Historie soustružení - typy soustruhů
Historické soustruhy jsou prakticky vždy dřevěné; kovové kostry soustruhu se začaly široce používat až na konci 19. století. Základní konstrukce je u všech historických soustruhů se střídavým pohybem stejná - do lůžka jsou zasazeny dva špalky (koníky nebo pacholata), které zase nesou dva proti sobě mířící kuželovité kovové hroty. Obráběný kus dřeva je při práci vložen mezi tyto hroty, a ty mu zabraňují v jakémkoli jiném pohybu než je rotace v jimi dané ose. Různé typy soustruhů se potom liší ve způsobu pohonu obrobku. Pohon obecně může být jednosměrný (obrobek se točí neustále jedním směrem, stejně jako u moderních motorových soustruhů), ale také střídavý (obrobek se točí vždy nejdřív na jednu, potom na druhou stranu, k práci se používá pouze rotace proti soustružníkovi).
Je nutné upozornit, že to, co zde vyjmenovávám jsou opravdu jen typy soustruhů, stanovené především podle způsobu pohonu obrobku. Konkrétní stroje se od sebe mohly dost lišit jak provedením, tak i možnostmi (např. jiné rozměry s hodily pro jiné výrobky). Zvlášť ve starší historii platilo že co soustruh to originál.
Soustruhy se střídavým pohybem
Nejstarší typ soustruhu nazývám tahací, jelikož jsem nikde nenašel oficiální český název. Pohon zajišťuje provaz nebo pruh kůže, který je obtočený kolem obrobku. Oba jeho konce drží pomocník (ve starověkém Egyptě zřejmě otrok), který střídavým taháním uvádí obrobek do střídavého pohybu. Soustruh má dost síly i pro soustružení velkých kusů materiálu, ale nevýhodou je nutnost zaměstnávat pomocníka.
Existuje ještě jiná forma tahacího soustruhu, která se obejde bez pomocníka. Každý konec poháněcího provazu je připevněn k pedálu; obrobek se potom roztáčí střídavým sešlapáváním pedálů. Tento typ se vyskytoval v Číně, a pravděpodobně vůbec na dálném východě. O jeho historičnosti se mi mnoho nepodařilo zjistit, ale zdá se že se jedná o poměrně novodobou záležitost a rozhodně nepatří do starověku jako ta egyptská varianta.
Smyčcový soustruh je další ukázkou starověké technologie. Smyčcový soustruh roztáčí obrobek pomocí luku s volnou tětivou, podobně jak to známe z pravěké technologie na rozdělávání ohně nebo vrtání děr. Smyčec umožnil práci v jednom člověku a velmi přesnou kontrolu rychlosti otáčení, ale nemá dost síly na otáčení masivního kusu materiálu; je vhodný jen na soustružení úzkých předmětů nebo obecně drobností. Více o smyčcovém soustruhu
Pružinový soustruh je doménou evropského středověku. Změna se opět týkala pohonu. Nad soustruhem byla vztyčena pružná dřevěná tyč (např. z náletového stromku); na tyč byl přivázán provaz, ten vedl dolů, tam byl omotán kolem obrobku, a od něj vedl dolů pod lůžko soustruhu, kde byl přivázán k tyči sloužící jako pedál. Šlápnutím na pedál soustružník prostřednictvím provazu roztočil obrobek a zároveň ohnul pružinu. Uvolněním pedálu se pružina napřímila, pedál zvedla a zároveň otáčela obrobkem na opačnou stranu. Soustružník tak měl k práci opět obě ruce, a díky šlapání nohou získal značnou sílu k otáčení masivními kusy dřeva. Pružinový soustruh byl zřejmě vynalezen za účelem soustružení misek, ale soustružníci ho později využívali i k výrobě lecčehos jiného. Někdy kolem 17. století už existovaly vychytané pružinové soustruhy obohacené o možnost soustružení spirály, excentrické soustružení a podobně. Tyhle vychytávky hodně těžily ze střídavého pohybu, a pro jednosměrný pohyb vyřešené nebyly; i proto se pružinové soustruhy držely tak dlouho. Na blízkém východě pružinový soustruh nikdy příliš nezdomácněl, nejspíš proto, že ve značně „keramických" kulturách nebyla k soustružení dřevěných nádob takové motivace. Naproti tomu v Evropě se pružinový soustruh pro svoji účinnost a jednoduchost stal jednoznačně dominantním, a byl zcela vytlačen až moderními elektrickými soustruhy. Více o pružinovém soustruhu
Jednosměrné soustruhy
Současně se střídavými soustruhy se vyvíjely soustruhy s jednosměrným pohybem; vývojově jsou mladší, zdá se že až novověké. Jednosměrný pohyb umožňuje přesnější, pohodlnější a rychlejší práci, ale ne o tolik rychlejší, jak by se mohlo zdát. V roce 1920 anglický soustružník James Davies zvažoval přechod ze svého pružinového soustruhu na jednosměrný vodní, a rozhodl se oba soustruhy vyzkoušet závodem v soustružení misek. Po celém dnu práce byl soustružník s vodou poháněným soustruhem jen o jednu misku napřed před Jamesem na pružinovém soustruhu; závěr tedy byl, že se Jamesovi investice do budování soustruhu na vodní pohon nevyplatí.
Soustruhy na vodní pohon jsou tedy prvním historickým zástupcem jednosměrných soustruhů. Princip byl podobný jako u vodou poháněných mlýnů, jen rotace vodního kola byla řemenem převedena na rotaci obrobku, místo aby poháněla zařízení mlýna. Jednou z významných evropských lokalit s použitím vodních soustruhů byla německá strana krušnohoří a oblast kolem městečka Seiffen, které bylo v 19. století domovem unikátní technologie prstencového soustružení.
Vrtá mi hlavou kdy se vlastně soustruhy na vodní pohon začaly používat. Na několika místech jsem našel informaci že ne dřív než v 17. století. Jenže vodní mlýny, dokonce i vodou poháněné pily jsou známé ze středověku. Že by nikoho nenapadlo použít to na soustruh? Po troše úvah jsem dospěl k poznatku v čem zásadním se liší jednosměrné soustruhy od střídavých - je to přítomnost vřeteníku. Žádný střídavý pohon vřeteník nevyžaduje, protože může pohánět přímo obráběný materiál; jednosměrné pohony ho ovšem potřebují, jinak by nebylo možné rozumně napnout poháněcí řemen. Hádám že nutnost nejprve vynaleznout vřeteník bylo to, co znemožňovalo použití vodního či jiného pohonu už ve středověku.
Soustruhy poháněné velkým kolem. Obráběné dřevo bylo smyčkou spojené s velkým dřevěným poháněcím kolem, kterým otáčel pomocník pomocí kliky.
Setrvačníkové šlapací soustruhy roztáčely obrobek pomocí setrvačníkového kola poháněného šlapáním, podobně jako na kolovrátku. Myšlenka se objevila u Leonarda da Vinciho, ale trvalo několik staletí, než se tyto soustruhy začaly využívat ve větší šíři. Soustruhy neměly dost síly na otáčení masivním kusem dřeva, a jejich výroba byla v porovnání s pružinovými soustruhy značně složitější, takže se prosazovaly jen velmi pomalu.