Windmühle

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Windmühlen sind Maschinen, die die Windenergie ausnutzen, um mechanische Arbeit zu leisten. Auch das umschließende Bauwerk nennt man Windmühle. In der Technikgeschichte gilt das zugehörige Windrad mit segelähnlichen Flügeln neben dem Wasserrad als die älteste Kraftmaschine der Menschheit.

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Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Windmühlen wurden schon vor über 1000 Jahren in Asien benutzt, nach einem alten Schriftstück soll es in Persien schon im 7. Jahrhundert die ersten Horizontalwindmühlen gegeben haben. Im 9. Jahrhundert wurden die ersten Windmühlen in England errichtet.

Vermutlich wurden die Kenntnisse dazu von den Kreuzrittern aus Kleinasien mitgebracht. Andere Quellen gehen davon aus, dass die Araber die Mühlentechnik bei ihrer Eroberung Spaniens mitgebracht haben.

Windmühlen waren damit neben den Wassermühlen lange Zeit die einzigen mit Energie betriebenen Maschinen, entsprechend vielseitig waren sie daher auch in ihrer Anwendung.

Ursprünglich wurden Windmühlen zum Mahlen von Getreide verwendet, weitere Anwendungen fanden sich schnell. Gemahlen wurden auch anderen Materialien wie beispielsweise Gips und Gewürze, es wurde in so genannten Lohmühlen Eichenrinde zum Gerben von Leder gestampft. Des weiteren wurden Windmühlen als Antrieb für Ölpressen eingesetzt, in den Niederlanden wurde Wasser vor allem mittels einer Archimedischen Schraube durch Windantrieb gepumpt. Der Antrieb von Wasserpumpen ist seit 1394 belegt. Die Deutsche Gesellschaft für Mühlenkunde und Mühlenerhaltung (DGM) hat in einer Zusammenstellung die Nutzung von Windmühlen für 150 verschiedene mechanische Tätigkeiten, von der Sägemühle bis hin zur Lohmühle, ermittelt.

Nachdem in Preußen die Gewerbefreiheit Gesetzeskraft bekam, kam es zu einem letzten Aufschwung der Windmühlenindustrie. Zum Ende des 19. Jahrhunderts bekamen die Windmühlen durch die Erfindung von Dampfmaschinen und Verbrennungsmotoren Konkurrenz. Da sie im Vergleich zu diesen nicht mehr wirtschaftlich betrieben werden konnten, ging ihre Verbreitung zurück. Später kam der Elektromotor als weitere ernstzunehmende Konkurrenz hinzu. Während und nach dem 2. Weltkrieg erlebten die noch bestehenden Mühlen eine kurze Blütezeit, da keine Alternativen bestanden, die benötigten Maschinenleistungen zu erbringen. Dieser Aufschwung ging jedoch in Westdeutschland in den 1950er Jahren vor allem durch das Mühlenstilllegungsgesetz zu Ende, da aufgrund dieses Gesetzes viele Mühlen stillgelegt wurden.

In den 80er Jahren ergab sich in Westdeutschland eine Restaurationswelle aufgrund der Wiederentdeckung der alten Traditionen. Viele Windmühlen wurden mit neuem Leben als technisches oder produzierendes Denkmal, Museum oder zu Wohnzwecken wiedererweckt. Die dabei geleistete technische Restaurierung war nicht immer korrekt und von vielen Improvisationen getragen. Kein Wunder, war doch der Beruf des Windmühlenbauers im Rahmen des Mühlenstilllegungsgesetzes aus der Handwerksrolle gestrichen, womit auch das Fachwissen schwand. In Ostdeutschland führte die Kollektivierung der privat betriebenen Mühlen zur Verringerung der Anzahl. Nach der Wiedervereinigung konnten die vielen noch vorhandenen Kleinmühlen sich gegen die neue Konkurrenz nicht behaupten. Heute gibt es im wiedervereinigten Deutschland rund 1400 Wind- und Wassermühlen, die jährlich am Deutschen Mühlentag zu Pfingsten teilnehmen.

In den Niederlanden waren im 19. Jahrhundert mehr als 9.000 Windmühlen im Einsatz, deren Bestand inzwischen auf 900 geschrumpft ist. In den USA sollen um 1880 etwa sechs Millionen Windkrafträder im Einsatz gewesen sein, in der Neuzeit sind es 15.000.

Mit der Windmühle konnte der Müller auch einfache Botschaften übermitteln. Durch verschiedene Flügelstellungen und Bespannungen konnte er den Grund für Betriebspausen anzeigen, beispielsweise Reparaturarbeiten, einen Trauerfall in der Familie oder den Feierabend.

