Titel: L. Jarolimek, über die Sicherheitslampe und deren Verbesserungen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1886, Band 262 (S. 409–416)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj262/ar262142

Die Sicherheitslampe und deren Verbesserungen; von L. Jarolimek.

(Schluſs des Berichtes S. 308 d. Bd.)

Mit Abbildungen auf Tafel 21.

Bezüglich der Lampe selbst und deren Leuchtvermögen ist zunächst die geregelte Luftzu- und Abführung durch den schon wiederholt erwähnten blechernen Schornstein der Lampe von Müseler (Fig. 15 Taf. 21) zu erörtern. Zweck ist Trennung der Verbrennungsgase von der eintretenden frischen Luft, ein Prinzip übrigens, welches von der preuſsischen Schlagwetter-Commission nicht für ganz richtig gehalten wird, da nach deren Ausspruch die ungetheilten Verbrennungsgase für die Sicherheit der |410| Glascylinderlampe nöthig sind. Die Trennung vollzieht sich selbstverständlich um so vollkommener, je tiefer der Blechkegel unter das Diaphragma niederreicht.

Auſser der in erster Linie bezweckten höheren Leuchtkraft ergibt sich durch den Kegel aber noch ein selbstthätiges Erlöschen der Lampe sowohl bei starkem Grubengasgehalte, als auch bei gröſserer Lampenneigung. Es ist nämlich im ersteren Falle zu beachten, daſs der Raum im Glascylinder unter der Flamme mit schweren Verbrennungsproducten, dagegen der Blechkegel und ein Theil des oberen Drahtkorbes mit leichteren Verbrennungsgasen erfüllt sein wird. Beide bilden elastische Luftpolster, welche den für brennend gewordene Gase verfügbar bleibenden Raum verringern, die Explosionsheftigkeit mindern und, insofern sie den Kegel erfüllen, auch die Fortpflanzung der inneren Explosion durch den Schornstein hinauf in den Korb behindern, zu welchem Zwecke die Schornsteinverengung (von unten 30mm auf 10mm) eben gleichfalls dienen soll. Die Dochtflamme wird daher in starken Schlagwettern von Verbrennungsproducten ganz umhüllt, demnach bei innerer Explosion um so sicherer nach einer Reihe von kleinen Verpuffungen ausgeschlagen. Im zweiten Falle, bei Lampenneigung, gelangt hingegen die Flamme bald auſser den Bereich des Kegels, der Luftzug wie die Abfuhr der Verbrennungsproducte hört auf, die im Glascylinder angesammelte Kohlensäure ergieſst sich ihrer Schwere wegen bei der schrägen Stellung der Lampe über die Flamme, sie erlöschend. Das selbstthätige Erlöschen im ersteren Falle nun gilt als ein Vortheil der Müseler'schen Lampe (Fig. 15), dem gegenüber das bei schräger Lampenstellung eintretende Lampenverlöschen, also der Nachtheil der empfindlichen Lampenhandhabung, ebenso wenig in die Wagschale fällt wie der weitere Uebelstand, daſs durch einen tief niedergehenden Kegel die Leuchtkraft zum Theile wieder verringert wird. Bei einer gröſseren Niederragung unter das Diaphragma, selbst bis 27mm, wie sie etwa bei den belgischen Müseler-Lampen vorkommt, erübrigt nämlich ein unbedeckter Flammentheil von nur 22mm Höhe, welcher überdies das Prüfen der durch den Kegel verdeckten Lampenaureole erschwert.

Im Allgemeinen ist der mit der Trennung der Luftströme zunächst erzielte Zweck des besseren Leuchtvermögens aber als erreicht anzusehen; denn die belgische Müseler-Normallampe (Fig. 15) hat die hohe Leuchtkraft von 69 Procent der englischen Normalkerze bei 45mm Flammenhöhe (Davy's Lampe ergibt hierbei nur 19 Proc. Leuchtkraft, die gewöhnliche offene Grubenlampenflamme 140 Proc). Auch im Uebrigen gilt die Lampe als verläſslich, weil nach neueren Versuchen bei ruhigem Gasgemenge nur 1,3 Procent der probirten Lampen die Explosion nach auſsen fortpflanzten; ja bei der Müseler-Normallampe ergab sich nach den Versuchen der preuſsischen Schlagwetter-Commission im ruhigen Gemenge nie ein Flammendurchschlagen.

