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Anmerkungen zur Transkription
Der vorliegende Text wurde anhand der 1907 erschienenen Buchausgabe
so weit wie möglich originalgetreu wiedergegeben. Typographische
Fehler wurden stillschweigend korrigiert. Fremdsprachliche
Orts- und Personennamen wurden vom Autor teilweise in deren
deutsche Schreibweisen übertragen; diese wurden nicht verändert.
Rechtschreibvarianten wurden nicht vereinheitlicht; ungewöhliche
und altertümliche Wortformen bleiben unverändert, sofern die
Verständlichkeit des Textes dadurch nicht berührt wird.
Das Original enthält offenbar einige Rechen- bzw. Rundungsfehler;
in mindestens einem Fall wurde von einem falschen Maßsystem
ausgegangen. Da die Zahlenwerte dennoch im Rahmen ihrer
Größenordnung korrekt erscheinen, wurde in der vorliegenden Version
auf eine Änderung verzichtet, insbesondere weil in den meisten
Fällen eine Fehlerquelle innerhalb des Textes nicht ermittelt
werden kann.
Besondere Schriftschnitte wurden in der vorliegenden Fassung mit
den folgenden Sonderzeichen gekennzeichnet:
kursiv: _Unterstriche_
fett: $Dollarzeichen$
gesperrt: ~Tilden~
Kapitälchen werden als VERSALIEN dargestellt.
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Die Technik
der Lastenförderung
einst und jetzt
Eine Studie
über die
Entwicklung der Hebemaschinen und ihren Einfluß
auf Wirtschaftsleben und Kulturgeschichte
von
Kammerer-Charlottenburg
Mit Schmuck von ~O. Blümel~-München
[Illustration]
$München$ und $Berlin$
Druck und Verlag von R. Oldenbourg
1907
GEWIDMET DEM
DEUTSCHEN MUSEUM
VON MEISTERWERKEN DER NATURWISSENSCHAFT
UND TECHNIK
IN MÜNCHEN
CHARLOTTENBURG
IM DEZEMBER 1906
Entstehung der Studie.
Dem Steuermann eines Schiffes gleich muß der Ingenieur, der inmitten
des rastlos pulsenden Getriebes der modernen Welt steht, seine Augen
unablässig auf das gerichtet halten, was vor ihm liegt. Was überwunden
hinter ihm bleibt, entschwindet auch bald aus seiner Erinnerung.
Das unablässige Vorausschauen, zu welchem die stürmische Entwickelung
der Ingenieurkunst zwingt, hat es mit sich gebracht, daß die Ingenieure
der klangvollen Geschichte ihres eigenen Berufes bis jetzt nur wenig
Aufmerksamkeit geschenkt haben, daß sie dem Gedächtnis ihrer Pioniere
nicht immer die verdiente Ehre gewidmet und die Pietät gegen deren
Erstlingsschöpfungen nicht allezeit gewahrt haben. Darum ist es auch
gekommen, daß um so weniger andere Berufe die kulturgeschichtliche
Bedeutung der Ingenieure und ihrer Kunst gewürdigt haben: Kein
geschichtliches Werk verzeichnet den Einfluß ihrer Arbeit auf die
Entwicklung der Menschheit, und eine Gedenktafel für einen ihrer
Führer ist eine seltene Erscheinung in Deutschland, das sonst so viel
historischen Sinn zur Schau trägt.
Als ein erfreulicher Wandel ist das Geschenk zu begrüßen, welches das
beginnende Jahrhundert den deutschen Ingenieuren gebracht hat: die
Gründung eines Museums, das ihrer Kunst und ihrer Geschichte gewidmet
ist, und zwar an einer Stätte, die nicht ein Mittelpunkt der Industrie
sondern durch die Pflege der Kunst und durch künstlerische Tradition
als ein Kulturmittelpunkt Deutschlands mit Fug und Recht gilt.
Die Entwicklung der Technik bietet -- auch in früherer Zeit bereits
-- eine solche Fülle von fesselnden Bildern, daß der Aufbau dieses
Museums als eine dankbare Aufgabe erscheint; freilich ist der Stoff so
zerstreut, daß die Sammlung und Ordnung die Mitarbeit vieler notwendig
macht. Eine treffliche Grundlage hierfür bieten die wenigen Werke über
die Geschichte der Technik, die bisher entstanden sind: die »Geschichte
des Eisens« von Ludwig Beck, die »Ingenieurtechnik des Altertums« von
Merkel, die »Lebendigen Kräfte« und andere Arbeiten von Max Eyth und
die »Geschichte der Dampfmaschine« von Matschoß.
Für die Gruppe »Hebemaschinen« haben die »Beiträge zur Geschichte
des Maschinenbaues« von Theodor Beck für die Zeit vor dem Jahre
1500 wertvollen Stoff geliefert, während für die spätere Zeit
sehr zerstreutes Material aus einer großen Zahl von alten Werken
zusammengetragen werden mußte.
Es lag nun der Gedanke nahe, die Ergebnisse dieser historischen
Studien nicht nur in einem Bericht für das Museum von Meisterwerken
zusammenzustellen, sondern sie gleichzeitig den Fachgenossen
zugänglich zu machen, die der Geschichte ihrer Kunst einige Neigung
entgegenbringen.
Es braucht kaum gesagt zu werden, daß die vorliegende Studie keinen
abschließenden Bericht, sondern nur einen ersten Anfang mit vielen
Lücken vorstellen kann.
Den Persönlichkeiten und Werken, die diese Studie durch freundliche
Zusendung von Mitteilungen und Photogrammen unterstützt haben, sei auch
an dieser Stelle bestens gedankt, ebenso dem Künstler, der den Schmuck
des Buches entworfen hat.
Besonderer Dank aber sei dem Verleger ausgesprochen, auf dessen
Anregung die Veröffentlichung zurückzuführen ist, und der weder Mühe
noch Kosten gescheut hat, um die Studie in einer des Deutschen Museums
würdigen Gestalt erscheinen zu lassen.
Charlottenburg 1906.
$Der Verfasser.$
Inhaltsverzeichnis.