Siehe auch: Geschichte der Windenergienutzung

Mühlentypen

Die älteste Windmühlenbauweise in Europa war die der Bockwindmühle, bei der das ganze Gebäude drehbar gelagert war. Der Bock, auf dem das Gehäuse samt der technisch-mechanischen Konstruktion saß, unterlag besonders starkem Verschleiß und musste alle 30 bis 50 Jahre neu errichtet werden. Er war auch das am meisten gefährdete Bauteil: Bei Sturm drohte die senkrechte Achse abzuknicken, und im Krieg brauchte ein Angreifer nur den Bock anzusägen – durch Wind kam es in der Folge zum Abknicken.

Da die komplette Mühle aus Holz konstruiert war, konnte die Mühle abgebaut und an einem anderen Ort wieder aufgebaut werden. Das war besonders zu Kriegszeiten wichtig, da Bockwindmühlen häufig auf Wällen und künstlichen Erdhügeln vor den Städten errichtet wurden. Rückte ein Feind an, so wurden viele Bockwindmühlen einfach demontiert und hinter den Stadtmauern eingelagert, um nach dem Ende der Kampfhandlungen wieder errichtet zu werden.

Aber auch durch die zunehmende Ausdehnung der Städte im 19.Jahrhundert aufgrund des Bevölkerungswachstums wurden viele Windmühlen plötzlich windlos, da die Bebauung in der Nähe zunahm, und den Mühlen den Wind nahm. Dann wurden viele Mühlen auseinandergenommen und an windgünstigeren Standorten wieder aufgebaut.

Zu Beginn des 16. Jahrhunderts wurde in den Niederlanden die Holländerwindmühle, auch Kappenwindmühle genannt, erfunden, häufig ein achteckiger Bau auf einem soliden Fundament, bei dem nur die obere Kappe mit einem Steert (eine Art Balken zum Vordrehen der Kappe) oder der Windrose drehbar ist. Ihr Vorteil war eine höhere Stabilität, durch die größere Windräder und somit eine höhere Leistung (bis zu 30 kW) möglich wurden. Durch die höheren Bauhöhen der Holländerwindmühlen wurde es nicht immer möglich, noch an die Flügel bzw. an den Steert heranzukommen. Beides musste zur ordnungsgemäßen Bedienung der Windmühle möglich sein. Man erfand deshalb eine Art Balkon, eine umlaufende Galerie, von der die Flügel als auch der Steert bedient werden konnten. Diese Typen werden als „Galerieholländer“ bezeichnet. Ein typischer Galerieholländer ist die Aeolus in Ostbargum, Nordfriesland. Der Galerieholländer in Nordenham-Moorsee ist eine der wenigen Mühlen mit einer doppelten Windrose.

Eine etwas später einsetzende aber eigentlich parallele Entwicklung zur Holländerwindmühle war die Paltrockwindmühle. Häufig wurde sie in Deutschland aus einer Bockwindmühle umgebaut, bei der das Gebäude auf einem Drehkranz mit Rollen gelagert war, wodurch sich die Stabilität erhöhte. Sie war meistens kostengünstiger als die Holländerwindmühlen.

Eine andere Entwicklung war die Kokerwindmühle, bei der der drehbare Teil des Gebäudes wesentlich kleiner war, und das Mahlwerk sich im nicht drehbaren unteren Teil befand. Die Überleitung der Energie aus dem Kopf in den nichtdrehbaren unteren Teil erfolgte durch eine in einem Art Köcher (niederdt. Koker) sich drehende Welle. Diese Mühlen waren meist nicht ganz so groß und wurden zu Pumpzwecken bzw. kleinen Energieleistungen eingesetzt.

Der Tjasker oder auch Flutter ist der einfachste Mühlentyp. Im Wesentlichen besteht er aus einer archimedischen Schraube und einem Flügelkreuz. Erste Erwähnung findet dieser Mühlentyp in einem Lizenzbrief aus Middelburg. Ausgestattet ist diese Mühle entweder mit Brett- oder Segelflügeln. Sie wird von Hand in den Wind gedreht. Aufgrund der geringen Größe waren diese Mühlen transportabel, daher wurden sie einfach versetzt, wenn eine Region trockengemahlen war. Um 1598 soll dieser bemerkenswerte Mühlentyp erfunden worden sein. Ihre häufigste Verbreitung hatten diese Mühlen in den Niederlanden und in den Niederungen in Ostfriesland. Die letzten Flutter stehen heute in Riepe, Bedekaspel, Weenermoor und in Grotegaste in Ostfriesland. Beim Museum Moorseer Mühle in Nordenham im Landkreis Wesermarsch ist nebenstehendes Bild entstanden.

