uns zu brauchbaren Resultaten führt; es ist ein geübtes praktisches
Talent, das durch Mannigfaltigkeit von Beobachtungen zusammenwirkender
Kräfte und dazu dienlicher Organe geleitet, die mannigfaltigen Kräfte
und Organe aufzusuchen gewöhnt ist, deren Verein zu einer bestimmten
Wirkung führt, jenes Talent, wodurch Belidor, v. Baader, v. Reichenbach
sich zu Lehrern in diesem Fache erhoben -- nicht die bewunderten
Kunstgriffe der neuen Analysis, die dabei nicht einmal ihre Anwendung
finden.«
In diesem Werk findet sich eine vorzügliche Darstellung der technischen
Mittel des damaligen Bergbaues. Unter anderem sind dort die von dem
bayerischen Ingenieur v. Reichenbach in Berchtesgaden ausgeführten,
noch heute erhaltenen Wassersäulenmaschinen eingehend dargestellt, die
ein Jahrhundert hindurch in Betrieb gewesen sind.
[Illustration: Fig. 23.]
Fig. 23 (entnommen aus Langsdorf 2. Band, Taf. 48) gibt ein klares
Bild einer im Freiberger Revier aufgestellten Fördermaschine mit
Göpelbetrieb. Die Abmessungen, Geschwindigkeiten und Leistungen dieser
Maschine werden vom Verfasser genau mitgeteilt; diese Angaben sind hier
auf modernes Maßsystem umgerechnet, um dem Leser einen unmittelbaren
Vergleich zu ermöglichen.
Teufe = 100 Lachter = rund 200 m,
Nutzlast = 1100 Leipziger Pfund = rund 550 kg,
Antrieb durch zwei Pferde,
Seilgewicht = 14 Ztr. = rund 700 kg,
Hubgeschwindigkeit = 0,95 Dresdener Fuß in der Sekunde = rund
0,27 sekm,
Hubzeit = 12⅓ Min.,
Sturzpause = 3 Min.,
Schichtdauer = 6 Std.,
Stundenleistung = 550/1000 × 60/15,3 = rund 2 t,
Anlagekosten = 900 bis 1500 Rheintaler = rund 2700 bis
rund 4500 M.
Der Verfasser fügt noch folgende Bemerkungen hinzu: »Die größte
Förderteufe, auf welche man in Sachsen die Pferdegöpel anwendet,
beträgt 140 Lachter.« »Man rechnet, daß die Reparaturkosten in 15
Jahren den Anlagekosten gleichkommen.«
»Die bei einem solchen Göpel beschäftigten Arbeiter sind: ein Knecht
zum Antreiben der Pferde, ein ~Treibmeister~ zum Stürzen, ein
~Anschläger~ zum Füllen der Tonne und ein ~Ausläufer~ zum
Wegführen der Fördermasse aus dem Treibhause.« »Beim Schemnitzer
Bergbau in Ungarn, wo der Mangel an Aufschlagwasser die Zahl der
Wassergöpel sehr beschränkt, verlangt man von den Pferdegöpeln weit
mehr als in Sachsen.« Teufe 200 Klafter, 4 Paar Pferde, jedes Paar an
einem besonderen Göpelarm. Verhältnis von Göpelarm zu Trommelradius
= 2 : 1.
