Technik im Mittelalter

Überblick und Mühlen

Die Technik im Mittelalter war durch Erfindungen und Verbesserungen geprägt, die die Produktivität steigerten. Zu den wichtigsten Neuerungen gehörten Wind- und Wassermühlen, der Räderpflug, das Kummet, das Hufeisen, das Spinnrad und der Trittwebstuhl. Im Spätmittelalter kamen unter anderem die Räderuhr und der Buchdruck hinzu.

Wind- und Wassermühlen wandelten die Energie von Wasser oder Wind in mechanische Bewegungsenergie um. Diese konnte zum Mahlen von Getreide, zum Antreiben von Schmiedehämmern und Blasebälgen, in der Textilproduktion und für viele weitere Arbeiten genutzt werden. Wassermühlen sind bereits in frühmittelalterlichen Urkunden des Stiftsarchivs St. Gallen erwähnt. Sie wurden direkt an Wasserläufen, an abgezweigten Kanälen oder möglicherweise über hölzerne Wasserrinnen betrieben.

Der typische mittelalterliche Mühlentyp war eine Wassermühle mit vertikalem Wasserrad und horizontaler Welle. Unterschlächtige Wasserräder wurden nur an ihrem unteren Teil vom strömenden Wasser angetrieben. Ober- und mittelschlächtige Räder nutzten zusätzlich die Energie herabfallenden Wassers und hatten deshalb einen höheren Wirkungsgrad. Dafür benötigten sie aufwendige Wasserleitungen, Aquädukte oder Wehre und waren daher selten. Mühlen wurden meist nicht unmittelbar an Flüssen errichtet, weil deren wechselnder Wasserstand einen gleichmäßigen Betrieb verhinderte. Dämme und Kanäle verstetigten den Wasserstrom.

Im Frühmittelalter gab es teilweise auch Mühlen mit horizontalem Rad und senkrechter Welle. Sie eigneten sich jedoch nur zum Mahlen von Getreide und hatten einen schlechten Wirkungsgrad. Ab dem 11. Jahrhundert verbreiteten sich Windmühlen, besonders in den nordwestlichen Küstenregionen Europas. In den Niederlanden waren sie wegen der flachen Landschaft und des Mangels an fließendem Wasser besonders wichtig.

Die gleichmäßige Drehbewegung konnte bei vertikalen Wellen unmittelbar zum Mahlen verwendet werden. Bei horizontalen Wellen lenkten Zahnräder die Bewegung um und erhöhten meist auch die Drehzahl. Für eine hin- und hergehende Bewegung, etwa bei Schmiedehämmern, dienten Nockenwellen. Sie hoben die Hämmer an und ließen sie anschließend wieder fallen.

Die meisten Mühlen mahlten Getreide. Walkmühlen dienten dem Walken von Tuch, Waidmühlen dem Sägen von Holz. Mühlen trieben außerdem die Blasebälge von Hochöfen an, wodurch erstmals flüssiges Roheisen erzeugt werden konnte, und hoben in Bergwerken Wasser. Weitere Formen waren Erzmühlen, Papiermühlen, Seidenzwirnmühlen, Schleifmühlen und Hammermühlen.

Wassermühlen waren zwar seit der Spätantike bekannt, verbreiteten sich aber erst im frühen Mittelalter stärker. Ein nachweisbarer Transfer der Technik aus der Antike ist nicht belegt; die meisten Entwicklungen entstanden unabhängig. Wegen der hohen Baukosten lohnte sich eine Mühle zunächst vor allem dort, wo Handmühlen nicht mehr ausreichten, etwa im Umfeld großer Klöster. Im 8. Jahrhundert breiteten sie sich östlich der Rhein-Main-Linie aus. Im Hochmittelalter zwang der sogenannte Mühlenbann Bauern häufig, gegen eine Gebühr die örtliche Mühle zu nutzen, und untersagte ihnen den Besitz und Gebrauch von Handmühlen. Zugleich wurden Mühlen durch Nockenwellen für zahlreiche Gewerbe nutzbar. In den Niederlanden dienten sie auch der Wasserwirtschaft; viele hoben mit archimedischen Schrauben Wasser über die Deiche.

Landwirtschaftliche Neuerungen

Im Frühmittelalter verbesserten der Räderpflug, das Kummet, das Hufeisen und die Dreifelderwirtschaft die Arbeitsproduktivität erheblich. Gemessen am eingesetzten Saatgut verdoppelten sich die Erträge.

