Распространение прядильных станков привело к перекосу в текстильном производстве: ткачи на примитивных ткацких станках не успевали вырабатывать столько пряжи, сколько поставляли прядильщики. Нужно было изобрести ткацкий станок, который бы ускорил и удешевил процесс ткачества. Первый механический ткацкий станок запатентовал английский изобретатель Эдмунд Картрайт в 1786 г.
Ткацкие новшества
Самолёт для ткачей
При ручном прокидывании утка ширина ткани ограничивалась размахом рук ткача, который должен был дотянуться от одного края полотна к другому. Более широкие ткани ткались вдвоём — один ткач продевал челнок слева, другой вытягивал его справа и перебрасывал обратно. В 1733 г. английский суконщик Джон Кей придумал челнок-самолёт, толкаемый гонками, которые дёргал ткач. Челнок на роликах скользил через зев по нитям основы на дне челночной полки, прикреплённой к батану под бёрдом. Батан наклоняли вперёд, бёрдо прибивало уток, а позади него ремезы сменяли нити основы. Челнок прокидывали, когда батан шёл назад, открывая зев перед собой. Челнок Кея ускорил работу и позволил ткать широкие ткани в одиночку.
Дар поэта
После изобретения самолётного челнока для создания механического ткацкого станка осталось механизировать движение ремезов (образование зева), движение батана с бёрдом (прибой утка), вращение ткацкого навоя и товарного валика (отпуск нитей основы и наматывание готового полотна). Попытки сделать такой станок безуспешно велись с ХУП-ХУШ вв., а удалось это человеку, далёкому не только от ткачества, но и вообще от любой техники, — поэту и священнику Эдварду Картрайту. Услышав как-то в разговоре, что никому не удаётся механизировать процесс ткачества так, как было механизировано прядение, Картрайт решил сам сконструировать механический станок. Первое его детище вышло неудачным. Совершенно не разбираясь в ткачестве, Картрайт сделал станок непривычным, вертикальным, работающим слишком медленно и требующим огромных усилий. Но через год Картрайт исправил недостатки в новом станке и механизировал все операции ручного ткачества, в 40 раз ускорив процесс.
Ткач на станке Картрайта крутил колесо распределительного вала с насадками-кулачками. Кулачки преобразовывали вращательное движение вала в возвратно-поступательное движение педалей, поднимающих и опускающих ремезы, и гонок, толкающих челнок-самолёт. Также вращение главного вала через шатун передавало качательное движение батану с бёрдом, прибивающим уток. И наконец, вращаясь, вал сматывал готовую ткань на товарный вал и подтягивал нити основы с ткацкого навоя. Точный расчёт позволил согласовать действие всех частей механизма и обеспечить чёткую бесперебойную работу станка.
История механического ткацкого станка — пример того, как важно бывает взглянуть на решение проблемы со стороны.
Развитие идеи
Картрайт вместе с компаньонами открывал фабрики, где его станки работали от паровых машин. Коммерческие просчёты и бунты недовольных конкуренцией ткачей, поджигавших фабрики Картрайта, мешали повсеместному внедрению его станков. Но протесты ткачей не могли остановить победное шествие механического ткачества, и примеру Картрайта последовали многие изобретали, открывая фабрики, где работали механические ткацкие станки их конструкций. Одним из первых широкое применение в производстве нашёл механический ткацкий станок В. Хоррокса 1803 г. В 1801 г. французский ткач Ж.-М. Жаккар изобрёл жаккардовый станок со многими ремезами, отдельно управляющими группами нитей основы для создания узорного переплетения тканей. Ткани, узор которых образуется переплетением цветных или однотонных нитей, так и называются — жаккардовыми.
