Geleucht [1]

Geleucht nennt der Bergmann die Hilfsmittel zur Erhellung der Grubenräume. Man unterscheidet tragbares und feststehendes Geleucht, das erstere führt in der Regel jeder Bergmann in der Grube mit sich, das zweite dient zur Beleuchtung größerer Räume, z.B. der Füllörter (s. Schachtbau), der unterirdischen Maschinenräume und Pferdeställe, längerer Querschläge, der Schachtabteufen, großer Weitungen beim Abbaubetrieb u.s.w.

Die Einrichtungen für das feststehende Licht sind denen für das tragbare Geleucht ähnlich, gewöhnlich lichtstärker; außerdem sind Lampen mit Ligroin- und Solarölbrand, letztere mit Zuführung von Preßluft zur Flamme, in Anwendung. Das elektrische Licht wird als feststehendes Geleucht (Bogenlicht und Glühlicht) in immer ausgedehnterem Maße benutzt; tragbare elektrische Lampen und Acetylenlampen (s. unten) geben ein sehr helles Licht, sind jedoch meistens nur für die Aufsichtsbeamten eingeführt. Ferner ist zu unterscheiden: offenes Geleucht, bei dem die Flamme mit der umgebenden Luft in unmittelbare Berührung tritt, und Sicherheitsgeleucht, bei dem die Flamme von der Grubenluft nach dem Vorschlage des englischen Gelehrten Davy durch ein dichtes Drahtnetz getrennt ist; dieses wirkt so stark abkühlend, daß eine Flamme nicht eher durchschlägt, bis das Drahtnetz durch längere Einwirkung derselben erglüht. Sicherheitsgeleucht wird in Schlagwettergruben angewendet; in allen andern Fällen dient offenes Geleucht. Letzteres besteht aus Kerzen oder Lampen, deren Einrichtung in den einzelnen Bergrevieren sich zum Teil an die früher üblichen volkstümlichen Formen anschließt. Unter der Bezeichnung Grubenlicht versteht man nicht nur die beim Grubenbetrieb verwendeten Lichter, sondern auch jede Art von Lampen. Die Fig. 1–3 zeigen einige der üblichsten Lampenformen. Fig. 1 ist die Freiberger Blende. Eine Kugellampe wird beim Fahren in dem mit blankem Metallblech ausgeschlagenen Blendenkasten geführt. Ein hinten angebrachter starker Metallhaken dient zum Tragen in der Hand; auch wird die Blende damit in einen um den Hals genommenen Riemen (Blendenriemen) eingehängt und auf der Brust getragen. Es gewährt dies den Vorteil, daß der Bergmann beide Hände frei hat. Bei der Arbeit nimmt der Häuer das Lämpchen aus dem Kasten heraus und klebt es mit etwas feuchtem Lehm in passender Stellung an die Wand. Die in der Mitte des Kastenbodens befestigte Tülle dient dazu, um[369] nach Entfernung der Lampe Lichte in der Blende zu brennen. Fig. 2 zeigt das beim Mansfeldschen Kupferschieferbergbau übliche Lämpchen, das bei der Arbeit an der Kopfbedeckung getragen wird; der Bügel wird über einen am Hute beteiligten Haken gehängt. Fig. 3 Hellt die in Westfalen übliche Form der Froschlampe dar. Früher waren diese Lampen z.B. am Harz schalenförmig, oben offen und wurden mit Talg gebrannt; ein gebogenes Metallblech war über den Docht gelegt und erhielt ihn in seiner Lage. Die hier abgebildete Form ist oben geschlossen, für flüssigen Brennstoff (Oel oder Petroleum) eingerichtet und mit kleinem verschließbaren Klappdeckel versehen. Die Lampe wird an dem gebogenen Haken geführt, dessen Spitze zur Befestigung an der Grubenzimmerung, zum Einzwängen in Gesteinsriffe u.s.w. dient. Vorrat von Lichtern führt man in einer flachen Blechbüchse am Leibriemen, ebenso Vorrat an Oel in einer Blechflasche oder zum Teil noch in dem Oelhorn (Mansfeld) mit sich (s. Fig. 4).

