Кто читал «Мертвые души» Гоголя и даже те, кто в школе делал вид, что читал, а только туда заглядывал, наверняка помнят сцену появления Чичикова в губернском городе NN. Это самые первые 10 строчек в двухтомной гоголевской поэме, да и сцена забавная. «Два русские мужика, стоявшие у дверей кабака против гостиницы, сделали кое-какие замечания, относившиеся, впрочем, более к экипажу, чем к сидевшему в нем. «Вишь ты, — сказал один другому, — вон какое колесо! что ты думаешь, доедет то колесо, если б случилось, в Москву или не доедет?» — «Доедет», — отвечал другой. «А в Казань-то, я думаю, не доедет?» — «В Казань не доедет», — отвечал другой. Этим разговор и кончился».
Бричка у Чичикова была рессорной, на такой ездили «отставные подполковники, штабс-капитаны, помещики, имеющие около сотни душ крестьян, — словом, все те, которых называют господами средней руки». Гоголевским мужикам не было нужды подходить к ней поближе. Они и так видели подбитый кожей обод колеса со спицами и его ступицу (втулку для колесной оси, и в данном случае скорее полуоси), почти наверняка выдолбленную из дуба или вяза. Такие колеса видели их отцы, деды и гораздо более отдаленные предки. Историки техники обычно датируют первые колеса такой конструкции III тысячелетием до н.э., а более острожные их коллеги — рубежом III и II тысячелетий до н.э. Там тоже были спицы, «покрышка» из дубленой кожи и ступица.
Эта ступица и была первым в истории подшипником, а точнее подшипником скольжения, как его потом назвали. В гоголевские времена в бричках ступица была по-прежнему деревянной, со смазкой из березового дегтя, хотя и в нашем отечестве тогда уже появились стальные подшипники скольжения с буксой для смазочного материала. Они были в колесах паровозов и вагонов Царскосельской железной дороги, правда импортных, английских. Подшипники скольжения и поныне широко используются в промышленности и транспорте как в современном их виде из высокотехнологичных материалов и порой вычурной формы, так и в исконном шумерском виде.
Но в привычном смысле подшипник сразу ассоциируется с шарикоподшипником. Его история гораздо короче, во всяком случае у шумеров археологи его пока не обнаружили. Обычно его появление датируют эпохой Ренессанса, ссылаясь на «Мадридский кодекс – I» Леонардо да Винчи. Эта рукопись Леонардо, как и вторая ее часть («Мадридский кодекс – II») была обнаружена в 1965 году в Национальной библиотеке Испании, а в Мадрид они попали в XVII веке под занавес длительных «итальянских войн» за контроль над Италией между Францией с одной стороны и союза Испании и Священной империи германских народов с другой. Современные историки считают, что Леонардо составлял «базовый свод элементов машин», а говоря проще, иллюстрированную энциклопедию механики. Эту работу по каким-то причинам, вероятно, как раз из-за войны, он до конца не довел, успев описать и нарисовать около ста механизмов, в том числе десять из них с использованием шариковых и роликовых подшипников.
Иногда историки техники вспоминают про шарикоподшипники античных времен, указывая, например, на вращающийся на подшипниках стол в плавучем дворце Калигулы, найденный археологами на дне озера Неми, и относят к категории «примитивных упорных подшипников». Формально это так, но с таким же успехом можно считать роликовым и даже скорее игольчатым подшипником поддон древних египтян, на который они грузили очередной блок пирамиды и тащили его на уложенных один к одному перпендикулярно направлению движения стволам деревьев. Однако от таких примитивных прообразов до реальных стальных шарико- и роликоподшипников Нового времени слишком далекие расстояния как во временном, так и в инженерном смыслах. От Леонардо они ближе.
Первым шарикоподшипником современного вида считается подшипник изобретателя Филипа Вогана из валлийского города Кармартена, самого древнего города Уэльса и родины Мерлина, про которого все, даже малые дети, всё знают и которого все уважают в отличие от Вогана. Между тем, Филип Воган в свое время был уважаемым и весьма состоятельным жителем Кармартена, владельцем местного литейного завода. Правда, местные валлийские историки, здесь немного путаются. Одни пишут, что завод у него чугунолитейный (а это, в свою очередь, породило версию, что подшипник Вогана был чугунным), другие говорят, что завод Вогана прокатывал жестяные листы (и его подшипник, соответственно, был стальным).
Тут. наверное, полезно вспомнить, что легированную высокоуглеродистую сталь, которую в итоге стали использовать для подшипников, в промышленных масштабах начали производить только во второй половине XIX века после появления мартеновских печей. Более ранние технологии производства особо прочной стали сталкивались с дилеммой: повышение ее прочности шло за счет снижения твердости сплава и повышения его пластичности. Получить твердую и прочную высокоуглеродистую сталь можно было только в небольших количествах и, по сути, только кустарными способами.
