, wat hetzelfde bete­kent als eer.

De Indiërs hadden het al in de oudste tijden zo ver gebracht in de smeedkunst, dat zij in de vierde eeuw na Christus ter ere van
Tsjan-dragoepta II een smeedijzeren zuil van veertig centimeter doorsnee en zeven en een kwart meter hoogte oprichtten. Die zuil staat er nu nog en tot het begin van de negentiende eeuw beschouwden de mensen haar als de grootste merkwaardigheid. De zuil, die in Delhi staat en de Koetoebzuil genoemd wordt, weegt honderdtwintig centenaar en tot de Parijse wereldtentoonstelling van 1855 gold zij als het grootste ijzerblok ter wereld. Op de wereldtentoonstelling vertoonde de staalgieterij uit Bochum echter twee staalblokken van elk honderdvijftig centenaar en in 1861 verblufte Alfred Krupp de hele wereld door het feit, dat hij voor het smeden van zijn zware blokken gietstaal de stoomhamer « Fritz » gebruikte, die duizend centenaar woog. Vier jaren later waren er in Engeland en Amerika al stoomhamers van tweeduizend centenaar en in 1891 hadden de Bethlehemstaalwerken een smeedhamer van tweeduizendvijfhonderd centenaar. Het aam­beeld daarvoor woog bijna vijftigduizend centenaar. Dat was de grootste hamer van de wereld. Na enkele jaren werd hij buiten
ge­bruik gesteld, omdat hij op slechte fundamenten stond en men ingezien had, dat smeedpersen dezelfde dienst deden als de stoomhamers en de grote aambeelden hoofdzakelijk ontstaan waren om de mensen te bewijzen hoe rijk de negentiende eeuw aan ijzer was.

In de Zuidzee en in Afrika wordt de bereiding van ijzer tegen­woordig nog als toverij beschouwd. Op vele plaatsen moeten degenen die ijzer bereiden zich onthouden van al wat onrein is. Zij moeten heilig en in onthouding leven als priesters, en dat het in de oudheid eveneens zo geweest is bewijst Isaias 44, vers 12 : « De smid neemt zijn gereedschap en maakt het vuur gereed. Met hamers geeft hij het beeld zijn vorm en werkt eraan met krachtige arm. Maar hij lijdt honger en raakt uitgeput, en drinkt ook geen water, al versmacht hij van dorst. »

Kettingen rond de kerken

De oude opvattingen over de heiligheid van het ijzer hebben zich ook in de christelijke godsdienst tot in de achttiende eeuw gehand­haafd. De katholieke kerk heeft een heilige, aan wie ijzer geofferd werd en waar er nu in de kerken van deze ijzerheilige teveel ijzer opgehoopt werd, lieten de priesters er kettingen van maken en die grote kettingen op stenen blokken om de kerk heen trekken. Zo vin­den wij ook tegenwoordig nog veel kerken met ijzeren kettingen om­gord en weten niet meer waar dat vandaan komt. IJzer omgeeft ons in overvloed en de gedachte dat de ijzerenring om de kerken heen de Boze zou hebben kunnen afschrikken komt ons onbegrijpelijk en als uit lang vervlogen tijden voor.

De voorname Spartanen en de vrije Romeinen droegen als teken van hun onafhankelijkheid ijzeren vingerringen. De wapens waar de Romeinen de hele wereld mee onderworpen hebben, de werpspietsen met de lange ijzeren punt, hebben zij aan de Etruskers te danken. De Etruskers waren al vroeg op de hoogte van de bereiding van ijzer. Met hen oefenden de Galliërs zich in de smeedkunst. Zolang de Ro­meinen aan het ijzer hebben vastgehouden, bleven zij machtig. Maar toen zij hun ijzeren vingerringen voor gouden ringen verwisselden, begon hun val. Brennus veroverde Rome en lachend wierp hij het zware ijzeren zwaard der Galliërs in de weegschaal; zo bepaalde het ijzer de hoeveelheid goud die er moest worden opgeleverd.

De Grieken hadden in hun sagen de smid Hephaestus of Vulcanus onder de goden opgenomen. Hij was gespierd en had een geweldig behaarde borst, maar dunne benen en een hoge rug. Bij de Germanen heet Hephaestus « Wieland ». Hij is een dwerg en smeedt het zwaard Mimung. Wieland heeft met de smid Aemilias gewed, dat Mimung de ijzeren wapenrusting van Aemilias glad zal doorsnijden. Voordat dit beproefd wordt, probeert Wieland zijn zwaard nog eens. Hij wil zien of het ook wol, die op de rivier drijft, glad kan doorsnijden. Dan zet hij de vijl op het zwaard, omdat de scherpte hem niet voldoet, hij vijlt het zwaard helemaal op, kneedt de spanen met meel en melk ondereen en geeft het deeg aan de mestvogels te eten. Van de mest smeedt hij een nieuw zwaard, vijlt het nogmaals op en geeft het an­dermaal aan de vogels te eten. Dan smeedt hij Mimung voor de derde keer, gaat achter Aemilias staan, legt heel zachtjes het zwaard op diens helm en snijdt helm, man en harnas netjes in twee helften. Aemilias merkt er intussen niets van. Hij heeft alleen het gevoel alsof er koud water over zijn lijf loopt. Maar als hij zich dan even beweegt valt hij in twee stukken.

james watt 12

In zijn « Geschiedenis van het IJzer » vertelt Otto Johannsen, dat ook de Arabische zwaardensmeden uit de Middeleeuwen zulke kunst­jes kenden als Wieland en dat de smid het opgevijlde zwaard door de ganzen liet opeten, opdat het maagzuur de zachte delen van het ijzer zou vernietigen en alleen het beste staal zou overblijven.

Het ijzer was in die oude tijden zo kostbaar, omdat het erg moeilijk was, ijzer te maken. De heiligheid ervan valt af te leiden van de meteoorstenen. De mens zag het stuk van een ster uit de hemel op de aarde vallen en als hij die groet van de goden nader ging bekijken, zag hij dat er ijzer uit de hemel was gevallen. De meteoorstenen wa­ren de enige grote stukken ijzer, die de mens kende. Zuiver ijzer vindt men zelden in de grond en waar de mens het in kleine stukken aantrof, bemerkte hij de verwantschap van het metaal met het uit de hemel gevallen erts en vereerde het als iets goddelijks. De Egyptenaren hebben in hun schilderwerken het ijzer altijd blauw voorge­steld. Blauw is de kleur van de hemel.

Als de mens ijzer wilde hebben, moest hij de ertshoudende stenen smelten. In het vuur en onder de hamer moest hij het ijzer van de slakken bevrijden. Daarom bouwde men ook hutten met ovens erin. die alleen dienden voor de ijzerbereiding. Maar welk een verschil ligt er tussen onze hoogovens en de ijzerhutten uit de oudheid, die er waarschijnlijk zo hebben uitgezien als die welke nu nog in de Zuidzee en in Afrika voorkomen.

james watt 13

Reeds vroeg zag de mens in, dat het niet goed is, steenkool en ijzererts samen te brengen of het ijzer met houtvuur te smelten. De zwavelgassen maakten het ijzer bros. Zo kwam men op de idee, het hout eerst in stapels te verkolen en dan de houtskool met het ijzererts in een oven te doen. Het houtskoolvuur moet worden aangeblazen om een hoge graad van warmte te verkrijgen. IJzer heeft een hoger smeltpunt dan koper.

De long als blaasbalg

De eerste blaasbalg was de menselijke long. De mens blies het vuur aan door een buis en later kwam men op de gedachte, dat een leren zak de lucht kan vasthouden. De leren zakken werden dan met de voeten betreden en wel afwisselend zo, dat zij eerst lucht inzogen en dan uitbliezen. Met zulke blaasbalgen hebben de Egyptenaren eeu­wenlang gewerkt.

Waar men zich met de natuurlijke trek van het vuur behelpen moet, omdat er geen blaasbalgen zijn, daar wordt het ijzer niet zo goed. Men moet het, om de weke delen van het begeerde staal te scheiden, in de grond begraven en wachten totdat al het weke er uit geroest is. Dit langdurige, maar zekere proces hebben de Japanners gevolgd. Wie gauwer aan ijzer wilde komen, moest het met hameren reinigen. Daartoe neemt men de met kolen en slakken vermengde ijzermassa uit de afgekoelde oven, verhit de massa in een smidsvuur en slaat er zo lang met de hamers op totdat het onzuivere verdreven en het brosse vast geworden is.

Van deze primitieve techniek der ijzerwinning hebben de oude volkeren een hoogstaande en geheimzinnige kunst gemaakt, en thans nog leggen de negersmeden amuletten onder het aambeeld en rond de ijzeroven. Ondanks alle moeite en alle kunst, alle bezweringen en to­verformules ten spijt, kon men toch maar weinig ijzer maken. Als de oven vierentwintig uren gebrand had, kwam er eindelijk een stuk ijzer uit, niet groter dan een suikerbiet.

Bezielde zwaarden

Doordat het ijzer zeldzaam was en moeilijk te vervaardigen, kwam het dat de mensen de smeden onder de goden plaatsten en het zwaard voor heiliger hielden dan de held. Wie ijzer bezat, kon andere men­sen onderwerpen. Hij kon hen dwingen voor hem te werken. Met het hemelse ijzer echter, met het heldere, stralende Ayas kon de mens ook Satan tegemoettreden en al die afschuwelijke hellemonsters over­winnen, die de weg van de mens met hun giftige adem versperren en verpesten. Zo gaat Siegfried, de held, naar Mime, de smid ; de smid leert hem een zwaard te maken. Doordat hij een smid wordt, beter dan alle anderen, kan Siegfried een held zijn, groter dan alle anderen. Met het zwaard Nothung in de vuist, treedt Siegfried op de draak toe en velt hem.

De Franken vochten met slagbijlen, die zij « Franziska » noemden, de Saksers met een mes, dat « de Sakser » heette. De sakser werd in de strijd geworpen en de oude liederen verhalen ervan, hoe de vlie­gende messen de held de lokken van het hoofd maaiden. Het lievelingswapen der Germanen was echter het lange zwaard, Wieland’s « Mimung », Siegmund’s « Gram », die het aambeeld van Regin deed splijten, « Nothung » waarmee Siegfried de draak versloeg,
« Nagelin » van Beowulf en « Dürnhardt» waarmee Roland de rotsen van de Pyreneeën kliefde. Deze zwaarden waren niet levenloos, maar het waren door God bezielde wezens en werkelijk konden die wa­pens voor heilig gehouden worden, daar alleen de voornamen ze bezaten en wijl alleen de vorsten lange zwaarden mochten dragen.

james watt 14

De onvrije mocht geen ijzeren wapens hebben en Karel de Grote zwaaide de machtigste klink die er ooit bestaan heeft. Het lemmet was negentig centimeter lang en een griezelige sage vertelt, dat de keizer er het lichaam van de gevangenen mee mat en iedereen liet onthoofden, die van aan de heup tot de schedel langer was dan het zwaard.

Eerst kanonnen, dan machines

Zo heersten de groten dus over de kleinen met het ijzer en hun heerschappij werd pas gebroken toen er meer ijzer kwam. De water­raderen en het kruit hebben de geschiedenis van het ijzer een nieuwe prikkel en een andere wending gegeven. Met de molens, met de kracht van het water en van de wind, konden grotere blaasbalgen bewogen worden dan met de zwakke kracht van de mens. De grotere blaasbalgen wakkerden de houtskool tot grotere gloed aan. Men kon grotere ovens bouwen, « hoogovens » noemde men ze en de grotere hitte daarin leverde beter ijzer op. Het betere ijzer werd met de ontploffingskracht van het kruit over grote afstanden weggeslingerd. « De eerste kanonnen », zegt Conrad Matschoss, « schoten het saluut in van een nieuwe tijd. » Het kanon ruimde meteen de vele kleine heren op, die het leven der mensen onderdrukten, de wolven vraten elkaar op en alleen de sterksten bleven over. Zo werden de verhou­dingen eenvoudiger. Achter de kruitdampen vernevelden de blinken­de wapenrustingen van de ridders, hun burchten stortten ineen en de zwaarden roestten in de handen der dode heersers.

james watt 15

Wat vroeger het zwaard geweest was, dat werd tot een nieuwe god omgesmeed. Het gedreun der schilden en het gerinkel der wa­pens werd overstemd door het machtiger geluid der kanonnen en wie de meeste bezat, die bezat het recht en de ware godsdienst. Zoals in Europa de macht van de ridderschap voor de macht van de kanon­nen ineenstortte, zo stortte voor de Europese kanonnen ook de heer­schappij der gekleurde volkeren over het Morgenland ineen.
De Mo­hammedanen waren uitgetrokken met de zeven zwaarden van de profeet, om Azië aan zich te onderwerpen. Met hun stalen sabels kliefden de Khans de buiken van de Boeddhabeelden open en lieten goud en edelstenen uit het lichaam der goden rollen. Hoe beter wa­penen de Mohammedanen smeedden, des te hopelozer werd de strijd der boeddhisten om hun vrijheid. De uiteindelijke overwinning der Moslems scheen reeds zeker, toen de Engelse kanonnen in Indië hun stem verhieven en alle andere strijders het zwijgen oplegden.

De Europese volkeren waren niet de enige, die grote smeltovens bouwden en in die smeltovens door blaasbalgen grote hitte konden verwekken. Ook de Chinezen bezaten hoogovens en ook het kruit hadden zij uitgevonden. Zij hadden het ijzer echter alleen nodig voor de ouderwetse, kinderlijke behoeften; zij maakten er sieraden van, zwaarden en ploegscharen en het kruit gebruikten zij om er kleurig vuurwerk van te maken.

De Europeanen echter goten kanonskogels van het ijzer dat uit hun hoogovens stroomde en gebruikten het buskruit om die kogels door de lucht te slingeren. In zijn verzameling Duitse spreekwoorden zegt Johann Agricola in 1528 : « De grote vesting diende tegen het geweld: bergkastelen, muren en stenen torens. Toen werden er buk­sen en gruwelijk geschut uitgevonden om de grote vestingen te kun­nen vernielen. Nu maakt men bolwerken en grachten, zodat de buk­sen geen schade meer kunnen doen. Maar spoedig zal er wel weer een kunst komen, waardoor men ook de bolwerken kan vernietigen, opdat het spreekwoord bewaarheid worde, dat zegt: Wat mensen­handen maken, dat kunnen mensenhanden ook weer vernietigen. »

Het ijzer scheen zijn vroegere heiligheid verloren te hebben. Met de vloek kwam echter ook nieuwe zegen. De heren van de kanonnen moesten op hun hoede zijn, dat andere heren geen betere kanonnen maakten en met die kanonnen hun heerschappij zouden stukschieten. Daarom richtten de vorsten werkplaatsen voor de kanonnenbouw op. « De eerste werkplaatsen voor geschut », zegt Matschoss, « werden scholen voor de machinebouw. Hier leerde men voor het eerst in grotere omvang metalen te bewerken. In de boormolens van de kanonnenfabrieken stonden de eerste machines voor metaalbewerking; van daar uit werd die kunst vaak op stoommachines overgebracht. »

Het was een ijzergieter, John Wilkinson, die de eerste bruikbare stoommachine-cilinder goot. Wilkinson zou hem niet hebben kunnen gieten en boren, als hij van te voren niet eerst kanonnenlopen gegoten en geboord had en zich bij het smeden van wapens niet de grote kunst eigen had gemaakt, die thans de stoommachine ten goede kwam.

