Sucht man in der einschlägigen Fachliteratur nach Entstehungsdaten wird sehr schnell klar, dass es sich bei der Drehtechnik wohl um eine der ältesten Künste überhaupt handelt. Mit Hilfe von Grabmälern und Originalfunden lassen sich damalige manuell gesteuerte Drehbewegungen rekonstruieren.
Das wohl uns heute bekannteste Werkzeug das schon die ersten primitiven Menschen vor über 38000 Jahren verwendeten, war der Feuerquirl (Feuerbohrer). Legt man aktuelle archäologische Funde als Grundlage, waren wohl schon die Steinzeitmenschen mit dieser Technik bewandert.[1] vgl., Das Drechsler Werk, Fritz Spannagel, Verlag Otto Maier Ravensburg, S.11
Das Werkzeug bestand in seinen Einzelteilen aus einem runden Holzstab, der zwischen den Händen hin und her gedreht wurde und dessen Ende in einer Vertiefung eines anderen Holzstückes steckte. Im Arbeitspunkt des Bohrers befand sich Zunder oder Feuerschwamm. Durch die auftretenden Reibungskräfte der stofflich gleichen Teile (Holz an Holz), entstand Wärme die den Brennstoff letztendlich entzündete.
Zeitlich und in der Intelligenz fortschreitend optimierten die damaligen Menschen diese kraftaufwendige Technik in dem sie ihren Jagdbogen zu Hilfe nahmen. Die Apparatur wird auch Fiedelbohrer genannt, da die Ähnlichkeit mit einem Geigenbogen sehr nahe kommt. Die Schnur (Sehne) des Bogens umschlang dabei den Holzbohrer, so dass dieser bei einer dynamischen Stoß- und Zug Bewegung eine raschere Drehbewegung erzeugte. Ein weiterer Vorteil dieser Technik war, dass nun eine Hand freigeworden ist, die einen erhöhten Druck auf den senkrecht stehenden Holzbohrer ausführen konnte. Mit großer Wahrscheinlichkeit war dies wohl der erste mechanische Arbeitsgang innerhalb der Menschheits- und Technikgeschichte. Die ersten Darstellungen dieser Technik fand man dabei in ägyptischen Gräbern, im Grabe des „Ti bei Sakkara“ aus der 5. Dynastie um 2650 v. Chr.[1] entn. Drechsler Werk S.12
Die Abbildung, die auf Kalkstein gearbeitet wurde, zeigt einen knienden Tischler der damaligen Zeit der sich gerade des Fiedelbohrers bedient. Nach heutigem Stand der Forschung wird angenommen, dass die Spitze des Bohrers aus Kupfer bestand. Zeugnisse dieser Hypothese sind zahlreiche Funde, wie z.B., gebohrte Steine aus sehr sprödem und hartem Material. Auch die Kupferschmieden waren im 3. Jahrtausend v. Chr. in starker Produktion ausgerichtet.
In dieser Abbildung sehen wird den Arbeitsvorgang mit zwei Personen, mit dem Ziel den Vorgang zu beschleunigen und für den Führer des Werkzeuges zu vereinfachen. Der linke Arbeiter führt dabei mit der rechten Hand den Bohrer und mit der linken hält er das Werkzeug in der senkrechten. Der rechte Arbeiter drückt auf den Kopf des Bohrers um somit einen größeren Vorschub in das zu bearbeitende Material auszurichten.
Hier ist ein einzelner Stuhlbauer abgebildet der den gleichen Arbeitsschritt alleine voll- zog. Nimmt der Betrachter den ersten entwickelten Feuerbohrer unter die Lupe scheint sich bis zu dieser Epoche wenig getan zu haben. Doch auch hier war der technologische Fortschritt nicht in
der Optimierung der besseren motorischen Handhabung zu sehen, sondern in der mittlerweile besseren Materialkunde. Durch das Herstellen von Bronze erhöhte sich die Standzeit des Bohrers und eine etwas raschere Bohrzeit konnte hierdurch erzielt werden. Mit dieser Technik die im 14. bis 13. Jahrhundert v. Chr. angewandt wurde, sind vor allem Bettgestelle gebohrt worden. Der Rahmen wurde hierbei mit feinen Bohrlöchern versehen um einzuflechtende Matten aufzunehmen.
