Titel: Elektrische Pumpen, Locomotiven und Fördermaschinen in Bergwerken.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1891, Band 281 (S. 40–42)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj281/ar281019

Elektrische Pumpen, Locomotiven und Fördermaschinen in Bergwerken.

Die elektrische Pumpanlage in St. John's Kohlengrube in Normanton (1888 267 543. 269 219) ist so wesentlich ausgedehnt und zugleich mit auf die Förderung ausgedehnt worden, dass sie jetzt die grösste elektrische Kraftübertragung in einem Bergwerke Grossbritanniens bildet. Die erste von Immisch und Co. in London ausgeführte und an Stelle einer Druckluft anläge getretene Anlage enthielt eine kleine Dynamo (1887 265 105) von 20 elektrischen die von einer gewöhnlichen Dampfmaschine von Fowler (von 30 nominell) getrieben wurde. Bereits im Februar 1888 war die Anlage vergrössert worden; die Dynamo verbrauchte 66 an der Bremse und wurde von einer Robey-Maschine von 80 indicirten getrieben; ein grösserer Motor, setzte die Pumpen in Gang und that dies so vorzüglich, dass Warrington die Anlage zu verdoppeln und zugleich zur Förderung der Kohlenwagen zu benutzen beschloss. Die neue Anlage kam im Juli 1889 in Betrieb. Die Anlage enthält nach Iron vom 6. December 1889 * S. 481, zwei Immisch-Dynamo von je 66 an der Bremse und unter Tage zwei Immisch-Motoren von je 50 nebst der Maschinerie zum Pumpen und zum Fördern. Die beiden Dynamo befinden sich in einem Maschinenhause in der Nähe des Schachteinganges und werden von einem Paar liegender Fowler-Maschinen von je 40 getrieben und zwar durch Keilräder von der Schwungrad welle aus, wobei die Kraft durch einen Ledergliederriemen mittels einer zweiten Welle jeder Maschine zugeführt wird. Die Dynamo wiegen je 5 t, die Motoren etwa 4,5 t jeder. Die Anker sind cylinderförmig 0,4 m lang, haben 0,6 m im Durchmesser; Stromsammler, Bürsten und Bürstenträger sind stämmig. Die Motoren1 sind nach Immisch's Patent gewickelt und laufen wesentlich deshalb funkenlos, soweit die Praxis in Frage kommt. Dynamo und Motoren machen 450 Umdrehungen in der Minute. Die von den Dynamo nach den Motoren laufenden Kabel sind über 900 m lang und bestehen aus 19 Litzen von Kupferdraht, die isolirt und mit Bleihülle umgeben sind. Die Motoren befinden sich mit den Pumpen in einer geräumigen Kammer etwa 270 m unter Tage und ein wenig über dem Abbau; sie sind mit den Dynamo von gleichem Bau, haben aber leichtere Feldmagnete. Es sind zwei Sätze Pumpen vorhanden; der eine ist differential mit zwei 6zölligen (0,152 m) und zwei 4¼zölligen (0,107 m) Kolben; der andere hat neben einander drei von einer Welle getriebene Pumpen von 0,152 m Durchmesser und 0,804 m Hub. Das emporführende Hauptrohr ist etwa 410 m lang und 0,101 m im Durchmesser, etwa 270 m sind lothrecht, der Rest wagerecht.

Die Anlage gehört zu einem Salzwasserzufluss von 5100 Gallonen (23150 l) stündlich in etwa 270 m unter Tage. Es ward beschlossen, dass das Wasser mit 1 Hub und etwa 7200 Gallonen in der Stunde gehoben werden sollte, so dass die Pumpen täglich etwa 6 Stunden stillstehen könnten. Bei dem grossen Druck auf den Kolben (etwa 400 Pf. englisch auf den Quadratzoll) wurden besonders gebaute Pumpen nöthig. In voller Arbeit machen die Differentialpumpen etwa 25 Umdrehungen in der Minute. Versuche an der kleineren Anlage hatten gezeigt, dass der Druck auf den Kolben stark wechselte in verschiedenen Stellen des Hubes. Um die Erhitzung zu verhüten, welche in einem gewöhnlichen Motor unvermeidlich auftreten würde, wenn derselbe mit einem starken Strome von regelmässig und rasch wechselnder Stärke arbeitete, mussten Feldmagnete und Anker besonders gebaut werden. Immisch und Co. haben die Schwierigkeit mit Erfolg überwunden; die Anlage hat mit diesen Pumpen etwa 12 Monate lang täglich etwa 125000 Gallonen Wasser gehoben; etwa Mitte 1889 kam der Dreipumpensatz in Betrieb; er liefert bei 36 Umdrehungen in der Minute etwa 130 Gallonen in der Minute.