Der Verfasser beschreibt dann weiter eine sehr primitive aber durchaus
wirksame Senkbremse für größere Teufen mit folgenden Worten:
»Da in sehr tiefen Schächten, bei Anwendung einer zylindrischen
Trommel, das Gewicht des Seils der leeren Tonne, sobald diese dem
Füllort nahe kommt, das Übergewicht über die Last der vollen Tonne
bekommt, so wird zur gehörigen Zeit ein sog. Göpelhund am Zugkranz
angehängt, der aus zwei mit Steinen beschwerten Hölzern besteht und
durch seine Reibung auf der Rennbahn das allzuschnelle Umgehen der
Welle verhindert.«
Fig. 24 stellt eine besondere Ausführungsform von
Wasserrad-Fördermaschinen dar. Es war nämlich zur Ausnutzung des
Gefälles in vielen Fällen zweckmäßig, das Wasserrad soweit unter Tag
aufzustellen, daß das Abfallwasser durch einen vorhandenen Stollen
seitwärts an der Berglehne herauslaufen konnte. Die Trommelwelle mußte
aber naturgemäß über Tag liegen. Es ergab sich daher die Notwendigkeit,
die hochliegende Trommelwelle durch Kurbeln und Schubstangen von
der tiefliegenden Wasserradwelle aus anzutreiben. Da die hölzernen
Schubstangen mit ihren einfachen Angenlagern für die Aufnahme von
Zerknickungsbeanspruchungen und von Wechseldrücken wenig geeignet
gewesen wären, so sind vier Schubstangen ausgeführt, die stets nur auf
Zug beansprucht sind. Die Kurbeln sind als Schmiedestücke mit doppelter
Kröpfung ausgebildet.
Aus dem Bild ist ersichtlich, daß das Kehrrad aus dem Jahr 1800 dem von
Agricola 1500 mitgeteilten aus dem Jahre 1500 durchaus gleichartig ist.
[Illustration: Fig. 24.]
Trotzdem bei diesen Fördermaschinen nahezu alle Teile, namentlich die
Wellen und Seiltrommeln aus Holz hergestellt sind, sind doch bereits
Mittel angegeben, welche es gestatten, die eine Seiltrommel auf
der Welle während des Stillstandes soweit zu verdrehen, und wieder
festzusetzen, daß aus verschiedenen Teufen gefördert werden kann.
Die Anlagekosten einer Wasserrad-Fördermaschine ohne Zu- und Ableitung
aber einschließlich des Triebhauses gibt der Verfasser zu 500 Talern
sächsisch an.
Wie typisch derartige Wasserrad-Fördermaschinen geworden waren, geht
daraus hervor, daß sie in ähnlicher Art auch in Norwegen verwendet
wurden. Borgnis beschreibt in seinem Werk »Traité complet de Mécanique
appliquée aux Arts«, Paris 1815 eine Maschine dieser Art, die in dem
Silberbergwerk Kongsberg in Norwegen in Betrieb war. Aus Fig. 25
(entnommen aus Borgnis Taf. 19) ist ersichtlich, daß die Maschine
zugleich zur Wasserhaltung und zur Förderung dient. Das Wasserrad ist
hier nicht als Kehrrad ausgebildet, sondern läuft stets in derselben
Richtung um und treibt mittels einer Kurbel, eines Gestänges und
zweier Kunstkreuze zwei Pumpengestänge an. Das Gestänge ist doppelt
ausgeführt, damit nur Zugbeanspruchungen auftreten. Von den beiden
Kunstkreuzen aus wird die Trommelwelle durch Klinken bewegt. Die
Bewegung der Fördergefäße ist also keine stetige, sondern eine
absetzende. Da die Teufe nur eine sehr geringe ist, wie aus der
Anwendung von Ketten anstatt der sonst üblichen Seile und aus der
geringen Trommelbreite geschlossen werden kann -- etwa 50 m --, und
da die Hubgeschwindigkeit bei dem großen Durchmesser des Wasserrades
-- 13 m -- und dem geringen der Kettentrommel -- 2 m -- ebenfalls nur
eine sehr geringe gewesen sein kann, so dürfte die absetzende Bewegung
keine Nachteile gehabt haben. Das Stillsetzen der Kettentrommeln wurde
einfach durch Ausheben der Klinken bewirkt, während das Wasserrad und
die Pumpengestänge stetig weiterliefen.
[Illustration: Fig. 25.]
Fördermaschinen mit Wasserrad-Antrieb haben sich bis in die Mitte des
19. Jahrhunderts erhalten. So ist in der »Enzyklopädie« des Prof. Hülße
aus Chemnitz vom Jahre 1844 noch eine Darstellung eines Kehrrades mit
Bremswerk mitgeteilt.
