Stolperhammer

Ein Fallhammer , auch Kipphammer oder Hefthammer genannt , ist ein massiver, motorbetriebener Hammer . Traditionell wurden Fallhämmer in der Landwirtschaft zum Stampfen, Entkörnen und Polieren von Getreide eingesetzt . Im Bergbau dienten sie zum Zerkleinern von Metallerzen , obwohl hierfür üblicherweise eine Stampfmühle verwendet wurde. In Schmieden wurden sie zum Ziehen von Knüppeln aus Schmiedeeisen zu besser bearbeitbarem Stangeneisen eingesetzt . Außerdem dienten sie zur Herstellung verschiedener Gegenstände aus Schmiedeeisen , Latten (einer frühen Form von Messing ), Stahl und anderen Metallen.

In einer Schmiede , die auch als Hammermühle , Hammerwerk oder Hammerwerk bezeichnet wird, wurden ein oder mehrere Fallhämmer aufgestellt . Die Hämmer wurden üblicherweise durch einen Nocken angehoben und dann durch die Schwerkraft fallen gelassen . Historisch gesehen wurden Fallhämmer oft hydraulisch durch ein Wasserrad angetrieben .

Fallhämmer waren im kaiserlichen China seit der Westlichen Han-Dynastie bekannt . Sie existierten auch in der griechisch-römischen Welt jener Zeit , wobei weitere Belege für ihre Verwendung im mittelalterlichen Europa des 12. Jahrhunderts vorliegen. Während der Industriellen Revolution geriet der Fallhammer außer Gebrauch und wurde durch den Lufthammer ersetzt . Oft wurden mehrere Hämmer über Wellen , Riemenscheiben und Keilriemen von einer zentralen Energiequelle angetrieben.

Im alten China entwickelte sich der Fallhammer aus der Verwendung von Mörser und Stößel , woraus wiederum der fußbetriebene Fallhammer ( chinesisch : 碓, Pinyin : dui ; Wade-Giles : tui ) entstand. ^{[ 1 ]} Letzterer war ein einfaches Gerät mit Hebel und Drehpunkt (betätigt durch das Gewicht des Fußes an einem Ende) und verfügte über mehrere Rastnasen oder Zapfen an der rotierenden Hauptwelle. ^{[ 2 ]} Dieses Gerät erleichterte das Zerkleinern von Getreide, insbesondere beim Schälen und Polieren, und vermied das manuelle Hämmern mit Hand und Arm.

Obwohl chinesische Historiker behaupten, dass die Ursprünge des Geräts bis in die Zhou-Dynastie (1050 v. Chr.–221 v. Chr.) zurückreichen könnten, betrachtet der britische Sinologe Joseph Needham das Jijiupian- Wörterbuch von 40 v. Chr., Yang Xiongs Fangyan von 15 v. Chr. sowie das „beste Werk“, das Xin Lun von Huan Tan um 20 n. Chr. (während der Usurpation von Wang Mang ), als die frühesten Texte, die das Gerät beschreiben. ^{[ 3 ]} Letzteres Werk besagt, dass der legendäre Fu Xi für Mörser und Stößel verantwortlich war (aus denen sich der Kipphammer und später der Fallhammer entwickelten). Obwohl der Autor vom mythologischen Fu Xi spricht, deutet eine Passage seiner Schrift darauf hin, dass Wasserrad und Fallhammer im 1. Jahrhundert n. Chr. in China bereits weit verbreitet waren (zur wasserbetriebenen chinesischen Metallurgie siehe Du Shi ).

Fu Xi erfand den Stößel und Mörser, der sich als äußerst nützlich erwies. Später wurde er so geschickt verbessert, dass das gesamte Körpergewicht zum Treten des Stampfhammers (Tui) genutzt werden konnte, wodurch die Effizienz um das Zehnfache gesteigert wurde. Anschließend wurde die Kraft von Tieren – Eseln, Maultieren, Ochsen und Pferden – mithilfe von Maschinen eingesetzt, und auch Wasserkraft wurde zum Stampfen verwendet, wodurch der Nutzen um das Hundertfache erhöht wurde. ^{[ 4 ]}

Diese Passage sowie andere frühe Erwähnungen aus der Han-Zeit beziehen sich jedoch möglicherweise eher auf einen Wasserhebel als auf einen Fallhammer. ^{[ 5 ] [ 6 ]} Spätere Forschungen, die auf zwei zeitgenössische Grabbeigaben aus der Han-Zeit mit Darstellungen von hydraulischen Hämmern hinwiesen, belegten, dass während der Han-Dynastie vertikale Wasserräder zum Antrieb von Fallhammerbatterien verwendet wurden. ^{[ 7 ]}