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Die Prinzipien der Müseler-Lampe finden sich deshalb des Weiteren ausgeführt in der Anordnung Arnould und Godin (Fig. 8), deren Lampe einen Kamin aus Glas bis zum Oelbehälter herabreichend zeigt, wobei die Luftzuführung über den unteren Rand des dem Oelbehälter mittels dreier kleinen Stützen aufsitzenden Schornsteines erfolgt; die Einströmung ist mit wagerechtem Diaphragma verwahrt. Die Anordnung sichert gröſsere Leuchtkraft und erschwert das Erlöschen bei Neigung. Bei der Lampe von Rosenkranz (Fig. 16 Taf. 21) schränkt der den Schornstein tragende, nach oben abschlieſsende Fuſsring ein seitliches Ausschlagen der Flamme bei schräger Lampenstellung möglichst ein – die Einströmungsöffnungen sind ganz am äuſseren Rande des Fuſsringes angeordnet –, während der gleich dem Cylinder einer Erdöllampe verengte Schornstein, wie bei Müseler, den Vortheil des Erlöschens in stärkeren Gasgemengen verbürgt.

Der oben erörterte, besonders betonte Vortheil des selbstthätigen Erlöschens bei gröſserem Grubengasgehalte, also im Gefahrsfalle, ist jedoch nur für ruhiges Gasgemenge und geringen Luftzug unter 3m in der Secunde gesichert, da hierbei die Verbrennungsgase nicht rasch genug abströmen können, auf die Flamme herabflieſsen und sie verlöschen. Anders verhält es sich bei gröſseren Luftstromgeschwindigkeiten, bei welchen das Gas unter dem Diaphragma Müseler's im Glase fortbrennt (indem die Flamme hinter den nach und nach eintretenden Gasen fortläuft), weil die Verbrennungsproducte bei der oberen Kaminmündung rasch abgesaugt werden. Das wagerechte Netz wird dann glühend, die Flammen gelangen in den ganzen äuſseren ringförmigen Raum zwischen Esse und Korb und es ist nur eine Frage der Zeit, wann auch das Durchblasen des äuſseren Korbes eintritt. Wie leicht aber das Glühend werden des Diaphragma erfolgt, beweisen Versuche, welchen zu Folge selbst bei ruhigem Gasgemenge 20 Procent der geprüften Lampen ein Durchschlagen des wagerechten inneren Netzes erfolgen lieſsen. Ein verstärkter Luftzug erhebt weiters noch leichter die Flamme durch die Esse hinauf, nach oben und auſsen zündend, namentlich bei weiten Schornsteinen und bei deren geringem Niederragen (Müseler-Lampen englischer Anordnung, auch Ostrauer-Lampen), wo dann Schlagwetter selbst unmittelbar in die Esse gelangen, am leichtesten bei verminderten Flammen. Für Essen gröſseren Durchmessers, welche ja ebenfalls anzustreben wären, da eine zu groſse Verengung wegen geringerer Abfuhr der Verbrennungsproducte mindere Leuchtkraft und häufigeres Lampenerlöschen ergibt, schützt beispielsweise in der Commissions-Lampe, Modell B (Fig. 14) die Einrichtung des den Drahtnetzdeckel des Kamins überragenden äuſseren Blechcylinders und das äuſsere Dach. An derselben ist gegen Müseler's Lampe und ähnliche die weitere Verbesserung angebracht, daſs der untere Korbtheil, woselbst durch den ringförmigen Raum zwischen äuſserem Blechcylinder und innerem Schornsteine |412| mittels eigener fensterartigen Oeffnungen im ersteren die Luftzuströmung erfolgt, von dem oberen für die Abfuhr bestimmten durch einen Zwischenboden zwischen Blechcylinder und Schornstein gänzlich abgetrennt erscheint; die Lampe brennt heller und erlischt schwieriger.

