Toen in 1368 de commissie het eens was geworden over het eindontwerp, waren de grootte en de vorm van de nog te bouwen koepel grotendeels vastgelegd. Maar in de daarop volgende decennia werden de immense technische problemen, die de geweldige dimensies van 45 meter breedte en bijna 100 meter hoogte met zich meebrachten, niet opgelost. Vooral het opbouwen van de, naar men dacht, noodzakelijke steigers leek voor die afmetingen onmogelijk. Intussen overwoog men zelfs om het gebouw vol aarde te storten en er geldstukken doorheen te mengen om na afloop van de werkzaamheden de armen en de kinderen van de stad over te kunnen halen om de hele berg weer af te graven. Gelukkig werden dergelijke plannen weer snel verworpen en Brunelleschi ontwierp zelf ook de hijstoestellen en de steigers!
|
Meest 's nachts, als de roerselen van mijn ziel me met zorg vervullen en ik afleiding zoek voor deze sombere en droevige gedachten, pleeg ik na te denken over een of andere ongekende machine die ik in mijn hoofd probeer te bouwen om daarmee zware lasten te verplaatsen en te torsen, zodat grote en prachtige dingen tot stand kunnen worden gebracht. (Uit: Della tranquillita dell'animo [Over de Gemoedsrust] Leon Battista Alberti ) |
een of andere ongekende machine |
| Filippo
Brunelleschi's door ossen aangedreven hijstoestel was niet alleen
opmerkelijk door de afmeting en de kracht die ermee ontwikkeld kon
worden, maar ook door het ontwerp, in het bijzonder de mogelijkheid om
de draairichting te veranderen - een belangwekkende vernieuwing die tot
dan toe in de geschiedenis van de techniek onbekend was. Volgens een
deskundige liep de machine 'eeuwen vooruit op de technische kennis van
die tijd'
Het apparaat bestond uit een vijf meter hoog houten raamwerk waaraan een aantal liggende en staande assen of spoelen waren bevestigd die elkaar konden laten draaien door middel van tandraderen van verschillende afmeting. De machine kwam op gang door de kracht van één of twee ossen die bevestigd waren aan een juk dat de staande as liet draaien. Deze as of spil was voorzien van twee tandwielen, een boven- in en de ander beneden, die beide een veel groter tandwiel konden grijpen dat aan een horizontale as was bevestigd. Er kon telkens slechts één van de twee tandwielen aan de spil met de horizontale as verbonden zijn: één om de lading op te hijsen, de ander om de lading te laten zakken. De verandering van draairichting werd teweeggebracht door een grote schroef met een spiraalvormige draad. Als deze de ene kant op werd gedraaid, zakte de staande spil een decimeter, en in de andere richting vijzelde hij de spil een decimeter omhoog, zodat een van beide tandwielen de pinnen greep van het rad dat vastzat aan de grootste van de drie kabelklossen. |
|
|
Een tekening van Brunelleschi's hijstoestel, dat in dit geval door een paard wordt aangedreven. Beneden is de spiraalvormige schroef goed zichtbaar die de tandraderen omhoog en omlaag beweegt. |
|
| De schroef die de spil op en neer liet bewegen was een van de vernuftigste onderdelen van de hijsinrichting. Hij fungeerde als koppeling en bracht de twee mogelijke verbindingen tussen de verticale spil en het rad van de liggende grote spoel tot stand. Dit betekende dat de bewegingsrichting van het toestel veranderd kon worden - en dat zodoende de vracht gehesen kon worden of kon dalen - zonder dat de ossenhoeder zijn dieren hoefde uit te spannen om ze de andere kant op te laten lopen. Dat wil zeggen dat de ossen altijd uitsluitend met de klok meeliepen. Het grote voordeel van deze mechanische verandering van draairichting was uiteraard dat er telkens veel tijd werd gespaard tussen het hijsen en weer laten zakken van de mand. Door hun uithoudingsvermogen en kracht waren ossen uitermate geschikt voor het trekken van zware lasten. Maar het kostte de grootste moeite ze ertoe te bewegen meer dan een paar stappen achteruit te doen, en deze onwilligheid speelde alle ossenvoerders parten als ze probeerden de dieren uit te spannen. | |
|
De domkoepel
is het bouwkundige meesterstuk van de vroege renaissance
en domineert heel Florence. Het was een van de eerste
koepels die niet op de traditionele manier met
steunconstructies werd gebouwd, maar op een voor die
tijd geheel nieuwe methode. Het idee was dat de
opwaartse druk die door de twee verschillende schalen
van de koepel ontstaat, wordt tegengewerkt door de
neerwaartse druk, die de lantaarn boven op de koepel
creëert. Dit ingenieuze plan werd bedacht en uitgetekend
door de Florentijnse architect Filippo Brunelleschi.