In Schlagwettergruben darf offenes Licht nicht gebrannt werden, da sich hierdurch Schlagwettergemische entzünden und explodieren könnten; es sind daher die Sicherheits- oder Wetterlampen allgemein eingeführt. Die ewigen Lampen, die man früher in diesen Gruben an hochgelegenen Stellen brannte, damit etwa auftretende Schlagwetter in kleinen Mengen ruhig abbrennen sollten, ehe sich gefahrdrohende große Mengen ansammelten, hat man jetzt wie jedes andre offene Geleucht völlig abgeschafft. Die älteren Sicherheitslampen [1] bestanden nach dem Vorbild der Davy-Lampe (Fig. 5) nur aus dem Oeltopf A, dem Drahtnetzkorb D und dem Gestell S, das die beiden genannten Teile zusammenhält. Am Oeltopf befindet sich die Füllöffnung o und (in der Figur durch den Drahtnetzkorb ziemlich verdeckt) Dochttülle nebst Putzhaken. Letzterer ist durch ein in den Oeltopf eingelötetes Röhrchen hindurchgeführt und dient zum Reinigen des Dochtes von der beim Oel- und Petroleumbrande sich ansetzenden Rispe, auch zum Vergrößern und Verkleinern der Flamme. Bei den neueren Sicherheitslampen (Fig. 6, Lampe von Wolf, und Fig. 7, Lampe von Müseler) kommt zu den obengenannten Hauptteilen zunächst noch der Glaszylinder G hinzu; hierdurch und durch den von Wolf eingeführten Benzinbrand wird die Helligkeit der Lampe erhöht. Das Gestell erhält eine dementsprechende Form; es besteht aus einem unteren Ringe a, zum Aufschrauben auf den Oeltopf, dem mittleren Ringe b, der den Drahtkorb und Glaszylinder festhält, und dem Deckel c; zwischen diesen Teilen sind die Schutzstangen s eingesetzt; am Deckel ist ein Haken e zur Führung der Lampe angebracht. Bei einigen neueren Lampen ist der Drahtnetzkorb doppelt angeordnet, um die kühlende Fläche zu vergrößern; auch wird der Drahtkorb mit einem Blechmantel umgeben (zuerst von Marsaut angewendet), um Luftstöße von der Flamme abzuhalten. Die Müseler-Lampe (Fig. 7), die namentlich in Belgien angewendet wird, hat einen inneren Blechschornstein, der mittels eines horizontalen Drahtnetzes (Diaphragma genannt) auf dem oberen Rande des Glaszylinders aufliegt. Hierdurch wird die Zuführung der Verbrennungsluft zur Flamme und die Abführung der Verbrennungsprodukte geregelt, jedoch die Aureolenbildung (s. unten) zum Teil der Beobachtung entzogen.