Das Ziel, die Luftströme bei der Luftzufuhr von oben behufs Leuchtkrafterhöhung noch vollkommener zu trennen, als bei Müseler's und ähnlichen Lampen, etwa wie bei der Commissions-Lampe, Modell B, erreichen die Lampen, welche die frischen Wetter durch eigene senkrechte Luftkanäle bis ins Innere des Lampenkörpers herabtreten lassen. Bei der Lampe von Eckardt und Lauten (Fig. 9) beispielsweise gelangt die Luft auſserhalb des inneren gläsernen Schornsteines herab und mittels der Luftkanäle im Oelbehälter in das Innere des Schornsteines und zur Abfuhr. Bei Morison's Lampe (Fig. 7) geschieht die Luftzufuhr zwischen den zwei concentrisch in einander angeordneten Glascylindern abwärts. Es kann die Bemerkung nicht unterlassen werden, daſs derartige Lampen eine einfache Construction, leichte Besichtigung und Instandhaltung und die Einhaltung des Davy'schen Prinzipes vermissen lassen.

Am weitesten erscheint die naturgemäſse Lampen Ventilation verfolgt in den sogen. Lampen mit Luftzuführung von unten, welche die Luft durch eine Reihe feiner, allerdings leicht verstopf barer Bohrungen am Verschluſsringe des Oelgefäſses als ein System enger Röhrchen eintreten lassen (Lampe von Upton und Roberts, Fig. 13, Morison, Fig. 7, Wolf, Fig. 11), oder anstatt der schwieriger herzustellenden Bohrungen durch einen durchlochten Messingblechring zwischen Oelgefäſs und Cylinder (Siebring) einführen; letztere Anordnungen ergeben nach den Versuchen der preuſsischen Schlagwetter-Commission jedoch immer ein Durchschlagen (bei den üblichen 140 Löchern von 0mm,95 Weite).

Häufig wird die Luft von den Einströmkanälen weg durch einen den Boden des Oelgefäſses deckenden, die Luft zusammenhaltenden Metallkegel zu der Dochtflamme gelenkt (Lampe von Upton und Roberts, Fig. 13, Wolf, Fig. 10 und 11 Taf. 21). Da dieser Deckel convexer Gestalt und blanker Oberfläche ist (sogen. Reflector), so erreicht man durch Zurückstrahlen des Lichtes auch eine Leuchtkrafterhöhung.

Für die beschriebene Luftzuführung von unten spricht sich hauptsächlich die sächsische Schlagwetter-Commission vom J. 1884 aus, welche auf Grund der Betrachtungen, die sich bei Vergleich der als Lampe sowohl mit oberer, wie mit unterer Luftzuführung construirten Wolf'schen Lampe ergeben, etwa Folgendes sagt: „Bei der Luftzuführung von unten tritt die Luft frisch und kühl zu und wird erwärmt; die Verbrennungsgase steigen ohne wesentliche Richtungsänderung empor; die Flamme bleibt in Schlagwetter freier Luft straff und ruhig, bei Grubengasanwesenheit zeigt die Lampe empfindlich an, erlischt früh und verläſslich im stärkeren Schlagwettergemische ohne Bildung bleibender Aureolen. Auch gestatten derlei Lampen gröſseres Neigen ohne Erlöschen.“ |413| Die bei der Luftzufuhr von unten zunächst erzielte Erhöhung der Leuchtkraft ist von der sächsischen Schlagwetter-Commission durch folgende Ziffern gekennzeichnet: Eine Lampe mit unterer Luftzuführung ergibt bei 25mm Flammenhöhe 55 Proc. Leuchtkraft der deutschen Vereinskerze, dagegen die Lampe mit oberer Luftzuführung nur 43 Proc.; die untere Luftzuführung bedeutet hiernach eine um etwa 28 Proc. gröſsere Leuchtkraft als die obere Luftzuführung. Die ferner als möglich bezeichnete genauere Wetteranzeige bei der Lampe mit unterer Luftzuführung wird daraus gefolgert, daſs diese bei 2, 3 und 4 Proc. Grubengasgehalt und bei kleiner Flamme die Höhen der Aureolen mit 10, 20 und 45mm ergibt, anstatt 9, 18 und 39mm bei oberer Luftzuführung. Für den gleichfalls betonten Umstand des Fortdauerns der Aureolen beruft sich die sächsische Commission darauf, daſs, während bei der oberen Luftzuführung der Korb noch bei 7, 8 und 9 Proc. Grubengas von der Aureole erfüllt ist, in der Lampe mit unterer Luftzuführung bei höherem Grubengasgehalte als 6 Proc. die Aureole erlischt. Ob übrigens der Luftzufuhr von unten diese Bedeutung berechtigterweise zufällt, hiergegen werden durch den Ausspruch der preuſsischen Schlagwetter-Commission Zweifel erregt, wonach insofern der Luftzufuhr von oben eine freie Durchgangsfläche von 30 bis 100qc zur Verfügung steht, ihr gegenüber die untere Luftzuführung mit nur 1qc Zufuhrfläche bedeutungslos ist.

