Vējdzirnavas: kā vējš iegriež dzirnakmeņus

Vējdzirnavu spārni visā garumā ir nedaudz savērpti, tāpēc vējš, kas pūš tajos no priekšas, tos nestumj atpakaļ, bet visu laiku griež uz to pašu pusi. Spārni griežas kopā ar vārpstu, pie kuras tie ir piestiprināti. Liels zobrats uz šīs vārpstas griež mazāku ratu uz vertikālas vārpstas, un tā novada kustību lejup caur dzirnavām līdz pat dzirnakmeņiem.

Dzirnakmeņi guļ viens uz otra. Apakšējais stāv, augšējais griežas virs tā, un graudi, kas krīt atverē tā vidū, šaurajā spraugā starp tiem tiek samalti miltos. Tas viss darbojas tikai tad, kad spārni stāv tieši pret vēju. Tāpēc vecākām dzirnavām grieza visas dzirnavas, bet vēlākām tikai jumtu ar spārniem.

Kā vējš iegriež spārnus un kustība nonāk līdz akmeņiem

Dzirnavu spārns ir koka režģis, uz kura dzirnavnieks nostiepa buru audeklu, tas ir, izturīgu audumu. Lielākajai daļai dzirnavu ir četri spārni. Režģis gar spārnu ir nedaudz savērpts, tāpēc vējš spiež uz audekla slīpi un spārns vienmēr atvirzās tajā pašā virzienā. Skatoties no priekšas, holandiešu dzirnavu spārni griežas pretēji pulksteņrādītāja virzienam.

Dzirnavu spēku dzirnavnieks regulēja ar to, cik daudz audekla viņš izpleta. Vājā vējā viņš to nostiepa pār visu režģi, stiprā vējā daļēji satina, un dzirnavas tam bija jāaptur. No 18. gadsimta beigām Lielbritānijā radās spārni ar vārstiem, kas paši pielāgojās vēja stiprumam, piemēram, Viljama Kubita spārni no 1807. gada.

No spārniem kustība iet caur dzirnavām vairākos soļos:

1. Spārnu vārpsta. Spārni ir piestiprināti pie gandrīz horizontālas vārpstas dzirnavu galvā. Kad griežas spārni, griežas visa vārpsta.
2. Bremžu rats. Uz vārpstas atrodas liels zobrats ar zobiem sānā. To sauc par bremžu ratu, jo ap tā apkārtmēru ir bremze: kad dzirnavnieks to savilka, rats un spārni palēninājās vai apstājās.
3. Vertikālā vārpsta. Bremžu rata zobi saķeras ar mazāku ratu uz vertikālās vārpstas. Šis ratu pāris griešanos ap horizontālu asi pārvērš griešanās ap vertikālu asi, un vertikālā vārpsta novada kustību lejup caur dzirnavu stāviem.
4. Akmeņu rats. Zemāk uz vertikālās vārpstas ir vēl viens liels zobrats. Tas saķeras ar maziem zobratiem, no kuriem katrs dzen vienu dzirnakmeņu pāri. Mazo zobratu varēja izbīdīt no saķeres, tāpēc viens akmeņu pāris varēja stāvēt, kamēr pārējie mala.
5. Dzirnakmeņi. Augšējais akmens griežas virs apakšējā, kas nekustas. Augšējais akmens var svērt pat vairāk nekā tonnu, un tieši tā svars palīdz samalt graudus.

Mazākās dzirnavās, kur visa iekārta atradās vienā grozāmā koka būdā, rats uz spārnu vārpstas dzina akmeņus arī tieši, bez garas vertikālas vārpstas. Princips ir tas pats: zobrati pārvērš spārnu griešanos akmens griešanās kustībā.

Graudi krīt no augšas atverē augšējā akmens vidū un nonāk starp akmeņiem. To virsmās ir iecirstas rievas, kas griežoties graudus griež un maļ, bet miltus virza uz malu, kur tie iznāk no akmeņiem. Akmeņi turklāt nedrīkst saskarties. Spraugu starp tiem dzirnavnieks iestatīja, nedaudz paceļot vai nolaižot augšējo akmeni: jo mazāka sprauga, jo smalkāki milti.

Kāpēc dzirnavām jābūt pagrieztām pret vēju

Spārni dod visvairāk spēka, kad tie stāv perpendikulāri vējam, tieši pret to. Kad vējš pagriežas un pūš no sāniem, spārni to uztver mazāk un dzirnavas zaudē spēku. Ziemeļrietumu Eiropā, kur vējš bieži maina virzienu, tāpēc katrām dzirnavām bija jāspēj pagriezt spārnus pēc vēja.

Pirmās Eiropas vējdzirnavas ar spārniem, kas griežas vertikālā plaknē, parādījās 12. gadsimtā Francijas ziemeļos, Flandrijā un Anglijas austrumos. Senākā drošā pieminēšana nāk no Jorkšīras Anglijā, no 1185. gada. Pirmais tips bija stabdzirnavas, bet 13. gadsimta beigās tām pievienojās dzirnavas ar nekustīgu torni. Abi tipi griešanu risina atšķirīgi:

Holandiešu dzirnavu tornis nav jāgriež, tāpēc tas varēja būt augstāks un spārni garāki. Gari spārni augstumā uztver vairāk vēja, un dzirnavas strādā arī vājākā vēsmā.

