Titel: | Die wirthschaftlich vortheilhaftesten Dimensionen der Riementriebe; von Dr. Th. Weiss, |
Autor: | Th. Weiss |
Fundstelle: | Band 237, Jahrgang 1880, S. 1 |
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Die wirthschaftlich vortheilhaftesten Dimensionen
der Riementriebe; von Dr. Th.
Weiſs,
o. ö. Professor an der k. k. technischen
Hochschule zu Brunn.
Th. Weiſs, über die vortheilhaftesten Dimensionen der
Riementriebe.
In meinem auf S. 180 Bd. 236 dieses Journals enthaltenen Artikel: „Zur Frage der
Riemen triebe“ sind mit Rücksicht auf die amerikanische Auffassung über die
Mitwirkung des Luftdruckes für die Riemendimensionen die Formeln (20) und (22)
abgeleitet worden, welche in Verbindung mit (14a) geschrieben werden können:
\frakfamily{S}_2=\varphi\left(\frakfamily{S}-\frac{\delta}{r}\,(1-\varepsilon)\,E\right)+k\frac{r}{\delta}-0,01\,v^2
. . . (1)
und
b=\frac{mP}{\frakfamily{S}_2\delta} . . . . .
. . . . . . . (2)
unter:
b die Breite des Riemens,
δ die Dicke des Riemens,
\frakfamily{S} den
Zugfestigkeitscoefficienten des Riemenmaterials,
E den Elasticitätscoefficienten
des letzteren,
φ das Verhältniſs des,
wahrscheinlich an der Vereinigungsstelle der beiden Riemenenden befindlichen,
kleinsten Querschnittes zum vollen Querschnitt bδ
des Riemens,
ε δ die Entfernung der neutralen
Biegungsschicht des Riemens von der Scheibenoberfläche,
k die Intensität des
Luftüberdruckes auf jedes Quadratcentimeter der vom Riemen berührten
Scheibenoberfläche,
m=\frac{e^{\mu \alpha}}{e^{\mu \alpha}-1} der von der
Spannungsreibung herrührende Coefficient, welcher hier insbesondere für
\alpha=0,8\,\pi und \beta=0,28 den
runden Werth 2 beigelegt erhält,
r den Halbmesser der kleineren von
beiden Scheiben,
v die Peripheriegeschwindigkeit
der Scheiben oder des Riemens in Meter und Secunde,
P die auf den Scheibenumfang
reducirte zu übertragende Kraft
verstanden, sämmtliche Dimensionen in Centimeter, sämmtliche
Gewichte und Kräfte in
Kilogramm. Unter Anwendung der allgemein gültigen Formeln:
75\,N=Pv . . . . . (3)
v=\frac{r}{100}\,\pi\,\frac{n}{30}\,\sim\,\frac{rn}{1000}, .
. . . . . (4)
worin:
N den zu übertragenden Effect in
Pferdestärken bei
n minutlichen Umdrehungen
bedeutet, und mit den Abkürzungen:
\sigma=\varphi\,\frakfamily{S} . . . . .
(5) \eta=\varphi\,\delta\ (1-\varepsilon)\,E . . . . . .
(6)
entsteht aus Formel (1) und (2):
b\delta=\frac{75000\
m}{\sigma-\frac{\eta}{r}+\left(\frac{k}{\delta}-\frac{n^2}{10^8}\,r}\
\frac{1}{r}\ \frac{N}{n} . . . . . . (7)
a) Der vortheilhafteste Halbmesser der Riemenscheiben.
Zur Bestimmung der überschriftlich genannten Gröſse ist wohl von der Auffassung
ausgegangen worden, daſs derjenige Halbmesser am vortheilhaftesten sei, bei dessen
Anwendung mittels eines bestimmt dimensionirten Riemenquerschnittes bδ der gröſste Effect N übertragen werden könne. Gemäſs dieser Auffassung würde die dem
Nullwerthe des Differentialquotienten \frac{dN}{dr} entsprechende
Gröſse von r aufzusuchen ein. Dieselbe ergibt sich aus
(7) zu:
r=\frac{10^8}{3\,n^2}\left[\frac{k}{\delta}\pm
\sqrt{\left(\frac{k}{\delta}\right)^2+\sigma\,\frac{3\,n^2}{10^8}}\right] .
