Hestevandring

[                             INTRO

Hestevandringen er en av de betydeligste innovasjoner i gruvedriftens maskintekniske historie. Ved å erstatte menneskekraft med dyrekraft kunne større last heves fra større dyp med større hastighet. Disse fordeler ble i første omgang utnyttet i lensearbeidet da europeiske gruver ble drevet lenger mot dypet i senmiddelalderen. Senere kom h. til spille en viktig rolle både som fordre- og lensemaskin, i Norge fra 1670.

Maskinens ulemper var noe begrenset kapasitet i forhold til vannhjulsdrevet maskineri, og høye driftskostnader. Dens fremste komparative fordeler var lave prosjekterings- og anleggskostnader, og særlig dens uavhengighet av driftsvann. Den kunne dermed i prinsippet settes inn overalt der det var behov for maskinkraft til løfting og/eller pumping. Denne fleksibiliteten må ses som en hovedforklaring på at den bergmekaniske utviklingen ikke gjorde den overflødig i europeisk og norsk bergverksdrift før inn på 1900-tallet da det kom helt nye motorer drevet med strøm eller bensin/diesel.]

Hestevandring/hestevinde/hestevinne/hestegjøpel/hestegjevel/hestegiepel/hestegiæpel/hestegeipel/hestegæpel/hestejævel/vandring/kjørevandring/kjørevinde (ty. Pferdegöpel)

Heise- og pumpemaskin drevet av hestekraft.

Maskinens hoveddel var gjøpelhuset hvor en eller flere hester ble drevet rundt på en sirkelrund bane (se hestebane) av en gjøpeldriver.^[1] Hesten(e) var spent for svingbommer som var festet til en spindel (vertikal aksel) som ble brakt til å rotere ved hestenes vandring.^[2] På spindelen kunne monteres en trommel, en såkalt kurv, for opp- og avspoling av heiselinene^[3], kraftuttak for pumperekke i gruven (se nedenfor), eller ved mindre gruver begge deler.^[4]

Anleggets mest utsatt del var spindelens bunnlager som både opptok trykket av spindelen og sideveiskreftene fra trekket og fra heisetrommelen ved spolingen, evt. fra krumtappen i toppen. Dette lageret, liksom nedre akseltapp, var derfor ofte utført i stål, se stålkiste for nærmere omtale av dette og andre typer lager. Se ’spindel’ for nærmere opplysninger om tappene, bunnlagerets forankring mm.

            H.s plassbehov gjorde at den ikke kunne plasseres ved sjaktåpningen (slik som den hånddrevne haspelen), men måtte anlegges i tilknytning til et sjakthus, hvor heiselinene ble ført over ruller og valser bort til sjaktåpningen hvor kraften ble bøyd ned i sjakten via en lineskive. Dette arrangementet ble kalt en ’drivning’. Når h. fungerte som pumpemaskin ble kraften fra maskinen ofte overført til sjaktåpningen via stenger eller et kort stangfelt til et kunstkors som overførte kraften til pumperekkene i sjakten.

            H. representerte et teknisk utviklingstrinn mellom håndhaspel og kjerrat, men ble brukt side om side med disse og andre maskiner i mange år alt etter de vekslende tekniske behov og muligheten til å fremskaffe den nødvendige energi som driftsvann til kjerraten eller kull til dampmaskinen. Man finner derfor h. ved europeiske gruver til ut på 1900-tallet, og f.eks. ved Kongsberg Sølvverk til 1870.^[5]

            En regnet generelt med at h. var relativ billig ved anlegningen, men dyr i drift (mann og hest(er)), mens det motsatte var tilfelle for vannhjulsdrevne innretninger. H. var generelt også mer fleksibel i forhold til vannhjulsdrift ved at den praktisk talt alltid kunne anlegges nær sjaktåpningen, evt. nede i gruven. Dermed kunne en spare de ofte lange, energikrevende og sårbare stangfeltene. Maskinen var også fleksibel ved at f.eks. heiselinene lett kunne ’omdirigeres’ til nabogruver, samtidig som det var nokså enkelt å bygge den om fra en ren heisemaskin til en kombinert heise- og lensemaskin, eller omvendt, se vann- og tygjøpel. Den kunne også være et godt alternativ når den videre drift ved en gruve var mer usikker og en trengte heise- og lensekapasitet uten å måtte gå til en vidløftig utbygging av vannkraftdrevet maskineri.

