Lange ehe die Landfahrzeuge so weit entwickelt waren, daß sie schwere Lasten befördern konnten, wurden Schiffe zum Transport von Schwerlasten benutzt. Wohl ebenso alt wie die Schiffahrt dürften die einfachsten Hebevorrichtungen zum Beladen und Entladen der Schiffe sein. Das Bedürfnis nach solchen Vorkehrungen bestand aber lange Zeit nur für Lasten, die so schwer waren, daß sie nicht unmittelbar getragen werden konnten; tragbare Lasten wurden nahezu zwei Jahrtausende lang von Handlangern aus- und eingeladen, ehe die Notwendigkeit auftrat, sie durch Anwendung von Maschinenkraft in möglichst kurzer Zeit zu entladen.

Der erste Kaikran, von dem uns eine Nachricht vorliegt, ist in der Handschrift des Jakobus von Siena aus dem Jahre 1440 dargestellt (Fig. 12). Weitere Darstellungen finden sich in den Werken von Leonardo da Vinci (Fig. 16), die um die Zeit von 1500 entstanden sind.

1. 1500 bis 1850: Antrieb durch Tretrad und Kurbel.

In Deutschland erhielt der Kaikran eine typische Gestalt, der wir auf alten Städtebildern wiederholt begegnen.

Fig. 77 (entnommen aus Steinhausen »Geschichte der deutschen Kultur« S. 365 a) zeigt ein Städtebild aus dem 15. Jahrhundert mit einem Kaikran im Vordergrund. Der ganze sichtbare Teil des Krans ist um eine feststehende Säule drehbar. Die Seile werden auf eine Welle gewickelt, an der zwei Treträder angebracht sind. Diese Anordnung macht alle Zahnräder entbehrlich und erzielt einen hohen Wirkungsgrad, ist also für die damaligen Herstellungsmittel als durchaus zweckmäßig zu bezeichnen. Das Krangerüst besteht ganz aus Holz.

Fig. 78 (entnommen aus Steinhausen S. 542 a) stellt den Straßburger Weinmarkt im 17. Jahrhundert dar. Bei den hier sichtbaren Kaikranen steht das Haus fest und nur der obere Teil des Daches mit dem Ausleger ist drehbar. Das Tretrad ist im Inneren des feststehenden Hauses untergebracht. Dieser Aufbau ist wesentlich stabiler als der vorher dargestellte.

Fig. 79 ist das Bild eines Kaikranes zu Andernach am Rhein, der im Jahre 1554 erbaut und heute noch in Betrieb ist. Die Konstruktion stimmt mit derjenigen von Straßburg vollständig überein.

Gleichartige Kaikrane stehen noch in Lüneburg und in Bingen.

Fig. 80 gibt die Einzeldarstellung eines Tretrades, das zum Betrieb einer Schütze in Augsburg zurzeit noch in Betrieb ist. Der einzige Nachteil, den es besitzt, ist der große Raumbedarf; vorteilhaft erscheinen der gute Wirkungsgrad und die Betriebssicherheit.

Dieser Krantyp blieb drei Jahrhunderte hindurch mit wenig Veränderungen bestehen. Professor Langsdorf aus Heidelberg teilt in einem umfangreichen Werk über die damaligen technischen Hilfsmittel die genaue Zeichnung eines Kaikrans von 3 t Tragkraft und 8 m Ausladung mit, der im Jahre 1768 in Heidelberg aufgestellt wurde. Fig. 81 ist eine Umzeichnung der etwas undeutlichen Originalzeichnung. Auch hier ist der Unterbau als feststehendes Haus ausgeführt. Drehbar ist die Mittelsäule mit dem daran befestigten Ausleger und der oberen Dachkappe. Zwei Treträder sind im Innern des Hauses rechts und links von der Mittelsäule angeordnet. Die Drehung des Krans wird durch Speichen bewirkt, die an der Mittelsäule befestigt sind. Ein Kranz von Steinen, die aus dem Boden herausragen, dient als Stützpunkt beim Drehen. Der ganze Kran ist aus Holz ausgeführt unter sparsamer Verwendung von Schmiedeeisen für Verbindungsklammern, Wellenzapfen und Bolzen.

Auch die ältere Form mit feststehender Säule und drehbarem Gehäuse kommt zu Anfang des 19. Jahrhunderts noch vor. In dem obengenannten Werk von Langsdorf findet sich die Darstellung eines Kaikrans Fig. 82, der in Paris um die Zeit von 1828 in Betrieb war. Auch hier ist Holz das Konstruktionsmaterial.

Die Leistung dieser Tretradkrane war naturgemäß gering, da selbst bei gleichzeitiger Verwendung von 6 Arbeitern in den Treträdern eine Gesamtleistung von nur etwa einer halben Pferdestärke zur Verfügung stand.

