När som helst wågar iag sätta mig i malmtunnan BLANKSTÖTSVERKET 1 FALUN - MACHINA NOVA All gruvnäring och metallförädling i Sverige styrdes och kontrollerades av Bergskollegium i Stockholm. Denna myndighet lydde under kungen och tillsatte bergmästarna, vilka ansvarade för respektive bergmästaredöme, i vilka ett eller flera bergslag ingick. På Christopher Polhems tid var Harald Lybecker bergmästare över det andra bergmästaredömet, vilket omfattade ett bergslag - Stora Kopparbergs Bergslag. Under bergmästarna var flera andra tjänstemän och hantverkare anställda. Bergskollegium ansvarade också för den s k konststaten. Konststaten var en särskild stat i staten som förverkligade alla konster och spel som Bergskollegium befallde om. Konstmästaren var den tekniskt ansvarige, som konstruerade och såg till att dessa gruvmaskiner byggdes. Vid Kopparberget hette den skicklige och erfarne konstmästaren Olof Hindersson Trygg. Även andra tjänstemän och arbetare av olika slag ingick i konststaten. I mer än två och ett halvt år hade Christopher Polhem haft sin första gruv- modell i tankarna. Drömmen om att få förverkliga maskinen vid någon gruva levde stark i hans fantasi. Egentligen hade han velat bygga sin maskin i någon ringare gruva än Fahlun, till at begynna med. Men strax före bröllopet i oktober 1691 hade han i en skrivelse till Bergskollegium föreslagit att ett uppfordrings- verk med hakar - ett hakspel - av samma typ som hans modell, skulle byggas vid Kopparberget. I detta brev till Bergskollegium framgår att det inte var den kompletta maskinmodellen som skulle byggas i full skala, utan en begränsad version, som bara skulle omfatta den vertikala uppfordringen. Polhem betonade att hans hakspel gjorde såväl repen av hampa som de dyra läderlinorna i ett traditionellt linspel onödiga, vilket berörda parter redan fått veta vid demonstrationen på Stockholms slott. Dessa linor tillverkades av oxhud och 180 stora oxar gick åt till en enda lina. Därtill tillkom kostnader för att hålla dem i gott skick genom att regelbundet smörja in dem med djurfett. En lina kostade 2 340 daler kopparmynt, vilket snart skulle inbesparas med hakspelet, menade Polhem. Livslängden på en läderlina var 2-3 år, medan trästängerna skulle hålla i decennier. Därtill menade Polhem att hans maskin arbetade mycket snabbare i jämförelse med den gamla tekniken. Den skulle kunna vara lika snabb som 12-16 vanliga linspel om den bara fick vatten i samma proportion. Polhem hade fått så mycket uppmuntran för sin modellmaskin, och nu ville han förverkliga den. Bergskollegium hade i januari 1692 fattat beslutet att låta Christopher Polhem 66 POLHEM - ATT BLI SEDD
bygga hakspelet vid Kopparberget i Falun, och de hade då befallt honom att göra så. Men Hällestadsverket hade kommit emellan och Bergskollegium hade otåligt tvingats vänta. Det var fråga om ett stort uppfordringsverk som skulle placeras vid Blankstöten, vid kanten av Stora Stöten. Polhem byggde omedelbart en ny modell för att visa tjänstemännen i Bergskollegium. Den nya modellen visade en vattendriven maskin, som med krokar på stänger gjorde den vertikala transporten av tunnor upp till marknivån. Det var det hela. Sedan tunnorna tömts genom tippning med hjälp av en krok, skickades de åter ner i gruvan med hjälp av en ändlös kätting, se sidan 73. Det senare var en mycket sämre lösning än vad hans modellmaskin hade presenterat. Det här