Vingarna på en väderkvarn är lätt vridna längs sin längd, och därför trycker vinden som blåser på dem framifrån inte bakåt, utan vrider dem hela tiden åt samma håll. Vingarna snurrar tillsammans med axeln som de sitter fast på. Ett stort kugghjul på den axeln driver ett mindre hjul på en lodrät axel, och den leder rörelsen ner genom kvarnen ända till kvarnstenarna.
Kvarnstenarna ligger på varandra. Den undre står still, den övre snurrar ovanför den, och säden som faller ner i hålet i dess mitt mals till mjöl i den smala springan mellan dem. Allt detta fungerar bara när vingarna står rakt mot vinden. Därför vreds hela kvarnen på äldre kvarnar och bara taket med vingarna på senare.
Artikelns innehåll
Så snurrar vinden vingarna och rörelsen når stenarna
En kvarnvinge är ett trägaller som mjölnaren spände segelduk över, alltså ett kraftigt tyg. De flesta kvarnar har fyra vingar. Gallret är lätt vridet längs vingen, så vinden trycker snett på duken och vingen viker alltid undan åt samma håll. Sedda framifrån snurrar vingarna på holländska kvarnar moturs.
Mjölnaren reglerade kvarnens kraft med hur mycket duk han spände ut. I svag vind spände han den över hela gallret, i stark vind rullade han ihop den delvis, och då måste han stanna kvarnen. Från slutet av 1700-talet kom det i Storbritannien vingar med klaffar som själva anpassade sig efter vindstyrkan, till exempel William Cubitts vingar från 1807.
Från vingarna går rörelsen genom kvarnen i några steg:
- Vingaxeln. Vingarna sitter på en nästan vågrät axel i kvarnens huvud. När vingarna snurrar, snurrar hela axeln.
- Bromshjulet. På axeln sitter ett stort kugghjul med kuggarna på sidan. Det kallas bromshjul eftersom det ligger en broms runt dess omkrets: när mjölnaren drog åt den, saktade hjulet och vingarna in eller stannade.
- Lodrät axel. Bromshjulets kuggar griper in i ett mindre hjul på den lodräta axeln. Det hjulparet gör om rotationen kring en vågrät axel till rotation kring en lodrät axel, och den lodräta axeln leder rörelsen ner genom kvarnens våningar.
- Hjulet för stenarna. Längre ner på den lodräta axeln sitter ännu ett stort kugghjul. Det griper in i små drev, som vart och ett driver ett par kvarnstenar. Ett drev kunde kopplas ur, så att ett stenpar kunde stå still medan de andra malde.
- Kvarnstenarna. Den övre stenen snurrar ovanför den undre, som inte rör sig. Den övre stenen kan väga över ett ton, och det är just dess tyngd som hjälper till att mala säden.
I mindre kvarnar, där hela maskineriet satt i ett enda vridbart trähus, drev hjulet på vingaxeln stenarna också direkt, utan lång lodrät axel. Principen är densamma: kugghjul för över vingarnas rotation till stenens rotation.
Säden faller ovanifrån ner i hålet i mitten av den övre stenen och hamnar mellan stenarna. I deras ytor är spår uthuggna som skär och mal säden när stenen snurrar och skjuter mjölet mot kanten, där det kommer ut. Stenarna får inte röra vid varandra. Springan mellan dem ställde mjölnaren in genom att lyfta eller sänka den övre stenen lite: ju mindre springa, desto finare mjöl.
Varför kvarnen måste vridas mot vinden
Vingarna ger mest kraft när de står vinkelrätt mot vinden, rakt mot den. När vinden vänder och blåser från sidan fångar vingarna mindre av den och kvarnen tappar kraft. I nordvästra Europa, där vinden ofta byter riktning, måste därför varje kvarn kunna vrida sina vingar efter vinden.
De första europeiska väderkvarnarna med vingar som snurrar i ett lodrätt plan dök upp på 1100-talet i norra Frankrike, i Flandern och i östra England. Det äldsta säkra omnämnandet kommer från Yorkshire i England, från 1185. Den första typen var stolpkvarnen, och mot slutet av 1200-talet tillkom kvarnen med fast torn. De två typerna löser vridningen på olika sätt:
| Kvarntyp | Vad som vrids mot vinden | Hur mjölnaren vred den |
|---|---|---|
| Stolpkvarn, även kallad tysk typ | hela trähuset med vingar, hjul och stenar, uppsatt på en grov trästolpe | med en lång bom baktill, som kallas styrbom |
| Tornkvarn, även kallad holländsk typ | bara taket med axeln och vingarna, tornet står fast | med en styrbom som går ner från taket, med en vinsch eller senare med ett kroppsrad |
Tornet på en holländsk kvarn behöver inte vridas, så det kunde vara högre och vingarna längre. Långa vingar högt upp fångar mer vind, och kvarnen arbetar även i en svagare bris.
År 1745 fick den engelske smeden Edmund Lee patent på kroppsradet. Det är ett litet vindhjul baktill på taket, vinkelrätt mot de stora vingarna. Så länge vinden blåser på kvarnen från sidan snurrar kroppsradet och vrider via kugghjul långsamt taket. Det stannar först när det står parallellt med vinden, och då står de stora vingarna precis mot vinden. Kroppsrad spreds främst i England, Danmark och Tyskland, på andra håll förblev de sällsynta.