Die erste bekanntgewordene Darstellung eines Drehstuhles findet sich auf dem Steinre- lief aus dem Grabe des Petosiris4 (siehe Abbildung), eines ägyptischen Priesters. Im 3. Jahrhundert v. Chr. befand sich Ägypten unter griechisch – mazedonischer Herrschaft. Diese Tatsache geht auf die unten stehende Abbildung zurück, die wesentliche Charak- teristika einer griechischen Form aufweißt. Somit ist die Erfindung des Drehstuhles auf griechische Wurzeln zurückzuführen.
Betrachtet man den dargestellten Drehstuhl genauer, könnte der technisch versierte Betrachter zu dem Entschluss kommen, dass der Drehstuhl bzw. seine Drehachse senkrecht steht. Dieser Irrtum wird erst mit der weitergehenden Erklärung aufgehoben. Der Drehstuhl befindet sich in waagerechter Stellung.
Die zwei an den Enden gekrümmten Bügel waren zur Stabilisation in der Erde befestigt, um im Bearbeitungsprozess ein genaueres Ergebnis zu erzielen. Diese zwei Bügelstangen waren durch eine waagerechte Stange verbunden, die als Auflage ähnlich unserer heutigen Hand- oder Werkzeugauflage diente. Das zu spanende Werkstück sitzt zwischen den gekröpften Spitzen. Vorteil war bei dieser Apparatur, dass unterschiedlich große Werkstücke durch das Verschieben der Bügelstangen bearbeitet werden konnten. Der Antrieb bzw. die zu verrichtende Rotation geschah mittels einer Schnur, die um das Werkstück herumgeschlungen war. Der zweite Arbeiter hatte die Funktion eines menschlichen Motors. Die zyklisch dynamische Bewegung durch wechselnden Zug an der Schnur hatte jedoch einen Nachteil. Das Grundprinzip einer spanenden Bewegung ist, dass immer gegen das Werkzeug (Bild wahrscheinlich Meisel) gearbeitet werden muss, da ansonsten kein Span sauber geschnitten wird. Somit konnte der Drechsler nur dann das Werkstück ökonomisch angreifen, wenn sich dieses zu ihm hindrehte. Vorteil dieser Technik ist, dass der Bearbeiter beide Hände zur Verfügung hat. Möglich und wahrscheinlich auch anzunehmen war die Ein-Mann-Bearbeitung mit Hilfe eines Fiedelbogens. Dieser Drehstuhl wurde in der Antike verwendet.
Zeitgeschichtlich und aus diversen Funden belegt, geht hervor, dass zwischen dem 3. bis ins 1. Jahrtausend v. Chr. keine gedrechselten Holzgera ̈te gefunden worden sind. Das eigentliche uns heute bekannte Drechseln wurde erst zu Beginn des 3. Jahrhunderts v. Chr. in A ̈gypten unter den Ptolema ̈ern eingefu ̈hrt. Aus Beobachtungen in Asien und im Orient lassen sich diese zeitgeschichtlichen primitiven Aufbauten bis heute noch lokalisieren.
Hier sehen wir einen Originaldrehstuhl mit Fiedelbogen in waagerechter Aufstellung, wie er im obigen Bericht beschrieben wurde. Aufge-
spannt wurde das Werkstu ̈ck zwischen zwei gekrümmten
Körnerspitzen die in ähnlichem Aufbau auch heute noch zum Einsatz kommen.
Dieses zeitaktuelle Bild zeigt einen Inder bei der Arbeit, wie es in der Türkei oder in Ägypten noch der Fall sein könnte. Die Zehen des einen Fußes übernahmen dabei in hoch koordinativer – motorischer Geschicklichkeit die Arbeit einer Hand.