. . . . . (8)
und beispielsweise berechnet sich hiernach mit
k=0,07 und \delta=0,5:
Tabelle I.
n = 300
n = 300
σ = 40
σ = 16
σ = 40
σ = 16
r
185
144
10480
10400
Man würde demgemäſs den Ausspruch thun können, daſs die
Halbmesser der Scheiben so groſs als irgend durchführbar und nur bei sehr
beträchtlicher Umdrehungsgeschwindigkeit in beschränkter Gröſse herzustellen seien,
beispielsweise bei n = 300 mit 144 bis 185cm, was ja auch schon über das gewöhnlich
angewendete Maſs weit hinausreicht. Allein jene Auffassung ist durchaus
unrichtig.
Der vortheilhafteste Halbmesser muſs vielmehr mittels des Gedankenganges festgestellt
werden, daſs diejenigen Riementriebdimensionen die zweckmäſsigsten sind, welche die
zur Uebertragung eines Effectsquotienten \frac{N}{n} periodisch
(jährlich) erforderlich werdenden Gesammtausgaben am kleinsten ausfallen lassen.
Diese Gesammtausgaben setzen sich aus den Zinsen der für den Riemen und die Scheibe
aufzuwendenden Herstellungskosten, aus den Reparaturkosten und den für die den
Effectsverlusten gleichkommenden Betriebskraft erforderlichen Kosten zusammen, wobei
alle diese Kosten auf die gleiche Zeitperiode, etwa auf das Jahr, zu beziehen
sind.Vorläufig würde mit den nachfolgenden Bezeichnungen allerdings zu setzen
sein:
\frakfamily{K}_t=\frakfamily{K}_1+\frakfamily{K}_3+\frakfamily{k}_2\,N\,d+C,
unter \frakfamily{K}_t die totalen Jahresausgaben, Nd die
Pferdestärke der Betriebsmaschine und C eine
von den Dimensionen des Riementriebes gänzlich unabhängige Ausgabe
verstanden. Ist nun aber Ne die ohne die Effectsverluste des Riementriebes
erforderliche, oder zu entwickelnde Pferdestärke, also Nd = Ne + Nr, so läſst sich obige Formel auch
schreiben:\frakfamily{K}_t=\frakfamily{K}_1+\frakfamily{K}_3+\frakfamily{k}_2\,N+C_1=\frakfamily{K}+C_1,
. . . (8a)unter C1 einen ähnlichen constanten Werth wie C verstanden, und somit würde dann das
Verfahren auf die Ermittelung von \frakfamily{K} gemäſs
den Textesworten hinauslaufen.
Behufs einer rechnerischen Verfolgung dieses Gedankenganges bedeute:
\frakfamily{k} den Preis des Riemenmaterials für 1cc,
\frakfamily{k}_1 denjenigen der Riemenscheiben für 1k,
\frakfamily{k}_2 die jährlichen Kosten jeder Pferdestärke der
Betriebsmaschine,
\frakfamily{p} den Zinsfuſs in Procent für die Kosten des Riemens
einschlieſslich Amortisation und Reparatur,
\frakfamily{p}_1 desgleichen für die Scheiben,
a den Abstand der Scheibenmittel in Centimeter,
\xi=\frac{R}{r} das Uebersetzungsverhältniſs.
Dann sind die jährlichen Ausgaben \frakfamily{K}_1 für den Riemen
mit Rücksicht auf Formel (7) genau genug:
\frakfamily{K}=\frac{\frakfamily{p}}{100}\,\frakfamily{k}\,b\,\delta\,[2\,a+(R+r)\pi]=
=\frac{\frakfamily{p}}{100}\
\frac{\frakfamily{k}\,75000\,m}{\sigma-\frac{\eta}{r}+\left(\frac{k}{\delta}-\frac{n^2}{10^8}\,r\right)\,r}\left[2\,\frac{a}{r}+(\xi+1)\pi\right]\frac{N}{n}
. . . . . (9)
Ferner ergeben sich die jährlichen Ausgaben für die beiden
Scheiben, deren Gewichte G und G0 sich befriedigend genau mit:
G=1/5\,b\,r . . . . . . (10) und
G_0=1/5\,b\,R=1/5\,b\,\xi\,r . . . . . . . (11)
veranschlagen lassen, unter Beachtung von Formel (7) zu:
\frakfamily{K}_s=\frac{\frakfamily{p}_1}{100}\,\frakfamily{k}_1(G+G_0)=\frac{\frakfamily{p}_1}{100}\frakfamily{k}_1\,1/5\,b\,r\,(1+\xi)=
=\frac{\frakfamily{p}_1}{100}\ \frac{1}{5}\
\frac{\frakfamily{k}_1}{\delta}\ \frac{75000\,m\,(1+\xi)}{\sigma-\frac{\eta}{r}
+ \left(\frac{k}{\delta}-\frac{n_2}{10_8}\,r\right)\,r}\ \frac{N}{n} .