Anhand seiner Beschreibung wird deutlich, dass der veraltete chinesische Begriff für Mörser und Stößel (dui, tui) bald durch den chinesischen Begriff für den wasserbetriebenen Fallhammer (chinesisch:水碓; Pinyin: shuǐ duì ; Wade-Giles: shui tui ) ersetzt werden sollte . ^{[ 2 ]} Der Gelehrte und Dichter Ma Rong (79–166 n. Chr.) aus der Han-Dynastie erwähnte in einem seiner Gedichte Hämmer, die „in den vom Wasser widerhallenden Höhlen hämmerten“. ^{[ 4 ]} Wie im Hou Han Shu beschrieben, berichtete der Beamte Yu Xu im Jahr 129 n. Chr. Kaiser Shun von Han, dass Fallhämmer aus dem Han-China über Kanäle durch das Qilian-Gebirge zu den Westlichen Qiang exportiert wurden . ^{[ 4 ]} In seinem Rou Xing Lun bemerkte der Regierungsbeamte Kong Rong (153–208 n. Chr.), dass die Erfindung des Fallhammers eine ausgezeichnete Ein Beispiel für ein Produkt, das von intelligenten Männern seiner Zeit geschaffen wurde (im Vergleich der Leistungen der Weisen der Antike). ^{[ 4 ]} Im 3. Jahrhundert n. Chr. führte der hohe Regierungsbeamte und Ingenieur Du Yu die Verwendung kombinierter Fallhammerbatterien (lian zhi dui) ein, die mehrere Wellen nutzten, die von einem großen Wasserrad angetrieben wurden. ^{[ 8 ]} Chinesische Texte aus dem 4. Jahrhundert berichten von Männern, die Hunderte von Fallhammermaschinen besaßen und bedienten, darunter der ehrwürdige Mathematiker Wang Rong (gest. 306 n. Chr.), Deng Yu (gest. 326 n. Chr.) und Shi Chong (gest. 300 n. Chr.), die für den Betrieb von Hunderten von Fallhämmern in über dreißig Regierungsbezirken in ganz China verantwortlich waren. ^{[ 9 ]} Zahlreiche Erwähnungen von Fallhämmern finden sich während der Tang-Dynastie (618–907 n. Chr.) und der Song-Dynastie (960–1279 n. Chr.), ebenso wie während der Ming-Dynastie . (1368–1644) Quellen, die über die Verwendung von Fallhämmern in Papierfabriken der Provinz Fujian berichten . ^{[ 10 ]}

Obwohl chinesische Fallhämmer in China mitunter von dem effizienteren vertikal angeordneten Wasserrad angetrieben wurden, verwendeten die Chinesen häufig horizontal angeordnete Wasserräder zum Betrieb von Fallhämmern, zusammen mit Liegehämmern. ^{[ 11 ]} Der Liegehammer ist in chinesischen Illustrationen aus dem Jahr 1313 n. Chr. belegt, und zwar mit der Veröffentlichung von Wang Zhens Werk „ Nong Shu“ über die antike und zeitgenössische (mittelalterliche) Metallurgie in China. ^{[ 12 ]} Auch in einer Enzyklopädie von 1637, verfasst von Song Yingxing (1587–1666), finden sich Abbildungen von Fallhämmern . ^{[ 13 ]}

Die Verwendung der Nockenwelle in China beschränkte sich auf den horizontalen Typ und war auf eine „geringe Vielfalt von Maschinen“ beschränkt, zu denen lediglich Reishülsenmaschinen und viel später Glimmerstampfer, Papiermühlen und Sägewerke gehörten, während Walkstöcke, Erzstampfer oder Schmiedehämmer unbekannt waren. ^{[ 6 ]}

Die Hauptkomponenten wasserbetriebener Fallhämmer – Wasserräder , Nocken und Hämmer – waren in der hellenistischen Welt bekannt . ^{[ 15 ]} Frühe Nocken finden sich in wasserbetriebenen Automaten aus dem 3. Jahrhundert v. Chr. ^{[ 16 ] [ 17 ]} Laut M. J. T. Lewis funktioniert ein Flötenspieler, dessen Mechanismus von den persischen Banū Mūsā-Brüdern im 9. Jahrhundert n. Chr. beschrieben wurde und der „mit hinreichender Wahrscheinlichkeit“ Apollonius von Perge zugeschrieben werden kann , nach dem Prinzip wasserbetriebener Fallhämmer. ^{[ 18 ]}

Der römische Gelehrte Plinius ( Naturalis historia XVIII, 23.97) gibt an, dass wasserbetriebene Stößel im ersten Jahrhundert n. Chr. in Italien bereits recht weit verbreitet waren:

Im größten Teil Italiens verwendet man einen unbeschuhten Stößel sowie Wasserräder, die das vorbeifließende Wasser dreht, und einen Fallhammer [ mola ]“.

