Massaproductie

(en de IndustriŽle Revolutie)

[nieuw: de Cromford Textielfabriek en Portsmouth Block Mills]

Deze pagina is verdeeld in de volgende onderdelen:

Massaproductie is het maken van grote hoeveelheden dezelfde producten. Meestal wordt er meer gemaakt dan er besteld wordt.
Het is het tegengestelde van stuksproductie, waarbij de producten op bestelling gemaakt worden, zoals bijvoorbeeld een mooie eikenhouten kast.
Het maken van bijvoorbeeld klompen kun je wat gemakkelijker doen door "mallen" te maken en die overtrekken op de stukken hout, zodat je alvast een begin hebt. De rest is handwerk. Een klompenmaker maakt in zijn leven misschien wel duizenden klompen, maar massaproductie is het niet. Dat is het weer wel als de klompen in grote hoeveelheden automatisch met machines worden gemaakt. 
Massaproductie gaat meestal lang door. Bij auto's bijvoorbeeld worden jarenlang dezelfde modellen gemaakt totdat er een nieuw model verschijnt

Serieproductie is het maken van kleinere aantallen dan bij massaproductie. Hierbij gaat het ook vaak om producten die al besteld zijn, groot of klein. Bijvoorbeeld huizen, boten, de sluizen van de Oosterscheldedam, maar ook 10.000 auto uitlaten. Een voorbeeld van serieproductie is de fotoserie onderaan deze pagina. Daar werden uitlaten van een bepaald type een tijdje gemaakt en dan ging men over op het maken van andere. De gereedschappen werden echter bewaard, zodat na enige tijd weer een nieuwe serie van een bepaald type uitlaat kon worden gemaakt.

Massaproductie heeft energie nodig om alle machines aan te drijven. De windmolen is er een van, maar die is vanwege de wind niet altijd betrouwbaar. De watermolen is op zich uitstekend, maar komt alleen voor waar het land niet helemaal vlak is en waar ook een riviertje of beekje stroomt. Vanaf de 18e eeuw wordt de stoommachine de belangrijkste energiebron. Die kun je overal gebruiken. Dit betekent dat er een groot gebouw neergezet wordt, de fabriek. Die fabriek bevat de speciale machines om producten te maken. Het betekent ook dat de arbeiders die naar de fabriek komen om te werken, niet meer thuisarbeid verrichten. De producten uit de fabriek zijn goedkoper dan die van de thuiswerkers, zodat de fabriek voor velen de enige mogelijkheid wordt om geld te verdienen.

Hiermee begint de IndustriŽle Revolutie. Het eerst in Groot-BrittanniŽ, daarna in de Verenigde Staten en de rest van de wereld. Omdat Groot-BrittanniŽ een voorloper was in de opkomst van de IndustriŽle Revolutie, gaat de onderstaande tekst voornamelijk over dat land.
Lees hieronder meer over die bijzondere negentiende eeuw.

 

Massaproductie is eigenlijk niet nieuw. De Romeinen deden het al.
Meestal werden er houten vormen gebruikt die je steeds weer opnieuw kunt gebruiken. Hier zie je de Romeinse dakbedekking. Men rolde klei uit tot een plaat. Voor de platte pannen werden bakjes gebruikt en voor de ronde vormen een "mal", dus een ronde, schuin toelopende houten vorm waarover de plaat werd gerold.

De openingen van de ronde dakpannen werden bij de dakgoot afgedekt door een antefix. Hier werd de klei in een holle vorm gedrukt en als de klei eruit kwam, zag je de holtes (hier het wilde zwijn en de letters van het 20e legioen) in de vorm van de opliggende klei. Vergelijk het met de vormpjes waarmee je bijvoorbeeld speculaasjes maakt.

 

De productie van de Romeinen was bedoeld om op een gemakkelijke manier veel voorwerpen te vervaardigen. 
De moderne massaproductie begint zo ongeveer aan het eind van de 18e eeuw.

In 1776 schrijft Adam Smith (1723-1790) "Wealth of Nations". Het dikke boek gaat over de economie van arbeid en het maken van producten, het verbouwen van gewassen, het vervoer van producten en het houden van dieren door de boeren. 
Maar ook over het verdelen van de arbeid.

Dat is een belangrijk idee! Over productie van spelden schrijft hij het volgende:

Spelden worden van metaaldraad gemaakt.
Een man kan in zijn eentje misschien twintig spelden per dag maken. Als je het werk verdeelt, neemt de productie toe.


Bijvoorbeeld:

Een man trekt het draad van de rol, een tweede trekt de draad recht, een derde knipt hem op maat af, een volgende slaat de kop plat, enz. 
Adam Smith ontdekte dat er 18 stappen zijn om een speld te maken. In die fabriek werkten tien mannen en ieder deed twee of drie handelingen.
Iedereen deed de hele dag hetzelfde werk en deze tien mannen maakten per dag 48.000 spelden. Dat noemde hij de verdeling van arbeid. Het voordeel is duidelijk. Je kunt op die manier per werknemer meer spelden maken. Maar omgekeerd kun je stellen dat je minder werknemers nodig hebt.

Het belangrijkste bij de verdeling van arbeid was het feit dat de arbeiders doorgaans geen vaklieden hoefden te zijn.

 

De Pioniers

Voor massaproductie is het belangrijk dat de onderdelen uitwisselbaar zijn. Dat wil zeggen: welk onderdeel je ook uit de voorraad pakt, het past altijd.
In de Romeinse tijd werd dit al toegepast bij de bouw van boten. In de negentiende eeuw werd het toegepast door de Engelsen Daniel Gooch, i.v.m. zijn locomotieven, en Joseph Whitworth. Het is wel belangrijk dat de uitwisselbare onderdelen met grote precisie gemaakt worden. Vooral Whitworth was daar heel goed in.

Toch waren het de Verenigde Staten waar het werken met uitwisselbare onderdelen een normale werkwijze ging worden. Er was zelfs een naam voor : "Het Amerikaanse Systeem". Het ontstond in de Amerikaanse staten New England, Pennsylvania, New York en een deel van Virginia. Het belangrijkst was echter de staat Connecticut. Het Amerikaanse Systeem bracht de oplossing voor het gebrek aan arbeiders. Nu konden weinig arbeiders veel producten maken, zoals klokken, horloges, machines in de huishouding en bij de boeren. Vooral de naaimachine was een gewilde en veelgebruikte machine.

Bij massaproductie gaat het niet alleen om aantallen artikelen, maar ook om hoeveelheden zoals bijvoorbeeld bij wol of katoen. Het is ook belangrijk om het aantal mensen dat het werk doet, te verminderen. Dat zorgt ervoor dat de prijzen van de producten lager kunnen worden.  Neem een akker. Als je die met de hand moet omspitten (met een spade in de hand) duurt dat lang. Bovendien is het zwaar werk.

Als je daarvoor een ploeg gebruikt gaat dat heel veel sneller. Bovendien doet het paard nu het zware werk.

Zo kun je allerlei werkjes veel gemakkelijker maken als je er een machine voor maakt. 

 

 

 

 


Eli Whitney (1765-1825)
was een Amerikaan die een machine uitvond om katoen te scheiden van de zaden. Katoen is een plant die zaden aan pluisjes heeft. Dat is hetzelfde idee als bij paardenbloem bijvoorbeeld.(Zie hierover meer bij de Cromford Textielfabriek).

Wat men nodig heeft is de katoen en niet de zaadjes. Door met de vingers zaden uit de katoenpluizen te halen kreeg een arbeider na een dag hard werken slechts een halve kilo bruikbaar katoen! 

Eli Whitney bedacht een machine die met de hand werd gedraaid en waarmee de katoenpluizen gekamd werden door een trommel met haakjes. De zaadjes vielen door een zeef. Zo kon zo'n eenvoudige machine 25 kg schoon katoen per dag opleveren. 

Je ziet die machine hiernaast. Hij wordt bediend door twee mensen. Als die twee mensen het werk zonder machine zouden doen, haalden ze de 25 kg per dag samen bij lange na niet... De productie per man ging met deze cotton gin uiteindelijk 350 keer sneller!

Eli Whitney kreeg ook eens de vraag om veel geweren te maken voor het Amerikaanse leger. Hij bedacht dat je veel meer wapens in korte tijd kon produceren als je eerst allemaal gelijke onderdelen ging produceren en ze daarna in elkaar zette. 

Het verhaal gaat dat afgevaardigden van het Amerikaanse leger bij hem in de fabriek op bezoek kwam om te zien hoe de productie vorderde. 
Ze schrokken, want na een jaar had hij geen enkel geweer gemaakt, maar wel kisten vol onderdelen. Het in elkaar zetten van die onderdelen ging echter snel en de geweren werden op tijd geleverd. Omdat het nog niet goed mogelijk was om alle onderdelen heel nauwkeurig te maken, moest er bij het in elkaar zetten hier en daar nog wel het een en ander bijgewerkt worden. De uitwisselbaarheid was bij Whitney dus nog niet voldoende.

Het leger vond de uitwisselbaarheid van onderdelen echter heel belangrijk, want als een een geweer kapot ging, kon je in het oorlogsgebied het defecte onderdeel vervangen. Dat ging heel wat sneller dan het hele geweer terugsturen naar de fabriek.

