Wettersatz

Ein Wettersatz ist eine Maschine zur künstlichen Bewetterung im Bergbau.[1] Er hat vom prinzipiellen Aufbau große Ähnlichkeit mit einer gewöhnlichen Saugpumpe.[2] Die Maschine konnte, je nach Einsatz, entweder frische Wetter zuführen oder Böse Wetter absaugen.[3] Eingesetzt wurde der Wettersatz überwiegend in den Bergwerken des Harzer Bergreviers.[4] Da der Wettersatz im Harz erfunden wurde, wird er auch als Harzer Wettersatz bezeichnet.[2] Der Harzer Wettersatz wurde aber nicht nur im Harzer Bergrevier, sondern auch in Sachsen im Freyberger und im Marienberger Bergrevier, zur Bewetterung der Grubenbaue eingesetzt.[5] Des Weiteren wurden die Maschinen in Eisenhütten als Gebläse für den Hochofen eingesetzt.[6]

Geschichte

Im Jahr 1711 wurde der erste Wetterkasten gefertigt, der zur damaligen Zeit 85 Reichstaler kostete.[7] Erfinder dieser Maschine war der Maschinendirektor Johann Justus Bartels aus Clausthal.[8] Die Maschine gehörte wettertechnisch gesehen zu den Wetterbläsern.[2] Diese hölzerne Wetterkunst bewehrte sich so gut, das schon kurz darauf eine weitere Maschine gefertigt wurde.[9] Im Jahr 1712 wurde die zweite Maschine dieses Typs gebaut.[8] Dieser Wetterkasten wurde aus Messingblechen gefertigt und kostete bereits 600 Reichstaler.[7] Im Jahr 1734 wurde der Wettersatz von Christian Schwarzkopf aus Clausthal[ANM 1] erfunden.[2] Er nutzte dazu das Grundprinzip des Wetterkastens, führte jedoch an dem Wetterkasten wesentliche Verbesserungen durch.[9] Schwarzkopf installierte diese Maschine zunächst auf der Grube Gnade Gottes, verbesserte den Prototyp jedoch bereits im Jahr 1736.[7] Der Aufbau des Harzer Wettersatzes inspirierte die Herren von Baader und Köhler zur Konstruktion von hydrostatischen Gebläsen.[10] Bereits im Jahr 1787 verbesserte der Oberbergrath Ritter von Baader den Verschluss des Wettersatzes, indem er das Gebläse so konstruierte, dass es anstatt mit Leisten mit Wasser abgedichtet[ANM 2] wurde.[6] Von Baader erbaute ein Gebläse mit diesem Prinzip im Jahr 1799 auf dem Eisenwerk von Weyerhammer in der Oberpfalz.[10] Eine ähnliche Konstruktion eines Gebläses wurde auch von John Laurie gebaut.[6] Beide Gebläse waren baugleich und arbeiteten nach dem Prinzip des Harzer Wettersatzes.[10] Ob nun Laurie die Konstruktion von Baaders einfach nachgeahmt hat oder dieser ihm die Konstruktion mitgeteilt hat, ist nicht eindeutig geklärt worden.[6]

Grundlagen

Der Harzer Wettersatz ist vom Prinzip her eine Luftpumpe mit Wasserdichtung.[11] Er wird auch als Paterscher Wetterkasten bezeichnet.[12] Eingesetzt wurde der Wettersatz zur Bewetterung kleiner Grubengebäude und beim Abteufen von Schächten.[13] Aufgrund seines einfachen Aufbaus war der Harzer Wettersatz verhältnismäßig kostengünstig.[14] Zunächst setzte man den Wettersatz, durch entsprechende technische Einstellung so ein, dass er als Wettersauger funktionierte.[15] Später war es durch technische Veränderung auch möglich den Wettersatz als Wetterbläser zu verwenden.[16] Im Laufe der Jahre wurde der Wettersatz mehrfach verbessert.[2] Er wurde in einigen Bergrevieren bis Anfang des 20. Jahrhunderts benutzt. Eingesetzt wurde der Wettersatz überall dort, wo andere Bewetterungsmaschinen nicht zu bekommen waren.[14] Mit einem Wettersatz konnten Strecken mit einer Länge von bis zu 1000 Metern bewettert werden.[17] Angetrieben wurde der Wettersatz entweder mittels menschlicher Muskelkraft[ANM 3] oder durch Wasserkraft.[18]

