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Treibscheibenförderung Die auch Koepeförderung ist eine Form einer Schachtförderanlage bei der eine Treibscheibe als Sei

Treibscheibenförderung

Die Treibscheibenförderung (auch Koepeförderung) ist eine Form einer Schachtförderanlage, bei der eine Treibscheibe als Seilträger benutzt wird, sie wird nach ihrem Erfinder Carl Friedrich Koepe auch Koepe-Förderung genannt.

Treibscheibenfördermaschine Seitenansicht

Geschichte Bearbeiten

Aufgrund der Zunahme der Fördertiefen und der Lastmengen stieß die konventionelle Trommelförderung Mitte des 19. Jahrhunderts an ihre sicherheitstechnischen und wirtschaftlichen Grenzen. Insbesondere das Seilgewicht machte sich störend bemerkbar. Bedingt dadurch wurden die Trommelfördermaschinen immer größer und schwerer. Der deutsche Bergbauingenieur Carl Friedrich Koepe löste dieses Problem mit der nach ihm benannten Treibscheibe, welche er sich 1877 patentieren ließ. Die erste gebaute Treibscheibe wurde auf der Zeche Hannover eingesetzt und hatte einen Durchmesser von 7,3 Metern. Sie diente gleichzeitig als Schwungrad einer Einzylinderdampfmaschine. An der Seite der Treibscheibe befand sich ein Kranz aus Eichenholz, in welchem eine Seilnut eingearbeitet war, die der Führung des Förderseils und der besseren Seilhaftung diente. Aufgrund ihrer Vorzüge wurde sehr bald die technische Fachwelt auf diese Art der Schachtförderung aufmerksam. Bereits Anfang des 20. Jahrhunderts war der Maschineninspektor Baumann der Ansicht, dass die Treibscheibenförderung mit gefütterter Treibscheibe für alle Teufen möglich ist.

Aufbau und Funktion Bearbeiten

Treibscheibenförderung

Charakteristisch für die Treibscheibenförderung ist die Verwendung nur eines Seiles. Hierbei wird das Förderseil über die Treibscheibe (Koepescheibe) zu den Förderkörben, welche am Förderseil hängen, geführt. Die Kraftübertragung von der Treibscheibe auf das Förderseil erfolgt dabei nur durch Reibschluss. Mit zunehmender Teufe kommt das Eigengewicht des Oberseiles immer mehr zur Geltung. Zum Ausgleich des Seilgewichtes muss unter den Körben ein Unterseil angebracht sein. Ohne dieses würde das Oberseil durch das Eigengewicht auf der Treibscheibe rutschen. Aufgrund der unterschiedlichen Belastung in den beiden Trumen kommt es dennoch auf der Treibscheibe zum Seilwandern. Wird nur ein Förderkorb verwendet (Großkorb oder bei geringen Schachtquerschnitten), muss zum Ausgleich des Korbgewichtes ein Gegengewicht (Kontergewicht) vorhanden sein, welches man lang, aber schmal gestalten kann. Das Gegengewicht wird dabei so dimensioniert, dass es das Gewicht des Förderkorbes und das Gewicht der halben Nutzlast kompensiert. Bei größeren Teufen findet immer mehr die Mehrseiltechnik, mit bis zu acht Förderseilen Anwendung. Hierbei können, bedingt durch die Lastaufteilung, dünnere Förderseile und kleinere Seilträger verwendet werden. Da dünnere Seile flexibler als dicke Seile sind, bietet die Mehrseiltechnik auch eine höhere Sicherheit gegenüber Seilbruch. Treibscheibenförderungen werden sowohl als Flurfördermaschinen als auch als Turmfördermaschinen ausgeführt. Damit der Korb während des Treibens nicht stark schaukelt und dadurch ins Trudeln gerät, muss er im Schacht geführt werden. Hierzu gibt es die drei Methoden Spurlattenführung, Seilführung und Eckführung.

Spannungsverhältnisse im Förderseil Bearbeiten

Das Förderseil unterliegt bei jedem Förderzug einer schwellenden Spannungsbeanspruchung. Die kritische Stelle ist hierbei die Verbindung zwischen Oberseil und Unterseil mit dem Förderkorb, der sogenannte Seileinband. Bei der Treibscheibenförderung wird der Seileinband aufgrund des Gewichtes des Unterseils stärker belastet als bei der Trommelförderung.