 

John Hall (1781Ė1841) was ook een Amerikaan. Hij nam patent op een nieuw type geweer, waar het Amerikaanse leger wel interesse voor had. Hij kon er 50 per jaar maken. Met de hand, stuk voor stuk. Toen kwam de opdracht: binnen een jaar moest hij er 200 leveren. Met grote tegenzin wees hij die bestelling af.

 

Hij ging hierna eens goed nadenken en ontwierp zijn geweer opnieuw, maar nu met het idee dat alle onderdelen gelijk moesten zijn. En ze moesten zo precies gemaakt worden dat het niet uitmaakte welk onderdeel je door een ander onderdeel verving. Alle onderdelen waren dus precies hetzelfde. Als je alle onderdelen goed in elkaar zette, werkte het geweer. Hall was de eerste fabrikant die een product ontwierp met de machinale productie en de verdeling over de machines in zijn achterhoofd!
Van het geweer hierboven (de Hall M1819) kreeg hij van het leger een order voor 1000 stuks. Hij ontwierp allerlei machines om metaal te snijden, te zagen, te polijsten, enz.

Het vijlen van onderdelen ging met de hand, maar Hall had allerlei vormen gemaakt om het werkstuk te vergelijken met de juiste vorm. Om de machines aan te drijven werd waterkracht gebruikt. Over die krachtbronnen lees je later meer. Uiteindelijk werden er van het "Hall 1819" 23.500 stuks gemaakt.

Het was belangrijk dat jongens en ongeschoolde mannen de onderdelen van de geweren konden maken. Je moest precies zo doen als het werk je geleerd was en er was niet veel kennis voor nodig, omdat iedereen maar een klein eenvoudig stukje van het werk deed.

Sir Marc Isambard Brunel (1769-1849) was oorspronkelijk Fransman, maar vluchtte tijdens de Franse Revolutie in 1792 naar Amerika en las daar dat de Britse marine per jaar 100.000 katrollen nodig had. Een katrol is een houten blok met wielen waarlangs het touw loopt. Met behulp van katrollen kun je met weinig kracht zware zaken optillen. De zeilen van schepen bijvoorbeeld. En rond 1800 waren er alleen nog maar zeilschepen. Op elk schip werden honderden  katrollen gebruikt die regelmatig vervangen moesten worden.

Al die katrollen werden met de hand gemaakt. Marc Brunel bedacht een plan om met machines heel veel katrollen te maken en pakte in 1799 de boot naar Engeland. Daar legde hij zijn plan aan de Britse Admiraliteit voor en die had interesse!

Elke katrol bestaat uit een stuk hout dat ovaal gemaakt moet worden. Dan komen er groeven in, er moeten ijzeren wieltjes gemaakt worden waarover het touw beweegt en alle wieltjes worden bevestigd met een ijzeren staaf. Ook moet er een haak aan bevestigd worden. Maar welke machines heb  je daarvoor nodig?
Brunel had daar wel ideeŽn over, maar had zich voorgenomen dat alle machines van hout gemaakt zouden moeten worden.

In Engeland kwam Brunel in contact met Henry Maudsley, die een specialist was in het maken van machines. Maudsley ontwierp de benodigde 22 machines voor Brunel. In totaal kwamen er 45 machines, omdat er grote, medium en kleine katrollen gemaakt werden. Maudsley maakte zijn machines van metaal, dat veel langer meegaat dan hout.
In 1808 kon de fabriek (de Portsmouth Block Mills) 130.000 katrollen per jaar maken. Het werk werd gedaan door ongeschoolde arbeiders. Bij Brunel was de uitwisselbaarheid van de onderdelen prima in orde.

Marc Brunel ontwierp ook zaagmolens, machines voor het maken van soldatenschoenen en een speciale molen die fineer kon maken. Fineer is een heel dun laagje hout van een duur soort, dat je op goedkoop hout kunt lijmen. Fineer wordt ook tegenwoordig nog heel vaak gebruikt. Zijn laatste project was het graven van een voetgangerstunnel onder de rivier de Theems. Dat leverde enorme problemen op, zoals grote lekkages. 

Zijn beroemde zoon Isambard Kingdom Brunel loste die problemen uiteindelijk op (waarbij hij een paar maal bijna verdronk). Hij was de ontwerper van het eerste metalen stoomschip "Great Britain". Dat schip had een schroef, i.p.v. schepraderen en het stak in 1845 voor het eerst de Atlantische Oceaan over. Hij ontwierp ook de "Great Eastern" (1860) , een schip zo groot, dat het tot 1912 duurde voor er een groter schip werd gebouwd: de Titanic. De Great Eastern werd later gebruikt om de eerste transatlantische telegraafkabels in de oceaan te leggen.
Isambard Kingdom Brunel is ook bekend van de Great Western Railway, van Londen naar Bristol. Hij ontwierp daarvoor het Londense station Paddington en alle bruggen op de lijn. Na anderhalve eeuw worden die nog steeds gebruikt. 
Isambard Kingdom Brunel is niet zozeer bekend van massaproductie, maar was wel een van de grootste ingenieurs van de negentiende eeuw. Te groot om weg te laten uit dit verhaal.

Even terzijde:
Wat opvalt bij alle grote ingenieurs en uitvinders van de 19e eeuw is dit: Als je als kind in een technische omgeving verkeert, kies je later gemakkelijker voor techniek. 
Dus, ouders en leraren, laat kinderen kennismaken met techniek!!

 

Een andere Eli, Eli Terry (1772-1852), was  uitvinder en klokkenmaker in de Verenigde Staten. Hij wilde goedkope klokken maken voor iedereen, tegen een betaalbare prijs.
Een klok bestaat eigenlijk uit twee platen van metaal of hout met daartussen alle radertjes op asjes. Eli Terry besloot ook dat het heel handig zou zijn om alle onderdeeltjes precies hetzelfde te maken. Wat nu haast  niet voor te stellen is: hij maakte zijn klokken helemaal van hout. En dat kan heel goed! John Harrison was een beroemde klokkenmaker uit Londen en een van zijn houten klokken uit 1717 werkt nog steeds. En heel nauwkeurig! Houten raderen en asjes hebben namelijk geen smering nodig. Dat kwam goed uit, want de oliŽn waren in die tijd van slechte kwaliteit. 
Men gebruikte voor die klokken een hard soort hout. 

(Overigens was het werk van John Harrison nog helemaal handwerk!)

 

 

Bij het stukje over Sir Marc Isambard Brunel noemde ik al de naam van Henri Maudslay (1771-1831).
Hij was een Britse uitvinder, maker van gereedschap, stempels en matrijzen.Daarover straks meer. Om gereedschappen te maken wordt de draaibank (rechts) veel gebruikt. Het is een apparaat waarin met allerlei aandrijfwielen verschillende draaisnelheden kunnen worden bereikt.

Bij een draaibank worden werkstukken ingeklemd en aan het draaien gebracht. Ook is er een rail waarlangs een stevige klem met een beitel van hard metaal beweegt. Die klem kan ook bewogen worden via tandwielen, zodat hij met een gelijkmatige beweging langs het te bewerken werkstuk beweegt. De beitel schraapt steeds een laagje van het werkstuk af. Op die manier kan men assen op maat maken, schijfjes tot wieltjes en je kunt er zelfs tandwielen mee maken. Als je een V-vormige beitel gebruikt kun je een groef in een metalen staafje maken en als je die beitel met een bepaalde snelheid langs het werkstuk beweegt, heb je een schroef. 

Het is interessant om te weten dat je met een niet zo nauwkeurige draaibank een nauwkeuriger draaibank kunt maken. Zo werden de machines steeds beter en preciezer. 

Henri Maudslay vond een speciale draaibank voor schroeven uit:

Hiermee kon elke fabriek gemakkelijk schroeven en bouten maken.

Alleen was het erg jammer dat elke fabriek zijn eigen maat aanhield. Zo moest bij een reparatie vaak de bout (schroef) of de moer apart opnieuw gemaakt worden.

 

Joseph Whitworth (1803Ė1887) stelde voor om daar uniformiteit in aan te brengen. De hoek van de schroefdraad, de spoed (dat is de afstand tussen de groeven) en de dikte van de schroef werden vastgelegd voor de Engelse schroeven. De Britten gingen uit van hun maat de "inch". Dat is 2,54 cm. In Nederland werden die "Engelse" schroeven ook vaak gebruikt. Rond 1880 was het gebruik van de Whitworth maten standaard geworden. Ook dit is een voorbeeld van uitwisselbaarheid van onderdelen.

Tegenwoordig gebruiken Europa en heel veel andere landen op de wereld metrische maten, dus centimeters en millimeters. Dat is handig, want of je nu een 8 mm boutje in Nederland koopt of AustraliŽ, het past altijd!

 

 

Henri Ford (1863-1947) maakte een grote stap voorwaarts door niet alleen gestandaardiseerde onderdelen te maken, maar ook door de uitvinding van de lopende band. Eerlijk gezegd, was het eigenlijk Ransom Eli Olds die in 1901 al  zijn Oldsmobile "Curved Dash" als eerste op een lopende band maakte. Ford kreeg naar zijn zeggen het idee in een slachterij, waarin de karkassen aan rails door de fabriek bewogen. Maar waarschijnlijk wist hij van het idee van Ransom Eli Olds. In 1900 kon je daar via de krant en wetenschappelijke bladen wel degelijk achter komen. 
De lopende band is echter wel bekend geworden door Henri Ford, omdat hij er zo'n goed gebruik van maakte. En omdat hij verder dacht.