Wie sehr sich der technologische Fortschritt innerhalb der Jahrtausende erhalten hat, ist beim Betrachten und Vergleichen der chronologisch dargestellten Bilder gut zu er- kennen. Bei den meisten Bildern mit Fiedelbogen ist am Griffansatz ein gedrechselter Hebel zu erkennen, der als Bindeglied zwischen Schnur und Bogen diente. Durch konzentrische oder exzentrische Anspannung der Hand war es mo ̈glich, die Schnur mehr oder weniger fest zu spannen. Durch ein starkes Spannen, gepaart mit einem erhöhtem Kraftaufwand, war es möglich, mehr Material abzunehmen. Die Schnittgüte litt aller Voraussicht nach bei diesem Arbeitsgang evident. Eine entspannte Einstellung der Schnur ergab die Möglichkeit, die primär grob gearbeiteten Stellen durch eine geringere Spanabnahme zu egalisieren.
Im weiteren Verlauf berücksichtigten die Entwickler durch zusätzliche Aufbauten (Mobiliar, Stuhl), ergonomische und rückenschonende Varianten. Auf der Abbildung ist ein Mönch abgebildet, der Rosenkranzperlen mit entsprechend geformten Fräbohrern aus einem Brett bohrt (fräst).
Als nächste Stufe der Entwicklung ist sicherlich die Erfindung der Wippdrehbank anzusehen. Angelehnt an die Technik des Fiedeldrehstuhls wird auch hier der Antrieb mit einer Schnur, die um das Werkstück gedreht wurde, umgesetzt.
Unterschied und damit von hoher Wichtigkeit war die Tatsache, dass die
Schnur nicht mehr von Hand, sondern durch Einsatz eines Fußes geführt wurde. Um sich die Technik zu verinnerlichen habe ich wichtige Faktoren und Gestaltungselemente aus dem Werk von Pater Charles Plumier im Jahre 1701
stichpunktartig herausgeschrieben. Titel des auf altdeutsch verfassten Werkes ist ”Von dem Bogen und der langen Stange, die bey dem Drechseln erfordert werden“5.
- Bogen und Stange als Hauptbestandteile
- Bogen ist oberhalb der Drehbank anzubringen
- Holzart des Bogens entweder Ahorn-Esche-Buchsbaum
- gerader Wuchs wird als ideal angesehen, 7-8 Fuß Länge
- Bogen muss Armdicke haben, gegen das Ende verjüngt zulaufen
- am starken Ende durchbohren und mit einer runden Eisenklammer, die oben an der Decke im Gebälk befestigt wird
- beim dritten Teil der Länge wird sie von einem hölzernen Träger unterstützt
- die Schnur war aus feinem Hanf oder Flachs, eineinhalb Linien stark und verdrillt
- bei der Stelle an dem die Schnur am meisten leidet soll sie öfters mit Wasser angefeuchtet werden
- Werkstück zweimal umwickeln, Auflage nahe an das Werkstück stellen; hauptverwendetes Werkzeug war die Röhre
- das Heft mit der linken Hand fassen
- mit dem ganzen Körper frei stehen
- die Schneide etwas höher als der horizontale Durchmesser
- mit einem starken Stoß mit dem rechten Fuße den Tritt in Bewegung setzen
Dieses Arbeiten an einer solchen Wippdrehbank war sicherlich mit gewissen Umständen verbunden. Der entwicklungstechnische Fortschritt hatte jedoch eine Neuerung hervor- gebracht, die ein öonomisches Arbeiten und eine echte Erleichterung darstellte. Der ursprüngliche Antrieb des Fiedeldrehstuhls, der mit einer Hand erfolgte, war nun frei geworden. Somit konnten beide Hände im Arbeitsgang verwendet werden. Auch die freistehende Bearbeitung hatte gezeigt, dass der gesamte Kürperr aktiv in die Bearbeitung mit eingebunden wird. Doch auch die Wippdrehbank hatte in dieser Zeitepoche einen gewichtigen Nachteil, der bisher nicht optimiert wurde. Im Arbeitsvorgang konnte der Drechsler immer nur dann das Werkstück bearbeiten, wenn es sich zu ihm hindrehte. Somit musste bei diesem Zweitaktprinzip immer wieder das Werkzeug vom Holzstück weg genommen werden. Das immer wieder neue Ansetzen der Röhre hin zum Holzstück machte ein ökonomisches und qualitatives Arbeiten unmölich. Nach heutigem Drechslerwissen ist bekannt, dass ein qualitativ hochwertiges Schneiden nur dann möglich ist, wenn der Rücken der Röhre wahrend eines Schnittvorgangs bedingungslos anliegt. Bedeutet im Umkehrschluss, dass die Rotation immer in einer Richtung gegen das Werkzeug erfolgen muss.