Seite
Entstehung der Studie V
I. Überblick über die Geschichte der Hebemaschinen 1
II. Die Hebemaschinen der Antike und des Mittelalters 7
1. Vorzeit 9
2. Antike 11
3. Mittelalter 14
4. Renaissance 17
III. Die Hebemaschinen der Neuzeit 25
A. Die Lastenförderung im Bergbau 27
1. 1500-1820: Antrieb durch Göpel und Wasserrad 27
2. 1820-1900: Antrieb durch Dampfkraft 35
3. Von 1900 an: Antrieb durch elektrischen Strom 49
B. Die Hebemaschinen im Hüttenwerk 69
a) Die Hebemaschinen des Hochofens 70
1. 1803-1900: Antrieb durch Druckluft und Dampf 71
2. Von 1900 an: Elektrischer Betrieb 72
b) Die Hebemaschinen des Stahlwerks 74
1. 1840-1900: Antrieb durch Druckwasser 77
2. Von 1900 an: Elektrischer Betrieb 83
c) Die Hebemaschinen des Walzwerks 89
Von 1900 an: Elektrischer Antrieb 91
d) Die Hebemaschinen des Lagerplatzes 101
C. Massentransport in Hafenanlagen 107
1. 1500-1850: Antrieb durch Tretrad und Kurbel 107
2. 1850-1890: Antrieb durch Dampf und Druckwasser 114
3. Von 1890 an: Elektrischer Antrieb 129
D. Lastenbewegung in Werften 151
a) Helling-Krane 153
b) Schwerlast-Werftkrane 160
c) Schwimmkrane 169
E. Hebemaschinen an Bord 177
a) Die Hebemaschinen auf Handelsschiffen 178
b) Die Hebemaschinen auf Kriegsschiffen 189
1. Bootskrane 190
2. Kohlenwinden 192
F. Schiffs-Hebewerke 203
a) Trogaufzüge. (Lotrechte Hebewerke) 205
b) Trogbahnen. (Geneigte Hebewerke mit Naßförderung) 216
c) Schiffsbahnen. (Geneigte Ebenen mit Trockenförderung) 224
IV. Rückblick auf die Entwicklung der Hebemaschinen im
19. Jahrhundert 237
1. Einfluß der Naturkraft auf die Gestaltung
der Hebemaschinen 239
2. Einfluß des Baustoffes auf die Gestaltung
der Hebemaschinen 246
3. Einfluß der Herstellung auf die Gestaltung
der Hebemaschinen 248
4. Einfluß der Hebemaschinen auf die Arbeitsverfahren 249
5. Einfluß der Hebemaschinen auf die Wirtschaftlichkeit
des Betriebes 251
6. Einfluß der Hebemaschinen auf die Häufigkeit
der Unfälle 253
7. Einfluß der Hebemaschinen auf den Arbeiterstand 255
8. Die Hebemaschinen in der Kulturgeschichte 257
I
Überblick über die Geschichte der Hebemaschinen
[Illustration]
I
Überblick über die Geschichte der Hebemaschinen.
Die Arbeit des Lastträgers ist von jeher als eine besonders harte
und drückende empfunden worden. Dies spricht sich aus in bildlichen
Ausdrucksformen: »Jemandem eine Last aufbürden« -- »Schwer daran
tragen« und anderen. Das Drückende liegt nicht etwa in der großen
Muskelanstrengung, denn die Arbeit des Schmiedes strengt gewiß nicht
minder an und ist gleichwohl seit alten Zeiten als eine vornehme
empfunden worden. Die drückende Empfindung wird vielmehr dadurch
hervorgerufen, daß einmal der Lastentransport eine nur körperliche
Arbeit ohne jeden Aufwand von Denkarbeit ist, und daß er zudem eine
unproduktive Arbeit ist. Denn durch den Transport wird keinerlei
Veredlung des Stoffes herbeigeführt sondern nur eine Raumveränderung.
Versuche, dem Menschen die Arbeit der Lastenförderung abzunehmen oder
sie wenigstens in eine minder harte Form zu bringen, sind uralt: sie
reichen in die Vorzeit zurück. Solange keine Naturkraft -- Wasserkraft
und Wärme -- zur Verfügung stand, konnte nichts anderes geschehen
als eine Umwandlung der harten Arbeit des unmittelbaren Schleppens
und Tragens in die minderanstrengende Arbeit des Drehens eines
Speichenrades, einer Kurbel oder eines Gangspills.
Auf diese Bestrebung, die Arbeit des Lastenhebens in eine den
menschlichen Muskeln besser angepaßte Form zu bringen, beschränken sich
alle Ausführungen bis zum 15. Jahrhundert. Tierkraft und Wasserkraft
waren zwar schon den Römern bekannt, wie uns Markus Vitruvius Pollio
um 16 v. Chr. berichtet, aber Pferdegöpel und Wasserrad wurden damals
nur zum Betrieb von Mahlmühlen verwendet und selbst diese ließ man
lieber durch Sklaven betreiben, die in dem günstigen Klima Italiens
billiger zu beschaffen und zu unterhalten waren als Pferde und hölzerne
Maschinen.
Erst gegen das Jahr 400 wurden in Rom die 300 Roßmühlen, welche bis
zu dieser Zeit dort bestanden, durch Wassermühlen verdrängt. Ausonius
erwähnt um 379 Wassermühlen in der Moselgegend: es scheint hiernach,
daß die Ausnutzung der Wasserkraft in Deutschland mindestens ebenso
früh eingeführt wurde als in Italien.
Die Windkraft war ihrer unsteten Natur nach wenig geeignet für den
Betrieb von Hebemaschinen; es finden sich daher Anwendungen dieser Art
nur als Anhängsel von Windmühlen und zwar erst im 15. Jahrhundert;
Windmühlen als solche finden sich zum erstenmal von Mabillon in
Frankreich 1105 erwähnt.
Ein Wandel trat erst um das Jahr 1500 ein. Um diese Zeit war der
Bergbau in Deutschland so weit entwickelt, daß er aus dem Tagebau der
antiken Zeit zu einem Tiefbau mit Schacht und Stollen sich umgebildet
hatte. Es lag daher das Bedürfnis vor, das gewonnene Erz aus Teufen
bis zu 200 m zu heben. Die Verwendung von Menschenkraft hierfür würde
in dem Klima Deutschlands zu kostspielig gewesen sein. Es war darum
notwendig geworden, Naturkräfte in den Dienst des Förderbetriebes zu
stellen. Anschauliche Zeichnungen von Göpel-Fördermaschinen und von
Wasserrad-Fördermaschinen sind uns in dem Werk »Bermannus« von Agricola
überliefert.
Die Anwendung dieser Naturkräfte für Hebemaschinen anderer Art, etwa
für den Umschlag vom Schiff auf das Landfahrzeug war kaum möglich,
denn die Wasserkraft war überhaupt nur in bergigem Gelände verfügbar
und ebenso wie der Tiergöpel zu schwerfällig und sperrig für den
beschränkten Raum am Kai. Wir finden daher vom Jahre 1500 bis gegen
die Mitte des 19. Jahrhunderts keinen wesentlichen Fortschritt. Die
Zeichnungen von Fördermaschinen und von Kaikranen aus dem Beginn des
19. Jahrhunderts sehen fast genau so aus wie diejenigen aus dem 15.
Jahrhundert; nur die Abmessungen sind mit den zunehmenden Teufen und
Lasten etwas gewachsen.
Eine völlig neue Periode begann erst mit der Beherrschung der
Dampfkraft und mit ihrer Anwendung auf den Lastentransport. Die
Dampfmaschine selbst stammt zwar schon aus dem Ende des 18.
