Matthew Murray

Matthew Murray (1765 – 20. Februar 1826) war ein englischer Dampfmaschinen- und Werkzeugmaschinenhersteller , der 1812 die erste kommerziell nutzbare Dampflokomotive , die zweizylindrige Salamanca, entwarf und baute. Er war ein innovativer Konstrukteur auf vielen Gebieten, darunter Dampfmaschinen, Werkzeugmaschinen und Maschinen für die Textilindustrie .

Über Matthew Murrays frühe Jahre ist wenig bekannt. Er wurde 1765 in Newcastle upon Tyne geboren. Mit vierzehn Jahren verließ er die Schule und begann eine Lehre als Schmied oder Weißschmied . 1785, nach Abschluss seiner Lehre, heiratete er Mary Thompson (1764–1836) aus Whickham in der Grafschaft Durham. Im folgenden Jahr zog er nach Stockton und begann als Geselle in der Flachsspinnerei von John Kendrew in Darlington zu arbeiten , wo das maschinelle Spinnen von Flachs erfunden worden war. ^{[ 1 ]}

Murray und seine Frau Mary hatten drei Töchter und einen Sohn, der ebenfalls Matthew hieß. ^{[ 2 ]}

1789 zog Murray mit seiner Familie aufgrund mangelnden Handels in den Flachsspinnereien von Darlington nach Leeds , um für John Marshall zu arbeiten, der später ein bedeutender Flachsfabrikant werden sollte . Marshall hatte in Adel eine kleine Spinnerei gemietet , um dort Flachs zu produzieren und mithilfe von Matthew Murray eine bereits vorhandene Flachsspinnmaschine weiterzuentwickeln. Nach einigen Versuchen, das Problem der Fadenbrüche beim Spinnen des Flachses zu lösen, wurden so große Verbesserungen erzielt, dass Marshall 1791 den Bau einer neuen Spinnerei in Holbeck in Angriff nehmen konnte . Murray leitete die Installation. Die neue Spinnerei umfasste Flachsspinnmaschinen nach seinem eigenen Entwurf, die er 1790 patentieren ließ. 1793 meldete Murray ein zweites Patent für „Instrumente und Maschinen zum Spinnen von Faserstoffen“ an. Dieses Patent beinhaltete eine Kardiermaschine und eine Spinnmaschine, die das neue Verfahren des Nassspinnens von Flachs einführte und den Flachshandel revolutionierte. ^{[ 2 ]} Murray wartete die Maschinen in Marshalls Mühlen und nahm Verbesserungen vor, die seinem Arbeitgeber gefielen. Zu diesem Zeitpunkt scheint Murray der leitende Ingenieur der Mühle gewesen zu sein.

Die Industrie im Raum Leeds entwickelte sich rasant, und es zeigte sich, dass sich eine Firma für allgemeine Maschinenbau- und Mühlenbauarbeiten ansiedeln konnte. Daher ging Murray 1795 eine Partnerschaft mit David Wood (1761–1820) ein und gründete eine Fabrik in Mill Green, Holbeck . In der Umgebung gab es mehrere Mühlen, die von der neuen Firma mit Maschinen beliefert wurden. Die Firma war so erfolgreich, dass sie 1797 in größere Räumlichkeiten in der Water Lane, Holbeck, umzog. Zu diesem Zeitpunkt traten zwei neue Partner in die Firma ein: James Fenton (zuvor Marshalls Partner) und William Lister (ein Mühlenbauer aus Bramley, Leeds ). Die Firma firmierte fortan unter dem Namen Fenton, Murray und Wood . Murray war der technische Innovator und für die Auftragsakquise zuständig; Wood leitete das Tagesgeschäft; Fenton war der Buchhalter. ^{[ 2 ]}

