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1. GrundlagenT. entsteht in Mooren als Sediment nicht oder nur unvollständig zersetzter pflanzlicher Bestandteile und stellt die erste Stufe der Inkohlung dar (Kohle). Grundvoraussetzung für die Bildung von Mooren seit Ende der letzten Eiszeit (um 12 000 v. Chr.) waren neben wasserundurchlässigen Böden hohe Niederschlagsmengen und eine hohe Luftfeuchtigkeit. Moore verbreiteten sich daher v. a. im nordeurop. Raum: im Baltikum, in Skandinavien, Russland, England, Irland, Norddeutschland, den Niederlanden und im Alpenra…

1. Vom vitalen Chaos zum Gas der Chemiker Die Auffassung, dass Luft ein wägbarer Stoff ist und aus verschiedenen G. besteht, setzte sich erst im Laufe des 18. Jh.s durch. Bis dahin galt die Luft als eines der vier aristotelischen Elemente und war weder schwer noch leicht, solange sie sich an ihrem natürlichen Ort befand. In seinem Werk Ortus Medicinae (Amsterdam 1648; dt. Aufgang der Artzney-Kunst, Sulzbach 1683) entwarf der flämische Paracelsist Johann Baptista van Helmont eine alternative, vitalistische Materietheorie (Vitalismus). Dieser zufolge gehen alle Stoffe aus »W…

1. BegriffAls M. (lat. mola; engl. mill; franz. moulin) wird i. Allg. jede Anlage zur mechanischen Zerkleinerung oder Bearbeitung von Rohstoffen bezeichnet, z. B. Getreide-, Öl-, Papier-, Pulver- (Schwarzpulver), Säge-, Loh- (Lederproduktion), Stampf-, Seiden- und Walkmühlen sowie Pochwerke (Mineralaufbereitung). Im engeren Sinn versteht man unter M. insbes. die Getreide-M. (vgl. Maschine mit Abb. 1), doch die Nutzung des Begriffs konnte durchaus variieren. Eine Unterscheidung ist auch nach der Antriebsart möglich: Hand- (Muskelkraft), Wasser- (Wasserkraft; Was…

1. BegriffDie M. war bis zum flächendeckenden Einsatz der Dampfmaschine und des Elektromotors im Rahmen der Industrialisierung des ausgehenden 19. Jh.s die mit Abstand wichtigste Energie-Form in allen Tätigkeitsbereichen [16]. Neben der tierischen M., die v. a. in der Landwirtschaft eingesetzt wurde (Anspannung, tierische), bildete der Einsatz menschlicher M. die Grundvoraussetzung jeglicher Arbeit und war somit unverzichtbar für die Sicherung des Lebensunterhalts. Die Begrenztheit der menschlichen Leistungsfähigkeit (Kraft und Ausdauer) bedeutete Grenz…

1. Allgemein L. wurden seit dem SpätMA in Europa zur optimierten Umsetzung der aufgewandten Muskelkraft als Antrieb von Kranen und Hebevorrichtungen, zuweilen auch von Maschinen, verwendet (s. u. 4.). Gegenüber Haspeln, Göpeln und Winden mit vergleichsweise begrenzter Leistungsfähigkeit bei z. T. großem Platzbedarf lagen die Vorteile der L. in der Ausnutzung des Körpergewichts der Arbeiter, der Möglichkeit zur parallelen Koppelung mehrerer Räder und der Einsatzmöglichkeit bei geringem Raumangebot durch die vertikale Ausrichtung.Dietmar Bleidick2. Konstruktionsprin…

1. AllgemeinDer Begriff O. bezeichnet im häuslichen Bereich – im Gegensatz zur offenen Feuerstelle, dem Herd und dem Kamin – einen geschlossenen Feuerraum, dessen Wärme entweder zu Heizzwecken nach außen abgeleitet oder im Inneren zur Lebensmittelzubereitung verwendet wird (vgl. Heizen; Hausbrand; Haushaltstechnik). In Handwerk, Gewerbe und Hüttenwesen dienten Öfen in der Nz. zur Gewinnung von Prozesswärme u. a. bei Schmelzprozessen, beim Seigern, Sintern und Brennen sowie im Bereich der Materialverformung und der Chemietechnik (Chemische Wissenschaften; vgl. Labora…

