Ottiliaeschacht

Allgemeines

NameOttiliaeschacht
OrtssitzClausthal-Zellerfeld (Harz)
StraßeDörgestrasse 18-24
Postleitzahl38678
Internet-Seitehttp://www.ottischacht.de
Art des UnternehmensBergbaumuseum
AnmerkungenBenannt nach dem Berghauptmann Ernst Hermann Ottiliae (1821-1904). Außenstelle des Oberharzer Bergwerksmuseums, Bornhardtstr. 19, Clausthal-Zellerfeld und ist von dort mit einer Grubenbahn zu erreichen.
Quellenangaben[Hoppe: Bergwerke, Aufbereitungsanlagen und Hütten (1883) 204] Brief Herr Radday vom 18.12.2000. Internet (2008)
HinweiseTeil des Museums für Technik- und Kulturgeschichte (dieses umfaßt Grubenlampen, Möbel, Mineralien, ein Schaubergwerk (Führung 50 min), ein Freigelände und die Grubenbahn zum Ottiliae-Schacht). Dazu gehört eine 2,2 km lange Tagesförderstrecke, eine Fördermaschine und eine Dampfmaschine. Die Bahn fährt vom Mai bis Oktober jeweils um 11 Uhr und um 14.30 Uhr vom "Alten Bahnhof". Die Anlage ist mit Bus und PKW (Parkplätze vorhanden) erreichbar. Eintrittspreise für Museum und Schaubergwerk: 7 DM, Kinder: 3,50 DM, Familien: 16 DM; Gruppen ab 15 Personen, je Person: 6 DM bzw. 3 DM. Für Tagesförderbahn und Schachtanlage: 8 DM, Kinder: 4 DM, Familien: 18 DM




Produkte

Produkt ab Bem. bis Bem. Kommentar
Museumsdarstellung der Kulturgeschichte          
Museumsdarstellung des Erzbergbaus          




Betriebene Dampfmaschinen

Bezeichnung Bauzeit Hersteller
Dampfmaschine 1956 August Borsig
Dampffördermaschine 1876/78 Fürstlich Stolberg'sches Hüttenamt
Dampffördermaschine   unbekannt
Dampfhaspel 1882 Königliches Hüttenamt Gleiwitz
Dampfkompressor um 1871 unbekannt




Maschinelle Ausstattung

Zeit Objekt Anz. Betriebsteil Hersteller Kennwert Wert [...] Beschreibung Verwendung
1878 Dampfkessel 4   unbekannt Heizfläche   qm mit Innenfeuerung und Rauchrohren (Bauart Piedboeuf), D= 1726 mm, L= 6300 mm, 74 Rauchrohre (D= 80 mm, L= 3046 mm), 2 Flammrohre (D= 630 mm, L= 2500 mm), R= 1,59 x 1,26 m = 2,0 qm, p= 6 bar  




Allgemeines

ZEIT1883
THEMAFörderanlage
TEXTDie Dampffördermaschine auf dem 360 m tiefen Ottiliae-Schacht ist eine liegende Zwillingsmaschine mit Ventilsteuerung und einer Expansionsvorrichtung, welche sich selbsttätig mit dem Gewicht der abgewickelten Seile reguliert. Die Expansionsvorrichtung kann aber auch vor Hand durch den Maschinenwärter bewegt werden. Ferner ist die Maschine mit einer Dampf- bzw. Fußbremse und einem Zeigerwerk versehen. Die um 90 Grad verstellten Kurbeln wirken direkt auf die Seilkorbwelle. Da über diese Maschinenanlage meines Wissens noch nichts veröffentlicht ist, mögen folgende kurze Angaben hier am Platze sein. Der Berechnung ist zugrunde gelegt, daß betrage: Das im Ottiliae-Schacht zu fördernde Erzquantum pro Jahr 50.000 Raummeter = 75.000.000 kg, also pro Tag (300 Arbeitstage pro Jahr gerechnet) = 250.000 kg und pro Stunde (12 Arbeitsstunden gerechnet) etwa 20.000 kg. Die pro 1 Aufzug angenommene Ladung Q = 1.200 kg. Demnach sind pro 1 Stunde 20.000 : 1200 = etwa 17 Aufzüge, und also für je einen Aufzug = 1/17 Stunden = 3,5 Minuten erforderlich. Die Annahme, dass fast = 3/4 dieser Zeit durch das An- und Abhängen