フラットロッドシステム

水車とフラットロッド (Aufgeklärtes Glück Mine)

フラットロッドシステム（ドイツ語：Kunstgestänge、Stangenkunst、Stangenwerk、またはStangenleitung、スウェーデン語：Konstgång、Stånggång ）は、鉱山業界の発明であり、水車（ドイツ語：Kunstrad ）によって生成された機械的動きを短距離で伝送することを可能にした。 ^{[ 1 ]} 16世紀に発明され、18世紀までには最大4キロメートルの電力を伝送するために使用されていました。^{[ 2 ]}フラットロッドシステムは、ドイツのハルツ山脈とエルツ山地、コーンウォール、イギリス、スウェーデンのベルクスラゲンで広く使用されていました。

フラットロッドシステムのレプリカは、ザーレ川沿いのドイツのバート・ケーゼンで見ることができます^{[ 3 ]。}また、フラットロッドを駆動するために使用されていた水車のレプリカが、かつてヨーロッパ最大の鉱山地域であった オーバーハルツのクラウスタール・ツェラーフェルトにあります。

基礎

スウェーデンのソールダーレンにおけるフラットロッド システムの機能 (ビデオ) 。

フラットロッドシステムは、蒸気機関と電気が発明される以前の時代に遡る。フラットロッドを使用することで、水車が往復運動ではなく回転運動をするにもかかわらず、人力エンジンやポンプシステムを動かすことができた。ロッドを往復運動させるには、特殊な形状の部品を使って方向転換する必要があった。^{[ 4 ]}坑道に設置されたシステムの部品は、坑道ロッド（Schachtgestänge）またはポンプロッド（Hubgestänge）と呼ばれていた。坑道に設置されたシステムは、坑道ロッド（ Streckengestänge ）と呼ばれていた。^{[ 5 ]}

フラットロッド（Feldgestänge）自体は、主機関とポンプロッド間の長距離にわたる動力伝達に使用されました。^{[ 4 ]}鉄製のカラー（Kunstringe）は、車輪の車軸、接続パイプ（Ansetzröhren）、金属スリーブ（Ansteckkielen）、および木製のフラットロッドの一部に取り付けられました。ロッド本体（Kunststangen ）は、水平または斜めに動力を伝達する長い角材でした。ロッドには関節式の鉄製ジョイント（ KunstschlösserまたはStangenschlöser ）が付いており、互いに噛み合わせてボルトまたはネジで固定できるように設計されていました。^{[ 6 ]}

吊り棒

フラットロッドシステムの稼働

揚鉄棒システムは、坑道を垂直に上って走っており、各シャフトポンプセットに動力を伝える (ポンプ ロッドと呼ばれていた頃) か、マン エンジンの場合はマン エンジン ロッドを操作するものでした。場合によっては、揚鉄棒システムが両方の役割を果たしていました。このシステムは、厚さ約 19 ～ 20 センチメートルの角張ったトウヒ材で構成されていました。棒は、端と側面が蟻継ぎで、対応するほぞ穴加工された木製ジョイント ( Holzlaschen ) で互いに固定されていました。これらのジョイントは、鉄製のカラーで揚鉄棒の端にしっかりと結合されていました。さらに、鉄製のカラーは、それらに挿入されたボルトによって滑り落ちないようにされていました。また、一定の間隔で、側面にフックがあり、ピストン ロッド ( Kolbenstangen ) を吊るすために使用されました。平らなロッドの水平方向の動きを垂直方向の動きに変換できるように、回転する十字形のレバー ( Kunstkreuz ) が揚鉄棒に取り付けられていました。クロスレバーへの接続はクランク（クンストシュロス）によって行われ、荷重のバランスをとるために2本の吊り棒が使用されるのが一般的でした。^{[ 4 ]}

フラットロッド

ノーラ近郊のペルシュタンにある水平フラットロッドシステム（スウェーデン）

クラウスタール・ツェラーフェルトのカーラー・タイヒにあるフラットロッド システムのレプリカ

フラットロッドの目的は、動力エンジンの動力をより遠く離れた坑道内のポンプロッドに伝えることであった。これは、動力エンジンを坑道の上部またはすぐ隣に設置できない場合に必要であった。フラットロッドシステムには、移動させる質量が大きいため、効率がさらに低下するという欠点があった。相互接続されたフラットロッドのジョイント（シュローサー）における往復運動により、25～50%の揚力損失が発生した。^{[ 7 ]}さらに、フラットロッドの建造には追加の木材が必要であった。これは風化の影響によりメンテナンスに多大な労力を要し、フラットロッドの検査と保守のために追加の人員が必要となった。

フラットロッドは、鉄製の蝶番が付いた複数の木の棒で構成されていました。棒の両端には、いわゆる「クンストシュレッサー」と呼ばれる留め具が付いていました。これは、一方の棒をもう一方の棒に差し込めるように切り込まれていました。これは、フラットロッドが前後に動いたり上下に動いたりしても外れないようにするために必要でした。^{[ 1 ]}

フラットロッドには、ローラー付きフラットロッドと、振動クランク付きフラットロッド（シュヴィンゲン）の2種類がありました。前者はローラー上に設置されていました。ローラーは厚さ約8～10インチの丸太で、下側が地面にしっかりと固定され、支柱で固定されていました。摩擦を最小限に抑えるため、ロッドには個々のローラーの領域に、ブナ材で作られた、ストローク全長に渡る長さのドラッグレール（シュレップシーネ）が取り付けられていました。 ^{[ 7 ]}

参考文献

1. ベルグマンニシェス・ヴェルターブーフ。ベイ・ヨハン・クリストフ・シュテッセル、ケムニッツ 1778
2. 百人より強い：垂直水車の歴史テリー・S・レイノルズ 1983
3. ザクセン＝アンハルト州ブラウズ楽団: Bad Kösen
4. フランツ・アドルフ・フューラー:ザルツベルクバウとサリネンクンデ。 Druck und Verlag von Friedrich Vieweg und Sohn、ブラウンシュヴァイク 1900
5. ベリヒト・フォン・ベルグバウ。ベイ・ジークフリート・レーベレヒト・クルシウス、ライプツィヒ 1772
6. カール・フリードリヒ・リヒター: Neuestes Berg-und Hütten-Lexikon。エルスター楽団、クレーフェルトシェ・ブッフハンドルング、ライプツィヒ 1805
7. ジョー。 Jos. Prechtl (編): Technologische Encyklopädie oder alphabetisches Handbuch der Technologie, der technischen Chemie und des Maschinenwesens。フュンフター楽団、Verlag der JG Gotta'schen Buchhandlung、シュトゥットガルト、1834

外部リンク

• 機械的動力伝達（1）：スタンゲンクンスト
• Das Huttaler Wasserregal 2011 年 8 月 17 日にウェイバック マシンにアーカイブハルツの水域の説明。ジオミュージアム TU クラウスタール