Zur weiteren Vervollständigung der neueren Sicherheitslampen dienen noch der Verschluß, der den Arbeiter hindern soll, die Lampe in der Grube zu öffnen, und die innere Zündvorrichtung, die ein Anzünden der geschlossenen Lampe ermöglicht. Als Sicherheitslampenverschluß dient heute meistens ein Magnetverschluß, nachdem einfachere Verschlüsse (Schraubenverschluß, Plombenverschluß) durch die Arbeiter immer wieder geöffnet wurden. Fig. 8 zeigt als Beispiel den Wolfschen Magnetverschluß im Horizontalschnitt. Der Oeltopf A trägt in dem Schraubengewinde, mit dem er beim Verschließen der Lampe in den unteren Ring des Gestelles a eingeschraubt wird, kleine Vertiefungen von dreieckigem Querschnitt. Im Ringe a ist eine Kammer ausgefräst und von außen durch ein gehärtetes Stahlblech verschlossen; in dieser sitzt auf einer senkrechten Welle der Anker k, er wird durch eine Feder f an den Oeltopf gepreßt. Man kann den Oeltopf A zwar in den Ring a einschrauben; hierbei schnappt der Anker jedesmal in die Vertiefungen ein und verläßt dieselben auf der abgeschrägten Seite.[370] Zurückschrauben im Sinne des Pfeiles kann man den Oeltopf nicht; dies verhindert der Anker, solange er in der gezeichneten Lage bleibt. Erst nachdem er gegen den Druck der Feder durch einen starken Magneten zurückgezogen ist, kann – beim Festhalten des Ringes a in seiner Lage am Magnetpole – der Oeltopf A (im Sinne des Pfeiles) herausgeschraubt und damit die Lampe geöffnet werden. – Die Schlagzündvorrichtung der Wolfschen Lampe (wohl die verbreitetste) wird durch die Fig. 9–11 veranschaulicht. Fig. 9 zeigt die Zündvorrichtung im Schnitt, eingesetzt in den Benzinkopf A, Fig. 10 von der Tülle t aus gesehen und Fig. 11 nochmals im Durchschnitt. Die Zündvorrichtung ist in einen besonders ausgesparten Raum des Benzintopfes eingesetzt. Der obere Teil steht dicht neben dem Dochte, so daß das Sprühfeuer der Zündpillen die leicht entflammbaren Benzingase entzündet; durch den Boden des Topfes geht, in einem eingelöteten Röhrchen geführt, die Zugstange l hindurch; h ist die Schlagfeder; am oberen, bajonettförmigen (s. Fig. 10) Ende der Zugstange l sitzt das Köpfchen k, mit Feder so angebracht, daß es sich aus der in Fig. 9 gezeichneten Stellung, die es beim Aufwärtsschieben der Zugstange einnimmt, nur (beim Abwärtsziehen) in die aus Fig. 11 ersichtliche drehen kann. An der Rückseite der Zugstange ist die kleine Feder i befestigt, deren oberes, U-förmig ausgeschnittenes Ende den Zündstreifen z an beiden Rändern faßt und beim Aufwärtsschieben jedesmal eine neue Zündpille unter die Schlagfeder bringt. Drückt man nämlich die Zugstange aus der in Fig. 9 ersichtlichen Lage noch etwas weiter aufwärts, so fällt das Köpfchen k in den oberen rechteckigen Ausschnitt der Schlagfeder ein, diese schlägt auf die Zündpille, und deren Feuer sprüht, durch die Kappe m zusammengehalten, auf den Docht. Außerdem bringt die Kappe das verbrauchte Ende des Zündstreifens aus dem Bereich der Flamme. Soll von neuem gezündet werden, so hält beim Abwärtsziehen der Zugstange l die Schlagfeder den Zündstreifen z in seiner Lage, das Köpfchen dreht sich so, daß es aus dem oberen Ausschnitt der Schlagfeder in den unteren gleitet, auch die Feder i rückt in die tiefste Stellung (Fig. 11); beim Aufwärtsschieben der Zugstange spannt das Köpfchen zunächst die Schlagfeder, drückt sie nach links, und es wiederholt sich der an der Hand der Fig. 9 bereits geschilderte Vorgang. Die Dochtstellung s t in Fig. 9 beläßt den Docht im Röhrchen d stets in derselben Lage; dagegen hebt bezw. senkt sich beim Drehen des am Lampenboden befindlichen Knöpfchens die Tülle t, und es verkleinert oder vergrößert sich hierdurch die Flamme. Der Benzinkopf ist mit Watte gefüllt, die das Benzin aufsaugt und beim Gebrauche gasförmig wieder abgibt, so daß sich in der Lampe kein tropfbar flüssiges Benzin befindet.