des Kastens beansprucht werden, also etwa in 1 Minute die Schachttiefe (H = 360 m) zurückgelegt werden muß, führt auf die Fördergeschwindigkeit c = 360 / 60 = 6 m/s. Zu Zeiten ist sogar mit 9 m/s Geschwindigkeit gefördert. Mit jedem Zuge wird ein (mit 4 Ketten an den Leitrahmen befestigter Kasten gehoben. Das Gewicht eines leeren Förderkastens (300 kg), mit Leitrahmen, Ketten und Haken (391 kg, sowie Friktionsgehänge und Federbuchse (109 kg) beträgt zusammen: T = 800 kg. Das Gewicht des im Schacht hinunterhängenden Förderseiles S = 2,1 x 360 = 750 kg. Bei der Berechnung des Gußstahldrahtseiles ist angenommen als Zugbelastung Z = 1500 kg/qcm, ferner beim Auflaufen als Biegespannung B = 2000 kg/qcm, also als Gesamthelastung 3500 kg/qcm. Das Drahtseil, aus 84 Drähten von 1,83 mm Dicke, hat einen Durchmesser von d = 25 mm. Die wenig konischen Seilkörbe haben D = 2,50 m und Di = 3,00 m Durchmesser, b = 1,3 m Breite, somit etwa Winkel alpha = 11° 40' Konizität und glatte Mantelflächen. Der Durchmesser der über dem Schacht hängenden Seilscheiben beträgt 2,9 m. Die auf den mittleren Seilkorbhalbmesser reduzierten Widerstände betragen, wenn für die Nebenwiderstände 4 % der Gesamtbelastung angenommen werden, zu Anfang des Aufzuges:
W = [1,04* (Q + T + S) * D/2 - T Dl/2] / [(D + D1) / 4] = 1700 kg,
vor dem Aufsetzen des leer abwärtsgehenden Fördergefäßes
W = [1,04 (Q + T) * D1/2 - ( T + S) * D/2] / [(D + D1) / 4] = 800 kg
und nach dem Aufsetzen des leer abwärts gehenden Fördergefäßes:
W = [1,04 * (Q + T) * Dl/2 - S * D1/] / [(D + D1) / 4] = 1560 kg
sind demnach bei der geringen Konizität sehr veränderlich. Die Konizität der Seilkörbe ist auch mehr deshalb gewählt, damit sich die einzelnen Seilwindungen dicht an einanderlegen als der Seilausgleichung wegen. Zur Ausgleichung des variabelen Seilgewichtes dient vorzugsweise die oben schon angedeutete variabele Expansionsvorrichtung. Ein wesentlicher Bestandteil der letzteren dient eine lange Hülse, die vor den Winkelhebeln hegt, durch welche die Dampfventile bewegt werden. Entsprechende Vorsprünge der Hülse drücken gegen die Hebel und öffnen dadurch die betreffenden Ventile, wenn die Hülse in Drehung versetzt wird. Die Drehung wird von der Seilkorbwelle aus durch Winkelräder vermittelt. Zugleich schreitet die Hülse, während der Drehung der Seilkorbwelle auch in ihrer Längsrichtung fort. Dadurch werden den Hebeln andere Vorsprünge dargeboten, welche der abnehmenden Seillast entsprechend die Eintrittsventile kürzere Zeit geöffnet erhalten und damit während eines kleineren Kolbenweges dem frischen Dampf den Eintritt in den Zylinder gestatten (also den Füllungsgrad verkleinern). Die Anzahl der Doppelspiele eines Dampfkolbens, also auch die Umdrehungszahl der Kurbelwelle (Seilkorbwelle) beträgt 45 U/min. Die Dampfkolben haben 0,56 m Durchmesser, 0,94 m Hub und sonach 1,41 m mittlere Geschwindigkeit. Die Maschine arbeitet in der Regel mit 4 kg/qcm Dampfdruck. Der schädliche Gegendruck vor dem Kolben beträgt 1,15 kg. Die Dampfkessel (Dampfröhrenkessel nach Piedboeuf) sind auf 6 Atmosphären konzessioniert. Die Zylinderfüllung beträgt etwa 0,75 zu Anfang des Aufzuges und 0,30 zu Ende (vor dem Aufsetzen des leeren Fördergefäßes); im Mittel bei raschem Gange etwa. 5/8. Für die Dampfmaschine ist als Wirkungsgrad 0,8 anzunehmen. Die Nutzleistung der Maschine beträgt:
N = 1200 * 9 / 75 = 144 PS bei 9 m/s bzw. 96 PS bei 6 m/s Fördergeschwindigkeit. In zwölfstündiger Schicht werden 51 Schiffe entladen. Auf dem Ottiliae-Schachte ist noch eine zweite, 1872 in Betrieb gesetzte, weit schwächere einzylindrige Dampffördermaschine (mit Stephensonscher Kulissenumsteuerung und mit zwei hintereinander liegenden Seilkörben) in Betrieb, durch welche im Nebenschacht außer einem Teil der Silbersegener Erze besonders die Steinkohlen für die verschiedenen Dampfkessel von der Talsohle aus auf die Bremerhöhe gefördert werden. Der Dampfzylinder hat 275 mm Durchmesser bei 470 mm Hub; die Kolbengeschwindigkeit = 0,8 m/s. Der Effekt ist angeblich 8 Pferde. Die Fördertiefe beträgt 36,596 m. Be1 der Berechnung sind 700 kg Nutzförderlast, 400 kg fur den Hund, 800 kg für das Fördergestell, also zusammen 1900 kg angenommen. Das Drahtseil hat 24 mm Dicke und wiegt 0,75 kg je lfd. Meter. Die Seilkörbe haben 2,5 m Durchmesser und 0,21 Breite. Zwischen Kurbel- und Seilkorbwelle ist eine zehnfache Übersetzung vorhanden. Der erforderliche Dampf für die eben erwähnten Fördermaschinen, für zwei Kesselspeisepumen sowie für die Betriebsdampfmaschine ser Steinbrecher in der Aufbereitungsanstalt wird durch die vorhin erwähnten vier Dampfkessel mit Innenfeuerung und Rauchröhren erzeugt. Die Kessel haben 1,726 m äußeren Durchmesser bei 6,3 m Länge. Jeder Kessel 74 Rauchröhren von 80 mm Durchmesser uud 3,046 m Länge; zwei mit Feuerrosten versehene Flammröhren von 0,63 m Durchmesser und 2,5 m Länge; eine Heizfläche von etwa 80 qm; und 1,59 mal 1,26 = 2,0 qm Rostfläche. Der Dampfüberdruck beträgt 6 Atmosphären. Der Mantel hat 13 mm, der hintere Kopf 23 mm, der vordere Kopf 16 mm, jedes Flammrohr 10 mm Blechstärke. Unser besonderes Interesse verdienen noch die bergbaulichen Anlagen des Tiefbausschachtes im 3. Burgstätter Grubenrevier, welche, in unmittelbarer Nähe von Clausthal, uns schon entgegentreten, wenn wir kaum die letzten nach Osten gelegenen Wohnhäuser der Stadt im Rücken haben. Der Tiefbauschacht ist im Jahre 1880 etwa 800 m nordwestlich vom Königin-Marien-Schacht angesetzt und soll nach Verlauf von acht Jahren (in 730 m Teufe) die 18. Strecke, die jetzige tiefste Bausohle seines Nachbars Herzog-Georg-Wilhe1m, welcher mit 80° Tonnlage zu ihm einfällt, erreichen, dann dem jeweiligen Bedürfnisse entsprechend noch weiter abgeteuft werden und in der Folge als 900 bis 1000 m tiefer Hauptförderschacht eine rationelle schwunghafte Gewinnung der reichen Erzmittel der Tiefbaue des 3. Burgstätter Revieres, insbesondere der Gruben Herzog-Georg-Wilhelm und der Anna-E1eonore ("Loria") ermöglichen. Die Erzförderung (blind) aus den Tiefbauen wird voraussichtlich durch eine unterirdische Wassersäulenmaschine bewerkstelligt; die Hängebank der blinden Treiberei 10 bis 120 m über das Niveau des Ernst-August-Stollens zu liegen kommen. Mittels eines kurzen Flügelortes von letzterem nach