Смотреть что такое «КАРТРАЙТ Эдмунд» в других словарях:
Картрайт Эдмунд — Картрайт, Эдмунд Эдмунд Картрайт (англ. Edmund Cartwright; 24 апреля 1748 30 октября 1823) английский изобретатель. Получив хорошее образование в Оксфорде, Картрайт был избран в члены коллегии Магдалины и стал пастором. Заинтересовавшись при… … Википедия
Картрайт, Эдмунд — Эдмунд Картрайт (англ. Edmund Cartwright; 24 апреля 1748 30 октября 1823) английский изобретатель. Получив образование в Оксфорде, Картрайт был избран в члены коллегии Магдалины и стал пастором. Заинтересовавшись при посещении фабрики… … Википедия
Картрайт Эдмунд — (Cartwright) (1743 1823), английский изобретатель, сельский священник. Создал механический ткацкий станок с ножным приводом (1785). * * * КАРТРАЙТ Эдмунд КАРТРАЙТ (Cartwright) Эдмунд (1743 1823), английский изобретатель, сельский священник.… … Энциклопедический словарь
Картрайт Эдмунд — Картрайт (Cartwright) Эдмунд (24.4.1743, Морнем, Ноттингемшир, ‒ 30.10.1823, Гастингс, Суссекс), английский изобретатель механического ткацкого станка. По окончании Оксфордского университета (1764) был сельским священником. В 1785 взял патент на… … Большая советская энциклопедия
Картрайт, Эдмунд — КАРТРАЙТ (Cartwright) Эдмунд (1743 1823), английский изобретатель. Создал механический ткацкий станок с ножным приводом (1785). … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Картрайт Эдмунд — (Cartwright) английский изобретатель (1748 1823); получив хорошее образование в Оксфорде, К. был избран в члены коллегии Магдалины и сделался пастором. Заинтересовавшись при посещении фабрики Аркрайта прядильным и ткацким делом, К. изобрел… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Эдмунд Картрайт — Картрайт, Эдмунд Эдмунд Картрайт (англ. Edmund Cartwright; 24 апреля 1748 30 октября 1823) английский изобретатель. Получив хорошее образование в Оксфорде, Картрайт был избран в члены коллегии Магдалины и стал пастором. Заинтересовавшись при… … Википедия
Картрайт Э. — Картрайт, Эдмунд Эдмунд Картрайт (англ. Edmund Cartwright; 24 апреля 1748 30 октября 1823) английский изобретатель. Получив хорошее образование в Оксфорде, Картрайт был избран в члены коллегии Магдалины и стал пастором. Заинтересовавшись при… … Википедия
Картрайт — (Эдмунд Cartwright) английский изобретатель (1743 1823);получив хорошее образование в Оксфорде, К. был избран в члены коллегииМагдалины и сделался пастором. Заинтересовавшись при посещении фабрикиАркрайта прядильным и ткацким делом, К. изобрёл… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
Картрайт — (англ. Cartwright каретник) фамилия в англоязычных странах. Известные носители: Картрайт, Вероника британская киноактриса. Картрайт, Джон английский политик и публицист. Картрайт, Нэнси американская озвучивающая актриса. Картрайт, Томас один … Википедия
Картрайт учился в Средняя школа королевы Елизаветы, Уэйкфилд, Университетский колледж, Оксфорд, а для Степень магистра в Колледж Магдалины, Оксфорд, (награжден 1766 г.), где он получил легкомыслие и был избран Парень колледжа. [2] Он стал священнослужителем Церковь Англии. Картрайт начал свою карьеру в качестве священника, став в 1779 г. Гоудби Марвуд, Лестершир. В 1783 году он был избран Prebendary в Линкольн собор. Будучи священником, он опубликовал стихотворение Армине и Эльвира в 1770 г., за которым последовали Князь мира в 1779 году. Хотя он стал более известен как изобретатель, ему была присуждена степень DD в 1806 г. [3]
Ткацкий станок
Эдмунд Картрайт сконструировал свой первый ткацкий станок в 1784 году и запатентовал его в 1785 году, но он оказался бесполезным. В 1789 году он запатентовал другой ткацкий станок, который послужил образцом для работы последующих изобретателей. Чтобы ткацкий станок с механическим приводом стал коммерчески успешным, либо один человек должен иметь возможность обслуживать более чем одну машину, либо каждая машина должна иметь большую производительность, чем одна машина с ручным управлением.
