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Große Entdecker und Erfinder – Julius Albert, der Erfinder des Drahtseils

Mehrere Jahrhunderte lang war der Bergbau Haupterwerb im Harz sowie in vielen weiteren Regionen weltweit. Im Harz wurden insbesondere die verschiedensten Erze gewonnen und brachten den Harzer Orten Arbeit und Wohlstand. Aber die Erzvorkommen wurden weniger, die Schächte mussten immer tiefer ins Gebirge getrieben werden. Das verursachte Kosten, die den Bergbau nicht nur in der Harzregion zunehmend unwirtschaftlich machten. Ein wichtiger Kostenfaktor in der Zeit um 1800 waren Seile. Sie mussten vielfältig im Bergbau eingesetzt werden. Jahrhundertelang waren diese Seile zunächst aus Hanf, die später, nach entsprechenden technologischen Fortschritten in der Stahlverarbeitung, durch Kettenseile abgelöst wurden. Die Hanfseile unterlagen einem enormen Verschleiß, die Kettenseile waren verschleißfester, hatten aber ein riesiges Gewicht. So war das Gewicht eines Kettenseiles von 400 m Länge fünfmal so groß wie das einer mit Erz gefüllten Lore. Zudem bestanden enorme Gefahren bei den Kettenseilen, denn wenn ein Glied zerstört wurde, war das ganze Seil unbrauchbar und im Einsatzfall des Schachtes drohte es zu reißen: mit enormen Konsequenzen.
Eine technische Lösung, die das Gewicht des Hanfseils und die Tragfähigkeit und Verschleißfestigkeit des Kettenseils vereinte, wäre für den Harzer Bergbau und den Bergbau allgemein eine revolutionäre Lösung gewesen.
Dem Oberbergrat Julius Albert gelang es gemeinsam mit dem Bergschmied Mummenthey nach vielen Versuchen, Experimenten und Berechnungen das erste Drahtseil aus Eisen herzustellen. Aus drei Litzen zu je vier Drähten, drehten die beiden Erfinder ein Seil, das sechsmal mehr Tragkraft hatte als ein Hanfseil und viermal mehr als ein Kettenseil, welches jedoch achtmal schwerer war als das Drahtseil. Erste Praxisversuche wurden erfolgreich im Februar 1834 in der Grube Caroline (Clausthal-Zellefeld) durchgeführt. Heute werden die Albertschen Drahtseile weltweit in allen denkbaren Branchen eingesetzt.
Im Vorfeld dieser Entwicklung stellte Albert umfangreiche Belastungsforschungen an, wozu er eine Testmaschine konstruierte und baute. Er fand heraus, dass neben der Last vor allem die Häufigkeit der Beanspruchung für die Materialermüdung maßgebend ist. Mit Albert begann die systematische Erforschung der Schwingfestigkeit noch vor August Wöhler, nach dem der Wöhlerversuch, ein Versuch zur Ermittlung der Dauerschwingfestigkeit, benannt wurde .
Der Erfinder Wilhelm August Julius Albert stammte aus Hannover, wo er am 24. Januar 1787 geboren wurde. Sein Vater war Bürgermeister in der Neustadt von Hannover. Nach der Schule begann Albert in an der Universität Göttingen Rechtswissenschaften zu studieren, wechselte dann jedoch in das Bergfach über. Nach Abschluss seines Studiums im Jahr 1806 erhielt Albert seine erste Anstellung als Auditor bei den Berg- und Forstämtern der Harzer Bergstädte Clausthal und Zellerfeld. Schnell machte er Kariere und war ab 1808 als Bergschreiber tätig. 1809 berief ihn der von Napoleon eingesetzte Bergbau-Generalinspekteur, Ingenieur Antoine-Marie Héron de Villefosse, zum Ingenieur en Chef und Divisions-Secretär bei der Harz-Division. Zusammen mit Villefosse erarbeitete Albert die Beschreibung über den Mineralienreichtum des bergmännischen Harzes. 1814 wurde er zum Zehntner in Clausthal ernannt, was eine Art Finanzbeamten des Landesherrn für den Bergbau entsprach. 1817 erhielt Albert den Titel eines Bergrates verliehen und wurde zudem Expedient der Berghauptmannschaft. In dieser Position war er für den Absatz der Bergbauprodukte zuständig. Ab 1821 oblag ihm auch die Administration der Münze in Clausthal; 1825 wurde er Oberbergrat. Nach dem Tode von Friedrich Otto Burchard von Reden wurde Albert 1836 dessen Nachfolger als hannoverscher Berghauptmann und leitete damit das Berg-, Hütten- und Forstwesen im welfischen Teil des Harzes. 1841 wurde er zum außerordentlichen Mitglied des Staatsrates im Königreich Hannover berufen.
Alber war ein großer Förderer und Initiator, insbesondere für die Berg- und Forstschule in Clausthal, sowie des Knappschaftswesens im Oberharz. Unter einer Bergknappschaft wird ein organisatorischer Zusammenschluss in einem Bergwerk oder in einem Revier verstanden, der die Arbeitnehmerinteressen vertritt. Zudem war eine neue Feuerordnung auf Alberts Wirken zurück zu führen. Gemeinsam mit Berghauptmann von Reden beauftragte er den Berggeschworenen Georg Ludwig Dörell eine neue Fahrkunst zu bauen und im Spiegelthaler-Richtschacht zu erproben. Diese Bergbau-Innovation basierte auf einem Modell des Kunstjungen Lichtenberg und wurde ein großer Erfolg, der den Bergbau revolutionierte und bald europaweit Furore machte.
In der Nacht vom 15. bis 16. September 1844 wurde Clausthal durch eine Feuersbrunst heimgesucht. Albert wirkte in dieser Nacht persönlich bei der Bekämpfung des Feuers mit und erlitt wegen Überanstrengung einen gesundheitlichen Zusammenbruch. 22 Monate später verstarb er. Die Beisetzungsfeier erfolgte unter Anteilnahme der Oberharzer Bevölkerung in einem Festumzug mit Fackelträgern und den Würdenträgern der Stadt. Etwa 500 Bergleute mit Grubenlichtern, darüber hinaus Wald- und Hüttenarbeiter mit Fackeln, standen dabei Spalier.
Alberts Grabstätte auf dem Alten Friedhof in Clausthal wurde 1934 im Zuge der 100-Jahr-Feier zur Erfindung des Drahtseils zu einem kleinen Mausoleum umgestaltet. In Clausthal-Zellerfeld trägt die „Oberbergrat-Albert-Schule“ seinen Namen. Wilhelm August Julius Albert ging durch seine Leistungen und Erfindungen in die Technikgeschichte ein.
Bereits 1823 hatte der französische Ingenieur Marc Seguin Seile mit parallel liegenden Stahldrähten verwendet. Jedoch konnten diese Drahtseile viele Anforderungen nicht erfüllen, so war ein Aufrollen der Seile kaum möglich und auch die Tragfähigkeit war nur mäßig. Julius Albert entwickelte daher das geschlagene Seil, bei dem die einzelnen Drähte zu Litzen und mehrere Litzen dann zu einem Seil verdreht – also geschlagen – werden. Alberts Erfindung, Entwicklung und Konstruktion des im Gleichschlag (auch Albertschlag) hergestellten Drahtseils wird bis heute angewendet.