Das Prinzip, die Lampe im Falle der Gefahr selbstthätig erlöschen zu machen, wie es für Müseler's Lampe besprochen und als richtig anerkannt wurde, findet sich auch bei anderen Lampeneinrichtungen vor. Bei der Lampe von Reuland beispielsweise ist oberhalb der Flamme ein Metallhütchen an einem Drahte von leichtschmelzbarer Legirung aufgehängt. Noch bevor das Glühendwerden des Netzes eintritt, schmilzt der Draht ab und wird die Flamme durch das niederfallende Hütchen ausgeschlagen. Allerdings muſs einschränkend beigefügt werden, daſs ein leichtes Erlöschen bei geringen Grubengasgehalten kein Vortheil ist, da dann die Verlockung zum Wiederanzünden der Lampe um so häufiger eintritt. Anstatt der das selbstthätige Lampenverlöschen einleitenden, empfindlichen und eben deswegen leicht unverläſslich werdenden Anordnungen hat man häufiger solche, die es im Gefahrfalle dem Arbeiter überlassen, aber es ihm auch ungefährlicher als durch Ausblasen ermöglichen, selbst die Lampe auszulöschen. Durch Drehen eines mit Einschnitten versehenen, über den Einströmungsöffnungen angebrachten Blechmantels vermag beispielsweise die Lampe von Birckel sofort ausgelöscht zu werden. Die mehrgerühmte Lampe von Marsaut (Fig. 12) hemmt mit ihrem Schutzmantel das Abströmen der Gase und bewirkt wohl auch ein selbstthätiges Erlöschen bei höheren Grubengasgehalten; doch genügt zum Zwecke des Erlöschenmachens der Lampe das meist ausreichende Zuhalten der im oberen Theile des Schutzmantels vorhandenen Schlitze. Da aber die Bildung der Aureole mit der Mahnung |414| an die Gefahr leicht übersehen werden kann, so wurden selbst Einrichtungen mit Schnarrwerken versucht, welche im Gefahrsfalle durch ihr Ertönen den Arbeiter aufmerksam machen sollen.

Auf einem anderen Wege, als dem einer geregelten Luftzu- und Abführung wird die Leuchtkrafterhöhung und genügende Wetteranzeige erzielt durch die Beseitigung der Uebelstände bezüglich der Rübölverwendung und der Dochtstellung. Anfangs wurde weder auf den Gebrauch von Erdöl, wegen dessen groſser Entzündlichkeit und leichter Verlöschbarkeit der Flamme, noch auf die Anwendung des Benzins als Leuchtkraft geachtet; auf letzteres hauptsächlich deshalb nicht, weil bekanntlich Benzindampf mit Luft ein leicht entzündliches, explosibles Gemenge bildet und weil man hierdurch Anlaſs zu neuen Gefahren gegeben glaubte. Diese Befürchtungen haben sich, wenigstens beim Benzin, in neuerer Zeit als grundlos erwiesen und bietet Benzin vielmehr einen ganz vortheilhaft verwendbaren Leuchtstoff für die Sicherheitslampe. Dasselbe wurde mit Erfolg bei der Lampe von C. Wolf (Fig. 10 und 11) in Verwendung genommen.