Jahrhunderts, die Einführung der Dampfkraft in den Landverkehr fällt
aber erst in das Jahr 1829, ihre Anwendung für Fördermaschinen
ungefähr in dieselbe Zeit und ihre Verwendung für Krane erst in
die Mitte des 19. Jahrhunderts. Die unmittelbare Anwendung der
Dampfkraft für Hebemaschinen blieb auch in der Folge auf Sondergebiete
wie Fördermaschinen, Schiffswinden und Kaikrane beschränkt; denn
Hebemaschinen mit eigenem Dampfkessel waren schwerfällig und
kostspielig, während der Anschluß an zentrale Kesselanlagen durch
lange Dampfleitungen hohe Instandhaltungskosten mit sich brachte. Das
Bedürfnis nach einer zweckmäßigen Energieverteilung machte sich lebhaft
geltend. In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts tauchten zahlreiche
Bestrebungen dieser Art auf: Seilübertragung, Druckwasser und Druckluft
wurden in vielen Ausführungen zur Energieverteilung benutzt. Von diesen
Übertragungssystemen errang indessen kein einziges eine allgemeine
Verbreitung, weil alle zu geringe Beweglichkeit besaßen und zu wenig
für Fernübertragung geeignet waren. Es wurden daher bis zum Ende
des 19. Jahrhunderts noch zahlreiche Hebemaschinen mit Handbetrieb
ausgeführt.
Erst mit dem Jahre 1890 trat ein Umschwung ein. Die elektrische
Kraftübertragung, die um das Jahr 1880 bekannt geworden war, wurde
gegen 1890 für den Hebemaschinenbetrieb nutzbar gemacht.
Trotzdem anfänglich zahlreiche Schwierigkeiten zu überwinden waren,
bis die Einzelheiten der Elektromotoren und ihres Zubehörs dem
Hebemaschinenbetrieb völlig angepaßt waren, verbreitete sich dieses
System mit so großer Schnelligkeit, daß um 1900 der elektrische Antrieb
infolge seiner Beweglichkeit, Einfachheit und Billigkeit bereits alle
anderen Systeme fast völlig verdrängt hatte.
Die Beherrschung der Naturkraft ist daher das Leitmotiv für die
Gestaltung der Hebemaschinen; von diesem entscheidenden Gesichtspunkt
aus gesehen ergibt sich die Einteilung der Entwicklungsgeschichte wie
folgt:
~Antike und Mittelalter~: Von der Vorzeit bis zur Einführung
der Tierkraft und Wasserkraft in den Hebemaschinenbetrieb um das
Jahr 1500.
~16., 17. und 18. Jahrhundert~: Von der Zeit um 1500 bis zur
Einführung der Dampfkraft in den Hebemaschinenbetrieb um das Jahr
1820.
~19. Jahrhundert~: Vom Jahr 1820 bis zur Einführung der
elektrischen Kraftübertragung in den Hebemaschinenbetrieb um das
Jahr 1890.
~Jüngste Zeit~: Vom Jahre 1890 bis jetzt.
Naturgemäß hat -- abgesehen von dem Wechsel der Naturkraft --
noch eine Reihe von Einflüssen umgestaltend auf die Entwickelung
der Hebemaschinen eingewirkt, so der Wechsel im Material, in
der Herstellung, das zunehmende Bedürfnis nach Vergrößerung
des Arbeitsfeldes und der Geschwindigkeit, nach Ersparnis von
Hilfsarbeitern u. a. m. Aber alle diese Einflüsse waren nicht von so
entscheidender Bedeutung für die Gestaltung wie die Art des Antriebes.
Die Hebemaschinen aus der Zeit der Antike und aus dem Mittelalter
erscheinen durchweg nicht als dauernde Einrichtungen sondern als
provisorische Vorkehrungen, um sich gelegentlich bei der ausnahmsweise
vorkommenden Bewegung schwerer Lasten zu helfen. Es ist noch keine
typische Ausgestaltung zu erkennen, wie sie nach dem 15. Jahrhundert
eintritt.
Es ist daher eine Gliederung nach Anwendungsgebieten für Antike und
Mittelalter kaum möglich; für diese erste Entwicklungszeit kann wohl
nur eine rein chronologische Ordnung gewählt werden.
Vom 15. Jahrhundert an treten deutlich ausgeprägte typische
Gestaltungen von Hebemaschinen auf. Für die folgenden Zeiten würde
eine rein chronologische Darstellung wegen der unvermeidlichen
Wiederholungen unübersichtlich und ermüdend wirken. Eine Ordnung nach
fachwissenschaftlichem Gesichtpunkt -- etwa nach Zahl und Art der
Lastbewegungen -- würde für den Nichtfachmann ungenießbar sein. Es
soll daher für die Zeiten nach dem 15. Jahrhundert eine Gliederung
nach Anwendungsgebieten eingehalten werden, weil diese der typischen
Ausgestaltung am ehesten gerecht wird.
[Illustration]
II
Die Hebemaschinen der Antike und des Mittelalters
[Illustration]
1. Vorzeit.
Mit den ersten Hausteinbauten trat sofort das Bedürfnis nach sicherem
Heben und Bewegen der Steinblöcke auf. Die Monolithen der Egypter,
die bis zu 1000 t Gewicht hatten, waren naturgemäß nur mit besonderen
Hilfsmitteln zu transportieren und aufzustellen. Wenn wir auch keine
genaue Kenntnis der Ausführung dieser Bauten haben, so liegen in den
bildlichen Darstellungen Urkunden vor, die uns eine unzweifelhafte
Vorstellung von angewendeten Methoden geben. Letztere laufen darauf
hinaus, eine große Anzahl von Menschen zu gemeinsamer Zusammenwirkung
zu vereinigen.
Fig. 1 zeigt die Fortschaffung des Standbildes des Dhutotep durch
die Krieger und die Stadtleute des Hasengaues. Das Standbild ist auf
einen hölzernen Schlitten gestellt, der auf einer ebenfalls hölzernen
Bahn gleitet. Vier Reihen von Arbeitern ziehen mittels Tauen den
Schlitten vorwärts. Ein Mann gießt Wasser auf die Bahn, drei weitere
bringen Wasser hinzu. Ein Mann steht auf den Knien der Statue und gibt
von diesem erhöhten Standpunkt durch Händeklatschen das Signal zum
taktmäßigen Anziehen. Mit welchen Menschenmassen bei diesen Transporten
gearbeitet wurde, geht aus einer Mitteilung hervor, wonach zur
Fortschaffung eines Steinblockes von 4,2 m Länge, 2,1 m Breite und 1 m
Höhe 3000 Leute verwendet wurden.
[Illustration: Fig. 1.]
[Illustration: Fig. 2.]
Neuerdings hat Choisy an vorgefundenen Resten und Spuren Untersuchungen
über die Entstehung der egyptischen Bauten angestellt und in dem
Buch »L’art de bâtir chez les Egyptiens« dargelegt. Aus diesen
Forschungen geht zunächst hervor, daß schwere Lasten durch eine große
Zahl gleichzeitig angreifender Hebel mit Gewichtsbelastung gehoben
wurden (Fig. 2, entnommen aus Choisy, S. 76), wobei nach jeder Hebung
die Unterstützungspunkte der Hebel durch Aufschütten von Erde höher
gelegt wurden, während die Last selbst auf einer Erdschüttung aufruhte.
Einzelne Quadern wurden durch wiegenartige Wälzungshebel abwechselnd
gehoben und durch Unterlagen zeitweise unterstützt. (Fig. 3, entnommen
aus Choisy, S. 82.) Die Aufstellung von Monolithen ging in der Weise
vor sich, daß sie in wagrechter Lage zunächst durch Hebel stufenweise
gehoben und auf vorübergehend aufgestellte Mauern gelagert wurden.