De eerste stoommachine dreef het blaasbalgwerk van een hoogoven aan. Wat vroeger het waterrad gedaan had, deed thans de stoom, en de stoom deed de balgen zo machtig bewegen, hij joeg de tempera­turen zo hoog op, dat men niet alleen er toe kon overgaan, ook giet­staal naast gietijzer te bereiden, maar ook de steenkolen te verande­ren in cokes en met deze cokes de hoogovens te stoken.

De stoommachines van Watt hadden, zoals we reeds zeiden, de mo­gelijkheid geschapen, de schachten der mijnen na korte tijd zesendertig meter dieper te graven. Binnen enkele jaren dus kon Engeland zijn kolen en ertsproductie vermeerderen met alles wat vroegere tijden sinds de grauwe dagen der sage via de mijnbouw der Romeinen tot in de achttiende eeuw aan kolen en erts opgeleverd hadden. Daardoor was Engeland in een paar jaren tijds rijker aan erts en kolen als alle andere volken der aarde. Deze snel gegroeide rijkdom heeft Brittannië een overheersende positie over alle andere naties der we­reld verleend. Die overheersende positie werd het uitgangspunt van wat wij de industriële revolutie noemen en wat het aanschijn der aarde in de laatste honderdvijftig jaren zo fundamenteel heeft ver­anderd.

« Niet de ideeën der Encyclopaedisten », zo heet het in de « Ge­schiedenis van het ijzer », « hebben de Franse Revolutie veroorzaakt, want zij waren niet de oorzaak, maar werktuigen van de ineenstor­ting. De materiële zorg die op Frankrijk drukte, sinds Engeland de wereldmarkt door de uitvinding der mijntechniek en van de stoom­machine beheerste, heeft Frankrijk de revolutie ingedreven. Niets heeft meer het ontstaan van grote eenheidsstaten in de hand gewerkt als de verbetering van het verkeer door de invoering van de spoor­weg en thans is de wereldoorlog alleen maar een oorlog van de techniek geweest en gewonnen hebben de volkeren, die de rijkste technische middelen tot hun beschikking hadden. »

*

Angst voor gijzeling

De pogingen van de mijneigenaars in Cornwall om zich van het betalen der stoommachines van Watt af te maken, brachten Boulton en Watt in de grootste verlegenheid. Binnen enkele jaren drukte er op de machinefabriek een schuldenlast van bijna een miljoen, en daarbij deden zich nog andere teleurstellingen voor. Boulton twijfelde er niet aan, dat de mijneigenaren op zekere dag zouden moeten be­talen en dat men hen, als het anders niet ging, door de staat kon laten dwingen. De tijd echter, die er verstreek vooraleer men zijn geld zou krijgen, moest Watt niet ongebruikt laten verstrijken.
Boul­ton drong er bij zijn vennoot op aan, een stoommachine met een draaiende beweging te maken. De gebruiksmogelijkheden van de op trekken berekende machine waren beperkt en pas als de stoom een rad kon doen draaien, zou zij in staat zijn om de oude water- en windmolens geheel te verdringen.

Watt was liever nog bij de pompmachines gebleven. Hij voorzag de talrijke moeilijkheden, die hij zou moeten overwinnen, om de op- en neergaande beweging van de balans in een draaiende bewe­ging om te zetten. Hij was er zo terneergeslagen van, dat de firma telkens maar weer nieuwe schulden moest maken, dat hij het liefst helemaal niets meer gedaan had. Op het toppunt van zijn mismoedig­heid schreef hij aan Boulton, dat hij weigerde nog nieuwe machines te ontwerpen, als Boulton het niet klaarspeelde, baar geld van de mijneigenaren te krijgen. « U moet het mij ten goede houden, als ik U zeg, dat ik geen pen meer op papier zal zetten om de nodige teke­ningen voor nieuwe inrichtingen te maken, alvorens dat geschied is. Laat de gebruiksvoorwaarden matig zijn, zo mogelijk van te voren in geld uitgedrukt, dan zullen we tenminste genoeg ontvangen, om ons voor gijzeling te behoeden, want daar ben ik voortdurend als de dood voor. »

Boulton reisde naar Cornwall, nam eerst van een bankier nieuw geld op en kon vervolgens werkelijk een paar mijneigenaars tot ge­regelde betalingen bewegen. Zo werd er bij een machine in Chacewater een kolenbesparing van achtenveertigduizend gulden per jaar erkend en de firma een jaarlijkse betaling van veertienhonderd pond opgelegd. Twee andere machines brachten per jaar achthonderd pond op.

Die resultaten monterden Watt weer op en hij maakte zich op om aan de bewonderenswaardige arbeid te beginnen, waardoor de op- en neergaande beweging van de zuigerstang in een draaiende bewe­ging zou worden omgezet. Hij verbond de zuigerstang door een parallellogram met de balans, en aan de andere kant van de balans bracht hij een drijfstang aan, die een krukas deed ronddraaien. De krukas droeg die omdraaiingen over op een wiel. Wij mensen van tegenwoordig bekijken de eerbiedwaardige machines van James Watt met verbazing en verwondering. Wij zien niet in, waarom Watt het zich zo moeilijk gemaakt heeft. Hij had immers de omweg over de balans helemaal niet nodig. Hij zou, menen wij, de balans hebben kunnen weglaten en de zuigerstang direct aan de drijfstang met een krukas hebben kunnen koppelen, zoals wij aan de moderne stoommachines plegen te zien.

Helaas bestonden die mogelijkheden voor Watt niet. Het weglaten is de allergrootste kunst en zelfs als Watt het van zichzelf had kun­nen verkrijgen, de balans van zijn machine weg te denken, bleven er nog genoeg bezwaren over. Deze bezwaren waren onoverwinnelijk.

Als de zuigerstang het wiel direct, en alleen door een krukas daar­mee verbonden, moest bewegen, zou Watt het wiel of de cilinder in de lucht hebben moeten ophangen. Dat durfde hij echter niet. De cilinder boven de krukas aan te brengen, zoals wij vanzelfsprekend zouden vinden, zou immers betekend hebben, dat men hem van zijn gemetseld voetstuk, uit zijn hechte verankering zou moeten losmaken. Daar durfde toen niemand aan denken. De cilinder, in welks inwen­dige zich de geheimzinnige processen voltrokken, kwam iedereen zo gevaarlijk, zo onberekenbaar en geheimzinnig voor, dat men hem in alle geval stevig wilde vastzetten. De machinebouwers zijn er daarom ook later nog liever toe over gegaan het vliegwiel in de hoogte te monteren, dan dat zij de cilinder van zijn veilige plaats verwij­derden. De cilinder was nu eenmaal een griezelig voorwerp, waar­voor men in voortdurende angst leefde. De cilinder plat te leggen en de zuigerstang horizontaal of schuin naar de krukas te leiden, was toen eveneens ondenkbaar. Men wist niet, hoe men de eenzijdige wrijving van de zuiger in de cilinder zou moeten voorkomen.

Het parallellogram

Nu begrijpen wij waarom de balans gehandhaafd bleef en dat Watt liever het reusachtige werk ondernam de verticale beweging van de zuigerstang met behulp der wiskunde op de balans over te brengen. Zo vond hij het parallelogram.

Over het parallellogram van Watt is veel geschreven, maar weinig gezegd. De geschiedschrijvers der techniek stellen er zich mee tevre­den ons te verzekeren, dat het een krankzinnige geschiedenis is. Maar wat die krankzinnige geschiedenis inhoudt vertellen zij niet. Wie voor wiskunde geestdriftig kan worden, verdiepe zich in de volgende alinea.

james watt 17

Voor de constructie van het parallellogram ging Watt uit van het feit, dat elk der beide eindpunten van de balans een boog beschrijft. Als men die boogvormige beweging wil omzetten in een rechtlijnige, dan kan men een tweede hefboom met één arm in het verlengde van de eerste leggen, maar moet hem een beetje lager aanbrengen. Ver­bindt men nu de eindpunten der beide hefbomen door een stang, dan is er op de stang een punt te vinden, dat een bijna rechte beweging maakt. Op dat punt moet men de zuigerstang vastmaken. Men mag noch naar links noch naar rechts gaan, omdat alle andere punten meer of minder aan de cirkelbeweging van de beide hefbomen onderwor­pen zijn. De plaats van het punt hangt af van de lengteverhouding van de balansbalk en van de daaronder aangebrachte hefboom. Zijn de balk van de balans en de hefboom even lang, dan moet het punt in het midden liggen. In het parallelogram van Watt ligt het niet in het midden, omdat Watt de hef­boom van één arm korter ge­maakt had. Die nam minder plaats in.

Van deze omzetting in een rechte beweging kwam James Watt eindelijk tot zijn parallellogram. Het volgende had hij te overleggen :

Met de rechte beweging spaar­de hij — door het wegvallen van de cirkelboog bij de balans — wel aan hoogte uit in het machinehuis. Maar wat hij in de hoog­te uitspaarde, moest hij aan de zijkant weer toevoegen, omdat de ene hefboom te veel plaats nodig had. Dit bezwaar probeerde hij eerst op te vangen door deze hefboom korter te maken dan de balans. Helemaal tevreden was hij daarmee niet. Een tweede opgave die hij zich stelde, bracht hem tot het parallellogram. Hij wilde ook de aandrijving voor de condensator via een rechte beweging bewerkstelligen en kwam op de idee die rechte beweging met behulp van de pantograaf of tekenaap te verkrijgen. Dit is het vergrotingsinstrument voor de tekenaar, dat men gebruikt voor alles wat met parallellopende lijnen te maken heeft en dat James Watt welbekend was, daar hij zelf eens een vergrotingsapparaat had gemaakt. Zo vond hij door middel van de tekenaap het parallellogram en zag thans de mogelijkheid, om de ene hefboom veel dichter bij het middelpunt van de balans te kunnen brengen. Die hefboom hoefde alleen het binnenste, onderste draaipunt van het parallellogram te grijpen en kon zo de zuigerstoot op de balans overbrengen.

In het jaar 1808 schreef James Watt aan zijn zoon :

« De idee van het parallellogram ontstond op de volgende manier: Daar ik de dubbele kettingen of de getande stangen en getande bogen zeer ongeschikt vond, om de beweging van de zuigerstang op de hoekbeweging van de balans over te dragen, ging ik proberen of ik geen middelen en wegen kon vinden hetzelfde te verkrijgen door bewegingen rond assen. Na enige tijd viel mij te binnen dat, als AB en CD twee gelijke cirkelstralen zijn, die zich rond de middelpunten B en C draaien en door een stang AD met elkaar verbonden zijn, bij de beweging langs de curven van een zekere lengteer dezelfde en tegengestelde afwijkingen van de rechte lijn zouden zijn en dathet punt E een bijna rechte lijn zou beschrijven, evenals, wanneer de straal CD vanwege de  doelmatigheid slechts halt zo groot zou zijn als AB, hetzelfde zou gebeuren, wanneer men het punt E dichter naar D toebrengt en hieruit werd de constructie, die men later de parallelbeweging genoemd heeft, afgeleid. »

james watt18

Zo werkte het parallellogram aan de ene, de krukas aan de andere kant van de balans. James Watt beschouwde de krukas niet geschikt om gepatenteerd te worden en schrok er aanvankelijk voor terug ze te gebruiken. Hij wilde aan zijn machines zo mogelijk alleen maar onderdelen gebruiken die voor patent in aanmerking kwam. De krukasbeweging in de stoommachine toe te passen, zo zei hij op hoge leeftijd, vereiste niet meer uitvindersgeest dan er nodig is voor de gedachte om een broodmes te gebruiken bij het kaassnijden. « De ware uitvinder van dat mechanisme was de man, die het eerst een draaibank maakte om te trappen. Helaas is die man niet heilig ver­klaard. »

Zijn aarzeling is hem slecht bekomen. Een knopenfabrikant, James Pickard uit Birmingham, had er de lucht van gekregen, dat James Watt misschien een stoommachine met een krukas wilde maken. Pickard was niet zo fijngevoelig als Watt. Hij ging en probeerde patent te krijgen op de krukas, die reeds in de grijze Oudheid was uitgevonden. Het zal eeuwig een wonderlijk iets blijven, dat hij de krukas werkelijk gepatenteerd kreeg. In de machinefabriek van Soho stond men als van de bliksem getroffen, toen men van dat grappige patent van de knopenfabrikant hoorde en het duurde in alle geval twee jaren voordat de firma Boulton en Watt zich van haar verba­zing hersteld had en in het begin van 1782 patent op vijf verschillen­de mechanismen aanvroeg, die alle geëigend waren om de krukas te vervangen en die eigenlijk niets anders bedoelden als het krukaspatent te omzeilen. In februari werd op de vijf mechanismen patent verleend. Waarschijnlijk deed men het alleen om zich voor het pu­bliek door de eigenlijk noodzakelijke opheffing van het krukaspatent niet belachelijk te maken.

De regulator

Van de vijf mechanismen kozen Boulton en Watt het planetenraderwerk uit. Het is een heel schrandere en elegante manier om de as van een wiel door een tandradstel te bewegen. Het was geen vondst van Watt maar van William Murdock. Deze vond ook de eerste bakschuif uit voor de verdeling van de stoom, die later in de verbetering van Murray in alle machines van Watt werd ingebouwd. De bakschuif stond met de bekende regulateur in verbinding. Alleen de toepassing van deze regulateur, niet het van ouds bekende mecha­nisme zelf, is een inval van James Watt, James Watt kon pas op het idee komen de regulateur toe te passen, nadat hij de draaiende
bewe­ging bij de stoommachine tevoorschijn had geroepen.

De regulateur heeft een as, die men loodrecht zo met de krukas in verbinding stelt, dat de beweging van deze laatste zich aan de as van de regulateur meedeelt. Haar toerental is afhankelijk van dat van het vliegwiel en even snel cirkelen twee kogels rond de as van de regulateur. Hoe sneller de machine loopt, des te verder worden die kogels uit elkaar geslingerd en openen tenslotte een ventiel die de stoom afknijpt. Smoorklep noemde James Watt die ventiel.

