Гусеничный кран

Рисунок гусеничного крана XIII века.

( Гусеничный кран лат . Magna rota ) представляет собой деревянное , приводимое в движение человеком подъемно-опускающее устройство . В основном он использовался в римский период и в средние века при строительстве замков и соборов . Часто тяжелый заряд поднимается по мере того, как человек идет внутри крана с гусеничными колесами. Веревка , прикрепленная к шкиву, на шпиндель за счет вращения колеса поворачивается , что позволяет устройству поднимать или опускать прикрепленный поддон .

История

Древний Рим

Реконструкция римского гусеничного крана Полиспастон в Бонне , Германия.

Римский кран Полиспастон , от древнегреческого πολύσπαστον (полуспастон, «составной шкив»), при работе четырех человек с обеих сторон лебедки , мог поднять 3000 кг . В случае замены лебедки беговым колесом максимальная нагрузка даже увеличилась вдвое до 6000 кг при наличии только половины экипажа, поскольку беговое колесо обладает гораздо большим механическим преимуществом из-за своего большего диаметра . Это означало, что по сравнению со строительством древнеегипетских пирамид , где для перемещения 2,5-тонного каменного блока по пандусу требовалось около 50 человек (50 кг на человека), грузоподъемность римского Полиспастона оказалась в 60 раз выше. более эффективный (3000 кг на человека). Сохранились два рельефа римских гусеничных кранов, Хатериев надгробие конца первого века нашей эры особенно детализировано . В De Architectura содержится описание крана Полиспастон.

Для более крупных масс (до 100 т) римские инженеры соорудили деревянную подъемную башню — прямоугольную эстакаду , которая была сконструирована таким образом, чтобы колонну можно было поднять вертикально в середине конструкции с помощью шпилей с приводом от человека и животных, установленных на земля вокруг башни.

Средний возраст

Конструкция Питера Брейгеля "Вавилонская башня" (Брейгель) с краном с двойной ступицей.

В эпоху Высокого Средневековья гусеничный кран был вновь широко распространен после того, как эта технология вышла из употребления в Западной Европе с распадом Западной Римской империи . Самое раннее упоминание о беговом колесе ( magna rota ) вновь появляется в архивной литературе во Франции около 1225 года. за которым следует иллюминированное изображение в рукописи , вероятно, также французского происхождения, датируемой 1240 годом. В судоходстве самое раннее использование портовых кранов зарегистрировано в Утрехте в 1244 году, Антверпене в 1263 году, Брюгге в 1288 году и Гамбурге в 1291 году. в то время как в Англии беговое колесо не упоминалось до 1331 года.

Как правило, вертикальную транспортировку можно осуществлять более безопасно и недорого с помощью кранов, чем обычными методами. Типичными областями применения были гавани , шахты и, в частности, строительные площадки, где гусеничный кран играл решающую роль в строительстве высоких готических соборов . Тем не менее, как архивные, так и графические источники того времени предполагают, что недавно появившиеся машины, такие как ступичные колеса или тачки, не полностью заменили более трудоемкие методы, такие как лестницы , ходы и тачки. Скорее, старая и новая техника продолжали сосуществовать на средневековых строительных площадках. и гавани.

Помимо ступичных колес, средневековые изображения также показывают краны, приводимые в движение вручную с помощью лебедок с расходящимися спицами , кривошипов , а к 15 веку также с помощью лебедок, имеющих форму корабельного штурвала . Для сглаживания неравномерностей импульса и преодоления «мертвых зон» в процессе подъема, маховики . как известно, еще в 1123 году применяются

Точный процесс повторного внедрения крана с беговым колесом не описан. хотя его возвращение на строительные площадки, несомненно, следует рассматривать в тесной связи с одновременным подъемом готической архитектуры . Новое появление крана с беговым колесом могло быть результатом технологического развития лебедки, на основе которой произошло структурное и механическое развитие бегового колеса. С другой стороны, средневековое беговое колесо может представлять собой преднамеренное переосмысление своего римского аналога, взятого из Витрувия » «Об архитектуре , которое было доступно во многих монастырских библиотеках . Его повторное внедрение, возможно, также было вдохновлено наблюдением за трудосберегающими качествами водяного колеса , с которым ранние ступичные колеса имели много структурных сходств.