Maskinens største ulempe var de høye driftskostnadene. Den hadde også noe begrenset kapasitet i forhold til vannhjulsdrevet maskineri, mens den var overlegen i forhold til heising med håndhaspler (se haspel). Når det gjelder lensingen synes fordelen i forhold til bruk av håndpumper noe mindre, se artikkelen vanngjøpel.

Det var derfor de dypeste gruvene som først fikk h. når maskintypen først ble tatt i bruk. Vi ser også at innføringen av h. henger sammen med behov for større heisekapasitet enn det håndhasplene med rimelige kostnader kunne yte i forbindelse med bedrede brytningsmetoder som bruk av fyrsetting, og sterkere drift mot dypet, altså større heisehøyder.

Etter at alternative maskiner som kjerraten ble en mulighet i fordringen og vannkunsten ble tatt i bruk i lensingen, fikk h. mer og mer karakter av et nødløsning, noe man kunne ty til når andre alternativer var enda dyrere, usikre eller helt umulige, eller som reserveløsning når driftsvannet til det vannhjulsdrevne maskineriet stadig sviktet, når vannhjul skulle repareres osv.^[6] Vi ser også flere eksempler på at h. ble skiftet ut med alternativt maskineri så snart muligheten bød seg. Den store utbredelsen maskinen fikk på de britiske øyer med sine begrensede vannkraftreserver kan også ses i dette nødløsningsperspektivet. Også ved jerngruvene i Arendalsfeltet ser vi at vertikaltransporten (både av stein og vann) vesentlig ble besørget av h. pga de topografiske forhold.^[7] Det samme kan trolig gjøres gjeldende for Røros kobberverk hvor h. var vanlig, også i pumpearbeidet.

            I litteraturen berettes om mobile h. som var montert på en flyttbar stilling for lett transport fra et sted til et annet hvor de raskt kunne settes i drift. Mobile h. er p.t. ikke kjent brukt i Norge.

            Det er vanskelig å fastslå nøyaktig når maskintypen først ble satt inn i gruvearbeidet, men den synes å ha vært i bruk i Europa i alle fall fra 1300-tallet og da først og fremst som vannheisemaskin for å løse gruvedriftens mest påtrengende problem, lensingen.^[8] Det er også usikkert hvor og når h. først ble tatt i bruk i Norge, men vi vet at den ble satt inn i fordringen ved Kongsberg Sølvverk fra 1670.^[9]

I Europa var det først og fremst Ungarn og Tyskland hvor h. dominerte som heisemaskin, mens f.eks. kjerrat var nokså sjeldent i bruk.^[10]

Det kan heller ikke settes noe sikkert sluttpunkt for bruken av denne maskintypen i bergverksdriften, men trolig har de siste h. blitt tatt ut av drift i årene rundt århundreskiftet 1900,^[11] da etter ca 600 års innsats i europeisk og ca 230 år i norsk gruvedrift. Hest og vandring kunne ikke lenger måle seg med eksplosjons- og elektromotoren verken i kraft, hastighet eller jevnt trekk.

            Under de enkelte (lenkede) oppslag er det redegjort nærmere for konstruksjoner, dimensjoner, materialvalg, historikk mm.

            Gjøpelhuset utgjorde med sin størrelse og spisse form et særpreget og lett synlig arkitektonisk innslag i gruvelandskapet. Huset fikk sin form siden rommet måtte være størst nederst der hestene gikk, mens det var lite behov for plass høyere opp. Bygningen kunne enten ha form som en ren kjegle med en tilnærmet rund eller flerkantet grunnflate, eller ha en knekk litt over midten. Over knekken kunne bygget strekke seg mot spissen som en forlengelse av nederdelen med en flerkantet takflate^[12], eller gå over i en ren pyramideform.

For å unngå at hestene gikk i for små sirkler, skulle diameteren på bakkeplan helst ikke være under 10-12 meter. Beregninger viste at synkende diametre under 10 m ga synkende nyttevirkning i forhold til hva man oppnådde ved rettlinjet trekk. ^[13] En hest som trakk i sirkel ble også raskere sliten enn en hest som trakk en vogn på en vei.^[14] For nærmere om gjøpelhuset og dets konstruksjon, se oppslaget. Se svingbom for videre opplysninger om trekkarmene.

            H. brukt som heisemaskin: Kurven på spindelen kunne være sylindrisk eller konisk og ha forskjellig diameter. Økt diameter ga høyere heisehastighet, mindre brekkasjefare og tretthetsslitasje på heiselinene, men samtidig økt belastningen på hesten(e). En optimal løsning var derfor relativt stor diameter på kurven og flere hester til å trekke. Vanlig diameter på sylindriske kurver kan ha ligget på rundt to meter, om de koniske har vi p.t. få opplysninger.

