Titel: | Die Personenaufzüge im Eiffelthurme. |
Fundstelle: | Band 274, Jahrgang 1889, S. 400 |
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Die Personenaufzüge im Eiffelthurme.
Mit Abbildungen auf Tafel
20 und 21.
Die Personenaufzüge im Eiffelthurme.
Die Hauptstockwerke des Eiffelthurmes befinden sich in Höhen von 57, 115 und 275m. Diese Stockwerke sind erreichbar mittels
bequemer Treppen bis zum ersten Stock, mittels Wendeltreppen vom ersten zum zweiten
Stockwerke, von diesem bis zur dritten Plattform sind bloſs Hilfstreppen vorgesehen,
welche dem besuchenden Publikum für gewöhnlich nicht zugänglich sind.
Auſserdem sind vorhanden zwei Gliederketten-Aufzüge, System Roux, Combaluzier und Lepape, davon je einer
im Ost- und Westpfeiler, welche bloſs bis zum ersten Stock (57m) führen, ferner zwei Seilaufzüge, System Otis, im Süd- und Nordpfeiler bis zum zweiten
Stockwerke (115m) reichend, mit zulässiger
Aufenthaltstation im ersten Stocke, und endlich der Fahrstuhl Edoux', welcher mittels Umsteigens, in der Hälfte der
Förderhöhe, von der zweiten bis zur dritten Plattform (275m) führt (vgl. Edoux
1889 273 * 251).
Sämmtliche Fahraufzüge werden mit Druckwasser betrieben, deren Sammelbehälter im
zweiten und dritten Stockwerke entsprechend vertheilt sind. Wegen der bekannten
Schräglage der Thurmpfeiler erhalten die vier Aufzüge von Roux und Otis ein geknicktes schrägstehendes
Fahrgeleise, dessen Richtungen aus der Fig. 1 Taf. 20 ersichtlich
sind.
Die eigentliche Länge der Fahrstrecke stellt sich auf
59 + 17 + 51,7 = 127m,7,
wovon das Mittelstück nach einem Kreisbogen von 50m Halbmesser gekrümmt ist.
Der eigentliche Pfeilerausbau mit dem Otis-Aufzuge ist
in Fig. 2 Taf.
20 dargestellt, während im Lageplan Fig. 3 Aufschluſs über die
Maschinenanordnung gegeben ist.
Die Wagen sind je zwei über einander angeordnet (Fig. 4) und zwischen einem
entsprechend verstrebten Rahmen eingebaut, welcher an den Querbalken die Laufräder
trägt.
Am unteren Theile des Rahmengestelles ist die Aufhängung und die Fangvorrichtung für
die sechs Tragseile angebracht, während an der Decke der Einsteigebrücke des unteren
Wagens das Triebwerk für das Steuerseil sich befindet.
Mit jedem Roux'schen Aufzuge werden in einer Fahrt 100
Fahrgäste mit Im Geschwindigkeit in das erste Stockwerk (57m) befördert, was bei 12 Fahrten in einer Stunde
und mit beiden Roux'schen Aufzügen 2400 Personen
ergibt. Mit jedem Aufzuge von Otis werden mit 2m Geschwindigkeit 50In Wirklichkeit sollen bloſs 40 bis 46 befördert werden.Personen
in das zweite Stockwerk (115m) gebracht, was bei 8
Fahrten in der Stunde 800 Personen ausmacht, die ferner mit dem Edoux'schen Fahrstuhle, welcher mit 0m,9 Geschwindigkeit läuft und 12 Fahrten in der
Stunde macht, auch nach der dritten Plattform (275m) gehoben werden können.
Aufzug von Roux, Combaluzier und Lepape.
So weit es sich aus der in den Annales industrielles,
1889 Bd. 21 * S. 80, gegebenen Beschreibung entnehmen läſst, besteht dieser
Fahrstuhl aus zwei endlosen, parallel über groſse Räder geführte Stangenketten,
zwischen welchen der Doppelwagen eingehängt ist.
Diese aus geraden Gliedern von 45mm Stärke und Im
Länge (Fig. 5)
zusammengesetzten Ketten sind mittels Gelenkbolzen verbunden, die an ihren äuſseren
Enden Lauf- oder Stützrollen tragen, welche zwischen je zwei in entsprechende
Kettenröhren eingenietete Flachschienen aa und bb (Fig. 6) laufen, wodurch
jede Ausknickung der Kettenglieder in den Gelenken vermieden wird.