Структура и размещение

Кран с одним колесом, работающий с крыши здания

Средневековое ступичное колесо представляло собой большое деревянное колесо, вращающееся вокруг центральной оси , с шириной колеи, достаточной для того, чтобы двое рабочих могли идти бок о бок. В то время как более раннее колесо «компасного рычага» имело спицы, непосредственно ввинченные в центральный вал, более продвинутый тип «зажимного рычага» имел рычаги, расположенные в виде хорд на ободе колеса. давая возможность использовать более тонкий вал и обеспечивая, таким образом, большее механическое преимущество.

Вопреки распространенному мнению, краны на средневековых строительных площадках не размещались ни на чрезвычайно легких строительных лесах, использовавшихся в то время, ни на тонких стенах готических церквей, которые были неспособны выдержать вес подъемной машины и груза. Скорее всего, на начальных этапах строительства краны размещались на земле, часто внутри здания. Когда был достроен новый этаж и массивные связующие балки крыши соединили стены, кран разобрали и собрали на балках крыши, откуда его перемещали из пролета в пролет при строительстве сводов. Таким образом, кран «рос» и «бродил» вместе со зданием, в результате чего сегодня все сохранившиеся строительные краны в Англии находятся в церковных башнях над сводом и под крышей, где они оставались после постройки здания для доставки наверх материала для ремонта. .

Реже на средневековых иллюминациях также изображены краны, установленные на внешней стороне стен, а подставка машины прикреплена к бревнам.

Механика и работа

Реконструированный козловой кран в Брюгге с двумя боковыми беговыми колесами.

В отличие от современных кранов, средневековые краны и подъемники во многом похожи на свои аналоги в Греции и Риме. - в первую очередь были приспособлены для вертикального подъема и не использовались для перемещения грузов на значительные расстояния по горизонтали. Соответственно, подъемные работы на производстве были организованы иначе, чем сегодня. При строительстве зданий, например, предполагается, что кран поднимал каменные блоки либо снизу прямо на место, либо снизу прямо на место, или из места напротив центра стены, откуда можно было доставить блоки для двух команд, работающих на каждом конце стены. Кроме того, мастер крана, который обычно отдавал приказы рабочим на беговых колесах снаружи крана, мог управлять движением крана вбок с помощью небольшой веревки, прикрепленной к грузу. Поворотные краны, которые позволяли вращать груз и поэтому особенно подходили для работы в порту, появились еще в 1340 году. В то время как блоки тесаного камня поднимались непосредственно с помощью пращи, зажима Льюиса или дьявола (нем. Teufelskralle ), другие предметы предварительно помещались в контейнеры, такие как поддоны , корзины , деревянные ящики или бочки .

Примечательно, что средневековые краны редко имели храповые механизмы или тормоза, предотвращающие движение груза назад. Это любопытное отсутствие объясняется высокой силой трения, действовавшей в средневековых ступичных колесах, которая обычно не позволяла колесу выйти из-под контроля.

Использование гавани

Башенный кран во внутренней гавани Трира , 1413 год.

Согласно «современному состоянию знаний», неизвестному в древности, стационарные портовые краны считаются новой разработкой средневековья. Типичный портовый кран представлял собой поворотную конструкцию, оснащенную двойными ступичными колесами. Эти краны были размещены у причалов для погрузки и разгрузки грузов, где они заменили или дополнили старые методы подъема, такие как качели , лебедки и верфи .

Можно выделить два разных типа портовых кранов с разным географическим распространением: в то время как козловые краны, которые вращались на центральной вертикальной оси, обычно встречались на фламандском и голландском побережье, в морских и внутренних гаванях Германии обычно использовались башенные краны с лебедкой и беговыми колесами. Расположен в прочной башне, в которой вращаются только стрела и крыша. Портовые краны не были приняты в Средиземноморском регионе и высокоразвитых итальянских портах, где власти продолжали полагаться на более трудоемкий метод разгрузки товаров с помощью пандусов и после средневековья.

