LXVI. Ueber Förderungs-Dampfmaschinen; von Julius v. Hauer, k. k. Professor. Aus der österreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, 1870, Nr. 43. v. Hauer, über Förderungs-Dampfmaschinen. Eine kürzlich ausgeführte Bereisung der Kohlenwerke von Mährisch-Ostrau, dann der Gegend von Kattowitz und Königshütte in Preußisch-Schlesien gibt dem Verfasser Anlaß zu folgenden Bemerkungen. Die gegenwärtig am meisten verbreitete Anordnung der neueren Förderungsdampfmaschinen, die Zwillingsmaschine ohne Transmission, ist auch an den genannten Orten durchwegs adoptirt. Die größten dieser Maschinen haben bis 38 Zoll Cylinderdurchmesser, 5 Fuß Hub und ihre Leistung steigt auf 250 Pferdekräfte. Die Weglassung der Transmission gewährt den Vortheil, daß die Gefahr der Brüche an den Zahnrädern beseitigt und die Anordnung etwas einfacher ist; bei beträchtlicher Förderungsgeschwindigkeit wird keine zu geringe Kolbengeschwindigkeit erfordert. So z.B. ergibt sich für die Maschine am Skalleyschacht bei Zabrze, welche 30 Zoll Cylinderdurchmesser, 5 Fuß Hub und 12 Fuß Seilkorbdurchmesser besitzt, bei 15 Fuß Fördergeschwindigkeit die Kolbengeschwindigkeit gleich 4 Fuß. Soll jedoch nur langsam gefördert werden, so muß bei Mangel einer Transmission entweder die Kolbengeschwindigkeit zum Nachtheil des Effectes klein, oder der Hub groß seyn, wodurch die Maschine zu sehr in die Länge gestreckt wird, oder es müssen die Treibkörbe geringen Durchmesser erhalten, was den Seilen schädlich ist. Diese Umstände treten besonders bei schwächeren Maschinen auf, deren Hub, um nicht in ein zu ungünstiges Verhältniß gegen den kleinen Cylinderdurchmesser zu gerathen, auch nur gering anzunehmen ist. Schwache Maschinen, die mit mäßiger Geschwindigkeit fördern, z.B. beim Schachtabteufen gebraucht werden sollen, sind daher vortheilhafter mit Transmission auszuführen, wobei noch immer das Zwillingssystem beibehalten werden kann. Die Transmission erfordert zwar Zahnräder und eine Welle mehr, dagegen werden die Dimensionen der Maschine reducirt und die Gefahr eines Bruches der Zahnräder ist wenigstens bei geringen Kräften nicht von Bedeutung. Eine Maschine dieser Art ist am Bismarkschachte bei Königshütte in Verwendung; die Cylinder liegen dabei dicht nebeneinander und wirken auf zwei in der Mitte einer kurzen Vorgelegewelle angebrachte, um 90° verstellte Doppelkurbeln. An den Enden dieser Welle sind zwei kleine Zahnräder von gleichem Durchmesser aufgesteckt, welche in größere an der Treibkorbwelle eingreifen; die Treibkörbe befinden sich außerhalb der großen Zahnräder, die Schieberkästen an den einander zugekehrten Seiten der Dampfcylinder. Die beiden Schieberstangen liegen daher nahe beisammen, was die Anordnung der Steuerung vereinfacht, welche mittelst der Gooch'schen Coulisse erfolgt. (Die erwähnte Stellung der Dampfcylinder kommt auch bei der Zwillingsmaschine ohne Transmission des Dobblhoffschachtes bei Mariaschein in Böhmen vor, wo die Welle, welche die zwei Doppelkurbeln enthält, durch eine etwas bewegliche Kuppelung mit der Treibkorbwelle verbunden ist und das Ganze in drei Lagern läuft. Doch ist eine Welle mit zwei Doppelkurbeln ein schwer herzustellendes Schmiedestück.) Eine andere Zwillingsmaschine mit Umsetzung ist beim Abteufen des Bahnschachtes II bei Königshütte in Betrieb; die Cylinder derselben sind weiter von einander entfernt, die Kurbeln an den Enden der Vorgelegewelle und nur ein Paar Zahnräder zur Uebertragung