Während einige Gelehrte diese Passage als Hinweis auf eine Wassermühle interpretierten ^{[ 19 ]} , argumentierten spätere Untersuchungen, dass „mola“ sich auf wasserbetriebene Fallhämmer beziehen müsse, die zum Stampfen und Schälen von Getreide verwendet wurden ^{[ 20 ] [ 16 ]} . Ihr mechanischer Charakter wird auch durch eine frühere Erwähnung einer Walkermühle durch Lucius Pomponius (ca. 100–85 v. Chr.) nahegelegt , einer Mühlenart, die seit jeher mit fallenden Halmen betrieben wurde ^{[ 21 ] [ 22 ]} . Es wurde jedoch darauf hingewiesen, dass die Übersetzung des fragmentarischen Textes des Pomponius fehlerhaft sein könnte und darauf beruht, „mola“ , das oft als Mühle oder Mühlstein verstanden wird, fälschlicherweise als wasserbetriebenen Fallhammer zu übersetzen. ^{[ 23 ]} Getreidestampfer mit Stößeln sowie gewöhnliche Wassermühlen sind noch bis Mitte des 5. Jahrhunderts n. Chr. in einem von Romanus von Condat in der abgelegenen Jura-Region gegründeten Kloster belegt , was darauf hindeutet, dass das Wissen um Stampfhämmer bis ins frühe Mittelalter erhalten blieb . ^{[ 16 ]}

An der italienischen Ausgrabungsstätte Saepinum haben Ausgräber kürzlich eine spätantike Wassermühle freigelegt, die möglicherweise Fallhämmer zum Gerben verwendete – der früheste Beleg dieser Art im klassischen Kontext. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

Die weiteste Anwendung von Fallhämmern scheint im römischen Bergbau stattgefunden zu haben, wo Erz aus tiefen Adern zunächst zerkleinert wurde, um es weiterzuverarbeiten. ^{[ 26 ]} Die Regelmäßigkeit und der Abstand großer Vertiefungen auf steinernen Ambossen deuten hier auf die Verwendung von nockenbetätigten Erzstempeln hin, ähnlich den Geräten des späteren mittelalterlichen Bergbaus. ^{[ 26 ] [ 14 ]} Derartige mechanisch verformte Ambosse wurden an zahlreichen römischen Silber- und Goldminen in Westeuropa gefunden , darunter in Dolaucothi ( Wales ) und auf der Iberischen Halbinsel , ^{[ 26 ] [ 14 ] [ 27 ] [ 28 ]} wo die datierbaren Exemplare aus dem 1. und 2. Jahrhundert n. Chr. stammen. ^{[ 29 ]} In Dolaucothi wurden diese Fallhämmer hydraulisch angetrieben, möglicherweise auch an anderen römischen Minenstandorten, wo durch die großflächige Anwendung der Spültechnik große Wassermengen direkt für den Antrieb der Maschinen zur Verfügung standen. ^{[ 26 ] [ 30 ]} Allerdings lässt sich keiner der spanischen und portugiesischen Ambosse überzeugend mit Mühlenstandorten in Verbindung bringen, obwohl die meisten Bergwerke über Wasserquellen und Wassergräben verfügten, die sich leicht nutzen ließen. ^{[ 14 ]} Ebenso wurde bei der Datierung des Pumsaint-Steins in die Römerzeit nicht berücksichtigt, dass der Stein möglicherweise bewegt worden sein könnte. Sie beruht auf einer Reihe miteinander verknüpfter Wahrscheinlichkeiten, die die Schlussfolgerung einer römischen Datierung gefährden würden, sollte sich auch nur eine davon als falsch erweisen. ^{[ 14 ]}

