Wasserkraft

Trotz der lebhaften Verbindung der Dampfkraft mit der Vorrangstellung der Vereinigten Staaten im verarbeitenden Gewerbe war es die Wasserkraft, die die Grundlage für die industriellen Erfolge des Landes bildete. Die zahlreichen Wasserkraftstandorte in Neuengland - kombiniert mit einem immer ausgefeilteren Verständnis, wie die Macht an diesen Standorten aufgeteilt und genutzt werden kann - ermöglichten es der jungen Nation, sich zu einem aufstrebenden Industrieriesen zu entwickeln.

Koloniale Anfänge

Das Bild des trägen Wasserrads - ein Lieblingsbild in Darstellungen des Landlebens im XNUMX. Jahrhundert - widerspricht der Konvergenz von ausgefeilter Technologie und Naturkräften, die in der Wassermühle verkörpert sind. Die Verwendung von Schächten und Getrieben zur Kraftübertragung, die Wahl des Standorts (in der Nähe eines geeigneten Abfalls des Bach- oder Flussniveaus und nahe genug am Wald, damit der Regenwasserabfluss allmählich in den Wasserlauf geleitet wird) und der Bau anderer Strukturen wie z Gerinne, Dämme und Lagerteiche (um die Betriebsfähigkeit in Zeiten mit niedrigerem Wasserstand aufrechtzuerhalten) sprechen für das Verständnis des Müllers, wie technologische Elemente und natürliche Prozesse zusammenwirken können, um nützliche Arbeit zu leisten. Dies bedeutet nicht, dass die Integration von Mühlen in die Umwelt nahtlos verlief: Der Bau von Dämmen führte zu einer Störung der Fischwanderung und häufig zu einer Überflutung des vorgelagerten Ackerlandes.

Die Wasserkrafttechnologie war auch in die Entwicklung der Gemeinde eingebunden. Mühlen gehörten zu den ersten Bauwerken einer Gemeinde; Tatsächlich war es ein potenzieller Mühlenstandort, der häufig zur Gründung einer Siedlung führte. Der Bau von Wassermühlen wurde von grundlegenden Fragen der Ernährung und des Schutzes vorangetrieben - dem Mahlen von Getreide und der Vorbereitung von Holz für den Bau. Die koloniale Getreidemühle, ob wind- oder wassergetrieben, war eine natürliche Fortsetzung der englischen Mühlenpraxis. Das koloniale Sägewerk verdankte mehr der Praxis in Kontinentaleuropa. Waterpower wurde auch eingesetzt, um Walk- und Kardiermaschinen sowie Bälge und Stolperhämmer im Metallhandel anzutreiben.

Maßstab und Verfeinerung

Gegen Ende des achtzehnten Jahrhunderts wurde die autarke ländliche Gemeinde als eine Art amerikanisches Ideal angesehen - im Gegensatz zu den zerstörten Industriestädten im Norden Englands. Dieses Ideal war verführerisch, aber kaum haltbar, da die ehemaligen Kolonien weiterhin auf viele importierte Materialien angewiesen waren. Nach dem Handelsembargo von 1807 bis 1809 mit Frankreich und England wurde es unmöglich. Die von Samuel Slater (1768–1835) in Pawtucket, Rhode Island, 1790 ausgestattete Mühle war die erste beträchtliche Anwendung moderner englischer Textilherstellungsmaschinen in der Neuen Welt. Slaters Mühle war eine zentral angetriebene, voneinander abhängige Gruppe von Maschinen, die gereinigte Baumwolle in gesponnenes Garn umwandelten. Die Strukturmaterialien, die Stromquelle und die Bauweise der Mühle waren alle traditionell, aber ihre Ausstattung und Vernetzung machten sie zu einem Vorreiter der amerikanischen industriellen Entwicklung. Slaters Fachwissen, das auf einer passiven Form der Industriespionage beruhte (als Lehrling in England hatte er sich mit Richard Arkwrights Textilmaschinen vertraut gemacht), untermauerte den Bau weiterer Mühlen: eine größere Installation für Oziel Wilkinson und Moses Brown im Jahr 1792 und dann mehrere von sein eigenes. Es sollte auch beachtet werden, dass Slaters Erfolg in hohem Maße auf der Beschäftigung von Kindern beruhte - eine Vorgehensweise, die nicht nur hinsichtlich der niedrigen Löhne, die sie zahlen konnten, sondern auch wegen ihrer Fähigkeit, sich in beengten mechanischen Anlagen zu bewegen, attraktiv war .