der Bewegung auf die Treibkurbelwelle angebracht. Gelegentlich sey hier die anderwärts vorkommende, sehr compendiöse Anordnung erwähnt, bei welcher sich die Kurbeln an den Enden, das kleine Zahnrad in der Mitte der Vorgelegewelle, das große zwischen den Treibkörben befindet, die Treibkorbwelle gegen die Cylinder hin verlegt und auf deren Fundamentrahmen gelagert ist. Nur bei den unten erwähnten, auch für geringe Leistungen bestimmten Dampfhaspeln läßt man der Einfachheit wegen die Transmission weg. Stehende Zwillingsmaschinen ohne Umsetzung von größeren Dimensionen sind am Hermenegild- und am Wilhelmsschacht in Polnisch-Ostrau ausgeführt; die Dampfcylinder befinden sich unten, die Treibkorbwelle oben, der Stand des Maschinenwärters ober den Cylindern, hinter den Treibkörben. Die neuerer Zeit in Belgien angewendete Einrichtung dürfte vorzuziehen seyn, bei welcher die Treibkorbwelle unten, die Cylinder auf zwei durch eine Brücke verbundenen Ständern in Gestalt hohler Kegel gelagert sind; die Treibkorbwelle erhält dabei eine solide Fundirung. Die Behauptung, daß das Seil bei hochliegendem Treibkorb mehr geschont werde, indem es einen kleineren Bogen an der Seilscheibe umfaßt, entbehrt des theoretischen Grundes, sowie einer genügenden Bestätigung durch die Erfahrung. Dampfhaspel werden beim Abteufen der Schächte vielfach benutzt. Dieselben sind als stehende Zwillingsmaschinen ohne Umsetzung mit oscillirenden Cylindern ausgeführt. Die Welle der bei 4 Fuß Durchmesser besitzenden Treibkörbe ruht auf zwei von einer Grundplatte aufragenden Ständern und ist an beiden Enden mit Kurbeln versehen, deren Zapfen mit den Dampfkolbenstangen verbunden sind. Die Cylinder befinden sich außerhalb der Ständer, die hohlen Drehzapfen sind an der Grundplatte gelagert und dienen zum Ein- und Austritt des Dampfes; die Dampfcanäle laufen in der Mitte der Grundplatte zusammen, wo sich der zur Umsteuerung dienende Schieber befindet. Diese Einrichtung der Dampfcanäle und die Umsteuerung mit Schieber oder Hahn gestattet zwar kein Voreilen und keine Aenderung der Expansion, ist aber bei so kleinen und nur vorübergehend benutzten Maschinen wegen ihrer Einfachheit ganz am Platze. Bei Aufstellung der großen Wasserhaltungsmaschinen und Pumpen werden zur Hebung und Senkung der Bestandtheile Dampfkabel, d.h. durch Dampf betriebene Winden, meistens Frictionswinden, gebraucht, welche den Dampfhaspeln ähnlich, doch mit Transmission ausgeführt sind. Ungeachtet des geringen Durchmessers der Trommeln benutzt man dabei starte Seile aus nicht besonders dünnen Drähten. Was die Steuerung der großen Fördermaschinen betrifft, so erfolgt selbe gewöhnlich durch Ventile. Dagegen läßt sich allerdings einwenden, daß das Spiel der 8 Ventile einer Zwillingsmaschine schwer in genau richtigem Einklang erhalten werden kann, dafür ist aber eine Maschine mit Ventilen leicht umzusteuern. Für Schieber ist die Coulisse der bequemste Apparat zur Umsteuerung; bei Ausführung der letzteren Manipulation erhält der Schieber eine Bewegung die sich, wenn die Maschine in Gang ist, mit der von den Excentern hervorgebrachten zusammensetzt, jedenfalls aber einer Reibung begegnet, welche nebst der des Gleitstückes in der Coulisse beim Umlegen des Steuerungshebels überwunden werden muß. Bei Fördermaschinen ohne Umsetzung ist die Kolbengeschwindigkeit eine mäßige, der Cylinderdurchmesser und die Dimensionen des Schiebers, mithin auch dessen Reibung werden groß, und