Einschränkungen Bearbeiten

Prinzip der Treibscheibenförderung

Ein wirtschaftlicher Betrieb ist mit einfachen Treibscheibenförderanlagen bei Teufen von bis zu 1600 Metern möglich. Wird diese Grenzteufe überschritten, ist ein wirtschaftlicher Betrieb nur mit Trommelförderungen oder Mehrseilförderung möglich. Der Grund dafür liegt im großen Gewicht des Unterseils. Bedingt durch das Gewicht des Unterseils steigen die Schwellspannungen im Oberseil mit größerer Teufe schnell an. Eine steigende Schwellspannung führt bei hohem Gesamtspannungsniveau zu einer rapiden Verkürzung der Seillebensdauer. Die Möglichkeit der Nutzlastreduzierung ist zwar gegeben, führt aber zu einer starken Nutzungseinschränkung der Förderanlage. Aus diesem Grund ist die Treibscheibenförderung für sehr große Teufen nur sehr eingeschränkt geeignet. Aber auch für Teufen mit weniger als 250 Meter ist die Treibscheibenförderung unter bestimmten Umständen eine schlechte Variante. Dies liegt daran, dass aufgrund des geringeren Seilgewichtes die Reibkräfte auf der Treibscheibe kleiner werden. Um das geringere Seilgewicht auszugleichen müssen die Gewichte der Fördermittel entsprechend erhöht werden.

Vor- und Nachteile Bearbeiten

Bei der Treibscheibenförderung gibt es sowohl Vorteile als auch Nachteile. Von großem Vorteil ist die Schonung des Seiles. Dies liegt daran, dass das Förderseil nicht abgelenkt werden muss. Ein weiterer Vorteil bei der Treibscheibenförderung ist der geringere Platzbedarf der Fördermaschine. Auch ist, bedingt durch das Durchrutschen des Förderseils beim Aufsitzen des Förderkorbes, eine große Betriebssicherheit gewährleistet. Hinzu kommt der geringe Leistungsbedarf der Fördermaschine (energietechnisch günstig), denn es muss nur die Differenz zwischen Fördergut und Gegengewicht bewegt werden. Ein Nachteil bei der Treibscheibenförderung ist das Rutschen des Förderseiles auf der Treibscheibe. Dies kann zum Verstellen des Teufenzeigers führen. Ein weiterer Nachteil dieser Bauart ist, dass mit zwei Körben immer nur von einer Sohle gefördert werden kann oder nicht gleichzeitig beschickt werden kann. Nachteilig ist auch, dass bei einem Seilbruch beide Fördergefäße in den Schacht stürzen, so sie denn nicht durch eine Fangvorrichtung abgefangen werden können.

