MÜHLEN

Die Flügel

Die Flügel sind schräge Flächen. Weht der Wind senkrecht auf die Drehebene, weichen die Flügel zur Seite aus und die Windbewegung wird in eine Kreisbewegung umgewandelt. Die Steilheit der Flügel zum Wind ist unterschiedlich, weil die Drehgeschwindigkeit der Flügel nahe der Drehachse langsamer ist als an der Flügelspitze. Daher liegt die Flügelspitze flacher zum Wind als der Teil nahe der Drehachse.

Stellt man ein Holzkreuz, das auf einer drehbaren Achse gelagert ist, genau senkrecht in den Wind, kommt es dagegen zu keiner Drehbewegung. Erst wenn das Holzkreuz leicht schräge zum Wind steht, kommt es zu einer Drehbewegung.


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Hier sieht man die unterschiedliche Steilheit eines Flügels zum Wind:
Die Flügelspitze (rechts) liegt flacher zum Wind als der untere Teil (links)
(Windmühle Krokau)


Die Flügel bestehen aus einer Rute aus Holz oder Metall, und der Flügelfläche. Eine Rute besitzt zwei Flügelflächen. Die Flügelfläche besteht wieder aus zwei Teilen, die durch die Rute geteilt werden. Der schmalere Teil, der in die Bewegungsrichtung der Flügel zeigt, heißt Vorderzeug oder Vorderhecken. Hier sind die Wind- und Sturmbretter eingesetzt.

Der breitere Teil heißt Hinterzeug oder Hinterhecken und wird unter den Müllern auch als Heckerei bezeichnet. Er ist etwa doppelt so breit wie das Vorderzeug oder Vorderhecken.


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Aufbau eines Flügels
(Windmühle Krokau)


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Vorderhecken mit Windbretter
(Windmühle Krokau)


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Vorderhecken ohne Windbretter
(Windmühle Krokau)


Die meisten Mühlen haben zwei Ruten, also vier Flügel. Untersuchungen von Professor la Cour um 1900 haben ergeben, dass bei der normalen Mühlenform mit vier Flügeln die Leistung des Windes am besten genutzt wird. Es gibt allerdings auch Mühlen mit fünf Flügeln, was aber recht selten ist. Früher wurden einige Mühlen nach Schäden eine gewisse Zeit nur mit einer Rute, also mit zwei Flügeln betrieben, was auch funktioniert.

Die meisten Mühlenflügel drehen sich im Uhrzeigersinn (vom Innern der Mühle, also hinter dem Flügelkreuz aus gesehen) bzw. außen von vorne gesehen gegen den Uhrzeigersinn. Nur bei wenigen Mühlen drehen sich die Flügel gegen den Uhrzeigersinn (vom Innern der Mühle gesehen bzw. außen von vorne gesehen im Uhrzeigersinn).

Die optimierten Flügelformen sowie die Schrägstellung der Flügel sind aus jahrhundertelangen Erfahren und Beobachtungen der Müller abgeleitet worden. Daraus ist auch die Schrägstellung der Flügelachse von etwa 10 Grad gegen der Horizontalen entstanden.


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Die Flügelachse ist um etwa 10 Grad gegen die Horizontale geneigt
(Windmühle Krokau)



Flügelsysteme

Die Segelgatterflügel bestehen aus einen Gitterkreuz aus Latten, auf das ein Segeltuch gespannt wird, welches die Flügelfläche bildet. Dazu mußte der Müller jeden Flügel einzeln besteigen und das Segeltuch mit Leinen auf diesen spannen. Besonders im Winter war das unangenehm und gefährlich, wenn die Segeltücher beim Abnehmen durchnäßt und manchmal sogar vereist waren.

Die Größe der Segelfläche ist abhängig von der Windstärke: Je stärker der Wind weht, desto kleiner muß sie sein. Das heißt, wenn der Wind seine Stärke verändert, muß die Segelfläche erweitert bzw. verkleinert werden. Wird die Segelfläche bei zunehmenden Wind nicht rechtzeitig verkleinert, kann die Bremse zu heiß laufen und dadurch ein Brand ausgelöst werden.


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Segelgatterflügel (unbespannt)
(Windmühle Grebin)


Die Jalousieklappenflügel sind wesentlich komfortabler und wurden zuerst bei den Holländerwindmühlen und später auch bei anderen Mühlenarten eingesetzt. Die Flügelfläche wird hier durch Jalousieklappen gebildet, die durch ein Verstellmechanismus quer zum Wind gestellt werden können. Der Vorteil ist hier, dass die Jalousieklappen auch während des Betriebes bei sich drehenden Flügeln verstellt werden können. Wenn der Müller seine Arbeit beendet hat, werden die Jalousieklappen wieder waagerecht gestellt. Die folgenden Bilder zeigen ein Beispiel der Windmühle Sventana:


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Jalousien quer zum Wind - Flügelfläche (links)
Jalousien senkrecht zum Wind - keine Flügelfläche (rechts)
(Windmühle Sventana bei Ascheberg)


Der Mechanismus zum Verstellen der Jalousien, der vorne aus dem Kopf der Flügelwelle herausschaut, wird auch Spinnenkopf genannt.


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Spinnenkopf
(Windmühle Krokau)


Kurt Bilau und Albert Betz entwickelten zwischen 1920 und 1924 einen neuen Flügeltyp, die Bilausche Ventikanten, was soviel wie Windkanten heißt. Die Flügelflächen bestehen aus zwei V-förmig zueinander liegenden Metallflächen, zwischen denen ein Spalt liegt. Die beiden Flügelflächen werden als Vorderheck und Hinterheck bezeichnet. Der dazwischen liegenden Spalt kann durch ein Verstellmechanismus geöffnet oder geschlossen werden. Dieser Verstellmechanismus schwenkt das Hinterheck um seine Längsachse. Ist der Spalt geschlossen, wirkt das Heck als Segelfläche, ist er geöffnet wirkt das Heck als Bremse. Damit gibt es neben der Bremse am Kammrad eine zusätzliche Bremse. Der Vorteil dieses Flügeltyps war der bessere Wirkungsgrad. So drehten sich die Flügel schon bei schwachem Wind und konnten die Mahlsteine antreiben. Der Nachteil war das hohe Gewicht der Flügel und der deutlich höhere Preis.


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Bilausche Ventikanten
(Windmühle Nicola bei Schleswig)


Dieser neue Flügeltyp war díe letzte große Neuentwicklung im Bereich der Windmühlentechnik, bevor später das Mühlensterben einsetzte. Bis zum Jahr 1950 wurde das Bilausche Flügelsystem öfter verwendet und fand bei etwa 140 Mühlen in Deutschland Anwendung, von denen heute nur noch zehn übrig geblieben sind. Weiterhin ist die im Jahr 2015 fertig aufgebaute Mühle "Nicola" bei Schleswig mit dem Bilauschen Flügelsystem ausgestattet.


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Bilausche Ventikanten
(Windmühle Nicola bei Schleswig)


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