Wasserrad, mechanische Vorrichtung zum Abzapfen der Energie von laufendem oder fallendem Wasser mittels eines Satzes Paddel, die um ein Rad montiert sind. Die Kraft des sich bewegenden Wassers wird gegen die Paddel ausgeübt, und die daraus resultierende Drehung des Rades wird über die Welle des Rades auf Maschinen übertragen. Das Wasserrad war vielleicht die früheste Quelle mechanischer Energie, die die von Menschen und Tieren ersetzte, und es wurde zuerst für Aufgaben wie das Heben von Wasser, das Füllen von Stoff und das Mahlen von Getreide genutzt.,
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Es folgt eine kurze Behandlung der Wasserräder., Eine vollständige Behandlung finden Sie unter Energieumwandlung: Wasserräder.
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Die Kombination von Wasserrad und Getriebeverknüpfung, oft auch Getriebe, wurde aus dem Mittelalter meist als Mühle bezeichnet. Von den drei verschiedenen Arten von Wassermühlen war das einfachste und wahrscheinlich das früheste ein vertikales Rad mit Paddeln, auf das die Kraft des Baches wirkte., Als nächstes wurde das horizontale Rad verwendet, um einen Mühlstein durch eine vertikale Welle zu treiben, die direkt am Rad befestigt war. Drittens wurde die Getriebemühle von einem vertikalen Wasserrad mit horizontaler Welle angetrieben. Dies erforderte mehr Wissen und Ingenieurskunst als die ersten beiden, hatte aber viel größeres Potenzial. Vertikale Wasserräder zeichneten sich auch durch die Position des Wasserkontakts mit dem Rad aus: erstens das Unterschossrad; zweitens das Brustrad; und drittens das Überschussrad. Diese Wasserräder verwendeten im Allgemeinen die Energie bewegter Ströme,aber auch Gezeitenmühlen tauchten im 11.,
Jeder Mühlentyp hatte seine besonderen Vor-und Nachteile. Über ihre Entwicklung vor dem Mittelalter ist relativ wenig bekannt, aber einige ihrer Eigenschaften deuten auf eine Reihenfolge des Auftretens im Zusammenhang mit der Komplexität der Konstruktion und den Nutzungsmöglichkeiten hin.
Das einfache vertikale Rad erforderte wenig zusätzliche Struktur, aber die Kraft und die Geschwindigkeit des Kraftstarts waren abhängig von Stromeigenschaften und Raddurchmesser., Da die Änderung der Leistungsrichtung nicht involviert war, erwies sich dieses Rad als am nützlichsten beim Anheben von Wasser, zum Beispiel unter Verwendung einer Reihe von Töpfen, die von einem Kettenantrieb bearbeitet wurden.
Die Horizontalradmühle (manchmal auch als nordische oder griechische Mühle bezeichnet) erforderte ebenfalls wenig Hilfskonstruktion, war jedoch zum Schleifen geeignet, da der obere Mühlstein auf der vertikalen Welle befestigt war. Die Mühle konnte jedoch nur dort eingesetzt werden, wo der Stromfluss zum Mahlen geeignet war.
Vielseitiger war die Vertikal-Rad-Getriebemühle., Die Konstruktion war relativ einfach, wenn das Rad von der unterschossenen Art war, weil die Radpaddel einfach in den Stromfluss getaucht werden konnten, sei es Fluss, Flut oder von Menschen gebaute Millrace. Ein Mühlenbauer könnte sein Übersetzungsverhältnis wählen, um die Leistungsauslastung mit der Strömungsgeschwindigkeit abzugleichen, und das Rad könnte in einem Brückenbogen oder auf einem im Mittelstrom verankerten Lastkahn montiert werden. Vitruvius beschrieb das erste vertikale Zahnrad, für das wir gute Beweise haben. Diese Mühle ist auch von großer Bedeutung, weil es die erste Anwendung von Zahnrädern war andere als Muskelkraft zu nutzen., Diese Mühle hatte ein Unterschussrad und nutzte im Gegensatz zu den Brust-oder Überschussrädern das Gewicht des fallenden Wassers nicht.
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Mühlen mit Getriebebrust und überdrehten Rädern erforderten mehr Hilfskonstruktion, erlaubten jedoch die allgemeinste Nutzung der verfügbaren Wasserkraft., Ein großes Bauproblem bestand darin, eine Mühle zu lokalisieren, in der der Wasserfall auf den gewünschten Durchmesser des Rades abgestimmt war. Entweder eine lange Mühlenstraße von stromaufwärts oder ein Damm könnte genutzt werden.
Über die Einzelheiten der Getriebemühlen-Entwicklung zwischen der Zeit des Vitruvs und dem 12. Eine herausragende Installation war die Getreidemühle in Barbegal, in der Nähe von Arles, Frankreich, die 16 kaskadierte Überschußräder mit einem Durchmesser von jeweils 2 Metern und einem Holzgetriebe hatte. Es wird geschätzt, dass diese Mühle die Bedürfnisse einer Bevölkerung von 80.000 Menschen erfüllen könnte.,
Obwohl die hochgradig anpassungsfähige Getriebemühle mit ihren vielfältigen Strömungsbedingungen im Römischen Reich eingesetzt wurde, deuten historische Beweise darauf hin, dass ihre dramatischsten industriellen Folgen im Mittelalter in Westeuropa auftraten. Jahrhundert scheint das Überschusswasserrad häufiger geworden zu sein als das Unterschussrad.
Die Getriebemühle des Mittelalters war eigentlich ein allgemeiner Mechanismus zur Kraftausnutzung., Die Leistung einer pferd-oder viehbetriebenen Mühle war im Vergleich zu der von überdrehten Wasserrädern, die normalerweise zwei bis fünf PS erzeugten, gering.
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