dem Schachte hin, werden die geförderten Erze in Schiffen durch den Ernst~August-Stollen und den Ottiliae-Schacht der Aufbereitungsanstalt zugeführt werden. Die tiefsten Abbausohlen, aus denen nach Fertigstellung der Anlage gefördert wird, liegen etwa 600 m unter genannter Hängebank und 900 bis 1000 m unter Tage. Die Kraftwasser der Wassersäulenfördermaschine, welche dem Aufschlaggraben des Herzog-Georg-Wilhelm entnommen und in den Schacht hineingezogen werden, gelangen nach der Benutzung ebenfalls auf dem Ernst-August-Stollen zum Abfluß. Die projektierte Wassersäulen-Wasserwältigungsmaschine wird die Sumpfwasser aus den Tiefbauen, mitte1s eines Flügelortes der tiefsten Wasserstrecke, den Wassersäulenmaschinen im Königin-Marienschacht zuführen. Über die soeben skizzierten Anlagen sowie über die Fahrkunst des Tiefbauschachtes konnten unter "Fahrungen" nur einige ganz kurze Bemerkungen gemacht werden, weil es immerhin mißlich ist, über noch im Bau begriffene Anlagen Details zu publizieren. Wenden wir uns deshalb jetzt den gegen wärtig bereits ausgeführten Anlagen des Tiefbauschachtes zu: Der Dampfhaspel gegenwärtig zum Herausfördern der beim Abteufen gewonnenen Gesteinsmassen später zum Transport von Materialien und Gezähe bestimmt, ist von dem Kgl. Preussi-schen Hüttenamte zu Gleiwitz geliefert und in einem neben dem Schachte liegenden Gebäude von 15 m Länge und 8,5 m Breite aufgestellt. Den Lieferungsbedingungen entsprechend, ist die Maschine im Stande 750 kg Nutzlast aus 900 m Teufe zu fördern und soll erforderlichenfalls, zwecks vollständiger Seilausglechung, mit Unterseil versehen werden. Das Gußstahlseil besteht aus 49 Drähten von 2,5 mm Durchmesser. Danach ergibt sich in seinem oberen Teil im Zustande der Ruhe als größte Zugspannung 4000 kg. Die größte zulässige Kesselspannung betragt 5 Atmosphären Überdrück. Die Maschine ist eine liegende Zwillingsmaschine mit Ventilsteuerung, arbeitet ohne Kondensation und gewöhnlich mit einer Dampfspannung von 4 Atmosphären Überdruck bee 18 U/min. Die Dampfaustrittsventile sind mit der (zur Vorminderung der Kompression vor dem Dampfkolben dienenden) Schleppvorrichtung von Ehrhardt und Sehmer versehen. Zur Umsteuerung dient die Gooch'sche Kulisse. Jeder Dampfzylinder hat 0,5 m Bohrung bei 1,6 m Kolbenhub. Zylinder und Ventilkasten sind mittels guter Umhüllung gegen Abkühlung geschützt. Die Bewegung der Dampfkolben w1rd mitte1s Kurbelmechanismen mit um 90° verstellten Kurbeln, direkt auf die Seilkörbe übertragen. Die aus Eisen konstruierten mit einem sorgfältig gearbeiteten Eichenholzbelag versehenen und an allen Punkten konzentrisch laufenden Seilkörbe, haben 4,5 m Durchmesser und 1,05 m lichte Weite zwischen den Kränzen. -Die Entfernung zwischen den Seilscheiben und den Seilkörben beträgt etwa 32 m. Die Höhe des eisernen Fördergestelles beträrgt 14 m. Die Hängebank liegt 1,247 m über der Maschinenhaussohle. Der eine Seilkorb ist auf bequeme und sichere Weise verstellbar. An dem festen sind Gewichte zur vollständigen Ausgleichung der einseitig wirkenden Kurbeln und Pleuelstangen angebracht. Die zugleich auf beide Seilkörbe wirkende, durch den