Windmühle: Wie der Wind die Mühlsteine antreibt

Die Flügel einer Windmühle sind der Länge nach leicht verdreht. Deshalb drückt sie der Wind, der von vorn auf sie bläst, nicht nach hinten, sondern dreht sie immer zur selben Seite. Die Flügel drehen sich zusammen mit der Welle, an der sie befestigt sind. Ein großes Zahnrad auf dieser Welle dreht ein kleineres Rad auf einer senkrechten Welle, und diese leitet die Bewegung durch die Mühle hinunter bis zu den Mühlsteinen.

Die Mühlsteine liegen aufeinander. Der untere steht still, der obere dreht sich über ihm, und das Korn, das in die Öffnung in seiner Mitte fällt, wird im schmalen Spalt zwischen ihnen zu Mehl gemahlen. Das alles funktioniert nur, wenn die Flügel dem Wind direkt entgegenstehen. Deshalb drehte man bei älteren Mühlen die ganze Mühle und bei späteren nur die Haube mit den Flügeln.

Wie der Wind die Flügel dreht und die Bewegung zu den Steinen kommt

Ein Mühlenflügel ist ein Holzgitter, über das der Müller Segeltuch spannte, also einen festen Stoff. Die meisten Mühlen haben vier Flügel. Das Gitter ist entlang des Flügels leicht verdreht, sodass der Wind schräg auf das Tuch drückt und der Flügel immer in dieselbe Richtung ausweicht. Von vorn gesehen drehen sich die Flügel holländischer Mühlen gegen den Uhrzeigersinn.

Die Kraft der Mühle regelte der Müller damit, wie viel Tuch er ausbreitete. Bei schwachem Wind spannte er es über das ganze Gitter, bei starkem rollte er es teilweise ein, und dafür musste er die Mühle anhalten. Ab dem Ende des 18. Jahrhunderts entstanden in Großbritannien Flügel mit Klappen, die sich der Windstärke von selbst anpassten, zum Beispiel die Flügel von William Cubitt aus dem Jahr 1807.

Von den Flügeln läuft die Bewegung in mehreren Schritten durch die Mühle:

1. Flügelwelle. Die Flügel sind an einer fast waagerechten Welle im Kopf der Mühle befestigt. Wenn sich die Flügel drehen, dreht sich die ganze Welle.
2. Bremsrad. Auf der Welle sitzt ein großes Zahnrad mit Zähnen an der Seite. Es heißt Bremsrad, weil um seinen Umfang eine Bremse liegt: Zog der Müller sie an, wurden Rad und Flügel langsamer oder blieben stehen.
3. Senkrechte Welle. Die Zähne des Bremsrads greifen in ein kleineres Rad auf der senkrechten Welle. Dieses Räderpaar macht aus der Drehung um eine waagerechte Achse eine Drehung um eine senkrechte Achse, und die senkrechte Welle leitet die Bewegung durch die Stockwerke der Mühle nach unten.
4. Rad für die Steine. Weiter unten auf der senkrechten Welle sitzt ein weiteres großes Zahnrad. Es greift in kleine Räder, von denen jedes ein Paar Mühlsteine antreibt. Ein kleines Rad ließ sich aus dem Eingriff schieben, so konnte ein Steinpaar stillstehen, während die anderen mahlten.
5. Mühlsteine. Der obere Stein dreht sich über dem unteren, der sich nicht bewegt. Der obere Stein kann über eine Tonne wiegen, und gerade sein Gewicht hilft, das Korn zu zermahlen.

In kleineren Mühlen, in denen die ganze Einrichtung in einem einzigen drehbaren Holzkasten saß, trieb das Rad auf der Flügelwelle die Steine auch direkt an, ohne lange senkrechte Welle. Das Prinzip ist dasselbe: Zahnräder übertragen die Drehung der Flügel auf die Drehung des Steins.

Das Korn fällt von oben in die Öffnung in der Mitte des oberen Steins und gelangt zwischen die Steine. In ihre Flächen sind Rillen gehauen, die beim Drehen das Korn schneiden und mahlen und das Mehl zum Rand schieben, wo es aus den Steinen austritt. Die Steine dürfen sich dabei nicht berühren. Den Spalt zwischen ihnen stellte der Müller ein, indem er den oberen Stein leicht anhob oder absenkte: Je kleiner der Spalt, desto feiner das Mehl.

Warum sich die Mühle in den Wind drehen muss

Die Flügel geben die meiste Kraft, wenn sie senkrecht zum Wind stehen, ihm direkt entgegen. Dreht der Wind und bläst von der Seite, fangen die Flügel weniger davon auf und die Mühle verliert an Kraft. In Nordwesteuropa, wo der Wind oft die Richtung wechselt, musste deshalb jede Mühle ihre Flügel dem Wind nachdrehen können.

Die ersten europäischen Windmühlen mit Flügeln, die sich in einer senkrechten Ebene drehen, tauchten im 12. Jahrhundert in Nordfrankreich, in Flandern und in Ostengland auf. Die älteste sichere Erwähnung stammt aus dem englischen Yorkshire aus dem Jahr 1185. Der erste Typ war die Bockwindmühle, gegen Ende des 13. Jahrhunderts kam die Mühle mit festem Turm hinzu. Beide Typen lösen das Drehen unterschiedlich:

Der Turm einer holländischen Mühle muss sich nicht drehen, deshalb konnte er höher und konnten die Flügel länger sein. Lange Flügel in der Höhe fangen mehr Wind, und die Mühle arbeitet auch bei schwächerer Brise.

