Wasserräder und Wassermühlen

Die ältesten technischen Vorrichtungen, mit denen sich die Menschen eine Naturkraft zur Verrichtung mechanischer Arbeit dienstbar gemacht haben, sind die Wassermühlen. Die Kenntnis der Wassermühlen gelangte aus dem Mittelmeerraum nach Nordeuropa. Ihre Erfindung muss schon im 1. Jahrhundert v.Chr. erfolgt sein. Der römische Baumeister und Ingenieur Vitruv (1. Jahrhundert v.Chr.) gibt in seiner "architectura" erstmalig eine ausführliche technische Beschreibung einer Wassermühle. Dieser bereits von Vitruv geschilderte Wassermühlentyp hat die im ganzen Mittelalter bis in die erste Hälfte des 19.Jahrhunderts hinein übliche Form:  Kernstück der Wassermühle ist ein vertikal gestelltes Mühlenrad, dessen Drehbewegung über ein Zahnradwinkelgetriebe zum Mahlgang übersetzt wird. Auch wenn die genaue Herkunft des vertikal gestellten Wasserrades noch nicht geklärt werden konnte, so ist die Kombination von vertikalem Wasserrad, Zahnradübersetzung und Drehmühle ohne Zweifel als eine römische Erfindung anzusehen. Damit ist die Grundlage gelegt für alle späteren Wassermühlen, Windmühlen, Tiermühlen und Handmühlen mit Räderwerk. Die Wassermühlen hatten zunächst einen unterschlächtigen Mühlenantrieb. Ein weiterer Einschnitt in der Geschichte der Wassermühlen ist der übergang vom einfachen Schaufelrad zum sog. Zellenrad, das sowohl die Wasserströmung als auch das Wassergewicht auszunutzen vermag. Schon im frühen Mittelalter (8./9. Jahrhundert) ist die Wassermühle im deutschen Raum allgemein verbreitet.

Oberschlächtig:
Hier wird das Wasser von oben über das sogenannte Gerinne auf das Mühlenrad geleitet und bewegt dieses durch sein Gewicht nach unten.
Wirkungsgrad von bis zu 75 %.

Mittelschlächtig:
Bei einem mittelschlächtigen Mühlenrad fällt das Wasser in halber Höhe des Mühlrades (auf Höhe der Welle) auf die Schaufeln.

Rückschlächtig:
Das rückschlächtige Wasserrad hat eine ähnliche Wirkungsweise wie das mittelschlächtige, nur tritt hier das Wasser unterhalb des Radscheitels, in etwa ¼ der Radhöhe, rückseits in die Schaufeln ein.

Unterschlächtig:
Hier ist das Mühlenrad in den Wasserlauf eingehängt und bewegt dieses durch den Wasserfliessdruck nach oben.
Wirkungsgrad von bis zu 35 %.


»schlächtig« von Aufschlagen des Wassers auf die Schaufeln.

Bei den vier vorgestellten Antriebsarten des Mühlenrades wird damit bereits die horizontale Drehbewegung erzeugt.

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