An den seitlichen Schienenträgern (Fig. 6, Grundriſs des
linken Trägers) ist das Wagengeleise C, das auf der
ganzen Länge seitlich offene Kettenrohr A und das
geschlossene Rohr B angeschraubt.
In jedem der beiden vorhandenen Rohre A läuft der den
Doppelwagen tragende
Kettentrumm, welcher über ein auf der ersten Plattform angeordnetes Sternrad von
3m,5 Durchmesser geleitet, durch das Rohr B nach abwärts geführt und an das Triebrad von 3m,9 Durchmesser gelegt wird, an dessen unterem
Umfange er von Daumen bezieh. Zähnen erfaſst und in das Rohr A gehoben wird.
Es werden daher im Aufhube des Wagens die ziehenden Kettenstücke in den geschlossenen
Führungsröhren B nach abwärts laufen, während beim
freien Niedergange der Wagenlast die unter demselben befindlichen Kettenglieder auf
Druck beansprucht, die beiden unteren Triebräder in entgegengesetztem Sinne
bethätigt und die Ketten in die beiden Röhren B gehoben
werden.
Dadurch werden Fangvorrichtungen entbehrlich, da bei einem allenfalls eingetretenen
Kettenrisse die unteren Kettenglieder als Stützen wirken.
Zwei an das Wagenrahmengestell angenietete, entsprechend geformte Kettenglieder
stellen die Verbindung zwischen Wagen und Ketten her.
Die in Fig. 7,
8 und 9 dargestellte
Kraftmaschinenanlage besteht aus zwei wagerechten Druckwassercylindern, deren Kolben
1050mm Durchmesser und 5050mm Hub haben.
Am Kopfende eines jeden Kolbens sind zwei Rollen von 1600mm Durchmesser gelagert, über welche je eine Gall'sche dreilaschige Gliederkette gespannt ist, deren festes Ende am
Cylinderboden sitzt, während das andere freie Ende über das eigentliche
Kettentriebrad von 600mm Durchmesser läuft.
Es laufen demnach in dieser Doppelanlage vier Gall'sche
Ketten über vier Kettentriebräder welche auf einer gemeinschaftlichen Welle sitzen,
an deren Enden die zwei groſsen Antriebräder von 3900mm Durchmesser aufgekeilt sind. Jedes dieser Antriebräder besitzt 12
Speichen, in deren Fortsetzung die Eingriffszähne für die Stangenkette (Fig. 5)
angeordnet sind.
Das von einem Behälter des zweiten Stockwerkes (115m) gelieferte Betriebswasser wird mittels einer Leitung von 250mm Durchmesser den in Fig. 10 dargestellten
Vertheilungsventilen zugeführt. Dieselben sind in einer besonderen Art mittels
Doppelkolben und regelbaren Cylinderfedern entlastet, und werden mittels
Kammscheiben oder Daumen durch ein von der Wagenplattform bethätigtes Seil
gesteuert.
Beim freien Niedergange der Wagenlast werden, wie früher schon erwähnt, die groſsen
Triebräder zurückgedreht, dadurch die Gall'schen Ketten
zurückgewickelt, die Kolben zurückgeschoben, das Wasser ins Freie gepreſst, wobei
dasselbe gleichzeitig während des Ausflusses eine bremsende Wirkung Ausübt.
Die Kraftverhältnisse dieses Aufzuges von Roux sind wie
folgt zusammengestellt:
Wagengewicht leer
R = 6400k
Gegengewicht am ziehenden Kettenstücke
Q = 3000k
–––––––––
Uebergewicht
P = 3400k
Neigung der Fahrbahn gegen die Wagerechte
a = 54,5°,
demnach Triebkraft in der Richtung längs der Fahrbahn:
T = R . sin α = 3400 . 0,815
T = 2770k.
Diese Triebkraft genügt für den selbsthätigen Niedergang des leeren Wagens, ist also
hinreichend, die vorhandenen Reibungen zu überwinden und le Wasserdruckkolben
zurückzuschieben.
Bei einer Belastung des Wagens mit 100 Personen zu 70k entsteht ein Uebergewicht von
R + S = 3400 + 7000 = 10400k
ein Zugwiderstand in der Fahrbahnrichtung von
T1 =
10400 . sin α = 8470k
gleich der Tangentialkraft an beiden groſsen Triebrädern von
D = 3900mm
Durchmesser.