1. Allgemeine Bedeutung Die als Köhlerei, H.-Brennen, Holzverkokung oder Pyrolyse bezeichnete Verkohlung von Holz durch kontrollierte Erhitzung bzw. Verbrennung unter geregelter Luftzufuhr war bereits in den antiken Hochkulturen bekannt. Mit der Verbreitung von Erz- und Metall-Verarbeitung in der Bronze- und Eisenzeit wurde H. zum wichtigsten gewerblichen Brennstoff (vgl. Brenn- und Leuchtstoffe) und behielt diese Position bis zur Mitte des 19. Jh.s, als sie in den europ. Industrienationen sukzessive durch die Steinkohle bzw. den Steinkohlenkoks verdrängt wurde. Im eur…

1. Holz als grundlegende Ressource 1.1. Holzkonsum und HolzmangelAls wichtigster Baustoff und Brennstoff (Brenn- und Leuchtstoffe) besaß das H. und damit die H.-Versorgung in allen europ. Staaten schon im MA besondere Bedeutung [6]. Der Übergang zur Nz. ist durch einen stetig zunehmenden H.-Verbrauch in allen Bereichen gekennzeichnet. Insbes. das Wachstum der Städte und ihrer Baugewerbe, die Weiterentwicklung von Handwerk, Gewerbe und Montanwesen sowie der Flottenbau der Seefahrernationen (Schifffahrt) ließen den Gesamtbedarf …

1. Allgemeines Die W. lieferte seit den Anfängen ihrer Nutzung um 200 v. Chr. über rund 2000 Jahre die wichtigste, mithilfe von Maschinen und technischen Konstruktionen gewonnene Energie für gewerbliche Zwecke. Insgesamt lag ihr Anteil zwar weit hinter der in diesem Zeitraum absolut dominierenden tierischen und menschlichen Muskelkraft, doch konnte sie diese in Regionen mit den entsprechenden naturräumlichen und klimatischen Bedingungen bei Weitem übertreffen. In Europa dehnte sich die W.-Nutzung während des MA aus dem …

1. AllgemeinG. sind Hebemaschinen, die in der Nz. bevorzugt im Erzbergbau eingesetzt wurden. Die Verwendung maschineller Förder- und Hebeeinrichtungen war bereits den antiken Hochkulturen bekannt. Zum Transport von Lasten wurden insbes. im Bauwesen, im Montanwesen und in der Schifffahrt Kräne, Flaschenzüge, Haspel und G. eingesetzt, die in der Regel durch menschliche und tierische Muskelkraft, mitunter aber auch durch Wasserkraft oder Windenergie angetrieben wurden. Bis ins MA änderte sich wenig an der grundlegenden technischen Konzeption dieser Anlagen [11].Zu welchen …

Der Begriff K. dient heute als generalisierende Bezeichnung für alle festen Brennstoffe mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 50 %, die durch die Inkohlung organischer Stoffe entstanden sind. Im Zuge dieser Umwandlung v. a. pflanzlicher Substanzen, insbes. Lignin und Zellulose, zu braunen bis schwarzen Sedimentgesteinen kommt es durch anfangs biochemische (Einfluss von Mikroorganismen), später geochemische und metamorphe Vorgänge (Druck- und Wärmeeinwirkung, Zeitdauer) zu einer Anreicherung von Kohlenst…

1. AllgemeinDie W. gehört neben der Wärme-Energie des Feuers (Brenn- und Leuchtstoffe) zu den ältesten, wahrscheinlich schon seit dem Paläolithikum (40 000–10 000 v. Chr.) genutzten Energieformen. Im weitesten Sinn umfasst der Begriff sämtliche Verwendungsmöglichkeiten der kinetischen Energie von durch atmosphärische Druckunterschiede oder Temperaturschwankungen bewegten Luftmassen. Damit ist sie eine Form technisch genutzter Solarenergie. Die Gewinnung der W. erfolgt bei der Schifffahrt direkt über Segel (Segeln) und an Land in der Regel indirekt über Wind-Mühlen …