Картрайт добавил улучшения, в том числе положительный спусковой механизм, деформация и уток остановите движения и определите размер основы во время работы ткацкого станка. Он начал производство тканей в Донкастер используя эти ткацкие станки, и обнаружил многие их недостатки. Он попытался исправить это несколькими способами: с помощью кривошипа и эксцентрикового колеса для дифференцированного приведения в действие планки, улучшения механизма захвата, устройства для остановки ткацкого станка, когда челнок не смог войти в коробку волана, не давая волану отскочить в коробку, и растягивая ткань с дужками, которые действовали автоматически. Его мельница была возвращена кредиторам в 1793 году. [3]
В 1792 году Картрайт получил свой последний патент на ткацкое оборудование; это обеспечило его ткацкий станок множеством коробок-челноков для плетения чеков и поперечных полос. [3] Однако все его усилия были напрасны; Стало очевидно, что ни один механизм, каким бы совершенным он ни был, не может работать до тех пор, пока размеры основы продолжают регулироваться, а ткацкий станок неподвижен. Его планы по калибровке их во время работы ткацкого станка и перед тем, как его поместить в ткацкий станок, потерпели неудачу. Эти проблемы были разрешены в 1803 г. Уильям Рэдклифф и его помощник Томас Джонсон своими изобретениями перекос луча, а шлифовальная машина.
В 1790 г. Роберт Гримшоу из Гортон, Манчестер построил ткацкую фабрику на Knott Mill который он намеревался заполнить 500 ткацкими станками Картрайта, но из-за того, что было установлено только 30, фабрика была сожжена, вероятно, в результате поджога, вызванного опасениями ручной ткацкий станок ткачи. Перспектива успеха не была достаточно многообещающей, чтобы вызвать его повторное возведение.
В 1809 году Картрайт получил от парламента грант в размере 10 000 фунтов стерлингов на свое изобретение. [3] В мае 1821 г. он был избран Член Королевского общества. [4]
4 апреля 1785 года англичанин Картрайт получил патент на механический ткацкий станок. Имя изобретателя первого ткацкого станка неизвестно. Однако принцип, заложенный этим человеком, жив до сих пор: ткань состоит из двух систем нитей, расположенных взаимно перпендикулярно, и задача станка – их переплести. Первые ткани, изготовленные больше шести тысяч лет назад, в эпоху неолита, до нас не дошли. Однако свидетельства их существования – детали ткацкого станка – увидеть можно.
Сначала нити переплетали с помощью ручной силы. Даже Леонардо да Винчи, сколько ни пытался, так и не смог изобрести механический ткацкий станок.
Вплоть до XVIII века эта задача казалась неразрешимой. И лишь в 1733 году молодой английский суконщик Джон Кей сделал первый механический (он же самолетный) челнок для ручного ткацкого станка. Изобретение исключило необходимости вручную пробрасывать челнок и позволило вырабатывать широкие ткани на машине, обслуживаемой одним человеком (раньше требовались два).
Дело Кея продолжил самый успешный реформатор ткачества Эдмунд Картрайт.
Любопытно, что он был по образованию чистым гуманитарием, выпускником Оксфорда со степенью магистра гуманитарных наук. В 1785 году Картрайт получил патент на механический ткацкий станок с ножным приводом и построил в Йоркшире прядильно-ткацкую фабрику на 20 таких устройств. Но на этом не остановился: в 1789 году запатентовал гребнечесальную машину для шерсти, а в 92-м — станок для витья веревок и канатов. Механический станок Картрайта в своей первоначальной форме был еще настолько несовершенным, что никакой серьезной угрозы для ручного ткачества не представлял.
Поэтому до первых лет XIX века положение ткачей было несравненно лучше, чем прядильщиков, их доходы обнаруживали лишь едва заметную тенденцию к понижению. Еще в 1793 году «тканье кисеи было ремеслом джентльмена. Ткачи всем своим видом походили на офицеров в высшем чине: в модных сапожках, гофрированной рубашке и с тросточкой в руке они отправлялись за своей работой и иногда привозили ее домой в карете».