Auch Fördermaschinen, die durch Wassersäulenmaschinen betrieben wurden,
scheinen ausgeführt gewesen zu sein. Wenigstens läßt eine Nachricht
von Langsdorf darauf schließen. Vermutlich aber haben diese Maschinen
der damaligen Fabrikation weit größere Schwierigkeiten bereitet als die
so sehr einfachen und zweckmäßigen Wasserräder, die unmittelbar die
drehende Bewegung der Seiltrommel erzeugten.
2. 1820 bis 1900: Antrieb durch Dampfkraft.
Wasserkraft war naturgemäß nur in bergigem Gelände verfügbar; für
das Flachland gab es nichts anderes als den Pferdegöpel. Als daher
die ersten Dampfmaschinen auftauchten, wurden sie nicht nur für die
Wasserhaltung, sondern sehr bald auch für die Förderung benutzt.
Severin berichtet in seinen »Beiträgen zur Kenntnis der Dampfmaschine«,
die als Abhandlung der Kgl. Technischen Deputation für Gewerbe
in Berlin im Jahre 1826 erschienen, daß damals im ~preußischen
Bergbau~ 77 Dampfmaschinen mit zusammen 1440 PS im Betriebe waren.
Unter diesen waren folgende 20 Fördermaschinen, deren abgerundete
Leistungen und Anlagekosten in umstehender Tabelle (S. 30) auf unser
heutiges Maßsystem umgerechnet zu finden sind.
Über die Förderung in ~Belgien~ berichtet Dr. Poppe in Dinglers
Polytechnischem Journal aus dem Jahre 1828 Bd. 29 S. 467 von einer
Studienreise durch Belgien und Westfalen: »Das Steinkohlenbergwerk zu
Hornu bei Mons war im Jahr 1811 bereits aufgelassen worden; die zwei
Schächte waren erschöpft, und alles Gerät bestand aus einer schlechten
Dampfmaschine und einem Pferdegöpel. In den Jahren 1810-13 baute
Degorge-Legrand 10 neue Schächte, die mit 8 Dampffördermaschinen von
zusammen 156 PS, also von durchschnittlich 156/8 = 19 PS ausgerüstet
wurden.«
Über Dampffördermaschinen in ~Westfalen~ gibt derselbe Verfasser
im Jahre 1838 die in nachfolgender Tabelle (S. 31) zusammengestellten
Angaben.
Aus dieser Zusammenstellung ist ersichtlich, daß die
Dampffördermaschinen der damaligen Zeit im Mittel nur über eine
Leistung von 8 PS verfügten; die stärkste Maschine leistete 20 PS. Es
wurde meist nur ein Kohlenwagen bei jedem Hub gefördert und zwar mit
einer mittleren Geschwindigkeit, die über 3 m in der Sekunde nicht
hinausging. Die Teufen blieben unter 150 m.
Zusammenstellung von Fördermaschinen in Preußen von Severin 1826.
=================+===============+=========+========+========+=========
| |Zylinder-| Nutz- | Anlage-| Anlage-
Namen der | Konstrukteur |durch- |leistung| kosten | kosten
Kohlengrube | |messer | | | für 1 PS
| |in mm | in PS | in Mk. | i. Mk.