(Fig. 4, entnommen aus Choisy, S. 124.) Dann ließ man das untere Ende
des Monolithen auf einem Mauersektor heruntergleiten, wobei die
stützende Erdschüttung allmählich entfernt wurde. Schließlich wurden
Sandsäcke unter den Fuß gelegt, die stützenden Hölzer durchgesägt und
nun die Sandsäcke allmählich entleert, so daß sich der Steinblock ohne
Stoß auf sein Fundament aufsetzte.
[Illustration: Fig. 3.]
[Illustration: Fig. 4.]
Die technischen Hilfsmittel waren also: Gewichtshebel einfachster Art
und in großer Zahl angebracht, Schlittenkufen und Erdschüttungen. Zur
Handhabung dieser Mittel waren naturgemäß gewaltige Mengen von Menschen
erforderlich, die gefügig einem einzigen Willen gehorchten.
2. Antike.
Aus der griechischen Zeit liegen bereits Nachrichten vor, nach welchen
die einfachsten Hebemaschinen -- Flaschenzug, Trommelwelle, Stirnräder
und Wippkran -- damals bereits in Gebrauch waren. Das Werk »Barülkon«
über Hebemaschinen von Heron dem Älteren, der etwa 120 v. Chr. lebte,
ist freilich verloren gegangen (Theodor Beck, S. 5). Einen Auszug aus
diesem Werk bildet indessen das »Pappi Alexandrini collectionis liber
8«, das um das Jahr 300 n. Chr. geschrieben wurde. In diesem Buche
sind Flaschenzug, Trommelwelle mit Spillenrad, Stirnräder und ein
einmastiger Wippkran (Monokolos) einfachster Art deutlich beschrieben.
Die Beschreibung des Wippkrans lautet nach der Übersetzung von Theodor
Beck wie folgt: »Aber um Lasten in die Höhe zu heben konstruiert man
entweder einbeinige oder zwei- oder drei- oder vierbeinige Maschinen.
Was die einbeinige Maschine betrifft, so nimmt man ein festes Holz,
dessen Länge größer ist als die Höhe, bis zu welcher man die Last
aufziehen will. Wenn es auch an und für sich fest ist, so umschnürt
man es doch mit einem in Windungen darum geschlungenen Seile. Die
Zwischenräume dieser Windungen sollen nicht größer sein als vier
Handbreiten. So wird nicht nur das Holz fester, sondern die Windungen
können auch den Arbeitern wie Leitersprossen dienen, wenn sie in
die Höhe steigen wollen. Wenn das Holz nicht stark genug zu haben
ist, setzt man es aus mehreren Hölzern zusammen. Diese Säule wird
dann in einer Bohle aufgerichtet, und an ihrer Spitze werden drei
oder vier Seile befestigt, herabgeführt und an irgendeinen festen
Gegenstande angebunden, so daß die Holzsäule, wenn nach irgendeiner
Seite hin gezogen wird, nicht wankt, sondern von den gespannten Seilen
festgehalten wird. An der Spitze angebundene Flaschenzüge werden nach
der Last hingezogen und ziehen, entweder mit der Hand oder durch Göpel
in Bewegung gesetzt, die Last an, bis sie zur gewünschten Höhe gehoben
ist. Wenn ein Stein (der die Last bildet) auf eine Mauer, oder wo man
sonst hin will, gelegt werden soll, so läßt man, nachdem Vorstehendes
geschehen, eines von den an der Spitze befestigten Seilen, und zwar
dasjenige, welches sich auf der der Last gegenüberliegenden Seite
befindet, nach und neigt die Säule. Auch legt man Walzen unter solche
Stellen der Last, wo das Bindeseil nicht herumgeschlungen ist, und läßt
dann die angespannten Flaschenzugseile nach, bis die Last auf den
Walzen sitzt. Nachdem dann das Bindeseil gelöst ist, bewegt man die
Last mit Hebeln, bis sie an die Stelle gebracht ist, wo man sie haben
will. Dann bringt man die Bohle, worauf die Säule steht, indem man sie
mit Seilen an den Händen fortzieht, an eine andere Stelle des Gebäudes,
läßt die Seile wieder herab, bindet sie wieder an, und gebraucht die
Maschine wieder auf dieselbe Weise, wie wir es beschrieben haben.« --
Fig. 5 ist eine Zeichnung von Leonardo da Vinci (entnommen aus Th. Beck
S. 447), die dieser Beschreibung des Pappus entspricht.
[Illustration: Fig. 5.]
[Illustration: Fig. 6.]
Aus der römischen Zeit liegt gegenüber der griechischen nichts
wesentlich Neues auf dem Gebiet der Hebemaschinen vor, denn nach dem
eigenen Zeugnis des Marcus Vitruvius Pollio (um 16 vor Chr.) hat dieser
in seiner Darstellung nur zusammengetragen, was er in griechischen
Werken bereits vorfand. Die Figurentafeln des Vitruv sind verloren
gegangen, nachstehend eingefügte Figuren sind den Rekonstruktionen von
Theodor Beck entnommen. Fig. 6 (entnommen aus Beck S. 42) stellt einen
Wippkran vor, wie er heute noch als allereinfachstes Hilfsmittel zum
Heben von Lasten an Baustellen benutzt wird. Mit der schon erwähnten
Beschreibung eines einmastigen Wippkrans (Monokolos) von Pappus stimmt
folgende Darstellung des Vitruv überein: »Es gibt außerdem noch eine
andere ziemlich sinnreiche Art von Hebemaschinen, welche den Vorteil
der Arbeitsbeschleunigung bietet, die aber nur von kundigen Leuten
gehandhabt werden kann. Man stellt nämlich nur einen Baum auf und
spannt ihn auf vier Seiten mit Haltseilen fest, unter den Haltseilen
befestigt man zwei Backen (Auffütterungshölzer), knüpft die Flasche
mit Seilen über denselben fest und legt der (oberen) Flasche ein etwa
zwei Fuß langes, sechs Zoll breites und vier Zoll dickes Querholz
unter. Die Flaschen werden so eingerichtet, daß die Rollen zu je drei
nebeneinander laufen. Nun werden drei Zugseile an der oberen Flasche
festgeknüpft, dann zur unteren Flasche herabgeführt und von innen um
die drei oberen Rollen derselben geschlungen, dann werden sie wieder
zur oberen Flasche hinaufgeführt und von außen nach innen über die
unteren Rollen derselben geschlungen. Wenn dann die Seile wieder auf
den Boden herab gelangt sind, schlägt man sie von innen nach außen
über die drei Rollen, die an zweiter Stelle stehen, führt sie wieder
nach oben, zu den zweiten Rollen daselbst, schlingt sie über diese,
führt sie abermals nach unten und von unten noch einmal nach oben, und
nachdem sie über die obersten Rollen geschlagen sind, leitet man sie
bis an den Fuß des Hebebocks (Standbaums). Am unteren Ende der Maschine
aber ist ein drittes Rollengehäuse angebracht, welches die Griechen
Epagon (Zieher), wir Römer aber Artemon (Leitflasche), nennen. Dieses
Rollengehäuse wird am Fuße des Standbaumes festgeknüpft und enthält
drei Rollen, um welche die Seile geschlungen werden und dann ihre Enden
den Leuten zum Ziehen darbieten. So können ohne Göpel drei Reihen von
Leuten ziehen und die Last wird schnell in die Höhe gebracht.