hakspelet omfattade enbart punkt nr 4 i Polhems beskrivning ovan av den stora modellen från 1690, se sidan 56. En orsak till att maskinens kapacitet begränsades så radikalt kan ha varit att Polhem inte ville att ett alltför stort projekt skulle försena hans ankomst till Falun och hans snara framgång där. Möjligt är också att han tänkte att en fullständig maskin skulle försena hans stundande utlandsresa med flera år. En annan orsak kan ha varit ekonomiska synpunkter från Bergskollegiets sida. Ytterligare en anledning kan ha varit att raset i Falun omöjliggjorde en fullständig maskin på plats. Det kan också vara så att Bergskollegium ville gå försiktigt fram inför gruvfolket 1 Falun, och inte vågade lansera Polhem och hans radikala idéer fullständigt i ett svep. Den självlärde gruvmekanikern från huvudstaden stod dessutom inför ett känsligt möte med de traditionsbundna männen i Kopparberget. Han visste det, men kunde inte låta bli att ta chansen och hade själv verkat för att maskinen skulle uppföras i Falun. Emot sig hade han också ryktet från Hällestad som säkert hade spritt sig i gruvan. När Carl Linnaeus, sedermera adlad till Carl von Linné, besökte Kopparberget våren 1734 blev han skrämd över hur fruktansvärt allting var. Förhållandena och arbetsmetoderna var desamma som då Polhem anlände på 1690-talet. Polhem skulle också mötas av den skarpa svavehöken som tyngde luften, vilken Linnaeus beskrev. Ett kargt och dött landskap med svarta träd och skadade trädgårdar välkomnade den som närmade sig gruvan. Här arbetade närmare 1 000 smutsiga, svettiga män i detta helvete som han ansåg gruvan vara, när han berättade om sin visit bland de fördömda nere i underjorden: Hur snart war icke här att gå felt ett steg, neder i de underliggande oändliga hohl, hur snart kunne icke en liten sten nedfalla på dit hufwud, hur snart kunne icke en svimning komma öfver en, då man gungade på de swiktande stegar, som 2 å 3 woro fästade i hwarandra. Men huru swårt och faseligt det är, fattas aldrig arbetare, utan menniskorna söka med fors [kraft] och största ifwer få arbete här, på dett dett kiära brödet må winnas. BLANKSTÖTSVERKET I FALUN - MACHINA NOVA 67
Vid Stora Kopparberget t v syns hjulhustaken, som skyddar de stora vatten hjulen, samtidigt som roströken från kopparfram ställningen stiger upp följer vinden in mot staden Falun. 68 POLHEM - ATT BL! SEDD Christopher Polhem och hans styvfar kom med den nya modellen till Falun omkring den 20 juni 1693. Modeller var tidens tredimensionella ritningar och det bästa sättet att presentera teknik på, inte minst då den var rörlig. En sådan de monstration skedde snart på plats, och det började positivt med att bergmästaren Harald Lybecker genast berömde konstruktionen. Han var redan via korrespon dens välvilligt inställd och menade att hakspelet skulle komma att bespara staten många dyra linor, och att det dessutom kunde gå kontinuerligt, till skillnad mot linspelen som måste stannas när rotationsriktningen skulle ändras. Polhem hade uppskattat att hela maskinen maximalt skulle kosta 1 000 daler kopparmynt. En ligt avtalet fick Polhem 1 daler silvermynt per dag i traktamente, eftersom Falun var en dyr plats att leva på, och byggmästaren Jöran Silker 6 öre silvermynt per dag (1 daler silvermynt var 32 öre silvermynt). Polhem fick också ersättning av Bergskollegium för att anställa 6-8 arbetare som skulle hjälpa honom att bygga.