Da nun die Getriebe für die Gall'schen Ketten D1
= 600mm Durchmesser
haben, so ist die Zugkraft aller vier einfachen Ketten zusammen:
Z = T1 (D : D1) =
8470 (3900 : 600),
also
Z = 8470 . 6,5 = 55055k.
Demnach die Mindestkraft beider Treibkolben K = 2 Z = r und 100000k.
Der Durchmesser eines Treibkolbens ist d = 105cm, seine Querschnittsfläche f = 8659qm. Werden
nun 15m Wassersäule für die Leitungswiderstände in
Abzug gebracht, so bleibt ein Gefälle von
H = 115 – 15 = 100m
für die Kraftäuſserung übrig, welches einem Ueberdrucke
von
p = 10k/qc
entspricht.
Die Kraftwirkung der beiden Druckkolben stellt sich daher auf
K1 = 2 . f . p = 2 . 8659 . 10 = 173180
K1 = 173t.
Hiernach erscheint ein Kraftüberschuſs von
K1– K = 173 – 100 = 73t
völlig hinreichend zur Ueberwindung sämmtlicher Widerstände
beim Aufwärtsfahren.
Der Wasserverbrauch für einen Hub von S = 5m,05 stellt sich beim Aufzuge von Roux für zwei Cylinderfüllungen auf
Q = 2 . 1000 . 0,8659. 5,05 =
8745k.
Die Leistung der Wasserkraft bei H = 115m Gefälle auf
A0= 8745 . 115 = 1005685mk.
Die Arbeit der Nutzlast (100 Personen zu 70k) = 7000k auf
57m Höhe:
A0 =
7000 . 57 = 399000mk.
Der Wirkungsgrad
\mu=\frac{A_0}{A}=(4\,:\,10)=0,40
Wird das Uebergewicht des Wagens zugerechnet, so folgt eine Arbeit der Last (7000 +
3400) = 10400k:
A1 =
592800mk
und ein Wirkungsgrad:
μ1= 0,60.
Amerikanischer Seilaufzug von Otis.
Dieser in Fig.
2 und 3 in der Hauptanordnung zur Ansicht gebrachte Aufzug ist ein riesiger
Flaschenzug mit umgekehrter Wirkung, d.h. mit potenzirter Kraft. Theoretisch
entspricht daher der einfachen Last die zwölffache Kraft, in Wirklichkeit der
zwölffache Weg der Last (des Wagens) dem einfachen Wege des Kraftkolbens.
Während die Fahrbahn die in Fig. 1 angegebenen
Richtungen aufweist, erhält die Achse des Druckwassercylinders eine Neigung von 61°
20' gegen die Wagerechte. Die in New York hergestellten Cylinder (Fig. 11) bestehen je aus
vier Theilen von 2745m (9') Länge, die mit in
Falzen eingelegten Ringen aus Hartpappe und Mennige abgedichtet sind. Jeder Aufzug
besitzt einen Cylinder von 965mm (83'')
Durchmesser und 12423mm (40' 8¾'') Gesammtlänge
bei 51mm Wandstärke. Der Kraftkolben von 615mm Höhe hat zwei Kolbenstangen von 108mm Durchmesser, die vermöge zweier Führungssättel
S (Fig. 12) auſserhalb und
innerhalb des Cylinders gestützt werden. Die beiden Kolbenstangenstützen sind
mittels einer 75mm starken, durch den
Cylinderdeckel geführten Rundstange im Abstande von 5300mm verbunden.
An die beiden Kolbenstangen ist der Seilrollenwagen (Fig. 13 Taf. 21)
angehängt, welcher auf den 40m langen Doppelträger
läuft. Da die Fahrbahnlänge L = 127,7 128m beträgt, so ist der Weg dieses Wagens bezieh.
der Kolbenhub s = (L : 12)
= 10m,64. Jede der sechs Seilrollen des Wagens von
1520mm Durchmesser besitzt vier Rillen zur
Aufnahme von vier Stahldrahtseilen von je 20mm
Stärke, welche vereint als eine Zugeinheit, als ein Kabel aufzufassen sind.
