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Pyramidenbau mit Seilrollenböcken
Steintransport mit Hilfe von Seilrollen und ohne die Notwendigkeit von
riesigen Transportrampen
Methoden von Franz Löhner
Auf dieser Seite wird Löhners Seilrolle im Detail erläutert.
Was ist eine Seilrolle - Umlenkrolle?
- Anordnung Umlenkböcke - Schmiermittel
- Belastung der Seilrolle - Prinzip
der Seilrolle? - Anwendung der Seilrolle
Eine einfache Lösung? - Historische
Quellen - Kritische Fragen - Quellen
Was ist eine Seilrolle?
Franz Löhners Seilrolle dient dazu - paarweise auf einer Schleppstrecke
oder direkt auf der Pyramidenflanke installiert - je ein Seil umzulenken,
das am Schlitten befestigt ist, welcher die Steinblöcke trägt.
Dadurch kann die Schleppmannschaft beim Runterlaufen ziehen, anstatt beim
Hochlaufen.
Steintransport
mit Schlitten auf Geleisen
Illustration des Seilrollenbocks aus Holz
Als "Seilrolle" wird nur die eigentliche Rolle
bezeichnet. Die Rolle ist rund, hat einen Durchmesser von 14cm oder mehr
und ist etwa 20cm breit. Sie ist links und rechts drehbar in einem Holzbock
gelagert, den wir deshalb Seilrollenbock oder Umlenkbock
nennen.
Die Rolle ist aus Holz, zum Beispiel aus zähem Zedernholz
aus dem Libanon. Das Lager ist mit Kupfer ausgekleidet, damit sich die
Rolle leichter drehen kann. Dieses Lager wird natürlich gut geschmiert.
Der Seilrollenbock (Umlenkbock) ist nicht sehr gross, nämlich
nur etwa 20cm breit, 25cm hoch und 40 cm lang. Von der
Rolle, die darin gelagert ist, ist eigentlich nur ein ca. 10cm-grosses
Stück zu sehen. Hier wird das Seil herumgeführt. Die beiden
Seitenteile des Umlenkbockes bestehen aus mit Holzdübeln zusammengefügten
Brettern. Die Löcher für die Rolle sind von beiden Seiten konisch
verengt.
Anmerkung:
Die auf den Fotos abgebildete Seilrolle hat offensichtlich eine Rolle
mit einem kleineren Durchmesser von nur 5cm, hat aber bei einem Versuch
etwa eine Tonne getragen. Die Original-Seilrolle, die Franz Löhner
1991 verwendete, um einen 5-Tonnenblock zu bewegen, hatte einen Rollendurchmesser
von 14cm, aber sie war leider heute (2006) nicht mehr auffindbar (siehe
Bericht).