Det extra traktamente som Christopher Polhem hade begärt var inte populärt hos alla på Bergskollegium. Men kungen hade särskilt beviljat det. Vissa assessorer var dock oroliga för att maskinen inte skulle fungera så bra som dess uppfinnare lovade. Den utlovade kapaciteten och de av Polhem angivna inbesparingarna kanske inte skulle uppnås. Dessutom skulle tunnor kunna kastas av krokarna, befarade någon. Till och med presidenten Wrede kände sig osäker på det hela och påpekade noga för Polhem att han personligen hade garanterat dennes kompetens inför kungen, så nu fick ingenting gå snett. Allt detta känns helt naturligt även i perspektivet från vår tids horisont - det var ju inte vilket vanligt linspel som helst som skulle byggas. Inte undra på att alla, inklusive Polhem själv, kunde känna oro. Det var fråga om ett stort tekniksprång - långt in i den okända framtiden! Den gamle konstmästaren i Falun, Olov Hindersson Trygg, såg inte Christopher Polhems ankomst med blida ögon. Han var en skicklig konstmästare som BLANKSTÖTSVERKET I FALUN - MACHINA NOVA 69
Falu koppargruva och Stora Stöten. Polhems och Tryggs spel vid Blankstöten syns vid G, där Polhems hakförsedda stänger går ner till Stötens botten. Bergmästargården, gruvstugan, krögaregården t h i bilden. Gravyr efter en teckning av Samuel Buschenfeldt 1696. hade byggt flera av gruvmaskinerna vid gruvan och ansvarade för det viktiga underhållet av de gamla. De maskiner spel och pumpar - som fanns här i Kopparberget - var gamla och beprövade konstruktioner. Tyska gruvmän hade tagit med sig tekniken söderifrån, teknik utvecklad under perioden 1550-1620. Trygg hade senast visat sin skicklighet som ingenjör när han hade färdigställt vattenkonsten vid Karl Gustavs schakt 1687. Det var ett stort och högt beläget vattenhjul som kallades Svarta Oxen. Rörelsen och kraften från hjulet gick sedan via en 463 meter lång stånggång till gruvan för att där driva pumparna. Pumpstockarna gick ner i schaktet och pumpade upp vattnet från 160 meters djup. Denna nya maskin svarade för all länspumpning av gruvan. När Polhem först mötte konstmästare Trygg och såg alla hans verk blev han full av beundran. Det fanns ett gammalt linspel vid Blankstöten som var i mycket dåligt skick, med ruttna och förmultnande delar. För att öka produktionen behövde det snarast ersättas. Trygg inväntade därför order om att få bygga ett nytt, som han hade tänkt ut, när han fick veta att Christopher Polhem fått uppdraget att bygga sitt hakspel vid Blankstöten. Trygg fick order om att uppföra ett nytt hjulhus för dubbla hjul och nya vattenrännor, ett arbete som nästan var klart då Polhem kom. 70 POLHEM - ATT BLI SEDD
Vad som hände sedan är en historia som kan sammanfattas som den oundvikliga konflikten mellan det gamla och det nya - mellan Trygg och Polhem. Denna konflikt lät inte vänta på sig. Bergskollegium anade tydligen vart saker och ting var på väg, och hade gjort ett medlande drag. De bestämde att de båda skulle bygga sina respektive konstruktioner vid Blankstöten och koppla dem till att drivas av varsitt vattenhjul. När allt var klart skulle de två olika typerna av teknik testas sida vid sida på samma villkor. Sida vid sida arbetade Trygg med sina män och Polhem med sin byggmästare och sina arbetare under sommaren, hösten och vintern. Polhem trakasserades dagligen på olika illvilliga sätt av den egensinnige gamle konstmästaren, som också försenade viktiga gemensamma delar av arbetet med flit, bl a laven, som var den timrade bädden som verket stod på närmast gruvkanten. Men Polhem härdade ut, och skrev senare att om han inte själv hade varit