1745. gadā angļu kalējs Edmunds Lī patentēja vēja ratu. Tas ir mazs vēja ritenītis jumta aizmugurē, pagriezts perpendikulāri lielajiem spārniem. Kamēr vējš pūš uz dzirnavām no sāniem, vēja rats griežas un caur zobratiem lēni griež jumtu. Tas apstājas tikai tad, kad stāv paralēli vējam, un tad lielie spārni ir tieši pret vēju. Vēja rati izplatījās galvenokārt Anglijā, Dānijā un Vācijā, citur tie palika reti.

Abu tipu dzirnavas stāvēja arī Slovākijā. Holíčā 1801. gada gravīrā redzamas vācu tipa koka dzirnavas, kas ar astes palīdzību griezās visas uz ozolkoka staba. Vēlāk tur uzcēla trīsstāvu holandiešu tipa akmens dzirnavas, kas ir no 19. gadsimta 80. gadiem. Līdz 1926. gadam tām bija grozāms koniskas formas jumts ar spārniem, pēc tam to aizstāja ķieģeļu kupols. Tās ir vienīgās saglabājušās vējdzirnavas Slovākijā.

Kāpēc vējdzirnavas gandrīz izzuda no ainavas

Vējdzirnavas neizzuda uzreiz, un tās neizspieda viens izgudrojums. 19. gadsimtā Eiropā to vēl joprojām daudz būvēja. Par to likteni izšķīra jauni malšanas veidi un jauni motori, kas varēja darboties neatkarīgi no vēja.

19. gadsimta otrajā pusē radās lielas dzirnavas ar tvaika dzinēju. Akmeņu vietā tajās graudus mala metāla veltņi daudzos secīgos soļos. Šāda malšana bija piemērota cietiem ievestiem kviešiem un deva vairāk smalku balto miltu, pēc kuriem pieprasījums auga. Lielās dzirnavas būvēja pie ostām un ūdensceļiem, kur graudus atveda ar kuģi.

Mazās graudu dzirnavas, kas mala apkārtējiem ciemiem, izturēja ilgāk. Nīderlandē dārgās tvaika mašīnas ilgi nespēja ar tām konkurēt. To skaits sāka sarukt galvenokārt tad, kad parādījās iekšdedzes dzinēji un elektromotori, 20. gadsimta pirmajās desmitgadēs. No 19. gadsimta 80. gadu sākuma līdz 1923. gadam tur izzuda gandrīz 30 % dzirnavu.

Līdzīgs liktenis bija arī Holíčas dzirnavām: malt tajās beidza pēc Pirmā pasaules kara, un pēc tam tās ilgi bruka. Šodien tās ir nacionālas nozīmes kultūras piemineklis.

Kam pievērst uzmanību vējdzirnavu modelī

Vējdzirnavu modelis rāda tās pašas daļas kā īstas dzirnavas, bieži vienkāršotā veidā. Kuras no tām ir tavam modelim un kuras kustas, uzzināsi no tā instrukcijas un attēliem. Aplūkojot to, pievērs uzmanību šīm vietām:

• Dzirnavu tips. Paskaties, vai modelis stāv uz staba un griežas viss vai tam ir nekustīgs tornis un grozāms jumts. Torņa dzirnavām jumta aizmugurē meklē asti vai vēja ratu.
• Spārni. Saskaiti tos un ievēro, vai tiem ir režģis kā īstiem spārniem, uz kura nostiepa audeklu. Paskaties uz tiem no sāniem: ja lāpstiņas cita pret citu ir nedaudz slīpas, tu redzi to pašu savērpumu, kas vējā iegriež spārnus.
• Vieta, kur mainās griešanās virziens. Atrodi vietu, kur spārnu vārpsta ieiet dzirnavu galvā. Ja modelis rāda pārvadu, tur ir divi zobrati, kuru asis veido taisnu leņķi. Šeit horizontālā griešanās kļūst par vertikālu, tieši tāpat kā pie īstu dzirnavu bremžu rata.
• Vertikālā vārpsta un akmeņi. Paskaties, vai vertikālā vārpsta iet lejup caur torni un vai modelis attēlo dzirnakmeņus. Salīdzini, cik zobratu ir starp spārniem un akmeņiem.
• Piedziņa. Modelī kustība parasti nerodas vējā, bet, piemēram, uzvilktā gumijā vai griežot kloķi. Instrukcijā noskaidro, caur kuru ratu kustība nonāk mehānismā. Īstās dzirnavās spēks gāja no spārniem uz akmeņiem, modelī tas var iet pretēji, no piedziņas uz spārniem.

Gatavo modeli vari izstādīt arī ar spārniem stāvoklī, kādā holandiešu dzirnavnieki sūtīja ziņas apkārtnei. Krusta formas spārni kā plus zīme nozīmēja, ka dzirnavas atpūšas tikai īsu brīdi un dzirnavnieks drīz turpinās. X burta formas spārni nozīmēja ilgāku atpūtu. Ar spārniem paziņoja arī prieku un sēras, tomēr precīzais stāvoklis dažādos novados atšķiras.

Ja gatavā modeļa spārni vai zobrati griežas smagi vai iestrēgst, kā meklēt berzi, atradīsi rakstā Mehānisms iestrēgst: kā atrast berzi un to novērst.

Ja vēlies šīs daļas aplūkot savā modelī, vari izvēlēties koka modeli Vējdzirnavas Eco Wood Art. Saskaņā ar veikala aprakstu tam ir 227 detaļas, kas savienojas bez līmes, spārni pēc salikšanas griežas, pateicoties gumijas piedziņai, un torņa atvērtā konstrukcija ļauj ieskatīties mehānismā. Saskaņā ar veikala datiem Vējdzirnavas Eco Wood Art ir paredzētas no 14 gadu vecuma.

Biežāk uzdotie jautājumi