-----------------+---------------+---------+--------+--------+---------
~Westfälischer Oberbergamtsbezirk.~
Trappe bei Wetter|Harkort Thomas | 380 | 7 | 9000 | 1200
| & Co. | | | |
Sälzer u. Neue |Masch.-Inspekt.| 420 | 9 | 10000 | 1200
Ack b. Essen | Merker | | | |
Kunstwerk bei | Dinnendahl | 790 | 30 | 35000 | 1150
Steele | | | | |
do. | „ | 390 | 8 | 14000 | 1840
do. | „ | 390 | 8 | 14000 | 1840
Wiesche bei | | | | |
Mühlheim | „ | 470 | 11 | 14000 | 1280
a. d. Ruhr | | | | |
Sellerbeck bei |Englerth | | | |
Mühlheim |Reuleaux u. | 680 | 12 | 10000 | 850
a. d. Ruhr |Dobbs | | | |
~Rheinischer Oberbergamtsbezirk.~
Hostenbach | Perrier | 550 | 15 | 20000 | 1350
a. d. Saar | | | | |
Furth bei | Cockerill | 420 | 9 | 22000 | 2570
Bardenberg | | | | |
Abgunst bei | „ | 390 | 35 | 45000 | 1280
Richterich | | | | |
Neulangenberg bei| | | | |
Kohlscheid | „ | 470 | 11 | 24000 | 2220
Neulaurweg |Englerth | 420 | 9 | 12000 | 1400
|Reuleaux u. | | | |
|Dobbs | | | |
Zentrum bei | „ | 420 | 9 | 12000 | 1400
Eschweiler | | | | |
do. | „ | 420 | 9 | 12000 | 1400
~Schlesischer Oberbergamtsbezirk.~
Segen Gottes b. | Holzhausen | 310 | 5 | 4500 | 950
Altwasser | | | | |
Glückhilf bei | „ | 310 | 5 | 3500 | 730
Hermsdorf | | | | |
Luise Auguste b. | „ | 420 | 9 | 7000 | 790
Waldenburg | | | | |
Königsgrube | „ | 420 | 9 | 7000 | 780
do. | „ | 420 | 9 | 7000 | 780
Charlotte zu | nach Newcomen | 310 | 5 | 4000 | 790
Czernitz | | | | |
Fig. 26 (entnommen aus Dinglers Journal 1838, Bd. 69, Taf. 2) zeigt
den Aufbau der Fördermaschine von 8 PS auf der Kohlengrube Leonore
und Nachtigall. Die Fördermaschinen der damaligen Zeit glichen
vollständig den Dampfwasserhaltungsmaschinen. Sie hatten nur einen
einzigen Dampfzylinder, der stehend angeordnet war und mittels einer
Lenkergeradführung und eines Balanciers die Kurbelwelle antrieb; die
Seiltrommel wurde von dieser durch ein Stirnradpaar betrieben. Die
Förderung war in der Regel eintrümig angeordnet. Naturgemäß war die
Steuerfähigkeit dieser einzylindrigen Maschinen sehr unvollkommen. Ein
Stillsetzen der Maschine in den Totpunkten mußte sorgfältig vermieden
werden, weil andernfalls die Maschine ohne Andrehen von Hand nicht
wieder in Gang gesetzt werden konnte. Poppe schreibt über die genannte
Maschine: »Das Manövrieren mit der Dampfmaschine erfordert große
Aufmerksamkeit.«
Zusammenstellung westfälischer Fördermaschinen von Poppe 1838.
========================+=====+=====+==========+=====+============
| | | Mittlere |Nutz-|
|Teufe|Nutz-| Hubge- |leis-|
Namen der Kohlengrube |in m |last |schwindig-|tung |Bemerkungen
| |in kg| keit |in PS|
| | | in sekm | |
------------------------+-----+-----+----------+-----+------------
Frühlingshaus bei Wetter| 120 | 300 | 2-3 | 8 |
Leonore und Nachtigall | 60 | | -- | 8 |zweitrümig
Gewalt bei Stehle | 150 | 300 | 2,5 | 10 |
Kunstwerk bei Stehle | 100 | -- | -- | 8 |zwei Förder-
| | | | |maschinen
Ath bei Aachen | -- | 500 | -- | 20 |
[Illustration: Fig. 26.]