Der Benzinbrand empfiehlt sich zunächst wegen der hohen Leuchtkraft und der gleichbleibenden Stärke des Lichtes. Nach den Versuchen der sächsischen Schlagwetter-Commission ist ermittelt, daſs bei Glascylinderlampen, mit unterer Luftzuführung und 25mm Flammenhöhe, die Leuchtkraft für Benzin 55, dagegen für Rüböl 41 Procent der Vereinskerze beträgt. Bei 45mm Flammenhöhe ergibt Wolf's Benzinlampe, wenn die eben erwähnten Voraussetzungen erfüllt sind, 97 Procent der englischen Normalkerze, demnach gegenüber einer der leuchtkräftigsten Rüböllampen (von Müseler) eine um 41 Proc. gröſsere Leuchtkraft (die Leuchtkraft einer Vereinskerze gleich gehalten jener von 0,977 englischen Normalkerzen). Beizufügen ist hier, daſs die preuſsische Schlagwetter-Commission 60 Proc. Leuchtkraft der englischen Normalkerze als genügend erachtet. Vergleicht man die Kosten der Beleuchtung für die Lampe mit unterer Luftzuführung und Benzinbrand mit denen einer gleich starken Beleuchtung unter Rübölverwendung, so betragen die letzteren mehr als das 3 fache. Benzinbrand bei unterer Luftzuführung bietet eben die billigste Beleuchtung. Die Benzinverwendung schlieſst selbstverständlich das Verruſsen aus und tritt eine Verkohlung oder Rispenbildung nicht ein, so daſs selbst die Dochteinstellung auf das kleinste Maſs der verkleinerten Flamme möglich ist und verschiedenartige Flammenlängen bis 50mm erreicht werden können. Es entfällt daher das häufige Reinigen des Korbes und das Putzen mit dem Haken. Eine bessere als die früher übliche Dochtstellung und Dochtregulirung bietet die Einrichtung, wonach man eine Schraube meist vom Boden des Oelgefäſses aus innerhalb bestimmter Grenzen leicht und sicher verschieben, hiermit aber sowohl den Docht, als auch die Leuchtkraft regeln kann. All den eben erwähnten, namentlich für die Leuchtkraft und |415| die Wetteranzeige wichtigen Rücksichten hat Wolf's Lampe weitgehendst Rechnung getragen.

Anlangend die Wetteranzeige durch die Sicherheitslampe ist zunächst gleichfalls der Benzinlampe Wolf's mit unterer Luftzuführung (Fig. 11) zu gedenken. Die mit ihr schon bei 1 Proc. Grubengasgehalt vortheilhaft ermöglichte Wetteranzeige ist, was Empfindlichkeit betrifft, neuerer Zeit allerdings noch überboten durch eine Lampe, welche Spiritus als Leuchtmaterial verwendet, wobei die wenig leuchtende Alkoholflamme von einem Hohlkegel eingeschlossen ist, um dem Auge das Erkennen der blauen Schlagwetterflamme zu erleichtern. Es ist hier die Lampe Pieler's gemeint, welche im Uebrigen sich nur als eine Abänderung der Lampe Davy's mit hohem und vollem Drahtkorbe darstellt, aber nur zum Wetterabprobiren dient.1) Indem diese Lampe schon 0,25 Proc. Grubengas anzeigt und bei 0,5 Proc. eine deutlich erkennbare Aureole ergibt, welche bei 1 Proc. auf 10cm Länge heranwächst, gilt sie als das dermalen genaueste Wetteranzeigemittel. Hiermit ist ein wesentlicher Fortschritt bekundet; denn die Wetteranzeige ist nicht nur, wie bemerkt, bei Müseler's Lampe, sondern auch bei den neueren Lampen mit Blechhülsen (beispielsweise jener Marsaut's) schwerer geworden.