Obwohl das Unternehmen weiterhin die Textilindustrie belieferte, begann Murray darüber nachzudenken, wie die Konstruktion von Dampfmaschinen verbessert werden könnte. Er wollte sie einfacher, leichter und kompakter gestalten. Außerdem sollte die Dampfmaschine eine in sich geschlossene Einheit sein, die sich vor Ort mit vorgegebener Genauigkeit montieren ließ. Viele bestehende Maschinen wiesen Montagefehler auf, deren Behebung sehr aufwendig war. Ein Problem, mit dem Murray konfrontiert war, bestand darin, dass James Pickard bereits das Kurbel-Schwungrad-Verfahren zur Umwandlung von Linear- in Kreisbewegung patentiert hatte. Murray umging diese Schwierigkeit auf geniale Weise durch die Einführung eines Tusi- Kupplungsmechanismus mit hypozykloider Geradeausbewegung . Dieser bestand aus einem großen, festen Ring mit Innenverzahnung. Auf der Innenseite dieses Rings rollte ein kleineres Zahnrad mit dem halben Durchmesser des äußeren Zahnrads, angetrieben von der Kolbenstange der Dampfmaschine, die am Rand des Zahnrads befestigt war. Während sich die Kolbenstange geradlinig vor- und zurückbewegte, wurde ihre Linearbewegung durch das Zahnrad in eine Kreisbewegung umgewandelt. Das Lager des Zahnrads war an einer Kurbel auf der Schwungradwelle befestigt. Durch die Verwendung des hypozykloidalen Geradlinigkeitsmechanismus konnte er kompaktere und leichtere Motoren als seine Vorgänger bauen. Murray stellte die Nutzung dieser Antriebsart jedoch ein, sobald Pickards Patent abgelaufen war.

1799 erfand William Murdoch , ein Mitarbeiter der Firma Boulton und Watt , ein neuartiges Dampfventil, das sogenannte D-Schieberventil . Dieses verschiebte sich vor- und zurück und ließ so abwechselnd Dampf in das eine und das andere Ende des Zylinders einströmen. Matthew Murray verbesserte die Funktionsweise dieser Ventile, indem er sie mit einem Exzentergetriebe antrieb, das an der rotierenden Welle der Dampfmaschine befestigt war.

Murray patentierte außerdem eine automatische Drosselklappe, die den Ofenzug in Abhängigkeit vom Kesseldruck regelte, und konstruierte einen mechanischen Brennstoffbehälter, der den Feuerraum automatisch mit Brennstoff versorgte. Murray führte als Erster die horizontale Anordnung des Kolbens in der Dampfmaschine ein. Er erwartete von seinen Mitarbeitern höchste Präzision in der Ausführung, was dazu führte, dass Fenton, Murray und Wood Maschinen von äußerst hoher Genauigkeit herstellten. Er konstruierte eine spezielle Hobelmaschine zum Hobeln der Schieberflächen. Diese Maschine befand sich offenbar in einem verschlossenen Raum, zu dem nur bestimmte Mitarbeiter Zugang hatten. ^{[ 2 ]}

Die Murray-Hypozykloidenmaschine im Thinktank Museum in Birmingham, England, ist die drittälteste funktionstüchtige Maschine der Welt und die älteste funktionstüchtige Maschine mit einem geradlinigen Hypozykloidenmechanismus. ^{[ 4 ]}

Aufgrund der hohen Qualität seiner Dampfmaschinen stiegen die Verkaufszahlen stark an, und es wurde deutlich, dass eine neue Maschinenmontagehalle benötigt wurde. Murray entwarf diese selbst und errichtete ein riesiges, dreistöckiges Rundgebäude, die sogenannte „ Runde Gießerei“ . Darin befand sich eine zentral montierte Dampfmaschine, die alle Maschinen im Gebäude antrieb. Murray baute sich außerdem ein Wohnhaus neben dem Werk. Dessen Konstruktion war wegweisend, da jeder Raum mit Dampfrohren beheizt wurde, weshalb es in der Gegend als „Dampfhalle“ bekannt wurde. ^{[ 2 ]}

Der Erfolg von Fenton, Murray und Wood, der auf der hohen Qualität ihrer Arbeit beruhte, rief die Feindseligkeit der Konkurrenten Boulton und Watt hervor . Letztere Firma entsandte ihre Angestellten William Murdoch und Abraham Storey zu Murray, angeblich zu einem Höflichkeitsbesuch, in Wirklichkeit aber, um seine Produktionsmethoden auszuspionieren. Murray empfing sie – etwas unklug – und zeigte ihnen alles. Nach ihrer Rückkehr berichteten sie ihren Arbeitgebern, dass Murrays Guss- und Schmiedearbeiten ihren eigenen weit überlegen seien, und man bemühte sich, viele seiner Produktionsmethoden zu übernehmen. Auch Boulton und Watt versuchten , einen Mitarbeiter von Fenton, Murray und Wood durch Bestechung zu Informationen zu bewegen. Schließlich kaufte James Watt jun. ein an die Werkstatt angrenzendes Grundstück, um die Expansion des Unternehmens zu verhindern.