så säker på sin maskin som han var, och så tåhlig på att utstå vedervärdigheter, har väll ingen kunat vara capablare göra altsamans till intet än han. Det enda synliga resultatet av denna strid blev att projektet tog lite längre tid och blev något dyrare, menade Polhem. I verkligheten blev maskinen troligtvis tre gånger dyrare, d v s i ooo daler silvermynt. I december 1693 var Christopher Polhems stora hakspel - Blankstötsverket som det nu kallades - så pass färdigt att det kunde provköras. Maskinen lyfte malmen vertikalt, medan den horisontella transporten skedde som förut med skottkärror och hästar. Alla de stora delarna av grovtjärn- och stålbeslaget timmer hade tillverkats av timmermän, snickare och smeder på plats. De fyra parallella trästängerna, på vilka tunnorna vandrade på sina hakar, hade en lyftande längd på 53,4 meter vardera! Detta var den totala lyfthöjden från Stora Stötens botten till marknivån ovan - en imponerande höjd motsvarande ett 17-vånings höghus idag. På dessa stänger kunde flera tunnor vandra upp samtidigt efter varandra, men flera omfattande kompletteringar och justeringar behövde göras. Ändå meddelade Polhem Bergskollegium stolt att När som helst wågar iag sätta mig i malmtunnan. När landshövdingen i Dalarna Nils Gripenhielm i januari 1694 inspekterade hakspelet hände något dramatiskt. En bräda stacks in i mekanismerna i hakspelet vid Blankstötens botten. Maskinen klarade sig, men bergmästare Lybecker blev mycket upprörd och sade att någon önskade att Polhems maskin skulle få den skam som sådant efftertrachtar. Det är klart att Polhems gruvmaskin gjorde att många kände sig hotade på olika sätt och den skulle utsättas för fler sabotageförsök under åren. Mycket tyder BLANKSTÖTSVERKET I FALUN - MACHINA NOVA 71
72 POLHEM - ATT BLI SEDD
Christopher Polhems hakspel vid Blankstöten, med delar av mekaniken t v. Vattenhjulet ger via stånggångar maskinen t h dess rörelse. Vid vattenhjulet syns den kuggväxel som Polhem nödgades konstruera för att sänka spelets hastighet. Spelet lyfte flera tunnor samtidigt på de 53,4 meter långa hakförsedda stängerna t h. De tomma tunnorna hissades ner med den ändlösa kättingen t h. Lavering i den sk Hultboken, en unik bok med okänd upphovsman, fylld med teckningar av Polhems maskiner. BLANKSTÖTSVERKET I FALUN - MACHINA NOVA 73
Samuel Buschenfeldts gruvkarta över Stora Kopparberget 1693. På botten av Stora Stöten är mängder av vindar, med vars hjälp malmen stiger upp ur djupet. På marknivån runt om syns vattenhjul till linspel och pumpar. på att Trygg själv låg bakom flera av dessa. Polhem skrev 30 år senare, då maskinen fortfarande var i drift och fungerade väl, att man ville rödia den invention bort från posteritetens ögon, m a o röja undan hans uppfinning från historien. Den 1 augusti 1694 var det dags för det stora testet av Polhems respektive Tryggs maskin. Harald Lybecker var på plats för att bedöma försöken. I det nya hjulhuset stod de två stora vattenhjulen intill varandra, det ena med dubbla rader skovelblad, för fram och back, vilket var kopplat till Olov Hindersson Tryggs 74 POLHEM - ATT BLI SEDD
linspel. Det andra hjulet, med en enkel rad skövlar, eftersom det bara roterade åt ett håll, drev Christopher Polhems hakspel, se sidan 76.1 de första försöken under vintern hade hakspelet gått för fort, varför Polhem hade tvingats konstruera en kuggväxel bestående av ett stort och ett mindre kugghjul. Det mindre monterades på den utgående axeln på vattenhjulet. Genom denna nedväxling färdades tunnorna långsammare och därmed säkrare på sin väg upp från Blankstötens botten. Med samma vattenmängd till de båda hjulen lyfte Tryggs maskin 16 fulla tunnor BLANKSTÖTSVERKET I FALUN - MACHINA NOVA 75