In den nächstfolgenden Jahrzehnten machte die Fördermaschine die
gleiche Wandlung durch wie die Betriebsdampfmaschine: die inzwischen
vervollkommnete Werkstättentechnik erlaubte es, die schwerfällige
Lenkergeradführung mit Balancier durch die Gleitbahn mit Kreuzkopf
zu ersetzen; die inzwischen eingeführte höhere Pressung verminderte
die Zylinderabmessungen und ermöglichte es infolgedessen, den
Zylinder liegend anzuordnen. Die Steuerfähigkeit wurde in hohem
Maß vervollkommnet durch den Einbau von zwei Dampfzylindern, deren
Stirnkurbeln unter einem Winkel von 90° versetzt waren. Dadurch wurde
gleichzeitig die zweitrümige Förderung in betriebssicherer Weise
ermöglicht.
[Illustration: Fig. 27.]
In England behielt man die stehenden Maschinen bis in die Siebziger
Jahre bei, während man in Frankreich und Belgien in den Sechziger
Jahren bereits die liegenden Maschinen bevorzugte. Dowlais Eisenwerk in
Südwales hatte im Jahre 1855 bereits 16 Fördermaschinen mit zusammen
1134 PS, entsprechend einer Durchschnittsleistung von 70 PS, wie »Iron
Manufacture of Great Britain« von Truran berichtet.
[Illustration: Fig. 28.]
Fig. 27 (entnommen aus Burat: »Cours d’exploitation des Mines« Paris
1871) stellt eine Fördermaschine der Compagnie d’Anzin dar, die auf
der Kohlengrube von Havelny in den Sechziger Jahren in Betrieb war und
mit zwei Zylindern von 700 mm Durchmesser und 2000 mm Hub ausgerüstet
war. Die stehenden Zylinder sind noch beibehalten, der Balancier ist
aber bereits durch eine Geradführung ersetzt. Der Maschinenrahmen wird
zum Teil noch durch die Mauern des Geländes gebildet. Das Fördergerüst
liegt noch innerhalb des Maschinenhauses, zeigt aber bereits einen an
spätere Ausführungen erinnernden Aufbau. Das Fördergerippe hat bereits
zwei Stockwerke und fördert vier Wagen bei jedem Zug. Auch ist bereits
eine Dampfbremse eingebaut.
Die liegende Fördermaschine nahm sehr bald die Gestalt an, die sie
auch in modernen Ausführungen noch zeigt: die Trommelwelle liegt in
zwei Lagern und trägt Stirnkurbeln, an denen die Schubstangen der
nach außen gelegten Zylinder angreifen: das Fördergerüst wird als
freistehendes Eisengerüst neben dem Maschinenhaus aufgestellt, wie es
aus Fig. 28 (entnommen aus Volk, »Geräte und Maschinen zur Förderung«
Taf. 2) ersichtlich ist, die das Wesentliche einer modernen Anordnung
darstellt. Diese Anordnung wurde von den Siebziger Jahren an typisch
für Fördermaschinen, wie sie in Europa gebaut wurden. Abweichungen
finden sich bei diesen Maschinen nur in der Konstruktion der
Einzelheiten, hauptsächlich der Seiltrommeln und der Steuerung.
Einen Einblick in die Entwicklung der Dampffördermaschinen um die
Mitte des 19. Jahrhunderts gibt Redtenbacher in seinem Werk »Der
Maschinenbau« aus dem Jahre 1865. Er gibt in diesem folgende Tabelle
über die Hauptabmessungen einer Anzahl von Fördermaschinen:
Zusammenstellung ausgeführter Fördermaschinen von Redtenbacher 1865.
