leibniz

Windmühle

Im 17. Jahrhundert war die Anwendung von Wasserrädern, um durchgesickertes Wasser mittels Pumpen aus den Gruben zu fördern, im deutschen Bergbau bereits lange etabliert. Als Alternative zu diesem System konzipierte Leibniz für den Oberharzer Bergbau die Nutzung von Windkraft für den Antrieb von Pumpen. Zunächst (um 1680) ließ er Versuche mit einer Vertikalwindkunst für den Antrieb der Pumpengestänge durchführen Bei diesen Versuchen auf der Grube St. Catharina konnten zwar mindestens 14 Pumpensätze kurzfristig angetrieben werden, aber eine langzeitige, stetige Wasserförderung war auf diese Weise nicht zu gewährleisten. Später (um 1684) ließ er eine Horizontalwindkunst für den Antrieb einer Wasserförderschnecke bauen und Versuche damit durchführen. Mit diesen Windmaschinen (Windturbinen) war es möglich, Wasser aus einem Teich in einen höher liegenden Graben zu fördern. Leibniz entwarf ein Wasserkreislauf-Projekt, mit dem die abfließenden Aufschlagwasser aus den Schächten in mehreren Schritten durch Windkraft in Teiche gehoben und über ein System von Gräben, Wasserläufen und Gerinnen erneut auf die Wasserrädergeführt werden sollten.

Dadurch sollte ein zuverlässig funktionierendes Wasserwirtschaftssystem mit Pumpspeicherwerken für die Gruben des Burgstätter Gangzuges geschaffen werden. Der Einsatz von Horizontalwindkünsten hätte durchaus zu einem dauerhaften Erfolg führen können, wenn er nicht am Widerstand der zuständigen Bediensteten des Bergamtes und der Bergleute gescheitert wäre. Im Jahre 1685 ließ Herzog Ernst August alle Versuche mit den Windkünsten einstellen.

Darüber hinaus beschäftigte sich Leibniz mit der Lösung einer Reihe von technischen Problemen des Oberharzer Bergbaues. Er bemühte sich um die Verbesserung der Treibkunst, d.h. die Erleichterung des Treibens mit Pferden. Ein besonderes Problem dabei war die ständige Verwicklung der Förderketten. In den Jahren 1685-1686 ließ er, um einen vollkommenen Gewichtsausgleich zu erreichen, auf einer Grube des Rosenhöfer Gangzuges Versuche mit einem Unterseil, das an der Unterseite der Fördertonnen angehängt wurde und damit ein durchgehendes, endloses Förderseil ergab, durchführen. Ein weiterer Versuch zur Verbesserung der Treibkunst aus dem Jahre 1694 hatte einen konischen Seilkorb zum Gegenstand, der zur besseren Führung der Förderketten bei der Auf- und Abwicklung beitrug. Er wurde gegen den sonst üblichen zylindrischen Seilkorb auf der senkrecht stehenden Spindel des Pferdegöpels ausgewechselt.

Leibniz hinterließ eine Vielzahl von technischen Skizzen mit Entwürfen, die zwar ihre Wurzeln in der praktischen Erfahrung des Bergbaues hatten, die aber großenteils damals nicht zu realisieren waren. Besonders zu erwähnen in diesem Zusammenhang sind zwei Beispiele aus dem (modernen) Bereich der Regelungstechnik, nämlich seine Skizzen zu einer Konstruktion, das senkrechte Flügelkreuz einer Windkunst stets in den Wind zu drehen, sowie seine Konzeption einer Drehzahlregelung oder selbstregulierenden Bremsvorrichtung für eine Vertikalwindkunst.

Literatur:   1. J. Gottschalk, „Theorie und Praxis bei Leibniz im Bereich der Technik, dargestellt am Beispiel der Wasserwirtschaft des Oberharzer Bergbaues “, in: Studia Leibnitiana. Supplementa, 22, Stuttgart 1982, S. 46-57;
2. J. Gottschalk, „Technische Verbesserungsvorschläge im Oberharzer Bergbau“, in: K. Popp,E. Stein (hrsg.): Gottfried Wilhelm Leibniz. Das Wirken des großen Universalgelehrten als Philosoph, Mathematiker, Physiker, Techniker, Hannover 2000, S. 109-124.

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