Stangkunst (ty. Stangenkunst)
Maskinsystem for utpumping av gruvevann bestående av vannhjul, stangfelt og seriekoblede stempelpumper.
Motoren i systemet var et stort, enkeltskovlet vannhjul (kunsthjul) som via en krumtapp og en stang (pleiel) overførte kraften fra vannhjulet til et stangfelt, kalt kunstfelt. Kunstfeltet hadde et dobbelt sett feltstenger (se feltstang) som gikk fram til sjaktåpningen hvor feltet var koblet til armen(e) på et svingende, likearmet kors, kalt kunstkors. Korset avbøyde fram-og-tilbake-bevegelsen i det horisontale kunstfeltet til en vertikal opp-ned-bevegelse idet korsets frie arm(er) var koblet til et stangfelt (pumpefeltet) som gikk ned i gruven. Bevegelsen i feltet ble så overført til pumpestemplene via en T-formet stanghake og en sugstang. Stanghaken var med kortsiden festet til en av pumpestengene og var ytterst på langsiden koblet til den vertikale sugstangen som sto i forbindelse med pumpestempelet. Den nederste pumpesatsen sto med sitt ’sugerør’ (slunkrøret) nede i vannsumpen i sjaktbunnen.
Maskinene utgjorde komplekse mekaniske strukturer på opptil flere hundre meters utstrekning i terrenget og lange strekk nedover i gruvene. Vi kjenner ingen beregninger av friksjonstapet, men det må ha vært enormt!
Hvert enkelt stangkunst-anlegg satte store krav til planlegging, ledelse og kompetanse i den praktiske gjennomføringen. De fleste delene måtte lages lokalt.
Maskinen bidro til å redusere et urgammelt problem i bergverksdriften med ”vannsyke” gruver og var en vanlig lensemaskin i gruvedriften gjennom 300 år. Den fremsto i den form som her er beskrevet omkring 1600, selv om enkelte s. er kjent fra noe tidligere. Den første s. i Norge ble bygget på Kongsberg i 1646 av tyske fagfolk. Ved kobbergruven i Sel ble det anlagt s. i 1660-årene og ved andre gruver først utover på 1700-tallet. S. var sin tids største maskinanlegg.
Varia:
- Også før stangkunstens tid fantes det lensemaskiner som ble brukt når driften gikk mot dypet. Dette kunne være forskjellige typer paternosterverk, stempelpumper og heising med line og lærsekker.
Paternosterverk kjennetegnes ved at de består av et endeløst bånd for kontinuerlig massetransport. På en av typene, Heinzenkunsten, foregikk vanntransporten ved at vannet fylte mellomrommet mellom lærkuler festet til en endeløs kjetting som løp gjennom et vertikalt rør som sto nede i en vannansamling i bunnen av sjakten (sump). På en annen type, Kannekunst/Bulgenkunst, var det festet kar til kjettingen. Stempelpumpe-typen kunne bestå enten av enkeltstående eller seriekoblede pumper.
Innretningene kunne drives av forskjellige kraftkilder og motorer. I tillegg til vannhjul ble det brukt muskelkraftbaserte kraftkilder som håndvinner, tråhjul og hestevandringer.
Heinzenkunsten, med maksimal lensehøyde på 70 m, kan regnes som standard vannkunst frem til siste del av 1500-tallet, mens den langt eldre kannekunsten på denne tiden ble regnet som avleggs. Vannhjul til heising med line og lærsekker var ofte en kjerrat som senere først og fremst ble brukt til steinheisingen etter hvert som s. overtok som standard kunstmaskin.
- S.s. opprinnelseshistorie er nokså uklar. Fra maskinens forhistorie kan nevnes at oppfinnelsen tradisjonelt er tillagt et tinnbergverk i Sachsen i 1540, men at dette antakelig er feil. Videre var horisontal stangoverføring med enkle stangfelt (bare én stang) kjent fra begynnelsen av 1500-tallet, dobbelt stangfelt fra årene 1590-1600. Seriekoblede pumpeverk - uten stangfelt i dagen – synes å ha spredd seg fra Bøhmen til Sachsen og vestover til Harz, Belgia og Storbritannia i annen halvdel av 1500-tallet. I Sverige ble denne maskintypen innført i perioden 1590-1605, mens stangfelt ble innført i 1620-årene.
Norge sto utenfor denne utvikling - det var knapt noe bergverksdrift i landet i perioden 1550 – 1623, slik at vår første vannkunst, som nevnt, ble bygget på Kongsberg i 1644. Lensingen foregikk før det manuelt (øsing, haspel-heising), bl.a. ved den kongelig initierte gruvedriften i Telemark i 1540-årene.
- Det først kunsthjulet på Kongsberg (1644) ble hengt inn i selve gruven, og trengte således ikke stangfelt i dagen. Til gjengjeld ble det for vanntilførselen boret et grovt hull gjennom berget fra overflaten til rommet for hjulet som lå ca 16 m under bakken. Den første komplette s. med stangfelt i dagen ble anlagt to år senere, i 1646. Stangfeltet var 120 meter langt.
- For å redusere friksjonstapet og slitasjen på de bevegelige delene ble s. smurt. Fra Kongsberg fortelles at det til den første kunsten ble kjøpt inn et bismerpund (≈ 6 kg) smør. Da dette ville blitt dyrt i lengden, ble det også kjøpt inn fisketran. Også svinefett ble siden kjøpt inn til smøring og i 1771 fikk Sølvverket sitt eget "kunstfettkokeri".
- Landets lengste stangfelt er nokså sikkert stangfeltet til Dalsgruva i Gjerdrum med i alt 1700 meter.
Stangfeltet som ble bygget i 1812, gikk gjennom ganske kupert terreng med en høydeforskjell på 82 m fra fossen hvor kunsthjulet lå, til det høyeste punkt feltet måtte over.