Die Erfindung des Drahtseils

Zahlreiche Jahrhunderte lang war der Bergbau Haupterwerbszweig im Harz. Zeitweise war dieses kleine Mittelgebirge das größte Bergbaugebiet der Welt. Insbesondere die verschiedensten Erze wurden dort gewonnen und brachten den Harzer Ortschaften Arbeit und Wohlstand. Die oberflächennahen Erzvorkommen wurden jedoch zunehmend weniger, die Schächte und Stollen mussten daher immer tiefer ins Gebirge getrieben werden. Neue Techniken und Technologien mussten eingesetzt werden um diese Herausforderungen zu lösen. Das verursachte Kosten, die die Wirtschaftlichkeit des Harzer Bergbaus stark belasteten.

Ein bedeutender Kostenfaktor in der Zeit um 1800 waren zudem die Seile. Die Bergwerke des Oberharzer Bergbaus hatten in dieser Zeit Teufen (Tiefen) von 500 bis 600 Metern erreicht. Seinerzeit waren dies die tiefsten Bergwerke der Welt. Üblich war es, dass die Bergmänner das Ein- und Ausfahren über die Fahrten (Leitern) vornehmen mussten. Eine wahre Quälerei, die zudem sehr viel Zeit und Kraft in Anspruch nahm und zudem zahlreiche Opfer forderte. Unter diesen Bedingungen benötigte ein Bergmann eine Stunde für das Einfahren und zwei Stunden für das Ausfahren. Es wurde daher nach technischen Alternativen und Neuerungen gesucht.