De eerste machines met draaiende beweging stelden Boulton en Watt op voor een Londense brouwerij, voor een meelmolen en toen voor een zagerij. Spoedig volgden er bestellingen voor suikerfabrie­ken in Westindië en zaagmolens in Amerika en zo verbreidde zich de roem van de machine met draaibeweging door de hele wereld. Alleen in Londen bleef men conservatief en weer was het Smeaton, die er openlijk twijfel over uitsprak, dat men de draaibeweging van het waterrad ooit door stoommachines zou kunnen vervangen. Boul­ton wilde die mening door een daad ontzenuwen en ontwierp het plan in Londen een grote stoommolen te bouwen. Hij wilde een naam­loze vennootschap voor die onderneming oprichten, die hij groots wilde opzetten. Maar de molenaars, die met wind en water werkten dwarsboomden het plan. Zij wisten van het parlement gedaan te krijgen, dat de toestemming voor de vennootschap niet verleend werd. Maar Boulton liet de zaak niet los. Hij bepraatte zijn vriend en mede­vennoot Watt zo lang, totdat deze alle bezwaren opzij zette en Boulton zesduizend pond gaf. Boulton legde er uit zijn eigen kas nog twaalfdui­zend bij, ook een paar andere finan­ciers namen deel en zo kon de molen zo groots opgezet worden als Boul­ton zich had voorgesteld. De beroem­de Engelse architect Wyart ont­wierp de bouwplannen. Watt bouw­de de stoommachine en de maalderij­machines werden vervaardigd door de geniale Schotse molenbouwer John Rennie. Voor Boulton kan alles niet goed genoeg zijn en toen in het voorjaar van 1786 de ma­chines voor het eerst begonnen te lopen, werkten zij niet naar zijn zin. Watt bevond zich op dat ogenblik in Soho. Boulton raasde tegen de monteurs en schreef aan Watt, dat hij zo gauw mogelijk zou overkomen. Watt kwam niet, maar vermaande zijn partner schrifte­lijk, koelbloedig te zijn. « Alvorens men begint te mopperen, moet men eerst bedenken, dat bij nieuwe, gecompliceerde en moeilijke dingen het vooruitziend vermogen van de mens ontoereikend is. Tijd en geld moeten besteed worden om iets te vervolmaken en de fouten ervan te vinden. » Zo retourneerde Watt zijn vriend de woorden, waarmee Boulton vroeger de machine begroet had : « Het zal tijd en geld kosten er iets van te maken. »

james watt 19

Boulton liet zich overtuigen, kalmeerde en kreeg pas weer ruzie met Watt toen de molen met grote praal zou worden geopend. Boul­ton had het voornemen gemaakt de besten uit de Londense society eens te laten zien, dat een stoommolen iets heel anders is dan de stof­fige, met witte korsten overdekte watermolen. Bij hem blonk alles van zindelijkheid en de machines van Watt liepen volkomen geruis­loos. Deze nieuwe feiten meende Boulton de society het beste te kunnen aantonen, door een gemaskerd bal in de molen te houden. De dames zouden dansen, terwijl de molen maalde en zo wilde
Boul­ton op een symbolische manier tot uitdrukking brengen, dat tegenwoordig de machine werkte en niet meer de mens. Watt kwam heftig tegen dat feest op : « Wat moeten gemaskerde hertogen, lords en ladies nu in een meelmolen doen ? We worden toch al van alle kan­ten met afgunst gadegeslagen en daarom kunnen we beter alles ver­mijden wat opzien baart en ons beperken tot de zaak zelf. »

De massa zong koralen

Toen de molen eindelijk in bedrijf gesteld werd, dwong zij ieders bewondering af. Smeaton, de oude molenbouwer, gaf zijn verzet tegen de machine van Watt voorgoed op en in Soho moesten er al gauw meer machines met draaibewegingen gemaakt worden dan andere. De Londense stoommolen liep vijf jaren. Op 3 Maart 1791 werd zij door onbekende machinebestormers in brand gestoken. Zij brandde tot de grond toe af. Het vuur lokte een geweldige mensen­menigte. Toen de muren van de gehate molen donderend omvervielen. begon de menigte koralen te zingen. Watt en Boulton hadden hun geld verloren.

Ondanks al die tegenslagen kwam er toch eindelijk ook financieel succes. Boulton had de weerbarstige mijneigenaren van Cornwall aangeklaagd en het gerecht dwong hen, als eerste aanbetaling aan Boulton en Watt zeshonderdduizend gulden te betalen. Van zijn deel kocht Watt zich een landgoed in Wales. Hij had ook een huis ge­bouwd bij Birmingham, het terrein eromheen gekocht en een mooi park daarvan laten maken. Bij het huis bouwde hij een kleine smidse en op de zolder richtte hij een laboratorium in. Hij was hertrouwd. Zijn tweede huwelijk was evenzeer met kinderen gezegend als het eerste. De zonen werden flinke mannen. Een van hen ging een over­eenkomst aan met de zoon van Boulton. Beiden tezamen hebben het werk van hun vaders hoe langer hoe meer uitgebreid. De roem van de machinefabriek Boulton en Watt werd zelfs nog groter, toen in 1800 het hoofdpatent afliep. Tot dan toe was er in de machinefabriek namelijk al de tweede generatie van machineconstructeurs opgegroeid, die machines wisten te maken als niemand anders ter wereld.

Watt had een rustige levensavond. Maar de driftige Boulton rustte nog lang niet. Terwijl Watt zich aan de wetenschap wijdde en in de stilte van zijn studeerkamer de geschriften samenstelde, waardoor hij tot een der medegrondleggers van de nieuwe scheikunde werd en waarin hij de veronderstelling neerlegde en bewees, dat water geen ondeelbaar element is, wat voordien nog altijd een twistpunt geweest was, wierp Boulton zich telkens op nieuwe ondernemingen. Zijn stokpaardje was het muntwezen. De valsmunterij stond in die tijd in hoge bloei en Boulton stelde de regering voor, de muntstempels met stoom­kracht te bedienen en door de geweldige kracht van de stoom de munten beter te stempelen om het de valsmunters op die manier minder gemakkelijk te maken. De regering ging slechts aarzelend op zijn plannen in en Boulton stortte zich in de Franse revolutie. Van de revolutionaire regering in Parijs kreeg hij opdracht voor nieuwe muntstempels en hij leverde ook koperen munten naar Rusland, Span­je. Denemarken en Calcutta. Zo bleef de rusteloze man voortdurend verstrikt in de gebeurtenissen van zijn tijd, bracht zichzelf door zijn waaghalzerij meermalen tot aan de rand van de afgrond, sprak de spaarcenten van zijn kinderen aan om nieuwe machines te maken en wist tenslotte uit al zijn ondernemingen toch nog een vermogen te putten. Boulton was in zijn oprechtheid, door zijn vaderlijke hou­ding tegenover zijn arbeiders, door zijn stoutmoedigheid en in zijn mannelijke daadkracht een van de eerste moderne ondernemers. Zijn voorbeeld is helaas in de tijd der industriële revolutie slechts door weinigen geëvenaard.

Boulton was een trotse en indrukwekkende man. Toen hij voorge­steld werd aan de koning van Engeland, was het alsof Boulton ook een koning was.

« Wat maakt u eigenlijk ? » vroeg George III hem. Boulton: « Ik maak wat de Koningen zo graag wensen. » De koning : « En wat is dat dan ? » Boulton: « Macht, majesteit! »

In het Engels betekent « power » zowel macht als kracht. Toen hij bij een andere gelegenheid over de kracht van de stoommachine kwam te spreken, zei Boulton: « Ik heb in mijn machinefabriek niet alleen dat, wat heel de wereld zich wenst, maar ik heb ook in de stoommachine datgene, wat de werklieden van de wereld zal bevrij­den. Met de kracht van de stoom zal er voor de beschaving meer gedaan worden, dan alle tijden tot nu toe hebben kunnen doen en de stoommachine zal meer dan iets anders beslissend zijn voor de ko­mende tweehonderd jaren. »

De gezondheid van Watt was merkwaardigerwijze op zijn oude dag aanzienlijk beter geworden. Hij las veel, was onvermoeibaar be­zig, al was het maar voor zijn plezier en hij overleefde zijn vriend Boulton, die in 1809 op eenentachtigjarige leeftijd was gestorven, nog tien jaren. Hoe Watt in zijn laatste jaren was, daarvan heeft de grote Walter Scott ons een getuigenis nagelaten. In het voorwoord tot zijn « Klooster » schrijft hij :

« Watt was niet alleen de diepzinnigste geleerde en degene, die met het gelukkigste resultaat uit zekere combinaties van getallen en krachten bruikbare conclusies had getrokken, hij nam niet alleen een der eerste plaatsen in onder degenen die zich onderscheidden door de algemeenheid van hun ontwikkeling: hij was ook de beste, de beminnelijkste mens. De enige keer, dat ik hem ontmoet heb, was hij door een klein gezelschap geleerden uit het noorden omringd… Daar zag en hoorde ik, wat ik nooit meer zou zien en horen. De montere, beminnelijke, welwillende grijsaard van eenentachtig jaar nam in alle vraagstukken op een levendige wijze deel; zijn kennis stond ter beschikking van iedereen, die er een beroep op deed. Hij stelde ieder voorwerp in het licht van zijn talenten en verbeeldingskracht. Onder de heren bevond zich ook een geleerde taalkundige; Watt onder­hield zich met hem over de oorsprong van het alfabet, alsof hij de tijdgenoot van Kadmos geweest was. Toen een beroemde kunstken­ner zich bij hen voegde, zou men gezegd hebben, dat de grijsaard zijn hele leven lang de studie der schone wetenschappen of de staathuis­houdkunde beoefend had. Het zou overbodig zijn, te spreken over de exacte wetenschappen; die vormden een schitterende en speciale levenstaak; toen hij intussen met onze landgenoot Jedediah Cleisbotham sprak, zou men gezworen hebben, dat hij de tijdgenoot van Claverhouse en Burley, de vervolger der vervolgden was; dat hij werkelijk nauwkeurig het aantal geweerschoten geteld had, die de dragonders op de voortvluchtige Eedgenoten afgevuurd hadden. Wij kwamen tenslotte tot de ontdekking, dat geen roman van maar enige betekenis hem ontgaan was en dat de geestdrift van de beroem­de geleerde voor deze soort geschriften aan levendigheid gelijkstond met het enthousiasme waarmee een modiste van achttien jaren van zulke romans kennisneemt. »

Een stoomschip kiest zee

In de zomer van 1819 werd Watt door zijn laatste ziekte over­vallen. Hij stierf glimlachend en met een dankwoord tot God. In hetzelfde jaar waarin hij stierf, slaagde een stoomschip er voor het eerst in de oceaan over te steken.

In zijn laatste jaren had Watt, die zijn begaafdste zoon in de ver­warring der Franse revolutie had verstrikt zien raken, zich niet meer om het gedoe van de wereld bekommerd. Hij zag niet, wat er uit zijn machine werd. Hij wist alleen, als hij het leven der ingenieurs van Otto von Guericke af tot in zijn eigen dagen overschouwde, iets anders en meer dan de meeste mensen. Hij zag, dat de mens, toen hij om God begon te strijden, de machines had uitgevonden. Hoe groter de wereld geworden was, des te hoger had God zich in zijn hemel teruggetrokken en hoe vertwijfelder de strijd der mensen om God werd, des te groter werden de machines. God had de mensen niet alleen gelaten in hun zorg. Hij had hun het geheim der ijzeren enge­len geopenbaard.

Terwijl Watt de ijzeren engelen vervolmaakte, terwijl de mijnen van Cornwall door de machtige adem der nieuwe reuzen gered werden, overhandigde de Franse dokter Dr. Guillotin aan de Na­tionale Vergadering in Parijs een rapport over de uitvinding van een vallende bijl, waarmee men de mensen het hoofd kon afslaan. Toen Wieland zijn zwaard Mimung zachtjes door het corpus van Aemilias deed glijden, had deze het gevoel alsof er koud water over zijn lichaam stroomde. « De valbijl», zo zei Dr. Guillotin, « doet de delin­quent geen pijn. Het verschaft hem alleen het gevoel van een lichte verfrissing rond de nek. »

IJzer trekt mannen aan, omdat zijn kracht van God komt. Was God in de guillotine ? Hij was in de ijzeren engelen !

Terwijl de mannen in Parijs er ruzie om zaten te maken, hoe men de deugd en de rede het beste kon dienen, en terwijl de tegenstan­ders elkaar over en weer onder de valbijl legden, terwijl het fluiten, sissen en neerslaan van deze bijl de afschuwelijke muziek werd van het Europese vasteland, stak van het eiland Engeland de werkelijke revolutie haar hoofd op. Zij kondigde haar komst aan in het gedreun der machines, in het snuiven van de stoom, in het stampen der ba­lansen, met het geritsel der spinmachines en met het kraken van de weefgestoelten. De nieuwe revolutie rukte de guillotine omver en wierp de reusachtige Napoleon ter aarde. Zij was geroepen om het leven der mensen meer te veranderen dan alles wat tot dan toe de wereld had bewogen. Zij en niets anders heeft de herwaardering van alle waarden volbracht. Zij heeft vroegere ellende opgeruimd, nieu­we ellende verwekt en enkele mogelijkheden voorbereid voor het geluk, kansen die tot mijn, tot uw en tot ons aller geluk kunnen strek­ken, als wij de betekenis der ijzeren engelen juist weten te beoor­delen.
.

(Walther Kiaulehn, IJzeren engelen)
.

Geschiedenis 8e klas: alle artikelen
.

508-470

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

VRIJESCHOOL – Geschiedenis – 8e klas (1)

 

DE INDUSTRIËLE REVOLUTIE

Zuinigheid schept geschiedenis

Habsburg ligt geveld en een baron, die zijn stipendium verdienen moet, helpt het weer overeind, – Op zoek naar Papin, – Een arme man uit Dartmouth rechtvaardigt de kletsmajoor van Marburg. -Newcomen en Savery, – De goddelijke voorzienigheid verbetert de machine. ~ Smeaton maakt ingenieurs van de Engelsen, – De man met hoofdpijn. – De Schotten brengen door hun gierigheid de wereld in beweging. – Watt, de geschiedenis van een dromer en hongerlijder, -Wie geen slaaf wil worden, moet zich verbergen. – Tabakshandelaars bestormen een theater, ~ Op een wandeling wordt de stoommachine voltooid, – Wat is stoom eigenlijk ? – Watt vloekt en Trevithick houdt van zijn rijkdom slechts een zilveren spoor over. – Het model der eerste werkelijke stoommachine.

Het ging in het Oostenrijkse huis Habsburg verdraaid slecht. De afscheiding van de Spanjaarden van het Oosten­rijkse Huis was de familie niet goed bekomen. De goudstroom uit de Nieuwe Wereld, die aanvankelijk onuitputtelijk scheen, mondde uit in Spanje. De behoefte der wereld aan edele metalen werd in Ame­rika gedekt en dat gebeurde allemaal in een tijd waarin de mijnen van Tirol, Karinthië en Hongarije hoe langer hoe minder erts ople­verden. De kooplieden die de mijnbouw tot zo’n hoge bloei gebracht hadden, waren uitgestorven. Hun nakomelingen ontbrak het aan moed om iets te wagen. Zij legden de mijnen liever stil dan dat zij telkens nieuwe kapitalen in de uitzichtloze strijd tegen het water staken.

De Keizer was naar buiten nog wel altijd de heerser van Duitsland, maar zijn leenheren, die al lang tot zelfstandige vorsten geworden waren, lachten hem uit. Hij moest zich met smeekbeden voor hen buigen en toen Habsburg tegen de Pruisische Frederik wilde optrekken, kon de keizerin niet meer zoals vroeger de leen roepen, maar moest zij troepen huurlingen zenden. De kleine vorsten en feodale heren ontnamen het keizerschap stukje voor beetje van de macht en de strijd om de keizerlijke macht was een strijd om geld.

De schatkistbewaarders in Wenen zaten vertwijfeld voor de lege geldkisten en overlegden hoe men aan geld kon komen.

