Fördertürme, besonders der Eisenbetonbau auf Grube Camphausen bei Saarbrücken. Von Bergassessor P. Rußwurm in Berlin. (Fortsetzung von S. 406 d. Bd.) RUSSWURM: Fördertürme, besonders der Eisenbetonbau auf Grube Camphausen usw. Der Förderturm in Eisenbeton für Schacht IV der Kgl. Steinkohlengrube Camphausen. Der neue Schachtturm in Camphausen ist in den folgenden Abbildungen z. T. während des Baues dargestellt. In konstruktiver Hinsicht gliedert er sich – der Höhe nach – in vier Stockwerke, die auch rein äußerlich durch drei Decken voneinander getrennt sind. Die tragende Konstruktion der untersten Etage besteht aus vier in geneigter Ebene liegenden Portalbindern. Die Aehnlichkeit mit dem Fuß des Eiffelturms tritt auf der Abb. 1 (S. 406) mehr hervor als bei dem Camphausener Turm Abb. 2 und 3. Die Füße dieser Binder durchschneiden sich teilweise und stehen auf vier zum Teil gemeinsamen Fundamenten. Während die vier theoretischen Mittelpunkte der Fußplatten von den Bindern die vier Ecken eines Quadrates (von 18,5 m Seitenlänge) bilden, ist der obere Kranz (Abb. 2) ein dem aufgehenden Turmschaft entsprechendes Rechteck (9,3 und 17 m äußere Kantenlänge). – Die wenig günstige Schieflage der vier Portale war durch die Rücksicht auf die vorhandenen Anlagen bedingt: 1. Es sollte um die Schachtmündung herum ein genügender Raum frei bleiben, so daß eine Arbeitsbühne von mindestens 10 – 14 m Grundfläche untergebracht und außerdem noch einige Betriebsgeleise zwischen dieser Arbeitsbühne und den Binderfüßen angeordnet werden konnten; 2. fernerhin war verlangt, daß das provisorische Holzgerüst, das beim Abteufen des Schachtes gebraucht worden war, während der Errichtung des Turmes erhalten bleiben, d.h. umbaut werden mußte. Denn zu gleicher Zeit mit diesen Arbeiten sollten auch noch Arbeiten unter Tage (wie Ausbruch des Füllortes und der Strecken und Querschläge) vorgenommen werden, wofür das Holzgerüst weiterhin benötigt wurde. Das Gerüst hatte eine Höhe von 20 m, ragte also 6,50 m über die unterste Decke hinaus (s. Abb. 2). Es bildete eine abgestumpfte Pyramide mit quadratischer Grundrißfläche und besaß außerdem nach zwei Seiten Streben, welche noch oberhalb der untersten Turmdecke ansetzten. Die Streben auszuwechseln war nicht angängig; durch ihre Neigung war die geringste Neigung der Binder festgelegt. Die Erhaltung des hölzernen Gerüstes machte weiterhin nicht unbedeutende Schwierigkeiten, besonders auch bei der Anbringung der drei schweren Balken der untersten Decke, welche zur Aussteifung zwischen den beiden großen Portalen unter den Längswänden dienen. Textabbildung Bd. 328, S. 436 Abb. 2. Die vier großen Portale, von denen je zwei kongruent sind, wurden sämtlich als Zweigelenkbogen konstruiert. Der Horizontalschub ist durch eine Schrägstellung der Fundamente aufgenommen, trotzdem wurden zur Sicherheit noch eiserne Zugbänder, je zwei Rundeisen von 40 mm ⌀, angeordnet. Nach außen wird die unterste Etage durch die Schachthalle abgeschlossen. An der Traufkante hat diese Schachthalle eine Höhe von 10 m, das Dach steigt derartig an, daß es am Turm sich überall an die unterste Decke anschließt. Die Halle ist gleichfalls zum größten Teil in Eisenbeton konstruiert; im unteren Teile sind die Außenwände in Eisenbetonstützen ausgelöst und die Felder zwischen ihnen sind ausgemauert. Die Mauerung wurde hier gewählt, um späterhin jederzeit in möglichst einfacher Art und Weise Türen und Tore durchbrechen zu können, falls eine Aenderung in der Lage der Betriebsgleise dies notwendig machen sollte. Die Halle besitzt zwei große Tore von 7,80 m Breite und 8,20 m Höhe. Diese Tore dienen zum Ein- und Ausfahren der Fördergerippe, welche 8,00 m Höhe besitzen und von vornherein in aufrechter Lage in die Halle hineingebracht werden können. Die beiden großen Toröffnungen sind mittels Schiebetüren aus Wellblech verschließbar. Ferner besitzt die Halle noch vier kleinere Tore, welche mittels Hubtoren geschlossen werden können. Durch diese Tore wickelt sich der Verkehr auf den Grubengleisen ab. Die Beleuchtung der Halle erfolgt