Seilrollenbock

Seilführung

Detail Rolle

Detail Kupferlager

Grössenverhältnisse
Der Holzbock mit der Seilrolle muss natürlich gut verankert
werden. Auf der Pyramidenflanke wird er deshalb auf einem vorstehenden
gegen oben abgewinkelten Tura-Stein verankert, das heisst festgebunden
und wahrscheinlich zusätzlich mit einer Holzumschalung verstärkt.
Bei Strecken mit leichten Steigungen, etwa auf der Schlepptrasse vom Hafen
zur Baustelle, wird der Holzbock nur auf festem Boden installiert und
mit Stricken an Pfosten oder Steinen verankert.
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Gleisanlage
mit Seilrollenstation auf der Pyramidenflanke (mit Information, wie
die Seilrolle verankert wird)
Diese Holzböcke mit den Seilrollen sind ebenfalls Massenware
(wie die Schlitten). Man konnte sie einfach austauschen, ein Arbeiter
konnte eine neue Rolle bringen, die alte unter den Arm klemmen und sie
zum Überholen wegtragen (siehe Foto oben)
Ist das eine Umlenkrolle?
Wir
vermeiden den Begriff "Umlenkrolle", weil dieser
häufig ein frei bewegliches Teil mit eingefräster Seilführung
kennzeichnet [2]. Beim Umlenkbock mit Seilrolle
ist jedoch nur die Rolle freibeweglich, der Bock ist hingegen fix verankert.
Derartige freie Umlenkrollen werden als Teile von Flaschenzügen verwendet
und werden seemannssprachlich Taljen oder Blöcke genannt. Die Ägypter
verwendeten diese wohl nicht, auf jeden Fall kennen wir keine Abbildungen
von Takelagen, wo sie vorkommen. Die Umlenkrolle oder Talje verwendet
ausserdem schon fast das Prinzip des Rads, das ja die Ägypter erst
viel später kannten.
In Giza wurden Lager aus Stein (Bearing
stones [1]) oder Umlenkstein gefunden
- pilzfömig geformte Steine mit Einschnitten für mehrere Seile.
Mit
diesem Stein konnten bis zu drei parallele Seile in eine andere Richtung
gelenkt werden. Er eignet sich jedoch nicht für eine Dauerbelastung,
weder Stein noch Seil würden das lange aushalten.
Natürlich wird auch immer wieder der Flaschenzug
vorgeschlagen, um die Probleme mit dem Steintransport zu lösen. Der
Flaschenzug hat zwei oder mehr Rollen unterschiedlichen Durchmessers.
Das Seil wird von der grösseren Rolle zur Last, und auf der anderen
Seite über die kleinere Rolle zurückgeführt. Die erste
bildliche Darstellung der Kombination von Seil und einfacher Rolle findet
sich jedoch erst um 970 v. Chr. in Assyrien, also viel später [1].
Die Seilrolle (Umlenkrolle) ist auch nicht mit einer Seilwinde
oder einem Gangspill
zu verwechseln.
Verwendung von Maschinen
zum Pyramidenbau
Anordnung der Seilrollenböcke
Franz
Löhner schlägt für den Transport der Steine vor, dass Schlitten
auf Geleisen verwendet werden. Die Schlepptrassen führen vom Hafen
zum Fuss der Pyramide (=4° im Schnitt mit Strecken von 8°-24°
Steigung) und dann ohne Unterbruch direkt die Pyramidenflanke hinauf (=52°).
Ohne Seilrolle braucht es bei 5° Steigung bereits 53 Schlepper. Mit
der gleichen Anzahl Schlepper kann jedoch mit Einsatz der Seilrolle der
Stein die 52°-steile Pyramidenflanke hochgezogen werden. Das heisst,
nur Dank den Seilrollen ist es überhaupt möglich, eine solch
hohe Steigung zu überwinden.
Berechnungen zu Reibung, Zugkraft und Kraftaufwand (H. Illig / H.U. Niemitz)(Detail wie viele Schlepper)
Die Bauhütte
auf dem Giza-Plateau (zu überwindende Steigungen)
Die Seilrollenböcke werden paarweise, links und rechts der Schlepptrasse
für die Steine installiert. Sie sind gut verankert, damit die auftetenden
Zugkräfte sie nicht hinunterreissen. Dazu werden sie auf
speziellen etwas herausstehenden Tura-Steinen verankert (Illustration).
Das Seil wird einmal von unten her um die Rolle geführt, eine Seite
hängt am Schlitten mit dem Stein, an der andern wird gezogen. Die
Schleppmannschaften laufen neben den Schienen auf einem Leiterweg hinunter.
Beim Runterlaufen ziehen sie den Stein hoch.
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Steintransport
mit Schlitten auf Geleisen
Gleisanlage
mit Seilrollenstation auf der Pyramidenflanke
Schwerlastenaufzug
mit Gegengewicht für die riesigen Granitriegel
Schmiermittel
Beim Rollenlager ist Schmierung das A und O. Deshalb muss
hier spezielles Öl verwendet werden, das stärker fettet. Öl
fettet besser als Tierfett.
Möglicherweise
wurde sogar die so genannte Kupferschmiere verwendet.
Die Kupferschmiere ist sehr einfach herzustellen. Kupfer wird zerrieben,
je feiner sie zerrieben wird, um so höher die Schmierwirkung. Der
feine Kupferabrieb wird mit Öl vermischt und bildet die Kupferschmiere.