Von größter Wichtigkeit ist die Benutzung der Sicherheitslampe als Schlagwetterindikator zum Erkennen der Schlagwetter in der Grube. Erreicht nämlich der Gehalt der Grubenluft an Methan (Grubengas, leichtes Kohlenwasserstoffgas, CH₄) 3% oder mehr, so verlängert sich wie jede andre Lichtflamme auch die der Sicherheitslampe beträchtlich und brennt unruhig züngelnd. Noch deutlicher wird die Reaktion, wenn man die Lampenflamme mit Hilfe der Dochtstellung tunlichst klein macht, so daß nur ein schwach leuchtendes Flämmchen vorhanden ist. Bringt man die so eingestellte Sicherheitslampe in Schlagwettergemische, so verlängert sich die Flamme sehr merklich und umgibt sich mit einem bläulichen Saume, Aureole genannt. Fig. 12 zeigt die Aureolenbildung an der Wolfschen Sicherheitslampe; die senkrechte Schraffierung bedeutet bläuliche Flamme, die wagerechte Schraffierung des kleinen Flammenkegels am Dochte gelbe Flamme. An den Sicherheitslampen mit Rüböl-, Petroleum- und Benzinbrand kann man mit der verkleinerten Flamme einen Schlagwettergehalt von 2% deutlich erkennen; bei 4% erreicht die Aureole die Höhe des Glaszylinders; bei 5% geht sie in eine tulpenartige Form über und berührt die Endfläche des Drahtnetzkorbes, bei 6% erfüllt die Flamme den Drahtnetzkorb ganz, erst bei 13,5% verlöscht sie [1]. Es ist sehr wichtig, bei diesen Beobachtungen die Lampe ruhig zu halten oder doch nur langsam zu bewegen, um ein Heraustreten der Aureole durch das Drahtnetz zu verhüten. Die Schlagwetter zeigen sich gewöhnlich nur an hochgelegenen Punkten; man nähert deshalb zur Beobachtung die Lampe mit verkleinerter Flamme vorsichtig der Firste und senkt sie dann wieder langsam. Die untere Reaktionsgrenze von etwa 2% Grubengasgehalt ist für die Zwecke des Bergbaues namentlich da, wo in Kohlengruben Schießarbeit angewendet werden soll, nicht niedrig genug. Es sind daher Versuche gemacht worden, um empfindlichere Sicherheitslampen zu konstruieren. Zuerst[371] gelang dies Pieler [2], der als Brennstoff Alkohol verwendete; die Lampe kann allerdings nur als Indikator, nicht auch als Geleucht verwendet werden, da die bläuliche Alkoholflamme zu lichtschwach ist. Die Pieler-Lampe ist wie eine Davy-Lampe gebaut, ohne Glaszylinder; die Aureolen werden bei 30 mm Höhe der Alkoholflamme beobachtet, sie sind lichtschwach; es ist deshalb über die Flamme ein Eisenblechkegel gefleckt, der vom Auge des Beobachters den Lichteindruck der Flamme fernhält. In Fig. 13 bedeutet senkrechte und wagerechte Schraffierung wie in Fig. 12 bläuliche und gelbliche Flamme, während die punktierten Flächen violette Flamme bezeichnen. Die Pieler-Lampe gibt schon die Gegenwart von 0,25% Grubengas durch eine 30 mm hohe schwach leuchtende violette Aureole an. Von weiteren Versuchen, einen empfindlichen Schlagwetterindikator zu konstruieren, sind noch die folgenden zu nennen [3]: die Lampe von Ashwort, die Benzolen als Brennstoff erhält, zeigt zwar 0,5% Methangehalt an, jedoch sind die Reaktionen nicht scharf genug. Clowes verwertet die schon früher beobachtete Empfindlichkeit der Wasserstoffflamme gegen Methan, indem er eine gewöhnliche Sicherheitslampe mit Einrichtung verlieht, um aus einem kleinen Behälter, der mit gepreßtem Wasserstoffgas gefüllt ist, der Lampenflamme zeitweilig dieses zuzuführen. Der Behälter wiegt 1,8 kg, wird in besonderer Tasche mitgeführt und kann leicht mit der Sicherheitslampe fest verbunden werden. Fig. 14 zeigt die Form der Clowes-Lampe, w ist der angesetzte Wasserstoffbehälter, v das Zuführungsrohr. Nach Oeffnen des am Behälter befindlichen Hahnes entzündet sich das Wasserstoffgas, die Dochtflamme wird durch Herunterschrauben des Dochtes verlöscht und die auf bestimmte Höhe eingestellte Wasserstoffflamme kann zur Untersuchung der Grubenluft benutzt werden. Hierauf wird die Lampenflamme an der Wasserstoffflamme wieder entzündet, der Wasserstoffstrom durch Schließen des Hahnes unterbrochen und der Behälter entfernt. Die Lampe zeigt bereits Grubengasgehalte von 0,25% deutlich an, doch unterscheiden sich die Aureolen bei steigenden Gehalten bis zu 1% nicht so gut voneinander wie bei der Pieler-Lampe. Für die Erneuerung der Wasserstoffüllung sind besondere Einrichtungen nötig; die Lampe ist auch als Grubenlampe benutzbar. Chesneau hat die Pieler-Lampe etwas abgeändert; außerdem verwendet er Methylalkohol von 93° des hundertteiligen Alkoholometers bei 20° C., da Abweichungen in der Beschaffenheit des Alkohols andre Flammenreaktionen herbeiführen; ferner setzt er auf 1 l Methylalkohol 2 ccm gesättigte Lösung von Kupferchlorür in konzentrierter Salzsäure hinzu und erreicht hierdurch eine Färbung der Alkoholflamme, welche die Aureolen deutlicher als in der Pieler-Lampe hervortreten läßt. Es werden schon Mengen von 0,1–0,2% Methan deutlich angezeigt.