В 1807 году британский парламент направил в правительство меморандум, где утверждалось, что изобретения магистра гуманитарных наук способствовали повышению благосостояния страны (и это чистая правда, Англия не зря слыла тогда «мастерской мира»).
В 1809-м палата общин выделила Картрайту 10 тысяч фунтов стерлингов – совершенно немыслимые по тем временам деньги. После чего изобретатель удалился от дел и поселился на небольшой ферме, где занимался усовершенствованием сельскохозяйственных машин. Станок Картрайта почти сразу же принялись улучшать и модифицировать. И немудрено, ведь прибыль ткацкие фабрики давали нешуточную, и не только в Англии. В Российской империи, например, Лодзь благодаря развитию ткачества за XIX век из маленького поселка превратился в громадный по тогдашним меркам город с населением в несколько сотен тысяч человек. Миллионные состояния в империи часто наживались именно на фабриках этой отрасли – достаточно вспомнить Прохоровых или Морозовых. Уже к 30-м годам в картрайтовский станок добавили массу технических усовершенствований. В итоге таких машин на фабриках становилось все больше, а обслуживало их все меньшее число работников. На пути неуклонного повышения производительности труда стояли новые препятствия. Наиболее трудоемкими при работе на механических станках были смена и зарядка челнока. Например, при изготовлении самого простого ситца на станке фирмы Platt ткач тратил на эти операции до 30% времени. Более того, он должен был постоянно следить за обрывом основной нити и останавливать машину для устранения недостатков. При таком положении вещей расширить зону обслуживания не удавалось.
Только после того как в 1890-м англичанин Нортроп придумал способ автоматической зарядки челнока, фабричное ткачество совершило настоящий прорыв. Уже в 96-м фирма Northrop разработала и вывела на рынок первый автоматический ткацкий станок. Это в дальнейшем позволило рачительным фабрикантам изрядно сэкономить на зарплатах. Следом появился и серьезный конкурент станку-автомату – ткацкая машина вообще без челнока, которая многократно увеличивала возможность обслуживания одним человеком нескольких устройств.
Современные ткацкие станки развиваются в привычном для многих технологий компьютерном и автоматическом направлениях. Но главное сделал еще два с лишним века назад любознательный Картрайт.
Нет никаких оснований предполагать, что Картрайту было что-нибудь известно о какой-либо из перечисленных конструкций станков. Вот как описывает историю изобретения сам Картрайт в письме к своему другу Бэннатейну, приведенному в «Британской энциклопедии»:
«Летом 1784 года я был в Матлоке и попал в компанию, где было несколько джентльменов из Манчестера. Разговор зашел о прядильных машинах Аркрайта и один из компании заметил, что если изобретение Аркрайта будет широко распространено, то негде будет взять рабочих рук, чтобы соткать пряжу, выработанную фабриками. Я ответил, что в таком случае Аркрайту следует пораскинуть мозга ми, чтобы создать ткацкую фабрику. Джентльмены из Манчестера стали убеждать меня, что это — вещь невозможная и в поддержку своего мнения приводили аргументы, на которые, конечно же, я не мог ответить в силу моей некомпетентности, так как ни разу в своей жизни не видел ни ткацкого станка, ни ткача за работой. Однако я заметил им, что на выставке в Лондоне есть автомат, играющий в шахматы, и что им не удастся убедить меня, что сложнее сделать ткацкую машину, чем машину, выполняющую все, что требуется в этой сложной игре.
Некоторое время спустя, вспомнив этот разговор и узнав некоторые подробности ткачества, я подумал, что в полотняном ткачестве есть только три основные операции, следующие одна за другой последовательно, и что несложно воспроизвести их и повторять. Захваченный этой идеей, я нанял плотника и кузнеца, чтобы сделать станок. Как только станок был закончен, я пригласил ткача к станку, заправленному парусиной. К моей большой радости он смог наработать кусок ткани.
