MUSKELKRAFT
MODELL AV VANDRINGSHJUL TRAMPHJUL FÖR TVÅ DRAGDJUR 1800-TALET Med hjälp av tramphjul kunde människors och djurs muskelkraft förstärkas, så att tunga laster kunde lyftas. Tramphjul var vanliga under medeltiden och användes i enstaka fall ännu i slutet av 1800-talet. styckekranen på Skeppsholmen som förstördes vid en brand 1978. Kranen har dock återuppbyggts. Tramphjulet är en gammal uppfinning som användes redan under antiken. Den romerske arkitekten och ingenjören Vitruvius som levde på 100-talet f.kr har beskrivit tramphjul, och på en relief som hittats i en amfiteater i Capua, kan man se en byggnadskran som drivs av ett tramphjul. Tramphjulet var en etablerad teknik under medeltiden. Tekniken användes t.ex. för att hissa upp material, då de stora katedralerna uppfördes. Tramphjul användes även i de medeltida hamnkranarna för att lossa och lasta gods. Det är osäkert när tramphjul började att användas inom gruvdriften, men det är inte otänkbart, att de började att nyttjas redan under medeltiden för malm- och vattenuppfordran. De första säkra beläggen för att tramphjul använts vid gruvor är från mitten av 1500-talet. Den tyske metallurgen och geologen Georg Bauer Agricola (1494 1555) har i sitt berömda verk De re Metallica beskrivit fyra tramphjul: två drivna av människor, ett av en häst och ett av en get. Tramphjul kunde alltså ha både människor och djur som drivkälla, även om den mänskliga muskelkraften tycks ha varit den vanligaste. Från mitten av 1500-talet daterar sig även den äldsta kända avbildningen av en tramphjulsanordning i Sverige. Bilden återfinns i Olaus Magnus (1490 1557) Historien om de nordiska folken (1555) och föreställer ett uppfordringsverk som drivs av tre män. Olaus Magnus uppger för övrigt, att man kunde ersätta den mänskliga arbetskraften i tramphjulet med hästar eller björnar(!). Det är möjligt, att Olaus Magnus hade en utländsk förebild för sin illustration. Med säkerhet vet vi dock, att tramphjul var i drift vid Falu Koppargruva vid mitten av 1500-talet. Tramphjul var i bruk vid svenska gruvor ända fram till slutet av 1800-talet. De primitiva hjulen användes för att driva de mekaniska anordningarna, där vattenkraft saknades. Vid Vilåsgruvan i Nya Kopparbergs Bergsslag användes tramphjul så sent som 1896. Detta samtidigt som man i Grängesberg, beläget 20 km därifrån, sedan tre år tillbaka nyttjade ett system för överföring av högspänd trefas växelström - d.v.s. det system som vi använder idag för distribution av elektrisk kraft. TRAMPHJUL FÖR TVÅ DRAGARE Museets modell föreställer ett tramphjul men består egentligen av två hjul förbundna med en axel. Varje hjul har två ringar som hålls samman av ett antal ekrar. Mellan ringarna sitter brädor som bildar en hjulbotten. I hjulens nedre del kan två dragdjur, t.ex. hästar, spännas fast. När djuren går runt i hjulet, roterar hjulets axel, och på så vis kan t.ex. en lina viras upp. TVÅ HÄSTAR = 1,2 HK En människa kan utveckla ungefär 0,1 hästkraft under arbete en dag. En häst utvecklar sex gånger så mycket: 0,6 hk. Två dragare kan alltså utveckla ca 1,2 hk. Förhållandet mellan det stora hjulets radie och lintrummans radie (lintrumma saknas på modellen) bestämmer hur tunga föremål som kan uppfordras. Uppskattningvis skulle denna anordning kunna lyfta föremål vägande ca 3 ton. TRAMPHJUL I STOCKHOLM På vinden till Storkyrkan i Stockholm finns ett fyra meter högt tramphjul bevarat. Hjulet som byggdes på 1520-talet användes till att hissa upp tunga föremål från Slottsbacken. Ett annat tramphjul fanns i den gamla Bauer, Georg, Agricola, De re Metallica, Basel 1556, engelsk översättning 1912. Olaus Magnus, Historien om de nordiska folken, 1555, utgiven av Michaelsgillet 1909 1912. Carlborg, Harald, Om tramphjul och andra motorer i äldre tid vid svenska malmgruvor, i Med Hammare och Fackla, Vol XXV. Stockholm 1967. Althin, Torsten, Namn, konstord och talessätt, i Daedalus 1969. Lindqvist, Svante, Projektet Det Medeltida Tramphjulet En övningsuppgift i teknikhistoria på KTH, i Daedalus 1981. Technology on Trial: The introduction of Steam Power Technology into Sweden, 1715 1736, Uppsala 1984. Major, Kenneth, J., Animal-powered machines. TM 24.126 Tramphjul avbildat i Olaus Magnus Historien om de nordiska folken. 2
