XLVII. Freifall-Seilbohrer auf der Wiener Weltausstellung 1873; von Professor Franz Rochelt. Aus dem berg- und hüttenmännischen Jahrbuch der Bergakademien zu Leoben, Pribram und Schemnitz, 1874, Bd. XXII S. 214. Mit Abbildungen. Rochelt, über Freifall-Seilbohrer auf der Wiener Weltausstellung. Die Wiener Weltausstellung bot dem Montantechniker zwar nichts epochemachend Neues, es fanden sich aber Ausstellungsobjecte in großer Zahl, welche Zeugniß gaben, daß auch die Montantechnik gegenüber anderen Industriezweigen bezüglich des Fortschrittes nicht zurückgeblieben ist. Für den intelligenten Bergmann von besonderem Interesse waren die mannigfaltigen Gesteinsbearbeitungsmaschinen, welche exponirt und theilweise in Thätigkeit waren, und unter diesen lenkten ganz speciell die in neuerer Zeit auf eine hohe Stufe der Vollkommenheit gebrachten Erdbohr- und Freifallapparate die Aufmerksamkeit des Fachmannes auf sich. Wenn man, wie in neuerer Zeit zu Sperenberg in Preußen, mittels Gestängbohren eine Teufe von mehr als 4050 Fuß erschlossen hat, so liefert dieses staunenswerthe Resultat einer Erdbohrung Beweis genug von dem hohen Grade der Vollkommenheit, welchen die Gestängbohrarbeit in der Gegenwart bereits erreicht hat. Dessen ungeachtet bleibt aber das Erdbohren mittels Gestänge jederzeit mit einem sehr fühlbaren Mangel behaftet, welcher bekanntlich darin besteht, daß das Einlassen und Ausziehen des Gestänges, den Längen einzelner Stangenzüge entsprechend, Partienweise erfolgen muß, wodurch ein bedeutender Zeitverlust herbeigeführt und die Bohrarbeit nicht nur verzögert sondern auch vertheuert wird. Auf ein Minimum reducirt wird dieser durch An- und Abschrauben der einzelnen Stangenzüge herbeigeführte Zeitverlust beim Seilbohren, wo bei einer nicht zu hoch angeschlagenen Fördergeschwindigkeit des Bohrapparates von circa 1 Meter das Ein- und Ausfördern des Bohrers in 1/5 der Zeit erfolgen kann als unter sonst gleichen Umständen beim Gestängbohren. Es liegt daher sehr nahe, daß man allgemein bestrebt war, auch bei größeren Tiefbohrungen das Seilbohren statt dem Gestängbohren zu substituiren. Erst durch Einführung der neueren selbstthätigen Freifall-Seilbohrer, von welchen später die Rede sein soll, ist der bisherigen Gestängbohrarbeit eine fühlbare und mächtige Concurrenz geschaffen worden; denn Mängel, welche man dem Seilbohrer mit Recht zum Vorwurf machte, als: Unsicherheit des Hubes in Folge der Seilausdehnug, – Unsicherheit des Umsetzens, welches allein durch Einfluß der Seiltorsion bewerkstelligt wurde, – der nachtheilige Umstand, daß man bei der älteren Seilbohrmethode den freien Fall des Unterstückes nicht wirksam zur Geltung bringen konnte, – alle diese Uebelstände sind durch Verwendung der Seil-Freifallbohrer neuerer Construction vollständig behoben, und die bei Seilbohrungen in letzterer Zeit erzielten Resultate, wie solche z.B. die bekannten Bohringenieure in Galizien, Fauck und Roth, aufzuweisen im Stande sind, sind so überraschend günstig, daß man mit voller Gewißheit annehmen kann, es werde in nicht ferner Zukunft das Seilbohren ziemlich allgemein das Gestängbohren verdrängen. Ein Vorwurf, welchen man dem Seilbohren noch macht, daß man dennoch ein Gestänge in Reserve haben muß, um vorkommende Brüche und Klemmungen im Bohrloch beheben zu können, ist wohl nicht ganz stichhaltig, da man ja auch bei Gestängbohrungen auf ein Reserve-Fanggestänge angewiesen ist, wenn Gestängbrüche in größerer Ausdehnung sich einstellen. Zu Ungunsten des Seilbohrens könnte man höchstens rechnen, daß man oder Tag am Seil nicht die genaue Fühlung hat wie am Bohrgestänge, um daraus den Gang des Bohrapparates im Bohrloch