Technik der Wassermühlen

Antrieb der Wassermühlen

Fließendes Wasser ist in der Lage durch sein Gewicht und seinen Druck ein Wasserrad zu bewegen. Ein entscheidender Faktor für die Wasserkraft ist dabei das Gefälle des Wassers und die Bauart der Mühle hat sich dem anzupassen. Man unterscheidet prinzipiell zwischen oberschlächtigen, mittelschlächtigen und unterschlächtigen Wasserrädern, was direkt auf den Zufluss des Wassers am Rad hinweist.

Unabhängig davon gibt es die Unterscheidung zwischen Zellen- und Schaufelrad.

Zellenräder bestehen aus seitlich und nach unten abgeschlossenen Behältern (Zellen), die das Wasser maximal eine halbe Umdrehung festhalten. Schaufelráder besitzen keine Zellen, sondern nur radial angeordnete Bleche oder Bretter (Schaufeln), die von allen Seiten offen sind. Schaufelräder werden sinnvollerweise bei unterschlächtigen Wasserrädern eingesetzt.


Oberschlächtiges Mühlrad


Starke Gefällunterschiede erfordern ein oberschlächtiges Wasserrad, bei dem das Wasser praktisch von oben auf das Wasserrad fällt. Ist kein ausreichendes natürliches Gefälle vorhanden, so erzeugt man dieses, in dem man das Wasser in einem Mühlteich aufstaut. Oberschlächtige Mühlräder drehen sich rechts herum.

Das Rad wird durch die Gewichtskraft des aufgenommenen Wassers (Aufschlagwasser) in Bewegung versetzt.

Das Einsatzgebiet liegt bei Gefällen von 2,5 m bis 10 m und Wassermengen bis zu 2 m³/s (typisch sind Gefälle von 3 bis 6 m und Wassermengen von 0,1 bis 0,5 m³/s). Für Mühlen liegen die typischen Wasserradleistungen zwischen 2 und 10 kW. Oberschlächtige Wasserräder werden bei Umfangsgeschwin- digkeiten von ca. 1,5 m/s betrieben.





UnterschlächtigesWasserrad

Ist kein ausreichendes Gefälle vorhanden, der Wasserlauf aber mit einer hohen Strömungsgeschwindigkeit ausgestattet, so wird das Mühlrad mit einem unterschlächtigen Wasseraufschlag betrieben. Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers lässt sich durch verengen des Wasserflusses erhöhen. Unterschlächtige Mühlräder drehen sich links herum.

Bei unterschlächtigen Wasserrädern fließt das Wasser unter dem Rad in einem Kropf durch. Der Kropf ist eine Führung, welche dem Rad angepasst ist. Sie verhindert, dass Wasser unterhalb und seitlich der Schaufeln abfließt, ohne es anzutreiben. Die Kraftübertragung geschieht über Schaufeln. In ihrer einfachsten Form bestehen die Schaufeln aus einem Holzbrett, bessere Wirkungsgrade werden jedoch mit speziell gebogenen Blechschaufeln erzielt.

Das Einsatzgebiet liegt bei Gefällen von 0,25 bis 2 m und Wassermengen über 0,3 m³/s. Daraus ergibt sich eine Leistung im ein- bis zweistelligen kW-Bereich. Unter optimalen Bedingungen, insbesondere, wenn der Spalt zwischen Kropf und Rad klein ist, werden Wirkungsgrade von über 70% erzielt. Unterschlächtige Wasserräder werden bei Umfangsgeschwindigkeiten von 1,6-2,2 m/s betrieben, wobei diese Größe einen Erfahrungswert darstellt. Wegen des geringen Gefälles steht das Wasserrad normalerweise direkt beim Wehr.


Mittelschlächtiges Wasserrad


Bei weniger starken Gefällen richtet man es so ein, dass das Wasser in der Mitte des Mühlrades aufschlägt (mittelschlächtig). Mittelschlächtige Mühlräder drehen sich links herum.

Mittelschlächtige Wasserräder werden etwa auf Nabenhöhe beaufschlagt ("vom Wasser getroffen"). Sie können als Zellenrad oder als Schaufelrad gebaut werden. Mittelschlächtige Wasserräder werden auch rückschlächtig genannt, sie werden ähnlich wie oberschlächtige Räder gebaut, drehen aber in die entgegen gesetzte Richtung.










Mahlgänge

Mühlen haben je nach Bedarf mehrere unterschiedliche Mahlgänge. Die meisten Mühlen besitzen zwei Mahlgänge für die Verarbeitung von Korn. Einige Mühlen besitzen zusätzliche Mahlgänge um Öl zu erzeugen. Dazu benötigt man eine zusätzliche Presse.

Die einzelnen Mahlgänge konnten je nach Bedarf zugeschaltet werden.

Bei Verwendung von Dinkel wird, anders als bei Weizen, ein zusätzlicher Mahlgang, der Gerbgang zum Entspelzen der Körner benötigt.


Schematische Darstellung des Mahlvorganges

1=Steinspindelrad
2=Vorratbehälter
3=Steinspindel
4=Läufer
5=Bodenstein
6=Steinboden
7=Hebel für Aufhebzeug
8=Mehlrutsche













...und so sieht es in natura aus, Wassermühle und Mahlgänge