Im Jahr 1745 ließ sich der englische Schmied Edmund Lee die Windrose patentieren. Das ist ein kleines Windrad hinten an der Haube, quer zu den großen Flügeln gestellt. Solange der Wind von der Seite auf die Mühle bläst, dreht sich die Windrose und dreht über Zahnräder langsam die Haube. Sie bleibt erst stehen, wenn sie parallel zum Wind steht, und dann stehen die großen Flügel genau gegen den Wind. Windrosen verbreiteten sich vor allem in England, Dänemark und Deutschland, anderswo blieben sie selten.

Beide Mühlentypen standen auch in der Slowakei. In Holíč zeigt ein Stich aus dem Jahr 1801 eine hölzerne Mühle des deutschen Typs, die sich mithilfe eines Steerts als Ganzes auf einem Eichenpfosten drehte. Später baute man dort eine dreistöckige steinerne Mühle des holländischen Typs, die aus den 1880er-Jahren stammt. Bis 1926 hatte sie eine drehbare kegelförmige Haube mit Flügeln, danach ersetzte sie eine Ziegelkuppel. Sie ist die einzige erhaltene Windmühle in der Slowakei.

Warum Windmühlen fast aus der Landschaft verschwunden sind

Windmühlen verschwanden nicht auf einmal, und keine einzelne Erfindung verdrängte sie. Im 19. Jahrhundert wurden in Europa noch viele gebaut. Über sie entschieden neue Mahlverfahren und neue Motoren, die unabhängig vom Wind laufen konnten.

In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts entstanden große Mühlen mit Dampfantrieb. Statt Steinen mahlten dort Metallwalzen das Korn in vielen Schritten nacheinander. Dieses Mahlen eignete sich für harten eingeführten Weizen und ergab mehr feines weißes Mehl, nach dem die Nachfrage wuchs. Die großen Mühlen baute man an Häfen und Wasserwegen, wohin das Getreide per Schiff kam.

Kleine Getreidemühlen, die für die umliegenden Dörfer mahlten, hielten länger durch. In den Niederlanden konnten teure Dampfmaschinen lange nicht mit ihnen mithalten. Weniger wurden sie vor allem, als Verbrennungs- und Elektromotoren aufkamen, in den ersten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts. Vom Anfang der 1880er-Jahre bis 1923 verschwanden dort fast 30 % der Mühlen.

Ein ähnliches Schicksal hatte die Mühle in Holíč: Nach dem Ersten Weltkrieg wurde dort nicht mehr gemahlen, danach verfiel sie lange. Heute ist sie ein nationales Kulturdenkmal.

Worauf du am Modell einer Windmühle achten kannst

Das Modell einer Windmühle zeigt dieselben Teile wie eine echte Mühle, oft vereinfacht. Welche davon dein Modell hat und welche sich bewegen, erfährst du aus seiner Anleitung und den Abbildungen. Achte beim Betrachten auf diese Stellen:

• Mühlentyp. Schau, ob das Modell auf einem Pfosten steht und sich als Ganzes dreht oder einen festen Turm und eine drehbare Haube hat. Bei einer Turmmühle suchst du hinten an der Haube einen Steert oder eine Windrose.
• Flügel. Zähl sie und achte darauf, ob sie ein Gitter haben wie echte Flügel, über das das Tuch gespannt wurde. Schau sie von der Seite an: Stehen die Blätter leicht schräg zueinander, siehst du dieselbe Verdrehung, die die Flügel im Wind antreibt.
• Die Stelle, an der sich die Drehrichtung ändert. Such die Stelle, an der die Flügelwelle in den Kopf der Mühle eintritt. Zeigt das Modell das Getriebe, sitzen dort zwei Zahnräder, deren Achsen einen rechten Winkel bilden. Hier wird aus der waagerechten Drehung eine senkrechte, genau wie am Bremsrad einer echten Mühle.
• Senkrechte Welle und Steine. Schau, ob die senkrechte Welle durch den Turm nach unten führt und ob das Modell Mühlsteine andeutet. Vergleiche, wie viele Zahnräder zwischen den Flügeln und den Steinen sitzen.
• Antrieb. Am Modell entsteht die Bewegung meist nicht im Wind, sondern zum Beispiel in einem aufgezogenen Gummiband oder beim Drehen einer Kurbel. Finde in der Anleitung heraus, über welches Rad die Bewegung in den Mechanismus kommt. Bei der echten Mühle ging die Kraft von den Flügeln zu den Steinen, beim Modell kann sie umgekehrt laufen, vom Antrieb zu den Flügeln.

Das fertige Modell kannst du auch mit den Flügeln in einer Stellung ausstellen, mit der holländische Müller Nachrichten in die Umgebung schickten. Flügel in Kreuzform wie ein Pluszeichen bedeuteten, dass die Mühle nur kurz ruht und der Müller bald weitermacht. Flügel in Form des Buchstabens X bedeuteten eine längere Pause. Mit den Flügeln zeigte man auch Freude und Trauer an, die genaue Stellung unterscheidet sich jedoch von Region zu Region.

Wenn sich die Flügel oder Zahnräder am fertigen Modell schwer drehen oder klemmen, findest du das Vorgehen bei der Suche nach der Reibung im Artikel Mechanismus klemmt: Reibung finden und beseitigen.

Wenn du dir diese Teile an einem eigenen Modell ansehen willst, kannst du zum Holzmodell Windmühle Eco Wood Art greifen. Laut der Beschreibung im Shop hat es 227 Teile, die ohne Kleber ineinandergreifen, die Flügel drehen sich nach dem Zusammenbau dank eines Gummibandantriebs, und der offene Aufbau des Turms lässt dich in den Mechanismus schauen. Windmühle Eco Wood Art ist laut den Angaben im Shop ab 14 Jahren gedacht.

Häufige Fragen