Seilgewichtsausgleich
Als Seilgewichtsausgleich,[1] Seilausgleich[2] oder einfach nur Gewichtsausgleich[3] bezeichnet man in der Schachtfördertechnik[4] und im Aufzugbau[5] Vorkehrungen und Konstruktionen, die dazu dienen, das Totgewicht des überhängenden Förderseiles zu minimieren oder möglichst auszugleichen.[6] Der Seilausgleich führt neben der besseren Massenverteilung auf die Oberseile auch zum Ausgleich von Schwingungen.[7] Insbesondere bei Teufen über 500 Metern ist ein Seilgewichtsausgleich aus technischen Gründen zwingend erforderlich.[8]
Grundlagen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Mit zunehmender Teufe wird auch das Gewicht des im Schacht hängenden Oberseiles immer größer.[1] Dies führt bei tieferen Schächten dazu, dass das Seilgewicht genauso schwer ist wie die Last selber.[3] Das überhängende Seil wirkt sich hemmend auf die Anfahrt der Fördermaschine aus.[8] Somit erfordert das große Seilgewicht bei tieferen Schächten eine stärkere Fördermaschine als es für die Nutzlast erforderlich ist.[9] Des Weiteren schafft das Seilübergewicht des niedergehenden Fördergutträgers gegen Ende des Treibens Triebkräfte, welche durch die Maschine schlecht beherrscht werden können.[1] Beim Auslauf des Treibens treibt die niedergehende Last die Maschine weiter an.[8] Bei Doppelförderungen kann dies dazu führen, dass das hochgehende Gefäß übertreibt.[3] Das niedergehende Gefäß kann dabei unten scharf aufsetzen.[1] Dadurch wird die Schachtförderung gefährdet und verlangsamt.[8] Insbesondere bei der Seilfahrt kann es hierdurch zu schweren Unfällen kommen.[1] Um die Nachteile zu eliminieren, ist es erforderlich, das Seilübergewicht durch geeignete Maßnahmen möglichst auszugleichen.[4]
Maßnahmen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Um das Seilgewicht auszugleichen gibt es verschiedene Methoden.[10] Eine mögliche Variante, das Seilgewicht auszugleichen, ist die Verwendung von auf schrägen Bahnen geführten Ausgleichsgewichten.[9] Des Weiteren gibt es die Möglichkeit, frei hängende Ausgleichselemente wie z. B. Ketten, Seile oder Untergurte zu verwenden.[5] Letztendlich gibt es noch die Möglichkeit, den Seilträger so zu konstruieren, dass er aufgrund seiner Bauweise das Seilgewicht ausgleicht.[2]
Ausgleichsgewichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Bei dieser Maßnahme verwendet man Gewichte, die mit Rädern ausgestattet sind.[9] Die Ausgleichsgewichte, die auch als Ausgleichshund bezeichnet werden, sind über ein entsprechend langes Seil mit dem Seilkorb verbunden.[6] Auf der Seilkorbwelle befindet sich für dieses Seil eine separate Trommel, auf die das Seil gegenläufig auf- oder abgewickelt wird.[9] Das Ausgleichsgewicht wird auf einer entsprechend langen, geneigten Bahn mittels der Räder rauf- oder runtergerollt.[6] Allerdings hat sich diese Methode in der Praxis nicht bewährt, außerdem ist die Herstellung der geneigten Bahn oftmals sehr kostspielig.[9]
Ausgleichsketten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Der Seilausgleich mittels Ketten ist eine Methode, die bereits um 1860 im englischen Bergbau sehr verbreitet war.[1] Hierfür wird unter jeden Fördergutträger eine Kette gehängt.[6] Beide Ketten sind genauso lang wie der Schacht tief ist.[1] Zudem wiegt jede Kette pro Längeneinheit genau soviel wie das Oberseil je Längeneinheit wiegt.[9] Dadurch kann der völlige Seilgewichtsausgleich erzielt werden.[1] Bei dem oben an der Hängebank befindlichen Fördergefäß hängt die Kette frei im Schacht.[6] Bei dem am unteren Anschlag befindlichen Gefäß liegt die Kette im Schachtsumpf weitestgehend auf dem Liegenden auf.[9] Wenn der obere Korb nach unten treibt legt sich die unter ihm hängende Kette sukzessive auf das Liegende auf und unter dem Fördergefäß hängt somit eine immer kürzere Kette.