[Illustration: Fig. 7.]
Diese Art von Maschinen wird Polyspastos (vielzügig) genannt, weil sie,
in vielen Rollen gehend, sowohl leichte als rasche Handhabung zuläßt.
Der Umstand aber, daß nur ein Baum dabei aufgestellt ist, gewährt den
Vorteil, daß man vorher, ehe man eine Last versetzt, die Maschine nach
Belieben nach der rechten oder linken Seite hin neigen kann.« (Beck
S. 44.)
Neben dem Wippkran war den Römern auch der Drehkran bereits bekannt,
und zwar nicht in der einfachen Ausführung als Säulenkran, sondern in
dem weit schwierigeren Aufbau des modernen Drehscheibenkrans. Vitruv
schreibt hierüber: »Alle Maschinenarten, welche oben beschrieben worden
sind, finden bei Verladung und Ausladung von Schiffen Anwendung, bald
aufrechtstehend, bald wagrecht auf »Krandrehscheiben« angeordnet.«
(Beck S. 44.)
Theodor Beck fügt zur Erläuterung ein Bild aus dem 16. Jahrhundert bei:
Fig. 7 (entnommen aus Beck S. 45).
3. Mittelalter.
Es folgt nun eine große Lücke in der Überlieferung, die bis zum
Jahre 1400 sich erstreckt. Die nunmehr folgenden Berichte lassen
erkennen, daß der Fortschritt in dieser Zeit nur ein ganz geringer
war. Diese Erscheinung ist durchaus begreiflich. Denn die hohe Kultur
der griechischen und römischen Zeit kam nur einem winzigen Bruchteil
der Bevölkerung zugute; die ungeheure Mehrzahl hatte alle körperliche
Arbeit gegen geringes Entgelt zu liefern. Man mag vielleicht behaupten,
daß die materielle Lage der Sklaven nicht schlechter als diejenige von
Taglöhnern unsrer Zeit gewesen sei, jedenfalls nicht schlechter als die
Lage der untersten Volksschichten in Italien, insbesondere in Neapel.
Immerhin waren sie jeder Willkür ihrer Besitzer völlig preisgegeben,
denn diese hatten Recht über Arbeitskraft und Körper, über Leben und
Tod. Daß die Lage dieser Volksschichten keine beneidenswerte war, geht
jedenfalls aus der Tatsache hervor, daß mehrjährige Sklavenaufstände
sich wiederholten, die zum Teil nur mit Aufwendung aller Machtmittel
niedergeschlagen und nur durch brutale Abschreckungsmittel für einige
Zeit unterdrückt werden konnten. Die von Rom nach Neapel führende
Straße wurde nach Niederkämpfung eines Aufstandes mit 7000 an das Kreuz
geschlagenen Sklaven besetzt. Vollends unmöglich wäre eine solche auf
völliger Unterdrückung der breiten Masse beruhende Kultur in einem
Lande gewesen, das nicht das fruchtbare und milde Klima Italiens
besessen hätte, das mit einem Mindestmaß von Arbeit und Einkommen das
Leben zu fristen gestattet.
Die Verbreitung des Christentums und der Einbruch der Germanen
bereiteten dieser künstlerisch so hochwertigen und vom Standpunkt
der Humanität aus barbarischen Kultur das unausbleibliche Ende. Die
körperliche Arbeit konnte nun nicht mehr auf die Sklaven abgewälzt
werden, sondern mußte gemeinsam von allen geleistet werden. Die Folge
war, daß die Muße für künstlerische und wissenschaftliche Tätigkeit
fehlte, und daß daher ein mehr als tausendjähriger Stillstand und
Rückschritt auf diesen Gebieten eintrat.
Erst gegen das 15. Jahrhundert zu werden uns wieder Nachrichten über
Maschinen zur Bewegung schwerer Lasten übermittelt. Der erste Bericht
dieser Art stammt aus der Zeit der Hussitenkriege um das Jahr 1430.
Theodor Beck übermittelt uns aus dieser Schrift folgende Skizzen:
Fig. 8 (entnommen aus Beck S. 271) zeigt einen Drehkran, der nicht
wie die römischen Krane als Drehscheibenkran, sondern als Säulenkran
gestaltet ist, wobei indessen die Lagerung der Säule nicht dargestellt
ist.
[Illustration: Fig. 8.]
[Illustration: Fig. 9.]
In Fig. 9 (entnommen aus Beck S. 273) ist die Lagerung der Kransäule
deutlich erkennbar. Das Triebwerk ist hier nicht wie in Fig. 8 an der
drehbaren Säule sondern an dem feststehenden Gestell gelagert.
[Illustration: Fig. 10.]
[Illustration: Fig. 11.]
Fig. 10 (entnommen aus Beck S. 277) zeigt zum erstenmal
eine Hebemaschine, die durch Naturkraft betrieben wird. Die
Einzelkonstruktion ist nicht sichtbar, es ist aber zu vermuten, daß
die Trommelwelle parallel zur Windradwelle so gelagert ist, daß durch
Reibungsräder die Übertragung von der letzteren auf die Trommelwelle
stattfindet, sobald die Reibräder aneinander gepreßt werden. Wir haben
also anscheinend die Urform der sog. Friktionswinden vor uns, die
geradezu typisch für Mühlenaufzüge geworden sind.
[Illustration: Fig. 12.]
Aus derselben Zeit -- um das Jahr 1440 -- stammt eine zweite
Handschrift, die von dem Künstler und Ingenieur Marianus Jakobus aus
Siena verfaßt ist. Theodor Beck berichtet über seine Persönlichkeit:
»Marianus Jacobus, genannt Taccola, genoß im 15. Jahrhundert großen
Ruf. Er war Erfinder und wurde von seinen Zeitgenossen der Archimedes
von Siena genannt.«
In dieser Handschrift sind die ersten fahrbaren Winden und Krane
dargestellt. So zeigt Fig. 11 (entnommen aus Beck S. 284) eine
fahrbare Bauwinde, die durch ein Gangspill betrieben wird und von zwei
Lastseilen das eine aufwindet und gleichzeitig das andere senkt.
Fig. 12 (entnommen aus Beck S. 285) stellt einen Kaikran dar, der
gleichzeitig Wipp- und Drehbewegung ausführen kann.
[Illustration: Fig. 13.]
Fig. 13 (entnommen aus Beck S. 291) ist die erste Darstellung einer
Seilbahn mit festem Tragseil und mit einem besonderen Zugseil.
4. Renaissance.
Während uns die genannten beiden Berichte aus dem Ende des Mittelalters
nur einzelne Skizzen ausgeführter Maschinen überliefern, ist uns
in den Handschriften des Leonardo da Vinci und besonders in seinem
Codice atlantico zum erstenmal eine zusammenhängende Darstellung von
Maschinen verschiedenster Art überliefert, die ein deutliches Bild von
seiner Ingenieurtätigkeit entrollt.