In der Kammer befindet sich auch das Räderwerk der Fördermaschine. Das Hauptseil geht dreimal um die treibende Scheibe, dann um die Spannscheibe und in einem kurzen Tunnel nach aussen in den Hauptgang. Hier treibt es zwei wagerechte Scheiben, welche durch Reibungskegel mit Schraubenübertragung mit zwei endlosen Seilen verbunden sind. Das Hauptseil wird in der verlangten Geschwindigkeit erhalten und die beiden Arbeitsseile werden in Gang gesetzt und zum Stillstehen gebracht, wie es eben nöthig ist. Die Dynamo und Motoren sind so angeordnet, dass sie abwechselnd arbeiten können, und ebenso die Motoren rücksichtlich der Pumpen und der Fördermaschine, |41| so dass eine Unterbrechung im Pumpen oder Fördern nicht eintreten kann.

Der Wirkungsgrad der Anlage (d.h. das Verhältniss zwischen der theoretischen Leistung in Wasser und den indicirten BP der Dampfmaschine) scheint mit der Benutzung zu wachsen; beim letzten Versuche war er 47¾ Proc., 7¾ Proc. höher als 12 Monate früher.

Der von der Sprague Electric Railway and Motor Company in New York gebaute Aufzug für Bergwerke ist in dem Engineering and Mining Journal, 1889 * S. 381, beschrieben. Er ist in den Edison Machine Works in Schenectady, N. Y., nach den Entwürfen von Männern gebaut, welche reiche Erfahrungen im Bergbau und in der Elektrotechnik besitzen. Mittels des an der einen Seite befindlichen elektrischen Umschalters lässt sich die Geschwindigkeit des Motors durch eine einzige Bewegung des Umschalterhebels ändern, je nach der Richtung dieser Bewegung steigern und vermindern, der Motor in und ausser Gang setzen. Der Aufzug nimmt einen nur kleinen Raum ein, ist stämmig, dauerhaft und der Abnutzung nur wenig ausgesetzt; dabei ist doch das Gewicht möglichst gering gehalten, so dass die Maschine sich leicht von einer Stelle der Grube an eine andere schaffen lässt. Das Räderwerk ist unter eisernen Mänteln gegen Staub und abspringendes Gestein geschützt; diese Mäntel lassen sich rasch entfernen, wenn dies nöthig ist. Bei voller Beanspruchung hat der elektrische Motor über 90 Proc. Wirkungsgrad; es wird also mehr als 0,9 der Leistung, welche in Form des elektrischen Stromes den Klemmen zugeführt wird, als Arbeit auf die Ankerwelle übertragen. Die Gesellschaft beabsichtigt noch weitere Anwendungen der Elektricität für den Bergbau auszuführen.

Auch die Brush Electric Company in Cleveland, Ohio, hat nach dem Engineering and Mining Journal einen elektrischen Aufzug für Bergwerke gebaut. Der Aufzug wird mittels Räderwerk von einem 15 EP-Elektromotor getrieben, der mit ihm auf derselben Grundplatte steht. Auch dieser Aufzug ist sehr stämmig und nimmt wenig Raum ein. Mehrere ansehnliche amerikanische Bergbaugesellschaften sollen bereits eine Anzahl solcher Aufzüge bestellt haben. Derselbe ist in den Industries, 1889 * S. 479, beschrieben.