[1] Gleichzeitig wird am anderen Fördergefäß die Kette angehoben und somit hängt unter diesem sukzessive eine immer länger werdende Kette.[6] Allerdings kann es zu Störungen kommen wenn sich die einzelnen Kettenglieder miteinander verschlingen und plötzlich sich wieder lösen.[1] Zudem wird die Fördermaschine stärker belastet.[6] Nachteilig ist auch die starke Geräuschentwicklung durch die Ketten, sodass diese Methode im Aufzugbau wenig geeignet ist.[5] Im Bergbau konnte diese Methode nur bei geringeren Teufen verwendet werden und wurde später durch die Verwendung von Unterseilen ersetzt.[1]
Unterseile[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Diese Methode des Seilgewichtsausgleichs mittels Unterseil ist sehr verbreitet.[4] Sie ähnelt dem Prinzip der Ausgleichsketten[ANM 1] und wurde erstmalig von Lemielle im Jahr 1862 und drei Jahre später auch von Jarolimek vorgeschlagen.[1] Die Methode wird im Bergbau bei der Treibscheibenförderung angewendet.[5] Um das Seilgewicht des im Schacht hängenden Oberseils zu kompensieren, wird hierbei ein Seil unter die Fördergutträger gehängt.[2] Insbesondere bei Hauptschacht Förderungen ist die Verwendung von Unterseilen unerlässlich, damit es nicht aufgrund der unterschiedlichen Seilspannungen zum Seilrutsch kommt.[4] Um einen kompletten Ausgleich des Seilgewichtes zu erreichen muss das Unterseil das gleiche Metergewicht wie das Oberseil[ANM 2] haben.[1] In der Regel werden als Unterseil Flachseile verwendet, da sie drallfrei sind und sich gut biegen lassen.[2] Aus Kostengründen kommen aber auch abgelegte Oberseile zum Einsatz.[11] Die Enden der Unterseile werden meistens am Boden der beiden Fördergefäße befestigt.[2] Es gab aber auch durchgängige Seile, die durch die einzelnen Etagen des Förderkorbes durch die Korbmitte geführt und mittels einer Seilklemme zusammengehalten wurden.[11] Damit sich die beiden Seilabschnitte nicht verdrehen oder zusammenschlagen können, wird das Unterseil im Schachtsumpf um ein Buchtholz geführt.[7] Anstelle dieses Verfahrens gibt es auch Anlagen, bei denen das Unterseil um eine Rolle geführt wird.[4] Für tonnlägige Schächte ist diese Methode des Seilgewichtsausgleichs nicht geeignet, da das Unterseil an der Schachtwand aufliegt und nicht frei hängen kann.[3]
Untergurte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Diese Methode des Seilausgleichs ist eine speziell für den Aufzugbau entwickelte Methode, bei dem der Untergurt stufenlos auf das Gewicht des Oberseils eingestellt werden kann.[5]
Konstruktionsbedingter Gewichtsausgleich[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Bestimmte Seilträger lassen sich durch konstruktive Maßnahmen dahingehend verändern, dass durch ihre Konstruktionsweise ein Seilgewichtsausgleich erzielt werden kann.[2] So erreichen Bobinen aufgrund ihrer Konstruktion bereits einen annähernden Seilgewichtsausgleich.[1] Letztendlich kann bei Bobinen ein teilweiser Gewichtsausgleich auch durch verjüngte Bandseile erfolgen.[10] Einen teilweisen Seilausgleich kann man auch durch konische Seiltrommeln erreichen.[2] Allerdings sind hierbei die Möglichkeiten aus technischen Gründen stark begrenzt.[12]
Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- ↑ a b c d e f g h i j k l m n Karl Teiwes, Ernst Förster, Hans Bansen: Die Bergwerksmaschinen Dritter Band, Die Schachtfördermaschinen, Verlag von Julius Springer, Berlin 1913, S. 35–38, 44–46, 49–53 57, 61, 81, 86, 107.
- ↑ a b c d e f g Carl Hellmut Fritzsche: Lehrbuch der Bergbaukunde mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus. Zweiter Band, siebente Auflage, mit 742 Abbildungen im Text, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 1950, S. 562, 590, 591, 594.