Die beiden Bestandteile waren auch im alten Ägypten vorhanden und
Kupferabrieb entsteht dann, wenn Kupfer geglättet oder poliert wird.
Kupferschmiere behält auch bei höheren Temperaturen seine Schmierfähigkeit,
weshalb sie bis zum heutigen Tage auch bei Kraftfahrzeug-Bremsen verwendet
wird. (Foto Schmierbuchs seitlich an der Seilrolle angebracht)
Berechnungen zu Reibung, Zugkraft und Kraftaufwand (H. Illig / H.U. Niemitz)
Wieviel Belastung / Reibung / Druck kann die Seilrolle aushalten?
Durchmesser der Rolle:
Die Rolle muss möglichst kurz sein und obwohl das zu erhöhter
Reibung führt, sollte sie einen grösseren Durchmesser haben.
Dünne Rollen neigen eher dazu, sich durch zu biegen, was die Reibung
verstärkt. Ausserdem brechen sie eher. Dickere Rollen sind nicht
nötig. Bei diesem kurzen Rollenstück kann die Biegefestigkeit
vernachlässigt werden. Die Rolle unterliegt jedoch trotz bester Schmierung
einem sehr starken Verschleiss und muss häufig ausgetauscht werden.
Das Lager:
Das Kupferlager, das sich durch den ständigen Druck verformt (wenig
Abreibung) muss ebenfalls häufig ersetzt werden.
Belastung / Druck:
Nachdem tonnenschwere Lasten zu bewegen sind, darf der Druck pro Quadratzentimeter
nicht allzu weit ansteigen, sonst wird die Rolle erst schwergängig
und dann funktionsuntüchtig.
Schwerlastenaufzug
mit Gegengewicht für die riesigen Granitriegel
Seitlicher Zug:
Da die Umlenkböcke paarweise, links und rechts der Schlepptrasse
installiert sind ist der Zug der beiden Seile zur Mitte asymmetrisch.
Dabei könnte sich das Seil zwischen Rundholz und Seitenwange einklemmen.
Das lässt sich jedoch einfach vermeiden, indem das Rundholz (wie
eine Fadenspule) mit einem aufgebogenen Rand ausgestattet wird. Oder der
ganze Bock wird leicht schräg auf dem Stein platziert, auf dem er
verankert ist.
Gleisanlage
mit Seilrollenstation auf der Pyramidenflanke
Seile:
Die Seile sind nicht so viel Reibung ausgesetzt, da sich ja die Seilrolle
mitdreht. Hanfseile sind jedoch nicht beliebig "knickbar" und
müssen um Rollen mit einem Mindestdurchmesser laufen. Bei einem kleinen
Rollendurchmesser brechen Hanfseile häufiger. Ein gewisses Einkerben
entsteht auch durch die Reibung der Seile auf der Rolle - auch aus diesem
Grund muss die Rolle dann ersetzt werden.
Steintransport
mit Schlitten auf Geleisen
Welches Prinzip verwendet die Seilrolle?
Die Seilrolle verwendet das Prinzip der einfachen
Umlenkung oder Zugumsetzung ohne Übersetzung.
Dies ist kein Flaschenzug, sondern eine einfache Seilführung um ein
bewegliches Querholz, eben einer Seilrolle.
Ägypter hebt einen Steinblock in die Höhe indem
er das am Block befestigte Seil über einen Balken schwingt und dann
wegläuft, während er daran zieht.
Das gleiche Prinzip aber auf der Schiefen Ebene, nur
dass sich neu die Rolle ebenfalls dreht.
Dasselbe Prinzip kann auf einer schiefen Ebene von 52°
angewendet werden, was dem Neigungswinkel der Cheops-Pyramide entspricht.
Zwei Schlepper gehen nebeneinander hinunter (auf einem Leiterweg, da es
steil ist) und ziehen dabei einen Stein über die Rolle hoch. Ein
Seil ist über die Seilrolle geschlungen und führt zwischen den
beiden Schlepper zu einem Querholz. Die Schlepper halten diesen vor der
Brust und ziehen, gleichzeitig setzen sie auch ihr Körpergewicht
ein. Je steiler man nach unten läuft, desto weniger Kraft braucht
man.
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Gleisanlage
mit Seilrollenstation auf der Pyramidenflanke
Berechnungen zu Reibung, Zugkraft und Kraftaufwand (H. Illig / H.U. Niemitz)
Also sicher eine simple Technik, die auch die alten Ägypter
beherrschten! So weiss man, dass die Pyramidenbauer das gleiche
Prinzip beim Aufhängen der Fallsteine in der Vorkammer verwendeten
(historische Quellen siehe weiter unten).
Wo auf der Baustelle wird Franz Löhners Seilrolle angewendet?
Nach Franz Löhner wird die Seilrolle überall angewendet, wo
eine Steigung von mehr als 5° überwunden werden muss. Ab dieser
Steigung brauchen die Schleppmannschaften für den Steintransport
viel weniger Kraft als ohne Seilrolle. Je steiler es wird, desto mehr
entfaltet sich die Wirkung der Seilrolle. Dadurch ist es auch nicht nötig
riesige Transportrampen zu bauen.
Die Bauphasen auf der Pyramiden-Baustelle
Bekannteste Rampenmodelle widerlegt
|1.
||Neu
||Auf allen Geleisen (Hafen zu Bauhütte, Steinbrüche zu
Bauplatz etc.) werden für den Steintransport spätestens
ab einer Steigung von 5° Löhners Seilrollenböcke
verwendet (Lehrmeinung = Schleppmannschaften laufen aufwärts
und vor dem Schlitten auf einer Rampe)