Tramphjulet på Storkyrkans vind från 1520. Foto: Svante Lindqvist 1980. 3
HÄSTVIND FÖR UPPFORDRING AV MALMTUNNOR OCH DRIVNING AV VATTENPUMPAR 1800-TALET Hästvandringen är en muskelförstärkande anordning som har använts i årtusenden, praktiskt taget fram till idag. Hästvandringar användes redan under antiken för olika ändamål, bl.a. för att driva kvarnstenar. Under medeltiden fick hästvandringen betydelse inom bergsbruket, framförallt för uppfordring av malm. En sådan hästvandring kallas för hästvind. Hästvinden var under 1300-talets senare hälft känd vid tyska bergverk, och under 1400-talet var anordningen ett vanligt hjälpmedel vid de tyska gruvorna. Med hästvindens introduktion fanns bättre möjligheter att uppfordra malm och vatten från större djup än med vinschar och tramphjul, som drevs med mänsklig muskelkraft. Vid mitten av 1500-talet togs hästvindar i bruk i Sverige först vid Falu Koppargruva. Hästvindens konstruktion var i stort sett densamma från medeltiden fram till slutet av 1800-talet, då den fortfarande var i bruk vid svenska gruvor. I Sverige har hästvandringar haft stor betydelse inom jordbruket. De användes framförallt i kombination med tröskverk. I slutet av 1800-talet var hästvandringar, som tillverkades av många bruk och verkstäder, relativt billiga i inköp och användes även på mindre gårdar. Förutom till tröskning brukades vandringar för att driva t.ex. hackelsemaskiner och mjölkseparatorer. Även andra djur än hästar användes i vandringarna; t.ex. oxar och åsnor. Ett kuriöst exempel är, att svensken Gustaf de Laval konstruerade en hundvandring för drift av en av sina mjölkseparatorer. Efter första världskriget kom vandringen att i stor utsträckning ersättas av förbränningsmotorn. Vandringar har dock använts nästan fram till idag. KÖR I VIND! I mitten av museets modell sitter en rörlig axel hjärtstocken som har en krans av mindre stolpar, korgen. Runt denna korg lindar sig en uppåtgående och en nedåtgående lina. Vid laven vinklas linorna ner i gruvans schakt. I hjärtstocken sitter två armar. Vid armarna spänns hästarna fast. De får sedan gå runt i cirkel. När hjärtstocken sätts i rörelse, viras en tom tunna ned, samtidigt som en lastad tunna hissas upp. Denna hästvind driver även två enkla pumpar, s.k. sug- och lyftpumpar. Via ett sinnrikt system av hävstänger överförs kraften från hjärtstocken till pumpstängerna. Hästvindarna kunde vara i drift dygnet runt, men hästarna byttes ut efterhand. I anslutning till hästvinden var flera personer sysselsatta. Körgossar kallades de pojkar som hade till uppgift att piska på hästarna. När tunnan kom upp till laven, togs den omhand av de s.k. intagarna och bars bort av de s.k. malmbärarna. Vid vinden fanns ofta även en uppskärare som höll räkning på antalet tunnor som fordrats upp. Detta genom att skära en skåra i en träbit, en s.k. karvstock. En häst kan utveckla ungefär 0,6 hästkrafter vid användning i 10 timmar. Två hästar kunde alltså tillsammans utveckla 1,2 hk. För att köra hästvandringen kontinuerligt under ett dygn krävdes sex stycken hästar. Modellen är en deposition från Kungl. Tekniska Högskolan i Stockholm och kan möjligen vara ett elevarbete utfört vid Teknologiska Institutet eller Falu Bergsskola. Rydberg, Sven, m.fl., Svensk teknikhistoria, Värnamo 1989, s 50, 144 146. Lindroth, Sten, Gruvbrytning och kopparhantering vid Stora Kopparberget intill 1800-talets början, Del I, Uppsala 1955, s 37, 106 109, 301 305, 614 617. Moberg, Harald A:son, Jordbrukets mekanisering i Sverige under tre sekel, Borås 1989, s 25, 123 124, 334 335. Nordisk Familjebok, Stockholm 1921, uppslagsord: vandringar. Uppfinningarnas Bok, Del II, Stockholm 1901, s 468 470. Hästvind vid Falu Koppargruva. Målning av Hans Raine 1683. TM 17.522 4