. . (12)
Endlich lassen sich die jährlichen Ausgaben für die den
Effectsverlusten Nr
entsprechende Betriebskraft mit Anwendung der Formel (23) meines auf S. 268 Bd. 236
enthaltenen Artikels berechnen durch:
\frakfamily{K}_b=\frakfamily{k}_2\,N_r=\frakfamily{k}_2\frac{f}{r}\
\frac{\frakfamily{S}_3}{\frakfamily{S}_2}(\varrho+\varrho_0)\left(\frac{N}{N_1}\right)\,N_1
. . . (13)
Hierin bedeutet gemäſs Formel (19) und (20), sowie (5), (6) und (22) des soeben
bezeichneten Artikels für nahezu bis zur Hälfte umschlungene Scheiben:
\frakfamily{S}_3=3\,\left(\sigma-\frac{\eta}{r}\right)-\left(\frac{k}{\delta}-\frac{n_2}{10_8}\,r\right)\,r
. . . . . . . (14)
\frakfamily{S}_2=\left(\sigma-\frac{\eta}{r}\right)+\left(\frac{k}{\delta}-\frac{n_2}{10_8}\,r\right)\,r
. . . . . . . . (15)
\varrho=\frac{d}{2}\sqrt{1-\frac{0,8}{\frakfamily{S}_3}\
\frac{r}{\delta}\,cos\,\beta+\left(\frac{0,4}{\frakfamily{S}_3}\
\frac{r}{\delta}\right)^2} . . . . . (16)
\varrho_0=\frac{d_0}{2}\sqrt{\frac{1}{\xi^2}+\
\frac{0,8}{\frakfamily{S}_3}\ \frac{r}{\delta}\
\frac{cos\,\beta}{\xi}+\left(\frac{0,4}{\frakfamily{S}_3}\
\frac{r}{\delta}\right)^2} . . . (17)
und:
f den Reibungscoefficienten im
Sinne der Reye'schen Auffassung für eingelaufene Zapfen,
d den Durchmesser jedes der Zapfen
der kleineren Scheibe,
d0
desgleichen der gröſseren Scheibe,
β den Neigungswinkel der
Verbindungslinie der Scheibenmittel gegen die Verticale,
N1, den durchschnittlich übertragenen Effect in Pferdestärken,
welcher jedenfalls kleiner als der gröſste den Dimensionen des Riemens
entsprechende Effect N ist.
Die jährlichen Gesammtausgaben
\frakfamily{K}, ausschlieſslich eines für alle
Riementriebdimensionen constant bleibenden Betrages (Formel 8 a), ergeben sich durch
Summirung der Formeln (9), (12) und (13) unter Beachtung von (14) und (15) für m = 2 mit den Abkürzungen:
p=\frac{3000\,\frakfamily{p}\,\frakfamily{k}}{f\frakfamily{k}_2}\,a
. . . . . . . . . (18)
p_1=\frac{1500\,(\xi+1)}{f\frakfamily{k}_2}\left(\frakfamily{p}\,\frakfamily{k}\,\pi+\frac{\frakfamily{p}_1}{5}\
\frac{\frakfamily{k}_1}{\delta}\right) . . . . . . . . . (19)
zu
\frakfamily{K}_0=\frac{\frakfamily{K}}{f\,\frakfamily{k}_2\left(\frac{N}{N_1}\right)\,N_1}=\frac{1}{r\,\frakfamily{S}_2}\left[\frac{1}{n}(p+p_1\,r)+(\varrho+\varrho_0)\frakfamily{S}_3\right]
. . . (20)
Aus dieser Formel könnte nun der vortheilhafteste Werth für
r mittels der Berechnung von
\frac{d\,\frakfamily{K}_0}{d\,r} aufgefunden werden.