Boulton und Watt fochten erfolgreich zwei Patente von Murray an. Murrays Patent von 1801 für verbesserte Luftpumpen und andere Innovationen sowie von 1802 für eine in sich geschlossene Kompaktmaschine mit einem neuartigen Schieberventil wurden angefochten und für ungültig erklärt. In beiden Fällen hatte Murray den Fehler begangen, zu viele Verbesserungen in ein und demselben Patent zusammenzufassen. Dies hätte zur Folge gehabt, dass das gesamte Patent ungültig geworden wäre, wenn sich auch nur eine der Verbesserungen als Urheberrechtsverletzung erwiesen hätte .

Trotz der Manöver von Boulton und Watt entwickelte sich die Firma Fenton, Murray und Wood zu einem ernstzunehmenden Konkurrenten und konnte zahlreiche Aufträge gewinnen. ^{[ 2 ]}

In 1812 the firm supplied John Blenkinsop, manager of Brandling'sMiddleton Colliery, near Leeds, with the first twin-cylinder steam locomotive (Salamanca). This was the first commercially successful steam locomotive.

The double cylinder was Murray's invention;^[7] he paid Richard Trevithick a royalty for the use of his patented high pressure steam system, but improved upon it, using two cylinders rather than one to give a smoother drive.

Because only a lightweight locomotive could work on cast iron rails without breaking them, the total load they were capable of hauling was very much limited. In 1811, John Blenkinsop patented a toothed wheel and rack rail system. The toothed wheel was driven by connecting rods, and meshed with a toothed rail at one side of the track. This was the first rack railway, and had a gauge of 4 ft 1½ ins.

Once a system had been devised for making malleable iron rails, around 1819, the rack and pinion motion became unnecessary, apart from later use on mountain railways. However, until that time it enabled a small and lightweight locomotive to haul loads totalling at least 20 times its own weight. Salamanca was so successful that Murray made three more models. One of these was known as Lord Wellington, and the others are said to have been named Prince Regent and Marquis Wellington, though there is no known contemporary mention of those two names. The third locomotive intended for Middleton was sent, at Blenkinsop's request, to the Kenton and Coxlodge Colliery waggonway near Newcastle upon Tyne, where it appears to have been known as Willington. There it was seen by George Stephenson, who modelled his own locomotive Blücher on it, minus the rack drive, and therefore much less effective.^[2]

Nachdem zwei Lokomotiven explodiert waren und ihre Lokführer getötet hatten und die beiden verbleibenden Lokomotiven nach mindestens 20 Jahren harter Arbeit zunehmend unzuverlässig wurden, kehrte die Zeche Middleton 1835 schließlich zum Pferdebetrieb zurück. Gerüchten zufolge wurde eine verbliebene Lokomotive einige Jahre lang in der Zeche erhalten, aber schließlich verschrottet.

1811 fertigte die Firma eine Trevithick- Hochdruckdampfmaschine für John Wright, einen Quäker aus Great Yarmouth in Norfolk . Die Maschine wurde in den Schaufelraddampfer „L’Actif“ eingebaut , der von Yarmouth aus verkehrte. Das Schiff war ein erbeuteter Kaperdampfer , der von der Regierung erworben worden war. Es wurden Schaufelräder angebracht und von der neuen Maschine angetrieben. Das Schiff wurde in „Experiment“ umbenannt, und die Maschine bewährte sich sehr und wurde schließlich auf ein anderes Schiff, die „Courier“ , übertragen .

1816 erhielt Francis B. Ogden, der US- Konsul in Liverpool, zwei große Zweizylinder-Schiffsdampfmaschinen von Murrays Firma. Ogden ließ die Konstruktion anschließend in Amerika patentieren. Sie wurde dort vielfach kopiert und zum Antrieb der Mississippi -Raddampfer eingesetzt . ^{[ 2 ]}