Literatur Bearbeiten

  • Hugo Hoffmann, Carl Hoffmann: Lehrbuch der Bergwerksmaschinen (Kraft und Arbeitsmaschinen). 3. Auflage. Springer Verlag, Berlin 1941.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Technische Anforderungen an Schacht- und Schrägförderanlagen. (TAS). Verlag Hermann Bellmann, Dortmund 2005.
  2. Fritz Schmidt: 50 Jahre Koepeförderung. In: Glückauf, Berg- und Hüttenmännische Zeitschrift. Verein für die bergbaulichen Interessen im Oberbergamtsbezirk Dortmund (Hrsg.), Nr. 35, 64. Jahrgang, 1. September 1928, S. 1173–1179.
  3. Bergwerksförderung mit endlosem Seile. In: Polytechnisches Journal. 249, 1883, S. 281–283.
  4. Die Förderung mit Treibscheibe. In: Glückauf, Berg- und Hüttenmännische Zeitschrift. Verein für die bergbaulichen Interessen im Oberbergamtsbezirk Dortmund (Hrsg.), Nr. 51, 41. Jahrgang, 23. Dezember 1905, S. 1602–1604.
  5. ↑ Hans Bansen (Hrsg.): Die Bergwerksmaschinen. Dritter Band, Die Schachtfördermaschinen. Verlag von Julius Springer, Berlin 1913, S. 80–87.
  6. ↑ M. Kaufhold: Über Hauptschacht-Förderung mit Koepe-Scheibe. In: Polytechnisches Journal. 322, 1907, S. 753–756.
  7. ↑ Gustav Köhler: Lehrbuch der Bergbaukunde. 6. verbesserte Auflage. Verlag von Wilhelm Engelmann, Leipzig 1903.
  8. ↑ Julius Ritter von Hauer: Die Fördermaschinen der Bergwerke. 3. vermehrte Auflage. Verlag von Arthur Felix, Leipzig 1885.
  9. H. Herbst: Ergebnisse der Verhandlungen der Preußischen Seilfahrtskommission. I. In: Glückauf, Berg- und Hüttenmännische Zeitschrift. Verein für die bergbaulichen Interessen im Oberbergamtsbezirk Dortmund (Hrsg.), Nr. 2, 61. Jahrgang, 10. Januar 1925, S. 34.
  10. Markus Michael: Untersuchung der Tragfähigkeit von Faserseilen. 2. Statusseminar Treibscheibenaufzug. TU Chemnitz Forschergruppe InnoZu.
  11. Heinrich Aumund, Fritz Mechtold: Hebe- und Förderanlagen. Grundlagen Bauarten Anwendungen. 5. völlig neu bearbeitete und stark erweiterte Auflage. Springer Verlag, Berlin/ Heidelberg/ New York/ Berlin 1969, Softcover Nachdruck 2012, ISBN 978-3-642-49223-5, S. 503–506.
  12. Heinz M. Hiersig: Lexikon Maschinenbau. VDI Verlag, 1997, ISBN 3-540-62133-4.
  13. Walter Bischoff, Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Das kleine Bergbaulexikon. 7. Auflage. Verlag Glückauf, Essen 1988, ISBN 3-7739-0501-7.
  14. Adolf Heilandt: Ein Beitrag zur Berechnung der Drahtseile. An Hand eines Vergleiches der Seilsicherheiten bei Fördermaschinen und bei Personenaufzügen. Unter Berücksichtigung der Seilschwingungen, mit einer Tafel, Druck und Verlag von R. Oldenbourg, München und Berlin 1916.
  15. Kammerer-Charlottenburg: Die Technik der Lastenförderung einst und jetzt. Studie über die Entwicklung der Hebemaschinen und ihren Einfluss auf Wirtschaftsleben und Kulturgeschichte. Druck und Verlag von R. Oldenbourg, München/ Berlin.
  16. ↑ W. Sindern, St. Borowski: Sicherheitstechnische Betrachtungen zu Schachtförderanlagen für den Zugang zu einem zukünftigen geologischen Tiefenlager. Arbeitsbericht NAB 14-75, Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (Hrsg.), Wettingen 2014, S. 35–39.
  17. Paul Burgwinkel: Schachtfördertechnik. RWTH Aachen.
  18. ↑ Klaus Nendel, Markus Michael, Thomas Risch: Untersuchung der Treibfähigkeit von hochfesten Faserseilen an Treibscheiben. Fachartikel der Technischen Universität Chemnitz, Institut für Allgemeinen Maschinenbau und Kunststofftechnik.