In Engeland en Frankrijk, waar men voor dezelfde rampen gestaan had, was het economische systeem van Colbert ingevoerd. Colbert, die voor Lodewijk XIV, de fantastische waterwerken van Marly had moeten laten bouwen, was door de verkwisting van het hof door de onmogelijkheid om uit de mijnen nieuwe inkomsten te trekken, op het idee gekomen het ambacht en de neringdoenden tot de grootst mogelijke inspanning aan te sporen, vrouwen, grijsaards en kinderen te laten werken en door de verpaupering van het volk door hongerlonen en lange werktijden goedkope exportartikelen te vervaardigen.

De binnenlandse markt van zijn land beschermde Colbert door hoge toltarieven, de uitvoer echter maakte hij gemakkelijk.

Men vond de indirecte belastingen uit. Op zout en suiker, op koffie en trouwens op alle genotmiddelen werd niet alleen invoerbelasting, maar ook nog een extra verbruiksbelasting gelegd. Het colbertisme, dat men in andere landen ‘mercantilisme’ noemde – een nieuw-Latijns woord voor een economisch systeem, dat op de handel gebaseerd is —, leidde tenslotte tot de sociale uitbarstingen, die een der oorzaken van de Franse revolutie zijn geweest. Voorlopig echter was de vorst ermee geholpen en het maakte het ook de kleine feodale heren, die het systeem navolgden, mogelijk een leven van pracht en praal te leiden. Ook de Oostenrijkse schatkistbewaarders voelden wel iets voor het nieuwe systeem. Maar toen zij het tenslotte wilden invoeren, lag Oostenrijk bijna al ter aarde. Nog meer dan waar ook was het keizerlijke kabinet en zijn geldgebrek het middelpunt van de economie. Daarom noemde men het mercantilisme in Oostenrijk Cameralisme, naar het Duitse woord « Kammer » voor kabinet.

Beschermeling van een filosoof
In hun radeloosheid viel de ministers een akte in handen, die Leibniz nog kort voor zijn dood, op 14 november 1716. aan het Weense hof gericht had en waarin hij nogmaals de aandacht vestigde op de waterpomp van zijn vriend Denis Papin en op de Engelse machine van van Thomas Savery. Deze akte werd gecompleteerd door een andere mededeling, volgens welke in Hessen een « vuurzuigwerk » in bedrijf zou zijn. Dat apparaat stuwde weliswaar alleen het water voor de springfonteinen in Kassel op, maar het zou ongetwijfeld in staat zijn ook het water uit de mijnen te verwijderen. Het kabinet won in Kassel inlichtingen in. In Kassel verwees men de heren naar Enge­land, waar Denis Papin was heengegaan.

Men schreef naar de gezant in Londen en toen er eindelijk bericht kwam, dat in Engeland inderdaad « vuurmachines » gebouwd werden,  met behulp waarvan men het water de baas kon, gaf men de jonge baron Fischer von Erlach, de zoon van de beroemde bouwmeester der Karlskerk in Wenen, opdracht om te zorgen dat er zo’n machine in Oostenrijk kwam.

james wat 1t.

Fischer von Erlach, toen een jongeling van tweeëntwintig jaar, was eveneens een beschermeling van de grote Leibniz. Leibniz had de vorming van de jongeman mee helpen bepalen. Hij mocht studeren aan de Nederlandse en Duitse, aan de Italiaanse en Franse universiteiten en het Weense kabinet had hem « met het oog op » de aanbevelingen van de filosoof een stipendium verleend.

Fischer von Erlach is een der grootste Oostenrijkse ingenieurs geworden, en toen hij in 1721 uit Engeland terugkeerde, bracht hij wel geen machine mee, maar zoveel kennis, dat hij zelf machines kon bouwen. Ook had hij in Engeland een ingenieur voor de Oosten­rijkse regering aangeworven. Deze ingenieur heette Isaak Potter en was een man, die uit de werkplaatsen van Thomas Newcomen kwam. Isaak Potter moet een broer gehad hebben, die eveneens ingenieur moet geweest zijn. Misschien is die broer de legendarische Humphrey Potter, die altijd zo graag Indiaantje wilde spelen en daarom de automatische stoomdistributie moet hebben uitgevonden. Als deze dus inderdaad door een Potter uitgevonden is, dan was deze niet een kind, maar deze volwassen ingenieur.

In Koningsberg, in Hongarije, in Wenen en later in Chemnitz  bouwde Fischer von Erlach samen met Isaak Potter de ene vuurmachine na de andere. Toen Fischer von Erlach, nog geen vijftig jaar oud, op 29 juli 1742 stierf, was de Oostenrijkse mijnbouw of tenminste het belangrijkste deel daarvan gered. De stipendia die men de begaafde baron op aanraden van de filosoof ter beschikking  had gesteld, hadden rijkelijk hun baten opgeleverd, de geldkasten in Wenen waren weer gevuld en Oostenrijk kon zijn erfopvolgingsoorlogen beginnen te voeren.

Er bestaat geen portret van Fischer von Erlach en onder zijn allongepruik was de adellijke ingenieur even onbekend gebleven als Denis Papin. In het Weense kabinet bevindt zich geen beschrijving van zijn werkzaamheden ook zijn vrienden hebben het in de verwarring en opwinding van de successieoorlogen vergeten, aantekeningen te maken. wij kennen zijn levenswerk alleen uit zijn machines. Een paar afbeeldingen daarvan hangen tegenwoordig in de Oostenrijkse musea. Doch al deze machines zijn gebouwd naar het beginsel van Thomas Newcomen.

Broederliefde der baptisten
Newcomen is even arm gestorven als Papin. Toen hij zijn eerste stoommachine bouwde, was hij al negenenveertig jaar. Dat gebeurde in het in het jaar 1712.

Newcomen werd niet door genialiteit gedreven. Het was de reinste armoe die hem stimuleerde. In 1663 geboren in de afgelegen havenstad Dartmouth, had hij in Exeter de ijzerhandel geleerd en was later werktuigmaker en meestersmid.

Zoals Arkwright, de uitvinder van de spinmachine, als kapper met haarverfmiddeltjes het land afreisde en daarbij opmerkzaam werd op de behoefte der wevers aan garen, zo ging Newcomen, die een vrome Baptist was, van mijn tot mijn en verkocht zijn gereedschappen aan de arbeiders in de tinmijnen. Daarbij viel het hem op, hoe hopeloos de paardentredmolen was voor de drainering van het water en kwam hij op de gedachte een machine te construeren. Dat Newco­men geestelijk een wakker man geweest is, staat buiten kijf. Hoe hij zijn technische kennis verwierf en hoe hij op het geniale idee kwam, het beginsel van de atmosferische zuigermachine met de bijzondere stoomketel uit de Kasselse pompinstallatie te verbinden, weten wij niet.

james watt 2.

Er bestaat geen portret van Thomas Newcomen en geen beschrijving van zijn per­soon. Alleen een brief van zijn hand is bewaard ge­bleven, en toen hij op 5 Augustus 1729 in Londen stierf en in Bunhill Fields, het kerkhof der Baptisten, begraven werd, vermeldde men de begrafenis wel in het kerkelijk register, maar men duidde niet de plaats van het graf aan.

Toen Thomas Newco­men erover peinsde, hoe men een machine voor het drooghouden der mijnen met stoom zou kunnen doen werken, kwam de beroemde natuurkundige Hooke hem te hulp. Deze wees hem op de zuigermachine van Papin. Dat moet ongeveer in 1702 geweest zijn. In 1711 was Newcomen dan zo ver dat hij zijn eerste machine kon bouwen. Zijn vriend en geloofsgenoot John Cawleu, een meester glazenmaker, schoot hem het geld voor de machine voor. Newcomen verkocht de eerste stoompomp aan een steenkoolmijn in Wolverhampton bij Dudley Castle. Het voorkomen van die machine en haar duidelijke constructie maakte zo’n indruk op de technici van de achttiende eeuw, dat ieder het vanzelfsprekend vond in hoofdzaak zo te construeren als Thomas Newcomen het gedaan had.

De machine bestond uit vier belangrijke delen: ketel, cilinder, balans en stangenwerk. De balans was het middenstuk van de machine. Het is een dubbele hefboom, waaraan aan de ene kant de pompstang hangt en aan de
andere kant de zuiger.
De hefboom was zo uitgewogen, dat de zuiger bijna even zwaar was als de pompstang. Deze laatste was een klein beetje zwaarder, zodat zij door haar eigen gewicht de zuiger in de cilinder kon optrekken. Onder de cilinder was de stoomketel aangebracht. De hals van de ketel mondde direct in de bodem van de cilinder uit. Een draaibare schijf in de hals van de ketel zorgde  ervoor, dat de stoomtoevoer regelmatig kon werken. Aan de bovenkant was de cilinder open en werd alleen door de zuiger afgesloten. Als degene die de machine bediende de stoomventiel opende, kon de zuiger door de pompstang naar boven getrokken worden, aangezien er dan stoom in de cilinder onder de zuiger stroomde. Dan sloot men de stoomkraan en koelde de cilinder van buiten af. Daartoe spoot men er water tegen met een slang. De stoom in de cilinder condenseerde dan, er ontstond een vacuüm en het gewicht van de buitenlucht drukte de zuiger in de cilinder terug. De zuiger trok de ene arm van de hefboom neer. Daardoor ging de andere arm naar boven en trok de pompstang en het water naar boven. Dan liet men weer stoom in de cilinder stromen en het spel begon van voren af aan.

james watt 3

james watt 4

De machine werkte heel moeilijk en langzaam, maar ook secuur. Zij werd als de grootste merkwaardigheid met verbazing bekeken en degenen die de machine bedienden golden als helden. De nadelen van de machine nam men op de koop toe, omdat men niet wist, hoe men ze kon voorkomen. Die nadelen waren: groot kolenverbruik en langzame loop.

Het gelukte niet de machine op hoge toeren te doen werken. Als de cilinder na het binnen­stromen van de stoom ge­lukkig verhit was, moest hij met water weer worden afgekoeld. Dat duurde lang en nog langer duurde het voordat men hem weer ver­hit had. De machine maak­te per minuut niet meer dan drie tot vier volledige be­wegingen, waardoor het water omhoog kwam.

Newcomen verbeterde de machine eerst door een ijze­ren mantel om de cilinder heen te bouwen. Nu ging de afkoeling van de cilin­der gemakkelijker in haar werk omdat men het water niet meer met een slang te­gen de cilinder hoefde te spuiten, doch het van een hoger gelegen reservoir in de ruimte tussen de ijzeren mantel en de cilinder kon laten lopen. Was de afkoe­ling tot stand gekomen, dan opende men in de bodem van de cilindermantel een kraan en liet het koelwater weglopen. Deze eerste verbetering bracht een merkwaar­dig toeval met zich mee. Op zekere dag begon de machine sneller te lopen en maakte, zonder dat men aanvankelijk begreep waarom, tien tot twaalf complete bewegingen per minuut. Er werkte toen een Zweedse ingenieur, Marten Triewald, bij Thomas Newcomen. De Zweed schreef in zijn dagboek, dat deze versnelling alleen te danken kon zijn aan de almachtige werkzaamheid Gods. Hij kon « onmogelijk iets anders geloven, dan dat deze gebeurtenis door een bijzondere beschikking van de voorzienigheid tot stand gekomen was ».

Wat was er in werkelijkheid gebeurd ?

Laten we een ogenblik terugdenken: Papin werd tot vertwijfeling gebracht, omdat hij geen arbeiders kon vinden, die het klaarspeelden een zuiger te maken, die precies in een cilinder paste. Ook New­comen, de meestersmid, was zo handig niet. Maar hij vertwijfelde niet. Daar hij een praktisch man was, zag hij ervan af, de zuiger zo nauwkeurig te slijpen. Hij vond een ander middel, om de luchtdicht­heid te bereiken. Hij wikkelde hennep om de zuiger heen. De hennep doordrenkte hij met een mengsel van paardenmest, grafiet en talk en wist te verkrijgen, dat de zuiger zonder moeite in de cilinder op en neer kon gaan en toch goed afsloot. Om de buitenlucht helemaal weg te houden, goot hij van boven water op de zuiger.

Het toeval nu, dat de machine plotseling sneller deed lopen, was een gietblaasje. Het water, dat altijd op de zuiger stond, had de wand van die luchtbel doen doorroesten en de atmosferische druk had het afsluitingswater in de cilinder geperst. Daar het met een fijne straal in de cilinder spoot, sloeg het onmiddellijk de stoom neer, het luchtledig ontstond nu met een ongelooflijke snelheid en zo was de condensatie door inspuiting ontdekt. De doorgeroeste gietfout derhalve, die het gaatje in de zuiger had veroorzaakt, kwam Marten Triewald als een beschikking van de voorzienigheid voor.

Toen Newcomen de « fout » gevonden had, begon hij de
binnencondensering, zoals men het neerslaan van de stoom door een
water­straal die binnen in de cilinder ontspringt, noemt, regelmatig toe te passen. Boven aan de hefboom maakte hij een waterbassin vast en liet een buis van dat reservoir naar de bodem van de cilinder lopen. Was de cilinder nu gevuld met stoom, dan werd de waterkraan geopend. Het water sprong als een fontein in de cilinder omhoog en deed de stoom in een ommezien condenseren.

De automatische verdeler

De eerste moeilijkheid die zich bij de nieuwe binnencondensatie voordeed, was, dat er zich te veel water in de cilinder verzamelde.
Deze moeilijkheid werd overwonnen door in de bodem van de cilinder een afvoerbuis te maken. Een nieuwe moeilijkheid: die afvoerbuis in de bodem van de cilinder kon men niet met een ventiel dichtmaken, omdat men immers niet in de cilinder kon kijken om te zien, hoeveel water er nog in was. Dat had evenwel het nadeel, dat de zuiger, als hij voor de volgende beweging omhoog ging, het water uit de afvoerbuis weer opzoog.
Als er water in de cilinder was, kon de stoom er niets uitvoeren, omdat hij dan telkens zou blijven condenseren, zolang totdat hij het water verhit had.
Het duurde een hele tijd alvorens men die moeilijkheid had overwonnen. Eindelijk behielp men er zich mee, de afvoerbuizen tien meter lang te maken, zodat de zuiger in de stoomcilinder niet meer als waterpomp zou kunnen werken.

james watt 5

De laatste correctie, die de machine van Newcomen onderging, was de automatische stoomverdeling. In beginsel is zij het werk van ingenieur Brighton. Het begon met een drijflichaam, dat in een waterbuis op en neer ging. Deze buis liep van de stoomketel naar de waterleiding die in de cilinder uitmondde. Door de stoomdruk van de ketel steeg de waterzuil in die buis en drukte de drijver tenslotte tegen een hefboom. Deze hefboom opende op zijn beurt de kraan waardoor het water in de cilinder kon worden gespoten. Die drijver was geen nieuwe uitvinding. Ktesibios had er al ge­bruik van gemaakt voor zijn waterklokken. Nieuw was alleen, dat de drijver in beweging werd gebracht door een waterzuil, waarvan de hoogte weer afhankelijk was van de hoogte van de druk in de stoomketel. Als er in de stoomketel van de machine van Newcomen voldoende stoom ontwikkeld was, zodat men de kraan kon openen waarlangs de stroom in de cilinder kon stromen, dan draaide de machinist tegelijkertijd de kraan van de buis om, die in de ketel inge­bouwd was. Als de stoom in de cilinder omhoogging, dan steeg ook de waterzuil en de drijver hief de hefboom voor het condenseringswater op dat ogenblik op, waarop de hele cilinder met stoom gevuld was. Het begin van de condensatie was dus afhankelijk van de druk in de stoomketel.