Никогда прежде я не думал о чем-либо механическом ни в теории, ни в практике, я никогда не видел ткацкого станка и ничего не знал о его конструкции. Вы можете поэтому представить, каким грубым сооружением оказался мой станок. Основа размещалась перпендикулярно, бердо падало с силой 50 фунтов (20 кг), пружины, которые пробрасывали челнок, были чересчур сильны. Одним словом, чтобы запустить «конгривскую ракету», необходимы были два сильных человека, чтобы заставить работать станок с медленной скоростью и то только на короткое время. По моей простоте я думал, что закончил работу и 4 апреля 1785 года запатентовал станок. После этого я, наконец, увидел ткачей за работой. Вообразите мое удивление, когда я увидел, как просты их операции по сравнению с моими. Я продолжил работу над моим станком и 1 августа 1787 года я получил свой последний ткацкий патент» [37].
Второй станок Картрайту делали уже более опытные рабочие в Манчестере, куда он приехал в начале 1786 года, чтобы заручиться поддержкой богатых торговцев. Вот что писал изобретатель священнику У. У. Рею в недатированном письме: «Когда я прибыл туда (в Манчестер), я обнаружил, что мою машину еще и не начинали: мало того, рабочие, взявшиеся за ее изготовление, не могли ответить на вопрос об ее назначении. Тем не менее, я рад сообщить вам, что вся ее конструкция, наконец, собрана, мало того, у меня и у рабочих нет ни тени сомнения в успехе. Не могу сдержаться и не сказать вам, что машина чрезвычайно проста и дешева (после того, как модель будет пущена в работу, она будет стоить не выше пяти или шести фунтов)»[43].
Однако после пуска станка в работу начались различного рода практические трудности. В мае Картрайт опять пишет Рею: «Отсрочка за отсрочкой. Устройство останова станка при обрыве как основной, так и уточной нити закончено и работает с большой точностью и легкостью» [43].
Картрайт сделал то, что казалось невозможным, — создал станок, на котором операции зевообразования, пробрасывания челнока, прибой, отпуск основы и навивание ткани производились механически. Он изобрел также механизмы останова станка при обрыве основы и утка, а в 1787 году пружинный бой, шпарутки и предупредитель, срабатывавший при неправильной посадке челнока в коробке или при замине его в зеве. И хотя многие свои идеи Картрайту осуществить не удалось, они повлияли на развитие технической мысли других изобретателей. Так, идея основонаблюдателя была воплощена в сновальной машине Мазера и Розеттера.
История изобретения Картрайта показывает, как полезно иногда взглянуть свежими глазами на дело, над которым бьются годами люди, всю жизнь работающие в этой области.
Патент № 1565 на второй усовершенствованный ткацкий станок был получен Картрайтом 30 октября 1786 года. Этот станок не имел ничего общего с первым неудачным станком, и именно дату патентования второго станка следует считать днем рождения механического ткачества. По-видимому, Картрайт является также автором идеи совмещения технологических процессов ткачества. Основа поступала с катушечной рамки, а в задней части станка с помощью валов производилось шлихтование основы. На этом станке были предложены первые конструкции наблюдателей для одиночных нитей основы и утка. Навивание и отпуск основы производили с помощью червячной передачи, прибой — с помощью двух кулачков, обратно батан отходил под действием двух пружин. От кулачков получали движение и ремизки. Использовалась автоматическая шпарутка. Метод шлихтования основы оказался неэффективным и вскоре опять вернулись к методу, при меняемому на ручных станках.
В 1788 году Картрайт получил также патент на применение эксцентрических зубчатых колес при передаче движения батану, в следующем году были запатентованы чесальная и прядильная машины. В пятом патенте 1792 года предлагались новая ворсовальная машина, круглые ножи для разрезания ворса и механизм смены челноков.
Эдмунд Картрайт родился четвертым ребенком в обеспеченной семье 24 апреля 1743 года в Марнхэме, графство Ноттингем, окончил привилегированную частную школу, где показал способности к математике. В возрасте 14 лет он поступил в Оксфордский университет, где занимался литературой. Писал статьи и стихи. По окончании учебы женился и уехал в деревню священником. В 1770 году опубликовал «Арминия и Эльвиру», сказку-легенду в стихах, которая менее чем за год вышла в семи изданиях. За ней через девять лет последовала поэма «Принц мира»— лучшее в его поэзии.