Weblinks Bearbeiten

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Die Treibscheibenforderung auch Koepeforderung ist eine Form einer Schachtforderanlage bei der eine Treibscheibe als Seiltrager benutzt wird sie wird nach ihrem Erfinder Carl Friedrich Koepe auch Koepe Forderung genannt 1 Treibscheibenfordermaschine Seitenansicht Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Aufbau und Funktion 2 1 Spannungsverhaltnisse im Forderseil 3 Einschrankungen 4 Vor und Nachteile 5 Literatur 6 Einzelnachweise 7 WeblinksGeschichte BearbeitenAufgrund der Zunahme der Fordertiefen und der Lastmengen stiess die konventionelle Trommelforderung Mitte des 19 Jahrhunderts an ihre sicherheitstechnischen und wirtschaftlichen Grenzen Insbesondere das Seilgewicht machte sich storend bemerkbar Bedingt dadurch wurden die Trommelfordermaschinen immer grosser und schwerer Der deutsche Bergbauingenieur Carl Friedrich Koepe loste dieses Problem mit der nach ihm benannten Treibscheibe welche er sich 1877 patentieren liess Die erste gebaute Treibscheibe wurde auf der Zeche Hannover eingesetzt und hatte einen Durchmesser von 7 3 Metern Sie diente gleichzeitig als Schwungrad einer Einzylinderdampfmaschine An der Seite der Treibscheibe befand sich ein Kranz aus Eichenholz in welchem eine Seilnut eingearbeitet war die der Fuhrung des Forderseils und der besseren Seilhaftung diente 2 Aufgrund ihrer Vorzuge wurde sehr bald die technische Fachwelt auf diese Art der Schachtforderung aufmerksam 3 Bereits Anfang des 20 Jahrhunderts war der Maschineninspektor Baumann der Ansicht dass die Treibscheibenforderung mit gefutterter Treibscheibe fur alle Teufen moglich ist 4 Aufbau und Funktion Bearbeiten nbsp TreibscheibenforderungCharakteristisch fur die Treibscheibenforderung ist die Verwendung nur eines Seiles 5 Hierbei wird das Forderseil uber die Treibscheibe Koepescheibe zu den Forderkorben welche am Forderseil hangen gefuhrt 6 Die Kraftubertragung von der Treibscheibe auf das Forderseil erfolgt dabei nur durch Reibschluss 7 Mit zunehmender Teufe kommt das Eigengewicht des Oberseiles immer mehr zur Geltung Zum Ausgleich des Seilgewichtes muss unter den Korben ein Unterseil angebracht sein 5 Ohne dieses wurde das Oberseil durch das Eigengewicht auf der Treibscheibe rutschen 8 Aufgrund der unterschiedlichen Belastung in den beiden Trumen kommt es dennoch auf der Treibscheibe zum Seilwandern 9 Wird nur ein Forderkorb verwendet Grosskorb oder bei geringen Schachtquerschnitten muss zum Ausgleich des Korbgewichtes ein Gegengewicht Kontergewicht vorhanden sein welches man lang aber schmal gestalten kann Das Gegengewicht wird dabei so dimensioniert dass es das Gewicht des Forderkorbes und das Gewicht der halben Nutzlast kompensiert 10 Bei grosseren Teufen findet immer mehr die Mehrseiltechnik mit bis zu acht Forderseilen Anwendung Hierbei konnen bedingt durch die Lastaufteilung dunnere Forderseile und kleinere Seiltrager verwendet werden 11 Da dunnere Seile flexibler als dicke Seile sind bietet die Mehrseiltechnik auch eine hohere Sicherheit gegenuber Seilbruch 12 Treibscheibenforderungen werden sowohl als Flurfordermaschinen als auch als Turmfordermaschinen ausgefuhrt 7 8 Damit der Korb wahrend des Treibens nicht stark schaukelt und dadurch ins Trudeln gerat muss er im Schacht gefuhrt werden Hierzu gibt es die drei Methoden Spurlattenfuhrung Seilfuhrung und Eckfuhrung 13 Spannungsverhaltnisse im Forderseil Bearbeiten Das Forderseil unterliegt bei jedem Forderzug einer schwellenden Spannungsbeanspruchung Die kritische Stelle ist hierbei die Verbindung zwischen Oberseil und Unterseil mit dem Forderkorb der sogenannte Seileinband 14 Bei der Treibscheibenforderung wird der Seileinband aufgrund des Gewichtes des Unterseils starker belastet als bei der Trommelforderung 15 Einschrankungen Bearbeiten nbsp Prinzip der TreibscheibenforderungEin wirtschaftlicher Betrieb ist mit einfachen Treibscheibenforderanlagen bei Teufen von bis zu 1600 Metern moglich 16 Wird diese Grenzteufe uberschritten ist ein wirtschaftlicher Betrieb nur mit Trommelforderungen oder Mehrseilforderung moglich Der Grund dafur liegt im grossen Gewicht des Unterseils Bedingt durch das Gewicht des Unterseils steigen die Schwellspannungen im Oberseil mit grosserer Teufe schnell an Eine steigende Schwellspannung fuhrt bei hohem Gesamtspannungsniveau zu einer rapiden Verkurzung der Seillebensdauer Die Moglichkeit der Nutzlastreduzierung ist zwar gegeben fuhrt aber zu einer starken Nutzungseinschrankung der Forderanlage Aus diesem Grund ist die Treibscheibenforderung fur sehr grosse Teufen nur sehr eingeschrankt geeignet 17 Aber auch fur Teufen mit weniger als 250 Meter ist die