Не так давно валлийские ученые из университетов Суонси и Кардиффа заверяли местную общественность, что они прояснят «более широкий технологический и промышленный контекст изобретения Филипа Вогана». «Результаты нашего исследования готовятся к выходу статье в научном журнале, где будут рассмотрены наши архивные изыскания <…>, чтобы привлечь внимание к невероятному достижению Филипа Вогана и вдохновить молодых изобретателей как в Уэльсе, так и в других странах пойти по стопам Филипа», - обещали они. К сожалению, их проект The Myth of the Inventor: Philip Vaughan до сих пор находится в зачаточном состоянии, и потому «металлургический контекст» его изобретения на нынешний день ничуть не расширился, и вопрос о материале подшипника Вогана остается открытым.
Но как бы там ни было, в 1794 году Филип Воганом запатентовал шарикоподшипник «для осей, полуосей и букс для легких и тяжелых колесных экипажей», то есть рассчитанный на высокие нагрузки и обильно обеспеченный смазочным маслом. Однако стал ли Воган или кто-то другой, купив у него лицензию, их производить для каретных дел мастеров, можно лишь гадать. Наверное, нет, потому что от Кармартена до Суонси (около 30 км) колесо земляка Мерлина точно доехало бы, а вот до Лондона (350 км) едва ли.
Следующим знаковым изобретением в истории подшипника была втулка велосипедного колеса с шарикоподшипником конструкции Жюля-Пьера Сюрире, парижского велосипедного мастера, одного из двух самых известных во Франции производителей велосипедов (вторым был Эжен Мейер).
Французский патент Сюрире №86680 на «Усовершенствования в велосипедах» датируется 2 августа 1869 года. А 7 ноября того же 1869 года на велогонке Париж-Руан (123 км) первым к финишу пришел гонщик на велосипеде с подшипниками Сюрире во втулках колес. Велосипед Эжена Мейера, педали на котором крутил сам его производитель Мейер, был на финише 10-м, с отставанием от победителя почти на 5 часов.
Дистанцию победитель проехал за 10 часов 40 минут, включая одну остановку на несколько минут перевести дух и попить воды. Понятно, что такое событие не осталось без внимания прессы, где попутно рекламировалось изобретение Сюрире и его велосипедное предприятие. Правда, тут есть мелкое обстоятельства, на которые обычно не обращают внимания.
Участник гонки на велосипеде с традиционной втулкой скольжения, пришедший к финишу вторым, проиграл победителю всего 15 минут. В пути он был 10 часов 55 минут, но останавливался три раза и в итоге проиграл. То есть его средняя скорость была такой же, если не выше, чем у победителя. Объяснений тут может быть только два: либо он был менее подготовлен к такой гонке физически, либо крутить педали на велосипеде Сюрире было легче (цепной передачи на заднее колесо на обеих машинах не было, гонщик крутил педали на переднем колесе), особенно на подъемах, да и слезать с него, чтобы вести его рядом с собой на подъемы, гонщику на велосипеде Сюрире пришлось реже.
Бюст Жюля Сюр��ре стоит сейчас в парижском Музее искусств и ремесел, и он это заслужил. Его шарикоподшипниковое колесо с триумфом доехало от Парижа до Руана. И до Лиона (450 км), пожалуй, доехало бы. Вот только шарики для его подшипников шлифовались вручную, и их было нелегко отрегулировать на износ. Так что большого богатства его изобретение Жюлю Сюрире не принесло, слишком дорого обходились бы такие подшипники в массовом производстве. А Франко-прусская война 1870-71 гг. и контрибуция в 5 млрд франков и вовсе подкосила французскую промышленность, на ее восстановление ушли годы. Умер Жюль-Пьер Сирире в 1880 году в возрасте 49 лет в своем шато в парижском пригороде Пуасси, не дожив всего несколько лет до решения проблемы промышленного производства шариков для подшипника.
Следующий ключевой датой в истории подшипника, точнее в истории шарикоподшипника, считается изобретение Фридрихом Фишером из баварского города Швайнфурта шлифовально-фрезерного станка, придававшего шарикам идеальную сферическую форму и гладкость. Обычно это событие датируется 1883-90 годами, и столь растянутая во времени дата рождения шлифовального станка, сделавшего революцию в производстве шарикоподшипников, имеет к тому веские причины.
В 1883 году Фишер начал производство шарикоподшипников в своей слесарной мастерской, где он ремонтировал швейные машинки и велосипеды и которой владел на паях с неким Остерло (подробности биографии последнего современных немецких историков техники не интересуют, в истории большого шарикоподшипникового бизнеса он, мелькнув один раз в самом ее начале, потом исчезает). Поначалу шарики у Фишера и Остерло выходили шершавыми и кривоватыми. Дело стало налаживаться в 1887 году, когда у них в штате появился механик с металлургическим опытом Вильгельм Хёпфлингер. Шарики стали гладкими и практически идеально сферическими (отклонение не превышало 20 мкм).