[Illustration: Fig. 14.]
Künstlerische und technische Tätigkeit scheinen zwar dem Laien, der die
Technik meist nur im grob-materiellen Sinn auffaßt, einander völlig
fremd gegenüberzustehen; in Wirklichkeit beruhen sie beide auf der
Raum- und Formvorstellung, auf Phantasie; sie sind beide nichts anderes
als eine Kompositions- und Erfindungstätigkeit. Wenn es eines Beweises
hierfür bedürfte, so könnte die Persönlichkeit Leonardos hierfür
dienen, der ein gleich hervorragender Ingenieur wie Künstler war und
hierin seinen Vorgänger Marianus Jacobus aus Siena weit übertraf. Wenn
die Neuzeit keine Persönlichkeit aufzuweisen vermag, die künstlerische
und technische Leistungen in sich vereinigt zeigte, so mag es wohl
darum sein, weil im 19. Jahrhundert der Zusammenhang zwischen Kunst und
Leben ein sehr loser geworden ist. Eine vorzügliche Darstellung von
Leonardos Leben im Zusammenhang mit seiner Zeit findet sich in dem Werk
von Theodor Beck.
Leonardo war Wasserbau-Ingenieur im Dienst des Ludovico Sforza
in Mailand in den Jahren 1482 bis 1499 und Kriegsingenieur des
Césare Borgia 1502 bis 1507. Seine Lehrbücher über Mechanik und
Maschinenelemente sind leider verloren gegangen; die hinterlassenen
Handschriften sind gewissermaßen als der Rohstoff zu den ersteren
anzunehmen. Sie enthalten eine Fülle von konstruktiven Gedanken
und wissenschaftlichen Überlegungen und umfassen das gesamte
Gebiet damaliger Technik, von den Werkzeugen bis zu vollständigen
Wasserkraftanlagen, von der Herstellung der Geschützrohre bis zu dem
Projekt einer Dampfkanone.
[Illustration: Fig. 15.]
Zur Bewegung schwerer Lasten gibt Leonardo folgende Maschinen an:
Fig. 14 (entnommen aus Beck S. 329) ein Gangspill mit einem Gestell,
das bei größter Einfachheit den wirkenden Kräften vollkommen angepaßt
ist.
Fig. 15 (entnommen aus Beck S. 330) ein Drehkran, der durch die
statisch durchdachte Anordnung seines Gerüstes sich auszeichnet.
Während in Deutschland Drehkrane stets als Säulenkrane ausgeführt
wurden, hat sich in Italien die Drehscheibenanordnung der Römer
erhalten, die Vitruv beschrieben hat.
Fig. 16 (entnommen aus Beck S. 447) stellt zwei Wand-Drehkrane vor,
von denen der eine an einem Gebäude, der andere an einem Strebenwerk
gelagert ist. Letzterer ist so aufgestellt, daß er die Umladung aus
Schiffen eines tiefliegenden Kanals in einen hochliegenden bewirken
kann: er ersetzt also bis zu einem gewissen Grade eine Schleuse.
[Illustration: Fig. 16.]
Fig. 17 (entnommen aus Beck S. 481) gibt eine Darstellung von zwei
übereinander an demselben Stützgerüst angeordneten Drehkranen, zu dem
Ausheben eines Kanals bestimmt. Die durchaus zweckmäßige Anordnung
des Gerüstes mit den wohldurchdachten Einzelheiten ist besonders
bemerkenswert. Auch der Arbeitsvorgang ist gut überlegt: er gestattet
ein gleichzeitiges Arbeiten in zwei Geschossen und ein stetiges
Vorrücken der ganzen Maschine.
Besonders bemerkenswert erscheint, daß unter der Fülle von Skizzen
zahlreiche Wasserräder zum Betrieb von Mühlen und von Werkzeugmaschinen
dargestellt sind, daß aber keine einzige Hebemaschine mit
Wasserradantrieb oder auch nur mit Pferdegöpel sich findet. Man
kann aus diesem Umstand wohl schließen, daß auch im Mittelalter die
Menschenkraft in Italien noch sehr billig war; wird doch heutzutage
noch aus den Schwefelgruben Siziliens das geförderte Material durch
Knaben auf Leitern heraufgetragen.
Als Abschluß der ersten Epoche -- die durch ausschließliche Verwendung
von Menschenkraft für Heben von Lasten gekennzeichnet ist -- mögen
zwei Figuren beigegeben werden, die den Transport des Vatikanischen
Obelisken darstellen, der durch Domenico Fontana im Jahre 1590
ausgeführt wurde und wobei zum erstenmal Pferdegöpel verwendet wurden.
Theodor Beck gibt auf S. 485 und den folgenden eine ausführliche und
sehr anziehende Darstellung des Vorgangs nach dem eigenen Bericht des
Domenico Fontana.
[Illustration: Fig. 17.]
»In der genannten Absicht, sowie um den Platz und das neue, prachtvolle
Gebäude von St. Peter zu zieren, befahl Se. Heiligkeit der Papst am 24.
August 1585 den Zusammentritt einer Versammlung von Prälaten und den
intelligentesten Herren, die beraten sollten, welches die geeignetste
Stelle für den Obelisken sei und wie man sich zu verhalten habe, um
dessen Transport mit der größtmöglichen Sicherheit zu bewerkstelligen.
Auch sollten sie den Künstler nennen, den sie wegen seines Scharfsinnes
und seiner Erfahrung für den geeignetsten hielten, das Werk zum
gewünschten Ende zu führen. Das Unternehmen wurde allgemein für äußerst
schwierig gehalten, sowohl wegen des ungeheuren Gewichtes, als auch
wegen der Größe des Steines und seiner Neigung, bei der Bewegung zu
brechen. Viele der früheren Päpste, die denselben Stein zu versetzen
wünschten, waren durch die Bedenken, die die ersten Ingenieure ihrer
Zeit dagegen erhoben, davon abgeschreckt worden. Man hegte wegen
der Schwierigkeiten, die das Unternehmen habe, tausend Zweifel, da
kein Schriftsteller beschreibt oder erwähnt, wie die Alten sich
dabei verhielten, so daß man davon Regeln hätte abnehmen können, und
man übertrieb die Gefahren, die der Zufall bei derartigen Arbeiten
unversehens bringen könne. Man kam deshalb in der ersten Sitzung der
Versammlung trotz langer Beratung zu keinem befriedigenden Resultat
und beschloß, zum Zwecke der Klarstellung der Sache und damit eine so
hoch geschätzte Relique unversehrt transportiert werde, alle Gelehrten,
Mathematiker, Architekten und andere tüchtige Männer, die man
herbeibringen könne, zusammenzurufen, damit jeder seine Ansicht über
die Ausführung des Unternehmens ausspräche.