Båda kvarntyperna fanns också i Slovakien. I Holíč visar ett kopparstick från 1801 en träkvarn av tysk typ, som med hjälp av en styrbom vreds i sin helhet på en ekstolpe. Senare byggdes där en stenkvarn av holländsk typ i tre våningar, som är från 1880-talet. Fram till 1926 hade den ett vridbart koniskt tak med vingar, sedan ersattes det av en tegelkupol. Det är den enda bevarade väderkvarnen i Slovakien.
Varför väderkvarnarna nästan försvann från landskapet
Väderkvarnarna försvann inte på en gång, och det var inte en enda uppfinning som trängde undan dem. På 1800-talet byggdes det fortfarande många i Europa. Deras öde avgjordes av nya malningsmetoder och nya motorer som kunde gå oberoende av vinden.
Under andra hälften av 1800-talet växte stora ångdrivna kvarnar fram. I stället för stenar malde metallvalsar säden där i många steg efter varandra. Den sortens malning passade för hårt importerat vete och gav mer fint vitt mjöl, som efterfrågan växte på. De stora kvarnarna byggdes vid hamnar och vattenvägar, dit spannmålen kom med fartyg.
Små sädeskvarnar som malde åt byarna runt omkring höll ut längre. I Nederländerna kunde dyra ångmaskiner länge inte konkurrera med dem. De började försvinna främst när förbränningsmotorer och elmotorer kom, under de första decennierna av 1900-talet. Från början av 1880-talet till 1923 försvann nästan 30 % av kvarnarna där.
Kvarnen i Holíč fick ett liknande öde: man slutade mala där efter första världskriget, och sedan förföll den länge. I dag är den ett nationellt kulturminne.
Vad du kan titta efter på en modell av en väderkvarn
En modell av en väderkvarn visar samma delar som en riktig kvarn, ofta förenklat. Vilka av dem din modell har och vilka som rör sig ser du i dess instruktion och bilder. När du tittar på den, fokusera på de här ställena:
- Kvarntyp. Se om modellen står på en stolpe och vrids i sin helhet, eller har ett fast torn och ett vridbart tak. På en tornkvarn letar du efter en styrbom eller ett kroppsrad baktill på taket.
- Vingar. Räkna dem och se om de har ett galler som riktiga vingar, som duken spändes över. Titta på dem från sidan: om bladen står lite snett mot varandra ser du samma vridning som får vingarna att snurra i vinden.
- Stället där rotationsriktningen ändras. Hitta stället där vingaxeln går in i kvarnens huvud. Om modellen visar utväxlingen sitter där två kugghjul vars axlar bildar rät vinkel. Här blir den vågräta rotationen lodrät, precis som vid bromshjulet i en riktig kvarn.
- Lodrät axel och stenar. Se om den lodräta axeln går ner genom tornet och om modellen antyder kvarnstenar. Jämför hur många kugghjul som sitter mellan vingarna och stenarna.
- Drivning. På en modell uppstår rörelsen oftast inte i vinden, utan till exempel i ett uppdraget gummiband eller när du vevar. Ta reda på i instruktionen via vilket hjul rörelsen kommer in i mekanismen. På en riktig kvarn gick kraften från vingarna till stenarna, på en modell kan den gå tvärtom, från drivningen till vingarna.
Den färdiga modellen kan du också ställa ut med vingarna i ett läge som holländska mjölnare använde för att skicka meddelanden till omgivningen. Vingar i form av ett kors som ett plustecken betydde att kvarnen bara vilade en kort stund och att mjölnaren snart fortsatte. Vingar i form av bokstaven X betydde en längre vila. Med vingarna meddelade man också glädje och sorg, men det exakta läget skiljer sig mellan olika trakter.
Om vingarna eller kugghjulen på den färdiga modellen går trögt eller fastnar, hittar du hur du letar efter friktionen i artikeln Mekanismen fastnar: hitta friktionen och åtgärda den.
Om du vill titta på de här delarna på en egen modell kan du välja trämodellen Väderkvarn Eco Wood Art. Enligt beskrivningen i butiken har den 227 delar som passar ihop utan lim, vingarna snurrar efter monteringen tack vare en gummibandsdrivning och tornets öppna konstruktion låter dig se in i mekanismen. Väderkvarn Eco Wood Art är enligt uppgifterna i butiken avsedd från 14 år.
Mekaniskt 3D-pussel i trä - Väderkvarn Eco Wood Art
- Antal delar: 227
- Byggtid: 4 tim
- Svårighetsgrad: 4
Vanliga frågor
Varför snurrar vingarna på en väderkvarn när vinden blåser framifrån?
För att de är lätt vridna längs sin längd och vinden trycker snett på dem. Vingen viker därför alltid undan åt samma håll och vrider axeln som den sitter på.
Hur når vingarnas rörelse kvarnstenarna?
Vingaxeln bär ett stort kugghjul som driver ett hjul på den lodräta axeln. Den leder rörelsen ner genom kvarnen och snurrar via fler kugghjul den övre kvarnstenen ovanför den undre, som står still.
Vad är kroppsradet på kvarnens tak?
Ett litet vindhjul baktill på taket, vinkelrätt mot de stora vingarna. Så länge vinden blåser från sidan snurrar det och vrider taket tills de stora vingarna står mot vinden. Edmund Lee fick patent på det 1745.
Finns det en bevarad väderkvarn i Slovakien?
Ja, i Holíč. Det är en stenkvarn av holländsk typ i tre våningar från 1880-talet. Man slutade mala där efter första världskriget.