================+=====+==========+==========+=======+===========+
| | | Mittlere | Nutz- | |
Namen der |Teufe| Nutzlast | Hubge- | leis- | Material |
Grube |in m | in kg | schwin- | tung | des Seils |
| | | digkeit | in PS | |
| | | in sekm | | |
----------------+-----+----------+----------+-------+-----------+
Bleiberg | 110 | 200 | 1,2 | 3 | Hanf |
Altenberg | 32 | 1000 | 0,6 | 8 | Hanf |
Kronprinz | 276 | 750 | 3 | 30 | Draht |
Wilhelmina | 366 | 750 | 4 | 40 | Draht |
Friedr. Wilhelm | 306 | 750 | 3 | 30 | Draht |
Immenkoppel | 96 | 620 | -- | -- | -- |
Bassin de | 100 | 1700 | 1,2 | 27 | Hanf |
Commentri | | | | | |
Cornwall | 520 | 220 | 2 | 6 | -- |
Cornwall | 300 | 700 | 3 | 28 | -- |
Julien | 120 | 800 | -- | -- | Draht |
Julien | 300 | 700 | -- | -- | Hanf |
Rive de Gière | 400 | 800 | -- | -- | -- |
Anzin | -- | 700 | -- | -- | -- |
Gauley | 240 | 600 | 1,7 | 14 | -- |
Worm | 208 | 600 | 1 | 8 | Draht |
Bensberg | 60 | 500 | -- | -- | Draht |
Langenberg | 145 | -- | -- | -- | Draht |
Apfel | -- | -- | -- | -- | Draht |
Zentrum | -- | -- | -- | -- | Draht |
Grand Hornu | -- | -- | -- | -- | Draht |
Bassin de | 300 | 700 | -- | -- | Hanf |
Bressac | | | | | |
================+===============+=========+=========+============
| Querschnitts- | Gewicht | Durch- |
Namen der | abmessungen | des | messer | Gefördertes
Grube | des Seils | Seils | der | Material
| in mm | in kg | Trommel |
| | pro m | in m |
----------------+---------------+---------+---------+------------
Bleiberg | 30 × 80 | -- | -- | Erz
Altenberg | 30 × 1000 | -- | 1,2 | --
Kronprinz | 13 × 78 | 4,5 | -- | Kohle
Wilhelmina | 13 × 78 | 4,5 | -- | Kohle
Friedr. Wilhelm | 13 × 78 | 4,5 | -- | Kohle
Immenkoppel | -- | -- | -- | Erz
Bassin de | 35 × 140 | -- | -- | Erz
Commentri | | | |
Cornwall | -- | -- | -- | Erz
Cornwall | -- | -- | -- | Kohle
Julien | 18 | -- | 1,8 | Erz
Julien | 30 × 130 | 4,26 | -- | --
Rive de Gière | -- | 3 | -- | --
Anzin | -- | 4,19 | -- | Kohle
Gauley | -- | 3,34 | -- | --
Worm | 24 | 1,46 | 4,0 | --
Bensberg | 25 | -- | 2,0 | Erz
Langenberg | 19,6 | -- | -- | --
Apfel | 25 | -- | 1,5 | Erz
Zentrum | 30 | -- | 2,4 | Kohle
Grand Hornu | -- | -- | 2,2 | Kohle
Bassin de | 30 × 130 | 4,26 | -- | --
Bressac | | | |
Aus dieser Tabelle ist unter anderem ersichtlich, daß die Nutzleistung
im Mittel zwar auf das Doppelte gestiegen war, daß sie aber noch immer
über 40 PS nicht hinausging. Bei so geringen Leistungen entspricht die
Zwillingsfördermaschine mit Seiltrommeln allen billigen Ansprüchen
an Steuerfähigkeit und Betriebssicherheit. Der Dampfverbrauch ist
allerdings groß im Vergleich zu einer Betriebsdampfmaschine, aber er
ist, absolut genommen, gering im Vergleich zu dem Kraftbedarf anderer
Bergwerksmaschinen, wie Kompressoren und Pumpen. Als im letzten Drittel
des 19. Jahrhunderts die Nutzlasten, Geschwindigkeiten und Teufen sich
mehr und mehr vergrößerten, da machten sich auch die Nachteile der
Dampffördermaschine in höherem Grade geltend. Die Steuerfähigkeit nahm
ab, mit ihr die Betriebssicherheit; gleichzeitig wurde der relativ und
absolut hohe Dampfverbrauch um so fühlbarer, je mehr man bei anderen
Maschinen auf Sparsamkeit bedacht war.