Het waterreservoir, waaruit men de cilinder voorzag van het koel­water, zat in de buurt van de balans, dus hoog boven de cilinder. De blik van de machinist ging afwisselend van de stoomventiel naar het waterreservoir. Daarbij zag hij voortdurend de balans zich be­wegen. Het kan niet mogelijk geweest zijn, op het idee te komen, de zwaaiende balans te gebruiken om de machine zelf de bediening van haar kranen op te dragen. Misschien heeft men aanvankelijk touwen van de balans naar de ventielen laten lopen. Maar lang kan men zich daar niet van bediend hebben. In 1712 bouwde Newcomen de eerste machine en in 1718 al had ingenieur Brighton zijn automatische stoomregelaar klaar. Hij gebruikte geen touwen meer, maar stangen.

Alhoewel de eerste zelfstandige verdelers nog heel ingewikkeld geconstrueerd werden, werkten de machines toch al met twaalf en zestien toeren in de minuut. In 1720 werd in Londen voor het wa­terbedrijf van de stad een Newcomen-machine opgesteld, die het water van de Theems zevenendertig meter hoog oppompte. Deze machine maakte achttien tot twintig toeren in de minuut. In 1722 maakte Newcomen voor een grote kolenmijn in de buurt van Coventry een nog betere machine. Zij bespaarde het werk van vijftig paar­den en verbruikte per jaar slechts honderdvijftig pond aan bedrijfs­kosten, terwijl het onderhoud van de paarden negenhonderd pond sterling gekost had.

Newcomen had gehoopt, dat de « vuur- en luchtmachine» niet alleen tot een zegen van de mijnen zou worden, maar ook van hem­zelf. Hij wilde geen arme man meer zijn en toch moest hij het blijven. Toen hij de eerste successen met zijn machines behaald had, kwam de door de koning begunstigde Savery op de proppen en dwong Thomas Newcomen hem als deelgenoot op te nemen. Het verstrek­kende patent van Savery omvatte niet alleen de mogelijkheid, water met behulp van vuur op te zuigen, maar het ook omhoog te brengen. Daardoor viel de machine van Newcomen onder zijn patent en de arme man uit Dartmouth kon zijn buikriem zo nauw laten als hij altijd geweest was.

Het optreden van Savery kwam de machine echter zeer ten goede. Savery bracht een hele staf van geschoolde ingenieurs mee. New­comen hoefde alleen nog maar te zeggen in welke richting zijn ge­dachten gingen, dan werkten de vaklieden zelfstandig verder en brachten zodoende de machine hoe langer hoe meer tot ontwikke­ling. Waarschijnlijk zullen de ingenieurs zich vaak wel eens ver boven Newcomen verheven gewaand hebben. Als dat zo is, dan was hun hoogmoed toch misplaatst, want toen Newcomen gestorven was, was het ook afgelopen met de verbeteringen van de machine. Die anderen ontbrak het nu eenmaal aan de scheppende geest, waarmee de vrome Baptist begenadigd was.

De man die ingenieurs maakte

Slechts een enkel man gelukte het, enkele verbeteringen te beden­ken. Die man was ingenieur Smeaton, over wie James Watt later het grote woord sprak: « Hij heeft ons allen tot ingenieur gemaakt! »

Smeaton was een bekwaam wiskundige. Zijn machines muntten uit door grote elegantie en zuinigheid. Waar Newcomen zich had laten leiden door vermoedens en toevalligheden, daar wilde Smeaton zekerheid hebben. Hij was de eerste ingenieur na Papin, die de stoom­druk begon te meten en de cilinder van een machine in een logische verhouding stelde tot de omvang van de stoomketel.
Smeaton, die van huis uit bouwer van water- en windmolens was, begon zich pas dertig jaar na de dood van Newcomen met de « vuurmachines » bezig te houden. Hij vond de machines zoals Newcomen ze verlaten had. De machines van Newcomen werkten overal voor­delig waar men voldoende brandstof had, bijvoorbeeld in kolenmijnen met voldoende afvalkolen. Waar men de brandstof echter eerst moest kopen, waren de machines niet economisch.

Newcomen vervaardigde de reusachtige cilinders van zijn machine van brons. Het brons heeft echter het nadeel dat het een te goede warmtegeleider is. Door de condensatie van de stoom koelde de hele cilinder af en moest telkens weer opnieuw verwarmd worden. IJzer is een slechte warmtegeleider, dus veel beter geschikt voor de cilin­der. Smeaton bouwde voor zijn machines, waar het maar even kon, ijzeren cilinders, die hij zo nauwkeurig mogelijk liet uitboren. Daar hij zijn cilinders kleiner hield dan Newcomen en daar de zuigers dichter aansloten, werd er bij de machines van Smeaton geen stoom verspild.

De snuifklep

Smeaton verbeterde ook de afvoer van het koude water uit de cilinder. Hij schafte de lange waterpijpen af en liet het water door een zogenaamde snuifklep ontsnappen, die men vroeger slechts als luchtklep voor de cilinder gebruikt had. De snuifklep is een terug­slaande klep, dus van een verend scharnier voorzien. Zij was aan­gebracht in een pijpje, dat in het onderste deel van de cilinder uit­mondde. Als de zuiger in de cilinder zich naar beneden bewoog, drukte hij het water door de snuifklep weg en de klep sloeg terstond terug, als het water weggelopen was en maakte zodoende de cilinder weer luchtdicht. Omdat deze ventiel als zij door water of lucht
be­wogen werd, een eigenaardig snorkend geluid maakte, noemde men ze snuifklep.

Smeaton maakte ook berekeningen over de grootte van de balans en ging er toe over, kortere te gebruiken dan zijn voorgangers.

Reeds bij de eerste machine van Newcomen was men op het idee gekomen om iedere slag van de pompzuiger niet helemaal te gebrui­ken. Want iedere slag was afhankelijk van de kracht van de stoom. Daar de stoomdruk onregelmatig was, waren ook de slagen onregel­matig. Begrensde men nu de slagen, dan was de hoeveelheid water, die er telkens werd opgepompt altijd gelijk. Deze begrenzing kon alleen verkregen worden door middel van de balans. Men kon niet toestaan, dat de armen van de hefboom zo ver naar boven of beneden zouden doorslaan al naar gelang de eventuele stoomdruk was. De balans moest in haar op- en neergaande beweging beperkt worden. Newcomen verkreeg die begrenzing van de slag door kettingen, die hij van de uiteinden van de balans af naar het dak van de machinekamer en naar de grond leidde. Daar de kettingen niet voldoende vastgezet konden worden, zonder het dak van de machinekamer aan instorten bloot te stellen, was deze manier van begrenzing van de slag uiterst gebrekkig en men kwam tenslotte op het idee. de balans op verende balken te laten neerkomen. Smeaton verbeterde deze vering. Eindelijk vond hij ook nog een vering uit voor de cilinder. Bij de eerste machines stond de cilinder hecht op een gemetseld voetstuk. Toen de zuiger al te woest in de cilinder neerkwam,
ge­beurde het wel, dat de cilinder sprong of dat de ventielen los gingen en vaak ook dat het verbindingsstuk tussen cilinder en ketel kapotsprong.

Reeds vóór Smeaton was men ertoe gekomen, in het bovenste stuk van de ketel een licht verende koperen schuif te zetten. Deze moest de stoten van de zuiger onschadelijk maken. Smeaton deelde het verbindingsstuk tussen cilinder en ketel in twee delen. Tussen de twee stukken zette hij een verende mof. De cilinder echter zette hij niet, zoals zijn voorgangers, op een voetstuk, maar hing hem tegen de muur van de machinekamer in een raam van verende houten balken.

Met al die verbeteringen slaagde hij er in, de werking van de Newcomen-machine met vijfentwintig paardenkrachten te vergro­ten. Dat lijkt voor ons niet veel, maar voor de toenmalige tijd was het aanzienlijk veel, want terwijl Newcomen met zijn beste machine vijftig paarden kon vervangen, maakte de machine van Smeaton, alhoewel zij minder brandstof verbruikte, vijfenzeventig paarden overbodig.

james watt6

De vuurmachine

De Duitse ingenieur Max Eyth heeft in zijn jeugd nog een verbe­terde Newcomen-machine zien werken. De geweldige indruk, die zij op hem maakte heeft hij nooit vergeten. Toen hij zijn roman « De Kleermaker van Ulm » schreef, stichtte hij een monument voor de machine, door te schrijven: «Onderweg naar de machinekamer hoorden zij de doffe, geheimzinnige slagen van het monster met iedere stap duidelijker worden. Voor het huis leek de grond te beven, kettingen rinkelden, stangen rammelden; achter het machinehuis hoorde men water ruisen, alsof een forse beek over rotsen liep. Toen zij de hoge, zwak verlichte ruimte binnentraden, was het eerst moeilijk iets te onderscheiden. Een donker, vormloos ding, zoiets als de bovenkant van een reusachtige zuil, stond op een onderstel van ruwe stenen. Dat was de nieuwe cilinder, waar een blinkende, ronde stang uit naar boven schoot, om er dan weer in weg te zinken. De stang hing aan een zware ketting die heel hoog, bijna aan het dak van het gebouw, door een arm van zware houten balken naar boven getrokken werd, die zich langzaam en plechtig op en neer bewoog, maar bij iedere neerwaartse slag met een dreunend geweld op een onderlaag terechtkwam die in het metselwerk was vastgezet. Achter de stenen pijler, die het draaipunt van deze op een weegschaal lijken­de dubbele arm droeg, hing, eveneens aan een ketting, de geweldige stang van een pomp, die in de onpeilbare diepte van een donkere schachtopening verdween. Aan de armen van de weegschaal hingen voor en achter de pijler nog meer stangen. Sommige daarvan trokken aan wonderlijk gevormde hefbomen of klossen, die soms de gang van de hoofdstang volgden, maar dan ineens, alsof zij kwaad waren, zelfstandige, onverwachte grijpbewegingen maakten. De stang aan de andere kant van de pijler zoog aan een kleine pomp, die in een kleine kuil verborgen was en met heftige stoten dampend water in een goot deed lopen, dat door een gat in de muur verdween.

Dat was dus de vuurmachine. Naast haar, in een plompe mantel van baksteen gemetseld, stond de stoomketel. Daarvoor stond een van zweet druipende, koolzwarte man. Als hij de deur van het vuur opende, om nieuwe kolen in de gloed te werpen, lichtte de hele ruim­te met hefbomen en klossen, de blinkende zuigerstang en de zwarte kettingen in een vlammend rood licht op, zodat wild bewegende, bijna tastbare schaduwen in de hoeken van het donkere gebouw rondspookten. Maar het naargeestigste waren de geluiden van het monster.

Het was een gekraak en gesteun, geknal en gekraak ! Het siste en suisde, zuchtte en kreunde, nu eens hier, dan weer daar, alsof er in ieder hoekje een andere kobolt zat. Maar alles werd overstemd door de donderende slag daarboven, als de zware weegschaal op de on­derlaag terechtkwam. Op die slag volgde er vijf seconden lang een plechtige stilte. Dan was het, alsof er iemand beneden op een ijzer klopte; langzaam, met tegenzin als het ware zette de weegschaal zich weer in beweging, onder in de schacht krasten de pompen en het angstaanjagende spel, het kreunen en zuchten, suizen en sissen, knallen en slaan begon opnieuw.

Wie denkt daar nog aan, als hij de spiegelblanke salon binnenkomt. waar tegenwoordig een stoommachine van duizend paardenkrachten met een nauwelijks hoorbaar zuchtje, zo niet volkomen ge­luidloos, haar reusachtig werk verricht? Zo echter zag het er uit en klonk het, toen de stoommachine in haar jonge jeugd voor het eerst haar ledematen begon te bewegen! »

Het zou vergeefse moeite zijn, deze schets nog te willen uitbreiden. Ieder onderdeel van de machine is hier beluisterd en alle geluiden zijn trouw weergegeven. Inderdaad was het geheimzinnigste bij de vuurmachine, als na de slag van de balans een beklemmende stilte intrad. Dat waren de seconden, waarin de cilinders van de pomp leegliepen, de stoomventiel geopend werd en het gewicht van de pompstang aan de balans als het ware op het idee scheen te komen, dat zij immers een heel klein beetje zwaarder was dan de zuiger en zij met tegenzin, steunend begon in de diepte te zinken en de zuiger naar boven te trekken.

Genie en vlijt

Toen op het einde van de negentiende eeuw in Engeland beweerd werd, dat James Watt de enige ware uitvinder van de stoommachine geweest was, kwamen andere geschiedschrijvers zo fel tegen die be­wering op, dat zij in hun ijver, James Watt bijna alle verdiensten ten opzichte van de stoommachine wilden afstrijden. Sommigen zeiden zelfs, dat Watt alleen een genie genoemd was, omdat de eigenaar van de fabriek waarin de stoommachine van Watt gebouwd werd, te veel kapitaal in de zaak gestoken had. Om dat kapitaal te redden zou hij geweldig misbaar gemaakt hebben om de betekenis van Watt te kunnen opblazen en alle mensen inderdaad wijs te maken, dat er iets bijzonders aan de machine was. Volgens de mening van deze ijverige historici zou het genie van James Watt dus eigenlijk slechts een product van de reclame zijn.

james watt

James Watt

Gelukkig bezitten wij tal van onbevooroordeelde getuigenissen omtrent Watt. Niet alleen de patentakte van Watt zijn bewaard gebleven, maar iedereen die onbevangen is kan zich uit de talrijke beoordelingen der tijdgenoten een beeld van de werkelijke betekenis van deze man vormen. Door verscheidene documenten kan men zelfs heel precies het moment bepalen, waarop James Watt voor de eerste keer met het probleem van de stoommachine in aanraking is gekomen. Het was in 1759, dus in hetzelfde jaar waarin Smeaton zich voor het eerst met de machine van Newcomen bezighield. Watt was toen tweeëntwintig jaar en mechanicus aan de universiteit van Glasgow. Hij wist evenweinig van Smeaton als Smeaton van hem.

Het verschil tussen beide mannen is zeer groot. Smeaton, de mo­lenbouwer, toch al een gerijpt man, was gewoon voor zijn dagelijks brood te werken. De jonge Watt is een hongerlijder en een dromer. Hij neemt alle opdrachten aan om zijn leven te rekken, maar daarbij gaat hij tot de grond van alle dingen. Als hij een scheepskompas moet maken, doet hij dat niet eerder, of hij moet eerst alle mogelijke litteratuur over scheepskompassen gelezen hebben die er bestaat. Als hij van een zijner vrienden hoort, dat er in Duitsland een boek van de schrijver Leopold verschenen is met de titel « Der Schauplatz der Maschinen », gaat hij Duits leren, alleen om dat boek te kunnen lezen. Als hij opdracht krijgt om een draaiorgel te maken gaat hij composi­tieleer studeren, en als men hem het model van de machine van Newcomen in zijn werkplaats neerzet, ziet hij al gauw, dat men de grondfouten van de machine niet uit de weg kan ruimen zonder in de constructie ervan in te grijpen.