Das grundlegende Verständnis von Wassermühlenmaschinen - abgeleitet aus der europäischen Praxis und bis zu einem gewissen Grad vielleicht intuitiv - hat sich in dieser Zeit erheblich weiterentwickelt, was größtenteils von Der Young Mill-Wright und Millers Guide von Oliver Evans (1755–1819). Diese 1795 erstmals veröffentlichte Arbeit kombinierte Erhebungen verschiedener Mühlen, Berechnungstabellen und Erklärungen der Bauweise und war in gewisser Weise eine schriftliche Darstellung dessen, was bis zu diesem Zeitpunkt eine im Wesentlichen mündliche Tradition gewesen war. Diese Veröffentlichung wurzelte jedoch nicht nur in der praktischen Erfahrung, sondern enthielt auch vollständige Erklärungen zu Evans 'bahnbrechenden Arbeiten im Bereich der mechanisch integrierten Mühle: Die Getreidemühle als mehrstöckige Maschine in Gebäudegröße, Hebe-, Förder-, Schleif-, Sieb- und Absackmaschine - alles davon zentral betrieben. Das Anleitung blieb eine beliebte Referenz bis in die Mitte des neunzehnten Jahrhunderts und spielte zweifellos eine wichtige Rolle bei der Verbreitung amerikanischer Wassermühlen (von ungefähr 7,500 im Jahr 1790 auf 55,000 im Jahr 1840), von denen viele nach dem Evans-Prinzip gebaut wurden.

Die am weitesten fortgeschrittene Anwendung von Wasserkraft in dieser Zeit war die Installation, die 1821 neben den Pawtucket Falls am Merrimack River in Massachusetts begonnen wurde. Die Wurzeln dieser Entwicklung lagen in Francis Cabot Lowells 1813er Mühle in Waltham, Massachusetts, die erste Fabrik, die Baumwolle vom Rohzustand bis zum fertigen Stoff verarbeiten kann. Die Belegschaft dieser Fabrik bestand aus jungen Bäuerinnen, die in Firmengebäuden neben den Textilfabriken untergebracht waren. Dieser Ansatz, der später als Waltham-System bekannt wurde, ermöglichte die Konzentration einer großen Belegschaft in der Nähe einer Fabrik. häufiger Umsatz verhinderte die Schaffung eines fest verankerten Proletariats. Der Standort Pawtucket Falls wurde nach Lowell benannt, der 1817 gestorben war. Ein sorgfältig geplantes Netz von Stromkanälen wurde schrittweise gebaut. Neben diesen Kanälen konnten unabhängige Unternehmen Mühlen bauen, und Strom, gemessen in "Mühlenleistung", wurde von den Eigentümern des Kanalsystems gepachtet. Bis 1836 wurden auf dem Gelände XNUMX Textilfabriken sowie zusätzliche Werkstätten eingerichtet. Lowell stellte nicht nur die Vereinigten Staaten an die Spitze der Entwicklung der Wasserkraft, sondern legte auch den Grundstein für die Vorrangstellung Neuenglands im Werkzeugmaschinenbau. Eine Generation von Mechanikern und Ingenieuren wurde in den Werkstätten vor Ort geschult, die für die Wartung der Textilmaschinen von Lowell gebaut wurden, und die in diesen Werkstätten entwickelten Methoden brachten den amerikanischen Maschinenbau auf ein neues Maß an Genauigkeit.

Am Ende dieser Periode befand sich das Lowell-System noch in der Expansion, aber seine Größe und Raffinesse hatten es bereits weit über die Subsistenzmühlen hinaus gebracht, die die Wasserkraft Mitte des XNUMX. Jahrhunderts charakterisierten. Es sollte jedoch beachtet werden, dass in Pioniergemeinschaften noch rudimentäre Mühlen gebaut wurden, was darauf hinweist, dass die Weiterentwicklung der Wasserkrafttechnologie nicht unbedingt die Verwendung primitiver Formen und bescheidener Lösungen beendete. Und Lowell teilte unweigerlich viele der Probleme dieser Standorte: einen Standort, der eher durch die Geografie als durch die Nähe zu Märkten definiert ist, vorhersehbare Störungen durch Einfrieren und Frischwasser, die Unvorhersehbarkeit von Überschwemmungen und Dürren - kurz gesagt, die Arten von Problemen, die mit der Nutzung von verbunden sind eine natürliche Energiequelle, unabhängig vom eingesetzten Einfallsreichtum.