Bij een lopende band beweegt het werkstuk (in dit geval een auto) zich aan rails en kettingen door de fabriek. De arbeiders hoeven niet meer naar het werkstuk te lopen, het werkstuk komt naar hen toe. Zo is het werk ingedeeld in vele stations. Zo'n station zie je op de grote foto hieronder. De delen met banken en deurtjes worden op het chassis gezet. Het is bij een lopende band belangrijk dat elk station de onderdelen op voorraad klaar heeft staan. Het werk is precies "getimed" en uitgedacht. Iedere arbeider heeft slechts een bepaalde tijd om het werk te doen, want de volgende auto op de lopende band komt er al weer aan. Als de productie verhoogd moest worden, kon men de lopende band sneller laten draaien. Als een protest hiertegen kwam Charlie Chaplin in 1936 met "Modern Times", waarin hij laat zien hoe de lopende band het leven van fabrieksarbeiders regeert.

Terug in de tijd...
Ford bouwde al zijn eerste auto in 1896. Hij richtte de Detroit Automobile Company op en nadat die failliet was, de Henry Ford Company, die ook failliet ging.
Pas zijn derde bedrijf, de Ford Motor Company had succes. Daar werd de Ford A gebouwd, tegen een prijs van $ 750,--. Daarmee was de Ford A duurder dan de concurrent Oldsmobile.

Tegen 1908 braken er andere tijden aan. Tot die tijd waren auto's luxe uitgevoerd en alleen de rijken konden er een betalen. Ford wilde een auto maken voor de gewone man. Het moest een praktische auto zijn waarmee je achterin eventueel ook nog een paar melkbussen kon vervoeren. Dit werd de T-Ford (zie de rode auto). Een auto die nog met een slinger gestart moest worden. De T-Ford kostte $ 850,-- en in 1910 al $ 950,--. Maar die prijs zou snel lager worden dankzij de lopende band!

Tot nu toe werkten de arbeiders rond een auto. Veel delen waren ergens anders al samengesteld, zoals de motor, assen, spatborden, banken, dynamo, enz. 
Die onderdelen werden door arbeiders tot een auto gemonteerd. Ze liepen elkaar in de weg en moesten ook vaak een stuk lopen om de losse onderdelen op te halen. 

Het idee van de lopende band werd uitgeprobeerd op  het moment dat de fabriek niet in gebruik was. Men trok een chassis aan een touw door de fabriek en de arbeiders monteerden zo het ene na het andere onderdeel, zodat de auto steeds completer werd.
Van elke handeling werd de tijd opgenomen. Deze proef deed Ford besluiten om in 1913 een heel nieuwe fabriek te bouwen op Highland Park, die voorzien was van lopende banden.

Waarom nu die lopende band? 
Auto's waren te duur voor gewone mensen.
Ford had uitgerekend, dat als de prijs onder de $ 500,-- zou komen te liggen, er een grens doorbroken zou zijn waarbij veel mensen wel een auto wilden en konden kopen. Om die prijs omlaag te brengen, was een snellere productie op de lopende band nodig.
Dit was heel belangrijk: door de auto goedkoper te maken kon Ford er veel meer produceren en er ontstond vanwege de lagere prijs automatisch een grote vraag. Dit leidde  massaconsumptie. De omgekeerde wereld dus!

De grote vraag maakte het mogelijk om nog goedkoper te produceren en in 1927 kostte de T-Ford nog maar $ 290,--

En ook de afzonderlijke delen zoals de motor werden op dezelfde manier in elkaar gezet. De motor van de T-Ford werd vroeger door ťťn man in elkaar gezet. Nu werd dat verdeeld in 84 handelingen, door 84 mensen. Deze 84 mensen deden hetzelfde als vroeger 250 mannen op de oude manier.

De lopende band betekende dat de tijd om een auto in elkaar te zetten omlaag ging van 12,5 uur naar 1,5 uur.  Van de T-Ford zijn er uiteindelijk 15.458.781 stuks gebouwd. Pas in 1972 werd dat record verbroken door de VW Kever. En natuurlijk zijn er in al die jaren (1908-1927) niet steeds dezelfde T-Ford modellen gebouwd. Langzamerhand kwamen er kleine vernieuwingen, zoals de startmotor. Als je wilt zien wat er in die jaren veranderd is, moet je eens kijken in het Ford museum van Den Hartogh in Hillegom. Daar staat een hele serie T-Fords uit verschillende jaargangen. Het is voor de liefhebber een erg mooi museum.

Ford deed nog iets bijzonders. De arbeiders kregen in de nieuwe fabriek op Highland Park opeens tweemaal zoveel salaris. De gedachte hierachter was waarschijnlijk dat het werk aan de lopende band minder plezierig zou zijn. En dat was ook zo, maar het hogere salaris maakte dus weer veel goed.

Het is bij massaproductie belangrijk om alle onderdelen even groot te maken. Door allerlei oorzaken kunnen er toch heel kleine verschillen ontstaan. Bijvoorbeeld door een afgesleten beitel, een vorm die door het gebruik is uitgesleten, enz. Dit moet men goed in de gaten houden. Maar er zijn grenzen aan de afmetingen van producten. Dit noemt men tolerantie. Een extreem voorbeeld: als in de motoren industrie de zuigers een millimeter van de juiste maat mogen afwijken en de boringen (gaten) van de cilinders ook, dan zou het kunnen voorkomen dat een zuiger niet in een cilinder past omdat je de kans loopt om een te grote zuiger in een te kleine boring te passen. En dan moet je zoeken naar een exemplaar dat wel past. Dat kost veel tijd. Die is er in de industrie niet en daarom zijn de toleranties zo klein, dat onderdelen altijd passen.

Nu...
De autoindustrie werkt tegenwoordig met robots. Eigenlijk zijn dat mechanische armen die door de computer bestuurd worden. Zij kunnen puntlassen, lak spuiten en heel veel meer. Tegenwoordig worden er niet zoveel speciale machines die maar ťťn onderdeel kunnen maken meer gebruikt. De moderme robotarmen zijn veelzijdiger. En soms zie je grappige dingen. Bij de VW Golf van het tweede model, dat in 1983 in een nieuwe fabriek in Wolfsburg werd gemaakt, werd de V-snaar door een robot armpje om de poelies van de krukas, de waterpomp en de dynamo gelegd. Nu denk je misschien: moet je daarvoor speciaal een machine gebruiken? Nou, ja! Van die auto zijn er in acht jaar tijd meer dan 6 miljoen gemaakt en dan loont het de moeite om daar een speciaal apparaat voor in te richten. En bovendien: welke arbeider wil zo'n dom werkje 8 jaar lang doen?

Wat ook sinds de zestiger jaren van de vorige eeuw is opgekomen is het "precies op tijd" principe. De fabrieken streven ernaar om tegenwoordig geen grote voorraden van onderdelen aan te leggen. Elke dag wordt er precies zoveel aangeleverd als dat er de volgende dag gebruikt gaat worden. Dat kan, want vervoer en communicatie zijn tegenwoordig uitstekend. In een autofabriek zoals VW in Wolfsburg zie je dat ook in de praktijk. De auto's worden via een rail systeem vervoerd van station naar station. De grote onderdelen worden via een ander railsysteem aangevoerd, hoog boven de rest. Zo zie je bij het station dat de wielen monteert de setjes wielen precies op tijd bij de juiste auto aankomen. Stalen velgen, sportvelgen, velgen met lage banden, enz. Alles door elkaar. Het zelfde geldt voor de verschillende type motoren, verschillende kleuren stoelen en banken, enz. Ontbreken er onderdelen, dan wordt er een vliegtuig ingezet om die op te halen bij de toeleverende bedrijven (fabrieken maken vaak niet alles; een groot gedeelte besteden ze weer uit).

Nieuw is de autofabriek die in opdracht bouwt. VDL Nedcar bouwt auto's voor andere fabrieken. Nu wordt de BMW Mini daar gebouwd, maar de fabriek kan snel overschakelen op het bouwen van totaal andere auto's van andere merken. 

 

 

Hierboven ging het tot nu toe om het maken van kant en klare artikelen. Bij landbouwproducten ligt dat anders. Er komen ook andere machines aan te pas.
Allereerst het werk op het veld. Ploegen met een ploeg achter een paard was al een hele vooruitgang. Maar er was nog meer uit te vinden. 

Het oogsten van graan was een tijdrovend handwerk. Met een zeis werd het graan bij de grond afgesneden en daarna werden de halmen in bosjes bij elkaar gebonden. Dus: bukken oprapen en samenbinden.

Cyrus Hall McCormick (1809-1884) bracht daar verandering in. Hij vond de mechanische oogstmachine uit. En als zo vaak, bestond er al iets, maar de mensen met een technisch inzicht konden vaak snel zien hoe zo'n bestaande machine sterk verbeterd kon worden. In 1845 kon McCormick  een goedwerkende oogstmachine bouwen. De machine op de tekening snijdt het graan van onderen af terwijl het door het apparaat met de vier stokken naar achteren wordt geduwd. Het afgesneden graan komt zo automatisch in de bak C te liggen. Het apparaat werd getrokken door een paard. En zoals altijd, werd het ontwerp verbeterd. In 1884 werden de bossen (schoven) graan al samengebonden.