Die zweite Sitzung wurde auf einen um 25 Tage späteren Termin verlegt,
damit Fremden Zeit gelassen würde, nach Rom zu kommen und Beweise ihres
Scharfsinnes abzulegen. Durch das Gerücht von einer solchen Arbeit
angelockt, kamen viele, zum Teil ohne die Absichten des Papstes genau
zu kennen, aus allen Weltgegenden, so daß bei der genannten zweiten
Sitzung am 18. September an 500 Personen der genannten Berufsarten
aus den verschiedensten Ländern erschienen, aus Mailand, Venedig,
Florenz, Lucca, Como, Sizilien, Rhodos und Griechenland. Mehrere waren
Geistliche, und ein jeder trug seine Erfindung bei sich, der eine in
Zeichnungen, der andere im Modell, einige erklärten sich auch nur
mündlich. Die meisten stimmten darin überein, daß der Obelisk aufrecht
zu transportieren sei, da man es für das Allerschwierigste hielt,
ihn umzulegen und wieder aufzurichten. Einige wollten nicht nur den
Obelisk, sondern ihn samt seinem Piedestal und Fundament aufrecht
transportieren, andere nicht aufrecht und nicht wagrecht, sondern
schräg liegend, im Winkel von 45° gegen den Horizont geneigt. Dann
zeigten sie die Art, wie er bewegt werden sollte. Der eine meinte
mit einem einzigen Hebel, der andere mit Schrauben, der andere mit
Zahnrädern.«
Dieser Transport war für die damalige Zeit eine Aufgabe von besonderer
Schwierigkeit. Der Obelisk mußte auf seinem alten Platz umgelegt,
auf den rund 200 in entfernten Petersplatz gebracht und dort wieder
aufgerichtet werden. Das Gewicht des Monolithen betrug rund 300 t.
Fontana löste die Aufgabe sehr zweckmäßig dadurch, daß er den Obelisken
nicht um seine Fußkante, sondern um seine Schwerpunktsachse kippte
und gleichzeitig den Schwerpunkt vertikal senkte, so daß der Fuß des
Obelisk stets in einer Horizontalbahn sich bewegte. Der Vorgang ist aus
Fig. 18 (entnommen aus Beck S. 493) deutlich erkennbar.
[Illustration: Fig. 18.]
Der mit einer Holzverschalung und eisernen Bändern armierte Obelisk
wurde durch 40 über die ganze Länge verteilte Flaschenzüge gefaßt,
deren Taue zu 40 Pferdegöpeln führten. Die Seile waren an den
Trommelwellen der Göpel nicht befestigt, sondern nur durch Reibung
mittels mehrfacher Umschlingung gehalten, um eine einfache Regelung der
Seilspannung zu ermöglichen.
Fig. 19 (entnommen aus Beck S. 491) zeigt die Anordnung der Göpel.
[Illustration: Fig. 19.]
Den Beginn der Arbeit schildert Domenico in der Übersetzung von Beck
wie folgt:
»Am 30. April, zwei Stunden vor Tagesanbruch, wurden zwei Messen in der
Heiligengeistkirche gelesen, damit Gott, zu dessen und des heiligen
Kreuzes Ehre dieses merkwürdige Unternehmen ausgeführt werden sollte,
ihm seine Gunst schenken und es gelingen lassen sollte. Und damit
er die Bitten aller erhöre, gingen sämtliche Arbeiter, Aufseher und
Fuhrleute, die bei dem großen Werk zu tun hatten, und nach meiner
Anordnung tags zuvor gebeichtet hatten, zur Kommunion. Auch hatte unser
Herr mir den Tag vorher seinen Segen gegeben und mir anempfohlen, was
ich zu tun habe. Nachdem alle kommuniziert hatten und angemessene Reden
gehalten worden waren, trat er aus der Kirche in die Umzäunung, und
alle Arbeiter wurden an ihre Plätze beordert. Jeder Göpel erhielt zwei
Aufseher, deren Anweisung besagte, daß jedesmal, wenn das Signal eines
Trompeters gehört würde, den ich auf einem erhöhten Platze aufstellte,
so daß er allen sichtbar war, die Göpel in Gang zu setzen seien,
und er ein scharfes Auge darauf haben müsse, daß richtig gearbeitet
werde; wenn aber der Ton einer Glocke erklinge, die oben an dem Gerüst
aufgehangen war, müsse er sofort Halt machen lassen. Innerhalb einer
Umzäunung am Ende des Platzes stand der Chef der Fuhrleute mit 20
starken Reservepferden und 20 Mann zu ihrer Bedienung. Außerdem hatte
ich noch acht bis zehn tüchtige Männer auf dem Platze verteilt, die
herumgingen und Überall nachsahen, daß während der Arbeit keinerlei
Unordnung vorkäme. Ferner hatte ich eine Abteilung von 12 Mann
angewiesen, die nötigen Reserveteile, Flaschenzüge, Rollen usw. nach
Bedarf hin und her zu tragen. Diese waren vor dem Vorratshause auf
einem erhöhten Platze aufgestellt, wo sie auf jeden Wink oder Befehl
das auszuführen hatten, was ihnen aufgetragen wurde, so daß kein
Göpelaufseher seinen Platz zu verlassen brauchte. An jeden Göpel aber
hatte ich sowohl Menschen als Pferde gestellt, um ihn zu bewegen, damit
ihn erstere mit Vernunft nach den Befehlen der Aufseher regierten,
da Pferde allein manchmal stehen bleiben oder sich zu rasch bewegen.
Unter dem Gerüste waren 12 Zimmerleute aufgestellt, welche fortwährend
hölzerne und eiserne Keile unter den Obelisk zu schlagen hatten,
einesteils um damit heben zu helfen, andernteils um ihn fortwährend
zu unterstützen, so daß er niemals frei hing. Diese Zimmerleute
trugen eiserne Helme auf dem Kopfe, um sie zu schützen, wenn ein
Gegenstand von dem Gerüste herabfiel. Zur Beobachtung des Gerüstes,
der Flaschenzüge und Verschnürungen daran bestimmte ich 30 Mann. An
die drei Hebel gegen Westen (nach der Sakristei hin) stellte ich 35
Mann zur Bedienung und an die gegenüberliegenden zwei Hebel 18 Mann mit
einem kleinen Handgöpel.«
»Nachdem von allen ein Paternoster und Ave Maria gesprochen war,
gab ich dem Trompeter das Zeichen, und sobald sein Signal ertönte,
begannen die 5 Hebel und 40 Göpel mit 907 Menschen und 75 Pferden zu
arbeiten. Bei der ersten Bewegung schien es, als ob die Erde zittere,
und das Gerüst krachte laut, indem sich alle Hölzer durch das Gewicht
zusammendrückten, und der Obelisk, welcher um 44 cm gegen den Chor von
St. Peter hin geneigt gewesen war, stellte sich senkrecht. Alsdann fuhr
man fort und hob den Obelisken in 12 Bewegungen (Hitzen) um 60 cm,
was genügte, um die Schleife darunter zu schieben und die metallenen
Knäufe, worauf der Obelisk gestanden hatte, wegzunehmen. In dieser Höhe
wurde daher angehalten und wurden die vier Ecken des Obelisken mit sehr
starken Unterlaghölzern, hölzernen und eisernen Keilen unterschlagen.