Ved bruk av koniske kurver og oppspoling fra den spisse enden oppnådde man den fordel at momentet var størst når vekten av lasten, tønne + heiseline, var høyest, dvs. når linen var lengst og drahjelpen fra tomtønne på vei ned var minst. Linen veide ofte langt mer enn den fylte malmtønnen. Etter hvert som linen ble kortere, avanserte vindingene til de delene av spolen hvor diameteren var større. Eller med andre ord, den varierende diameteren på kurven utjevnet det varierende kraftbehovet under heisingen.^[15]

            Heiselinene løp horisontalt fra linekurven over drivningen til sjakten der de ble vendt mot dypet via lineskiver.^[16] Under tømming på hengbenken oppe ved sjaktåpningen og samtidig fylling ved fyllorten nede i gruven ble hestene snudd. Denne samtidighet i arbeidsmomentene fylling, tømming og snuing av hestene bidro til å gjøre heisearbeidet med h. rimelig effektivt, selv om det er innvendt at den stadige snuingen av hesten(e) var tidkrevende og derfor en ulempe ved denne maskintypen.

            Ble det heist fra stort nok dyp, ville det før eller senere komme til et punkt da vekten av tomtønne + line kritisk oversteg vekten av fylt tønne på vei opp. Denne ubalanse i heisesystemet medførte økt belastning på hestene som nå måtte stemme imot for å hindre at tomtønnnen begynte å løpe ukontrollert. Faren for rusing kunne også bli akutt når en heiseline røk og den fylte tønnen falt ned i bunnen av sjakten (se tønnesprang). For å redusere belastningen på hesten(e)  og motvirke/forhindre rusing, kunne h. utstyres med brems/brekk eller et slep koblet til svingbommen, på svensk kalt ’sugga’. Bremsen var av prinsipielt samme type som bremsen på kjerraten med et sirkelsegment/rett stokk som ble trukket inn på en bremseskive, her montert som et horisontalt hjul på spindelen. Denne bremsen gjorde det mulig med en rask og fullstendig oppbremsing av h.. Sugga besto av en kasse, eller to sammenslåtte tømmerstokker, belastet med stein som ble hektet på trekkarmene med kjetting når heisesystemet begynte å komme i ubalanse.^[17] Bremsen kunne også komme til nytte hvis hester som var lei, stanset mens en tung tønne var på vei opp. Da kunne maskinen dra dem bakover og forårsake ulykke inne i det trange gjøpelhuset hvis heisetrommelen ikke ble bremset opp. (Kanskje er betegnelsen ’hestejævel’ noe mer enn en spesiell form for ’hestegjøpel’).

Selv om slike bremseinnretninger p.t. ikke er kjent fra norsk litteratur, er det sannsynlig at en form for brems ble brukt i enkelte h., også ved norske verk.

Heiselinene var opprinnelig av hamp, senere ble det mye brukt kjetting, gjerne kalt jernseil. Da kjettinglinene var tyngre enn hampelinene kunne det hende at man trengte en hest mer for å klare heisingen. Fra slutten av 1830-årene kom så wire som var langt lettere enn kjetting og den tekniske grense for heising med gjøpel kunne økes fra tidligere rundt 200 m^[18] til opp mot 300 m på 1800-tallet.^[19]  

For øvrig er det naturligvis vanskelig å si noe generelt om h.s kapasitet, eller oppheist masse pr tidsenhet, dertil varierte forholdene (bl.a. heisedybden) og de enkelte gjøplers ytelse, tønnenes størrelse osv. for mye. Det finnes også få opplysninger som kan belyse dette spørsmålet. For allikevel å gi en antydning kan refereres til en svensk kilde som oppgir at en gitt h. kunne heise opp 300 tønner i døgnet, eller 12,5 tønner i timen.^[20] I forhold til hasplene er det anslått at en h. kunne løfte seks ganger større laster enn en håndhaspel og at den i løpet av en arbeidsøkt løftet mer enn 20 håndhaspler til sammen (antallet hester ukjent i denne sammenlikningen).

            H. brukt som pumpemaskin: Brukt som lensemaskin ble h. omtalt som ’vanngjøpel’. Se oppslaget (1.) for opplysninger om kraftoverføringen fra spindelen til pumpene, belastningen på hesten(e), kostnader ved denne driften mm.