beurtheilen zu können. Bei einiger Uebung dürfte jedoch der Bohrmeister aus der Spannung, Schwankung und Belastung des Seiles ebenfalls beurtheilen können, ob der Freifallapparat richtig functionirt, oder nur als Rutschschere leer auf und ab spielt. Der Effect beim Seilbohren gegenüber dem Gestängbohren stellt sich unbedingt viel günstiger heraus, da ja in Folge der sehr verkürzten Förderzeit des Bohrapparates viel öfter gelöffelt und geschmandet werden kann, und in Folge dessen der Angriff des Meißels viel effectvoller auf frischer, vom Schmand befreiter Bohrlochssohle erfolgt. Berücksichtigt man nebstdem den großen Vortheil eines rascheren und billigeren Bohrbetriebes, auch noch den zu Gunsten des Seilbohrens sehr schwer in die Wagschale fallenden Umstand, daß in Folge des nur 1/5 bis 1/4 eines Bohrgestänges betragenden Gewichtes des Bohrseiles viel schwächere Fördermaschinen erforderlich sind, somit das Anlagscapital einer Seilbohrung sich jedenfalls auffallend geringer herausstellt, so fällt es nicht schwer, der letzteren Bohrmethode zu Gunsten das Wort zu sprechen, und die allmälige Einführung derselben auch in den mit Kohlen gesegneten Thälern der Alpenländer, wo noch so manches Bohrloch abgestoßen werden dürfte, auf das wärmste zu empfehlen. Von den vielen bis nun zur Anwendung gekommenen Freifall-Seilbohrern sind ganz besonders hervorzuheben, bezüglich der Einfachheit ihrer Construction und der Präcision ihres Spieles, die bei der Wiener Weltausstellung 1873 exponirt gewesenen Freifallapparate von Julius v. Sparre, Oberbergrath in Oberhausen, und von Ingenieur A. Fauck. Während der erste, als neuere Construction, bei einer Versuchsbohrung bereits als vollkommen entsprechend befunden wurde und gewiß auch beim currenten Bohrbetrieb ausgedehnte Anwendung finden wird, ist letzterer bei den Erdölbohrungen in Galizien schon vielfach mit vollster Befriedigung zur Verwendung gekommen, und finden sich Beschreibungen dieses Apparates bereits in mehreren technischen Zeitschriften so wie auch über die Leistungsfähigkeit desselben Resultate in einem sehr instructiven und interessanten Aufsatze von Friedrich Julius Noth.Vergl. Dingler's polytechn. Journal 1873, Bd. CCX S. 425. D. R. Beide genannten Freifallapparate bewerkstelligen vollkommen selbstthätig das Fangen und Abwerfen des Abfallstückes, sowie ein regulirbares, regelmäßiges Umsetzen des Bohrers, welches letztere ohne Einwirkung der Torsion des Bohrseiles erfolgt, weshalb man statt Rundseile zweckmäßiger Bandseile verwendet, welche der Reactionswirkung beim Abfall der Bohrstange besser zu widerstehen vermögen. Beide Apparate sind nach dem Principe der Fabian'schen resp. Klecka'schen Freifallschere construirt, indem das Fangen des Untergestänges mittels eines Fangkeiles bewirkt wird. Nur befindet sich der Fangkeil beim Bohrer von Sparre am Abfallstücke, beim Fauck'schen Apparate aber am Oberstücke festgekeilt. Bei beiden Freifallapparaten wird der bei tiefster Hubstellung gefangene Keil während des Anhubes durch Einwirkung eines Kind'schen Hütchens oder einer ähnlichen Vorrichtung suspendirt erhalten und beim Hubwechsel in höchster Hubstellung gelöst. Das Umsetzen des Bohrers nach jedem Hube wird dadurch bewirkt, daß das Oberstück gezwungen wird, bei seiner tiefsten Stellung sich um einen bestimmten Umsetzungswinkel zu drehen. Der Freifall-Seilbohrer von Sparre, wie er im Modell in der „Abtheilung I des deutschen Reiches“ zur Ausstellung gelangte ist in den Holzschnitten I, II und III auf Seite 289 dargestellt. Er besteht aus dem cylindrischen Abfallstücke A, an dessen unterem Ende die Bohrstange mittels Verschraubung oder Vernietung befestigt