|2.
||Neu
||Für den Pyramidenbau werden direkt auf der Pyramidenflanke
insgesamt fünf Gleisstränge installiert und unter Verwendung
von Löhners Seilrollenböcken werden die Steine direkt an
der Flanke hochgezogen (Lehrmeinung = an der Pyramide wurden grosse
Transportrampen angebaut, entweder gerade Rampen oder Wendelrampen)

|3.
||Neu
||Die grossen Granitriegel werden mit einem Schwerlastenaufzug
mit Gegengewicht auf die nötige Höhe gebracht (Lehrmeinung
= die Granitblöcke wurden auf Rampen hinaufgezogen oder sie wurden
während des Baus Schicht um Schicht hinaufgehebelt)

|4.
||Neu
||Das Pyramidion wird erst ganz zuletzt über vier nacheinander
geschalteten Seilrollenstationen an der Pyramidenflanke hochgezogen
(Lehrmeinung = das Pyramidion wird auf den grossen Transportrampen
hochgezogen, oder es wurde während des Baus Schicht um Schicht
hinaufgehebelt - 210 Schichten hinauf!)

Steintransport mit Schlitten auf Geleisen
Gleisanlage mit Seilrollenstation auf der Pyramidenflanke
Schwerlastenaufzug
mit Gegengewicht für die riesigen Granitriegel
Wie wurde das Pyramidion bis zur Pyramidenspitze
transportiert?
Fünf Forderungen an alle Vorschläge für den
Pyramidenbau
Franz Löhner stellt 5 Forderungen an alle Vorschläge für
den Pyramidenbau. An diesen müssen selbstverständlich auch seine
eigenen Methoden und Techniken gemessen werden.
1. Eine möglichst einfache Lösung mittels möglichst einfacher
Technik
2. Technisch-handwerkliche Kontinuität
3. Belegbarkeit in Bild und/oder Wort
4. Zeit- und kulturgemässe Technik
5. Die unterstellte Technik / Methode muss tatsächlich eine Lösung
sein
Mehr
zu den 5 Forderungen von F. Löhner
Eine einfache Lösung / Methode?
Erfüllen die von Franz Löhner auf dieser Seite
vorgeschlagenen Lösungen ebenfalls die 5 Forderungen?
|Zur 1. Forderung (einfache Lösung):