Es stehen den sechs Seilrollen des Wagens gleichermaſsen sechs festgelagerte
Seilrollen am Trägerende gegenüber, so daſs diese sammt dem Kabel und dem
Kraftkolben einen gewaltigen Rollenzug von zwölffacher Last oder Kraftsteigerung
bilden.
Die feststehenden Seiltrümme sind mittels eines Wagebalkens an das obere Ende des Führungsträgers
befestigt, wodurch eine gleichmäſsige Spannung der vier einzelnen Seile ermöglicht
wird. Die nach dem zweiten Stockwerke des Thurmes laufenden vier Stahlseile werden
aber paarweise getheilt über Leitrollen geführt, und den Personenwagen zwischen sich
fassend am unteren Theile des Rahmengestelles in einem doppelten Federschlosse (Fig. 14)
vereinigt. Hierbei sind auch noch zwei Stahldrahtseile von 23mm Stärke finden Gegengewichtskarren zu einem
dritten Schlosse verbunden.
Diese drei Seilschlösser bilden aber in ihrer Wechselwirkung den thätigen Theil
bezieh. die Auslösung einer an den beiden Schienengeleisen wirkenden
Keilfangvorrichtung, deren Gesammtanordnung aus den Fig. 15 und 16 und deren
Wirkungsweise aus Fig. 17 ersichtlich ist, und keiner weiteren eingehenden Beschreibung
bedarf. Bemerkt sei nur, daſs an jeder Seite des Rahmengestelles und an dem
Schienenkopfe Gleitbacken B und C angepreſst werden, indem durch Einschub des unteren ersten Hebelkeiles
Reibung und hiermit Verzögerung der Bewegung des ersten Bügels E1 eintritt, worauf die
folgenden Gewichtbügel E2 und E3
durch die lebendige Kraft ihrer Masse auf die Keile D1 und D2 bezieh. auf die Bremsbacken B und C einwirken und den
Stillstand des Wagenrahmens in wenigen Secunden herbeiführen.
Auch der Gegengewichtskarren (Fig. 18) ist mit einer
gleichen Fangvorrichtung bei Seilbruch gegen Absturz gesichert.
Derselbe läuft auf einer besonderen Bahn unter dem Fahrgeleise des Personenwagens,
und weil derselbe nach dem Grundsatze der beweglichen Rollen aufgehangen ist, so
legt derselbe nur den halben Lauf des Hauptpersonenwagens zurück. Zwei seitliche
23mm starke Seile des Hauptwagens werden über
Leitrollen am zweiten Stocke vereinigt über die Rolle des Gegengewichtkarrens (Fig. 18)
geführt, deren feste Enden aber im zweiten Stockwerke Befestigung finden.
Die Ingangsetzung des Fahrstuhles wird durch zwei gesonderte Steuerkolbensysteme von
der Fahrbühne aus mittels Steuerseile bewerkstelligt.
Am Cylinderboden (Fig. 11) ist der Hauptvertheiler (Fig. 19) mit dem
Zuleitungsrohre vom Wasserbehälter des zweiten Stockwerkes (115m) und dem Ableitungsrohre nach den Dampfpumpen
angebracht, während am Kopfstücke des groſsen Arbeitscylinders der eigentliche
Steuerkolben für den Arbeitsgang (Fig. 20) angeordnet ist.
Beide Theile sind durch ein Rohr von 225mm lichter
Weite in Verbindung gesetzt. Die Wasservertheilung wird in folgender Weise
durchgeführt:
Für den Aufhub der Fahrbühne, also für den Niedergang des groſsen Kraftkolbens wird
der Steuerkolben a (Fig. 19) hochgestellt und
dadurch Druckwasser nach dem Verbindungsrohre geleitet. Hierauf wird der Rohrkolben
h (Fig. 20) gehoben und
Wasser dem Cylinder oberhalb des Kolbens zugeführt während das Wasser unter
demselben durch f nach g
(Fig. 19)
entweicht.
Beim Niedergange der Fahrbühne wird der Kraftkolben durch die niederfahrende Last
gehoben, es muſs daher ein Ueberströmen des Wassers von der Deckelseite nach der
Bodenseite des Kraftcylinders ermöglicht werden, was bei abgeschlossenem
Wasserablaufe durch g nur in der Tiefstellung von a, b und c entsteht, wobei
alsdann beide Cylinderräume unter Druck stehen.