Detaljbilden visar de båda maskinerna vid Blankstötslaven, med sina vattenhjul sedda från ovan. Det övre är Olov Hindersson Tryggs linspel med sina linor, och det undre Christopher Polhems hakspel. i timmen och Polhems 22. Vid ett ytterligare test tog hakspelet upp 114 tunnor fyllda med sten och jord på fem timmar. Trygg kunde bara lyfta en tunna åt gången, men Polhem hade låtit två tunnor vandra uppför. För att ytterligare styrka vad hakspelet gick för hängde Polhem på tre tunnor. Det fungerade utmärkt utan att sakta in. Det enda problemet var att arbetsfolket på laven inte hann med att tömma dem. Några sådana problem hade inte uppstått om Christopher Polhem hade byggt hela sin ursprungliga maskin, där tunnorna tömde sig själva. Lybecker och Polhem var glada, medan Trygg var bestört, orolig och arg. Polhems maskin var en teknisk succé. Nästa dag besökte landshövdingen hakspelet vid Blankstöten, vilket han och många i gruvstugan berömde, varvid han belönade Polhem med en gåva på 100 riksdaler. En riksdaler var ett silvermynt med högt värde. Vid den här tiden var 1 riksdaler ungefär 2 daler silvermynt. Det Polhem fick motsvarade ca 15 månaders lön för en gruvarbetare. Polhem var färdig med Blankstötsverket och kunde resa hem till Maria och barnen i Stockholm. Han måste ha anlänt mycket stolt och nöjd - med alla sina välförtjänta extrapengar i fickan. Med Blankstötsverket fick Christopher Polhem chansen att visa vad han gick för. Säkert utgjorde detta hakspel en märklig syn för de flesta. Utan tvekan låg 76 POLHEM - ATT BLI SEDD
hakspelet på höjden av vad man vid denna tid kunde åstadkomma med mekanik, och det kom att bli Polhems mest berömda bergsmekaniska uppfinning. Hösten 1694 lyfte den stadigt 180 tunnor malm per dygn och sommaren 1696 skulle den visa sig klara 242 tunnor per dygn. Lybecker trodde t o m att den skulle klara av 500 tunnor per dygn, om bara arbetarna skulle hinna med. Även idag skulle en sådan maskin med sin imponerande storlek och spännande funktion garanterat väcka häpnad och beundran. Men många ansåg nog, som Polhem uttryckte det: Huru nyttig denna invention i sig sielf war, så hölts han ändå mera för curiuse och konstig, serdeles som folck aldrig felas som lättare kan döma och fördöma än giöra bättre sielf. Redan innan Blankstötsverket var klart, i februari 1694, hade Christopher Polhem i ett omfattande memorial, d v s ett brev, till Bergskollegium föreslagit en mängd förbättringar på teknikens område för gruvan i Falun. Då hade han bara varit där i drygt ett halvår. Opåverkad av traditioner kunde han överblicka hela gruvan och började se all den gamla och spridda tekniken på ett nytt sätt. Han föreslog därför att man i stället för att låta varje vattenhjul driva en maskin - uppfordringsverk (lyfter malm) eller vattukonst (pumpar vatten) - så kunde flera maskiner kopplas till ett stort vattenhjul via stånggångar. I en rad punkter berättade han också hur han ville förbättra hakspelet som han just hade byggt. En av dessa var att krokarna inte skulle sitta på stängerna, utan på tunnorna i stället, vilket förenklade konstruktionen, menade han. En sådan lösning skulle kunna tillämpas på nya hakspel, kanske i Sala silvergruva, kompletterat med hästvind så att maskinen kunde arbeta även vid vattenbrist. Bland de många andra idéerna, som Christopher Polhem föreslog till Bergskollegium i sitt memorial 1694, märks flera sågverk, vilka snabbt skulle producera de stora mängder ved, byggmaterial m m som gruvan dagligen förbrukade. Det mesta av