ist. Das Abfallstück A trägt den vierkantigen Fangkeil k, der mit seinen beiden Enden in Längsschlitzen ab des ebenfalls cylindrischen, das Abfallstück umfassenden Oberstückes B spielt. Jeder der diametral gegenüberliegenden Schlitze ab ist in seinem oberen Theil von c bis d er weitert, und befindet sich bei c der Keilsitz zur Aufnahme des Fangkeiles k. Das Oberstück B ist oben mittels eines gabelförmigen Bügels und einer Rundstange mit dem Seilwirbel v verbunden, und spielt an der cylindrischen Stange, in welche der Befestigungsbügel ausläuft, ein Hütchen h, im Hube begrenzt durch die Bolzen i und j. Innerhalb des hohlen cylindrischen Oberstückes B befindet sich der sogenannte Gewichts-Cylinders, frei nach auf- und abwärts beweglich; derselbe ist mit einem runden Bolzen o versehen, dessen Enden in den, im Oberstücke B ausgesparten Schlitzen s ihre Führung und Hubbegrenzung finden. Jeder dieser Schlitze s erweitert sich in seinem unteren Theile und ist diese Schlitzerweiterung daselbst durch schwach ansteigende Curven x und y begrenzt. Am oberen Ende des Gewichts-Cylinders C ist mittels eines Bügels eine Rundstange r befestigt, die bei u mit einer Einkerbung versehen ist, in welche bei entsprechender Stellung derselben die Sperrklinke t, deren Umdrehungsachse innerhalb des Oberstückes befestigt ist, einfallen kann. Knapp unterhalb dieses Sperrkegels t wird die Rundstange r von einem vertical verschiebbaren Muffe e umfaßt, welcher mittels zweier Zugstängelchen f mit dem Hütchen h in Verbindung steht. An: untern Rande dieses hohlen Gewichts-Cylinders C sind diametral zwei lanzetförmige langgestreckte Zähne z angebracht, welche in entsprechende Vertiefungen z₁ des Abfallstückes A greifen und sich in denselben nach aufwärts und abwärts verschieben lassen. Das Spiel des Apparates, welches nach dieser vorausgeschickten Beschreibung leicht verständlich sein wird, ist folgendes. Wird angenommen, der Fangkeil k ruhe beim Anhub des Bohrers auf seinen Sitzen c in den Schlitzen des Oberstückes B, wie in Holzschnitt I und II dargestellt ist, so wird der Keil k in dieser seiner Lage fixirt erhalten, indem bei höchster Stellung des Gewichts-Cylinders die Sperrklinke t in die Einkerbung der Stange r einfällt. Bei diesem Stande des Gewichts-Cylinders C befindet sich der Bolzen o im obersten Schlitzende s gegen jede seitwärtige Drehung gesichert und, da die Zähne z des Gewichts-Cylinders in die Vertiefungen z₁ des Abfallstückes eingreifen, kann das auf diese Weise gekuppelte Abfallstück sich ebenfalls nicht drehen, somit muß der Fangkeil k während des Anhubes unverrückbar auf seinen Keilsitzen c verbleiben. Bei höchster Hubstellung, im Momente des Hubwechsels, wird das Hütchen h, welches beim Anhub von der Wassersäule im Bohrloche nach abwärts gedrückt wurde, nach aufwärts bewegt, in Folge dessen der Muff e gehoben, die Sperrklinke t ausgelöst, und der Gewichts-Cylinder C fällt mit vollem Gewichte nach abwärts, indem die Enden des Bolzen o in den Schlitzen s herabgleiten. In der unteren Schlitzerweiterung gelangt der Bolzen o auf die nach aufwärts gerichteten curvenartigen Begrenzungen y und rutscht längs derselben herab in seine tiefste Lage o₁, womit gleichzeitig eine drehende Bewegung des Gewichts-Cylinders C verbunden ist. In Folge des Eingreifens der Zähne z wird diese Bewegung gleichzeitig vom Gewichts-Cylinder C auf das Abfallstück A übertragen, der Keil k, welcher in Folge dieser Drehung von seinen Sitzen geschoben wird, gelangt in den Schlitz ab und Abfallstück sammt Bohrer fällt mit unbehindertem freien Fall auf die Sohle des Bohrloches nieder, wobei der Fangkeil in die punktirte Lage k₁ (Holzschnitt