Wann genau die Wippdrehbank erfunden wurde ist nicht bekannt. Die erste Darstelung dieser Art von Drehbänken führt auf das 13. Jahrhundert zurück. Das Werkstück wurde hier von einer Nonne im Frauenkloster bearbeitet. Die erste Darstellung einer Wippdrehbank im folgenden Jahrhundert in Deutschland geht aus dem Hausbuch der Mendelschen Stiftung in Nürnberg um das 14. Jahrhundert hervor.
Der Erfinder Leonardo da Vinci entwickelte anstatt eines Federbügels einen Armbrust- bogen als Antriebsmittel.
Vorteilhaft war hier die große Spanabnahme in einem Arbeitsspiel und das Drehen von Eisen. Die Schnur war so um das Werkstück geschlungen, dass es sich bei der Aufwärtsbewegung zum Arbeiter hin bewegte.
Im 15. Jahrhundert hatte sich der ingenieuse Künnstler Gedanken gemacht, wie ein technisches Instrumentarium aussehen müsste, damit eine fortlaufende Bearbeitung mo ̈glich wäre.
Aus den Zeichnungen von Leonardo ist ersichtlich, dass die Welle gekröpft ist. So war eine kontinuierliche Bewegung der Drehbankspindel in einer Richtung hin zum Bearbeiter möglich. Das große Schwungrad erhielt den Drehmoment lange aufrecht. Auf der Skizze ist auch der Körner zu erkennen, der mit Hilfe einer Kurbel und einem Gewinde gezielt Druck auf das Werkstück ausübte. Auf der gegenüberliegenden Seite wurde das Werkstück mit einem Dreizack aufgespannt. Das feste Aufspannen ”zwischen den Spitzen“ ist bei den Drechslern bis heute die Grundvoraussetzung für sicheres Arbeiten.
Das Voranschreiten in der Weiterentwicklung der Drehbank zeigt das Bild aus der Mitte des 15. Jahrhunderts. Diese wohl noch älteste erhaltene Drehbank wurde Kaiser Maximilian I. (1459 – 1519) von Tiroler Landstämmen geschenkt. Ausgestellt wird diese Apparatur auf der Burg Kreuzenstein bei Wien.
Die früheste Darstellung mit gekröpfter Welle und Schwungrad im Endergebnis mit fortlaufender Umdrehung finden wir bei einem französischen Kapuziner (Cherubini) aus dem Jahre 1671.
Hierbei handelt es sich um eine Kombination aus Wipp- und Fußdrehbank. Mittels eines Fußbügels wird die gekröpfte Welle in eine fortlaufende Bewegung gebracht. Die Armbrust, die unter einer Holzdecke montiert wurde, hatte die Aufgabe das Treten zu erleichtern. Diese Drehbank war für die Eisendreherei konzipiert und wurde nach meinen Recherchen in sehr wenigen Stückzahlen produziert.
Auf dem Bild ist eine Eisendreherei aus dem 18. Jahrhundert abgebildet. Für die Antriebsenergie
war hier ein Arbeiter nötig, der mit gleichbleibenden Kraftstößen für kontinuierliche Umdrehungen
an der rechts aufgestellten Drehbank sorgte.
Dass hier ein höherer Drehmoment und eine erhöhte Kraftübertragung erfolgte, spiegelt das Wissen der damaligen Menschen in Bezug auf Übersetzungsverhältnisse wieder. Im großen Schwungrad ist ein kleineres Rad eingebaut, das mit Hilfe eines Zugmittelgetriebes (hier Schnur) die Welle der Drehbank bediente. Durch die überkreuzt liegende Schnur war eine fortlaufende Bewegung hin zum Bearbeiter garantiert. Auf dem Bild sehen wir noch zwei weitere Wippdrehbänke die belegen, dass sich dieser Aufbau bis ins Ende des 19. Jahrhunderts mit kleineren Optimierungen erhalten hat. Wo es möglich war, nutzten die Menschen der damaligen Epoche die Kraft des Wassers, um den Arbeiter am Schwungrad zu ersetzen und somit eine ökonomische Arbeitsweise zu sichern.
