Erste Windmühlen gab es im vorderasiatischen Bereich (Iran, Afghanistan) im 9. Jahrhundert.  

Ab dem 12. Jahrhundert wurden im europäischen Raum als erste Mühlen, die den Wind nutzten, Bockwindmühlen gebaut und betrieben. Der gesamte Mühlenkörper, mit allen mechanischen Gerätschaften incl. Mahlstein, war hierbei über einem senkrechten Baum (Ständer) auf einem 4 Punkt-Fundamentsockel gelagert. Die Mühle wurde dann im Bedarfsfall in Windrichtung gedreht.

Um 1410 entwickelten die Holländer aus der Bockwindmühle die Kokerwindmühle, bei der die wesentliche Mühlenmechanik in den nicht drehbaren Sockel verlegt wurden.

Im 16. Jahrhundert wurde dann von den Niederländern die nächste Generation Windmühlen entwickelt, die sogenannte Holländerwindmühle, als Erd-, Wall- und Galerieholländer. Dieser Typ wurde immer wieder überarbeitet und modernisiert, hier sind exemplarisch die Paltrockwindmühle, Jalousieklappen- und Ventikantenflügel* zu nennen. 

Bedingt durch die Elektrifizierung Anfang der 1900 Jahre kam immer mehr der Elektromotor bei Mühlen zum Einsatz und der Mahlstein wurde durch den Walzenstuhl ersetzt. Der Strom gewährleistete einen kontinuierlichen Mahlbetrieb, der große Vorteil gegenüber dem nicht zuverlässig wehenden Wind. Mitte der sechziger Jahre wurden dann die letzten Windmühlen außer Betrieb genommen und waren dem Verfall preisgegeben.

* Ventikanten (vom lateinischen Wort „Ventus“ für Wind) sind eine Entwicklung des Majors Kurt Bilau (1872-1941). Die Ventikanten ermöglichen wegen ihrer besonderen Aerodynamik die doppelte bis dreifache Windenergieausnutzung im Vergleich zu Gatterflügeln mit Segeltuchbespannung. | Link >>  

Der älteste Windmühlentyp im europäischen Raum ist die Bockwindmühle.

Kernmerkmal dieses Mühlentyps ist es, dass das gesamte Mühlenhaus auf einem einzelnen dicken Pfahl (Hausbaum) steht, der senkrecht in einem unterhalb der eigentlichen Mühle befindlichen hölzernen Stützgestell, dem Bock befestigt ist. Auf dem Bock kann das gesamte Mühlengebäude mit der Maschinerie mittels der Hebelwirkung des Außenbalkens in den Wind gedreht werden. Diese Methode ist jedoch bei wechselnden Windrichtungen nicht optimal und sehr beschwerlich.

Früheste Erwähnungen von Bockwindmühlen gibt es in Belgien und Nordfrankreich zu Beginn des 11. Jahrhunderts. Bockwindmühlen wurden in Norddeutschland seit dem 16. Jahrhundert nach und nach von den Holländermühlen verdrängt.

Grundlegende Neuerung des Mühlentyps „Kokerwindmühle“ gegenüber der „Bockmühle“ war die Verlegung des Großteils der Mühlenmechanik und -räumlichkeiten in den fest stehenden Mühlensockel. Möglich wurde dies durch die Verlagerung der Königswelle in den Hausbaum. Der Hausbaum wurde hierzu ausgehölt, auch Koker genannt. Durch diesen lief nun die senkrecht geführte Königswelle. Der obere Teil der ehemaligen Bockwindmühle umfasste nur noch den drehbaren Kopf mit Flügel, Kammrad, Bunkler und oberen Teil der Königswelle und lies sich nunmehr erheblich leichter in den Wind drehen.

Paltrockwindmühlen wurden Anfang des 20. Jahrhunderts entwickelt und hauptsächlich in den nicht ganz so windreichen Gegenden gebaut.

Eine Paltrockwindmühle ist eine abgewandelte Bockwindmühle, bei der das Mühlengebäude auf einen Rollenkranz, welcher auf einem ringförmigen Fundament auf Bodennähe lagerte. Durch diese bauliche Veränderung konnte die Mühle vergrößert werden und mehr Maschinen oder Mahlgänge aufnehmen.

Die Drehung der gesamten Windmühle in den Wind erfolgte durch eine Windrose oder über per Hand über einen Steert.