II) gelangt. Holzschnitt I, Bd. 212, S. 289 Holzschnitt II, Bd. 212, S. 289 Holzschnitt III, Bd. 212, S. 289 Da bei dem eben beschriebenen Abwerfen des Abfallstückes das ganze Gewicht des gesammten Bohrapparates auf dem Seilwirbel v lastet, ist die Reibung daselbst so groß, daß eine Reactionswirkung, welche beim Auslösen des Abfallstückes sich geltend macht, Oberstück, resp. auf das Bohrseil sich nicht fühlbar fortpflanzt. Um dieser Wirkung mit noch mehr Sicherheit zu begegnen, bringt v. Sparre oder dem Seilwirbel v noch ein Flügelkreuz F an, welches im Wasser des Bohrloches gegen Drehung größeren Widerstand findet. Nach Abfall des Abfallstückes sammt Bohrstange befinden sich Gewichts-Cylinder C und Abfallstück A in der durch Holzschnitt III dargestellten Situation. Wird nach erfolgtem Schlage das Oberstück B dem niedergegangenen Abfallstück langsam nachgesenkt, so greifen die Zähne z wieder in die Vertiefungen z₁, da sich in dieser Stellung, sowie in der früheren, der Bolzen o₁ mit dem Fangkeil k₁ genau wieder in verticaler Stellung über einander befinden. Beim weiteren Niedersinken des Oberstückes setzt sich der untere Rand des Gewichts-Cylinders C auf den oberen Rand des Abfallstückes A und der Schlitz s wird längs des in seiner untersten Lage o₁ fixirten Bolzen o nach abwärts verschoben. Bei diesem weiteren Senken des Oberstückes lehnt sich die nach abwärts gerichtete curvenartige Begrenzung x der Schlitzerweiterung s gegen den Bolzen o, es erfolgt hierdurch eine theilweise oder gänzliche Entlastung im Seilwirbel v, und in Folge dessen findet eine Drehung des Oberstückes B statt und zwar umsomehr, als das Abfallstück sammt Bohrer auf der Bohrlochssohle so zu sagen unverrückbar aufruht. Das Oberstück B wird sich so viel drehen, bis der Schlitz s über den Bolzen o₁ zu stehen kommt. Im Momente, wo diese Drehung hervorgebracht wird, befindet sich der Fangkeil k bereits in der Schlitzerweiterung cd und werden demselben dadurch die Keilsitze c untergeschoben. Beim ferneren Niedergang des Oberstückes gelangt der Fangkeil in der Schlitzerweiterung aufwärts von c gegen d und gleichzeitig der Bolzen o₁ im Schlitze s nach o, bei welcher Stellung der Gewichts-Cylinder C durch Einfallen der Sperrklinke t in den Einschnitt u wieder abgefangen wird. Beim Anheben des Bohrapparates setzt sich der Fangkeil k auf die Keilsitze c und es beginnt das Spiel vom Neuen. Bei tiefster Hubstellung des Oberstückes erfolgt also immer eine Drehung desselben, wodurch das Fangen des Abfallstückes sowie das Umsetzen des Bohrers bewerkstelligt wird; und bei höchstem Hube, im Momente des Hubwechsels erfolgt durch Freiwerden des Gewichts-Cylinders eine Drehung des Abfallstückes und in Folge dessen das Abwerfen des Fangkeiles resp. des Untergestänges sammt Bohrer. Statt des Hütchens h und des Muffes e bringt Oberbergrath v. Sparre eine sinnreiche einfache Vorrichtung den sogenannten „Frosch“ an, wie solcher auch an dem ausgestellten Modelle zu sehen war. Statt des Muffes e befindet sich auf der Rundstange r ein längerer Holz-Cylinder e₁ (Holzschnitt III), welcher mit Eisenringen armirt und dadurch nur um ein Geringes über das Wassergewicht beschwert ist. Der Cylinder besitzt nur einen geringen Spielraum in seiner Bewegung und ist so construirt, daß er im höchsten Stande den Sperrhebel t auslöst, bei tiefstem Stande denselben gegen die Stange fest andrückt. Holzschnitt IV, Bd. 212, S. 291 In Folge des geringen specifischen Gewichtes des Holzcylinders e wirkt der Auswärtsbewegung desselben nur eine sehr geringe Schwerkraft verzögernd entgegen und wird deshalb der Frosch seine Bewegung nach aufwärts noch fortsetzen, während der specifisch