Aufbau

Es gibt zwei unterschiedliche Bauformen des Wettersatzes, den einfachen und den doppelten Wettersatz.[1] Der einfache Wettersatz besteht aus einem feststehenden und einem beweglichen Holzfass.[19] In das feststehende äußere Fass ist am Boden eine Röhre angebracht, die weit bis in das Fass hineinreicht.[20] Am oberen Ende der Röhre befindet sich ein Klappenventil.[21] Am unteren Ende der Röhre wird eine Lutte angeschlossen.[20] In das äußere Fass wird das kleinere zweite Fass so montiert, dass es über die Röhre gestülpt ist und gleichzeitig auch beweglich ist.[22] Dieses zweite Fass wird auch als Glocke bezeichnet, es ist am oberen Ende mit einem Pumpengestänge verbunden, damit es auf und ab bewegt werden kann.[20] Zum Ein- und Ausströmen der Wetter befinden sich am inneren Fass zwei Ventile.[19] Je nach Aufbau dieser Ventile kann der Wettersatz als Wetterbläser oder als Wettersauger arbeiten.[21] Beim Wettersauger ist die Röhre mit einem nach außen klappenden Ventil versehen und in der Glocke befinden sich nach innen klappende Ventile. Beim Wetterbläser ist das Klappventil an der Röhre nach innen klappend und die Ventile an der Glocke sind nach außen klappend konstruiert.[17] In das äußere Fass wird Wasser bis unterhalb der Röhre eingefüllt.[20] Das äußere Fass ist oben und das innere Fass ist unten offen.[1] Der doppelte Wettersatz besteht aus zwei feststehenden und zwei beweglichen Fässern.[19] Die beweglichen Fässer sind mittels Ketten an einem Balken befestigt, der durch Maschinenkraft bewegt wird.[1] Der sonstige Aufbau dieses Wettersatzes gleicht dem des einfachen Wettersatzes.[4]

Funktion

Durch die Bewegung des Hubgestänges wird das innere Fass auf und ab bewegt.[20] Je nachdem, ob der Wettersatz nun als Wettersauger oder als Wetterbläser eingesetzt wird, arbeiteten die Ventile entsprechend.[17] Beim Wettersauger entsteht bei jedem Hub des beweglichen Fasses zwischen dem Boden des inneren Fasses und der Wasseroberfläche ein Unterdruck.[2] Aufgrund dieses Unterdrucks wird nun das Ventil an der Röhre geöffnet.[13] Dadurch strömt die Luft aus der Lutte in den Hohlraum des Wettersatzes.[18] Die Abwetter aus den Grubenbauen strömen dann in die Lutte.[13] Bei der Abwärtsbewegung des inneren Fasses wird nun diese im Wettersatz befindliche Luft komprimiert.[2] Es entsteht im Wettersatz ein leichter Überdruck, der die Ventile des inneren Fasses öffnet.[19] Dadurch kann die Luft aus dem Wettersatz in die freie Atmosphäre ausströmen.[2] Beim Wetterbläser öffnen sich bei jedem Hub der Glocke die Ventile in der Glocke.[17] Dadurch strömt die Frischluft beim Anheben der Glocke in den Wettersatz ein.[20] Sobald die Glocke durch das Gestänge niedergedrückt wird, schließen sich die Ventile in der Glocke.[17] Die in der Glocke befindliche Luft wird nun komprimiert und wird durch die Röhre in die Lutte gedrückt und somit in die Grubenbaue geblasen.[20]