Dit is een ander soort massaproductie. Waar het hier om gaat is het feit dat steeds minder mensen dezelfde productie in de landbouw konden halen. Dit was ook belangrijk, want de boerenbedrijven waren te klein om met een groot gezin van te leven. Veel kinderen van landbouwers gingen daarom in de fabrieken werken. Als je met minder mensen hetzelfde of meer wilt doen, moet je wel machines gebruiken. En de vraag naar landbouwprocten werd steeds groter omdat er meer voedsel nodig was voor de grotere bevolking. Dat betekent meer mensen op de wereld, meer monden te voeden en een grotere opbrengst verkrijgen van hetzelfde stuk grond. En niet te vergeten de grondstoffen voor de textielindustrie!

Er kwamen later dorsmachines om het graan van de aren te scheiden en het overblijvende stro in balen te persen. McCormick is ook bekend van de tractor, die het mogelijk maakte om een ploeg met meer scharen te trekken, of grotere landbouw werktuigen. Maar hij heeft de tractor niet uitgevonden. Ook die ontwikkeling ging weer stap voor stap.

Stoffen voor kleding, gordijnen, zeilen en meubels zijn altijd belangrijk geweest. Bij het produceren van deze stoffen in grote massa's zijn de grondstoffen katoen, linnen en wol altijd erg belangrijk geweest. En nog steeds...
Katoen komt van de katoen plant. Linnen wordt van de vezels in de stengels van de vlas plant gemaakt en wol van (voornamelijk) schapenvachten.

Dit zijn allemaal vezelachtige grondstoffen. De behandeling van die stoffen is eigenlijk steeds hetzelfde. De vezels moeten in dezelfde richting terecht komen. Dit heet kaarden
De volgende stap is het spinnen. De aparte vezels worden hier in elkaar gedraaid tot een doorlopende draad. Die draden worden dan geweven en verwerkt tot doeken.

Spinnen kun je thuis doen op een spinnewiel. Als je echter je productie wilt verhogen moet je wat anders bedenken. Een van de eerste spinmachines was de Spinning Jenny, die in 1764 uitgevonden werd door de Engelsman James Hargreaves. Hij werd handbediend, maar je kon er 16 draden tegelijk mee spinnen. Later zelfs 130. (zie links).

Richard Arkwright kwam in 1769 met de Water Frame, een spinmachine voor katoen die op waterkracht werkte. Dit was een grote stap vooruit en hij richtte de ene na de andere fabriek op (zie bij krachtbronnen)

Kort na de Water Frame kwam de Spinning Mule (of Mule Jenny) van Samuel Crompton in 1779; zie rechts.  Het is eigenlijk een combinatie van de Spinning Jenny en de Water Frame. Daarbij worden tijdens het spinnen de draden in elkaar gedraaid. Als er genoeg gedraaid is wordt een stuk van anderhalve meter draad op de spoelen gewikkeld. Daarvoor rijden de twee delen van de Spinning Mule naar elkaar toe. Daarna rijden ze weer uit elkaar en begint het draaien opnieuw. Vier keer per minuut rijdt de wagen terug. Met deze machine kun je veel meer draden tegelijk spinnen. Dit is een vrij smalle Spinning Mule. Ze werden al snel veel breder, tot 46 meter aan toe, met meer spoelen. (Zie voor de Water Frame de pagina over de Cromford Textielfabriek).

Met die gesponnen draden kun je textiel maken. Dit gebeurt op een weefgetouw en heet weven. Het lijkt op het vlechten van papierstroken tot een matje, wat je misschien ooit op school hebt gedaan

De dunne draden in de tekening hier links heten schering.
De dikke draden noemt men de inslag.

De schering draden zijn op een trommel gewikkeld. Het zijn sterke dunne draden. Als je een versleten spijkerbroek hebt, zijn die witte draden de schering. De schering gaat normaal langer mee dan de blauwe draden, de inslag.

De schering draden kunnen bij het meest eenvoudige weefgetouw omhoog en omlaag getrokken worden. De oneven draden (1-3-5-, enz.) hebben hun eigen raam met pennen en ogen die de schering draden omhoog en omlaag kunnen bewegen. Bij de even draden 2,4,6, enz.) gaat dat net zo. Maar wel om en om.

 

 

De inslagdraad wordt met een schietspoel (links) tussen de scheringdraden heen en weer geschoten. De draad in de schietspoel is eigenlijk de stof die je ziet, dus bijvoorbeeld het blauw van de jeans.

 

Weven gaat zo: de oneven schering draden worden omhoog getrokken en de even draden naar beneden. De schietspoel schiet van links naar rechts. 
Dan worden de oneven schering draden omlaag getrokken en de even draden omhoog. De schietspoel schiet van rechts naar links. 
Elke keer wordt de inslagdraad met een soort kam aangedrukt tegen de inslagdraden die al in het weefwerk zitten. Zo wordt de stof stevig.

Hiernaast zie je een weefgetouw. De rol rechts bevat de scheringdraden. Het verticale draadwerk is het mechaniek dat de schering draden omhoog en omlaag trekt. De mevrouw is bezig met de schietspoel en de kant en klare ruitjesstof wordt op een houten rol gewikkeld.

Weven werd al snel (in 1779) mechanisch gedaan. Eigenlijk gebeurt dat nog op dezelfde wijze, maar moderne weefgetouwen werken iets anders. Daar worden de schietspoelen niet meer met enorme kracht heen en weer geslagen. Dat is wel veel stiller.

Als je een ingewikkelder weefgetouw gebruikt, waarbij de scheringdraden per groepje of zelfs apart omhoog en omlaag kunnen worden bewogen, kun je er een patroon mee weven. Op de foto van de mevrouw rechts zie je dat zij een soort ruitjesstof maakt, zoals op een keukenhanddoek. Hier worden de scheringdraden niet om en om naar boven en beneden getrokken, maar bijvoorbeeld ťťn naar boven en twee naar beneden. Dan zie je meer van de inslag draden en wordt de kleur sterker. Ook is het mogelijk om snel van schietspoel te wisselen, zodat je met een andere kleur verder kunt gaan.

Dit is handbediening, waarbij je goed moet uitkijken. Om ingewikkelde patronen te kunnen laten maken door mensen die ongeschoolde handarbeid verrichtten, werd het Jacquard weefgetouw uitgevonden door Joseph-Marie Jacquard (1752-1834).

Hierin worden de schering draden opgelicht of naar beneden gehaald door een systeem van pennen en gaatjes in kartonnen platen. Zie links.

Zo kun je een bepaald patroon van te voren bedenken en omzetten in gaatjes.

De arbeider kon zo meerdere machines tegelijk bedienen en hoefde alleen maar op gebroken draden te letten en die dan weer vast te maken.

Het idee bestaat nog steeds, maar nu is het de computer die de schering draden bedient. 
En het leuke is, dat de kaarten met gaatjes -ponskaarten- heel belangrijk waren in de eerste computers. Met zulke kaarten kon je een computer programmeren.

Wil je meer weten over het weven van stoffen zoals dat vroeger en nu wordt gedaan, dan moet je zeker eens kijken in het Audax textielmuseum in Tilburg. Dat is een fabriek waar vroeger wollen dekens werden gemaakt. Het is erg de moeite waard.

Al met al werd de productie door machines behoorlijk verhoogd. In de spinnerijen werd per werknemer 1000 maal zoveel draad geproduceerd als vroeger met de hand. De door stoommachines aangedreven weefgetouwen bereikten een 50 maal grotere productie per werknemer dan voorheen met handarbeid.

 

Door hier te klikken kun je zien hoe de Scientific American van 3 september 1881 op de voorpagina beschreef hoe de wapenfabriek van Remington geweren maakt.

 

Bij massaproductie zijn veel (dure) machines nodig. De stap om een fabriek op te zetten is dus groot, want je hebt veel geld nodig voordat er ook maar iets gemaakt kan worden. 

 

Krachtbronnen

Richard Arkwright  vond zoals gezegd een goede en snelle spinmachine uit en in 1771 wilde hij daar goed gebruik van maken. Hij wilde het spinnen van katoen niet langer thuis laten plaatsvinden, maar in een fabriek. Hij was de eerste die dit toepaste en de fabriek werd in Cromford gebouwd omdat daar veel werkloze vrouwen en kinderen waren. Bovendien was daar een stromende rivier voor de watermolen. 
Er was veel te doen in zo'n fabriek. De katoen moest gekaard worden om alle vezels in de lengterichting te krijgen en er waren nog meer handelingen nodig voor en na het spinnen.
Kinderen vanaf 6 jaar konden in de fabriek gaan werken. Van 's ochtends zes tot 's avonds zeven. En dan moesten ze van zeven tot negen uur nog naar school. Ongelooflijk, maar in die tijd was elke cent hard nodig in de gezinnen en men dacht toen heel anders over kinderarbeid dan tegenwoordig. Arkwright opende de ene fabriek na de andere.
Er was door betere weefgetouwen een grote vraag naar textielgarens gekomen.
In 1788 waren er in Groot BrittanniŽ al meer dan 200 spinnerijen, dus fabrieken, die op dezelfde manier werkten.
Om al die fabrieken met hun machines te laten werken was veel kracht nodig.

De oudste vorm van kracht die door ons gebruikt wordt is natuurlijk onze eigen spierkracht. En niet te vergeten de kracht van dieren. Paarden en ossen liepen in een tredmolen (zoiets waar hamsters graag in lopen) en paarden trokken aan de balken van een rosmolen. Vier paarden leverden zo een kracht van 4 paardenkracht (pk) op.

