[ INTRO
Stangfeltet var sin tids løsning på problemet med overføring av kraft over lengre avstander i gruvedriften, både horisontalt i dagen og vertikalt i gruvene.
Stangfeltet besto av sammenkoblede trestenger (feltstenger) opplagret i svingarmer, og var en integrert del av et vannhjulsdrevet pumpe- eller heisemaskineri. Friksjonstapet ved driften var høyt.
Forskjellige løsninger for vinkelavbrudd ga muligheter for fleksibel tilpassning til terrenget/sjakten det gikk gjennom. Stangfeltene kunne dermed gjøres svært lange.
Stangfeltet er en av de betydeligste maskintekniske innovasjoner i bergverkshistorien idet teknikken åpnet for en mer fullstendig utnyttelse av de livsviktige vannressursene i et verks nærområde.
Stangfeltet var i bruk i norsk bergverksdrift i over 250 år fom. 1646 (Kongsberg Sølvverk).
]
Stangfelt/stanggang/stonggong/leamann (dial. Konnerud)
Kraftoverføringsinnretning bestående av en eller flere rekker sammenlenkede trestenger (se feltstang) som beveget seg fram og tilbake, opplagret i svingarmer.
S. var av svært varierende størrelse og utførelse. De største (drifts-feltene) var ruvende, mange hundre meter lange strukturer som overførte kraften fra et fjerntliggende vannhjul til heisemaskiner og pumpeverk i gruvene. Andre var lette og ble beveget med muskelkraft for utførelse av støttefunksjonene vannpåslipp på vannhjul (se skyssfelt), bremsing av vannhjul (se bremsefelt), og signalering i det vertikale fordringsarbeidet i sjakten (se bankefelt). Skyssfeltet og bremsefeltet fulgte drifts-feltet og var like lange som dette.
S. kunne være enkelt eller dobbelt. Et enkelt s. hadde bare én stangrekke, mens et dobbelt-felt hadde to. Stengene i et dobbelt s. var koblet til hver sin ende av lange, stående svingarmer som var opplagret på midten på langsgående stag som igjen hvilte på bukker. Enkle s. var koblet til en halvsvinge som var opplagret i enden.
Dobbelt-felt synes å ha vært det vanligste (i dagen) for overføring av kraft til det tunge gruvemaskineriet, mens halvsvinger ble brukt til føring av sjakt-feltene (pumpefelt, bankefelt). Feltstengene lå i utskjærte åpninger (kjefter) på enden av svingarmene hvor de, så vidt fremgår av illustrasjoner, beveget seg rundt gjennomgående bolter.
Fram- og- tilbakebevegelsen i de vannhjulsdrevne s. ble generert av en veivaksel (’sveiv’) av jern som var vannhjulets aksel og omdannet hjulets rotasjon til en rettlinjet bevegelse. Bevegelsen i støttefunksjon-feltene ble generert via betjening av kraftige hånd- eller fotspaker.
Et lengre drifts-stangfelt besto av et antall grovere svinger, kalt blokkensvinger, avvekslende med lettere svingarmer, også de kalt halvsvinger. Ved ’kritiske’ punkter ble det alltid brukt blokkensvinger. De var således første og siste svinge i et s, dvs. der feltet ble tilkoblet vannhjulet via pleielen, og siste før tilkobling til heisemaskinens linekurv, hhv. pumpemaskineriets kors ved sjaktåpningen. Blokkensvinge ble også brukt i forbindelse med endringer av s.s. bevegelsesretning, jfr neste avsnitt.
Forandring av et drifts-felts linje opp/ned eller sideveis bød på tildels store tekniske utfordringer. Slike vinkelavbrudd skyldtes i dagen terrengfluktuasjoner/-hindringer, i gruven retningsendringer i sjakten. Alt etter situasjonen ble det brukt ulike typer ’avbruddskonstruksjoner’. For brudd i dagen se blokkensvinge, avbruddssvinge, vendebukk og kunstkors, for brudd i sjakten se brøtsvinge, avbruddsrull, kunstrull og bjørn, dessuten ble det brukt halvkors både i dagen og i sjakten. Brudd-teknikkene i dagen gjorde det mulig å tilpasse s. til terrenget og bidro til å lette plasseringen av vannhjulene der det var lettest å skaffe driftsvann.
Friksjonstapet ved stangfeltdrift må ha vært meget stort. Noen beregning av dette foreligger så vidt vites ikke.
’Stangfeltet’ er en av de betydeligste maskintekniske innovasjoner i bergverkshistorien. Vannhjulets bevegelseskraft kunne overføres over lange avstander, eller om man vil, vannhjulets stavnsbånd til driftsmaskineriet var opphevet og man oppnådde større fleksibilitet i utnyttelsen av de livsviktige vannkraftressursene. I første omgang fikk innovasjonen betydning for lensingen, etter hvert også for steinheisingen, man lære seg å takle vinkelbrudd osv. Teknikken ga, kort sagt, bergverksdriften helt nye muligheter og kunne bl.a. være avgjørende for utnyttelsen av nye forekomster og forsert drift mot dypet. Se stangkunst og stangkjerrat.