der letztere Widerstand nimmt noch zu, wenn die Maschine zweicylindrig ist. So kommt es, daß das Umlegen des Reversirhebels schon schwer von Statten geht, wenn die Stärke der Maschine 100–150 Pferdekräfte übersteigt. Bei der Fördermaschine am Krugschacht bei Königshütte ist aus diesem Grunde zur Verstellung der Coulisse ein kleiner Dampfcylinder in Verwendung, dessen Kolben, um die Bewegung zu mäßigen, mit einem zweiten in einem Oelcylinder befindlichen Kolben in Verbindung steht; doch entspricht der Apparat nicht gut, gestattet keine variable Expansion zu erzielen und wird demnächst abgeworfen. Man ist daher auf die Ventilsteuerung angewiesen, bei welcher durch Voreilen der Excenter, sowie durch Spielräume der Ventilhebel in den Ventilstangen dieselbe Dampfvertheilung erreicht werden kann, wie bei einem Schieber durch Voreilen und äußere Deckung. Bei der mäßigen Geschwindigkeit der Maschinen ohne Transmission tritt auch kein nachtheiliges Schlagen der Ventile ein. Zur Umsteuerung können großentheils dieselben Mechanismen benutzt werden, wie für Schieber, und es sind in der That meist die Stephenson'sche oder Gooch'sche Coulisse in Verwendung. Bei einer Maschine auf der Ferdinandsgrube bei Kattowitz ist die Gooch'sche Coulisse nicht aufgehängt, sondern in der Mitte mit einem Zapfen versehen, der in einem festen Nahmen horizontal verschiebbar ist. Bei der älteren Maschine am Dechenschacht bei Zabrze ist eine Gabelsteuerung, am Prinz Schönaich-Schacht ebendaselbst eine um einen festen Drehpunkt schwingende, durch ein Excenter bewegte Coulisse in Verwendung, in welcher das eine Ende der zur Bewegung der Ventilhebel dienenden Stange mittelst Gleitstück verschiebbar ist. Beide letztere, auch für Schieber angewendete Mechanismen gestatten kein lineares Voreilen, weil sich diese beim Rückwärtsgang in ein Nacheilen verwandeln würde. Die Treibkörbe haben statt gußeiserner häufig schmiedeeiserne Arme, welche durch Schrauben einerseits mit Rosetten, andererseits mit den gleichfalls schmiedeeisernen Treibkorbkränzen verbunden sind. An den einander zugekehrten Seiten der Kränze sind concentrisch gebogene Winkeleisen und auf diesen die aus Kesselblech bestehende Verkleidung festgenietet, welche dem Seil zur Unterlage dient. Die gegenüberstehenden Arme der Treibkorbscheiben werden noch durch Diagonalschienen abgesteift. Mehrfach trifft man auch conische Körbe, deren Umfang aus Gußeisen besteht; an der äußeren Kegelfläche befindet sich eine schraubenförmig herumlaufende Nuth, in welche sich das Seil einlegt. Der ganze Kranz besteht aus mehreren, durch einwärts gekehrte Lappen und Schrauben verbundenen Theilen. Es sind diese, dann diejenige Construction der conischen Körbe, wo eine hölzerne Verschallung mit eingedrehter Nuth die Unterlage für das Seil bildet, die einfachsten; sie gestatten jedoch keine starke Conicität, daher nur dann eine vollständige Ausgleichung des Seilgewichtes, wenn die Schachttiefe nicht groß ist. Bei beträchtlicher Schachttiefe sind conische Körbe überhaupt nicht verwendbar, weil sie wegen der Länge des aufzuwindenden Seiles große Breite oder großen Durchmesser benöthigen; bei geringer Tiefe ist der Widerstand wenig veränderlich und die Ausgleichung wenig von Belang. Spiralkörbe mit Bandeisen dürften im Allgemeinen den conischen vorzuziehen seyn, da sie die Ausgleichung des Seilgewichtes bis zu größeren Tiefen gestatten, einfachere Construction zeigen und den Seilscheiben beliebig