Als er echter zware machines moeten worden gebruikt, schiet die spierkracht al snel tekort. Maar de mens is vindingrijk. Als je in een gebied woont met stromend water kun je waterkracht gebruiken om het zware werk voor je te doen. En dat idee is al oud. De Romeinen hadden bij het Franse Arles al de meelmolens van Barbegal. Twee maal acht watermolens die achter elkaar tegen een helling gebouwd waren, maalden zo in de 3e eeuw n.C. 4500 kilo meel per dag!

Als de rivier niet het hele jaar door dezelfde wateropbrengst had, kon je nog een vijver aanleggen met een grote watervoorraad. Waterkracht levert gratis heel veel energie.

Windenergie wordt gebruikt door windmolens. Dat is ook al een oude uitvinding. Op plaatsen waar veel wind is kun je die goed gebruiken. Een nadeel is, dat de wind vaak vlagerig is. Dan waait het hard, dan weer minder.
Een molenaar die meel maalt moet daar rekening mee houden door de molenstenen steeds dichterbij elkaar of verder van elkaar af te stellen. Molens kunnen ook water pompen. Met stampers aan een as met nokken kun je hamers op stoffen laten vallen. Voorbeelden daarvan zijn de oliemolens en papiermolens. Verfstoffen fijnwrijven werd in verfmolens gedaan. Mosterdmolens werkten ook zo. En niet te vergeten de zaagmolens die complete stammen in planken zaagden. Een oude Hollandse windmolen levert maximaal 15 pk en gemiddeld slechts  6 pk.
Dat betekent dat er een grens is aan de kracht van een windmolen.

Toch waren er wel eens problemen met de watermolens tijdens een aanhoudende droogte. Ook kwam het vaak voor dat er teveel machines in de fabriek kwamen, zodat het waterwiel niet meer genoeg energie kon leveren. Extra kracht was welkom.
En wat moest je dan als windmolens niet sterk genoeg waren en er ook geen rivieren in de buurt waren om watermolens te bouwen? Dit was een probleem totdat de stoommachine uitgevonden werd. En deze stoommachine werd eigenlijk uitgevonden om het water uit de mijnen te pompen. Water was een groot probleem, daar diep onder de grond. En door de grote vraag naar steenkool moest men de mijnen wel steeds dieper graven, zodat men nog meer last kreeg van het grondwater.

Voor een stoommachine moet water verhit worden. Dat gebeurt in een stoomketel, die onder druk staat. Stoom is droog en onzichtbaar. Als je het wel ziet is het eigenlijk al waterdamp geworden.
De eerste praktische stoommachine werd uitgevonden door Thomas Newcomen (1663-1729). Ook hij ging verder op werk van voorgangers (Thomas Savery en Denis Papin). Newcomen kwam in 1712  met de atmosferische stoommachine. Het komt er op neer dat stoom onder de zuiger door koud water wordt afgekoeld. Het volume krimpt en er ontstaat een vacuŁm. Door dat vacuŁm wordt een zuiger door de lucht rondom ons (de atmosfeer) naar beneden gedrukt en via een balk wordt daardoor de stang van de waterpomp omhooggetrokken -en die pompt water omhoog. Hij bouwde er 75. Zijn stoommachine verbruikte als brandstof veel hout of steenkool en leverde daarvoor weinig energie op. Het rendement was 1 procent! Dus je haalde maar 1 % energie uit de gebruikte brandstof. Bovendien was deze stoommachine niet geschikt om iets te laten draaien. En dat was nu juist zo nodig voor fabrieken.

Dat kon beter, dacht James Watt (1736-1819). Zestig jaar na Newcomen verbeterde hij het ontwerp. Dat kwam eigenlijk omdat hij een model van een Newcomen stoommachine moest repareren. Hij bekeek het apparaat heel goed en verbeterde het.

Watt liet het afkoelen van de stoom (door een straal water) niet in de cilinder plaatsvinden, maar in een aparte ruimte (de condensor noemde hij dat). Hij  begon met het ontwerp van een eigen machine, die ook net als die van Newcomen bedoeld was om mijnen leeg te pompen. Het slimme van zijn machine uit 1769 is, dat de cilinder zelf niet steeds wordt afgekoeld. Daardoor hoefde de stoom de cilinder ook niet steeds weer op te warmen. Zo  was deze machine veel zuiniger. Het was ook zo'n grote sprong vooruit, dat 1769 gekozen is als het jaar van de uitvinding van de echte stoommachine. (Toch zou het jaar 1784 logischer zijn geweest; zie onder).

Deze stoommachine  kon nog alleen maar een op- en neergaande beweging voor een waterpomp verzorgen. Bovendien was die beweging langzaam. Watt dacht dat een stoommachine alleen nuttig kon zijn voor de industrie als je een draaiende beweging kon verzorgen. 
In 1784 kwam James Watt met een nieuwe stoommachine. Door een speciaal kleppen systeem te gebruiken kon hij de stoom niet alleen onder de zuiger laten toestromen, maar ook daarboven. En dat gebeurde afwisselend, dus boven, onder, boven, enz. We noemen dat een dubbelwerkende stoommachine. Deze machine was met een stang en een krukas aan een vliegwiel verbonden. Door de dubbele werking en het grote vliegwiel draaide de machine van James Watt veel gelijkmatiger en was heel goed geschikt om water- en windkracht te vervangen (of aan te vullen). (zie tekening hierboven). 

Pas nu was er een stoommachine ontstaan die de kracht kon leveren om machines in fabrieken te laten draaien!

James Watt gebruikte ook voor het eerst een regulateur in zijn machine. Die was al bekend van de meelmolens, maar hij paste hem aan voor stoommachines. In de tekening zijn dit de twee bollen. Als de machine sneller gaat draaien, gaan de bollen naar buiten en bedienen een stang die de stoomtoevoer weer afknijpt. Zo blijft het toerental redelijk constant.
Hij heeft ook de definitie "paardenkracht" bedacht. Zo kon een fabriekseigenaar die bijvoorbeeld 6 paarden in een rosmolen gebruikte bepalen hoe sterk zijn nieuwe stoommachine moest zijn: 6 pk. Het gaf de mensen een idee van de kracht van een stoommachine. 

De machine van Watt is nog steeds een beam engine zoals de Engelsen dat noemen (zie boven). Met een houten of stalen balk wordt de beweging van zuiger overgezet naar de stang die het vliegwiel aandrijft. Daardoor waren al die stoommachines nogal hoog. Zie hier een animatie van de stoommachine van Boulton & Watt.

Richard Trevithick bouwde rond 1800 al liggende stoommachines die op hogedruk stoom werkten. Hij deed dat o.a. voor zijn locomotieven. Dit is later het type geworden dat het meest gebruikt is in fabrieken. In het Wouda gemaal bij Lemmer kun je vier van die liggende stoomachines zien.  (http://www.woudagemaal.nl). Bij schepen werd vanwege de ruimte vaak wel een staande stoommachine gebruikt.

Als je wilt zien hoe allerlei stoommachines werken is het Stoommachine museum in Medemblik een aanrader!

Hoe kwamen de ronddraaiende bewegingen van de stoommachine nu bij de machines?
Daarvoor had men in de nok van de fabriek een systeem van assen met metalen wielen. Die waren met leren riemen verbonden met wielen op de machines zelf. Door de diameters van de wielen aan de assen en de machines goed te bepalen, kon men elke machine op het juiste aantal omwentelingen laten draaien.

En de riemen waren niet allemaal even groot. Voor een boormachine was een kleine riem al genoeg (met bijbehorende kleine wielen).

Je snapt wel dat een nieuw apparaat in de fabriek het noodzakelijk maakte om het stelsel van assen en wielen uit te breiden.

Rond 1900 begint men de machines te voorzien van elektromotoren. Uiteindelijk verdwijnen alle riemen, wielen en assen uit de fabrieken en heeft elk apparaat zijn eigen elektromotor. Op plaatsen waar het elektriciteitsnet nog niet zwaar genoeg was, wekte een stoommachine de elektriciteit voor de fabriek op. Dit was o.a. het geval bij de fabriek van Nooitgedagt in IJlst, waar heel lang schaatsen gemaakt werden.
Meer over stoommachines op http://www.hansonline.eu/leerlink/stoomlinks.htm

 

De pers

Een pers wordt gebruikt om materialen te vormen of om er een afbeelding in te slaan.

Het slaan van munten (rechts) is een van de oudste toepassingen. Dit noemt men een stempel.

Links zie je een grote pers die spatborden maakt. Onderaan deze pagina zie je bij de foto's van Hulskamp een tekening met de de werking van de persvormen.

Het gaat bij metaalpersen om twee vormen die precies in elkaar passen, maar de onderste vorm (vaak de holte) is iets ruimer dan de bovenste (de bolling). 

De bovenste vorm heet stempel en de onderste (de vaste) heet matrijs.

De pers hiernaast is een type vliegwielpers. Door het grote wiel met een motor snelheid te geven beweegt de arm die iets uit het midden is geplaatst. Daardoor gaat het grote blok dat ermee verbonden is (met de stempel) naar beneden en stampt de bolle vorm in de plaat. De afstand tussen de twee delen van de vorm is iets groter dan de dikte van het materiaal. Maar niet veel.