[Illustration: Fig. 29.]
Zur Beleuchtung dieser Verhältnisse ist im folgenden der Arbeitsgang
einer Fördermaschine für sehr geringe Teufe verglichen mit dem Vorgang
bei sehr großer Teufe.
Fig. 29 (entnommen aus der Z. d. V. d. I. 1901, S. 1750) stellt den
Arbeitsvorgang bei einer Fördermaschine für 200 m Teufe, 1200 kg
Nutzlast und 12 sekm Höchstgeschwindigkeit dar. Das Diagramm ist
entwickelt aus Versuchen, die von Buschmann in Dinglers Polytechnischem
Journal 1899, Nr. 4, mitgeteilt sind, und die an der Fördermaschine des
Salzwerks Heilbronn ausgeführt sind. Diese Maschine ist dargestellt in
Fig. 30 (entnommen aus Dinglers Polytechnischem Journal 1899). Aus dem
Diagramm ist erkennbar, daß der durch das Seilgewicht hervorgerufene
Widerstand klein ist, und daß auch die Beschleunigungswiderstände
verhältnismäßig gering ausfallen. Der Gesamtwiderstand ändert sich
während der Fahrt nur wenig und bleibt stets über Null, so daß am Ende
des Hubes nur eine geringe Bremswirkung erforderlich ist.
[Illustration: Fig. 30.]
[Illustration: Fig. 31.]
Demgegenüber ist in Fig. 31 (entnommen aus der Z. d. V. d. I. 1901,
S. 1751) ein Diagramm dargestellt, welches sich ergeben würde wenn
die in Fig. 32 und 33 (entnommen aus der Z. d. V. d. I. 1900,
s. 249) abgebildete größte bisher ausgeführte Fördermaschine (der
Tamarack-Mining Co. am Oberen See) ebenso wie die Heilbronner Maschine
mit zylindrischen Trommeln ausgeführt wäre. Die Maschine ist gebaut
für 1800 m Teufe, 6000 kg Nutzlast und 20 sekm Höchstgeschwindigkeit.
Der große Widerstand infolge des Seilgewichtes von 10000 kg und die
großen Beschleunigungswiderstände würden einen sprungweisen Verlauf
des Gesamtwiderstandes ergeben, der insbesondere im zweiten Teil des
Hubes die Steuerung der Maschine sehr erschweren und demgemäß die
Betriebssicherheit beeinträchtigen würde.
[Illustration: Fig. 32.]
[Illustration: Fig. 33.]
Der störende Einfluß des veränderlichen Seilgewichtes machte sich
schon bei den alten Göpel-Fördermaschinen bemerkbar. Langsdorf hatte
bereits mitgeteilt, in welcher Weise man in Schemnitz diesem Übelstand
begegnet war. Schon damals kam man auf den Gedanken, die Seilkörbe
nicht zylindrisch sondern kegelförmig in solcher Weise auszuführen, daß
zu Beginn des Hubes das große Seilgewicht am kleinen Hebearm angreift,
während das geringe Seilgewicht zu Ende des Hubes am großen Hebelarm
wirkt. Die Maschine der Tamarack-Co. ist mit kegelförmigen Seiltrommeln
ausgeführt, ähnlich wie die in Fig. 34 dargestellte Maschine, die von
der Gutehoffnungshütte für die Zeche Zollverein ausgeführt wurde. Um
indessen die Abmessungen nicht allzugroß werden zu lassen, hat man
auf vollkommene Ausgleichung verzichtet und den mittleren Teil der
Seiltrommeln zylindrisch gestaltet, wobei dieser Teil abwechselnd von
beiden Seilen benutzt wird.
[Illustration: Fig. 34.]