Der Beetpflug oder Räderpflug konnte den Boden nicht nur aufritzen, sondern auch wenden. Dadurch wurde der Boden besser durchlüftet, Mineralien gelangten an die Oberfläche und Regenwasser konnte besser abfließen. Querpflügen war nicht mehr erforderlich. So konnten auch bisher wenig genutzte Böden, etwa in feuchten Tälern, bestellt werden. Der in Nordeuropa entstandene Pflug besaß eine asymmetrische Pflugschar und ein Streichbrett. Diese Bauteile ermöglichten es, tiefer in den Boden einzudringen und die Erde umzuwenden. Die Felder wurden dadurch eher langgestreckt als quadratisch angelegt.

Als Zugtiere verwendete man zunächst vor allem Ochsen mit einem Joch. Das Kummet war ein kragenförmiges Geschirr für Pferde. Es lag, später auch gepolstert, auf den Schultern und verteilte die Zugkraft gleichmäßig, ohne Luftröhre und Blutgefäße wie ein Hals- und Brustgurt abzudrücken. Dadurch konnte die nutzbare Zugkraft steigen.

Die häufig vertretene, auf Lynn White zurückgehende Ansicht besagt, dass das Kummet um 800 aufkam und durch höhere Zugkraft und schnellere Bewegung die Pflugleistung verdoppelte. Dieter Hägermann weist jedoch darauf hin, dass diese These weder durch Darstellungen noch durch andere Quellen gestützt wird. Pferde mussten zunächst mit geeignetem Charakter als Zugtiere gezüchtet werden. Außerdem waren sie krankheitsanfälliger als Rinder, benötigten mehr und teureres Futter und waren wegen ihrer Scheu schwerer zu lenken. Bis ins 13. Jahrhundert blieben Pferde vor allem Reittiere für Krieger und Boten; erst danach wurden sie in der Landwirtschaft eingesetzt.

Die Römer kannten bereits Pferdeschuhe, sogenannte Hipposandalen. Hufeisen waren möglicherweise bekannt, aber zunächst nicht weit verbreitet. In feuchten Gebieten waren sie zum Schutz vor hufschädigender Nässe notwendig. Sie kamen Ende des 9. Jahrhunderts auf und waren bei den Langobarden des 6. Jahrhunderts bereits bekannt; vermutlich verbreiteten sie sich von Ost nach West.

In der Antike war die Zweifelderwirtschaft üblich: Die Hälfte der Fläche wurde bestellt, die andere Hälfte blieb als Brache frei und diente als Weideland. Im 8. und 9. Jahrhundert ging man zunehmend zur Dreifelderwirtschaft über. Ein Drittel lag brach, ein Drittel wurde mit Sommergetreide wie Hafer und Gerste und ein Drittel mit Wintergetreide wie Weizen und Roggen bebaut. Der Fruchtwechsel steigerte die Getreideerträge gegenüber älteren Feldnutzungssystemen um bis zu 50 Prozent, verteilte Pflugarbeiten, Aussaat und Ernte über das Jahr und verringerte bei Missernten das Sterberisiko durch die größere Auswahl an Getreide. Roggen war eine wichtige mittelalterliche Entdeckung, weil er auch auf kargen Böden unter kaltfeuchten Bedingungen angebaut werden konnte.

Bautechnik und Baustoffe

Über die technische Seite des mittelalterlichen Bauens ist im Vergleich zu den ästhetischen und künstlerischen Merkmalen relativ wenig bekannt. Zu den erhaltenen oder bekannten steinernen Bauten des Frühmittelalters zählen über 30 Königspfalzen, 300 Kathedralen und 1200 Klöster.

Die Romanik orientierte sich zunächst an der römischen Architektur. Typische Elemente waren Kuppeln, Pfeiler, Gewölbe und Rundbögen; auch byzantinische Einflüsse wirkten fort. In der Gotik verwendete man Spitzbögen, Kreuzrippengewölbe und Strebepfeiler. Diese Bauelemente leiteten die Gewichtskräfte von Decken und Gewölben besser in die Mauern. Dadurch konnten höhere Gebäude mit größeren Fenstern errichtet werden.

Kalk wurde für Mörtel benötigt und war in ganz Europa bekannt, aber nicht überall in ausreichender Menge verfügbar. Sein Fehlen konnte Bauvorhaben verzögern. Besonders im frühen Mittelalter war Mörtel wichtig, weil die Steine noch nicht präzise genug behauen wurden, um ohne Mörtel stabil zusammenzuhalten. Auf einigen Baustellen wurden große Gruben als Mörtelmischanlagen verwendet. Darin wurde etwa ein Kubikmeter Mörtel mit einem von Hilfskräften bedienten Rührwerk hergestellt.

