Sistema Flatrod

El sistema de varilla plana ( en alemán : Kunstgestänge, Stangenkunst, Stangenwerk o Stangenleitung ; en sueco : Konstgång o Stånggång ) fue una invención de la industria minera que permitió transferir el movimiento mecánico generado por una rueda hidráulica (en alemán: Kunstrad ) a cortas distancias. ^{[ 1 ]} Fue inventado en el siglo XVI y en el siglo XVIII se utilizaba para transmitir energía hasta cuatro kilómetros. ^{[ 2 ]} Los sistemas de varilla plana se utilizaron ampliamente en los montes Harz y Metálicos de Alemania, así como en Cornualles , Inglaterra y Bergslagen en Suecia .

Una réplica de un sistema de varillas planas se puede ver en Bad Kösen, en Alemania, en el río Saale ^{[ 3 ]} y hay una réplica de una rueda hidráulica, utilizada para accionar varillas planas, en Clausthal-Zellerfeld , en el Alto Harz , antiguamente la mayor región minera de Europa.

El sistema de bielas planas data del período anterior a la invención de la máquina de vapor y la electricidad . Mediante bielas planas era posible accionar máquinas de vapor y sistemas de bombeo , a pesar de que la rueda hidráulica en cuestión tenía un movimiento rotatorio, no recíproco. Para que las bielas pudieran moverse de forma recíproca, era necesario lograr un cambio de dirección mediante componentes con formas especiales. ^{[ 4 ]} Los componentes del sistema que se montaban en el pozo minero se denominaban bielas de pozo ( Schachtgestänge ) o bielas de bomba ( Hubgestänge ). Los sistemas montados en las galerías mineras se denominaban bielas de galería ( Streckengestänge ). ^{[ 5 ]}

Las bielas ( Feldgestänge ) se utilizaban para transmitir potencia a grandes distancias entre el motor principal y las bielas de la bomba. ^{[ 4 ]} Se colocaban collares de hierro ( Kunstringe ) en los ejes de las ruedas, tubos de conexión ( Ansetzröhren ) y manguitos metálicos ( Ansteckkielen ), así como en ciertas partes de las bielas de madera. Las bielas propiamente dichas ( Kunststangen ) eran largas vigas cuadradas que transmitían la potencia horizontalmente o en pendiente. Tenían juntas de hierro articuladas ( Kunstschlösser o Stangenschlösser ) diseñadas para poder entrelazarse entre sí y fijarse con pernos o tornillos. ^{[ 6 ]}

El sistema de varillas de elevación se extendía verticalmente por el pozo de la mina , ya fuera para transferir potencia a los conjuntos individuales de bombas de pozo (cuando se las conocía como varillas de bombeo) o, en el caso de las máquinas de empuje , para accionar las varillas de dichas máquinas. En algunos casos, el sistema de varillas de elevación cumplía ambas funciones. Consistía en vigas cuadradas de abeto de aproximadamente 19 a 20 centímetros de espesor. Los postes estaban ensamblados mediante cola de milano en los extremos y los laterales, y se fijaban entre sí con juntas de madera machihembradas ( Holzlaschen ). Estas juntas se sujetaban firmemente a los extremos de las varillas de elevación con collares de hierro. Además, se impedía que los collares de hierro se deslizaran mediante pernos insertados a través de ellos. A intervalos regulares, también había ganchos en los laterales que se utilizaban para colgar las varillas de los pistones ( Kolbenstangen ). Para que el movimiento horizontal de las varillas planas pudiera transformarse en un movimiento vertical, se instalaba una palanca giratoria en forma de cruz ( Kunstkreuz ) en las varillas de elevación. La conexión a la palanca transversal se realizaba mediante una manivela ( Kunstschloss ). Para equilibrar la carga, era habitual disponer de dos barras de elevación. ^{[ 4 ]}

El propósito de las barras planas era transferir la potencia de la máquina motriz a mayores distancias hasta las barras de la bomba en el pozo. Esto era necesario si la máquina motriz no podía montarse encima o inmediatamente al lado del pozo de la mina. Un sistema de barras planas tenía la desventaja de que se producían pérdidas de eficiencia adicionales debido a las mayores masas que debían moverse. El movimiento alternativo en las juntas ( Schlösser ) de las barras planas interconectadas provocaba pérdidas de elevación de entre el 25 y el 50 por ciento. ^{[ 7 ]} Además, la construcción de las barras planas requería madera adicional. Esto era muy exigente en cuanto al mantenimiento debido a los efectos de la intemperie y requería personal adicional para inspeccionar y mantener las barras planas.

Las varillas planas consistían en varias varillas de madera provistas de bisagras de hierro. En los extremos de las varillas, a ambos lados, se encontraban los llamados Kunstschlösser . Estos se cortaban de forma que encajaran entre sí, permitiendo así que una varilla se encajara en otra. Esto era necesario para evitar que las varillas planas se separaran debido a movimientos de vaivén o de arriba abajo. ^{[ 1 ]}

Existían dos tipos de bielas: bielas con rodillos y bielas con manivelas oscilantes ( Schwingen ). Las primeras se apoyaban sobre rodillos. Estos rodillos consistían en vigas redondas de madera de entre ocho y diez pulgadas de espesor, firmemente clavadas en el suelo por su parte inferior y fijadas con soportes. Para minimizar la fricción, la biela contaba con un riel de arrastre ( Schleppschiene ) en la zona de cada rodillo, fabricado en madera de haya y con la longitud suficiente para cubrir toda la carrera. ^{[ 7 ]}

• La transmisión mecánica de potencia (1): Stangenkunst
• Das Huttaler Wasserregal Archivado el 17 de agosto de 2011 en Wayback Machine Descripción de la región acuática del Harz. GeoMuseo TU Clausthal