Новый фрезерно-шлифовальный станок для их обработки напоминал по своей конструкции шаровую мельницу, иногда его так называли Fischers Kugelmühle. Как описал ее потом в своем патенте Фишер, она имела «два диска, каждый из которых имеет вогнутое стальное кольцо, выполненное в форме полости на обращенных друг к другу поверхностях, между которыми во фрезерный желоб вблизи края помещены шарики, и которые вращаются вокруг оси в противоположном направлении». Верхний диск вращался слегка эксцентрично, с наклоном в горизонтальной плоскости на 1,9°, в результате чего шарики вращались в перпендикулярных направлениях, подставляя всю свою поверхность для обработки.
В 1889 году Фридрих Фишер подает в Имперское патентное ведомство Германии патентную заявку на изобретение Kugelfräsmaschine («Шариковый фрезерный станок») и в 1890 году получает на него патент №55783 с приоритетом от 17 июля 1889 года. И в том же 1890 году Вильгельм Хёпфлингер, который никаких патентов на сей счет не имел, в том же Швайнфурте открывает вместе с Энгельбертом Фризом завод по производству шарикоподшипников с помощью запатентованной Фишером «кугельфрезмашин».
Фриз, который имел опыт работы продавцом в зерновой лавке, кочегаром на красильном заводе и тюремным надзирателем, тоже работал у Фишера и Остерло агентом по продаже швейных машинок и на пару с Хёпфлингером сколотил там капитал в 5000 марок. Эти деньги пошли на организацию их производства подшипников. В следующем 1891 году годовой оборот их предприятия составлял уже 35 000 марок, а 1892 году – 140 000 марок, а спустя пять лет оно стало третьем по производственным масштабам и доходам промышленным предприятием в Швайнфурте.
Что же касается патентообладателя Фридриха Фишера, то свой завод по производству шарикоподшипников он построил тоже в Швайнфурте, но позже, в 1896 году, получив в 1895 году еще один патент на своей «шариковый фрезерный станок» – на этот раз английский – GB 10925A. Говорят, что как только в 1890 году на заводе Хёпфлингера и Фриза заработали первые 12 шлифовальных «мельниц», Фишер подал на них иск в суд как на нарушителей его патентного права. Но только говорят, ни его иска, ни протоколов судебных заседаний до сих пор никто из историков шарикоподшипникового бизнеса не потрудился предоставить. В архивах суда Швайнфурта есть лишь запись о регистрации обоих предприятий – и Фишера, и Хёпфлингера, и точно известно, что производственный процесс на последнем ни на день не прекращался с момента начала его работы в 1890 году, а напротив только расширялся.
Из чего вытекает конспирологическая версия: мол, Хёпфлингер что-то знал и имел доказательства того, что это он на самом деле изобрел Kugelfräsmaschine, но промолчал в обмен на отзыв своего судебного иска Фишером. Однако напрямую об этом никто из серьезных историков техники не говорит, можно нарваться на судебный иск о клевете со стороны нынешних владельцев бизнеса, рожденного в мастерской Фридриха Фишера. Ныне прямой потомок первого предприятия Фишера в Швайнфурте – это компания с 120 тысячами сотрудников в разных странах и годовым доходом в 25 млрд евро (данные 2023 г.). В итоге, общепринятая на сегодня версия такова: Фишер бесплатно лицензировал свой патент в пользу Хёпфлингера – и точка (без объяснения причин столь щедрой благотворительности).
Так в Швайнфурте в 1896 году появилось сразу два завода по производству шарикоподшипников: Automatischen Kugelfabrik Friedrich Fischer (FAG) и Deutsche Gussstahl Bugel- und Machinenfabrik AG (Fries u. Höpflinger). Оба потом выросли в крупные акционерные предприятия, претерпевшие в дальнейшем ряд слияний и поглощений и, соответственно, обросшие апокрифами своей ранней истории, сочиненными уже на вкус их новых хозяев. Сами оцените, например, такой: «Хёпфлингер получает бесплатное право совместного использования [патента Фишера – Ред.]. Возникает приятно бодрящая и вдохновляющая конкуренция, которая продолжается и по сей день» (Die Ära Friedrich Fischer und Investoren - Schweinfurtführer - Ein Führer durch Schweinfurt und seine Geschichte). Кого-то это несомненно приятно бодрило, но историкам патентного права не оставалось ничего другого, кроме как своих статьях и монографиях в подписи под факсимиле патента Фишера, где напрочь отсутствует имя Хёпфлингера, писать: «DRP 55783 von Friedrich Fischer, Schweinfurt, 1890, mitarbeit von Wilhelm Höpflinger» (mitarbeit в переводе на русский язык означает «совместно, в сотрудничестве»).
В следующей части речь пойдет о разработках Тимкена и изобретениях Баббита.
О сервисе Онлайн Патент:
Онлайн Патент — цифровая система № 1 в рейтинге Роспатента. С 2013 года мы создаем уникальные LegalTech‑решения для защиты и управления интеллектуальной собственностью. Зарегистрируйтесь в сервисе Онлайн‑Патент и получите доступ к следующим услугам:
Онлайн‑регистрация программ, патентов на изобретение, товарных знаков, промышленного дизайна;
Опции ускоренного оформления услуг;
Бесплатный поиск по базам патентов, программ, товарных знаков;
Мониторинги новых заявок по критериям;
Онлайн‑поддержку специалистов.