So schnell sich die feststehende elektrische Beleuchtung für Betriebspunkte, an denen lebhafter Verkehr stattfindet, eingeführt hat, so wenig Erfolge haben bis jetzt die tragbaren elektrischen Lampen [4] zu verzeichnen. Sämtliche Lampen bestehen aus der Verbindung einer Stromquelle mit einem Glühlichte. Die primären Stromquellen (galvanische Elemente) machen zwar die Benutzung der Lampen von dem Vorhandensein einer elektrischen Anlage für Stromerzeugung unabhängig, haben jedoch manche Uebelstände, so daß sie den Akkumulatorlampen völlig das Feld geräumt haben, besonders nachdem auch trockene Akkumulatoren mit gelatinöser Füllung eingeführt worden sind. Fig. 15 zeigt die Pollaksche Lampe nach Elektrotechnische Zeitschrift 1891, S. 32; auch die Hagener Lampe hat ähnliche Form. Das auf dem Akkumulatorkasten angebrachte Glühlicht (zum Teil kommt auch seitliche Befestigung vor) ist durch eine starke Glasglocke und durch Bügel von Metalldrähten geschützt. Dieser Schutz ist unbedingt notwendig, da Versuche gezeigt haben, daß beim Zerschlagen einer brennenden Glühlampe in einem mit explodierbarem Gasgemenge erfüllten Räume häufig Entzündungen und Explosionen entstehen. Die Kontakte liegen verdeckt, um die Bildung von Funken in der Grubenluft zu vermeiden. Die Frage der Verbindung eines Schlagwetterindikators mit der elektrischen Lampe ist noch nicht zufriedenstellend gelöst [5]. Die Lampe von Pollak gibt bei einem Gewichte von 1,8 kg für 12 Stunden eine Lichtstärke von anfänglich 0,8 Normalkerzen, die nach 10 Stunden auf etwa 0,5 Normalkerzen zurückgeht. Zum Laden des Akkumulators braucht man 6–8 Stunden Zeit; es wird ein Strom von 1 Ampere und 5 Volt verwendet. Die Lampe der Akkumulatorenfabrik Hagen hat einen trockenen Akkumulator, dessen Elektrolyt aus gelatinöser Kieselsäure mit verdünnter Schwefelsäure besteht, und gibt 1,0 Normalkerze Leuchtkraft. Bei der Stella-Lampe ist das Glühlicht seitlich am Akkumulatorkasten befestigt. Sehr wertvoll sind die elektrischen Lampen, da sie keine Verbrennungsluft brauchen, in Verbindung mit Atmungsapparaten (s.d.) zum Eindringen in unatembare Wetter. [372] Acetylenlampen werden von den Aufsichtsbeamten als offenes Geleucht wegen ihrer großen Leuchtkraft (5 Hefner-Einheiten ohne und 9 mit Reflektor) gern benutzt. Der Einführung der Acetylenlampen als Sicherheitsgeleucht [1, Beyling] haben sich bis jetzt mancherlei Schwierigkeiten in den Weg gestellt. Die Aureolenbildung ist weniger deutlich und die starke Erwärmung des Karbidbehälters ist unbequem.

Literatur: [1] Bd. 3 der Anlagen zum Hauptberichte der preußischen Schlagwetterkommission, Berlin 1886; Beyling, Versuche mit der Wolfschen Acetylensicherheitslampe; Flammenerscheinungen an Sicherheitslampen, Essener Glückauf 1905, S. 869. – [2] Pieler, Fr., Ueber einfache Methoden zur Untersuchung der Grubenwetter, Aachen 1883. – [3] Homann, E., Zur Schlagwetterfrage, Oesterr. Zeitschr. f. Berg- u. Hüttenwesen, Wien 1893, S. 386. – [4] Schulz, Die tragbaren elektrischen Sicherheitslampen auf der Frankfurter Elektrizitätsausstellung, Essener Glückauf 1891, S. 749. – [5] Wendelin, W., Die Fortschritte der Elektrotechnik im Berg- und Hüttenwesen, Oesterr. Zeitschr. f. Berg- u. Hüttenwesen, Wien 1894, S. 198.

Treptow.

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3., Fig. 4., Fig. 5., Fig. 6., Fig. 7.

Fig. 8.

Fig. 9., Fig. 10., Fig. 11.

Fig. 12.

Fig. 13., Fig. 15.

Fig. 14.