Die Holländerwindmühle, regional auch Kappenwindmühle genannt, ist die modernste Entwicklung der klassischen Windmühle. Dieser Windmühlentyp verdrängte im 16. Jahrhundert vor allem in den Niederlanden und in Norddeutschland die vorher gebauten Bockwindmühlen. Während Holländerwindmühlen im Rest von Europa vorwiegend als Getreidemühlen eingesetzt wurden, dienten sie in den Niederlanden vor allem als Windpumpen zur Entwässerung der Polder.

Der untere Teil der Mühlen ist aus Stein oder Holz gebaut. Der auf dem Turm aufliegende bewegliche Kopf (Kappe oder Haube) mit Flügelwelle und Flügeln ist über ein Gleit- oder Rollenlager auf dem oberen Turm gelagert. So musste nur noch der obere Teil in den Wind gedreht werden.

Die Flügel sind an der Flügelwelle befestigt, die im vorderen Bereich des Mühlenkopfes auf einem sogenannten Katzenstein aufliegt bzw. gelagert ist. Der Katzenstein ist eine halbe Lagerschale aus Stein, die mit Fett geschmiert wird.

Zirka in der Mitte der Flügelwelle sitzt ein großes Kammrad mit ca. 3 Meter Durchmesser. Die Zähne des Kammrades greifen in ein rechtwinklig angeordnetes kleineres Zahnrad ein, dem sogenannten Bunkler*. In dem Bunkler sitzt rechtwinklig die Königswelle, die nach unten die Drehbewegung über ein Stirnrad, Stockrad und Mahlspindel den Mahlstein antreibt.

* Der Bunkler, auch Bunkel, Bonkel oder Bonkelrad genannt, sitzt in einer Holländerwindmühle auf der senkrecht stehenden Königswelle.  Es übernimmt vom Kammrad die Drehbewegung der Flügelwelle und überträgt diese auf die Königswelle. In der Regel beträgt das Übersetzungsverhältnis Flügelwelle zu Königswelle 1:2. 

Das bedeutet, dass der Bunkler halb soviel Zähne aufweist, wie das Kammrad und die Königswelle sich je Minute doppelt so schnell dreht, wie die  Flügelwelle. - Bei  Anfertigung und Einbau dieser elementaren Bauteile einer Mühle wird dem Mühlenbauer ein Höchstmaß an Qualität und Präzession abverlangt, muss er doch dafür Sorge tragen, dass die Übertragung der in eine Drehbewegung umgewandelten Windkraft kontinuierlich und materialschonend abläuft, dass das exakte Ineinandergreifen der Radkämme in jeder Position der sich um 360 ° drehenden Mühlenkappe gewährleistet bleibt.

Kein Wunder, dass erfahrene Mühlenbauer insbesondere die Konstruktionsdaten für Kammrad und Bunkler, die Anzahl, Anordnung, Form und Maße der Kämme wie ein streng behütetes Berufsgeheimnis bewahren. | Link

Mühlenflügel sind das Element der Windmühle, die selbst aus großen Entfernungen sichtbar sind. Früher wurden die Windmühlen durch die Stellung der Flügel deshalb auch zur Weiterleitung von wichtigen Nachrichten genutzt.

Im Normalfall besteht das Flügelkreuz aus 4 Flügeln, die durch den Wellkopf in der Mitte gehalten werden. Früher war der Wellkopf in der Flügelwelle eingearbeitet, war aber den Wettereinflüsse ausgesetzt und daher nicht sehr lange haltbar. Durch die Industrialisierung wurden dann Wellköpfe aus Gusseisen hergestellt.

Die Flügel selber bestehen aus den tragenden Ruten und den aufliegenden Windflächen.

Die Windflächen werden als Heckwerk oder Gatter bezeichnet, die sich in Vor- und Hauptheck aufteilen. Das Vorheck ist in Drehrichtung vor der Rute und das Hauptheck dahinter. Das Vorheck besteht aus montierbaren Brettern, die abhängig vom Wind bei Bedarf eingesetzt werden. Das Hauptheck ist wie ein Gatter oder Zaun aus Längs- und Querlatten konstruiert, und ist auf der gesamten Länge in sich nach Außen gedreht. Diese Bauweise ist vergleichbar mit der eines Flugzeugflügels oder den Segeln von Segelbooten.

Die Drehrichtung der Windmühlen ist im Normalfall gegen den Uhrzeigersinn, wenn man von Außen draufschaut, es gibt aber auch Ausnahmen, die im Uhrzeigersinn drehen.

Da das Hauptheck aus einem durchlässigen Gatter besteht, muss dieses noch bespannt werden, und zwar mit einem Segeltuch. Das Segeltuch wird am Gatter befestigt und kann abhängig von der Windstärke durch Ein- oder Ausrollen verkleinert oder vergrößert werden.