Einerseits zur Umgehung der durch dieses Verfahren vorliegenden Falles entstehenden
etwas complicirten Formeln und andererseits behufs der Erlangung auch solcher
Werthe, welche in der Nähe der Minimalbeträge liegen, ist jedoch Formel (20) direct
benutzt worden, indem einige Werthe derselben mit den Annahmen:
δ = 0,5
α = 1500
\frakfamily{p} = 20
\frakfamily{p}_1 = 7
p = 50 400
p1 =
840
in nachfolgender Tabelle zusammengetragen worden sind, wobei
zur Abkürzung:
\varrho'=\varrho+\varrho_0 . . . . . . . . . .
. (21)
gesetzt und zur Vermeidung von Decimalstellen alle Resultate
1000mal zu groſs aufgeschrieben wurden. Beispielsweise gibt der in der zweiten
Horizontalrubrik enthaltene Werth 120+20\,\varrho' den Betrag
1000 \frakfamily{K}_0 für k=0,07,\ \sigma=40,\
\eta=100,\ n=300 und r=150 oder 200. Zur Berechnung
der eigentlichen jährlichen Ausgaben \frakfamily{K} hieraus muſs
dieser Tabellenwerth 1000 \frakfamily{K}_0 gemäſs Formel (20)
noch mit
f\frakfamily{k}_2\left(\frac{N}{N_1}\right)\frac{N_1}{1000}
multiplicirt werden, und die Ausgaben \frac{\frakfamily{K}}{N_1}
für jede durchschnittlich im Jahre thatsächlich übertragene Pferdestärke würden sich
demgemäſs durch:
\frac{\frakfamily{K}}{N_1}=\frac{f\frakfamily{k}_2}{1000}\left(\frac{N}{N_1}\right)\,1000\,\frakfamily{K}_0
. . . . . . . (22)
berechnen lassen.
Tabelle II.
k
r =
50
100
150
200
250
0,07
σ = 40η =
100–––––––ρ = 16η = 200
n = 300n =
100n = 30–––––––n = 300n =
100n = 30
120+50ρ'–––––––––360+37ρ'––
100+25ρ' 260+20ρ' 840+19ρ'––––––––– 235+20ρ' 500+10ρ'1460+10ρ'
120+20ρ' 200+11ρ' 650+10ρ'–––––––– 255+18ρ' 350+5ρ'1100+4ρ'
120+20ρ'170+7ρ'340+7ρ'–––––––– 520+38ρ'280+3ρ'800+2ρ'
180+27ρ'150+5ρ'480+4ρ'–––––––––235+ρ'–
0
σ = 40η =
100–––––––η = 16η = 200
n = 300n =
100–––––––n = 300n = 100
168+30ρ'––––––––630+78ρ'–
150+42ρ'–––––––––– 896+102ρ'1030+31ρ'
– 315+21ρ'––––––––– 940+24ρ'
1050+220ρ' 300+18ρ'––––––––– 990+22ρ'
– 320+15ρ'–––––––––1155+23ρ'
Bei den obigen Werthen p und p' in Formel (18) und (19) ist f=0,06 und
\frakfamily{k}_2=300 angenommen worden. Mithin berechnet sich
beispielsweise für N:N_1=1,75 der Werth:
\frac{\frakfamily{K}}{N_1}=0,03\,(1000\,\frakfamily{K}_0)
Mark, . . . . . . . (23)
worin (1000\,\frakfamily{K}_0) den
Tabellenwerth bedeutet.
Da nun auf S. 269 Bd. 236 in dem „die Effectsverluste der Riementriebe“ von
mir bearbeiteten Artikel für \varrho'=\varrho+\varrho_0 folgende
Werthe angegeben sind, nämlich:
Tabelle III.
r=
25
50
100
150
200
300
σ = 40 n =
300η = 100 n = 30
7,2–
8,9–
13,513,1
–18,5
21,2 26,1
– 42,3
σ = 16 n =
300η = 200 n = 30
15,3–
19,6–
30,639
––
41,3124
–783
so wurde aus diesen beiden letzten Tabellen II und III noch
folgende Tabelle IV zusammengetragen:
Tabelle IV.