nahe gestellt werden können. Die Befestigung der beweglichen Treibkörbe erfolgt vorwaltend durch einen gemeinschaftlichen oder zwei abgesonderte, auf der Welle aufgekeilte Muffe mit Kränzen, an welchen die beiden Scheiben des beweglichen Korbes durch einige Schrauben befestigt sind. Mitunter wird der Korb in bekannter Art nur durch Reibung mitgenommen, indem die Scheiben durch lange Verbindungsbolzen mit Muttern gegen einen auf der Welle festen Muff gepreßt sind. Dreht man die Muttern etwas zurück, so ist der Korb lose. Dieß ist allerdings eine sehr bequeme Verbindungsart, welche überdieß den beweglichen Korb in jeder Stellung gegen die Welle zu fixiren, daher die Seillänge ganz genau zu reguliren gestattet, allein sie gewährt nach mehrseitigem Ausspruch nicht die genügende Sicherheit, da die langen Bolzen sich dehnen. Die Reibung zwischen Muff und Treibkorbscheiben kann übrigens vergrößert werden, wenn man Salmiak oder Kochsalz auf die Berührungsflächen bringt. Jedenfalls ist die vorige Einrichtung sicherer und sie wird eine hinreichend genaue Regulirung der Seillänge gestatten, wenn eine größere Zahl von Löchern für die Verbindungsschrauben vorhanden ist. Alle anderen Methoden zur Befestigung des losen Korbes müssen als zu complicirt bezeichnet werden. Die Bremsen sind gewöhnlich Bandbremsen, entweder ganz um den am Treibkorb befindlichen Bremskranz gelegt oder aus zwei Bändern bestehend, deren eines die obere, das andere die untere Hälfte des Kranzes bedeckt. In beiden Fällen ist der obere Theil des Bandes durch Schnüre mit einem oder zwei Gegengewichtshebeln in Verbindung, um das Schleifen des Kranzes bei nicht angezogener Bremse zu verhüten. Für starke Maschinen reicht eine einfache Bremse nicht aus; durch Anwendung einer Umsetzung, z.B. eines Handrades mit Muttergewinden in der Nabe, welches mittelst einer Schraubenstange den Bremshebel anzieht, wird der Eintritt der Hemmung verzögert. An mehreren Orten sind daher Dampfbremsen eingerichtet, welche jedoch die bekannten Nachtheile zeigen, daß das Anziehen mit einem Stoß erfolgt, die Stärke der Hemmung nicht regulirt werden kann und der Apparat, wenn er einige Zeit nicht im Gebrauche war, den Dienst versagt, weil der kalt gewordene Bremscylinder den Dampf condensirt. Aus diesem Grunde benutzt man hier und da die vorhandene Dampfbremse gar nicht und hemmt die Maschine, wenn auch weniger präcis, nur mittelst der Admissionsvorrichtung und des Umsteuerungshebels, oder man ersetzt die Dampfbremsen durch solche mit Handrad. Die Seilscheiben werden meistens mit schmiedeeisernen, in Nabe und Kranz eingegossenen Armen, dabei öfters zweitheilig hergestellt und dann Nabe und Kranz der beiden Hälften durch Flantschen und Schrauben verbunden. Ueber Nebenapparate kommt zu bemerken, daß zur Sicherung gegen den Stoß beim Anhub der Schale auf der Scharleygrube ein federndes Seilscheibengerüst errichtet ist, indem die Zapfenlager der Seilscheiben auf einem hölzernen Rahmen stehen, der an einem Ende um eine horizontale Achse drehbar ist, mit dem anderen auf Wagenfedern ruht. Von den zu gleichem Zwecke dienlichen Vorrichtungen dürften die zwischen Seil und Schurzkette eingeschalteten Seilfederbüchsen noch am meisten verbreitet seyn; an allen ist auszusetzen, daß bei geringer Biegsamkeit des federnden Gegenstandes der Zweck nicht erreicht wird, im entgegengesetzten Falle aber die Stöße sich mehren, welche aus den wenigstens bei größerer Schachttiefe eintretenden