Diese Art wird auch als Segelgatterflügel bezeichnet.

Des Weiteren gab es ab Mitte des 19. Jahrhunderts Jalousieklappenflügel, die wesentliche Vorteile gegenüber der vorher genannten Variante haben. Das Hauptheck besteht hier nicht aus einem Gatter aus Längs- und Querlatten sondern aus einzelnen quer zur Rute angebrachten z.B. 20 einzelnen Jalousieklappen. Die Form ist vergleichbar mit den an Fenster angebrachten Sichtschutzjalousien. Diese Jalousien können abhängig von der Windstärke durch einen Verstellmechanismus per Hand oder automatisch geöffnet oder geschlossen werden, um somit die gewünschte Drehzahl zu regeln.

Eine Weiterentwicklung war der Bilau’sche Vertikantenflügel, der noch mehr dem aerodynamischen Prinzip und somit den Flugzeugflügeln entsprach. Letztendlich setze sich diese Flügelform, auch auf Grund des einsetzenden Mühlensterbens Anfang des 20. Jahrhundert nur bedingt durch.

Bei den Holländerwindmühlen wurde der Kopf ab dem 15. Jahrhundert mit einer Drehmechanik (Innnenkrühwerk) in der Haube gedreht. Welches auch mit einer Kette von der Galerie aus bedient werden konnte. Seit dem späten 16. Jahrhundert wurden sie zunehmend mit Außenkrühwerk ausgerüstet, bestehend aus fünf Steuerbalken die Kappe mittels am Steertende angesetzten Krühhaspel betätigt wird.

Die Funktion der Windrose ist seit Mitte des 18. Jahrhunderts bekannt und war für den Müller eine erhebliche Erleichterung, da er nicht mehr die Windmühle per Hand in den Wind drehen musste.  

Die Windrose wurde auf der Rückseite der Kappe rechtwinklig zu den Flügeln montiert. Sie besteht aus einem Flügelrad mit etwas quergestellten kleinen Flügeln und ist über ein Getriebe mit der drehbaren Kappe der Mühle verbunden. Die Kappe liegt lose, aber geführt auf dem festen Mühlenunterteil auf einem Stahlring als Gleitlager. Umlaufend ist auf dem Unterteil des Weiteren ein Zahnkranz befestigt. In diesen Zahnkranz greift ein Zahnrad des Rosengetriebes ein und dreht darüber die gesamte Kappe.  Kommt der Wind direkt von vorn drehte sich die Rose nicht. Änderte sich jedoch die Windrichtung so strömte dieser die Rose seitlich an. Die Rose fing dann an zu drehen, bis die Kappe wieder in Windrichtung stand.

Durch das hohe Gewicht der Kappe mit ca. 16 t war eine große Übersetzung des Getriebes von z.B. 1:2.000 notwendig. Eine kontinuierliche Inspektion und Wartung der mechanischen Bauteile war zwingend notwendig, insbesondere die Schmierung des Gleitlagers und des Getriebes.

Die Funktion der Windrose ist seit Mitte des 18. Jahrhderts bekannt und war für den Müller eine erhebliche Erleichterung, da er nicht mehr die Windmühle per Hand in den Wind drehen musste.  

Die Windrose wurde auf der Rückseite der Kappe rechtwinklig zu den Flügeln montiert. Sie besteht aus einem Flügelrad mit etwas quergestellten kleinen Flügeln und ist über ein Getriebe mit der drehbaren Kappe der Mühle verbunden. Die Kappe liegt lose, aber geführt auf dem festen Mühlenunterteil auf einem Stahlring als Gleitlager. Umlaufend ist auf dem Unterteil des Weiteren ein Zahnkranz befestigt. In diesen Zahnkranz greift ein Zahnrad des Rosengetriebes ein und dreht darüber die gesamte Kappe.  Kommt der Wind direkt von vorn drehte sich die Rose nicht. Änderte sich jedoch die Windrichtung so strömte dieser die Rose seitlich an. Die Rose fing dann an zu drehen, bis die Kappe wieder in Windrichtung stand.

Durch das hohe Gewicht der Kappe mit ca. 16  Tonnen war eine große Übersetzung des Getriebes von z.B. 1:2.000 notwendig. Eine kontinuierliche Inspektion und Wartung der mechanischen Bauteile war zwingend notwendig, insbesondere die Schmierung des Gleitlagers und des Getriebes.