Is de plaat dikker, of stopt men twee platen tegelijk tussen de pers, dan gaat het ontzettend mis. Mijn vader heeft dat eens gezien in de Verblifa fabriek in Krommenie. Daar maakte men stalen kastjes voor de PTT radiodistributie. De productie lag meteen stil...

Een ander type pers is de hydraulische pers. Die wordt tegenwoordig heel vaak gebruikt.
Bij een  hydraulische pers wordt de kracht verkregen door een sterke pomp die olie of speciale hydrauylische vloeistof in een grote cilinder pompt.

Op de foto hiernaast zie je een moderne uitvoering. Door de olie onder druk op een grote zuiger te zetten, kun je de kracht druk van de pomp over een groot oppervlak verdelen en zodoende enorme krachten bereiken. Je kunt het heel goed vergelijken met de potkrik. Zie de foto links. Door het kleine pompje een flink aantal keren naar beneden te drukken gaat de grote cilinder langzaam omhoog. Met ťťn hand kun je zo 2000 kg. opdrukken!

De hydraulische pers doet hetzelfde werk als de vliegwielpers hierboven. Dus die kan ook spatborden maken en delen van de karosserie van auto's persen.De vormen die hierbij gebruikt worden zijn van heel hard en slijtvast staal, want ze moeten misschien wel miljoenen keren gebruikt worden.

Behalve voor het persen van metaal worden hydraulische persen ook gebruikt bij het persen van kunststoffen, ook weer met stempels en matrijzen. Dat begon al in 1909 toen de Amerikaan (van Belgische afkomst) Leo Baekeland de kunststof bakeliet uitvond. Dit was gebaseerd op de stoffen fenol en formaldehyde.

Bakeliet werd voor vele voorwerpen gebruikt, maar omdat het goed tegen warmte kan, werd het ook voor radio's gebruikt.
In de begintijd werden radiokasten met de hand gemaakt. Meubelmakers maakten de mooie glanzend gelakte  houten kasten. 
Om ook de minder rijke mensen van een radio te kunnen voorzien moest de prijs omlaag. Het maken van mooie houten kasten was te duur en het ging ook te langzaam. Het maken van persvormen voor een radiokast was ook duur, maar als je zo'n 50.000 kasten moest maken werd het goedkoper dan de houten kasten en uiteraard ging het veel sneller. Bovendien is bakeliet een heel mooi materiaal, wat je een mooie gevlamde structuur kunt geven, zodat het een beetje op hout lijkt.
Er is nu veel vraag naar die oude radio's, omdat ze er vaak zo mooi uitzien.
.

Uiteraard werd toen ook het binnenwerk, de eigenlijke radio, niet meer stuk voor stuk in elkaar gezet. Rechts zie je meisjes en vrouwen bij Philips de radio's bouwen. Elke radio staat in een frame zodat je er van alle kanten bij kunt. Elke dame soldeert een paar onderdelen op de juiste plaats. Niemand heeft verstand van radio's, maar als de dames hun stukje werk goed doen, heb je een werkende radio.

Als een werkneemster klaar is met haar werk wordt het frame met de radio op de transportband gezet en de volgende wordt weer van de band gepakt om hetzelfde werk te doen. Aan de radio's te zien is deze foto nog vůůr 1940 genomen.

Je ziet dat er soms aparte hulpstukken zoals het montage frame moeten worden gemaakt. Rond deze tijd ontstaan ook de zelftappende schroeven met kruiskop, zodat de elektrische schroevendraaiers allerlei onderdelen gemakkelijk kunnen vastschroeven.

Bakeliet is vervangen door plastic. Ook daar werkt men met vormen.
Er zijn heel veel soorten plastics en heel veel manieren waarom ze in de pers worden gegoten, gespoten of gestooid (vloeibaar of als plastic korrels). En er zijn harde en zachte plastics.

 

Hier wordt een kunstof bakje geperst. Je ziet dat de ene vorm hol is en de ander bol. Wat het precies voorstelt weet ik niet, maar als je thuis rondkijkt
zie je heel veel plastic voorwerpen. Misschien kun je zien hoe het gemaakt is.

Voor het persen van een plastic beker zijn 3 vormen nodig. 
De buitenkant van de beker wordt door twee holle vormen bepaald. Elke vorm is precies een halve beker, zelfs het oortje. De derde vorm bepaalt de binnenkant van de beker. Als de drie delen uit elkaar komen heb je de beker.
Het enige wat men moet doen is het wegsnijden van het persrandje over de beker. Als je goed kijkt, kun je vaak nog het restantje hiervan zien.
Dit is een computertekening van een complete autobumper. De hele vorm, compleet met uitsparingen wordt in ťťn keer geperst. Ook zijn sommige delen van de bumper dikker dan andere, vanwege de stevigheid. Dit kan allemaal met de perstechniek.
 

Er bestaan ook pneumatische persen, die op samengeperste lucht werken. Die zijn doorgaans niet zo krachtig en ook minder precies te regelen, want lucht kun je samenpersen en olie niet. Waar pneumatische persen voor gebruikt kunnen worden is bijvoorbeeld het samendrukken van delen van een rek. Dit kan bestaan uit twee lange latten met openingen en een aantal korte latten met een pen. Als die pennen ingesmeerd worden met houtlijm, kun je het hele rek pneumatisch aandrukken, zodat alle delen tegelijk in elkaar schuiven.

Materialen

In de negentiende eeuw waren er nog niet zoveel materialen als nu, uiteraard. Als we ons beperken tot de voorwerpen, dan werden er in de industrie vooral metaal, hout en glas gebruikt. Kunststoffen bestonden nog niet. Vaak moest men zich behelpen met dierlijk materiaal. Van de horens van koeien kon je bijvoorbeeld knopen en kammen maken als het hoorn eerst met behulp van warmte vlak was gemaakt.

Glas werd geblazen tot allerlei vormen. Uit glazen flessen kon men stukken snijden en terwijl het nog gloeiend heet was plat rollen. Zo verkreeg men (kleine) ruiten. Glas persen werd uitgevonden door John Bakewell, in 1825. Gesmolten glas werd in een vorm geperst. Dat gebeurt nu nog (let maar eens op de naad in een glazen bierpul, of het colaflesje).

Hout werd voor veel huishoudelijke voorwerpen gebruikt, zoals borstels, meubelen, knijpers, enz. Men gebruikte zaagmachines zoals de lintzaag om allerlei vormen te kunnen uitzagen. Ook schaafbanken, schuurmachines en boormachines werden veel gebruikt. Denk maar aan de gaatjes van borstels, waarin de plukken haar werden gestopt. 

Metalen die veel gebruikt werden voor producten waren ijzer, koper, brons en messing. Veel later kwam aluminium in gebruik, maar om dat te maken was veel elektrische energie nodig.

Metalen werden en worden nog steeds geperst, geboord, gefreesd (groeven bijvoorbeeld), gedraaid,  gevlakt, geschuurd en gepolijst.

Brons is een mengsel (legering) van koper en tin. Het kan erg hard en slijtvast zijn. Het wordt voor lagers gebruikt. In moderne automotoren vormen bronzen onderdelen nog steeds het lager van de zuigerstang en de krukas. Messing is een legering van koper en zink. Het wordt gebruikt voor o.a. sieronderdelen en klokken.

IJzer werd in de negentiende eeuw veel gebruikt. De eerste vorm stamt al uit de ijzertijd en is al 4000 jaar oud: smeedijzer. Het kostte veel tijd en moeite om het te maken. Men kon het ijzer alleen zacht maken maar niet smelten.

Gietijzer kan zo heet gemaakt worden dat het vloeibaar wordt. Hoewel het in China al rond het jaar 500 bekend was, werd het in Europa opnieuw uitgevonden door Abraham Darby I (1678-1717). In 1709 lukt het hem om ijzer te smelten door cokes te gebruiken als brandstof en lucht onder druk om de temperatuur te verhogen. Cokes is steenkool die verhit is geweest om er gas uit te verkrijgen. Dit gas werd weer gebruikt voor de straatverlichting en het verlichten van de huizen van rijke mensen.

Gietijzer werd vroeger in bakken met vormzand gegoten, waarin de vorm al aanwezig was. Dat vormzand bestaat uit een mengsel van zand en olie of hars. Het houten origineel wordt in het vormzand gedrukt en er weer uitgehaald. Daarna wordt er in de ontstane vorm ijzer gegoten. Hiermee is de vorm meteen vernield, maar een nieuwe vorm is heel snel gemaakt.
Tegenwoordig wordt gietijzer in goed gekoelde metalen vormen gegoten.

Gietijzer is heel sterk en roest niet erg. Het kan grote druk hebben, maar het kan absoluut niet tegen buigen en uitrekken. Het werd en wordt o.a. gebruikt voor tuinbanken.

Het gietijzer werd ook gebruikt om de eerste ijzeren brug ter wereld te bouwen: Ironbridge (rechts).
Die was in 1775 klaar. Het plaatsje bij de brug kreeg ook die naam. Met het gietijzer kwam de IndustriŽle Revolutie een stuk dichterbij!

Hierboven zie je Coalbrookdale en achter de huizen de eerste hoogoven ter wereld (van Abraham Darby), waar naast cokes ook gecomprimeerde lucht werd gebruikt om een hels vuur te verkrijgen. Dit leverde een mooi schilderij op.

Gietijzer werd ook gebruikt voor de eerste spoorrails, wielen, ornamenten (versieringen) en vele andere voorwerpen.