И вот такому человеку теперь пришлось внедрять свой станок в производство. Промышленники не решались браться за выпуск станка и оснащение им своих фабрик. Картрайт переехал в Донкастер, где в 1787 году основал небольшую фабрику на 20 станков с приводом от быков, замененным через два года паровой машиной. Станки были заправлены «десять для муслина и муслинетта, восемь для хлопчатобумажных тканей, один для парусины и один для цветных клетчатых тканей» [43]. Это многообразие тканей, очевидно, должно было продемонстрировать широкие возможности нового станка. Как все это похоже на ошибки изобретателей прядильных машин Поля и Уайтта, также пытавшихся наладить выпуск широкого ряда изделий, прежде чем было устранено практическое несовершенство конструкции. Однако из-за некомпетентности Картрайта и пренебрежения им деловыми вопросами, а также из-за позиции других промышленников предприятие успеха не имело и в 1793 году по настоянию кредиторов было закрыто. Повлияла и неблагоприятная экономическая ситуация, Удерживавшая людей от рискованных экспериментов. В 1789 году изобретатель получил патент на гребнечесальную машину, через три года предложил машину для изготовления веревок.
С 1786 года Картрайт работал также над усовершенствованием паровой машины и в 1797 году получил ряд патентов на нее. В частности, он предложил использовать спирт в качестве горючего. Для того чтобы его не упрекнули в заимствовании чужих идей, Картрайт не рассматривал предшествующих изобретений в этой области, и с этой точки зрения его изобретения были вполне оригинальны. Среди других его изобретений — машина для формования кирпичей и печь для выпечки хлеба. Но основной работой Картрайта в эти годы была работа над текстильными проблемами.
Лишь немногие люди заинтересовались механическим ткацким станком. В первую очередь можно назвать брата Эдмунда Джона, одного из самых ранних и наиболее известных парламентских реформаторов, который вместе с партнерами начал строить большую фабрику в Рэтфорде, надеясь таким образом поправить свои финансовые дела. 5 ноября 1788 года строительство фабрики закончилось, была заказана паровая машина с невиданной до той поры мощностью 30 лошадиных сил. Однако это большое предприятие оказалось убыточным и в начале 1790 года было закрыто.
В 1791 году братьями Гримшоу в Манчестере была основана фабрика на 500 улучшенных ими станков Картрайта с приводом от паровой машины, причем улучшения проводились с согласия Картрайта. Однако заволновались окрестные ткачи, и через месяц фабрика сгорела от поджога, после чего другие промышленники наотрез отказались устанавливать станки Картрайта.
Коммерческие неудачи были сильным ударом для изобретателя. Кроме того, ему не удалось получить отчисления за использование своих патентов в текстиле, хотя их действие было продолжено специальным актом в 1801 году. Он оставил свою работу в этой области, решив заняться сельским хозяйством. Картрайт становится управляющим экспериментальной фермой герцога Бедфордского, получает ряд патентов на сельскохозяйственные орудия, в частности на новый плуг: В 1805 году сельскохозяйственный департамент присудил ему золотую медаль за исследование удобрений. Наконец, правительство оценило изобретения Картрайта и выдало ему в 1809 году премию в 10 тысяч фунтов «за большие заслуги перед обществом в изобретении ткачества».
Правда, сам изобретатель оценивал в письме к правительству свои затраты на изобретения в 30 тысяч фунтов. На полученные деньги Картрайт купил ферму в Голлондене в графстве Кент.
Мы располагаем только одним описанием Картрайта в этот период, сделанным Крэббом: «Немногие могут так хорошо рассказывать, никто не мог бы сделать большего из обыкновенной банальной истории. Он стоит у меня перед глазами — дородный, держащийся с достоинством джентльмен прошлого поколения, серьезный и вежливый, полный юмора и душевной силы» [34].
Эдмунд Картрайт умер 30 октября 1823 года в Гастингсе. До последних дней он работал над усовершенствованием орудий и методов сельскохозяйственного производства.
