Kurbelwelle und Schubstange
Noch ein schweres Rätsel. Hier haben wir zum Beispiel die schematische Darstellung der Sägemühle von Hierapolis (heutige Türkei) aus der zweiten Hälfte des 3. Jh. n. Chr..
Was uns daran interessiert, ist nicht die innovative Säge, sondern das Getriebe.
Klaus Grewe, durch den ich auf die Mühle aufmerksam wurde, schreibt dazu in Meisterwerke antiker Technik
Was die Inschrift des Nonius Datus uns für die Rekonstruktion der Organisation einer antiken Tunnelbaustelle bedeutet, ist das Relief auf dem Sarkophag des Ammianos (2. Hälfte des 3. Jahrhunderts n. Chr.) für die Maschinentechnik. Ammianos, der sich selbst als großen Daedalus (Erfinder) bezeichnet, liefert uns mit diesem Relief eine detaillierte Beschreibung der Kraftübertragung von einem Wasserrad auf eine Doppelsteinsäge. Nach dieser bildlichen Darstellung wurde die von einem Wasserrad erzeugte Drehbewegung über Wellenbaum, Zahnrad, Drehling mit Kurbelwelle und eine Schubstange in eine oszillierende Bewegung umgewandelt, wodurch die Sägen schließlich in ihre „Hin- und Herbewegung“ versetzt worden sind. Damit kann man Ammianos als den Erfinder des mechanischen Getriebes bezeichnen zumindest legt er uns die erste zeichnerische Darstellung eines solchen vor. (…) Zur Herstellung der Unmengen von Marmorplatten, wie sie u. a. für den Bau der antiken Thermen massenhaft gebraucht worden sind, muss man das Vorhandensein derartiger Steinsägemaschinen auch an anderen Orten voraussetzen. Ausonius beschreibt die von Steinsägen verursachten Geräusche im Ruwertal in seiner Mosella* (…), und archäologische Funde der letzten Jahre belegen, dass Steinsägen z. B. in Ephesus (Türkei) und in Gerasa (Jordanien) im Einsatz waren – allerdings erst in byzantinischer Zeit (6. Jahrhundert n. Chr.).
Diese Grafik zeigt das Prinzip einer Dampfmaschine, wie sie durch Thomas Newcomen und James Watt entwickelt wurde. [Nachbau des Originals]
Frage also: Das Drehmoment wird bei der Sägemühle in einer lineare Bewegung übertragen. Das ist nicht so schwierig sich vorzustellen, und außergewöhnliche Materialien braucht man auch nicht dazu. Warum haben die alten Ägypter so etwas nicht erfunden und benutzt? Warum nicht die Kelten, die nördlichen „Nachbarn“ der Römer, bevor sie überrannt wurden?
Warum wurde die Dampfmaschine erst im 18. Jahrhundert erfunden und nicht etwa 300 Jahre früher? Ideen fallen nicht vom Himmel: Ihre materiellen Voraussetzungen müssen auch vorhanden sein. So etwas geschieht nicht einfach zufällig. Ein Prinzip kann lange bekannt sein, aber wann und warum wird es irgendwann ein- und umgesetzt?
Ein Hinweis aus dem Bellum Gallicum Julius Caesars:
… hatte Caesar beschlossen, den Rhein zu überqueren; doch er glaubte, mit Schiffen überzusetzen sei nicht sicher genug, und war der Ansicht, dass eine Überfahrt weder seiner noch des römischen Volkes Würde entsprechen würde. Daher hielt er, auch wenn wegen der Breite, Strömung und Tiefe des Flusses ein Brückenbau äußerst schwierig war, dennoch dafür, dies angehen zu müssen oder andernfalls sein Heer nicht übersetzen zu dürfen. Er beschloss folgendes Verfahren für die Brücke: Je zwei anderthalb Fuß [ca. 30 Zentimeter] dicke Balken, von unten ein wenig angespitzt, abgemessen nach der Tiefe des Flusses, verband er in einem Abstand von zwei Fuß untereinander. Diese hatte er mit Maschinen in den Fluss eingelassen, in den Boden eingesteckt und mit Rammen hineingestoßen, nicht nach Art gewöhnlicher Brückenpfeilers senkrecht, sondern geneigt und giebelförmig, sodass sie sich nach der Strömung des Flusses vorneigten; diesen setzte er zwei auf dieselbe Weise verbundene Balken in einem Abstand von je 40 Fuß, vom unteren Abschnitt aus gemessen, gegenüber und zwar gegen die Kraft und den Strom des Fluss gerichtet. Diese beiden wurden an ihrem Ende mit darüber gelegten, zwei Fuß breiten Balken (in dem Abstand waren die Tragbalken miteinander verbunden), auseinandergehalten, wobei je zwei Spangen auf beiden Seiten waren; weil diese Balken voneinander getrennt und mit dem gegenüberliegenden Paar verbunden waren, hatte das Bauwerk eine so große Festigkeit und eine derartige Beschaffenheit, dass die Verbindungen umso fester zusammengehalten wurden, je stärker die Strömung war. Diese Bauteile wurden mit in gerader Richtung darüber gelegtem Holz verbunden und mit langen Stangen und Flechtwerk bedeckt; und nicht anders wurden Balken zusätzlich am unteren Teil des Flusses schräg eingerammt, die, als Wellenbrecher untergesetzt und mit dem ganzen Bauwerk verbunden, die Kraft des Fluss absorbieren sollten; und ebenso wurden weitere Pfähle oberhalb der Brücke in mittlerem Abstand eingefügt, um – falls die Barbaren Baumstämme oder Schiffe zur Zerstörung des Baus ins Wasser gelassen hätten – die Kraft dieser zu vermindern damit sie der Brücke nicht schaden würden. Innerhalb von zehn Tagen, seit man begonnen hatte, das Baumaterial herbeizuschaffen, wurde das ganze Werk fertig gestellt und das Heer hinübergeführt. (…) Sobald Caesar dies erfahren hatte, glaubte er – nachdem all diejenigen Dinge erledigt waren, wegen deren er die Überfahrt seines Heeres beschlossen hatte, nämlich den Germanen Furcht einzujagen, die Sugambrer zu strafen und die Ubier von der Bedrängnis zu befreien – dass nach 18 Tagen jenseits des Rheins genug für den Ruhm und Nutzen des römischen Volkes gewonnen worden sei, zog sich zurück nach Gallien und ließ die Brücke abreißen.
Warum ließ Caesar dieses technische Meisterwerk (nur zehn Tage Bauzeit!) wieder abreißen? Oder: Warum haben die rechtsrheinischen Germanen keine Brücken gebaut? Was fehlte ihnen dazu?
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*Im Original: Probra canunt seris cultoribus: astrepit ollis
Et rupes et silua tremens et concauus amnis.
Nec solos homines delectat scaena locorum…