Wasserbetriebene und mechanisierte Fallhämmer tauchten im 12. Jahrhundert im mittelalterlichen Europa wieder auf. Ihre Verwendung wurde in mittelalterlichen Quellen aus der Steiermark (im heutigen Österreich) aus den Jahren 1135 und 1175 n. Chr. beschrieben. ^{[ 31 ]} Mittelalterliche französische Quellen aus den Jahren 1116 und 1249 berichten beide von der Verwendung mechanisierter Fallhämmer beim Schmieden von Eisen . ^{[ 31 ]} Mittelalterliche europäische Fallhämmer des 15. Jahrhunderts hatten meist die Form einer vertikalen Stampfmühle, wobei sie häufiger ein vertikales Wasserrad verwendeten als frühere chinesische Versionen (die oft ein horizontales Wasserrad nutzten). ^{[ 10 ]} Der bekannte Renaissancekünstler und Erfinder Leonardo da Vinci skizzierte häufig Fallhämmer für den Einsatz in Schmieden und sogar Feilenschneidmaschinen, die dem Typ der vertikalen Stampfmühle entsprachen. ^{[ 12 ]} Die älteste europäische Abbildung eines Schmiedehammers findet sich vermutlich in der „Beschreibung der nördlichen Völker“ des Olaus Magnus aus dem Jahr 1565 n. Chr. ^{[ 12 ]} Dieser Holzschnitt zeigt drei Schmiedemeister und ein Wasserrad, das die Holz- und Lederbälge des Osmund-Rennofens antreibt . ^{[ 12 ]} Der liegende Hammer wurde erstmals in einer Illustration von Sandrart und Zonca (1621 n. Chr.) in der europäischen Kunst dargestellt . ^{[ 12 ]}

Ein Fallhammer besitzt einen am Ende eines liegenden Stiels befestigten Kopf , daher auch die alternative Bezeichnung Stielhammer. Die Wahl des Hammertyps hing möglicherweise von der Belastung des Stiels durch seine Funktion ab. Dieser bestand üblicherweise aus Holz und war in einem gusseisernen Ring (dem sogenannten „Hurst“) gelagert, um den er sich drehte. Im 19. Jahrhundert waren die schwersten Stiele jedoch mitunter aus einem einzigen Gussstück gefertigt, in das der Hurst integriert war.

Der Fallhammer, auch als Schwalbenschwanzhammer bekannt, besitzt einen Drehpunkt in der Mitte des Stiels, auf dem er montiert ist, und wird durch Herunterdrücken des dem Kopf gegenüberliegenden Endes angehoben. In der Praxis war das Gewicht des Hammerkopfes solcher Hämmer wohl auf etwa 50 kg begrenzt, ermöglichte aber eine sehr hohe Schlagfrequenz. Dadurch eignete er sich zum Ziehen von Eisen auf kleine, für die Besteckherstellung geeignete Größen. Um Sheffield herum gab es daher viele solcher Schmieden, die als „Tilts“ bekannt waren . Sie wurden auch in Messingwerken zur Herstellung von Töpfen und Pfannen aus Messing (oder Kupfer) eingesetzt . In diesen Werken konnte eine einzige Energiequelle mehrere Hämmer betreiben. In Deutschland wurden Fallhämmer mit einem Gewicht von bis zu 300 kg in Hammermühlen zum Schmieden von Eisen verwendet. Erhaltene, funktionstüchtige, von Wasserrädern angetriebene Hämmer können beispielsweise am Frohnauer Hammer im Erzgebirge besichtigt werden .

Der Hammer mit dem bauchigen Stiel war typisch für Schmieden und diente dazu, Roheisen zu schmiedebarem Stabeisen zu verarbeiten . Er wurde durch Nocken angehoben, die auf den Stiel zwischen Drehpunkt und Kopf einschlugen. Der Kopf wog üblicherweise eine Vierteltonne. Dies lag vermutlich daran, dass die Belastung eines hölzernen Stiels bei einem schwereren Kopf zu groß gewesen wäre.

Der Hammerkopf mit Nasenstiel scheint bis zum späten 18. oder frühen 19. Jahrhundert ungewöhnlich gewesen zu sein. Er wurde über den Hammerkopf hinaus angehoben. Erhaltene Nasenstiele ^{[ 32 ]} und die auf Abbildungen ^{[ 33 ]} scheinen aus Gusseisen zu sein.

Der dampfbetriebene Fallhammer ersetzte den Stolperhammer (zumindest bei den größten Schmiedeteilen). James Nasmyth erfand ihn 1839 und ließ ihn 1842 patentieren . Allerdings hatte das Schmieden zu diesem Zeitpunkt für die Eisenindustrie an Bedeutung verloren, da die Walzwerke durch die Einführung des Puddelverfahrens Ende des 18. Jahrhunderts verbessert wurden. Dennoch wurden Hämmer weiterhin zum Schindeln benötigt .

• Industriegebiet Abbeydale
• Dorfchemnitz Eisenhammermühle
• Finch-Gießerei
• Freibergsdorfer Hammermühle
• Frohnauer Hammermühle

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