De koele, praktische Smeaton werkt anders dan Watt. Hij aan­vaardt de machine in haar grondtrekken als gegeven en onverander­lijk, hij meet alles zorgvuldig na en vindt met zekerheid ieder klein gebrek, iedere krachtverspilling en alles wat overbodig is. Het gelukt hem echter niet in het fundamentele door te dringen. Hij geeft zich ook helemaal de moeite niet om dat te doen. Hij is een ingenieur die het heel druk heeft en niet over de tijd, misschien ook niet over het talent beschikt om zich zó te concentreren, dat hij fundamentele, theo­retische beschouwingen kan houden. Smeaton bezit een scherp ver­stand, hij is een zeer begaafd ingenieur, maar James Watt is een genie.

« Genie », heeft Goethe gezegd, « is vlijt ». Met dit harde woord wilde hij diegenen afstraffen, die doen alsof het genie alles maar in de schoot valt. Dat genie nog meer is dan vlijt, namelijk vlijt én de zeldzame gelukkige fundamentele gave om de vlijt productief te maken, heeft Goethe nooit willen betwisten. Het leven en de daden van James Watt zijn een bijzonder mooi voorbeeld voor de werking van het geniale.

Watt is een Schot. Dat moet men begrijpen en in gedachten hou­den als men hem wil doorzien. Schotten gaan door voor gierig. De gierigheid van Watt uitte zich allereerst in de pijnlijke liefde van de uitvinder voor het geld, in zijn correctheid, in zijn terneergeslagen­heid als hij schulden moest maken en in de krenterigheid die hij nog tegenover zijn zoons aan de dag legde, toen hij al een zeer rijk man was.

Nog indrukwekkender echter komt die vrekkigheid tot uitdruk­king, als Watt de grote dingen van het leven gaat overpeinzen. Dan wordt zijn gierigheid scheppend, dan vervluchtigen de Schotse mop­pen over de gierigaards en reiken hem niet eens meer tot de enkels. Toen Watt in de wijsheid van zijn ouderdom was, zeer in aanzien en met achter zich een succesvol leven, zei hij in een gesprek over de problemen van de mechanica: « Het is belangrijk te weten wat men niet nodig heeft om iets te maken. » De gierigheid van de Schotten, die in dit geweldige woord tot uitdrukking komt, reikt tot in de
wol­ken. Het is een vergeestelijkte gierigheid, die niets meer met kleinzieligheid uitstaande heeft. Die gierigheid is de grondtrek van de grootste uitvinding van James Watt en rechtvaardigt de eigenaardig­heden van het merkwaardige volk in zijn geruite rokken op een snedige wijze.

James Watt was er trots op, een Schot te zijn. Van het parallellogram naar de rechtlijnigheid van de zuigerstang, hetgeen hij voor zijn grootste uitvinding hield zei hij: « Hiervan moet u zeggen, dat dit het werk is van een Schot. »

Op de beslissende ogenblikken van zijn leven werkt James Watt altijd met Schotten samen. In zijn jeugd valt de laatste gewapende opstand van de Schotten tegen de Engelse macht. De natie die dan samen met James Watt opgroeit ziet ervan af, haar eigen aard met het wapen in de hand te verdedigen. Zij brengt haar recht op een eigen geaard bestaan tot uitdrukking in een rij van grote daden van civilisatie. Het is een generatie van uitvinders en ondernemers. Zij is bezield van de eerzucht Schotland te maken tot een monster van modern denken en de stoommachine, die James Watt verbetert, dwingt niet alleen Engeland, maar ook alle andere naties in de ban van het Schotse denken.

Door de stoommachine van James Watt zijn de bewoners der wereld zo rijk geworden, zoals zij nooit hadden kunnen dromen. Watts grootste uitvinding, de condensator, is ontstaan doordat de gierige Schot er niet overheen kwam, dat de machine van Newcomen zo krankzinnig veel stoom vermorste. Pas toen aan deze verspilling een eind gemaakt was, werd de stoommachine de uitvoerster van de grote revolutie, die zich in de moderne tijd heeft voltrokken.

Een levendig verteller

James Watt werd op 19 januari 1736 in Greenock geboren. Het land van sagen en zangen, van doedelzakspelers en dagdromers, het vaderland der romantische opstandelingen, der roversliederen, de eeuwige voedingsbodem van een mateloze mannelijke trots liet in dit kind al zijn eigenaardigheden groeien. Als James Watt niet zijn hele leven lang machines had moeten bouwen, zou hij zeker dichter ge­worden zijn. Walter Scott, de grote dichter, roemde het verteltalent van de uitvinder. Dit literaire talent demonstreerde zich al zeer vroeg en toen hij eens als veertienjarige bij een tante in Glasgow op bezoek was, beroofde hij de familie van de slaap, omdat hij iedere avond verhalen begon te vertellen. De jongen vertelde zo spannend en boeiend dat iedereen aan zijn lippen hing en niemand waagde het, naar bed te gaan, uit vrees het einde niet te horen. Tenslotte bracht de tante de jongen vroeger dan afgesproken was naar Greenock terug, omdat zij door de vele nachtwaken overspannen en ziek ge­worden was. Zijn plezier in het fantaseren van verhalen bleef Watt tot op hoge ouderdom bij.

In zijn club wachten zijn medeleden iedere avond erop, dat de grijsaard zijn zetel bij het vuur zou schuiven om een verhaal te ver­tellen. Hij sprak zo vlot en vlug, dat niemand ooit durfde denken, dat Watt zijn verhalen al vertellende bedacht. Toen hij eens begon te haperen en vaker dan anders in zijn snuifdoos greep, vroeg een van de clubleden: « Vandaag vertelt u zeker iets wat u zelf verzon­nen hebt? » — « Die vraag », antwoordde Watt, « verbaast mij. Sinds jaren breng ik nu mijn avonden al in uw midden door en heb nog nooit iets anders gedaan, dan u verhalen te vertellen, die ikzelf bedacht heb. »

Helaas heeft James Watt er nooit toe kunnen besluiten zijn ver­halen op te schrijven. Het enige literaire gedenkteken, dat hij heeft nagelaten, zijn zijn brieven. Zij staan vol beeldspraak en gelijkenis­sen en hun talrijke Latijnse citaten alsook uit andere talen bewijzen de rijke kennis van de man die alles wat hij wist zich zonder hulp had eigen gemaakt.
James Watt was de man met hoofdpijn. Die kwaal heeft hem zijn hele leven lang geplaagd en liet pas op latere leeftijd na. Zijn hoofd­pijn verhinderde hem toen hij klein was regelmatig de school te bezoeken en later heeft hij de grote werkstukken van zijn leven telkens weer dagenlang moeten onderbreken, omdat de hoofdpijn te erg was en zij hem het denken onmogelijk maakte.
Om de pijn te doen afnemen was hij al vroeg in zijn leven verplicht lange wandelingen te maken. Gedurende die tochten kreeg hij vaak de beste ideeën, en ook de grootste vondst van zijn leven, de uitvin­ding van de condensator schoot hem te binnen toen hij op de wande­ling was. De wandelaar met de hoofdpijn is een goed voorbeeld voor de bewering van Aristoteles, dat de mens alleen iets verstandigs invalt als hij gaat wandelen.

Een vermogen in de vingers

De lievelingsbezigheid van Watt was het hengelen. Aan de rui­sende beek gezeten, « koel tot aan het hart», gehuld in de dichte nevel van zijn vaderland en met alleen het gekrijs der vogels boven zich, heeft de uitvinder de gelukkigste uren van zijn leven gekend. Hij was een beschouwend mens, die graag rustig geleefd zou hebben. Zijn genie echter en de treurige omstandigheden waarin hij zich lange tijd bevond, dwongen hem telkens tot nieuwe ondernemingen en pas op hoge leeftijd vond hij wat behagelijkheid en vrije tijd.

De vader van de uitvinder was een rechtschapen en arme man. De inwoners van Greenock maakten hem vanwege zijn rechtschapen­heid burgemeester. Ook de grootvader, een zoon van een landbouwer uit het graafschap Aberdeen, was al burgemeester van Greenock geweest. De grootvader had zich in de tijd der revolutie onder Karel I naar Greenock begeven. Het ligt aan zee en die grootvader kon in die plaats gemakkelijker een bestaan vinden dan ergens anders. Hij was leraar in wis- en scheepvaartkunde. Zijn zoon, de vader dus van de uitvinder, heette eveneens James en was timmerman en scheepsbouwer. Zijn werkplaats lag in een bocht van de zeekust. Het bleek dat men in Greenock wel een man had kunnen gebruiken die de theorie van de scheepvaart kon onderrichten, maar geen
scheeps­timmerman. De vader moest de zaak dus al gauw over een andere boeg gooien. In zijn werkplaats werden scheepslieren gemaakt, meu­bels en doodkisten. Ook had hij een voorraad van katrollen, pompen en kanonaffuiten. Af en toe hield hij zich ook bezig met zakelijke speculaties, maar het geluk was hem niet goed gezind.

Zijn vijf kinderen verloor hij allemaal op zijn zoon James na. James was het vierde kind, het vijfde kwam om, gedurende een reis naar Amerika. James was zo zwak, dat men hem in het oude Sparta beslist niet in leven gelaten zou hebben. Op school gold hij voor dom en achterlijk. Hij wist eerst de welwillendheid van zijn leraren te ver­werven toen hij in de wiskundeklas kwam, waar hij uitstekend vol­deed. De ruwheid van zijn speelgenoten was oorzaak dat de jongen zich hoe langer hoe meer in zichzelf keerde. Door de vele onderbre­kingen van het schoolbezoek als gevolg van de hoofdpijnen hield zijn vader hem tenslotte thuis om te werken. Hij maakte een kleine draai­bank voor hem in zijn werkplaats. Aan deze draaibank en aan de bankschroef zat hij het liefst. De arbeiders van zijn vader hadden zo’n grote bewondering voor zijn handigheid dat zij gezegd moeten hebbe : « Die jongen heeft een vermogen in zijn vingers. »

De vroegrijpe ontwikkeling van de knaap viel ongetwijfeld toe te schrijven aan zijn zucht om van buiten te leren. Balladen en proza­stukken, die hem bevielen, las hij zo lang dat hij ze van buiten kende. Overdag ging hij met zijn vader om en ’s avonds met zijn moeder en de boeken.

De Schotse opstand tegen de Britse heerschappij vlamde nog in zijn kinderjaren op en de bewapende troepen der Hooglanders kwa­men ook naar Greenock. Al heel vroeg werd de jongen zich derhalve de traditie van zijn voorvaderen bewust. De overgrootvader was in een gevecht van de presbyteriaanse verbondenen tegen de koninklijke troepen om het leven gekomen en de grootvader gold voor de over­heid, vanwege zijn protestantisme als een « weerbarstige schoolmees­ter ».

Onder de vele boeken, die Watt in zijn kindertijd gelezen heeft, bevond zich ook het tweedelige werk van ’s Gravezande « Elementen der Natuurfilosofie ». Daarin stonden de toen bekende wetten der mechanica, van de lucht en de stoomdruk, alsook die van het licht en de elektriciteit, verlucht met talrijke plaatjes.

Om te beseffen welke indruk dit werk op de gevoelige jongen maakte, moet men zich kunnen voorstellen welk een plezier men in die tijd had in het experimenteren. De ontwikkelde volwassenen deden toen wat tegenwoordig de kinderen doen. Zij namen vlijtig elektrische proeven, zij gingen de samenstelling van het witte licht uit bonte kleuren na en hadden er plezier in als zij erin slaagden de proeven van Otto von Guericke te herhalen. Iedereen probeerde de nieuw uitgevonden barometer te krijgen en een verrekijker te bezitten. Zo bloeiden de exacte wetenschappen ook in de spelletjes die op vrije avondjes door de volwassenen gedaan werden en de zestienjarige James Watt verraste zijn vader en diens knechts ermee, dat hij hun op zekere dag een elektriseermachine demonstreerde, die hij volgens de beginselen van Otto von Guericke gebouwd had.

Watt had tot zijn veertiende jaar de handelsschool van Greenock bezocht en toen nog vier jaren in een gymnasium doorgebracht, waar hij Latijn en Grieks leerde en zijn wiskundige kennis verdiepte. In die tijd had de Schotse Lord Napier van Merchiston de logarithmen ingevoerd en daardoor de wiskunde uitgebreid. Watt moest beslis­sen, welk beroep hij zou kiezen. Hij zou graag dokter geworden zijn. Zijn hoofdpijnen hadden hem al vroeg met de geneesheren in aanra­king gebracht. De geneeskunst had toen juist nieuwe perspectieven gekregen. De microscoop was uitgevonden en de wereld van de kleine levende wezentjes ging open voor de ogen van de mens. In de jeugd van Watt valt ook nog de ontdekking van Trembley, dat de zoetwaterpoliep die een centimeter groot is zich in tien stukken laat snijden zonder haar leven te verliezen en dat ieder stukje een nieuwe poliep wordt. Daarmee was de wereld van de cellen ontdekt en de mensen schiepen nieuwe hoop voor hun strijd tegen de ziekten.

Tegen zijn eigen zoon heeft Watt later gezegd, dat hij zeker dokter geworden zou zijn, als hij er tegen had gekund het lijden van de zie­ken aan te zien. Zijn gevoeligheid en ongetwijfeld ook het geldgebrek van zijn vader hielden hem van de studie in de medicijnen af. Daar zijn vader wenste, dat de jongen iets zou doen, dat boven de be­kwaamheid van een scheepstimmerman uitging en dat tegelijkertijd in overeenstemming was met de gegeven omstandigheden, nam James Watt het besluit, het vak van mechanicus te leren. In Greenock was geen meester te vinden en dus verhuisde de jonge James op zijn achttiende jaar naar zijn verwanten in Glasgow. Behalve door de beroemde universiteit was deze stad toen alleen bekend door haar tabakshandelaren en haar domheid. Zij had slechts twee hoofdstraten die elkander kruisten, en het enige plezier der kooplieden in hun scharlakenrode rokken bestond hierin, dat zij ’s avonds hun gepoe­derde haren en de hanenveren van hun hoeden in deze straten lieten bewonderen en dan bij elkaar kwamen om een geweldig goed glas te drinken.
Toen er in de stad, waarvan de huizen nog met stro bedekt waren, eens een toneelgroep binnentrok, voelden de kooplieden zich zodanig in hun godsdienstige gevoelens gekwetst, dat zij het toneel bestorm­den en de spelers verjaagden.

Watt heeft later als mechanicus van de universiteit zeer lang in Glasgow gewoond, maar zijn eerste poging, er een meester te vinden en als leerling in Glasgow te wonen, mislukte. Wel kwam hij in de leer bij een man, die zich opticien noemde. Deze man handelde echter ook in violen en spinetten en was vooral knap in het maken van vis­hengels en netten. Voor iemand die graag hengelt is het erg belang­rijk te weten hoe het riet gespleten moet worden, maar daarvoor was Watt niet naar Glasgow gekomen.