Treibscheibenforderung unter bestimmten Umstanden eine schlechte Variante Dies liegt daran dass aufgrund des geringeren Seilgewichtes die Reibkrafte auf der Treibscheibe kleiner werden Um das geringere Seilgewicht auszugleichen mussen die Gewichte der Fordermittel entsprechend erhoht werden 16 Vor und Nachteile BearbeitenBei der Treibscheibenforderung gibt es sowohl Vorteile als auch Nachteile 6 Von grossem Vorteil ist die Schonung des Seiles Dies liegt daran dass das Forderseil nicht abgelenkt werden muss 5 Ein weiterer Vorteil bei der Treibscheibenforderung ist der geringere Platzbedarf der Fordermaschine 18 Auch ist bedingt durch das Durchrutschen des Forderseils beim Aufsitzen des Forderkorbes eine grosse Betriebssicherheit gewahrleistet 5 Hinzu kommt der geringe Leistungsbedarf der Fordermaschine energietechnisch gunstig denn es muss nur die Differenz zwischen Fordergut und Gegengewicht bewegt werden 18 Ein Nachteil bei der Treibscheibenforderung ist das Rutschen des Forderseiles auf der Treibscheibe Dies kann zum Verstellen des Teufenzeigers fuhren 5 Ein weiterer Nachteil dieser Bauart ist dass mit zwei Korben immer nur von einer Sohle gefordert werden kann oder nicht gleichzeitig beschickt werden kann 8 Nachteilig ist auch dass bei einem Seilbruch beide Fordergefasse in den Schacht sturzen so sie denn nicht durch eine Fangvorrichtung abgefangen werden konnen 5 Literatur BearbeitenHugo Hoffmann Carl Hoffmann Lehrbuch der Bergwerksmaschinen Kraft und Arbeitsmaschinen 3 Auflage Springer Verlag Berlin 1941 Einzelnachweise Bearbeiten Technische Anforderungen an Schacht und Schragforderanlagen TAS Verlag Hermann Bellmann Dortmund 2005 Fritz Schmidt 50 Jahre Koepeforderung In Gluckauf Berg und Huttenmannische Zeitschrift Verein fur die bergbaulichen Interessen im Oberbergamtsbezirk Dortmund Hrsg Nr 35 64 Jahrgang 1 September 1928 S 1173 1179 Bergwerksforderung mit endlosem Seile In Polytechnisches Journal 249 1883 S 281 283 Die Forderung mit Treibscheibe In Gluckauf Berg und Huttenmannische Zeitschrift Verein fur die bergbaulichen Interessen im Oberbergamtsbezirk Dortmund Hrsg Nr 51 41 Jahrgang 23 Dezember 1905 S 1602 1604 a b c d e f Hans Bansen Hrsg Die Bergwerksmaschinen Dritter Band Die Schachtfordermaschinen Verlag von Julius Springer Berlin 1913 S 80 87 a b M Kaufhold Uber Hauptschacht Forderung mit Koepe Scheibe In Polytechnisches Journal 322 1907 S 753 756 a b Gustav Kohler Lehrbuch der Bergbaukunde 6 verbesserte Auflage Verlag von Wilhelm Engelmann Leipzig 1903 a b c Julius Ritter von Hauer Die Fordermaschinen der Bergwerke 3 vermehrte Auflage Verlag von Arthur Felix Leipzig 1885 H Herbst Ergebnisse der Verhandlungen der Preussischen Seilfahrtskommission I In Gluckauf Berg und Huttenmannische Zeitschrift Verein fur die bergbaulichen Interessen im Oberbergamtsbezirk Dortmund Hrsg Nr 2 61 Jahrgang 10 Januar 1925 S 34 Markus Michael Untersuchung der Tragfahigkeit von Faserseilen 2 Statusseminar Treibscheibenaufzug TU Chemnitz Forschergruppe InnoZu Heinrich Aumund Fritz Mechtold Hebe und Forderanlagen Grundlagen Bauarten Anwendungen 5 vollig neu bearbeitete und stark erweiterte Auflage Springer Verlag Berlin Heidelberg New York Berlin 1969 Softcover Nachdruck 2012 ISBN 978 3 642 49223 5 S 503 506 Heinz M Hiersig Lexikon Maschinenbau VDI Verlag 1997 ISBN 3 540 62133 4 Walter Bischoff Heinz Bramann Westfalische Berggewerkschaftskasse Bochum Das kleine Bergbaulexikon 7 Auflage Verlag Gluckauf Essen 1988 ISBN 3 7739 0501 7 Adolf Heilandt Ein Beitrag zur Berechnung der Drahtseile An Hand eines Vergleiches der Seilsicherheiten bei Fordermaschinen und bei Personenaufzugen Unter Berucksichtigung der Seilschwingungen mit einer Tafel Druck und Verlag von R Oldenbourg Munchen und Berlin 1916 Kammerer Charlottenburg Die Technik der Lastenforderung einst und jetzt Studie uber die Entwicklung der Hebemaschinen und ihren Einfluss auf Wirtschaftsleben und Kulturgeschichte Druck und Verlag von R Oldenbourg Munchen Berlin a b W Sindern St Borowski Sicherheitstechnische Betrachtungen zu Schachtforderanlagen fur den Zugang zu einem zukunftigen geologischen Tiefenlager Arbeitsbericht NAB 14 75 Nationale Genossenschaft fur die Lagerung radioaktiver Abfalle Hrsg Wettingen 2014 S 35 39 Paul Burgwinkel Schachtfordertechnik RWTH Aachen a b Klaus Nendel Markus Michael Thomas Risch Untersuchung der Treibfahigkeit von hochfesten Faserseilen an Treibscheiben Fachartikel der Technischen Universitat Chemnitz Institut fur Allgemeinen Maschinenbau und Kunststofftechnik Weblinks BearbeitenPrinzip der Koepeforderung zuletzt abgerufen am 10 Juli 2012 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Treibscheibenforderung amp oldid 234620058