Und als dies um 22 Uhr desselben Tages geschehen war, wurde mit einigen
Mörsern auf dem Gerüste das Signal gegeben und die ganze Artillerie gab
mit lautem Donner das Zeichen der Freude.«
[Illustration]
III
Die Hebemaschinen der Neuzeit
[Illustration]
A.
Die Lastenförderung im Bergbau.
1. 1500 bis 1820: Antrieb durch Göpel und Wasserrad.
Der Bergbau des Altertums war kein Tiefbau, sondern nur ein Tagebau.
Die technischen Mittel konnten daher die denkbar einfachsten sein;
denn bei einem Tagebau bietet die Herausschaffung des geförderten
Erzes und des Grundwassers keinerlei Schwierigkeit. Zur Erzielung
der erforderlichen Leistung waren wegen der fehlenden technischen
Mittel naturgemäß zahlreiche Arbeitskräfte erforderlich. Es darf uns
daher nicht in Erstaunen setzen, wenn uns berichtet wird, daß in den
Silberbergwerken von Laurion bei Athen mehrere Tausende von Sklaven
tätig waren.
In Deutschland wurde der Bergbau zuerst als Tiefbau betrieben; der
Tiefbau erschwert das Herausschaffen von Erz und Wasser nicht nur
darum, weil die Hubhöhe größer ist, sondern vor allem deshalb, weil
für diesen Transport nur der enge Querschnitt des Schachtes zur
Verfügung steht. Man war daher gezwungen, technische Mittel, d. h.
leistungsfähige Hebemaschinen für Wasserhaltung und Erzförderung zu
Hilfe zu nehmen.
Die Dienstbarmachung der Naturkraft war schon durch den Tiefbau allein
zu einer Notwendigkeit geworden; dazu kam, daß die Lebenshaltung in dem
rauhen nordischen Klima eine weit kostspieligere war als im sonnigen
Italien, und daß die Menschenkraft bei uns daher schon damals weit
höher im Werte stand wie im Süden.
[Illustration: Fig. 20.]
Eine Nachricht über die Entwicklung des Bergbaues im südlichen
Deutschland übermittelt uns Vannuccio Biringuccio (um 1540), der in
seiner »Pirotechnia« nach der Übersetzung von Theodor Beck folgendes
berichtet:
»Ich erinnere mich, in Deutschland, wo solche Kunst vielleicht am
meisten in der ganzen Christenheit blüht und geübt wird, nicht
nur die Anordnung der Schacht- und Flammöfen, sondern auch die
Aufbereitungsarbeiten gesehen zu haben.«
[Illustration: Fig. 21.]
»Ich suchte Gelegenheit, von anderen etwas abzusehen, und ging deshalb
zweimal nach Deutschland, um die Gruben zu sehen, welche in diesem
Lande sind, und um mir Erfahrung zu sammeln.«
»Und als es später dazu kam, daß ich wieder nach Hochdeutschland
zurückkehrte, suchte ich mit noch größerem Fleiße als zuerst mich dort
umzusehen, und zwar in Sbozzo (Schwaz), Plaiper (Bleiberg), Ispruch
(Innsbruck), Alla (Hall) und Arotimbergh (Rattenberg).«
Ein ausführliches Werk über den deutschen Bergbau im 15. Jahrhundert
hat uns Georg Bauer, genannt Agricola, hinterlassen, der 1490 bis 1555
lebte. Sein Werk führt den Titel: »Bermannus, sive de re metallica.«
Sein wechselvolles und arbeitsreiches Leben schildert Theodor Beck in
anziehender Weise.
Aus diesem Werk geht zunächst hervor, daß schon damals (1550) die
Erzwagen auf hölzernen Schienen liefen, daß also die Spurbahnen nicht
eine englische, sondern eine deutsche Erfindung sind.
Fig. 20 (entnommen aus Beck S. 131) und Fig. 21 (entnommen aus Beck
S. 132) geben ausgezeichnet klare Darstellungen von Fördermaschinen
mit Göpelbetrieb. Auf der letzteren Figur ist sehr deutlich die Bremse
dargestellt, welche zum Stillhalten der Fördermaschine dient: der
Arbeiter setzt sich auf das an der Bremsstange angebrachte Querholz,
sobald er die Fördermaschine anhalten will.
[Illustration: Fig. 22.]
Fig. 22 (entnommen aus Beck S. 142) zeigt in sehr anschaulicher Weise
eine Fördermaschine, die durch ein Kehrrad betrieben wird, d. h.
durch ein Wasserrad mit einem rechtsgängigen und einem linksgängigen
Schaufelkranz. Man erkennt deutlich die beiden Zuaufschützen, von
denen der eine geschlossen ist, während der andere geöffnet ist;
man sieht den Steuermann, der die beiden Schützen bedient und
die beiden Hilfsarbeiter, welche das Entleeren der Fördergefäße
besorgen. Ein vierter Mann bedient die Bremse. Diese Maschine hatte
ein Kehrrad von 10,40 m Durchmesser, die Welle war 60 cm stark und
10,40 m lang. Die Bremsscheibe hatte 1,80 m Durchmesser und war 30 cm
breit. Es wurden also diese Fördermaschinen bereits in ansehnlichen
Abmessungen ausgeführt; sie waren in ihren Einzelheiten den damaligen
Herstellungsmethoden durchaus angepaßt und in der Gesamtordnung wohl
durchdacht; für die damalige Zeit stellen sie eine erstaunliche
Leistung dar.
Von dieser Zeit -- um 1500 -- bis zum Jahre 1800 bleibt die typische
Gestaltung der Fördermaschinen unverändert. Aus dem Jahre 1826 liegt
uns ein sehr umfangreiches und wertvolles Werk vor: »Ausführliches
System der Maschinen-Kunde« von Prof. Langsdorf, ordentlichem Lehrer
der Mathematik zu Heidelberg.
Kennzeichnend für das unbefangene Urteil dieses Verfassers sind die
einleitenden Sätze, die er seinem Werk vorausschickt:
»Die Wichtigkeit einer Zusammenstellung von Lehren, die zur
~industriellen~ Mechanik gehören, ist allgemein anerkannt. Aber
hat die industrielle Mechanik weniger Bedeutung als die Mechanik
überhaupt? und haben wir nicht Anleitungen zu letzterer, selbst in
unserer Muttersprache zum Überfluß? Man nehme Euler oder Lagrange,
oder Kästner und ähnliche Werke zur Hand: Von besonderen Zwecken der
Bewegung ist in diesen Behandlungen der ~allgemeinen~ Mechanik
nicht die Rede, daher auch nicht von Anordnungen zur Erreichung
bestimmter Zwecke; mit letzteren geht die Wissenschaft in die
~Technik über, die der reinen Wissenschaft, und oft genug auch dem
Subjekte, das sie besitzt, ganz fremd ist~.«
»Karsten ging ungleich weiter als Kästner; er betrachtet schon
mannigfaltige Maschinen, die für das bürgerliche Leben von großer
Wichtigkeit sind. Ich glaube aber den großen Verdiensten dieses
trefflichen scharfsichtigen und gründlichen Mathematikers unbeschadet
bemerken zu dürfen, daß er, ich möchte sagen, zu sehr Mathematiker war.«