Fuß des Maschinisten sowohl als auch durch Dampf in Bewegung zu setzende Bremsvorrichtung 1st stark genug, um bei etwaigem Seilbruch die Maschine schnell und sicher zum Stillstand zu bringen. Außerdem ist darauf Bedacht genommen, daß die Bewegung der Dampfbremse nicht rückwärts auf den Fußhehel übertragen wird daß dagegen der Kolben der Dampfbremse alle Bewegungen der Bremse teilt auch wenn er selbst nicht arbeitet. Die Dampfbremse ist so eingerichtet, daß die Stärke des Bremsens reguliert werden kann und das Anziehen ohne Stoß erfolgt. Die beiden Kurbelzapfen der Dampfmaschine sind so lang und stark daß sich erforderlichenfalls an diese direkt je eine Pleuelstange zum Betrieb von Pumpen anschließen lassen. Die besonders der Abnutzung ausgesetzten Zapfenlager usw. sind bzw. aus Stahl oder Bronze hergestellt. Für die Schmiervorrichtungen sind die in bezug auf Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichekit bewährtesten Konstruktionen angewandt. Der Maschinist kann von seinem Standpunkt aus leicht den Dampfzufluß regulieren und sowohl die Umsteuervorrichtung als auch die Fuß- und Dampfbremse in Bewegung setzen. Die Zwillingsdampfmaschme (mit Einschluß des den beiden Zylindern gemeinschaftlichen Absperrventiles, eines Manometers am Dampfrohr; eines Zeigerwerkes, welches jederzeit den Stand der Fördergefäßes im Schacht anzeigt und für 900 m Schachtteufe genügt, eines kompletten Satzes Suhraubenschlüssel, der. erforderlichen Schmiergefäße, Ablaßhähne und der übrigen kleinen Garniturteile kostet mit Fracht b1s zum Bauplatz und mit Verpackung 24.000 Mark. Für Aufstellung und Reisekosten für den Monteur smd noch verausgabt 600 Mark. Die am 1. April 1882 dem Betrieb übergebene Maschine genügt allen Anforderungen. Zum Betrieb der Förder-Dampfmaschine sowie für die Dampfmaschine zur Bewegung der weiter unten erwähnten Luftkompressonsmaschine sind drei Dampfkessel bestimmt. Diese haben eine Länge von 10,36 m bei 2,04 m Durchmesser und zwei der Länge nach durchgehende 0,79 m weite Flammrohre (Cornwallkessel): Durch eine Vorfeuerung, bestehend aus zwe1 nebeneinanderliegenden, getrennten Rosten und einer sich daran anschließenden gemeinschaftlichen Verbrennungskammer soll eine möglichst vollkommene Rauchverbrennung erzielt werden. Die horizontale Luftkompressionsmaschine, welche schon vorher zu gleichem Zwecke auf dem Ottiliae-Scbachte von 1871-1876 im Betriebe war, hat die beim Abteufen des Tiefbauschachtes verwendeten Gesteinsbohrmaschinen mit komprimierter Luft zu versehen. Die beiden einfach wirkenden mit Wasserkühlung versehenen Kompressoren liegen hintereinander. Ihr gemeinschaftlicher Plungerkolben wird direkt durch die Kolbenstange einer mit Meyer'scher Expansionssteuerung versehenen, doppelt wirkenden Dampfmaschine ohne Kondensation in Bewegung versetzt. Dadurch, daß das Kühlwasser zugleich mit der angesaugten Luft durch die Saugklappen in den Zylinder schlüpft und dessen Abfluß so reguliert wird, daß bei der Endstellung des Kolbens der Raum zwischen diesem und den Druckklappen ganz mit Wasser angefüllt ist, wird der sogenannte schädliche Raum auf ein Minimum reduziert. Hierdurch