            Belastningen på hestene var utvilsomt større ved lensingen enn ved heisingen. Ved pumpearbeidet var ingen utjevning eller variasjon i belastningen mulig slik som i heisearbeidet med koniske kurver eller hjelpen som lå i tønnenes samtidige opp- og nedheising. Pumpingen måtte gå kontinuerlig på et permanent høyt belastningsnivå, se vanngjøpel.

            Betegnelsen ”göpel” stammer antakelig fra et tsjekkisk ord for ”å bevege”, og ble tatt opp i tysk bergmannsspråk i senmiddelalderen.^[21] Det har altså ikke noe direkte med hester å gjøre selv om det i norsk nærmest er synonymt med ’hestevandring’. Se for øvrig gjøpel om bruken av betegnelsen i norske og tyske komposita.

Varia:

- I sin eldste form synes h. å ha hatt en liggende aksel etter mønster av haspelen.

Med henvisning til en tysk historiker skriver Bjørn Ivar Berg om dette: Det krevde overføring av kraften via tannhjul (av tre), en utsatt teknikk ved hestenes tidvis rykkende bevegelser, som må ha hindret gjøpelens gjennombrudd. Først i 1513 finnes den første tegning av en gjøpel med stående aksel hvor heiselina er oppviklet, den senere standardløsning.^[22] En av de første illustrasjoner av en h. (med tannhjul) er fra tiden rundt 1430.^[23] 

- Den tyske teknologihistoriker Otfried Wagenbreth, som særlig har interessert seg for h., skisserer flere aspekter ved den tekniske utvikling fra haspelen:

1) Overgang fra menneskekraft til dyrekraft, og dermed utnytting av en ny energiform.

2) Mye større maskinkraft, som kunne heve større last fra større dyp med større hastighet.

3) Konstruksjonsmessige nyheter som loddrett aksel og langt større kurvdiameter,

noe som uttrykker maskinens større styrke. Men den viktigste nyhet var atskillelsen mellom maskinens plassering og sjakten ved hjelp av lineskivene. Gjøpelens plassbehov gjorde det nødvendig å fjerne den fra sjakten. Dette skillet er beholdt ved alle yngre heisemaskintyper, frem til vår tids Koepe-spill, som igjen plasserte heisemaskinen rett over sjakten.

Wagenbreth hevder også at h.s betydelig større krav til investeringer enn haspelen fremmet den tidlige kapitalisme gjennom konsentrasjon av flere mindre gruver, mest drevet av frittstående bergmenn, til større kapitalselskaper.^[24]

- Kommunikasjonen mellom gjøpeldriver og mannskapet ved hengbenken der tønnene kom opp var viktig. I en eldre tysk kilde står det at vaktmannen ved sjaktåpningen ropte ”Zauppf” [hæpp?] når gjøpeldriveren skulle snu hestene og gjøre klar til retur for tom tønne.

- Ved Kongsberg Sølvverk var gjøpeldriverne for det meste bønder som ofte delte drivingen seg imellom, slik at hver gård hadde faste driveuker hver måned.^[25]

- Innføring av maskinelt utstyr i bergverksdriften ga i de fleste tilfeller store rasjonaliseringsgevinster, bl.a. gjennom bemanningsreduksjoner. Kildene gir flere eksempler på at slike situasjoner kunne føre til organisert opptreden, også med bruk av vold, eller trussel om vold, fra dem som ble rammet.

Et slikt tilfelle er fra Røros kobberverk hvor det i 1669 ble innkjøpt en kostbar hestekunst fra Holland. Bjørn Ivar Berg skriver videre om dette: Den nye flotte maskinen ble imidlertid utsatt for sabotasje fra arbeiderne, som ødela «svingelen» [trolig bommen] og kastet store steiner i rørene [blyrør som hadde fulgt med leveransen]. Maskinen kunne siden ikke repareres av folk på stedet. Senere overfalt arbeiderne byggmesteren Anders Jonssøn og slo ham helseløs. Byggmesteren trodde grunnen til aksjonen var frykt for at 20-30 mann som var sysselsatt med vannpumping nå ville bli oppsagt. Vi har altså også her i Norge tilfelle av ”maskinstorming”, som er kjent fra den industrielle revolusjons barndom et århundre senere.^[26]

- I en svensk 1700-talls kilde opplyses at enkelte verk på kontinentet foretrakk store h. forspent med 6 – 8 hester hvor kurven hadde en diameter på ≈ 6,3 m og svingbommene var ≈ 13,5 m lange.^[27] 

Og fra England kjenner en til kjempegjøpler hvor kurven var 9 m i diameter, og bommene var 11 m lange, noen drevet med opp til 16 hester samtidig.