- ↑ a b c d Friedrich Balck: Wasserkraftmaschinen für den Bergbau im Harz. Frühzeitliche Spuren und deren Deutung am Beispiel der Grube Thurm Rosenhof und ausgewählter Anlagen, Habilitationsschrift an der Fakultät für Bergbau, Hüttenwesen und Maschinenwesen der Technischen Universität Clausthal, Clausthal-Zellerfeld 1999, S. 4, 5, 21–37.
- ↑ a b c d e H. Hoffmann, C. Hoffmann: Lehrbuch der Bergwerksmaschinen (Kraft und Arbeitsmaschinen). Zweite, verbesserte und erweiterte Auflage. Mit 547 Textabbildungen, Verlag von Julius Springer, Berlin 1931, S. 206, 207.
- ↑ a b c d e Gustav Wolf: Gewichtsausgleich bei Treibscheibenaufzügen. Der stille Untergurt. Informationsbrief 781, Gustav Wolf Seil- und Drahtwerke Prüf und Entwicklungsanstalt, Gütersloh, S. 1–3.
- ↑ a b c d e f g Julius Ritter von Hauer: Die Fördermaschinen der Bergwerke. Mit einem Atlas von 80 lithographirten Tafeln, Verlag von Arthur Felix, Leipzig 1871, S. 183–191.
- ↑ a b Horst Roschlau, Wolfram Heintze: Bergmaschinentechnik. Erzbergbau - Kalibergbau. Mit 333 Bildern und 54 Tabellen, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1977, S. 256.
- ↑ a b c d H. Hoffmann: Lehrbuch der Bergwerksmaschinen (Kraft und Arbeitsmaschinen). Mit 523 Textabbildungen. Springer - Verlag, Berlin 1926, S. 169–171.
- ↑ a b c d e f g Julius Ritter von Hauer: Die Fördermaschinen der Bergwerke. Zweite vermehrte und zum Theil umgearbeitete Auflage. Mit einem Atlas von 40 lithographirten Tafeln, Verlag von Arthur Felix, Leipzig 1874, S. 213–217.
- ↑ a b Hans Bansen, Fritz Schmidt, Ernst Förster: Die Bergwerksmaschinen. Dritter Band. Die Schachtfördermaschinen, Zweite vermehrte und verbesserte Auflage, Verlag von Julius Springer, Berlin 1923, S. 67–75.
- ↑ a b Julius Ritter von Hauer: Die Fördermaschinen der Bergwerke. Dritte vermehrte Auflage. Mit einem Atlas von 61 Lithographirten Tafeln, Verlag von Arthur Felix, Leipzig 1885, S. 454, 455.
- ↑ Otto Kammerer - Charlottenburg: Die Technik der Lastenförderung einst und jetzt. Eine Studie über die Entwicklung der Hebemaschinen und ihren Einfluß auf Wirtschaftsleben und Kulturgeschichte. Mit Schmuck von O. Blümel - München, Druck und Verlag von R. Oldenbourg, München und Berlin 1907, S. 32, 33, 43–45.
Anmerkungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- ↑ Bei dem oberhalb befindlichen Fördergutträger ist das Oberseil kürzer und das Unterseil länger, bei dem unterhalb befindlichen Gefäß ist das Oberseil länger und das Unterseil kürzer. In der Schachtmitte haben beide Fördergutträger ein gleich langes Oberseil und Unterseil. Wechseln die Fördergutträger ihre Position, verändert sich sukzessive die an dem Fördergutträger befindlichen Seillängen von Ober- und Unterseil. (Quelle: Karl Teiwes, Ernst Förster, Hans Bansen: Die Bergwerksmaschinen Dritter Band, Die Schachtfördermaschinen.)
- ↑ Bei schwachen Fördermaschinen besteht die Möglichkeit, die Förderleistung der Maschine durch das Unterseil zu erhöhen. Hierfür muss das Unterseil entsprechend schwerer sein als das Oberseil. (Quelle: H. Hoffmann, C. Hoffmann: Lehrbuch der Bergwerksmaschinen (Kraft und Arbeitsmaschinen). Zweite, verbesserte und erweiterte Auflage.)