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d Heinrich Veith: Deutsches Bergwörterbuch mit Belegen. Verlag von Wilhelm Gottlieb Korn, Breslau 1871.
  2. ↑ a b c d e f g h Johann Heinrich Moritz Poppe: Wettersatz, Harzer Wettersatz, in ders.: Encyclopädie des gesammten Maschinenwesens, oder vollständiger Unterricht in der praktischen Mechanik und Maschinenlehre. Fünfter Theil, Schra - Z, mit zwölf Kupfertafeln, bey Georg Voß, Leipzig 1810, S. 476–483; Digitalisat über Google-Bücher
  3. ↑ Karl Christian von Langsdorf: Ausführliches System der Maschinen-Kunde. Mit speciellen Anwendungen bei mannichfaltigen Gegenständen der Industrie für den Praktiker bearbeitet, zweiten Bandes erste Abtheilung, mit einem dritten Atlas von Kupfer- und Steintafeln, im Verlage der neuen Akademischen Buchhandlung von Karl Groos, Heidelberg und Leipzig 1827, S. 684.
  4. ↑ a b Erklärendes Wörterbuch der im Bergbau in der Hüttenkunde und in Salinenwerken vorkommenden technischen und in Salinenwerken vorkommenden technischen Kunstausdrücke und Fremdwörter. Verlag der Falkenberg’schen Buchhandlung, Burgsteinfurt 1869.
  5. ↑ Friedrich Alexander von Humboldt: Ueber die unterirdischen Gasarten und die Mittel ihren Nachtheil zu vermindern. Ein Beytrag zur Physik der praktischen Bergbaukunde. Bey Friedrich Vieweg, Braunschweig 1799, S. 210–212.
  6. ↑ a b c d J. H. Hassenfratz: Das Wichtigste aus der Eisenhüttenkunde. Übersetzt und mit Anmerkungen begleitet von Tr. Lebr. Hasse. Des zweyten Bandes erster Heft, mit 1 Kupfer, in der Baumgärtnerschen Buchhandlung, Leipzig 1821, S. 109, 110.
  7. ↑ a b c Gottfried Erich Rosenthal: Technologisches Wörterbuch oder alphabetische Erklärung aller nützlichen mechanischen Künste, Manufakturen, Fabriken und Handwerker. Achter Theil von Torfspade bis Z, nebst einer vollständigen Litteratur der Technologie, das ist Verzeichnis der Bücher, Schriften und Abhandlungen die von den Künsten, Manufakturen und Fabriken, der Handlung, den Handwerkern und sonstigen Nahrungszweigen, als auch von denen zum wissenschaftlichen Betriebe derselben erforderlichen Kenntnissen aus dem Naturreiche, der Mathematik, Physik und Chemie handelt. Nach alphabetischer Folge des technologischen Wörterbuchs geordnet, bey Erich Nicolai, Berlin / Stettin 1795, S. 195.
  8. ↑ a b J. A. Donndorff: Supplemente zur Geschichte der Erfindungen in allen Theilen der Wissenschaften und Künste. Von der ältesten bis auf die gegenwärtigen Zeit. In alphabethischer Ordnung, A - Z, bei Gottfried Basse, Quedlinburg und Leipzig, S. 561.
  9. ↑ a b Jens Pfeiffer Mittelalterliche und Frühneuzeitliche Bewetterungstechnik im historischen Bergbau. In: Pierres et Terres. 24. Internationaler Bergbau- & Montanhistorik Workshop. Tagungsband, Übersetzungen und Korrekturen Brigitta Wolf, Roger Zenner, Birgit Kienzle, Hans-Peter Stolz, Jean-Francois Bouvier, Roland Guillauma, Les Editions du Patrimoine Minier, Druck L'Ormont Imprimeur, Saint-Die'-des-Vosges, Asepam 2023, ISBN 2-9518632-7-6, S. 122, 123.
  10. ↑ a b c Ludwig Beck: Die Geschichte des Eisens in technischer und kulturgeschichtlicher Beziehung. Dritte Abteilung. Das XVIII. Jahrhundert, mit 232 in den Text gedruckte Abbildungen, Druck und Verlag von Friedrich Vieweg und Sohn, Braunschweig 1897, S. 554–558.
  11. ↑ Oscar Hoppe: Die Bergwerke, Aufbereitungs-Anstalten und Hütten, sowie die technisch-wissenschaftlichen Anstalten Wohlfahrts-Einrichtungen pp. im Ober- und Unter-Harz. Dazu mehrere Tafeln, nebst einem Anhang für geognost. Excursionen verfasst vom Bergrath Dr. v. Groddeck, Grosse’sche Buchhandlung, Clausthal 1883, S. 248.