- Ved utenlandske bergverk ble det også brukt okser, i sjeldne tilfeller sogar hunder som trekkdyr. Også mennesker har vært satt inn i drivingen. Fra en tysk kilde opplyses at en hest yter syv ganger mer enn et menneske i dette arbeidet.^[28] Fra Norge kjenner vi p.t. bare til bruk av hester.

Både h. og oksevandringer har vært brukt til forskjellige oppgaver i jordbruket fra forhistorisk tid til våre dager, og også til forskjellige industrielle formål.

- På kontinentet ble det noen steder tatt i bruk ’hybrid-gjøpler’, h. som ble kombinert med vindgjøpler slik at man både sikret regelmessig drift samtidig som man utnyttet vindkraften. Tanken om å utnytte vindenergi til drift av gruvemaskiner er kjent alt på 1500-tallet da det skal ha vært en vindgjøpel i drift på Harz (Tyskland). I Norge kjenner man et forsøk på Kongsberg i 1777, se vindgjøpel.

- Fra Sverige kjenner man til en spesiell type gjøpel kalt bröst-/skjut- eller handvind. Disse var i prinsippet konstruert som en h.: Linen viklet seg opp på en vertikal spindel med kurv og trekkarmer. Til forskjell fra h. og andre gjøpeltyper ble denne maskinen imidlertid drevet av arbeidere som skjøv på armene. Innretningen ble brukt både til masse- og vannheising og var i utbredt bruk ved Stora Kopparberget i Falun i annen halvdel av 1600-tallet, noe mindre utover på 1700-tallet, da vanlige h. mer og mer overtok fordi disse var mer effektive og billigere i drift. Brøstvinden ble brukt underjord og ved gruver med liten dybde (9-13 m er oppgitt). Maskintypen synes å ha vært ukjent ved bergverkene på kontinentet.^[29] Den er p.t. heller ikke kjent fra norsk bergverksdrift.

- Ved Stora Kopparberget i Falun begynte man på slutten av 1690-tallet med underjordiske h. Til å begynne med ble hestene senket ned i gruven hver dag, senere ble det anlagt vandringsveier. Etter hvert som det ble mange underjordiske h. begynte man å la hestene bli fast nede i gruven selv om også dette bød på problemer når det gjaldt tilførsel av høy og fjerning av gjødsel. Et særskilt problem oppsto for disse hestene når trekken i gruven ble slik at røyken fra fyrsettingen trakk over i stallområdet. Vanligvis ble hestene da flyttet til sikre steder, men det hendte at hester døde i fyrsettings-stanken. Ellers synes hestene å ha tilpasset seg de spesielle arbeids- og ’boforholdene’ nede i mørket på en god måte.^[30]

Bruk av h. under jord synes å ha vært uvanlig ellers og er p.t. heller ikke kjent fra Norge.

- Siste h. i norsk bergverksverksdrift var sannsynligvis ved Trollerud sølvgruve ved Vinoren (Flesberg, Buskerud). Her er drift med gjøpel dokumentert i en rapport for perioden 1898 til 1904.^[31]

- Siste h. man kjenner til i regulær drift var i Rælingen i 1961. Vandringen ble brukt til å drive en treskemaskin.^[32]

H. brukt til drift av treskemaskiner ble vanlig på bygdene rundt 1850; den første skal ha vært tatt i bruk ca 1805. Fra slutten av 1800-tallet til 1920-årene var h. av forskjellig konstruksjon katalogvare i maskinforretningene.

H. ble, foruten til treskemaskiner, ellers i jordbruket brukt til drift av rensemaskiner, hakkelsmaskiner, høypresser og til stubbebryting; i teglindustrien til leirmøllene, ved saltverket på Vallø ved Tønsberg til oppumping av sjøvann, i fiskenæringen som maskin til å trekke opp båter på slippen, i spinneriene til kardemaskiner, i meieriene til kjerning, i barkemøllene, til torveltemaskiner for produksjon av stykktorv, og til drift av sirkelsag. H. ble brått avleggs i årene fra 1920-1940, da hest og vandring ikke kunne måle seg med moderne motorer.^[33]

- En guttunge som kjørte mye h. på gård forteller at ”Hesta vart så lei av å gå rundt at dom stante alt i ett. Sjøl vart je så hugælen der je satt på stanga, så je kaste opp. Vi hadde ei rau merr som var folkevond. Den var den flinkeste. Hu gikk fortere og fortere rundt, så sint var a.”^[34]