De hoogleraar Dr. Dick voor wie de jonge Watt een aanbevelings­brief had, gaf hem de raad, naar Londen te verhuizen en dus reed de jongeling in gezelschap van een oude kapitein achttien dagen lang over land totdat hij in Londen was.

In Londen bemerkte hij spoedig, hoe moeilijk het voor hem zou zijn, een leermeester te vinden. De meesters in de mechanica ver­langden indertijd, dat een leerling zeven jaar in de opleiding zou zijn. Deze voorwaarde kon Watt niet vervullen. Dan had hij immers ook medicijnen kunnen gaan studeren. Daar hij aanvankelijk geen leermeester kon vinden, ging hij naar een klokkenmaker, een oom, gratis in dienst en hielp hem klokken te repareren. Intussen oefende hij zich in het graveren. Zijn vader had gedurende die tijd thuis wat geld kunnen overleggen en de jonge Watt ging een overeenkomst aan met een echte meester-werktuigkundige, Morgan geheten. De meester verplichtte zich, tegen een leergeld van twintig guinjes en eigendomsrecht op de gemaakte werkstukken, James Watt een jaar lang in de kunst van de instrumentenconstructie te onderrichten.

Liever reumatiek dan Indië

Morgan moet werkelijk een meester in zijn vak geweest zijn, want reeds na een maand was James Watt in staat, een uitstekende hoek­meter te maken. Op het einde van het jaar leverde James Watt zijn meester een sector van messing af. Dit gold voor een der moeilijkste dingen die men van een bekwaam instrumentmaker kon verlangen en dat Watt al na een jaar meester was, vindt niet alleen zijn oorzaak in zijn bijzondere bekwaamheid maar ook in het feit, dat hij de nachtelijke uren gebruikte en overigens nauwelijks van zijn plaats in de buurt van de winkeldeur wegging. In een van zijn brieven uit die tijd schreef hij, dat ’s nachts, als hij zijn bed opzocht, zijn handen erg beefden en dat hij last had van kou, hoesten en reumatiek. Hij zat echter liever op zijn tochtige plaats bij de deur van de winkel, dan dat hij naar buiten ging. Op de eerste plaats was daardoor zijn leven goedkoper — hij gaf toen nog slechts acht shilling in de week uit en op de tweede plaats was hij op straat niet veilig. In die tijd immers trokken er werftroepen door de straten en dwongen de jonge mannen ertoe matroos te worden. Het lot, aan de Oost-Indische Compagnie of aan een Amerikaanse planter verkocht te worden en op de katoenvelden te moeten werken, bedreigde toen iedereen, wiens papieren niet helemaal in orde waren. Wie zich voor de Lord-mayor niet kon legitimeren, werd overzee gezonden, en Watt kon zich niet legitimeren, omdat hij zich op een ongeoorloofde leerlings­plaats bevond.

Na zijn jaar leertijd ging Watt om van zijn kwellende hoest af te komen, voor een paar weken naar Schotland terug. Gedurende zijn wandelingen kwam hij op het idee, dat hij zich eigenlijk als mecha­nicus in Glasgow zou kunnen vestigen. De oude pianostemmer en hengelmaker zou hij daardoor niet veel last aandoen en voor zichzelf zou het voordelig zijn, wijl er immers in Glasgow geen behoorlijke instrumentmaker bestond.

Met een paar honderd gulden op zak, die zijn vader hem had gegeven, keerde hij in de herfst van 1756, nauwelijks twintig jaar oud, naar Glasgow terug en werd door de gildemeesters uitgelachen, toen hij hun verzocht, zich als werktuigkundige in hun midden te mogen vestigen. De gildemeesters motiveerden hun bezwaar tegen Watt door op te merken, dat hij geen zoon van een burger was en geen behoorlijke opleiding had genoten. Iedereen, die aan de brood­korf zit, probeert een ander er natuurlijk verre vandaan te houden.

Niet te slim willen schijnen

De professoren van de universiteit redden de jonge mechanicus ervoor met schande overladen weer te moeten vertrekken. Het ge­bied der Universiteit was een vrij gebied en door privilegies be­schermd tegen ieder ingrijpen van de overheid. De professoren ruim­den voor James Watt in de zomer van 1757 een kleine ruimte in in het gebouw van de universiteit, waar hij zijn werkplaats mocht in­richten. Later stonden zij hem ook toe dit vertrek door middel van een deur te verbinden met een ander en dit laatste vertrek kwam op straat, uit en had een winkelraam. In die werkplaats verbeterde Watt de instrumenten van de uni­versiteit en nam overigens alle opdrachten aan, die hij krijgen kon. Hij bouwde violen, klarinetten, draaiorgels en tenslotte zelfs orgels.

Zijn werkplaats werd tot een geliefkoosd trefpunt van de geleerde wereld van Glasgow. Daar troffen de professoren elkaar met hun beste studenten, rookten er hun pijp, wisselden nieuwtjes uit en pro­beerden de jonge werktuigkundige bij zijn werk te helpen of hem van zijn werk af te houden. Voor de veelzijdige Watt was deze om­gang heel prettig, en alhoewel hij toen nog niet zo geleerd was, won­nen de professoren in alle aangelegenheden der mechanica toch zijn raad in. De later zo beroemd geworden professor Robison, toen stu­dent in Glasgow, heeft ons een beschrijving nagelaten van zijn eerste ontmoeting met Watt, waarin hij erkent, hoezeer hem de kennis van de mechanicus verblufte.

« Ik was ijdel genoeg om te denken, dat ik het in de studie van de wiskunde en mechanica ver gebracht had, en was pijnlijk getrof­fen toen ik bemerkte, dat Watt veel meer wist dan ik. Maar zijn plezier in zulke dingen maakte dat een praatje daarover met iedereen een genot voor hem was. Met een aangeboren charme ving hij mijn nieuwsgierigheid op en moedigde hij mij aan tot nadere kennis­making met hem. »

Op een andere plaats zegt Robison : « Ik heb veel van de wereld gezien, maar ik moet bekennen, dat ik nooit een tweede ontmoet heb, wiens superioriteit iedereen erkende en voor wie zij zo’n genegenheid hadden. Want zijn superioriteit ging schuil onder de meest beminne­lijke oprechtheid en hij was bereid, altijd de verdiensten van anderen te erkennen. Hij had zelfs het liefst, als hij dingen, die in werkelijk­heid slechts uitwerkingen van zijn eigen aanwijzingen geweest zijn, kon toeschrijven aan de scherpzinnigheid van een vriend. »

In 1759 vroeg Robison de aandacht van James Watt voor de idee, een wagen door een stoommachine te doen besturen. Watt, die toen nog niet veel van stoom begreep, ging toch bereidwillig op de plan­nen van zijn vriend in en vervaardigde uit blik het model van een dergelijke wagen. Hij werkte echter niet en het zou Watt plezier gedaan hebben met zulke dingen niets meer te maken te hebben, omdat hij zich wegens zijn gebrek aan kennis niet zeker erbij voelde. Ten­slotte, omdat Robison telkens maar weer over de stoommachine sprak, ging Watt eens naar Dr. Black, professor in de scheikunde in Glasgow, die toen juist bezig was met studies over waterdamp. Watt liet zich door hem zoveel over de aard van de stoom vertellen, als Black zelf wist. Black heeft later en bijna tegelijkertijd met James Watt de latente, dat wil zeggen, de verborgen warmte in stoom ontdekt, maar toen was hij nog maar aan het begin van zijn arbeid en wat hij de mechanicus kon vertellen, was niet veel.

Men heeft al aan het voorbeeld van Heron gezien, dat iemand, die stoom-automaten bouwt, niet bepaald hoeft te weten, wat stoom is. Heron was van mening, dat de stoom lucht was, die door het vuur uit het water was verdreven. Tegen deze mening, die meer dan vijftien­honderd jaar lang opgeld gedaan heeft, stelde Denis Papin een nieuwe opvatting. Deze zei, stoom is een door het vuur veroorzaakte bijzonder elastische vorm van water. Die mening was juist en kwam met die van Heron alleen in dit opzicht overeen, dat vuur in staat is, de vaste natuur van iedere stof te veranderen. Boyle had er Papin op gewezen, dat het kookpunt van iedere vloeistof hoger is, naarmate de druk die er op rust sterker is.

Deze nieuwe inzichten had een zo eenvoudig man als Thomas Newcomen niet kunnen volgen. Hoe hij over de stoom dacht, blijkt wel uit het boek, dat de Zweedse ingenieur Marten Triewald over de stoommachines van Newcomen geschreven heeft. Newcomen en Triewald waren de oude mening van Heron toegedaan, dat niet het water de kracht heeft zich uit te zetten, maar alleen de lucht. Stoom was niets anders, zo leerden Newcomen en Triewald, dan uitgezette lucht, die door het vuur uit het water verdreven was.

Dr. Black was weer op de gedachten en waarnemingen van Boyle en Papin teruggekomen en formuleerde zeer nauwkeurige waarne­mingen. Hij sprak met nog groter duidelijkheid uit, wat Papin nog aarzelend gezegd had: stoom is een gas, damp en stoom zijn hetzelfde. Waterdamp is de door vuur veroorzaakte gasvorm van het water.

Black spoorde James Watt aan, dezelfde proeven te nemen als hij zelf gedaan had en beval hem aan daarvoor het model van de Newcomen-machine weer in elkaar te zetten, dat in de universiteit aan­wezig was.

Zo begonnen toen in Glasgow de onderzoekingen naar de natuur van de stoom, die weliswaar niet door Black en Watt ten einde gebracht zijn — pas in het midden van de negentiende eeuw vol­tooiden andere geleerden dit werk — maar die toch tot verrassende en revolutionaire resultaten leidden.

Stoom is onzichtbaar

Als wij tegenwoordig in een wetenschappelijk naslagwerk het hoofdstuk « stoom » doorlezen, wordt ons een rij van feiten meege­deeld. Deze feiten zijn zo talrijk, dat wij ze nauwelijks kunnen over­zien en onthouden. Als het ons bij het lezen van glasheldere resulta­ten al zo vergaat, hoe moet het toen dan de beide mannen te moede geweest zijn, die stap voor stap in het nieuwe gebied doordrongen en van wie de een bij zijn werk door de hevigste hoofdpijn geplaagd werd!

Men stelle zich zelf maar eens op de proef. Men vrage aan een mens van onze eeuw volkomen argeloos, wat eigenlijk stoom is. Als hij ons al antwoord geeft, zal hij zeggen, dat stoom dat witte wal­mende goedje is, dat uit een hete theeketel opkringelt. Als wij hem nu zeggen, neen, dat is geen stoom, maar alleen de waternevel, die zich door de koude van de lucht uit de eigenlijke, onzichtbare stoom vormt, zal hij grote ogen opzetten. Om het nog duidelijker te zeggen: als stoom uit een ventiel stroomt, dan is de stoom niet dat witte, maar dat onzichtbare kleine stuk tussen de witte nevel en de uitmon­ding van de ventiel. Dat men de stoom niet zien kan, wordt nog duidelijker als men naar het peilglas van een stoomketel kijkt. De ketel staat onder druk, hij voert voortdurend stoom naar de cilinder en als men de stoom zou kunnen zien, zou er toch boven het water in het peilglas een witte nevel moeten hangen. Maar men ziet daar niets, alleen maar een schijnbaar lege ruimte. Zo ziet men, dat men niets ziet en dat dit, wat men niet ziet, stoom is.

Stoom is een gas, waarvan het ontstaan niet onmiddellijk van de verhitting van een vloeistof afhangt. Iedere vloeistof verdampt voort­durend, alleen noemt men de verdamping zonder verhitting ver­vluchtiging. Wat wij de stoomvorming noemen, treedt in alle geval pas bij het kookpunt van de vloeistof op. Als een vloeistof verdampt, dan verdwijnt zij niet, dat wil zeggen, zij lost zich niet op in het niets, maar zij gaat over in haar gasvormige toestand.

Het model van de Newcomen-machine stelde erg teleur. Nadat Watt haar gerepareerd had, zag hij, dat de machine niet eens een behoorlijke slag kon maken, alhoewel de stoomketel in verhouding tot de werkelijke machine buitengewoon groot was. Watt probeerde van alles en kwam evenals Smeaton op de gedachte, dat het beter zou zijn, ijzeren cilinders te nemen inplaats van de bronzen, die deel van de machine uitmaakten, Maar veel beter werd de machine daar­door niet en Watt ging nu terug tot het werk van Denis Papin. Hij schafte zich een Papinse pot aan. Op de veiligheidsklep van die pot zette hij een kleine cilinder met een zuiger en begon een reeks proeven te nemen, die hem tot dezelfde overtuiging brachten als Papin, namelijk dat er stoom bestaat van hoge spanning, die veel sterker is dan de kracht van de atmosfeer. Uitgerust met deze erva­ring zou Watt een hogedrukstoommachine hebben kunnen bouwen. Hij overwoog dit plan ook, maar gaf het toen weer op, omdat hij van mening was, dat men nooit boven anderhalve atmosfeer druk zou mogen uitgaan. Een sterker druk zou ketel en ci­linder uit elkaar doen sprin­gen en hogedrukstoommachines zouden derhalve tot een voortdurende bedreiging van de mensheid worden. Toen veel later een mechanicus in Londen een hogedrukstoom­machine samenstelde en in zijn winkelraam liet lopen, noem­de Watt hem openlijk een misdadiger.

james watt 6 jpg

Trevithick sterft in ellende

Deze man intussen was de geniale Trevithick. Hij bouwde locomotieven en redde met zijn hogedrukstoommachine de Peruaanse zilvermijnen van overstroming. De hogedrukmachine werkt zonder condensator. Zij laat de zuiger niet door de atmosfeer, maar door de druk van de stoom bewegen. Als de stoom zijn werk gedaan heeft, ontsnapt hij in de lucht.

Toen Watt vernam, dat Trevithick een druk van vier atmosfeer toepaste, zei hij, dat hij er in zijn stoommachine wel acht wilde ge­bruiken, maar dat hij niemand zou aanraden die machine te bedienen. In zijn toorn tegen Trevithick ging Watt zo ver, dat hij het Lagerhuis tegen de machinebouwer ophitste. Hij zei, dat Trevithick verdiende opgehangen te worden. De hogedrukmachine heeft zich echter tegen de inzichten van James Watt in gehandhaafd. Dat kon zij echter pas, toen men met behulp van de stoommachine van Watt voldoende erts kon winnen en de ijzertechniek zo ver ontwikkeld was, dat men voldoende stevige cilinders kon gieten die tegen de hoge druk be­stand waren. Alle spoorweglocomotieven zijn hogedrukstoommachines. Zo heeft Trevithick toch gelijk gekregen, maar de vloek, die James Watt hem naar het hoofd slingerde, is op merkwaardige wijze in vervulling gegaan. Wel werd de machinebouwer niet opgehangen, maar hij stierf in ellende. Peruaanse bezitters van zilvermijnen zagen zijn machine in Londen. Zij haalden Trevithick naar Peru. Trevit­hick werd door de Peruanen met zilver overladen, maar hij raakte verstrikt in de warboel van de Peruaanse revolutie, verloor al zijn rijkdommen en kwam na een avontuurlijke vlucht over het Andesgebergte bij de Oceaan. Zijn enige rijkdom bestond uit een zilveren spoor aan zijn laars. Hij stierf in Londen zo arm, dat zijn vrienden een inzameling voor hem moesten houden, wilde hij niet als een hond-begraven worden.