  12. ↑ Wilhelm Leo: Lehrbuch der Bergbaukunde. Für Bergschulen und zum Selbstunterricht insbesondere für angehende Bergbeamte, Bergbau - Unternehmer, Grubenbesitzer etc. Mit 241 in den Text eingedruckte Abbildungen, Druck und Verlag von G Basse, Quedlinburg 1861, S. 394, 395.
  13. ↑ a b c Emil Stöhr: Katechismus der Bergbaukunde. Mit 48 Holzschnitten. Lehmann & Wentzel Buchhandlung für Technik und Kunst, Wien 1875, S. 266.
  14. ↑ a b Fritz Heise, Fritz Herbst: Lehrbuch der Bergbaukunde mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus. Erster Band. Mit 583 Textfiguren und 2 farbigen Tafeln, Verlag von Julius Springer, Berlin 1908, S. 508.
  15. ↑ Ministerium der öffentlichen Arbeiten (Hrsg.): Zeitschrift für das Berg-, Hütten-, und Salinen-Wesen im preussischen Staate. Dreissigster Band, mit 103 Holzschnitten, 10 Texttafeln und einem atlas bon 15 Tafeln, Verlag von Ernst & Korn, Berlin 1882, S. 127, 128.
  16. ↑ Oberdeutsche, allgemeine Litteraturzeitung im Jahre 1788. Viertes Vierteljahr. October, November, December. In Commission bey P. A. Winkopp, für den ganzen Rhein, Sachsen und die Niederlande, Mainz 1788, S. 3366–3368.
  17. ↑ a b c d e Gustav Köhler: Lehrbuch der Bergbaukunde. Zweite verbesserte Auflage. Mit 846 Holzschnitten und 7 lithographirten Tafeln, Verlag von Wilhelm Engelmann, Leipzig 1887, S. 699.
  18. ↑ a b Julius, Ritter von Hauer: Die Ventilationsmaschinen der Bergwerke. Mit 7 lithographirten Tafeln. Verlag von Arthur Felix, Leipzig 1870, S. 37, 38.
  19. ↑ a b c d H. Schellen: Die Schule der Elementar-Mechanik und Maschinenlehre. Für den Selbstunterricht angehender Techniker, Mechaniker, Industrieller, Landwirthe, Bergmänner, Architekten, Bauhandwerker, Werkführer, Mühlen- und Fabrikbesitzer sowie für Gewerbe- und Realschulen. Zum Theil nach Delaunay's Cours elementaire de Mechanique, frei bearbeitet, in zwei Theilen, mit zahlreichen in den Text eingedruckten Holzstichen, vierte umgearbeitete und vermehrte Auflage, Druck und Verlag von Friedrich Vieweg und Sohn, Braunschweig 1879, S. 359–363.
  20. ↑ a b c d e f g Wilfried Ließmann: Historischer Bergbau im Harz. 3. Auflage, Springer Verlag, Berlin und Heidelberg 2010, ISBN 978-3-540-31327-4, S. 104–106.
  21. ↑ a b Emil Stöhr, Emil Treptow: Grundzüge der Bergbaukunde einschließlich der Aufbereitung. Als zweite Auflage des Katechismus der Bergbaukunde von Emil Stöhr. Mit 230 in den Text gedruckten Abbildungen, Verlagsbuchhandlung Spielhagen & Schurich, Wien 1892, S. 302, 303.
  22. ↑ H. Schellen: Die Schule der Elementar-Mechanik und Maschinenlehre. Für den Selbstunterricht angehender Techniker, Mechaniker, Industrieller, Landwirthe, Bergmänner, Architekten, Bauhandwerker, Werkführer, Mühlen- und Fabrikbesitzer sowie für Gewerbe- und Realschulen. Zum Theil nach Delaunay's Cours elementaire de Mechanique, frei bearbeitet, in zwei Theilen, zweiter Theil, mit circa 800 in den Text eingedruckten Holzsctichen, Druck und Verlag von Friedrich Vieweg und Sohn, Braunschweig 1862, S. 425.

Anmerkungen

  1. ↑ Calvör bezeichnet den Wettersatz in seinem Buch Nachrichten vom Oberharzer Maschinenwesen als Schwarzkopfischen Wettersatz. (Quelle: Friedrich Alexander von Humboldt: Ueber die unterirdischen Gasarten und die Mittel ihren Nachtheil zu vermindern.)
  2. ↑ Diese Art der Abdichtung bezeichnete man als Wasserliederung. Liederung bedeutet soviel wie verschließen. (Quelle: J. H. Hassenfratz: Das Wichtigste aus der Eisenhüttenkunde.)
  3. ↑ Dazu musste ein Bergjunge (12 jähriger Knaben) einen Schwengel hin und her bewegen und dadurch die innere Mechanik des Wettersatzes in Bewegung setzen. (Quelle: Friedrich Alexander von Humboldt: Ueber die unterirdischen Gasarten und die Mittel ihren Nachtheil zu vermindern.)
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