Schlieſslich ist noch die Verbindung zwischen Korb und Oelbehälter, also die Methode des Verschlusses der Sicherheitslampe zu erörtern. Es sind in dieser Hinsicht an Verbesserungen gegenüber Davy's Lampe und an Neuerungen zu erwähnen: Der auch gegenwärtig noch häufige Verschluſs mit Schraubenstift, welcher von unten durch das Oelgefäſs in den Korbring eingreift; von 75000 in Preuſsen gezählten Landen waren 18000 derart verschlossen; das unbefugte Oeffnen durch Nachschlüssel und Schraubenschlüssel ist hierbei jedoch oft nachgewiesen worden. Der Verschluſs durch Vernietung und Bleisiegelung des Korbringes mit dem Oelbehälter, wobei die Lösung nur durch Zerstörung der verbindenden Theile unter Anzeige des Lampeninhabers, also auch des unberufen Oeffnenden zu erreichen ist2); dies ist der gegenwärtig häufigste Verschluſs und kam derselbe bei 32000 von obigen 75000 Lampen vor. Der Verschluſs durch Eingieſsen leichtflüssiger Legirungen um den Verschluſsschraubenbolzen, dessen Lösung durch Einsetzen des Oelbehälters in heiſses Wasser geschieht. Die Schluſsvorrichtungen, bei welchen das Lampenöffnen unvermeidlich ein Auslöschen bewirkt, weil die Verschluſsvorrichtung mit der Dochtstellschraube im Zusammenhange steht, sind einerseits umständlich, andererseits verhindern sie nur das Oeffnen der brennenden, aber nicht das nachherige Anzünden der offenen Lampe.

Als die vollkommensten sind solche Verschlüsse zu bezeichnen, die nur durch Mittel zu lösen sind, welche der Arbeiter nicht bei sich führen oder nicht leicht erlangen kann. Hierher gehört der pneumatische |416| und der magnetische Verschluſs, welch letzterer bei 10000 Lampen von obigen 75000 in Anwendung stand. Beim magnetischen Verschlüsse wird die Kraft eines Magnetes gebraucht, um den im Oelgefäſse seitlich oder unten liegenden Riegel aus einer gewissen, durch die Feder bestimmten Lage zu bringen und dadurch die Möglichkeit zu geben, die Verschraubung zu öffnen (vgl. Bidder 1877 223 * 382). Um überhaupt die Verlockung des unberufenen Oeffnens und Selbstanzündens auszuschlieſsen, empfiehlt sich die Einrichtung, welche mit der Lampe eine Stoſszündvorrichtung verbindet, um die Lampe auch im geschlossenen Zustande anzünden zu können. Magnetischer Verschluſs und Zündvorrichtung findet sich in sehr vortheilhafter Anordnung bei Wolf's mehrerwähnter Benzinlampe.

Gegen die Möglichkeit von Wetterundichtigkeiten an den Verbindungsstellen der Lampentheile sichern Einlagringe aus Asbest, Leder oder Kupferblech.

Ueberblickt man das Gesagte, so kommt man zum Schlüsse, daſs weder die Lampe von Davy, noch die beste neuere Lampe das wirklich ist, was ihr Name besagt: eine „Sicherheitslampe“. Vermag doch keine die Aufgabe zu erfüllen, die Gefahren immer zu beseitigen und unbedingte Sicherheit zu gewähren. Völlige Gefahrlosigkeit vermöchte ja nur die Verdünnung des Grubengases mit frischer Luft bis zu einem nichtexplosiblen Gemenge zu bieten. Die so genannte Sicherheitslampe ist auch gegenwärtig noch mehr Warnungs- als Schutzmittel und hat ihre Hauptschuldigkeit gethan, wenn sie die Gefahren anzeigt und im Gefahrsfalle erlischt. Unübertroffenes leistet sie nach dem gegenwärtigen Stande aber zweifellos als leicht beweglicher, nicht festgebannter Wetteranzeiger, als Maſsstab für die Lüftungsbedürftigkeit der Schlagwettergrube. Wenn nun auch die Sicherheitslampe trotz ihres hohen Alters in ihren Grundzügen noch als dieselbe sich erweist, so haben doch die besprochenen Neuerungen ihre berechtigte Bedeutung, da sie jene Grundlagen weiter verfolgten und ausführten und mithalfen, die erste Sicherheitslampe auch gegenüber auſserordentlichen Vorkommnissen: plötzlichen Gasausbrüchen, heftigen Luftströmungen, unerwarteten Luftwirbelungen, thunlichst verläſslicher und hiernach praktisch verwendbarer zu gestalten.

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Vgl. Garforth und Lechien 1886 261 * 476.

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Vgl. die Dinant'sche Lampe der Compagnie d'Anzin 1879 231 * 497.

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