HANDDRIVEN BRANDSPRUTA OMKRING 1750 Pumpar har utvecklats under 2000 år. Vid slutet av 1600-talet tillkom tre viktiga konstruktionsdetaljer: luftkärlet, slangen och sugverket. I mitten av 1700-talet började nitad läderslang att användas. Det var en mycket viktig nykonstruktion. Vattenkärlet är tillverkat av koppar. Två pumpar av mässing och ett tryckutjämningskärl i mitten är placerade inne i vattenkärlet. Hävstången och balansen är tillverkade av smidesjärn. På den högra sidan finns intaget för vatten genom sugslangen, på den vänstra sidan sitter uttaget till sprutslangen. Till sprutan hör en sugslang tillverkad av kraftigt läder, en nitad sprutslang och ett strålrör av koppar och mässing. Sprutan kunde dras av häst eller manskap. Hjulen går lätt att ta loss från kärran - det finns sprintar genom axlarna - om man behövde placera den stadigt på marken. Ekström, Gert, Brandbilshistoria, Malmö 1975, s 7 17. Seligman, Sven, Det svenska eldsläckningsväsendet, Stockholm 1931. Brandmaterielens utveckling, Uppsats av brandingenjörer vid Brandbefälsskolan, Stockholm 1985 87. TM 6.503 EFFEKTIV MOT RÖDE HANENS HÄRJNINGAR Under mitten av 1700-talet köpte städer, bruk, gods och gårdar stora sprutor avsedda för fyra, sex eller åtta man. Efter dåtida mått var detta en effektiv brandsspruta som påskyndade brandsläckningen avsevärt. Detta i jämförelse med langarkedjor som forslade hinkar. Den handpumpade sprutan med slang, sugverk och tryckutjämnande luftkärl gav god kapacitet och en förhållandevis jämn stråle. Slangen var en förutsättning för att konstruera bättre brandsprutor. Fram till sekelskiftet 1900 var läderslangar vanliga. De ersattes då av hampaslangar. Sugslangen var kort. Däremot var brandslangen lång, så att manskapet kunde nå brandhärden. Vatten togs ur brunnar, vattendrag eller langades med hinkar till flyttbara, tillfälliga reservoarer. Museets spruta är i mycket gott originalskick och är försedd med samtida tillbehör. Den deponerades på museet 1928 av Dannemora Gruvintressenter. Användning av handbrandspruta. Illustration ur reklamblad från Viktor Sjöbergs Faktori i Stockholm ca 1850. Museets handbranspruta från 1700-talet. 5
HANDDRIVEN SLUPPROPELLER OMKRING 1850 På Stockholms Ström förekom vid mitten av 1800-talet persontransporter som ombesörjdes av de berömda och beryktade roddarmadammerna. Roddsluparna fick senare konkurrens av de s.k. vev- eller hjulsluparna. I dessa fick passagerarna hjälpa till med framdriften. Upp till fyra man kunde dra runt propellern med ett antal träkors vars yttre ändar hade avrundats till handvänlig form. Med en enkel kuggväxel kunde varvtalet ökas. Museets slupmaskineri var kanske tänkt för en slup som skulle konkurrera med rodd- och vevsluparna över korta sträckor. De tekniska bristerna gjorde dock, att anordningen inte blev någon framgång. Anordningen har med stor säkerhet endast använts för att prova en idé. KONSTRUKTION OCH FUNKTION Anordningen är ritad av en okänd konstruktör vid en okänd tidpunkt, men troligen vid mitten av 1800-talet. Propellern som sitter på en lång lagrad axel, har ett skruvformat blad som slingrar sig kring och längs axeln ett helt gängvarv. Olsson, CeGe och Ekström, Gert, Alla våra ångslupar, Stockholm, 1994. TM 25.329 Vevslupen Jägaren i förgrunden. På bilden ses också fler vevslupar och roddslupar samt en hjulångslup. Teckning av Nils von Dardel, 1840-talet. 6