Franz Löhners Methoden verlangen keine zeitaufwendige oder komplizierte
Techniken sondern solche, die auch die alten Ägypter durchaus
kannten und beherrschten!
Was ist einfacher als ein Seil um eine Holzrolle zu schlingen
und abwärts zu ziehen? Natürlich braucht es zuerst einmal die
Inspiration, dass man es auch so machen könnte, aber danach lassen
sich die technischen Details mit einfachsten Techniken lösen.
Eigentlich müsste man sagen - diese Technik
ist so einfach - weshalb ist noch niemand früher darauf gekommen?!
Wir sind der Meinung - es sind Leute früher schon darauf gekommen
- nämlich die alten Ägypter!
Wichtig ist natürlich noch, dass mit Hilfe dieser Technik
tatsächlich sehr viel weniger Arbeiter gebraucht werden, um die Steine
zu schleppen. Der entgültige Beweis liefern ausführliche Berechnungen
die zeigen, dass sich der Einsatz der Seilrolle bereits bei mässigen
Steigungen ab 5° lohnt und sich Steigungen über 10° ohne
Seilrolle praktisch nicht bewältigen lassen.
Berechnungen zu Reibung, Zugkraft und Kraftaufwand (H. Illig / H.U. Niemitz)
Was hat man gefunden? Die historischen Quellen

Zur 2. Forderung (technisch-handwerkliche
Kontinuität):
Die Ägypter kannten das Prinzip der Umlenkung von Seilen, nicht
aber den Flaschenzug.
Eigentlich kann man behaupten, dass sobald man
Seile erfunden hat, man auch gemerkt hat, wie man sie über einen
Baumast werfen und etwas daran hinaufziehen kann. Aber um zu zeigen, dass
die Ägypter auf jeden Fall das Prinzip, dass die Seilrolle verwendet
kannten, sei nur als Beispiel der Bogenbohrer erwähnt (Bild
von Wandmalerei in Rekhmire). Dieser kann zum Bohren von Löchern,
aber auch zum Entfachen von Feuer verwendet werden. Die dabei verwendete
Schnur wird zwischen einen Bogen aufgespannt, läuft aber um einen
Stecken in der Mitte (= Prinzip wie bei der Seilrolle). Durch fiedelnde
Bewegung des Bogens wird der Bohrer gedreht.
Ägyptologen
lehnen zwar Seilwinden ab, aber schon O. Riedl [3]
stellte fest, dass in die Ägypter Seile verwendeten, die über
gelagerte Holzrollen laufen, und zwar im Vorraum der Cheops-Pyramide.
Hier hingen einst drei hintereinander angeordnete Fallsteine (oder Rutschsperrblöcke)
aus Granit. Sie waren oberhalb des Eingangs zur Grabkammer angebracht
und wurden wahrscheinlich nach der Beendigung der Begräbnisfeierlichkeiten
herunterfallen gelassen. Diese sogenannte Porticulli (Fallgatter) blockierten
die Grabkorridore und sollten das Eindringen von Grabräuber in die
Bestattungskammer verhindern.
Die Art und Weise wie die drei schweren Fallsteinplatten aufgehängt
wurden entspricht dem gleichen Prinzip, mit dem auch die Seilrolle funktioniert.
Seile wurden über Längsbalken (Rolle) geschlungen und an einem
Querbalken befestigt. Die Blöcke wurden unten mit Holzfählen
abgestützt. So schreibt auch der Ägyptologe D. Arnold, dass
hier die sich drehenden Balken zeigen, dass schon die Ingenieure der vierten
Dynastie ein Grundwissen darüber hatten, wie man die Zugrichtung
ändern (umlenken) und damit die Zugkraft verringern kann [1
S. 71].
Auch im Grab von Ibi sind in der Wand Löcher vorhanden, wo einst
Holzrollen lagerten. Mit einem ausgeklügeltem System wurden hier
Seile um die Balken geschlungen und der Deckel des Sarkophags über
zwei im Zickzack verlaufende Gänge hinuntergelassen [1].
Das Prinzip der Seilrolle wird ausserdem bei Harfen verwendet, wo durch
Drehen eines Wirbels, welcher in einem Loch steckt, die Saiten gespannt
werden. Solche Instrumente besassen auch die Ägypter und wir kennen
Abbildungen der Harfen samt Stimmwirbeln.
|Zur 3. Forderung (Belegbarkeit in Bild und/oder Wort):