|
|
| Als een van de twee tandwielen aan de staande as in het tandrad van de liggende as van de grote trommel greep, kwam het raderwerk in beweging. De grote trommel was verbonden met een horizontale spil van middelgrote doorsnede, de subbio mezzano, die door middel van een tweede stel tandwielen aan het andere uiteinde een andere as deed draaien, de subbio minore, een kleinere horizontale spil die parallel draaide met de beide andere kabeltrommels. Al deze drie liggende assen - de kleine, de middelgrote en de grote - konden worden ingezet voor het hijsen of laten zakken van vrachten. Door hun verschillende doorsnee lieten alle drie assen het touw in een verschillend tempo bewegen en vergden ze een andere mate van inspanning van de trekossen. De subbio grosso, met een doorsnede van anderhalve meter, hees de lading sneller dan de subbio minore, die een doorsnede van niet meer dan vijftig centimeter had en de ossen moesten daarom bij deze as voor elke gehesen vracht veel meer rondjes lopen. De kleinste as werd gebruikt om de zwaarste ladingen op te hijsen, zoals een fietser ook het kleine tandwiel van voren kiest om bij een steile klim zijn ketting te laten ronddraaien. Als deze as werd gebruikt, kon één os in ongeveer dertien minuten tijd een lading van vierhonderd vijftig kilogram tot op een hoogte van zestig meter optrekkend | |
|
|
Een detailtekening van het hijstoestel waarop rechts de tweede versnelling te zien is. |
| Toen de
reuzenhijsinstallatie in de zomer van 1421 in gebruik werd genomen, zal
het toestel zelfs in Florence verbazing hebben gewekt, ofschoon het
publiek daar door alle bouwactiviteiten van de voorafgaande vijftig jaar
wel gewend was aan machines die zware ladingen baksteen en natuursteen de
lucht in hesen.
Het werken met de hijsinrichting ging niet zonder risico's gepaard. De wrijving moest tot een minimum worden beperkt, want de door wrijving verloren energie wekte warmte op en daardoor kon er gemakkelijk brand ontstaan. Het hoeft geen betoog wat voor een ramp dat zou betekenen als de stenen balk halverwege bungelde. Voorts zou Filippo's reuzenlange touw van meer dan zes centimeter dik, gevaar kunnen lopen in brand te vliegen, want dik touw dat niet flexibel doorbuigt, wekt zeer veel wrijving op. De trommels werden daarom bekleed met gladde notenhouten latten en het touw werd met water bevochtigd, om te voorkomen dat het vlam zou vatten als het door de katrollen liep. Zeewater, azijn of verzuurde wijn genoten de voorkeur boven vers water, waarvan het touw kon gaan rotten. Samenstelling bronmateriaal ten behoeve van het nieuwe vak ckv-2 uit het profieldeel C&M voor havo en atheneum. Meewerken aan deze site? Opsturen via e-mail is voldoende. Is er zonder uw toestemming en zonder bronvermelding gebruik gemaakt van uw teksten? Onze verontschuldigingen hierover. Laat het ons weten en wij geven een juiste bronvermelding of halen het materiaal van internet. Een financiele vergoeding kunnen wij helaas niet geven. Bron: De Koepel van Brunelleschi Ross King (Amsterdam 2003) 77-79
|
|