durch eine (in der oberen Hälfte der Binder angebrachte) Reihe von Unstern, welche nur durch die großen Tore unterbrochen werden (s. Abb. 6). Textabbildung Bd. 328, S. 437 Abb. 3. Auf die großen Binder setzt sich der eigentliche Turmschaft (s. Abb. 3). Der untere, 8,5 m hohe Teil dieses Schaftes, welcher bis zur oberen Zwischendecke einen großen Hohlraum bildet, stellt die zweite Etage des Turmes dar. Sie hat den Zweck, für das Abbremsen der Körbe den nötigen Spielraum zu schaffen. Die tragende Wandkonstruktion besteht aus sechs senkrechten Stützen und aus einem zwischen diesen Stützen gespannten Strebenwerk. Die Stützen nehmen die senkrechten Kräfte auf, während die Streben die wagerechten Kräfte, welche nur infolge des Winddruckes auftreten, zu übertragen haben. Der Raum zwischen Stützen und Streben ist mit einer 8 cm starken Eisenbetonhaut abgeschlossen. Hervorzuheben wäre hier besonders die Gabelung der beiden mittleren Stützen im unteren Teil der Etage (s. Abb. 4). Hätte man die Stiele bis auf die Binder ohne Gabelung senkrecht herabgeführt, so wäre auf den Riegel der beiden Portale der Längswände in der Mitte eine sehr große Biegungslast ausgeübt worden und es wären hierdurch große Biegungsspannungen, sowohl in dem Riegel wie auch in den Streben des Portals hervorgerufen worden. Textabbildung Bd. 328, S. 437 Abb. 4. Durch die Gabelung werden die Lasten je zur Hälfte auf die Schnittpunkte zwischen Riegel und Streben übertragen und erzeugen daher in dem Portal nur Längskräfte, so daß Biegungsspannungen hier nur infolge der wagerechten Windkräfte auftreten. Zu gleicher Zeit wird durch die Gabelung auch die Konstruktion der Aussteifbalken zwischen den beiden Portalen wesentlich erleichtert, welche wegen des zu erhaltenden Fördergerüstes, an und für sich schon nicht bequem war. Die Aussteifbalken tragen eiserne Querträger, welche ein übergetriebenes und abgerissenes Fördergerippe beim Rückfalle auffangen sollen. Hierdurch bekommen die Balken recht erhebliche Biegungsspannungen. Ferner kommen durch die geneigte Lage der beiden Portale große Längskräfte hinzu. Für den mittelsten Balken stand nur eine Konstruktionsbreite von 25 cm zur Verfügung, da die Förderkörbe nicht mehr Raum frei ließen. Hätte man daher die senkrechten Mittelstützen ohne Gabelung bis auf die Portale herabgeführt, so wäre die ganze Längskraft von dem mittleren Balken allein aufzunehmen gewesen und die beschränkte Konstruktionsbreite von 25 cm hätte nicht ausgereicht. Durch die Gabelung der Stützen werden die Längskräfte zur Aussteifung der beiden Portale auf die beiden äußeren Balken übertragen, für welche in jeder Weise genügend Konstruktionsbreite zur Verfügung stand (Abb. 4). Hinzuweisen wäre auch noch auf das große Portal zwischen den beiden mittleren Stützen, dessen Riegel in Höhe der zweiten Decke liegt. An Stelle dieses Portales war zuerst ein Trapezbinder vorgesehen, wie ein solcher zur Auflagerung der großen die Koepe-Scheibe tragenden Balken in den drei Querwänden weiter oben angeordnet ist, (worauf späterhin noch hingewiesen werden wird). Jedoch war diese Ausführung wegen der Forderung, das hölzerne Fördergerüst zu erhalten, nicht durchführbar, und es mußte daher zu der an und für sich wenig günstigen Wahl des Portals gegriffen werden. Dieses Portal hat die Auflagerdrücke der beiden großen Balken aufzunehmen, auf welchen die Lager der Leitscheiben ruhen. Diese Auflagerdrücke können sowohl recht erhebliche positive wie negative Werte annehmen. Da die Möglichkeit gegeben war, eine untere Zugstange vorzusehen, welche allerdings erst späterhin nach Beseitigung des Holzgerüstes befestigt werden konnte, so war es wohl möglich, das Portal so auszubilden, daß es die senkrecht nach unten gerichteten Auflagerdrucke aufnehmen konnte. Zur Aufnahme der nach oben gerichteten Auflagerdrucke ließ sich das Portal jedoch nicht verwenden. Infolgedessen ist zwischen dem Riegel des Portals und dem in der darüberliegenden Etage angeordneten Bock eine Stütze eingeschoben, welche die senkrecht nach oben gerichteten Auflagerdrucke