schwerere Bohrapparat bei höchstem Hubstande zur Ruhe, resp. in entgegengesetzte Bewegung nach abwärts gelangt ist. Durch diese selbstständige Fortsetzung der Bewegung des Frosches nach aufwärts wird wie früher der Gewichts-Cylinder C ausgelöst und in Folge dessen der Fangkeil von seinen Sitzen abgeworfen. Diese Einrichtung empfiehlt sich ganz besonders, da bei derselben der steuernde Mechanismus im cylindrischen Oberstück vollständig eingeschlossen ist und bei Bohrungen, wo sich viel Nachfall einstellt, der ganze Bohrapparat leicht durch einen denselben von oben umfassenden Blechmantel geschützt werden kann. Zur Ergänzung soll hier auch noch eine Zeichnung und Beschreibung des Eingangs erwähnten Fauck'schen Freifallbohrers, wie derselbe in der österreichischen Abtheilung für Berg- und Hüttenwesen ausgestellt war, beigefügt werden. Derselbe ist so auffallend einfach in seiner Construction, daß nebenstehende Abbildungen (Holzschnitt IV und V) genügen dürften, um dessen Einrichtung und Spiel deutlich zu machen. Das cylindrische hohle Abfallstück A, an welchem unten die Bohrstange befestigt wird, umfaßt das cylindrische Oberstück B, welches oben mit dem Seilwirbel in Verbindung ist und am unteren Ende den Fangkeil k trägt. Dieser Keil spielt in den Schlitzen ab des Abfallstückes, welche unten, wie in der Zeichnung angedeutet, gebrochen und theilweise erweitert sind. Diese Schlitzerweiterung sowie der Fangkeil sind nach oben und unten mit schrägen Flächen begrenzt. An dem Oberferner im Hube nach aufwärts und abwärts begrenzt, das Hütchen h, an welchem die sogenannten Schlußbolzen y angebracht sind. Diese Bolzen erhalten in einem, am Oberstück angeschmiedeten Bunde c, eine verticale Führung, wie im Schnitte (Holzschnitt IV) ersichtlich gemacht ist, und zwar erhalten dieselben dadurch eine solche Stellung, daß die unteren abgeschrägten Enden der Verschlußbolzen mit entsprechenden Vertiefungen x am oberen Rande des Abfallstückes A correspondiren, sobald der Keil k in die Schlitzerweiterung oder vielmehr in den untersten gebrochenen Schlitztheil a eintritt. Greifen die Schlußbolzen mit ihren Enden in die Vertiefungen x des Abfallstückes ein, so ist eine Drehung des Abfallstückes am Oberstücke nicht möglich, wodurch die Fixirung des Fangkeiles während des Anhubes bewerkstelligt wird. Steht der Bohrer auf der Bohrlochsohle, der Fangkeil demnach in der punktirten Stellung bei k₁, so gelangt beim Niedersenken des Oberstückes der Keil in den gebrochenen Schlitztheil a, wobei das Oberstück sich dreht, welche drehende Bewegung durch die eintretende Entlastung am Seilwirbel erleichtert wird. Beim Anheben des Oberstückes legt sich der Fangkeil mit seiner oberen schrägen Begrenzungsfläche an die nach abwärts gekehrte schräge Fläche der Schlitzerweiterung, und wird beim Anhub in dieser Stellung erhalten, indem das Hütchen h im Moment des Anhubes sich nach abwärts bewegt und die Verschlußbolzen y in die Vertiefungen am oberen Rande des Abfallstückes eingreifen, somit ein Ausweichen des Fangkeiles nicht möglich ist. Beim Hubwechsel im höchsten Hube wird im Moment des Niederganges das Hütchen h gehoben, die Bolzen y kommen außer Eingriff und in Folge dessen gleitet das Abfallstück sammt Bohrstange mit den Schlitzen ab längs des Keiles k hinab. Um die dabei sich einstellende Reactionswirkung auf das Obergestänge soviel als möglich zu beheben, bringt Fauck am Oberstück noch einen Schwercylinder G an, wodurch die Reibung im Seilwirbel beim Abwerfen des Fangkeiles vermehrt, daher eine Drehung desselben erschwert wird. Schließlich sei erwähnt, daß beide beschriebene Bohrer von der Ausstellungs-Jury ausgezeichnet wurden.