Fig. 35 (entnommen aus der Z. d. V. d. I. 1901, S. 1751) stellt
das Diagramm dar, welches sich für die tatsächlich ausgeführten
kegelförmigen Seiltrommeln ergibt. Wenn auch die Seilausgleichung
nur eine sehr unvollkommene ist, so ist doch der Verlauf des
Gesamtwiderstandes nicht mehr der sprunghafte des vorhergehenden
Diagramms.
Werden die kegelförmigen Trommeln so gestaltet, daß sie eine
vollkommene Seilausgleichung ergeben, dann müssen sie so große
Abmessungen erhalten, daß die Maschine sehr schwerfällig und
teuer wird. Man hat daher derartige sogenannte Spiralkörbe nur
in Ausnahmefällen ausgeführt. Dazu kommen noch einige andere
Betriebsnachteile, die gleichfalls dazu geführt haben, daß diese
Maschinen nie eine typische Ausgestaltung gewonnen haben.
Eine weit einfachere Seilausgleichung ergibt sich dadurch, daß man
ein sogenanntes Unterseil anwendet, d. h. ein Seil, welches mit
seinen beiden Enden an den Böden der beiden Gerippe befestigt ist und
als Schleife bis zur Sohle des Schachtes hinabhängt. Es sind dann
die Seilgewichte in beiden Schachttrümen stets gleich groß. Diese
Erfindung wurde bereits im Jahre 1821 von Delneufcourt gemacht (Fig.
36; entnommen aus Dinglers Journal 1821, Bd. 5, S. 129), aber erst sehr
viel später zur Anwendung gebracht.
Fig. 37 (entnommen aus der Z. d. V. d. I. 1901, S. 1751) läßt erkennen,
daß bei dieser Anordnung der Widerstand des Seilgewichtes gänzlich
verschwindet, und daß infolgedessen der Verlauf des Gesamtwiderstandes
sehr viel gleichmäßiger wird.
[Illustration: Fig. 35.]
Diese Anordnung kann indessen nur innerhalb gewisser Grenzen
verwendet werden. Sie hat sich bei Dampfbetrieb bis zu 700 m Teufe
bewährt; darüber hinaus ruft das infolge des Kurbeltriebwerks stark
veränderliche Drehmoment der Dampfmaschine Geschwindigkeitsänderungen
und damit Schwankungen im Seil hervor, die dessen Lebensdauer sehr
verkürzen. Abgesehen von der Seilausgleichung, gewährt das Unterseil
noch die Möglichkeit, an Stelle der zwei Seiltrommeln eine einzige
Seilscheibe (Fig. 38; entnommen aus der Z. d. V. d. I. 1902, S. 364)
verwenden zu können, auf welcher das endlose Seil nur mit einer halben
Umschlingung aufliegt, also nur durch Reibung mitgenommen wird. Es
entsteht bei dieser Anordnung -- der sog. Koepeförderung -- der
Vorteil, daß bei Klemmungen der Gerippe im Schacht oder bei übermäßig
schnellem Anfahren das Seil auf der Scheibe gleiten kann, so daß
Zerrungen und Überlastungen des Seils vermieden werden. Gleichzeitig
wird die ganze Maschine leichter und daher steuerfähiger und darum
wieder betriebssicherer.
[Illustration: Fig. 36.]
Alles in allem genommen, hat die Koepeförderung die Eigentümlichkeit,
daß sie dem Dampfbetrieb gut angepaßt ist; der zur Erzielung der
nötigen Reibung erforderliche große Durchmesser der Koepescheibe ist
außerdem gut in Einklang zu bringen mit der für die Dampfmaschine
passenden Umlaufzahl, so daß ein einfacher und harmonischer Aufbau
entsteht.
Für größere Teufen ist, wenigstens bei Dampfbetrieb, das Unterseil
nicht anwendbar, weil die dann sehr große Masse des Seils unter den
unvermeidlichen Geschwindigkeitsschwankungen zu sehr leiden würde, die
mit dem Kurbeltrieb unabänderlich verknüpft sind.
[Illustration: Fig. 37.]
[Illustration: Fig. 38.]