arbetet skedde för hand med yxa. Polhem talade om vattendrivna sågar eller väderdrivna, dvs vindkraft, i kombination med stånggångar för att överbrygga avstånden. För att klyva veden föreslog han vedklyvar som drevs av vind eller vatten. Han ville inrätta vattendrivna smedjor och pumpborrningsverk. Han föreslog kanaler och en sluss för att enklare kunna frakta upp material till gruvan från Faluån, som ersättning för landtransporter. Han presenterade en pålkranslik- nande maskin som kunde slå in kilar i bergväggen för att kunna spränga sönder berg utan att elda, som man gjorde. Sådana kilar slogs annars in för hand efter det att man hade eldat och hettat upp berget. Polhem hade tom förslag på hur man kunde förbättra de gamla linspelen så att de två s k intagarna, som tog emot tunnorna vid laven vid gruvkanten och tömde dem, kunde ersättas av en person. Den person som körde spelen och tunnornas BLANKSTÖTSVERKET I FALUN MACHINA NOVA 77
gång upp och ner i gruvan kallades styrare. Polhem föreslog att bara en intagare behövdes för att också sköta styrarens jobb. Det här var förslag som med all säkerhet inte skulle ha uppskattats av de berörda yrkesmännen. Ett annat av Polhems förslag behandlade pumpar som inte krävde att kolvarna var klädda med läder, vilket var det normala. Lädret var dyrt, slets ut fort och tog tid att underhålla och ersätta. Polhems pumpar fungerade utan läder. De testades av Lybecker och Polhem sommaren 1694 med mycket goda resultat. Christopher Polhems memorial till Bergskollegium visar hans starka iver att förändra och förbättra befintlig teknik så snart han såg något som kunde åtgärdas. I Kopparberget fanns det mycket som enkelt kunde göras för att öka avkastningen och säkerheten. Han nämnde också vad denna satsning på ny teknik skulle vinna respektive kosta. Vad Christopher Polhem här presenterade var grunden till en mycket omfattande reformplan för gruvan, som han längre fram skulle fullända och presentera för Bergskollegium i flera omgångar. För tillfället var man dock avvaktande, men berömde det vackra förslaget. I nästa kapitel reser Christopher Polhem ut på kontinenten för att studera teknik och mycket annat. Denna bok har hittills handlat om Polhem smeden, Polhem urmakaren och Polhem konstmästaren. I alla dessa roller var han autodidakt och som sådan kunde han inte bära någon av dessa titlar. Men det ser ut som om han på den här tiden nöjde sig med uppmärksamhet, gensvar och en slant då och då. Att få arbeta med den älskade mekaniken var hans största belöning. Följaktligen kunde han inte låta bli ett urverk om han upptäckte att det krånglade. I Gruvstugans torn i Falun fanns ett urverk, som han erbjöd sig att reparera medan han var där. För detta fick han 100 daler silvermynt. Men allt vad Polhem hittills hade skapat och byggt skedde före den utländska resan. Helt ovetande om, och opåverkad av allt det fantastiska som väntade honom utanför Sveriges gränser, hade han redan åstadkommit så mycket. Efter Hällestadsmaskinen och hakspelet vid Blankstöten skulle Christopher Polhem fortsätta att bygga flera andra stora maskiner för gruvnäringen, inte minst vid Stora Kopparberget. Med dessa två första gruvprojekt visade Polhem omgivningen sin kreativitet, sin frihet från traditioner, och på sina speciella karaktärsdrag som ingenjör och konstruktör - egenskaper som kom att få betydelse för hans personliga utveckling och för det fortsatta händelseförloppet. Det är dags att lämna gruvingenjören Polhem för att följa nästa viktiga spår i hans liv - det som ledde till hans förvandling till industriman och tekniklärare. 78 POLHEM - ATT BLI SEDD