Metalle kamen beim Bauen nur selten zum Einsatz. Dächer bestanden neben hölzernen, meist aus Eiche gefertigten Schindeln auch aus Blei, seltener aus Kupfer oder Zinn. Blei wurde außerdem für Fenster benötigt. Eisen diente vor allem für Nägel und Türbeschläge.

Die Steinbauweise war zunächst vor allem im Gebiet des ehemaligen Römischen Reiches verbreitet. In den germanischen Gebieten baute man dagegen überwiegend aus Holz. Die Steinbauweise breitete sich von Süd- und Südosteuropa aus und war eng mit Königtum, Kirche und teilweise dem Adel verbunden. Teilweise nutzte man römische Anlagen als Baugrundlage. Steinerne Gebäude waren vor allem Kathedralen, Klöster und königliche Anlagen, später auch Burgen.

In Regensburg, das aus einem römischen Castell am Limes hervorgegangen war, wurden im 8. Jahrhundert zahlreiche Steinbauten hervorgehoben. Im 12. Jahrhundert kam dort die Steinerne Brücke hinzu, die erste Steinbrücke über die Donau. Marmor wurde nur in Italien verwendet. In anderen Regionen nutzte man Ziegel und Backsteine. In Norddeutschland setzten sie sich erst im Hochmittelalter durch, wurden dann aber zur vorherrschenden und für die Region typischen Bauweise. An ihrer Verbreitung waren besonders die Zisterzienser beteiligt. Behauene Steine wurden vor allem bei romanischen und gotischen Kirchen verwendet und konnten ohne Mörtel zusammengefügt werden.

Holz blieb das wichtigste Baumaterial und wurde für Profanbauten ausschließlich genutzt. Auch frühe Kirchen waren aus Holz, wurden aber früh durch Steinbauten ersetzt. Bei Steinbauten benötigte man Holz für Dachfirste, Balken und Streben. In Gebieten mit Nadelwäldern verbreitete sich die Block- oder Massivbauweise, bei der Wände aus längs liegenden Hölzern oder palisadenartig in den Boden gesteckten Stämmen bestanden. In Regionen mit anderen Holzarten war die Skelettbauweise üblich: Zuerst wurde ein Balkenfachwerk errichtet, anschließend füllte man die Zwischenräume mit Bohlen.

Eisengewinnung und Verarbeitung

Im Frühmittelalter gewann man Eisen ähnlich wie in der Antike. Eisenerz und Holzkohle wurden in Rennöfen erhitzt. Dabei entstand Schmiedeeisen, das fast nur aus Eisen bestand und kaum Kohlenstoff enthielt. Weil dieser Werkstoff für Waffen und Werkzeuge zu weich war, glühte man ihn auf Holzkohle nach, wodurch er härter wurde.

Im Hochmittelalter ermöglichten neue Hochöfen höhere Temperaturen. Dadurch konnte erstmals flüssiges Roheisen hergestellt werden. Die weitere Verarbeitung erfolgte vor allem durch Schmieden und Gießen. Für die Herstellung des bei Ringpanzern benötigten Drahts entwickelte man das Drahtziehen. Das Damaszieren verband die Vorteile von hartem und weichem Eisen.

Textiltechnik und Transport

In der Textiltechnik steigerten das Spinnrad und der Trittwebstuhl die Produktivität. Mit dem Spinnrad konnte eine einzelne Person deutlich mehr Garn herstellen als mit der Handspindel. Der Trittwebstuhl verbesserte die Leistung beim Weben.

Im Frühmittelalter waren Wagen und Karren mit zwei oder vier Rädern bekannt. Sie dienten hauptsächlich in der Landwirtschaft dem Transport. Fast alle Bestandteile bestanden aus Holz. Einige wichtige Teile, etwa Deichselbeschläge, Radreifen und Felgenklammern, wurden aus Eisen gefertigt.

Auch Schiffe und Boote gab es in großer Vielfalt. Skandinavische Langschiffe besaßen einen langen Kiel; ihre Planken wurden in Klinkerbauweise angesetzt. Der Holk beruhte dagegen auf dem Einbaum und hatte keinen Kiel. Die Kogge wurde zum beliebtesten Transportschiff der Hanse, eines Handelsbündnisses im Nord- und Ostseegebiet.