We spreken tegenwoordig over ijzer en staal. Het lijkt hetzelfde maar er zijn toch afspraken om deze woorden te gebruiken. En dat heeft alles te maken met de hoeveelheid koolstof. Als ijzer meer dan 1,9 % koolstof bevat noemen we het ijzer. Als er minder dan 1,9% koolstof in zit, noemen we het staal.

Vanwege de brosheid van gietijzer was er behoefte aan sterker materiaal. Dit werd staal. De uitvinder hiervan was Henry Bessemer (1813-1898). De sterkte van ijzer werd eigenlijk verminderd door het koolstof dat erin zat. En dat kwam in het vloeibare ijzer omdat het met cokes gemengd was. In de ovens werden namelijk afwisselend lagen ijzer en cokes op elkaar gestapeld. Henry Bessemer blies samengeperste lucht onder hoge druk in het vloeibare ijzer, waardoor de koolstof verbrand werd. Dit staal was sterk en licht. Toen de spoorwegen overgingen van gietijzer op staal werden de locomotieven en wagons een stuk lichter, omdat er van het sterkere materiaal minder nodig was. De meeste staalsoorten zijn gemakkelijk te vervormen en dus heel geschikt om het in persen te vormen.

Transport, leven, wonen en werken

Dit deel gaat over de IndustriŽle Revolutie in Groot BrittanniŽ. Omdat het land veel inwoners had, de grondstoffen en het afzetgebied dicht bij elkaar lagen en omdat er genoeg geld aanwezig was en de Britten "durf" hadden is die revolutie daar ontstaan. De IndustriŽle Revolutie in Groot BrittaniŽ diende ook als voorbeeld voor andere landen.

De toenemende productie van de fabrieken vroeg om een uitbreiding van het transport. De stoommachines verbruikten bij elkaar heel veel steenkool. De hoogovens, waar ijzer uit ijzererts gesmolten werd  gebruikten behalve veel steenkool en cokes ook veel ijzererts. Katoen spinnerijen moesten grote aantallen balen katoen aangeleverd krijgen en de kant en klare producten moesten ook weer vervoerd worden.
Wat was er aan het begin van de IndustriŽle Revolutie? Er was natuurlijk de wagen, die door paarden werd voortgetrokken. Dat ging langzaam want de wegen waren slecht en per wagen kon er niet zo veel vervoerd worden.
Er waren tolwegen die redelijk goed onderhouden werden, maar bij elk stuk weg moest je weer stoppen om te betalen.

 

De kanalen

Je had uiteraard ook de boot, maar die kon alleen op bevaarbare rivieren varen en natuurlijk op zee.

De rivieren boden geen echte oplossing, want er waren heel veel plaatsen waar geen rivier was. Toch was het aantrekkelijk om grondstoffen en producten over het water te vervoeren. Adam Smith had uitgerekend dat dit veel goedkoper was dan vracht met paard en wagen te vervoeren. Je had minder mensen nodig. Vervoer over water was dus heel aantrekkelijk.

Tussen ongeveer 1761 en 1820 begonnen kooplieden, fabrieksdirecteuren en eigenaars van (steenkool)mijnen zelf in de kanalen te investeren. Er werden duizenden kilometers kanaal aangelegd, die meestal met elkaar waren verbonden. In die kanalen kwamen schippers te varen die met hun ďnarrow boatsĒ (smalle boten) van havens naar fabrieken en omgekeerd voeren.  De schipper en zijn familie woonde aan boord, maar hun ruimte achterin het schip was heel klein. Hoe kleiner de kajuit, hoe meer vracht er vervoerd kon worden. Voorin bevond zich de lading en dat kon van alles zijn: steenkool, ijzererts, teer, katoen, enz.

Die narrow boats werden voortgetrokken door een paard dat op een pad naast het kanaal liep. Vergelijk het met onze vroegere trekschuit. De meeste kanalen bestaan nog steeds. Omdat ze vaak over een helling lopen, zij er heel veel sluizen nodig. Ik heb bij Wilmcote (bij Stratford-upon-Avon) 11 sluizen achter elkaar gezien. Die sluizen zijn berekend op de breedte van ťťn narrowboat. In de kanalen kunnen de boten elkaar gemakkelijk passeren, omdat die breder zijn dan de sluizen.

Het graven van die kanalen werd echt een "kanaal-manieĒ. Overal werden ze gebouwd. Ze kruisten zelfs valleien en rivieren. Door het voorbeeld van Groot BrittanniŽ kwamen er ook kanalen in andere landen. Frankrijk heeft echter de eer van het eerste kanaal: Canal du Midi (gereed in 1680).

Toch zijn de kanalen nooit een groot succes geworden. Het vervoer ging langzaam omdat een paard de boot trok. In een narrow boat ging ook niet zo heel veel lading en elke boot moest wel genoeg opbrengen om een schippersfamilie te onderhouden. 
(foto boven: nieuwe narrow boat voor toeristen in het Stratford-upon-Avon canal bij Bearley)

 

Edstone aquaduct. Dit  deel is een kanaal dat in een ijzeren bak over een rivier, een spoorlijn en een weg loopt.
In de bodem van de ijzeren bak zit een kraan zodat locomotieven water konden innemen als ze recht onder de kraan stonden.
Een keer wilde de kraan niet dicht. Toen zat er een vis in...
Wilmcote sluizen in het Stratford-upon-Avon kanaal. Hier zijn elf sluizen achter elkaar. Het duurt dus een hele tijd voordat je dit stuk gepasseerd bent. In de verte loopt het kanaal naar beneden, want Stratford-upon-Avon ligt aan de voet van de heuvel. Tussen de sluizen is altijd een stukje (breder) kanaal, zodat de narrow boats elkaar daar kunnen passeren. 
Op het pad liepen vroeger de paarden. Soms wisselde het pad van de ene naar de andere oever. Er waren speciale bruggen waarover het paard kon lopen zonder dat het touw losgemaakt hoefde te worden. Bij de splitbridge hiernaast gaat het touw door een opening in de brug.

 

De spoorwegen

Maar dan komt er iets dat alle kanalen snel overbodig gaat maken: de spoorweg.
Er waren in de achttiende eeuw al experimenten geweest met koetsen die door stoom werden aangedreven, maar de wegen waren slecht en het kostte veel energie om een wagen over de wegen van die tijd te laten rijden. Rails brachten uitkomst, want wielen rollen nu eenmaal veel gemakkelijker over een rail.

De rails waren al bekend want in de mijnen werden wagentjes op rails door paarden in en uit de mijngangen gereden. Een rails was aantrekkelijker, omdat de (toen nog) houten wielen weinig weerstand ondervonden op de houten rails. Je had dus minder kracht nodig als je rails gebruikte. Richard Trevithick was de eerste die een stoommachine op wielen zette en demonstraties gaf met zijn locomotief en rijtuigjes. De locomotief was geboren!  Zijn locomotief had echter niet zoveel kracht. De eerste echte locomotief, de Locomotion 1 werd gebouwd door George Stephenson en  die  vervoerde bij de opening van de Stockton and Darlington spoorlijn, op 27 september 1825, al passagiers. Dit vervoer van passagiers was eigenlijk een stunt. Na de opening werd er lange tijd alleen nog steenkool vervoerd van Darlington en de mijnen in het westen naar de havenplaats Stockton. 
Vandaar ging de steenkool per schip naar steden die een haven bezaten. De Stockton en Darlington spoorweg was 40 km lang en de wielen en rails waren van gietijzer.


(links zie je een replica van de Locomotion 1 uit 1825. Gezien in Beamish, The North of England Open Air Museum)

 

Die combinatie van trein en boot is nog heel lang gebruikt. Pas in de Tweede Wereld oorlog moesten de Britten wel overgaan tot het vervoer van alle steenkool per spoor, omdat de Duitsers de vrachtschepen op zee torpedeerden.

Na 1825 ging opkomst van de spoorlijnen nog veel sneller dan bij de kanalen het geval was. En de spoorlijnen werden wel een groot succes. Er waren veel grote spoorbruggen nodig voor het steeds uibreidende net van spoorwegen in Groot BrittanniŽ. Dit waren vaak fantastische bruggen voor die tijd en het bijzondere is, dat de meeste nog steeds dagelijks gebruikt worden. Bijvoorbeeld:

  • de High Level Bridge in Newcastle, door Robert Stephenson, uit 1849

  • de Royal Albert Bridge over de Saltash, door Brunel, uit 1959

De spoorlijnen in Engeland hebben een breedte van 4 voet en 8,5 inch. Dat is 143,5 cm van de binnenkant tot de andere binnenkant van de spoorstaven. Hoe kwam George Stephenson nu op die aparte maat? Wel, hij had van zoín honderd wagens in de regio de breedte van de wielen (de spoorbreedte) opgemeten en toen kwam hij op de gemiddeld spoorbreedte zoals die hierboven staat.

Het verhaal gaat dat die wagens ongeveer die spoorbreedte hadden omdat de groeven in de modderwegen ook die breedte hadden. Die groeven hadden al honderden jaren ongeveer dezelfde breedte.  Hoe is men ooit op die breedte gekomen in Engeland? Dat kwam door de Romeinen, want die hadden al wagens met zoín spoorbreedte. Maar hoe zijn die Romeinen dan aan die maat gekomen?  Dat zat zo. De Romeinen vonden dat een wagen zo breed moest zijn, dat er twee paarden voor gespannen konden worden. Dus het spoor dankt eigenlijk zijn breedte aan twee paardenkonten!