zeichnen sich besonders die nassen Kompressoren vor den trockenen, welche nach Art der Gebläse eingerichtet sind, aus. Es sei hier noch über diese für den Bergmann wichtige Maschinenanlage Folgendes erwähnt. Der Durchmesser des Dampfkolbens = 0,419 m. Der Durchmesser des Plungerkolbens = 0,314 m. Der Durchmesser des Plungerkolbens der Speisepumpe = 0,078 m. Der Durchmesser des Plungerkolbens der Kühlwasserpumpe = 0,033 m. Die Hublänge sämtlicher miteinander gekuppelter Kolben = 0 942 m. Die Anzahl der Doppelhübe der Kolben = 20 - 30 pro Minute. Bei einem Dampfüberdruck von 5 Atm., 0,5 Zylinderfüllung und 27 Doppelhüben leistet die Dampfmaschine 40 PS, und ist imstande, 3 Sachs'sche Bohrmaschinen mit hinreichender komprimierter Luft zu versehen. Hierbei beträgt die Kolbengeschwindigkeit 0,84 m, ohne daß sich unangenehme Schläge, welche bei nassen Kompressoren schon bei 0,78 m auftreten sollen. Die Kompression der Luft wird hier bei Anwendung der Sachs'schen und Doehring'schen Bohrmaschinen für gewöhnhh nicht über 3 Atmosphären Überdruck gesteigert. Im Ottiliae­Schacht waren meistens nur 2 - 3 Bohrmaschinen im Gange, wofür 4 Kubikmeter Luft pro Minute genügten. Es sollen die Bohrmaschinen sogar noch leidlich auch be1 1 Atmosphäre Überdruck gearbeitet hahen. Den Darlington'schen und Neill'schen Bohrmaschinen genugt dieser geringe Druck nicht. Der Windkessel hat 1,4 m Durchmesser und 8 m Länge, faßt demnach 12 cbm. Die Blechstärke beträgt 6 mm. Sind die Maschinen für das Bohren im Tiefbauschacht fertig aufgestellt, so bohren sie (auf Tonschiefer) in 12 Minuten 0,75 m Loch von 37 bis 28 mm Durchmesser. Der Gedingelohn für 5 Arbeiter beträgt 120 Mark incl. Schießmaterial pro 1 Meter Schacht abzuteufen. Zum Schluss sei noch erwahnt, daß die Abkühlung beim Entspannen der komprimierten _Luft so beträchtlich ist, dass sich sogar an einem warmen Sommertage Eis an dem Sicherheitsventil bildet, wenn man dort durch rasches Öffnen die komprimierte Luft entweichen läßt. Diese beträchtliche Abkühlung infolge der plötzlichen Expansion stark komprimierter Gase haben die beiden Forscher Pietot und Cailletet dazu benutzt, diese Gase selbst im flüssigen Zustande herzustellen, und damit 1877, unabhängig von einander, den Beweis geliefert daß sich selbst die bislang als permanent geltenden Gase wie Wasserstoff, Stickstoft, Sauerstoff usw. verflüssigen lassen, also Kohäsionskraft besitzen. Schließlich sei noch darauf aufmerksam gemacht, dass wir, außer den im Vorangehenden besprochenen durch Wasserräder, Dampfmaschinen und Wassersäulenmaschinen betriebenen Fördereinrichtungen, unter den Maschinenanlagen der Grube Hülfe Gottes bei Grund auch eine Turbine zur Förderung, nämlich zum Betriebe eines Erzaufzuges in der dortigen Aufbereitungsanstalt vorfinden, und daß die Clausthaler Silberhütte ebenfalls durch eine Turbine und eine Drahtseiltransmission ein Materialienaufzug betrieben wird. So wird der wißbegierige Fremde die verschiedenartigsten hierher gehörigen Maschinengattungen bei den Harzer Werken vergleichen und studieren können
QUELLE[Hoppe: Bergwerke, Aufbereitungsanlagen und Hütten (1883) 204]