DIE FIREBUSTERS

Geschichte der Grubenlampe!

Immer wieder treten in Kohlegruben – wie kürzlich in der Türkei – Unfälle und Katastrophen auf, bei welchen schlagende Wetter eine große Rolle spielen. Dabei wird in erster Linie Methangas aus den Kohleflözen freigesetzt und gezündet. Die Folge sind gefährliche Stichflammen, Verpuffungen bzw. Explosionen. Einen wichtigen Ausrüstungsgegenstand für die Bergleute stellt dabei in diesem Zusammenhang die Grubenlampe, als Leuchte, die bei der Arbeit unter Tage eingesetzt wird, dar.

Alte Grubenlampe mit davyschen Sicherheitsnetz. Fotos: AdobeStock, Norbert Kaiser/Wikipdia

Alte Grubenlampe mit davyschen Sicherheitsnetz

Prolog. Licht ist für den Bergmann ein unverzichtbares Gut, ohne welches er seine Arbeit nicht verrichten kann. Ein altes Sprichwort sagt in diesem Zusammenhang: „Ein Bergmann ohne Licht ist ein armer Wicht!“. Und jeder Kumpel hat seine persönliche Grubenlampe, für die er verantwortlich ist und die er selbstständig laden und instand halten muss.

Historische Betrachtungen. Die erste Lichtquelle im Bergbau der Stein- und Bronzezeit war der Kienspan. In der Antike wurden dann tönerne Froschlampen verwendet und mit Unschlitt (Talg) befüllt. Ihr charakteristisches Aussehen erhielten die Grubenlampen durch einen kräftigen Haken, mit welchem sie am Ausbau unter Tag bzw. an der Bekleidung und sogar am Helm befestigt werden konnten. In der Neuzeit wurden dann Lampen aus Eisenblech oder Messing gefertigt, die nicht nur im harten Einsatzalltag verwendet wurden, sondern auch für Repräsentationszwecke. Im 19. Jahrhundert kamen zu den üblichen Öllampen auch Gaslampen, Kerosinlampen und schließlich Karbidlampen, die ein stärkeres Licht abgaben.

Sicherheitsgrubenlampen. Diese Lampen hatten jedoch einen großen Nachteil: Wenn Schlagwetter frei wurden, konnte es durch die offene Flamme zur Zündung der brennbaren Grubengase und zu verhängnisvollen Explosionen kommen. Die ersten Versuche mit Kanarienvögeln als Gaswarner waren zwar erfolgreich bei der Erkennung von matten Wettern (geringer Sauerstoffgehalt der Grubenluft), zeigten aber weniger Erfolg bei brennbaren Gasen. Jedenfalls erforderte die Schlagwettergefahr daher ein Geleucht, welches Licht spendete, ohne die explosiblen Gase entzünden zu können. Dies führte zur Entwicklung der Sicherheitslampen.

Davy-Lampe mit Flammensieb. Um 1816 entdeckten die beiden Engländer Humphry Davy und Michael Faraday, dass sich ein hochexplosives Methan-Luft-Gemisch in engen Röhren mit weniger als 3,5 mm Durchmesser nicht mehr entzündet. Ein Drahtnetz oder Sieb mit ausreichend feinen Maschen (Flammensieb) nutzt nun diesen Effekt aus. Dabei wird die Temperatur des brennenden Dampfes unter die Zündtemperatur gedrückt und eine Zündung vorhandener Grubengase verhindert. Ein Austausch von Luftsauerstoff und Abgasen ist dabei ungehindert möglich.

Clanny-Lampe mit Glaszylinder.
Die davysche Grubenlampe hatte jedoch einen großen Nachteil: Durch die laufende Verschmutzung des Drahtkorbes mit Ruß gab es eine schlechte Lichtausbeute. Dies wurde erst ab 1839 durch William Reid Clanny verbessert, als er den unteren Teil der Davy-Lampe durch einen mit Dichtringen versehenen Glaszylinder ersetzte. Dieses Gerät konnte sich jedoch erst später vollends durchsetzen, nachdem das feuerfeste Jenaer Glas im Jahre 1891 erfunden wurde.

Sir Humphry Davy (1778 bis 1829) entwickelte die Sicherheitsgrubenlampe

Offene Froschlampe auf Schloss Rochlitz

EXPERIMENT 1: VERSUCHE MIT BRENNGLÄSERN

Die hier beschriebenen Versuche müssen an „heißen“ Tagen­ im Freien durchgeführt werden, damit sie gelingen. Dabei wird mit einer Lupe bzw. einem Parabolspiegel das Sonnen­licht so auf einen Punkt gebündelt, dass sich ein bereit- ­gestellter Zunder (Papier, Laub, Gras, Flusen, Staub, Watte, Eiweiß etc.) thermisch zersetzen bzw. entzünden kann.

Brennendes Streichholz

Material

  • 3 Streichhölzer
  • 1 Blechdeckel (z. B. von einem Marmeladeglas)
  • 1 Lupe
  • Sonnenbrille (zum Schutz der Augen)

Die drei Streichhölzer werden so in unserem Blechdeckel positioniert, dass sich ihre Phosphor­köpfchen berühren (siehe Abbildung). Nun werden die Sonnenstrahlen mit der Lupe auf einem möglichst kleinen Punkt auf den Zündholzköpfchen gebündelt, wodurch es nach einiger Zeit zur Entzündung kommt.

Anmerkung: Je kleiner der Brennpunkt, umso größer ist die erzeugte Hitze! Die Lupe sollte dabei in ein Stativ eingespannt werden, damit ein konstanter Brennfleck über einen längeren Zeitraum erzeugt werden kann.

Kupferdrahtnetz mit Holzklammer wird von oben an die Kerzenflamme angenähert. Mit dem Drahtnetz kann man die Flamme praktisch abschneiden (Fotos: Owid).

Eierspeise durch Solarkochen

Material

  • 1 Parabolspiegel
  • 1 Ei
  • 1 Eierspeispfanne
  • Sonnenbrille (zum Schutz der Augen)

Beim Solarkochen wird die Energie von Sonnenstrahlen genutzt und auf ein metallisches Gefäß gebündelt. Dabei entsteht genügend Hitze, um Lebensmittel kochen, backen, grillen und braten zu können. Bei unserem Versuch verwendeten wir einen etwa 140 cm großen Parabolspiegel, der von der staatlichen Berufsschule Altötting, Bayern, als Solarkocher (Ziel: Entwicklungshilfe für afrikanische Länder) entwickelt wurde [4]. Dabei können Punkttemperaturen von bis zu 1.000 °C erzeugt werden. In unserer Pfanne wurde eine Oberflächentemperatur von über 110 °C gemessen. Genug, um ein Ei zu braten!

Material: 

Literaturhinweise:
WIKIPEDIA: Grubenlampe: https://de.wikipedia.org/Grubenlampe.
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