1. AllgemeinUnter dem Begriff der »Kunst« wurden in der Nz. alle Ergebnisse kreativer menschlicher, insbes. auch handwerklicher und gewerblicher Tätigkeit zusammengefasst (Artes mechanicae). Technische Anlagen und Maschinen wurden meist dann als Künste bezeichnet, wenn ihre Dimension und Komplexität bei Entwicklung und Bau besonderen Aufwand oder besondere Kenntnisse erforderten. So gehörten etwa Anlagen des Montanwesens zur Wasserhaltung (mit Abb. 1; z. B. »Kannenkünste«; vgl. Maschine, Abb. 2), Fahrung (Bewegung von Pe…

1. Allgemeines Sonnenlicht und Sonnenwärme wirken auf der Erde als Antrieb für zahlreiche chemische, biologische und physikalische Prozesse und bilden damit eine wesentliche Grundlage des Lebens. Bis ins 20. Jh. basierten alle zur Verfügung stehenden Energie-Formen auf der S. Im engeren Sinne waren dies die Windenergie und die Wasserkraft, aber auch die Muskelkraft und nachwachsende Brennstoffe wie Holz, im weiteren Sinne fossile Energieträger wie Kohle und Torf, die auch als gespeicherte S. bezeichnet worden sind.Schon in den frühen Hochkulturen und bei vielen Natur…

1. AllgemeinW. waren durch den Gravitationsdruck des Wassers betriebene, nach dem Kolbenprinzip arbeitende Kraft-Maschinen (vgl. Wasserkraft), die Pumpen antrieben (vgl. Bergbautechnik, Abb. 2). Sie kamen seit Mitte des 18. Jh.s v. a. bei der Wasserhaltung in den Montanrevieren Ungarns und des Oberharzes, aber auch bei der Soleförderung zum Einsatz (Salz; Salinentechnik), ohne jedoch in Europa größere Verbreitung zu erreichen. Die letzten Anlagen wurden am Anfang des 20. Jh.s stillgelegt. Vereinzelt verwendete man an das öffentliche…

1. BegriffB. und L. sind sowohl natürlich vorkommende als auch veredelte feste, flüssige oder gasförmige Stoffe, die als wesentliche Bestandteile Kohlenstoff und Wasserstoff enthalten und unter Sauerstoffzufuhr verbrennen. Zu den natürlichen B. zählen Holz, Braun- und Steinkohle, Torf, Erdöl sowie Erd- oder Naturgas (Gas); diese wurden mit Ausnahme von Erdgas z. T. seit der Antike genutzt und trugen in regional unterschiedlichem Ausmaß die Hauptlast der europ. B.-Versorgung. Holz war der mit Abstand wichtigste B. und zugleich der bevorzu…

1. ConceptUntil the widespread introduction of the steam engine and electric motor in the course of industrialization in the late 19th century, muscle power was by far the most important form of energy in all fields of activity [16]. Apart from animal muscle power, which was mostly used in agriculture (Harness), human muscle power formed the basic precondition for all work and was thus indispensable for making a living. The limits of human capacity (strength and stamina) imposed limits on production, both for individuals and for societies, cities, territories, and states.S…

1. IntroductionWhims are lifting devices that in the early modern period were most commonly used in ore mining. Some ancient civilizations already had mechanical devices for propulsion and lifting. Cranes, hoists, windlasses, and whims were used to convey loads particularly in construction, mining, and shipping, and they were generally driven by human and animal muscle power, but sometimes also by water (Hydraulic energy) or wind energy. Little changed in the basic technical conception of these devices until the Middle Ages [11].The capabilities of whims are amply dem…

1. General A furnace is an industrial oven, an enclosed combustion chamber whose heat is either used to heat the space external to it or to to process whatever is placed in the space contained within it.In the Middle Ages, crafts and trades, industrial trades and crafts, and the metal industry used furnaces to collect process heat, especially in the smelting process, in separating, sifting, and burning, as well as in shaping and casting metals and in chemical technologies (Chemical sciences; see Laboratory , fig. 1). Furnaces wer…

The term coal today refers to all solid fuels with a carbon content over 50% created by the coalification of organic material. In the course of this transformation of primarily vegetable matter, in particular lignin and cellulose, into brown or black sedimentary rock, carbon is concentrated initially by biochemical (influence of microorganisms), later geochemical and metamorphic processes (action of pressure and heat, passage of time). The result is the formation of coal. The degree of coalifica…