Immerhin boten die Treträder die Möglichkeit, 6 Mann, in besonderen Fällen sogar 8 Mann gleichzeitig angreifen zu lassen; der Antrieb durch Handkurbeln ist weit weniger geeignet, eine gleichmäßige Kraftäußerung von mehreren Arbeitern auf die Last zu übertragen. Erst als der ohnehin beschränkte Raum auf dem Kai immer mehr ausgenutzt werden mußte, machte das Tretrad der Kurbel Platz. Nicholson berichtet im Jahre 1826 von der Einführung der Kurbel an Stelle des Tretrades in England.

Über die Entwickelung in Deutschland gibt Poppe in seinem Bericht über eine von ihm in Belgien und Westfalen ausgeführte Studienreise (Dinglers Polytechnisches Journal 1838, Bd. 69) wie folgt Aufschluß:

»Seit einigen Jahren kommt der gußeiserne Schiffskran an den Stapelplätzen des Rheins und Mains immer mehr in Gebrauch und verdrängt allmählich jene unbehilflichen, Raum einnehmenden Tretradkrane. An den Kais von Köln sah ich 3 eiserne Krane, in Düsseldorf 2 und in Frankfurt 1 in Tätigkeit; sie kommen aus den Werken von Mühlheim a. Ruhr und Sterkrade, sind sehr solide, nehmen einen geringen Raum in Anspruch und werden in der Regel von 4 Mann bedient, wovon 2 das Heben verrichten, die 2 anderen das Schwenken, Losmachen der Lasten, Bremsen usw.«

Der in diesem Bericht dargestellte Kran (Fig. 83, entnommen aus Dinglers Journal 1838 Bd. 69, Taf. 2) besitzt eine feststehende gußeiserne Säule. Der drehbare Teil setzt sich aus zwei gußeisernen Windenschilden von seltsam barocker Formgebung, aus einer gußeisernen Druckstrebe und aus zwei schmiedeeisernen Zugstangen zusammen. Er zeigt in seinem Aufbau zum erstenmal die typische Gestalt, die für Handkrane bis gegen das Ende des 19. Jahrhunderts hin sich im wesentlichen erhalten hat, mit geringfügiger Änderung der Einzelheiten. Die Tragkraft betrug 2,5 t, die Ausladung vom Drehpunkt aus gemessen 4,75 m, die nutzbare Ausladung von Kaimauervorderkante aus gemessen rund 3,5 m, während der Heidelberger Tretradkran über 2 t Tragkraft bei 8 m Gesamtausladung und bei 3,5 m nutzbarer Ausladung verfügte. Es erzielte also der gußeiserne Kran mit einer wesentlich gedrängteren Anordnung die gleiche Leistung wie der sperrige alte hölzerne Kran.

Aus etwas späterer Zeit — die Zeichnung findet sich in einem Werk aus dem Jahre 1845 — stammt der Kaikran Fig. 84 (entnommen aus Kronauer, Bd. 1, Taf. 4 und 5), der für zehnfach so große Lasten — 20 t — ausgeführt ist. Hier ist zum erstenmal der Grundsatz des Schachtkrans verwendet, d. h. die Kransäule selbst ist drehbar in einem gemauerten Schacht gelagert, wobei das Halslager als Rollenlager ausgebildet ist.

Eigenartig und kennzeichnend für die damalige Werkstättentechnik ist die Wahl und Formgebung des Materials. Die Kransäule ist aus Gußeisen mit Rippenquerschnitt; Druckstrebe und Zugstangen sind aus Holz, die Windenschilde aus Gußeisen; Schmiedeeisen ist nur für Wellen, Schrauben, Kurbeln und Verbindungsanker sparsam verwendet. Zum Schwenken des Krans ist kein Triebwerk angebracht, es wurde also wohl durch Zugseile bewirkt, die am Auslegerkopf befestigt waren. Bemerkenswert ist die hohe Übersetzung der Stirnräder des Hubwerks, die bei zwei Räderpaaren mit 1 : 9 ausgeführt ist.

Wenige Jahre später — 1851 — führte Fairbairn die als Blechträger gestalteten Ausleger ein. Fig. 85 (entnommen aus Dinglers Journal 1851, Bd. 121, Taf. 4) zeigt einen als Schachtkran angeordneten Handkran von 20 t Tragkraft, bei dem Ausleger und Kransäule zu einem einzigen Blechträger vereinigt sind. Das Halslager ist hier nicht mehr wie bei dem vorigen Kran mit Zapfenrollen, sondern bereits mit freigehenden Walzen ausgerüstet, so daß Zapfenreibung vollständig vermieden wird.

Bei der Anwendung von Handbetrieb blieb es bis in die Mitte des 19. Jahrhunderts, denn eine andere Kraftquelle stand damals nicht zur Verfügung; für einen Pferdegöpel wäre am Kai nicht der erforderliche Raum vorhanden gewesen, und an einen Wasserradantrieb war an dieser Stelle überhaupt nicht zu denken: neue Kaikran-Gestalten traten daher erst auf, als eine neue Naturkraft so weit in den Dienst des Menschen gestellt wurde, daß sie dem Kaibetrieb angepaßt werden konnte.