Bei den Fördermaschinen liegt für den elektrischen Betrieb eine nicht unerhebliche Schwierigkeit darin, dass in beständiger Abwechselung zwischen den einzelnen Förderungen ziemlich lange Zeiten liegen, in denen die Maschine nichts zu leisten braucht. Bei gewöhnlichen Motoren bringt man die Welle des Haspels zum Stillstande, indem man den Motor anhält; bei elektrischem Betriebe geht das nicht, weil ja die den Strom liefernde Dynamo und ihr Motor (meist ein hydraulischer) weit entfernt ist. Will man nicht zu Speicherbatterien seine Zuflucht nehmen, oder die getriebene Dynamo bloss Betriebswasser für die Förderung pumpen lassen, so muss man diese Dynamo durch einen Umschalter aus dem Stromkreise ein- und ausschalten, oder sie mit der Haspelwelle kuppeln und von ihr lösen können. Die Bedingungen für diese beiden Verfahrungsweisen und ihre Vorzüge hat de Bovet in den Annales des mines, 1889 Bd. 15 S. 417, erörtert. Schaltet man die getriebene Dynamo aus, so wird man an ihrer Stelle so viel Widerstand in den Stromkreis einschalten; dass die treibende Dynamo ihre normale Geschwindigkeit beibehält; der Motor muss einen guten Regulator erhalten, der möglichst rasch wirkt. Lässt man die getriebene Dynamo im Stromkreise und entkuppelt die Haspel welle, so kann man zwar ohne Regulator und ohne Hilfswiderstand auskommen, die Geschwindigkeit der getriebenen Dynamo würde dann aber sehr stark zunehmen und dadurch das nachfolgende Kuppeln erschwert werden; man wird daher auch hier, besonders wenn die getriebene Dynamo kleiner ist als die treibende, dem Motor einen guten und möglichst rasch wirkenden Regulator geben und beim Abkuppeln einen entsprechenden Widerstand einschalten, damit die getriebene Dynamo ihre Geschwindigkeit nicht ändert.

Ueber die Entwickelung der elektrischen Anlagen in den Minen der Vereinigten Staaten hat der Oberinspector der Minen im Staate Ohio einen Bericht geliefert, welcher im Auszuge in dem Engineering and Mining Journal vom 18. October 1890 S. 456 wiedergegeben ist. Die erste elektrische Ausführung im Staate Ohio erfolgte in der Whip-poor-will-Mine bei Shawnee (Perry-County); sie umfasste eine von Bidwell und Kimball in Chicago gelieferte 40 BP-Dynamo, eine 8 -Erregermaschine und einen 15 EP-Motor; die Leitung wurde der Bidwell-Leitung für Strassenbahnen ähnlich ausgeführt. Beim ersten Versuche am 23. December 1888 vermochte der Motor nicht einmal sich selbst auf der schiefen Ebene fortzubewegen. Die Anlage ward daher im Januar 1889 umgeändert, 6 Wochen darauf wieder verbessert, im September 1890 ein kräftigerer Motor von der Jeffrey Manufacturing Company in Columbus geliefert und die Anlage erweitert. Sie steht als Schleppvorrichtung in dieser Kohlengrube seit April 1890 in günstigem Betriebe.

Auch die nach Vertrag vom December 1888 von der Sprague Electric Railroad and Motor Company in New York für die Ellsworth und Morris Coal Company gelieferte, für die Brush-Fork-Mine Nr. 2 in Hocking bestimmte Anlage (150 -Dampfmaschine, zwei 75 -Dynamo, einem 15 -Motor wagen, sechs 15 -Schleppmaschinen mit Motor und drei 1 -Bohrmaschinen mit Motor) erwies sich als zu schwach, da der Motor nur drei beladene Wagen (von je 2,5 t) auf einer Steigung von 2 Proc. zu bewegen vermochte; nach Herstellung einer dickeren Leitung aber vermochte der Motor im September 1889 leicht zehn Wagen auf derselben Bahn zu ziehen. Für diese Grube lieferte die Jeffrey Manufacturing Company auch eine elektrische Schleppmaschine als Ersatz für eine mit Luftbetrieb.