В отличие от строительных кранов, скорость работы которых определялась относительно медленным продвижением каменщиков, портовые краны обычно имели двойные ступичные колеса для ускорения погрузки. Два беговых колеса, диаметр которых оценивается в 4 м или больше, были прикреплены к каждой стороне оси и вращались вместе. Их грузоподъемность составляла 2–3 тонны, что, видимо, соответствовало обычному размеру морского груза. Сегодня, согласно одному исследованию, по всей Европе все еще сохранились пятнадцать портовых кранов доиндустриальной эпохи. Некоторые портовые краны специализировались на установке мачт на недавно построенные парусные суда, например, в Данциге , Кельне и Бремене . Помимо этих стационарных кранов, плавучие краны , которые можно было гибко использовать по всему портовому бассейну. к 14 веку стали использоваться

Сохранившиеся примеры

Дополнительная информация: Список исторических портовых кранов.

Оригинал

Кран с гусеничным колесом сохранился в Честерфилде , Дербишир , и находится в музее. Он датируется началом XIV века и размещался на вершине церковной башни до своего сноса в 1947 году. Он был реконструирован в музее к его открытию в 1994 году.

Сохранившийся гусеничный кран в Гилдфорде , графство Суррей , Великобритания . Он датируется концом 17 или началом 18 века и раньше стоял на Фрайри-стрит. Он был перенесен в 1970 году, последний раз использовался ок. 1960 г. Перевозка материалов для Гилфордского собора . Это запланированный древний памятник и здание, внесенное в список памятников архитектуры II * .

Сохранившийся гусеничный кран в Харвиче , Эссекс , Великобритания. Он был построен в 1667 году и раньше стоял на Военно-морской верфи. Его перевезли в Харвич-Грин в 1932 году. Кран имеет на оси два беговых колеса диаметром 16 футов (4,88 м) и шириной 3 фута 10 дюймов (1,17 м). Диаметр 13 + 1 ⁄ 2 дюйма (340 мм). Это единственный двухколесный кран с ходовым колесом в Великобритании. Кран является памятником архитектуры II* категории.

• 
  Колесный кран Гилфорда
• 
  Колесный кран Harwich

Реконструкции

Реконструкцию гусеничного крана 13-го века можно увидеть в действии в замке Геделон , Треньи , Франция . Он используется для подъема раствора, щебня, блоков тесаного камня и древесины. Целью замка Геделон является строительство замка-крепости, используя только методы и материалы средневековой Франции 13-го века.

• 
  Бегучий кран или «беличья клетка» в замке Геделон.

Журавлиные ворота ( польский : Brama Żuraw ) ( нем . Krantor ), Гданьск были построены до 1366 года. Они были разрушены советскими войсками во время боев за город в начале 1945 года. Кирпичная конструкция сохранилась, деревянные части были восстановлен.

• 
  Гданьский кран

Реконструкция двухколесного гусеничного крана используется в Пражском Граде, Чехия .

Кран с беговым колесом использовался в фильме «Эван Всемогущий» , когда Эван пожаловался Богу, что ему нужен кран, чтобы построить Ковчег в пригороде Вашингтона, округ Колумбия.

Источники

• Динель, Ганс Людгер; Мейхёрнер, Вольфганг (1997), "Der Tretradkran", издание Немецкого музея (серия истории технологий) (2-е изд.), Мюнхен
• Коултон, Дж. Дж. (1974), «Лифтинг в ранней греческой архитектуре», Журнал эллинских исследований , 94 : 1–19, doi : 10.2307/630416 , JSTOR   630416
• Ланкастер, Линн (1999), «Строительство колонны Траяна», Американский журнал археологии , 103 (3): 419–439, doi : 10.2307/506969 , JSTOR   506969
• Матеус, Майкл (1996), «Средневековые портовые краны», в Линдгрене, штат Юта (ред.), Европейские технологии в средние века. От 800 до 1400. Традиции и инновации (4-е изд.), Берлин: Gebr Mann Verlag, стр. 345–348, ISBN.  3-7861-1748-9
• Мэттис, Андреа (1992), «Средневековые ступичные колеса. Взгляды художников на строительство зданий», Technology and Culture , 33 (3): 510–547, doi : 10.2307/3106635 , JSTOR   3106635

Внешние ссылки

СМИ, связанные с гусеничными кранами, на Викискладе?

• Древний кран с ступичным колесом в Страсбургском соборе