Murray verbesserte die Maschinen zum Auflockern und Spinnen von Flachs entscheidend . Beim Auflockern wurden die Flachsfasern gespalten und gerichtet, um sie für das Spinnen vorzubereiten. Murrays Auflockermaschine brachte ihm 1809 die Goldmedaille der Royal Society of Arts ein . Zu der Zeit, als diese Erfindungen gemacht wurden, stand der Flachshandel kurz vor dem Aus, da die Spinner nicht mehr in der Lage waren, Garn gewinnbringend herzustellen. Murrays Erfindungen senkten die Produktionskosten und verbesserten die Qualität der Produkte, wodurch der britische Leinenhandel auf ein solides Fundament gestellt wurde. Die Herstellung von Flachsmaschinen entwickelte sich zu einem wichtigen Industriezweig in Leeds. Es wurden große Mengen für den Inlandsverbrauch und den Export produziert, wodurch immer mehr hochqualifizierte Mechaniker Arbeit fanden. ^{[ 2 ]}

1814 patentierte Murray eine hydraulische Stoffpresse , bei der sich Ober- und Untertisch gleichzeitig annäherten. Er verbesserte die von Joseph Bramah erfundenen hydraulischen Pressen und konstruierte 1825 eine riesige Presse zum Testen von Kettenseilen . Diese für das Marineamt gebaute Presse war 10,4 Meter lang und konnte eine Kraft von 1000 Tonnen ausüben. Die Presse wurde kurz vor Murrays Tod fertiggestellt. ^{[ 2 ]}

Matthew Murray starb am 20. Februar 1826 im Alter von sechzig Jahren. Er wurde auf dem Friedhof der St. Matthew’s Church in Holbeck , Leeds, beigesetzt. Sein Grabmal wurde von einem gusseisernen Obelisken der Round Foundry gekrönt. Seine Firma bestand bis 1843. Mehrere bedeutende Ingenieure wurden dort ausgebildet, darunter Benjamin Hick , Charles Todd , David Joy und Richard Peacock .

Es zeugt von der guten Konstruktion und Verarbeitung seiner Dampfmaschinen, dass mehrere seiner großen Mühlenmaschinen über achtzig Jahre lang liefen und eine davon, die gebraucht in der Lokomotivreparaturwerkstatt in King's Cross installiert wurde , sogar über ein Jahrhundert lang in Betrieb war.

Murrays einziger Sohn Matthew (ca. 1793–1835) ^{[ 8 ]} absolvierte eine Lehre in der Round Foundry und ging nach Russland ; er gründete ein Maschinenbauunternehmen in Moskau , ^{[ 2 ]} wo er im Alter von 42 Jahren starb. ^{[ 9 ]}

• Chrimes, Mike (2002), „Matthew Murray“, in: Skempton, A. W. et al. (Hrsg.), A Biographical Dictionary of Civil Engineers , Band 1, London, England: Thomas Telford im Auftrag der Institution of Civil Engineers , S.  461–462 , ISBN 0-7277-2939-X{{citation}}Fehlend oder leer |title=( Hilfe ) .
• Cookson, G. (1994), „Frühe Textilingenieure in Leeds, 1780–1850“, Veröffentlichungen der Thoresby Society , 4 : 40–61Die
• English, Walter (1969), Die Textilindustrie: Ein Bericht über die frühen Erfindungen von Spinn-, Web- und Strickmaschinen , Harlow, Longmans, S.  157–160 , LCCN  72472630Band 4 der Reihe Industriearchäologie .
• Kilburn Scott, Ernest (1928), Matthew Murray: Pionieringenieur. Aufzeichnungen von 1765 bis 1826 , Leeds, England: E. Jowett Ltd, OCLC  1686282Die
• Roe, Joseph Wickham (1916), Englische und amerikanische Werkzeugmacher , New Haven, Connecticut: Yale University Press, LCCN  16011753Nachdruck durch McGraw-Hill, New York und London, 1926 ( LCCN  27-24075 ); und durch Lindsay Publications, Inc., Bradley, Illinois ( ISBN 27-24075) . 978-0-917914-73-7).
• Rolt, LTC (1962), Große Ingenieure , London, England: G. Bell and Sons Ltd, OCLC  460171705Die
• Smiles, Samuel (1901) [1861], Industriebiografie , London, England: John MurrayDie
• Warden, Alex J. (1967) [1864], The Linen Trade: Ancient and Modern , London, England: Longman, Green, Longman, Roberts & Green, S.  690– 692, OCLC  9078821Die

• Holbeck Urban Village, Leeds – Illustrierte Seite über Murray und sein Werk
• The Guardian The Northerner: Artikel über Murray und Leeds
• Leeds Engine Builders – Englands größte Lokomotivbaustadt
• Spartacus Educational Matthew Murray