Overigens is die wonderlijke spoorbreedte van 143,5 cm de standaard geworden in heel veel landen. Ook bij het Nederlandse spoor.

Leven, werken en wonen

Honger en slechte voeding waren voor veel mensen normaal in de achttiende en negentiende eeuw. Ook mislukte er nog wel eens een oogst door slecht weer of plantenziekten waartegen nog geen middel bestond.  
De gezinnen waren groot, maar helaas overleden er ook veel kinderen en volwassenen door ziekten waarvoor nog geen behandeling was. Als je toen 45 jaar oud was, was je ook echt heel oudÖ  
Het werk in de fabrieken was gevaarlijk vanwege machines met open aandrijvingen en tandwielen. Bovendien waren de fabrieken slecht verlicht en gezien de werktijden werd er heel vaak gewerkt als de zon nog niet op was gegaan of al lang onder was.  
De huizen waarin de mensen woonden waren koud, tochtig, vies en ze lagen ook nog heel dicht in de rook van de fabrieken. Dit duurde nog heel lang voort.  

Gelukkig waren er ook fabrieksdirecteuren die in de gaten hadden dat volwassenen en kinderen beter presteerden als ze gezond waren. Er werden experimenten opgezet waarbij de mensen betere huizen kregen, die vlakbij de fabriek gebouwd werden.  
Een van die mensen was Richard Owen , die de weverij bezat in New Lanark. De kinderen mochten pas gaan werken als ze tien jaar oud waren en er kwam verplicht onderwijs, weliswaar na zeven uur ís avonds als het werk klaar was, maar toch.  
Ook konden de kinderen een opleiding voor hun werk volgen en werden dan bijvoorbeeld leerling wever. New Lanark was een voorbeeld voor andere eigenaren van fabrieken.

slechte woonomstandigheden in Sheffield

New Lanark Mill, de katoenfabriek van Richard Owen

De Carnegie staalfabriek in Pittsburg, USA, eind 19e eeuw

Hulskamp

Onderstaande diaserie (die na 40 jaar niet zo best meer is) laat zien hoe een uitlaat gemaakt wordt. De serie is opgenomen bij de firma Hulskamp in Alkmaar, die vroeger aan de Friese weg gevestigd was. Later kwam hier de witgeschilderde Praxis en nu ligt  er een nieuwe woonwijk.
Een uitlaat is een bus waarin de uitlaatgassen van een (auto)motor afgekoeld worden. Het gas krimpt en de explosies van de motor worden beduidend minder.

De grondstoffen voor deze fabriek zijn eigenlijk:
  • verzinkt staalplaat (staalplaat met een laagje zink)
  • zink
  • glaswol

De handelingen zijn:

  • persen
  • perforeren
  • snijden
  • vouwen
  • lassen
  • verzinken
  • rand omvouwen (felsen)

 

Voor het persen heb je twee vormen nodig.In dit voorbeeld wordt een 
soort bakje geperst. De bovenste vorm,
de stempel, drukt dat in en de onderste vorm (de matrijs) ondersteunt het metaal. Als de stempel in de matrijs zit, is de ruimte tussen de twee vormhelften precies  zo groot als de dikte van de plaat. Daar is over nagedacht. 
Als een arbeider twee platen metaal onder de pers zou leggen, kan de pers
uit elkaar vliegen. Dat wil zeggen bij de vliegwiel pers. 
Een hydraulische pers heeft hier geen last van.
Het werkstuk dat uit deze pers komt kan er zo uitzien. Alleen was het oorspronkelijk een vierkante of rechthoekige plaat metaal en bij deze vorm is het overtollige materiaal al weggesneden.
Vaak is plaat met ingevet om het persen gemakkelijker te maken.
Perforeren van plaat gaat ongeveer net zo als de vorm persen hierboven.
De scherpe pennen van de bovenste vorm drukken de stukjes uit de plaat en die vallen onderuit de onderste vorm (waarin gaten zitten).
Snijden van plaatmateriaal gaat net zo. Niet als een papier snijapparaat, maar recht met een stevig scherp mes. Je kunt ook vormen snijden. Daarvoor heb je een heel stevige uitvoering van het koeksnijdertje nodig. 
Dit gebeurt ook in een pers en hierbij is de bovenste vorm de heel stevige "koekjesvorm" en de onderste vorm is een ook een ster, maar die moet dan wel binnen de bovenste vorm vallen.
Plaatmateriaal kan gerold worden tot een buis.Zo werd dat ook al door de Romeinen gedaan, maar niet zo mooi als hierboven.
Je hebt  daarvoor walsen nodig. Dat zijn heel dikke massieve rollen. Hier zie je er een boven en twee onder. Het komt eigenlijk neer op buigen, maar zo dat het overal even veel buigt.
Als de uiteinden van de plaat elkaar raken, kun je de naad dichtlassen en dan heb je een echte buis.
De twee helften van de uitlaat in het verhaal hieronder worden niet dichtgelast. 
Dat kost teveel tijd. Men gebruikt hier liever het felsen. Zoals je in de tekening hierboven kunt zien wordt van de ene plaat een randje om de andere gevouwen.
Natuurlijk moet de ene helft dan een wat grotere rand dan de andere helft hebben.
In deze tekening wordt ook nog lijm gebruikt, maar dat is niet nodig voor de uitlaat. Bij felsen wordt ook wel eens kit gebruikt, maar dan ook niet voor de uitlaat, want dat zou te heet worden.
Felsen wordt ook gebruikt bij het dichtmaken van conservenblikjes.  
De beschermende binnenlaag van het blik helpt ook bij de afdichting.
Het maken van de vormen om iets te persen (stempels en matrijzen) kost veel geld en moeite om te maken. Maar als je ze eenmaal hebt, gaat het snel.
Hier zie je dat er twee paar stempels nodig zijn om een klem voor de uitlaat te maken. Het eerste stel maakt een golfje in een strip metaal.
In de platte stukjes zitten al gaten
Een tweede set drukt het midden uit, zodat het rond wordt.
De twee platte delen komen bij elkaar en de twee gaten komen dan precies over elkaar te liggen, zodat er later een bout door kan.
Een klem als deze klemt twee stukken uitlaat die in elkaar geschoven zijn bij elkaar.
Alle stempels en matrijzen liggen op voorraad, voor als er ooit weer een nieuwe serie gemaakt moet worden.
Dit is de uitlaat zoals hij hier gemaakt wordt. Hij bestaat uit twee verschillende helften en er steekt een buis doorheen. Het voorste en middelste schot passen in de groeven die in de helften van de uitlaat zitten. De uitlaat is opgevuld met glaswol om de explosies van de motor
extra te dempen.
Dit is een apparaat om de platen staal op maat te knippen.
 

Deze machine perforeert de plaat die later omgerold wordt tot een buis.
De stukken die geperforeerd zijn kun je in het model zien.

 

Deze machine rolt de pijp om tot een buis die nog niet dicht is.

Met een vlamboog wordt de naad van de pijp dichtgelast. Er komt geen lasstaaf aan te pas. Als het metaal heel heet wordt, smelt het vanzelf aan elkaar. Het is wat moeilijk te zien, maar hier is de pers die een van de uitlaathelften perst. Zo'n pers bedien je met twee handen, zodat je niet je vingers tussen de pers krijgt. Tegenwoordig komt er ook vaak een scherm naar beneden
voordat de pers zijn werk doet.
Hier is een halve uitlaat geperst. Als je goed kijkt zie je dat de rest van de plaat er nog aan zit. Deze pers snijdt de randen af en de halve uitlaten gaan in de voorraadbak.
Hier zie je al een bescherming voor het mes. Ik geloof dat het deze machine was waar ooit eens twee uitlaten op elkaar afgesneden werden. Het is een vliegwielpers en die kan daar niet tegen. De machine drukte zich uit elkaar en een van de moeren kwam als een kanonskogel half in een muur terecht...

Hier nog eens de afgesneden helft.
Hier is de uitlaat klaar en duidelijk is de felsrand te zien.
Hier wordt een wat langere uitlaatpijp van een ander model gebogen in de buigmachine. Als je goed gekeken hebt kon je zien dat onze uitlaat ook een bochtje heeft. Dat wordt op dezelfde manier gedaan. De binnenste pijpjes worden verzinkt. Hier gebeurt dat in een bak met 
gesmolten zink. De pijpjes worden hier met veel tegelijk even in de bak gehangen en als je eruit komen, druipt het teveel aan zink weer in de bak. Als de pijpjes afgekoeld zijn zit er een mooi laagje zink op.
Samenvattend:

Massaproductie werd mogelijk door:

  • het werk in kleine stukjes te verdelen, zoals Adam Smith had voorgesteld
  • ontwerpen goed te bekijken en te bepalen welke onderdelen op welke manier door een machine gemaakt konden worden
  • standaardisatie van de onderdelen zodat ze uitwisselbaar waren
  • het uitvinden van nauwkeurige machines om de onderdelen te maken
  • het gebruik van de stoommachine
  • de inzet van ongeschoolde arbeiders (vaak voormalige landbouwers)
  • artikelen te produceren zonder dat er bestellingen waren
  • de artikelen goedkoper te produceren, waardoor er vraag naar kwam

 

Tijdlijn

 

 

 

Hans Walrecht

bijgewerkt op 15-08-2015

Zie voor de hele website http://www.hansonline.eu/