De zachtmoedige Watt was zo heftig tegen Trevithick geweest, omdat hij niet wilde, dat men een zo gevaarlijk ding als stoom van hoge spanning zou gebruiken, zonder de natuur daarvan doorgrond te hebben. Hij ging daarom bij zijn eigen onderzoekingen weer een stap terug. Papin had de drukverhoudingen in zijn kookpot nooit precies kunnen bepalen. Watt stelde zich dit tot taak en zijn methode was zeer vindingrijk.

Hij deed in een glazen kolf een beetje water en kitte in de mond van de kolf een glasbuisje vast, dat bijna tot op de bodem van de kolf reikte. Uit de op die manier gesloten kolf konden lucht en stoom dus alleen door de buis ontwijken. Hij verhitte de kolf in een oven zo lang, dat al het water verdampt was en ook de lucht door de warmte en meegesleurd door de waterdamp de kolf verlaten had. De kolf scheen nu volkomen leeg te zijn, maar Watt wist, dat stoom eigenlijk een onzichtbaar gas is. Hij sloot de buis dus af, toen de laatste drup­pel water verdampt was, en hield de glazen kolf toen in een koude luchtstroom. Dat hoeven wij ons niet voor te stellen als een
ingewik­keld proces. Hij hield de kolf eenvoudig buiten het vensterraam. Daarbij nam hij waar, dat het onzichtbare gas door de koude weer in nevel en in water veranderde.

Toen woog hij de kolf, woog het uit de stoom door koude weer gecondenseerde water en vergeleek die cijfers met het gewicht van de met water gevulde kolf van vóór het experiment. Op die manier berekende hij, « dat een bepaalde hoeveelheid water bij verandering in stoom zich tot het achttienhonderdvoudige van zijn inhoud kan uitzetten. »

Bij zijn proeven met het Newcomenmodel was het Watt opge­vallen, dat het ingespoten water voor de condensatie zeer snel heet werd, ook als de zuiger van de machine stilstond, dus als er geen druk op het water werd uitgeoefend, maar er alleen hete stoom in de cilinder stroomde.

Ook dit feit was voor Watt vervolgens een voorwerp van diep­gaand onderzoek. Daarbij ontdekte hij de latente warmte van de stoom.

Het wonder van de verborgen hitte

Voor zijn onderzoekingen plaatste Watt twee waterketels naast elkaar. De ene bleef koud, de andere verhitte hij. Toen verbond hij beide ketels door middel van een gebogen glasbuis. De stoom uit de verhitte ketel werd op die manier in het koude water geleid. Dit zette Watt zo lang voort, totdat de stoom uit de kokende ketel het water in de koude ketel eveneens aan het koken gebracht had. Toen woog hij beide hoeveelheden water en stelde vast, dat het water dat eerst koud geweest was en waar de stoom in gevoerd was, met een zesde van zijn eigen gewicht was toegenomen. Dit leverde de stelling op: water, in stoom veranderd, is in staat het zesvoudige van zijn eigen gewicht aan gewoon water op kookhitte te brengen.

Achter die stelling lag evenwel nog een ander geheim verborgen. Het lag opgesloten in de vraag: Hoe kan kokend water alleen door de stoom te laten overbrengen het zesvoudige van zijn eigen gewicht aan het koken brengen, zonder zelf het kookpunt te overschrijden ?

Een enkel woord ter verduidelijking: we vullen een ketel met water, zetten er een thermometer in en leggen er een vuur onder aan. Het kwikzilver in de thermometer zal gaan stijgen tot aan het kookpunt en dan blijven stilstaan, ook als het kokende water al in stoom overgaat. Deze stoom is in staat zesmaal zoveel water aan het koken te brengen. Zijn temperatuur moet dus ver boven het kook­punt zijn. Nemen wij echter de thermometer uit het koken­de water en houden wij hem in de stoom, dan blijft het kwik ook dan voortdurend op dezelfde hoogte. Bij het verdampen neemt het water derhalve grotere hoeveel­heden warmte op en behoudt toch dezelfde temperatuur. Die warmte is latent, dat wil zeggen verborgen.

james watt 7

Daar Watt zich het wonder van de verborgen warmte niet kon verklaren, ging hij weer eens naar het laboratorium van zijn vriend Dr. Black. Hij vertelde Black van zijn waarnemingen. De professor hoorde hem glimlachend aan, stond toen op, haalde een boek uit zijn kast en legde het voor Watt op tafel. Het was een voordrachtenboek van Black en bevatte een voordracht over latente warmte. De pro­fessor was bij zijn werk tot precies dezelfde resultaten gekomen als Watt. Black had evenwel in de andere richting gewerkt. Hij had proeven genomen met ijs en bevonden, dat een zekere gewichtshoeveelheid ijs van nul graden Celsius in dezelfde gewichtshoeveelheid water van 80 graden Celsius smelt en dat dan de temperatuur van de beide hoeveelheden vloeibaar water nul graden is. Deze proef vulde hij aan met nog een andere. Een gewichtshoeveelheid water van nul graden met dezelfde hoeveelheid water van 80 graad levert gemengd een gemeenschappelijke temperatuur op van 40 graden. Daar mocht hij uit afleiden dat de uit het ijs voortgekomen hoeveelheid water 80 warmte-eenheden in zich had opgenomen, zonder dat die verborgen warmte zich direct – dus met een thermometer – liet meten.

Watt keerde weer naar zijn werkplaats terug en experimenteerde verder. Hij had nu al enkele feiten over de natuur van de stoom doorgrond, die tot dan toe onbekend geweest waren. Deze kennis alleen echter deed de Newcomen-machine geen haartje sneller lopen. Watt kende de uitzettingskracht van de stoom. Hij kende de verborgen warmte en kon toch niet bewerkstelligen, dat deze eigenschappen in de Newcomen-machine nuttig effect opleverden. De stoom verspilde zijn kracht bij de verwarming van de cilinder. Was de cilinder goed verwarmd, dan werd hij door het condenswater weer afgekoeld. Aan dit eeuwige wisselspelletje gingen krankzinnige hoeveelheden stoom verloren.

Over de Newcomen-machine ging toen in Engeland een mare rond, die de op spaarzaamheid bedachte Watt uit het hart gegrepen was. Zij luidde: « Om een mijn met een vuurmachine droog te houden, heeft men een ertsmijn nodig om de machine te maken en een kolen­mijn om ze te verhitten ».

Watt tobde maar rond in zijn werkplaats, zonder dat hij ook maar iets opschoot. Om de boeken, die er over de stoom bestonden, te kunnen lezen, had hij drie talen geleerd: Italiaans, Frans en Duits. Om de proeven met de stoom te kunnen nemen, had hij zijn nachten opgeofferd en alle geld uitgegeven dat hij bezat. Zes jaren waren er met zijn studies verlopen, en zijn vrienden waren van mening, dat de mechanicus zich in een hopeloze situatie had vastgebeten. Watt kon zich evenwel niet meer uit zijn gedachten losmaken. Hij was melancholisch geworden en zei eens: « Ik kan niets anders meer den­ken dan de machine. »

Slechts één mens kon Watt uit zijn melancholie tijdelijk bevrijden. Dat was zijn nicht, die hij in 1764 gehuwd had, wier vrolijk tempe­rament hem betoverde en die hij de mooiste brieven schreef. Deze vrouw stond hem dapper ter zijde en uiterlijk gezien ging het Watt niet slecht. Hij had zich, om al zijn krachten aan de machine te kun­nen wijden, een man gehuurd, die de boeken voor hem bijhield en door wiens handigheid de werkplaats tot bloei gekomen was. Watt bood deze flinke Craig deelgenootschap aan en hij heeft zich die grootmoedigheid nooit berouwd. In 1765 werkte de inrichting met zestien gezellen.

Een vruchtbare wandeling

In dat gedenkwaardige jaar kreeg de uitvinder gedurende een wandeling de verlossende gedachte. Daarover bericht hij zelf :

« Op een zondagmiddag had ik buiten Glasgow een wandeling gemaakt. Toen ik mij halverwege tussen het Hirtshuis en de Arnsbron bevond en mijn gedachten natuurlijk toefden bij de proeven waar ik juist mee bezig was om warmte in de cilinder te sparen, kwam net op dat gedeelte van de weg de gedachte bij mij op, dat daar stoom een elastische damp is, hij zich moet uitzetten en in een van te voren luchtledig gemaakte ruimte storten; ik overlegde, dat ik alleen een met verdunde lucht gevulde ruimte in een
afzon­derlijk vat hoefde te maken en van dit vat uit een verbinding te maken met de cilinder. Dan zal de stoom uit de cilinder in de lucht­ledig gemaakte ruimte trekken en de machine kan werken. »

Uit deze grondgedachte ontwikkelden zich voor Watt in verloop van twee dagen al de revolutionaire verbeteringen die hij aan de stoommachine heeft aangebracht.

Hij beredeneerde, dat de stoom alleen spaarzaam te gebruiken was, men de cilinder niet voortdurend dwong af te koelen en dan weer heet te worden, maar als men hem voortdurend warm hield, zodat hij geen stoom kon doen condenseren. Dat was op eenvoudige manier te bereiken door de beschermende cilindermantel, die bij Newcomen altijd met koud water gevuld was, met stoom te vullen. Maar zover durfde Watt pas later te denken. Voorlopig ging hij er toe over, het koude water uit de stoomcilinder te verbannen. Hij overwoog, dat men van de cilinder een buis naar een ruimte zou lijden. Die ruimte moest men vervolgens in verbinding stellen met een luchtpomp. Als men nu met de luchtpomp in die ruimte een luchtledig verwekte, zou de stoom uit de cilinder in die ruimte storten en in de cilinder een vacuüm achterlaten. De buitenlucht drukte de zuiger dan weer in de cilinder omlaag. Van de bodem van de cilinder kon de zuiger dan weer meteen naar boven gaan, omdat nu immers de cilinderwand niet meer opnieuw verwarmd hoefde te worden. Zo zou de ene slag op de andere kunnen volgen. De machine zou heel goedkoop werken en daarbij de prestaties van de machine van Newcomen veelvoudig overtreffen. Niet zestien slagen in de minuut was het ideaal, maar zestig.

Zo volgde de ene gedachte de andere op en toen Watt zich er toe zette een kleine proefmachine te bouwen, had het nieuwe zich al zo ver in zijn hoofd ontwikkeld, dat hij de machine op de volgende manier maakte :

james watt 8

Van de stoomketel D uit ging een buis omhoog. Zij leidde naar de cilinder. De cilinder Z was echter niet meer boven, maar naast de stoomketel aangebracht. De verbindingsbuizen tussen stoomketel en cilinder werden vertakt en kwamen boven en beneden in de cilinder uit. De zuigerstang St kwam bij de proefmachine niet boven uit de cilinder doch beneden. Twee stoomleidingen kwamen dus in de cilinder uit, een derde leidde naar buiten en verbond de cilinder met het vat K, waarin het luchtledig tot stand gebracht moest wor­den. Dit vat was met een pomp P verbonden. De pomp en het lucht­ledig werden in een kuip geplaatst, waar zich koud water in bevond. Dit moest het luchtledige vat zo laag gekoeld houden, dat de stoom, die uit de cilinder in het vacuüm terechtkwam, onmiddellijk neerge­slagen werd en er ruimte ontstond voor nieuwe stoom. Het gecondenseerde water werd door de pomp, die het luchtledig maakte, naar buiten gepompt.

De proefmachine had vier ventielen. In elke tak van de stoomlei­dingen zat er een, de derde scheidde de cilinder van het vacuüm en de vierde ventiel bevond zich aan de zuigerstang. Watt had deze stang namelijk in de lengte doorboord. Die doorboring diende om het water uit de cilinder te la­ten, dat zich toch nog uit stoom mocht hebben gecon­denseerd. Aan de zuiger­stang hing Watt een ge­wicht van achttien pond.

Eerste seconden van een nieuwe tijd

De proefmachine bouw­de Watt in enkele dagen tijds van blik en messing. Zij bestaat thans nog en staat in het Wetenschap­pelijk Museum in Londen.

Voor wie thans in de geschiedenis terugblikken, is het moeilijk de
koorts­achtige haast opnieuw mee te beleven waarmee James Watt werkte en de nerveuze spanning mee te voelen, die hem vervulde, toen hij de machine voor de eerste maal ging verhitten. Toen er stoom in de ketel verwekt was, sloot de mechanicus allereerst de kraan, die de luchtpomp en het vacuüm van de werkcilinder scheidde en opende de stoomkraan, die de bovenste buis van de vork gesloten hield. Hij zelf heeft uit zijn geheugen deze eerste seconden beschreven. Daar hij zijn mededeling daarover neerschreef toen hij al heel oud was, is er natuurlijk weinig meer in te bespeuren van de opwinding die zich toen van hem mees­ter had gemaakt.

« De stoom werd in de cilinder toegelaten en kwam al spoedig door de holte van de zuigerstang en bij de ventiel van de condensa­tor – zo heette later het vacuüm – naar buiten. Toen aangenomen kon worden dat de lucht verdreven was, werd de stoomkraan geslo­ten en de zuigerstang van de luchtpomp omhooggetrokken; zij maak­te daardoor van de condensator een ruimte met verdunde lucht. Nu werd de kraan naar de condensator geopend, de stoom schoot in de ruimte met verdunde lucht en werd gecondenseerd. Onmiddellijk daarop ging de zuiger van de cilinder omhoog en hief zodoende het gewicht van achttien pond op, dat aan het benedeneinde van de
zui­gerstang gehangen was. De condensatorkraan werd gesloten, de stoom opnieuw in de cilinder toegelaten en het proces herhaald; de hoeveelheid verbruikte stoom en het opgeheven gewicht werd ver­geleken en, afgezien van het feit dat er geen stoommantel en buiten­bekleding was aangebracht, was de uitvinding compleet, voor wat betreft de besparing van stoom en brandstof.

Vlak daarop werd een groot model met een houten beschermings­mantel rond de cilinder gebouwd; de proeven die daarmee genomen werden bevestigden de verwachtingen, die ik koesterde en toonden het voordeel der uitvinding zonder enige twijfel aan. — Bij deze tweede machine werd de werkcilinder met zijn uitmonding naar boven gericht en de machine werd van een balans en van de andere apparaten voorzien, die bij de vroegere machine gebruikelijk waren, want het omkeren van de cilinder of beter gezegd, alleen van de zuigerstang in het model was immers alleen maar een middel geweest, om de nieuwe uitvinding gemakkelijker te kunnen proberen; bij grote machines zou daar veel bezwaar tegen bestaan. »
.

(Walther Kiaulehn ‘IJzeren engelen’)
.

8e klas geschiedenis: alle artikelen

8e klas: alle artikelen

James Watt

James Watt en de industriële revolutie

.

507-469

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.