r =
50
100
150
200
ρ' = ρ + ρ0 =
10
14
20
24
k =
0,07
σ = 40η = 100––––––σ = 16η = 200
n = 300n = 100––––––n = 300n = 100
für ½ρ'für ρ'für 2ρ'für ½ρ'für ρ'für 2ρ'––––––für ½ρ'für ρ'für 2ρ'für ½ρ'für ρ'für 2ρ'
370 6201120––––––– 385 570 940–––
275 450 800 400 540 820–––– 375 515 795 570 640 780
320 520 920 310 440 640–––– 435 6151015 400 450 550
360 6001080 255 340 505––––––– 320 350 425
k = 0
σ = 40η = 100
n = 300
für ½ρ'für ρ'für 2ρ'
330 370 770
440 7401325
–––
–––
ρ' = ρ + ρ0 =
24
36
46
50
k = 0,07
σ = 16
n = 300n = 100
für ½ρ'für ρ'für 2ρ'für ½ρ'für ρ'für 2ρ'
72013201980–––
595 9551675 680 8601200
67010801910 475 580 810
147024204320 355 430 580
k = 0
η = 200
n = 300
für 1/2ρ'für ρ'für 2ρ'
157025004370
273045708240
–––
–––
Ohne weitere Erklärung wird zu übersehen sein, was für Rubriken für die vor dieselben
geschriebenen Werthe des Luftdruckes k, der Spannung
σ, der Elasticität η
und der Umdrehungszahl n gelten. Ebenso läſst sich
sofort erkennen, daſs die eigentlichen Tabellenziffern, welche analog der Tabelle II
und gemäſs Formel (23) den Betrag (1000\,\frakfamily{K}_0)
bedeuten, für die am Kopfe stehenden Annahmen r=50^{cm} bis
r=200^{cm} berechnet wurden. Es bedarf daher nur noch
hervorgehoben zu werden, daſs der obere Theil der Tabelle für die nach Maſsgabe der
Tabelle III schätzungsweise festgestellten Werthe von \varrho'=10
bis \varrho'=24 und der untere Theil für diejenigen von
\varrho'=24 bis \varrho'=50 gilt.
Zur Erweiterung des Vergleiches sind endlich aber auch noch die Unterabtheilungen
„für ½ ρ' für ρ'
und für 2 ρ'“ angebracht und haben die
Bedeutung, daſs die Horizontalrubriken für ½ ρ' mit
halb so groſsen Werthen berechnet wurden als diejenigen für ρ', welche den am Kopfe der Tabelle verzeichneten Annahmen
entsprechen.
Beispielsweise hat also die in der letzten Vertical- und in der 5. Horizontalrubrik
von oben befindliche Zahl 1080 die Bedeutung, daſs für k=0,07,\ \sigma=40,\
\eta=100,\ n=300,\ r=200 und \varrho'=2\times
24=48der
Werth 1000\,\frakfamily{K}_0=1080 zu setzen ist und daher gemäſs
Formel (23) sich ergibt:
\frac{\frakfamily{K}}{N_1}=0,03\times1080=32,4 Mark.
Unter den bezeichneten Voraussetzungen würde also ein Riementrieb, bei welchem der
Halbmesser der kleineren Rolle r=200^{cm} betrüge, eine die
Zinsen der Herstellungskosten, sowie die Reparatur- und Betriebskosten umfassende
Jahresausgabe von 32,4 M. für jede durchschnittlich übertragene Pferdestärke
erforderlich machen, ausschlieſslich solcher Ausgaben, welche für alle Halbmesser
r constant sind (Formel 8 a).
Streng genommen, gilt dies nur für einen Halbmesser R
der gröſseren Scheibe von R=\xi\,r=4\,r; jedoch kann leicht
übersehen werden, daſs auch für viele andere Beträge von R oder für verschiedene Werthe von ξ nahezu
dasselbe Resultat entstehen würde, indem ξ nur die
Werthe p1 (Formel 19)
und ρ0 (Formel 17) und
zwar in ausgleichender Weise beeinfluſst.
Aehnlich bedeutet die in der vorletzten Vertical- und fünftletzten Horizontalrubrik
befindliche Zahl 580 den Werth 1000\,\frakfamily{K}_0=580 für die
Annahmen k=0,07,\ \sigma=16,\ \eta=200,\ n=100,\ r=150 und
\varrho'=46, und würde gemäſs Formel (23) hieraus zu folgern
sein, daſs die Jahresausgaben unter den auch übrigens gemachten Voraussetzungen:
\frac{\frakfamily{K}}{N_1}=0,03\times580=17,4 Mark für jede
zu übertragende Pferdestärke betragen (Formel 8a).