Bemerkenswert ist hier die industrielle Infrastruktur innerhalb des Werkstattraums. Damit für die Bearbeitung genügend Licht vorhanden war, wurden die Arbeitsgeräte direkt vor das Fenster platziert. Auch das Abführen von auftretenden Schleifstäuben war somit durch das Öffnen zweier Fenster möglich.
Die rechtwinklige Anordnung der Maschinen lässt auf ein zielgerichtetes und strukturiertes Arbeiten schließen. Vorbildhaft ist die Anbringung der verschiedenen Werkzeuge an der Wand zwischen den beiden Arbeitern. Durch eine rückenschonende Griffhöhe und die Sicht auf die Profilierung des jeweiligen Werkzeugs waren die Grundvoraussetzungen für sauberes Arbeiten geschaffen. Auch die Schrittstellung und das Anlehnen an die Maschine zeigen, dass man schon früh bedacht war, durch einen sicheren Stand eine effektive Werkzeugführung zu gewährleisten. Mit Sicherheit kein vorbildliches Beispiel, hinsichtlich des Griffansatzes, gibt der Arbeiter auf der rechten Seite des Bildes wieder. Das Werkzeug das er bedient lässt sich mit der vorhandenen Qualität des Bildes schlecht bestimmen. Mit großer Wahrscheinlichkeit wurde hier dem Werkzeuganstellwinkel zu Folge ein Schaber eingesetzt. Ein Schaber wird seines Anschliffs nach schabend und nicht schneidend eingesetzt, was in der konkreten Handhabung eine klare Technik voraussetzt. Hierzu wird der Griff des Werkzeugs nach oben geführt und die Schneide tief gehalten.
Bei der Betrachtung der Drehbank des 19. Jahrhunderts zeigen sich aus einigen Quellen interessante Bewegungen. Der Erfindergeist war auch in diesem epochalen Zeitabschnitt ungebrochen hoch. Jedoch wurden den Erfindern größtenteils aus den eigenen Reihen Schwierigkeiten bereitet und oft das ”Handwerk gelegt“. Ursachen hierfür waren Dummheit und Neid und einen bis dahin unentwickelten Berufsstand. Oft war Missgunst denen gegenüber, die sich der Technik der Wasserkraft bedienen konnten.
Der von nun an eingesetzte Wasserdampf als Antriebsmittel war für die Weiterentwicklung aller Maschinen sicherlich als Meilenstein anzusehen. Bewundernswert fand ich dabei den Satz, den der Erfinder der Dampfmaschine James Watt im Jahre 1808 an seinen Sohn schrieb: ”Der wirkliche Erfinder der Kurbeldrehbewegung war der Mann – leider wurde er nicht göttlich gesprochen -, der zuerst die gewöhnliche Fußdrehbank erfunden hat. Sie auf die Dampfmaschine anzuwenden, war so viel, als ein Brotmesser zum Käseschneiden zu benutzen.“ Dieses Zitat zeigt die Graduierung die James Watt den Erfindern gegenüber des 13. und 14. Jahrhunderts zubilligt.
Durch die immer besser werdende Möglichkeit Eisen zu bearbeiten (Eisendreherei) und der Erfindung eines Supports war eine technische Vervollkommnung möglich. Maschinenteile und Werkzeuge konnten maßgenau und mit ho-
her Präzision und Genauigkeit gefertigt werden. Von nun an waren Gestell, Garniturteile, Spindel, Reitstock, Schiene und Schwungrad aus Eisen. Durch die neue Motorisierung, jedoch noch mit Wasserkraft, konnte mittels Transmission die erzeugte Kraft übertragen werden.
Überall dort wo diese Neuerungen keinen Einsatz fanden, nutzte man bis in das 20. Jahrhundert die Fußdrehbank wie sie auf der Abbildung zu sehen ist. Bei
der Abbildung sehen wir auf dem Boden das sogenannte Vorgelege abgebildet, das über der Drehbank an der Decke befestigt wurde. Mittels einer Stange wurde eine
Gabel verschoben, die den Riemen von der Leerscheibe auf die Vollscheibe schob. Von der Vollscheibe des Vorgeleges führte ein Riemen auf die Scheibe der Transmissionswelle