In den 1820er Jahren war der in Hannover gebürtige Wilhelm August Julius Albert (1787-1846) Oberbergrat im Clausthaler Revier. Zusammen mit Berghauptmann von Reden beauftragte er 1833 den Berggeschworenen Georg Ludwig Dörell, ein vom Kunstjungen Lichtenberg konstruiertes Modell einer Fahrkunst im Spiegelthaler Hoffnungs-Richtschacht in der Praxis zu erproben und für den harten Bergwerkseinsatz weiter zu entwickeln. Dörells Erprobung und Entwicklung verlief erfolgreich und wurde fortan in allen Harzer Bergwerken eingesetzt und fand schon bald in ganz Europa Verbreitung. Dörell hatte an einem, von Wasserkraft angetriebenen drehenden Rad exzentrisch eine Stange befestigt, die die Drehbewegung in eine schwingende Längsbewegung übersetzte: das Kunstgestänge. Diese Stange betätigte das Kunstkreuz (eine Art Wippe), an dessen Schenkelenden zwei lange Stangen bzw. leiterähnliche Vorrichtungen befestigt waren, die in den Schacht hinunterragten. Das Kunstkreuz sorgte dafür, dass wenn sich das Rad drehte, sich zunächst die eine Stange im Schacht hob, während sich die andere senkte. Nach einer halben Umdrehung des Rades kehrte sich die Bewegung der Stangen um; nun senkte sich die erste und die zweite hob sich. Durch Umsteigen zwischen den beiden Stangen nach jeweils einer halben Raddrehung konnte der Bergmann also entweder in den Schacht ein- oder aus ihm ausfahren.

Die Fahrkunst, als deren Erfinder Dörell gilt, war für den Bergbau eine technische Sensation. Dennoch bestand das Problem mit den Hanfseilen weiterhin. Diese waren den anstehenden Belastungen einfach nicht mehr gewachsen. Daher setzte man sogenannte Harzer Kettenseile ein. Diese Kettenseile waren verschleißfester, hatten aber ein riesiges Gewicht. So war das Gewicht eines Kettenseiles von 400 m Länge fünfmal so groß wie das einer erzgefüllten Lore.

Dieses Problems nahm sich Oberbergrat Julius Albert an. Albert hatte an der Universität Göttingen Rechtswissenschaften und Bergbau studiert. Bei letzterem waren ihm auch umfangreiche naturwissenschaftliche und technische Kenntnisse vermittelt worden. Er erkannte, dass auch die Ketten den starken Dauerbeanspruchen nicht gewachsen waren, diese führten zu Materialermüdung wodurch die Ketten rissen. Albert begann Maschinen zu entwickeln und zu bauen, auf denen diese Belastungen simuliert werden konnten. Somit begann er bereits vor dem Ingenieur und Materialforscher August Wöhler (1819-1914) sich der Materialforschung der Werkstoffe Eisen und Stahl zu widmen.

Dem Oberbergrat Julius Albert gelang es, gemeinsam mit dem Bergschmied Mummenthey, nach vielen Versuchen, Experimenten und Berechnungen das erste Drahtseil aus Eisen herzustellen. Aus drei Litzen zu je vier Drähten aus Schmiedeeisen mit einem Durchmesser von je 3,5 mm, drehten die beiden Erfinder ein Seil, das sechsmal mehr Tragkraft hatte als ein Hanfseil und viermal mehr als ein Kettenseil, welches zudem achtmal schwerer war als das Drahtseil. Ein Drahtseil aus parallel liegenden Drähten wurde bereits vom französischen Ingenieur Marc Seguin für seine ab 1823 gebauten Hängebrücken verwendet. Die besondere Leistung Alberts bestand darin, dass er das geschlagene Drahtseil erfand und zudem auch gleich die zur Herstellung der Seile erforderliche Verseilmaschine zum Verdrillen der einzelnen Drähte konstruierte und baute. Das war im Jahr 1834, welches als Geburtsjahr des Drahtseiles angesehen wird. Nach einer erfolgreichen Erprobung auf der Grube Caroline fand das „Albert-Geflecht“ schnell im in- und ausländischen Bergwerk und auch darüber hinaus Verbreitung. Das von Albert erfundene Drahtseil war im sogenannten Gleichschlag hergestellt; hierbei sind die Litzen in die gleiche Richtung zum Seil geschlagen. Später wurde dann die Kreuzschlag-Verseiltechnik entwickelt, in der heute die Mehrzahl aller Stahlseile hergestellt wird.

Bei Kreuzschlagseilen treten äußere Drahtbrüche meistens früher auf als bei Gleichschlagseilen, was einen großen Zugewinn an Sicherheit bedeutet. Denn nur, wenn sich die zunehmende Seilschädigung durch äußere Drahtbrüche darstellt, kann ein Drahtseil rechtzeitig ausgetauscht werden.