Es gibt keine Abbildungen, die den Bau der Pyramiden zeigen. Auch
eine Seilrolle ist nirgends abgebildet.
Das verwundert an und für sich nicht, ist es doch ein so mundänes
und einfaches Gerät. Möglicherweise - aber das ist reine Spekulation
- gibt es Abbildungen oder Funde, aber man hat das Gerät nicht als
Seilrollenbock erkannt.
|Zur 4. Forderung (zeit- und kulturgemässe
Technik):

Da die Seilrolle so einfach herzustellen ist und es dazu nur Holz
und Kupferblech braucht kann man sagen, dass die Seilrolle durchaus
zeit- und kulturgemäss ist.
Hingegen verwenden andere Arten von Hebewerken und Maschinen welche ebenfalls
schon an Stelle der Rampen vorgeschlagen oft Techniken oder Materialien,
die es damals noch nicht gab.
Verwendung von Maschinen
zum Pyramidenbau
Kritische Fragen zu dieser Technik / Methode
Frage:
Hast Du eine Seilrolle gebaut und ausprobiert?
Antwort von F. Löhner:
Ich habe das 1991 in einem Steinbruch mit einem ca. 5 Tonnen Stein ausprobiert.
Das heisst mit einem Schlitten aus Rundhölzern, Geleisen aus Baumstämmen
und mit zwei Seilrollen mit einem Rollendurchmesser von 14cm und einer
Länge von 22cm (nur 5cm für das Seil offen). Die Seilrolle stand
auf einem Granitstein und war mit Eisenklammern daran befestigt. Leider
war die Schleppstrecke nur ca. vier Meter lang mit einer Steigung von
etwas über 45° und einer Höhendifferenz von etwa 3m. Mehr
erlaubte der Steinbruchmeister nicht.
Das Rollenlager war gut geschmiert, ich nehme an, dass auch die Ägypter
es so machten. Allerdings hatte ich nicht genügend Menschen zur Verfügung,
aber dafür ein Messgerät. Ich verwendete einen Hubgabelstapler
und installierte das Messgerät vorne am Stapler. Es funktionierte
alles tadellos, die Seilrolle brach nicht und der Seilrollenbock wurde
nicht aus seiner Verankerung gerissen.
Frage:
Weshalb ist die Rolle aus Holz und nicht aus Metall, etwa aus Kupfer?
Antwort von F. Löhner:
Ungehärtetes Kupfer verformt sich bei höherer Belastung. Deshalb
besteht die Gefahr, dass es durch die Rollenverformung während des
Transports zu Zwischenfällen kommt, etwa zum Bruch des Bockes.
Frage:
Der Fries mit der Statue von Djehutiotep zeigt Schlepper, die vor
der Statue und in gleicher Richtung schleppen.
Antwort von F. Löhner:
Dieser sakrale Akt war ein einmaliger Transport. Wahrscheinlich mit vielen
Zuschauern und entsprechendem geistlichen Brimborium. Ich denke, dass
alleine schon der barkenförmige Schlitten die religiöse Bedeutung
zeigt.
Für einen Transport von vielen Tausenden Steinen über einen
langen Zeitraum hinweg lohnt es sich hingegen Geleise zu bauen und eine
Technik zu verwenden, die möglichst wenig Kraftaufwand braucht -
also unter Verwendung meiner Seilrolle.
Quellen
Die hier vorgestellten Methoden zum Pyramidenbau wurden
1993 erstmals im Buch von Heribert Illig
und Franz Löhner "Der Bau der Cheops-Pyramide" publiziert.
[1] D. Arnold Building
in Egypt
[2] H. Illig und F. Löhner Der Bau
der Cheops-Pyramide
[3] O. Riedl Die Maschinen des
Herodots

Impressum:

Copyright 2006:
| Franz Löhner www.cheops-pyramide.ch

Konzept und Design:
| Teresa (Zubi) Zuberbühler www.starfish.ch

Texte und Illustrationen:
| Franz Löhner und Teresa Zuberbühler

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