Aus einer im Sinne der soeben geschilderten Bedeutung vorgenommenen Betrachtung der
Tabellenziffern läſst sich mit Einschaltung abgeschätzter Werthe schlieſsen, daſs
der wirthschaftlich vortheilhafteste Halbmesser r der
kleineren Scheibe unter sehr verschiedenen sowohl für σ
und η, als auch für ρ'
gemachten Annahmen bei k = 0,07 die Werthe annimmt,
nämlich:
r = nahezu 100,
wenn n = 300
r = nahezu 200,
wenn n = 200
r > 200,
wenn n < 200
und bei k = 0 die Werthe:
r < 50, wenn n = 300
r = nahezu 100, wenn n = 200
r > 200, wenn n < 100,
was von den in Tabelle I angeführten, ohne Rücksicht auf die
Kostenverhältnisse und lediglich mit Bezugnahme auf die Festigkeits- und
Geschwindigkeitsverhältnisse ermittelten Beträgen immerhin beträchtlich
abweicht.
Dieser Ausspruch läſst sich aber leicht noch erweitern. In Tabelle II bedeutet
nämlich das mit dem Factor ρ' versehene Glied jedes
Tabellenwerthes die Ausgaben wegen der Effectsverluste und das andere Glied die
Ausgaben wegen der Herstellungskosten. Wird nun das letztere gleich Null angenommen, so läſst
sich aus Tabelle II sofort folgender Ausspruch ablesen: Falls die Herstellungskosten
unbeachtet bleiben dürften und nur die Betriebskosten in Frage kämen, so würde es
für alle Werthe von ρ', also für alle Zapfendurchmesser
und alle Winkel β, d.h. alle Lagen des Riementriebes,
ferner aber auch für alle Preise der Pferdestärke und für jede Anzahl der letzteren
wirthschaftlich am vortheilhaftesten sein:
bei k = 0,07
r = 150cm,
wenn n = 300
r > 200,
wenn n < 200
bei k = 0
r < 50,
wenn n > 300
r > 200,
wenn n < 100
anzunehmen, gleichgültig hierbei, wie groſs die durch σ gekennzeichneten Festigkeits- und die durch η gekennzeichneten Elasticitätsverhältnisse des
Riemens sind.
Eine Erweiterung obiger Aussprüche nach entgegengesetzter Richtung kann ferner durch
einige nachträgliche Abweichungen von den ursprünglichen Annahmen betreffs der
Preisverhältnisse geschehen. Wird nämlich in Formel (20) sowohl p als p1 6 mal so groſs als bei Berechnung der Tabelle II
angenommen, was gemäſs Formel (18) und (19) durch eine
Tabelle V.
r =
50
100
150
200
ρ' = ρ + ρ0 =
10
14
20
24
k =
0,07
σ = 40η = 100––––––σ = 16η = 200
n = 300n = 100––––––n = 300n = 100
für ½ρ'für ρ'für 2ρ'für ½ρ'für ρ'für 2ρ'––––––für ½ρ'für ρ'für 2ρ'für ½ρ'für ρ'für 2ρ'
610 9201300–––––––138515701940–––
775 9501300170018402120–––– 375 515 795 570 640 780
92011201520131014401640––––171518902290215022002300
84012001680110511901385–––––––172017501825
k = 0
σ = 40η = 100
n = 300
für ½ρ'für ρ'für 2ρ'
117012101610
119014902070
–––
–––
ρ' = ρ + ρ0 =
24
36
46
50
k = 0,07
σ = 16
n = 300n = 100
für ½ρ'für ρ'für 2ρ'für ½ρ'für ρ'für 2ρ'
164020902980–––
1770 2130 2850 4180 3360 3700
194523553185222523302560
–––175518301980
k = 0
η = 200
n = 300
für 1/2ρ'für ρ'für 2ρ'
472056507520
7210 905012720
–––
–––
6 mal so groſse Annahme von
\frakfamily{p}\frakfamily{k}a und
\frakfamily{p}_1\frakfamily{k}_1 gerechtfertigt erscheinen
kann, so ergibt sich jedes erste Glied der in Tabelle II befindlichen Werthe 6 mal
so groſs als eingeschrieben. Hiermit entsteht aber analog Tabelle IV vorstehende
Tabelle V, welche erkennen läſst, daſs auch bei so hohen Preisverhältnissen für die
Constructionstheile unter allen Umständen r > 200
ausfällt, wenn n = oder < 100 ist, daſs jedoch
r = 50 bis 100, wenn n
> 300 und falls der Werth ρ' etwa wegen sehr dicker
Zapfen eine äuſserst beträchtliche Gröſse annimmt, und daſs endlich r > 50 ausfällt, wenn n >
300 und falls der Werth ρ' eine mittlere oder geringe
Gröſse hat, entsprechend den häufiger vorkommenden Verhältnissen.