S.s. eldste historie er ikke helt klarlagt. Horisontal stangoverføring av kraft fra vannhjul er i prinsippet kjent fra begynnelsen av 1500-tallet, men nevnes ikke i Agricolas store verk om bergverksdriften De re metallica, fra 1556. En kan derfor anta at teknikken ikke var i praktisk bruk på denne tiden. En tegning av et enkelt s. er kjent fra 1584, mens doble s. ser ut til å ha blitt utviklet i årene 1590-1600. Første stangfelt i Norge kom ved Kongsberg Sølvverk i 1646.
Sammenlenkingen av feltstengene i drifts-feltene kunne skje på to måter, ved skjøting eller ved kobling med spesielle jernbeslag på stengenes ender.
Skjøting (lagting) skjedde ved at det på begge de motgående stangender ble innarbeidet et lengre, gjensidig tilpasset, sagtann-profilert parti som ved skjøtingen ble innpasset i hverandre og låst sammen med flere jernringer og gjennomgående bolter. Skjøting kunne bare brukes der feltet kunne følge en rett linje.
Kobling ble brukt når det ble satt inn grove svingarmer i feltet, ved brudd (retningsendring), som første og siste svinge i feltet, eller for å styrke feltet.
Kobling krevde jernbeslag både på stangenden som skulle påkobles svingen og på svingen; for videre opplysning, se stangrekke.
Stagene ble også skjøtet ved lagting.
Pumpestengene i sjakten ble ifølge en kilde sammenskjøtt med gjennomgående bolter eller med trestykker lagt utenpå stengene og naglet fast til disse. Her var det viktig at ikke skjøtene røk pga. vekten av stengene som hang under. For mer om pumpestengene og s. i gruven, se gruvefelt.
Stengene kunne være runde, eller skårne som synes å ha vært det vanligste.
Var s. del av en vannkunst, gikk feltet bort til sjaktåpningen hvor bevegelsen via et kunstkors ble bøyd ned i sjakten og drev pumpefeltet. Var korset et fullkors, kunne det drives to pumpefelt, se oppslaget. Var feltet del av en stangkjerrat, hadde vannhjulet krumtapper som drev s. på begge sider. S. gikk så fram til en heisetrommel, også med en krumtapp på hver side. Den lineære bevegelsen i feltet ble derved ført tilbake til en sirkelbevegelse som kunne få heisetrommelen til å rotere; for videre opplysning, se stangkjerrat.
Fra hjulene, eller s., kunne det også gå sekundære felt, såkalte slep, som gikk til nabogruver.
Det krevde stor nøyaktighet under bygging og godt stell under drift for å få s. til å gå jevnt og regelmessig og uten å komme i spenn. Ved Kongsberg Sølvverk, og sannsynligvis ved flere andre verk, økte regulariteten og holdbarheten utover på 1700-tallet etter hvert som delene i s. mer og mer standardisert, og en sørget for å ha et lager av reservedeler ved brudd eller skader.
Det var store krefter som virket på s. og brekkasjer forekom, samtidig som naturlig utskifting og vedlikehold var nødvendig med jevne mellomrom da s. var utsatt til for sterk klimatisk slitasje.
Det var et stort og farlig arbeid å bytte ut feltstenger og det berettes at 10-12 mann kunne slite i 2-3 timer med å bende sammen stangfeltet med tømmerstokker. På Kongsberg fikk man i 1785 et effektivt hjelpemiddel til dette arbeidet, en strekkskrue, eller strekkfisk, som gjorde at arbeidet kunne utføres av to-tre mann på en time. Se oppslaget for nærmere opplysning. Det er ikke kjent om strekkskruen også ble tatt i bruk ved andre bergverk.
Varia:
- Svingarmene kunne også være hengende med opplagring i den øvre enden og feltstangen kun koblet til den nedre, eller horisontalt liggende ut fra en vertikal aksel. Disse former er p.t. ikke kjent fra Norge.
- Utviklingen av stangfeltteknikken kan særlig tilskrives den svenske ingeniøren Christopher Polhem. Han var et mekanisk geni og den første som så hvilke veldige muligheter s. hadde innen bergverksdriften.
Blant hans mange oppfinnelser på gruveteknikkens område er kanskje stangkjerraten og vendebukken de mest kjente. Med stangkjerraten kunne, som ovenfor nevnt, en fjerntliggende kjerrat via et dobbelt stangfelt drive en heisetrommel (kurv) ved sjakten. Med vendebukken kunne et s. vendes 90° sideveis. Retningsendringer i horisontalplanet var før Polhems tid noe man helst unngikk.
- På en studiereise til Sverige i 1777 ble byggemester Holm ved Kongsberg Sølvverk imponert over de enkle, men varige s.. De bevegelige deler var spinkle, og bukker og stag for å bære dem var gått ut av bruk. Mye tømmer, jern og arbeid ble spart. Holm mente at svenskene drev «med to tredjedels fordel fremfor oss», noe som vel betyr at våre stangfelt var tre ganger så kostbare. Dessuten kunne overføringene gjøres lengre. Ved Persberg i Värmland var stang-feltet nesten 1/4 mil.
- Stangfelt-teknikken har overlevd inn i det 21.århundre i noen oljefelt i USA hvor kraft overføres med stenger fra en sentral pumpemaskin til pumper ute på oljefeltet.