Seitenschwankungen des Seiles resultiren. Am besten hilft in dieser Beziehung ein vorsichtiges Anlassen der Maschine, welches allerdings die Schnelligkeit der Förderung beeinträchtigt. Von den zahlreichen bis jetzt ersonnenen Apparaten, welche ein zu hohes Aufsteigen der Schale hindern sollen, wenn die Maschine nicht rechtzeitig angehalten wurde, ist nur wenig zu sehen. Man scheint der Ansicht beizupflichten, daß die Sicherung auch gegen diese Gefahr am besten in der Verläßlichkeit des Maschinenwärters zu suchen sey, daß die entsprechenden Vorrichtungen nur die Zahl der zu beaufsichtigenden Objecte vermehren und selbst wieder die Ursache von Unfällen werden, wenn man sich auf ihre Wirksamkeit unbedingt verläßt. Zur Verständigung zwischen dem Personal in der Grube und ober Tags dienen öfters elektrische Signale, welche so verläßlich seyn sollen, daß man kein besonderes Gewicht darauf legt, ob der Maschinenwärter von seinem Standpunkt aus die Schachtmündung sieht oder nicht; doch ist das erstere stets vortheilhaft und sollte, wenn es die Localverhältnisse nicht verbieten, stets ermöglicht seyn. Eine eigenthümliche Construction zeigen die Förderschalen am Krugschacht bei Königshütte. Die Schale ist ein viereckiger Kasten aus Kesselblech, an zwei gegenüberstehenden Seiten offen und an den vier horizontalen Kanten abgerundet; sie enthält in der Mitte der Höhe eine durch Querträger gebildete Abtheilung, also zwei Etagen. Diese Construction wurde gewählt, weil wegen kleiner Weite der Schachtabtheilungen die Wände der Schale möglichst dünn seyn mußten; die letztere fällt dabei solid, aber auch sehr schwer aus. Unter den Fangvorrichtungen sind die mit excentrischen gezahnten Scheiben vorherrschend; am Krugschacht besteht jede solche Scheibe aus drei dicht beisammen liegenden Platten von geringerer Dicke, welche um je einen Zahn gegen einander verstellt sind. Auf der Scharleygrube hat der Bestandtheil, welcher die Schale aufhält, folgende Einrichtung. Derselbe ist ein horizontaler Hebel, welcher an der dem Leitsparren zugekehrten Seite der Schale angebracht und um eine horizontale, zur Ebene der beiden Leitsparren parallele Achse drehbar ist. An einem Ende dieses Hebels befinden sich vorspringende Backen, welche die Seitenflächen des Leitsparren umfassen und zur Führung dienen; der andere Hebelarm wird in dem Augenblicke wo das Seil reißt, durch eine Feder abwärts gedrückt, die Backen kommen in schräge Stellung gegen die Leitungen, greifen an und werden schließlich durch das Gewicht der Schale, welches an den Drehungsachsen der Hebel abwärts wirkt, um so mehr festgeklemmt. Es liegen noch keine Erfahrungen über die Wirksamkeit dieser Einrichtung vor. Von Aufsetzvorrichtungen für die Schale ist neben den gewöhnlichen mit drehbaren Stützen eine mit horizontal verschiebbaren Riegeln am Krugschacht zu erwähnen; dieselbe soll weniger Reparaturen erfordern, als erstere. Um den Stoß beim Aufsetzen der Förderschale zu mildern, welcher die Haltbarkeit der letzteren beeinträchtigt, sind am Wilhelmsschacht zu Polnisch-Ostrau massive Kautschukblöcke unter die Lager der Aufsetzvorrichtung gelegt. Anderen Ortes wurden zu gleichem Zwecke Bufferfedern angewendet. Diese Unterlagen dürfen aber nur wenig nachgiebig seyn, weil sonst die ruhende Schale, je nachdem sie leer, mit ungeladenen oder vollen Wagen besetzt ist, verschiedene Höhenstellungen einnimmt, wodurch das Auf- oder Abschieben der Wagen erschwert ist.