Für die Stillstände der Fahrbühne darf dagegen weder eine Ueberströmung stattfinden,
noch Wasser zugeführt oder abgeleitet werden, was der Kolbenstellung (a, b, c) in Fig. 19 entspricht.
Da die unmittelbare Steuerung dieser Vertheilungskolben wegen der groſsen
Kraftäuſserungen ganz unthunlich wäre, so sind Wassersäulen-Hilſsmaschinen
eingeschaltet, welche bequem durch kleine Kolbenschieber i (Fig.
19) in Gang zu setzen sind.
Der Steuerkolben i ist an einem Hebelwerke angelenkt,
welches vermöge eines stehenden und über Laufrollen der Wagenplattform (Fig. 21)
gewickelten Steuerseiles dadurch in Thätigkeit gesetzt wird, daſs eine
gegensätzliche Bewegung bezieh. Verlängerung und Verkürzung der einzelnen beiden
Steuerseiltrümme durch Verstellung der Leitrollen R1 und R2 mittels Zahnstangentriebwerkes Z und Handrad H erzielt
wird.
Die Kraftverhältnisse beim Aufzuge von Otis sind wie
folgt:
Bei 10840k Wagengewicht
beträgt die Zugkraft in der Fahrrichtung
P.cos α = 8850k
Der 25t schwere
Gegengewichtskarren gleicht in derselben Richtung das Wagengewicht
aus, mit
6650k
–––––––
Verbleiben sonach
2200k
Dazu 40 FahrgästeUrsprünglich sollten 50 Personen, angeblich werden neuerdings 46
Personen befördert.(à 70k)
2850k
Widerstände und Zusatzkraft für den höheren und
steileren Theil der Fahrbahn
2150k
–––––––
Gesammtzug
Z = 7200k
und daraus die theoretische Kolbenkraft
(12 Z) = 86400k.
Der Wasserbehälter befindet sich in 120m Höhe;
davon bloſs 110m als nutzbares Gefälle angenommen,
giebt p = 11k/qc.
Die Fläche des groſsen Arbeitskolbens beträgt bei D = 96cm,5
Durchmesser
F = 7314qc
Davon ab zwei Kolbenstangen (d =
10cm,8) und f = 91,6, d. i.
2 f = 183qc
–––––––––
Verbleibt nutzbare Kolbenfläche
(F – 2 f) = 7131qc
bezieh. (0qm,7131)
und es entsteht ein Gesammtdruck auf den Kolben
K = p (F – 2 p) =
7131.11
= 78440k
Dazu kommt noch das Gewicht des Seilrollen- wagens
und der Kolbentheile mit
G = 15000k
–––––––––
So daſs eine Gesammtkraft
(K + G) = 93440k
entsteht, welche einem Kraftüberschusse von
(K + G) – (12 Z) = 93400 – 86400 = 7000k
entspricht, der zur Ueberwindung der Widerstände zureicht.
Der Kolbenhub ist mit s = 10,64 angenommen, der
Wasserverbrauch eines Hubes demnach:
Q = 1000 . (F – 2
f) . s
=
Q = 1000 . 0,7131 . 10,64 = 7587k.
Die theoretische Leistung der Wasserkraft für das volle Gefälle von H0 = 120m :
A0= Q . H = 7587 . 120 = 910440mk.
Die verrichtete Arbeit durch das Heben der Personenlast auf 115m Höhe:
A = 2850 . 115 = 327750mk.
Demnach Wirkungsgrad dieses Aufzuges von Otis:
\mu=\frac{A}{A_0}=\frac{327750}{910440}=0,36.
Wird dagegen das für den Niederhub des leeren Wagens erforderliche Uebergewicht von
(2200 : cos α) = 2700k in Rechnung gebracht, so erhält man eine Arbeit von
A1= (2850 + 2700) 115 = 638250mk,
was einen Wirkungsgrad
\mu_1=\frac{A_1}{A_0}=\frac{638}{910}=0,70
ergiebt.
Pregél.
Ueber den Aufzug Otis im Eiffelthurme vergleiche:
Revue générale des machines-outils, 1889 Bd. 3 Nr. 6 *
S. 43.
Industries, 1889 Bd. 7 * 601.
Engineering, 1889 Bd. 47 * S. 77.
The Engineer, 1889 Bd. 67 * S. 59.