Technische Entwicklungen

Anfangs musste der Müller die Mühle noch selbst in den Wind drehen, damit dieser im 90 Grad Winkel auf die Flügelebene blasen kann, der optimale Windkraftausnutzungwinkel. Dieser 90 Grad Winkel ist immer einzuhalten, dreht der Wind, muss die Flügelebene nachgedreht werden. Dazu ist auf der Mühlenrückseite der Bockwindmühle bzw. der Rückseite der Haube bei der Holländerwindmühle der so genannte Steert (auch Sterz), ein langer Balken, angebracht. Da bei der Drehung einer Bockwindmühle das gesamte Gebäude mit allen Maschinen und den Flügeln in den Wind gedreht wurde, kam einiges an Gewicht zusammen. Daher wurden zur Unterstützung rings um die Bockwindmühle Pfähle in den Boden gerammt. Diese wurden mithilfe eines Flaschenzuges mit dem Steert verbunden, und so die Mühle in die neue Windrichtung gedreht.

Bei den Holländerwindmühlen musste nur die Haube in den Wind gedreht werden. Entweder wurde der Steert ohne Hilfsmittel in den Wind gedreht oder am Ende des Steerts wurde eine so genannte Kroijhaspel angebracht. Dies ist eine Kurbel, auf der ein oder zwei Ketten aufgedreht wurden. Die losen Enden der Ketten wurden an der Galerie bzw. auf dem Boden verankert, so dass die Flügel mit der Kroijhaspel in den Wind gekroijt wurden.

Des Weiteren gibt es Binnendreher, bei denen die Haube von innen mit einer Kurbel gedreht werden. In Deutschland sind viele Holländerwindmühlen mit einer Windrose aus- / bzw. nachgerüstet worden.

Diese wurde Mitte des 19. Jahrhunderts erfunden, ein kleineres Windrad, das über der Haube bzw. über dem Dach der Mühle im Wind montiert wurde, so dass die Mühle über ein Getriebe selbständig in den Wind gedreht wurde (Windrichtungsnachführung). Diese Windrose wurde bei den Typen Holländerwindmühle und Paltrockwindmühle eingesetzt.

Eine weitere wichtige Erfindung waren im Ausgang des 19. Jahrhunderts die Jalousieflügel. Damit musste der Müller nicht mehr jeden einzelnen Flügel besegeln, sondern konnte das über eine Zentralsteuerung mithilfe einer Kette vornehmen. Damit war es möglich, schneller und nachher auch automatischer auf die unterschiedlichen Windstärken zu reagieren, und die Maschine Windmühle nicht so stark den schwankenden Drehzahlen durch böige Winde auszusetzen. Diese Entwicklung setzte sich vor allem in den mittleren Bereichen von Deutschland durch, in den Niederlanden gibt es weiterhin weitgehend Segelgatterflügel. Paltrockwindmühlen sind im mittleren Deutschland bauartbedingt mit Windrose und Jalousieflügeln ausgestattet.

Umfeld der Mühlen

Windmühlen waren aufgrund der von ihr zu benutzenden Energie nicht immer im Dorf anzusiedeln, sondern außerhalb auf Bergrücken, auf freiem Feld etc., eben da, wo der Wind weht. Da der Windmüller meist in der Nähe seiner Arbeitsstätte auch ein Müllerhaus hatte, lagen Betriebsstätte und Wohnung des Müllers zumeist außerhalb der Dorfgemeinschaft. Dazu kam, dass Windmüller keine geregelten Arbeitszeiten kannten, sie mussten mahlen, wenn der Wind wehte, also zu allen Tages- und Nachtzeiten, unter der Woche und am Wochenende. Das machte sie für die Dorfgemeinschaft manchmal etwas suspekt. Als es im 18. Jahrhundert zur Gründung von Zünften kam, gelang es den Windmüllern erst sehr spät, diese Vorurteile zu überwinden, und eine eigene Zunftgemeinschaft zu begründen.

Kampf gegen Windmühlen

Die berühmte literarische Gestalt Don Quijote erblickte in den Windmühlen riesenhafte Gegner, die er zum Zweikampf zu stellen trachtete. Daher bezeichnet die Redensart „gegen Windmühlen kämpfen“ heute einen leidenschaftlichen Feldzug gegen eine eingebildete, ungreifbare Gefahr. Miguel de Cervantes, der Schöpfer der Figur, schrieb dazu: Windmühlen muss jeder erkennen, der nicht selber Windmühlen im Kopfe hat.

Literatur

  • Albert Betz: Windenergie und ihre Ausnutzung durch Windmühlen. Vandenhoekk and Rupprecht, Göttingen 1926, heute erhältlich als unveränderter Nachdruck, Ökobuch, Staufen, ISBN 3-922964-11-7

Siehe auch


Weblinks

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