Die dritte Anlage ist auf der Grube Nr. 19, gehörig der Sunday Creek Coal Company zu Buckingham in Perry County, von Schlesinger, Kimball und Co. in Columbus ausgeführt worden. Die 110 -Dampfmaschine läuft mit 170 Umdrehungen in der Minute, die 100 -Dynamo mit 500 Umdrehungen. Die Leitung für den die Elektricität dem Motor zuführenden Läufer besteht aus einer (14pfündigen) ⊤-Schiene, welche so hoch liegt, dass Arbeiter und Maulesel bequem darunter hinweg können. Auf dieser Schiene läuft der Läufer, dessen vier Räder durch eine Feder den Schienenkopf umfassen und somit auf dem Stege laufen. Vom Läufer zum Motor wird der Strom durch eine Reihe von Drähten geführt, welche in eine Hülle so eingeschlossen sind, dass diejenigen, welche auf dem Motorwagen zu thun haben, mit ihnen nicht in Berührung kommen können. Für gewöhnlich arbeitet der Motor mit |42| 50 Ampère, was 29,5 entspricht; theilweise steigt die Spannung im Maschinenhause auf 440 Volt. Der 3,5 t schwere und für 35 berechnete Motor zieht einen Zug von 18 bis 23 Wagen mit etwa 60 t Gewicht auf einer 656 m langen Bahn. Schlesinger hat auch eine Kohlenschrämmaschine entworfen.

Eine von der Osgood Dredge Company gebaute elektrische Grabmaschine (excavator) wird nach dem Engineering News vom 20. September 1890 * S. 250 von der Bennett Amalgamator Company in Denver, Col., in Verbindung mit deren Amalgamatoren in den Gold führenden Kiesgruben benutzt. Die 100 -Dynamo wird mit Wasserkraft getrieben; die Elektricität wird 2 km weit nach den Gruben geleitet und treibt da einen Bagger, ein Förderband, den Amalgamator, zwei Pumpen und speist eine elektrische Lichtanlage. Der Bagger wird von einem festliegenden 25 -Motor und einem 15 fahrbaren Motor in Gang gesetzt. Dazu ist der das Förderband und den Amalgamator mittels Riemen treibende 25 -Motor auf dem Wagen aufgestellt; das Förderband ist an der einen Seite des Baggers aufgestellt, der Amalgamator mit dem Bagger gekuppelt. Die Maschine arbeitet sehr gut und elastisch, daher ohne die sonst bei Grabmaschinen gewöhnlichen Brüche.

Eine neue elektrische Locomotive für Bergwerke baut die Thomson- Van Depoele Electric Mining Company in Boston in verschiedener Grösse. Die eine, in dem Engineering and Mining Journal vom 7. Februar 1891 beschriebene ist auf 60 berechnet, von oben bis zu den Schienen 1 m hoch. Sie wird für Spurweiten von 0,9 bis 1,44 m gebaut. Die zur Leitung des Ganges dienenden Hilfsmittel sind sämmtlich an dem einen Ende der Locomotive angebracht und bei der den Ausblick nicht hindernden geringen Höhe braucht der Lenker bei Umkehrung der Fahrtrichtung seinen Platz nicht zu verändern. An jedem Ende sind zwei elektrische Lampen mit parabolischem Spiegel angebracht und beleuchten die Strecke weithin. Der den Strom der Leitung entnehmende Läufer hat die Doppelellenbogenform erhalten, die sich dei früheren Anlagen als so passend für Bergwerke erwiesen hat; derselbe passt sich innerhalb angemessener Grenzen der wechselnden Höhe des oberirdischen Leiters an. Die Eisenblechdecke bildet eine ganz wasserdichte Schutzhülle gegen fallendes Gestein u. dgl.

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Es mag bei dieser Gelegenheit auf den eingehenden Vortrag hingewiesen werden, welchen F. B. Crocker am 22. Mai 1889 über die Regulirung elektrischer Motoren im American Institute of Electrical Engineers gehalten hat; vgl. Transactions of the Institute, Bd. 6 * S. 237; ferner den Londoner Electrical Engineer, Bd. 23 * S. 145 (vgl. auch ebenda S. 650).

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