auf den Streckbalken dieser Bockkonstruktion überträgt. Die nächste Etage, welche bis zum Fußboden der obersten Maschinenstube reicht, ist konstruktiv am wichtigsten und interessantesten, da zu ihr die großen Balken gehören, welche die Lager der Koepe-Scheibe und der Leitscheiben tragen, und die anderen Konstruktionen, welche die Auflagerdrucke dieser Balken aufzunehmen und auszugleichen haben. In Abb. 5 ist die Konstruktion dieser Etage unter Weglassung aller für die Konstruktion nicht unbedingt erforderlichen Stäbe schematisch dargestellt. Wegen der Schrägführung des einen Seiles zwischen der Koepe-scheibe und der Leitscheibe üben die Lager der Scheiben auf die Balken nicht nur senkrechte, sondern auch wagerechte Drücke aus. Die Eigengewichte der Maschinenteile sind an und für sich schon nicht unerheblich. Der senkrechte Auflagerdruck des Lagers zwischen der Koepe-Scheibe und dem mit ihr direkt gekuppelten Elektromotor infolge des Eigengewichts der Maschinen beträgt z.B. 20 t, der Auflagerdruck des Eigengewichts der Leitscheibe für jedes Lager 4 t. Hierzu kommen die Lagerdrucke, welche infolge Seillast erzeugt werden. Das Seil hat eine Länge von 460 m und wiegt 10 kg pro m. An jedem Ende hängt ein Fördergerippe mit je 6500 kg Eigengewicht. Jedes Fördergerippe trägt zu gleicher Zeit acht Wagen, welche unbeladen je 360 und beladen rund je 1000 kg wiegen. Diese ruhenden Lasten werden beim Anfahren durch die Zusatzkräfte infolge der Beschleunigung noch erhöht, so daß sich bereits bei normalem Betrieb eine größte Seilspannung von rund 23,5 t ergibt. Textabbildung Bd. 328, S. 438 Abb. 5. Die hieraus resultierenden Auflagerdrucke sind weiter unten bei dem Auszug aus der statischen Berechnung weiter verfolgt. Es wurde jedoch seitens der Behörde weiterhin verlangt, die Konstruktion so stark auszubilden, daß sie auch bei Eintritt des Seilbruches nicht zerstört wird. Das Seil hat eine Zerreißfestigkeit von 180 t. Für diese Last mußte also die Konstruktion dimensioniert werden. Die senkrechten Auflagerdrucke der beiden großen Balken (14 und 15) unter den Lagern der Koepe-Scheibe ruhen auf vier in den drei Querwänden des Turmes gelegenen Eisenbetonböcken, welche diese Lasten in die bereits oben erwähnten Stützen des Turmschaftes überleiten. Die wagerechten Auflagerdrücke sind für die Koepe-Scheibe und die Leitscheibe bei jeder Belastung gleich groß. Zu ihrer Aufnahme ist in der zweiten Turmdecke durch Verstärkung der beiden mittelsten Felder der Decke und entsprechende Armierung ein wagerechter von Außenwand zu Außenwand führender Balken geschaffen. Außerdem ist ein gleicher Balken etwa in mittlerer Höhe der ersten Etage angeordnet, welcher die wagerechten Kräfte der Koepe-Scheibe aufzunehmen hat. Auch dieser Balken reicht von Außenwand zu Außenwand. Der Ausgleich der wagerechten Auflagerdrucke dieser beiden Balken wird durch Strebenwerke vermittelt, welche in den Längswänden angeordnet sind. Einige Angaben über die Größe der Momente und Kräfte, welche bei den verschiedenen Belastungszuständen auftreten, finden sich weiter unten. Bemerkenswert in dieser Etage sind auch noch die an den großen Balken mittelst Eisenbetonkonstruktion angehängten Querbalken, welche zur Aufnahme der Lagerstühle der Bremsen dienen. Es handelt sich hier um recht erhebliche, stoßweise wirkende Kräfte. Aus diesem Grunde wurden die Dimensionen des Querbalkens und der Aufhängung sehr reichlich gewählt bzw. die zugelassenen Spannungen sehr niedrig angenommen. Etwa in halber Höhe der Etage ist noch eine weitere provisorische Decke eingeschoben, welche aus Doppel-⊤-Trägern mit einer Riffelblechabdeckung besteht (um sie jederzeit leicht beseitigen und wieder einfügen zu können). Der Zweck dieser Decke ist, einen Maschinenkeller zu bilden, welcher eine leichte Ueberwachung aller maschinellen Teile möglich macht Die obere Etage bildet die Umschließung des eigentlichen Maschinenraumes. Die Wand- und Dachkonstruktionen werden durch fünf Eisenbetonbinder gebildet, welche als Zweigelenkbogen ausgeführt sind und zwischen die sich die