Diese letzteren Aussprüche gelten gemäſs Formel (18), (19) und (20) auch dann, wenn
die Preisverhältnisse nur 3 mal so hoch, die Ausgaben für jede Pferdestärke aber
2mal so gering als für Tabelle IV angenommen werden, und überhaupt, wenn der
Quotient aus den Preisen der Constructionstheile und den Ausgaben für jede
Pferdestärke das 6 fache der anfänglichen diesfallsigen Annahmen beträgt.
Selbstverständlich wird jedoch bei einer Aenderung der Kosten für die Pferdestärke
der Coefficient 0,03 der Formel (23) entsprechend geändert werden müssen.
Aus allen diesen Berechnungen und Schluſsfolgerungen lassen sich endlich die ganz
allgemein giltigen Aussprüche herleiten:
1) Für alle vorkommenden Festigkeits- und Elasticitätsverhältnisse lederner und
diesen ähnlicher Treibriemen, für alle wahrscheinlichen Intensitäten des den Riemen
gegen die Scheibenoberfläche anpressenden Luftüberdruckes, für sehr verschiedene
Dicken der die Riemenscheiben tragenden Zapfen, für sehr verschiedene Lagen der
Mittellinie des Riementriebes und für äuſserst verschiedene Preisverhältnisse in
Bezug auf die Riemen und Riemenscheiben, sowie auf die Betriebskraft fällt der
wirthschaftlich vortheilhafteste Halbmesser der kleineren von beiden Scheiben eines
Riementriebes von nahezu 4 facher Uebersetzung gröſser als 200cm aus, falls die schneller gehende Scheibe
weniger als n = 100 Umdrehungen minutlich macht. Für
diesen letztbezeichneten Fall können daher die Scheiben so groſs als irgend
ausführbar hergestellt werden, ohne daſs über deren zweckmäſsigste Gröſse eine
Calculation vorgenommen zu werden braucht und ohne die Befürchtung, daſs die
Scheiben in wirthschaftlicher Beziehung zu groſs ausfallen könnten.
2) Für alle von den mittleren Verhältnissen nicht viel abweichenden Fälle ist mit
groſser Wahrscheinlichkeit der vorstehend für n = 100
gethane Ausspruch auch noch bis zu n = 200 richtig.
3) Bei gröſseren Geschwindigkeiten, entsprechend n > 200
haben die wirthschaftlich vortheilhaftesten Halbmesser der Scheibe ein innerhalb der
Grenzen der Ausführbarkeit liegendes Maſs, welches durch eine Calculation, ähnlich
der hier durchgeführten, festgestellt werden muſs. Indessen kann insbesondere für n = 300 minutliche Umdrehungen der schneller gehenden
Scheibe als vortheilhaftester Werth für r angenommen
werden: 150, 100 oder 50cm, je nachdem die Preise
für die Constructionstheile sehr gering, mittel oder hoch und die jährlichen
Ausgaben für jede Pferdestärke (Brennmaterialpreise, Betriebsdauer) sehr hoch,
mittel oder sehr gering sind.
Die letztangegebenen Dimensionen dürfen unter den gleichbleibenden Umständen auch bis
auf: 100, 60 und 30cm reducirt werden, ohne daſs
in wirthschaftlicher Beziehung ein nennenswerther Verlust entsteht.
4) Falls die Herstellung gröſserer Scheiben theurer ist, als der Proportionalität des
Gewichtes derselben entsprechend, und namentlich, falls die Anbringung gröſserer
Scheiben, etwa durch die Nöthigung zur Ausführung längerer Hängelager oder zur
Vergröſserung der Stockwerkshöhe der Fabriksäle, besondere, in den obigen
Berechnungen unbeachtet gelassene Kosten bedingt, so sind die vortheilhaftesten
Halbmesser selbstverständlich kleiner, als den oben angegebenen Rechnungsresultaten
entsprechend.
5) Die hier gefundenen Ergebnisse gelten streng genommen nur für einen Winkel β = 135°, ein Uebersetzungsverhältniſs ξ = 4, einen umschlungenen Bogen α = 0,8 und für eine hier vorausgesetzte Riemendicke
von 0cm,5.
(Schluſs folgt.)