Eisenbetonaußenwand bzw. das Eisenbetondach spannt. Die Binder tragen Konsolen zur Aufnahme der Schienen einer Kranbahn von 20 t Nutzlast. Im übrigen bildet die Konstruktion dieser Turmstube nichts Außergewöhnliches. Die an den beiden Querwänden vorgesehenen Ausbauten, welche etwa die Gestalt von angehängten Vogelkäfigen besitzen, wurden nötig, um zur Unterbringung verschiedener Apparate den nötigen Raum zu schaffen. Diese Ausbauten ruhen auf zwei großen Konsolen, welche sich an die beiden großen Balken (14 und 15) für die Koepescheibe anschließen. Die untere Etage der Ausbauten, welche mit dem Maschinenkeller in gleicher Höhe liegt, ist gleichfalls mittelst Eisenbetonkonstruktionen an die ebengenannte Konsole angehängt, da es nicht möglich war, hier zur Unterstützung des unteren Fußbodens noch einmal tragende Konsolen anzuordnen. An den Wänden der Maschinenstube ist zwecks Wärmeisolierung nach innen zu eine ½ Stein starke Ausmauerung mit Schwemmsteinen unter Anordnung einer 6 cm starken Luftschicht vorgesehen. Textabbildung Bd. 328, S. 439 Abb. 6. Der Turm steht auf einer im Mittel etwa 10 m hoch angeschütteten alten Halde. Da die Fundamente auf jeden Fall auf den gewachsenen Boden herabgeführt werden mußten, haben sie eine durchschnittliche Höhe von etwa 11 m erhalten. Die vier Fundamentklötze bilden vier abgestumpfte Pyramiden, deren Achse so geneigt ist, daß die Resultante aus der senkrechten Last und den Horizontalschüben der großen Binder sowie aus dem Eigengewicht der Fundamente durch die Mittelpunkte der Grundfläche hindurchgeht. Die Mittelkraft ändert infolge der wechselnden Betriebslasten ihre Lage nur außerordentlich wenig, so daß die Kantenpressungen sich auch nur wenig von der mittleren Bodenpressung unterscheiden. Der Baugrund, auf welchem die Fundamente aufgesetzt sind, besteht aus Conglomerat. Die Zusammensetzung der Kräfte geschah graphisch. Die größte auftretende Kantenpressung beträgt etwa 6,1 kg/qcm. Bei zwei Fundamenten war das Conglomerat in den obersten Schichten etwas zerklüftet. Um nun nicht noch weiterhin die Fundamente erhöhen zu müssen, ist daher bei diesen beiden Fundamenten die Sohle verbreitert und mit Eisen armiert, so daß hierdurch die größte Kantenpressung auf etwa 3 kg herabgedrückt wurde, was bei der immerhin verhältnismäßig noch guten Beschaffenheit des Untergrundes als sehr mäßig bezeichnet werden kann. Die äußere Erscheinung des Turmes in fertigem Zustand wird durch Abb. 6 dargestellt. Alle äußeren Ansichtsflächen sind mit einem Spritzputz versehen und zwar die Lisenen und Bänder dunkler, die glatten Wandflächen in einem helleren Ton. Die an den eigentlichen Turmschaft vorgesehenen sechs Stück Lisenen sind in Zementrabitz vorgesetzt, da man sich zu ihrer Ausführung erst entschloß, als die Schalung für die unteren Binder bereits fertig war und es mit Rücksicht auf diese nicht mehr möglich war, die Stützen so weit nach außen zu schieben, um durch sie Lisenen zu bilden. Die Bänder und Gesimse, desgleichen alle vorspringenden Teile der Halle sind jedoch massiv aus Beton gestampft. Außer dem eigentlichen Turm war zur Unterbringung der Ilgener Umformerapparate nur noch ein kleines Maschinengebäude von 9,60 × 15,50 m Grundrißfläche erforderlich. Auch dieses ist unter ausgiebiger Benutzung von Beton errichtet. Die Kellermauern und Maschinenfundamente bestehen aus Stampfbeton, die Kellerdecken aus Eisenbeton. Die aufgehenden Wände bestehen gleichfalls aus einem tragenden Stützengerippe, zwischen welches eine (ein Stein starke) Backsteinausmauerung gesetzt ist. Das Dach ist als Eisenbetonbogendach ausgebildet. Im übrigen bietet diese Konstruktion nichts Bemerkenswertes. Aus Abb. 2 ist das Lehrgerüst mit Schalung für die großen Binder ersichtlich. Abb. 3 zeigt den Turmschaft bis zur Maschinenstube. Die Einschalung der Halle wurde erst nach Ausführung des eigentlichen Turmes hergestellt. In Abb. 4 ist das Eisengerippe des Turmes perspektivisch zur Darstellung gebrach, während schließlich Abb. 6 ein vollständiges Bild des fertigen Turmes gibt. (Fortsetzung folgt.)