Titel: | Neuere Hebevorrichtungen. |
Fundstelle: | Band 292, Jahrgang 1894, S. 228 |
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Neuere Hebevorrichtungen.
(Fortsetzung des Berichtes S. 149 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Neuere Hebevorrichtungen.
2) Hebeböcke.
A. Warren's Hebebock.
Eine in einem Ständerbock b (Fig. 26 bis 28) geführte
Hebestange a wird durch eine cylindrische Walze c gehalten, die sich an eine schräge Stahlplatte
d legt, die in einer oberen Erweiterung des
Ständerbockes b fest eingesetzt ist. Sobald die
Hebestange a durch die Last niedergetrieben wird,
zieht diese Stange eine Walze in die von d
gebildete Keilrinne hinein, wodurch diese Stange an die Rückenführung des
Ständerbockes b gepresst wird.
Eine zweite bewegliche Tasche f wird mittels eines
am Ständerbock a angelenkten Handhebels g durch dessen Kammscheibennabe h mittels der Stützrolle i gehoben, während die obere Bogenschiene k zum Niederführen der Tasche f
dient.
Textabbildung Bd. 292, S. 228Warren's Hebebock. In dieser Tasche f ist ebenfalls eine
Keilplatte l vorhanden, an welcher eine zweite
cylindrische Walze m die Hebestange a ebenfalls an die Rückenfläche der Tasche f presst. Da auf jede Hebelschwingung ein der
Gestalt der Kammscheibe entsprechender Lasthub entfällt, welcher der
geometrischen Uebersetzung zwischen beiden gleichkommt, so ist der Betrieb
dieses Hebebockes verständlich, weil das Niederführen der beweglichen Tasche f ohne weitere Kraftäusserung leicht durchführbar
ist. (Englisches Patent Nr. 7857 vom 14. September 1888.)
Tangyes, Meacock und Deakin's Hebebock mit
Druckwasserbetrieb.
Im Standcylinder A (Fig. 29 bis 31) gleitet der
Hohlkolben C, welcher den rohrförmigen Hebebock B trägt, der den Standcylinder A behufs Führung übergreift. Am unteren Ende von
B ist die Nase M
angegossen, während das obere Sammelgefäss G für
die Pressflüssigkeit durch die geriffte Druckplatte N abgeschlossen ist. Quer durch das Sammelgefäss lagert eine Daumen
welle F, durch deren Nase E ein kleiner Taucherkolben D in
Schwingung versetzt wird, der in einem achsenrichtig zum Hebekolben C eingesetzten Cylinder arbeitet.
Im Boden dieses Cylinders ist ein Druckventil und im axial durchbohrten
Taucherkolben ein Saugventil angebracht, während beim Lastsenken die
Ueberführung des Presswassers aus dem unteren Druckraume in den oberen
Gefässraum mittels eines durch die Ventilschraube K
verschliessbaren Verbindungskanals vermittelt wird.
Textabbildung Bd. 292, S. 228Tangye's Hebebock. Zur Hubsicherung ist ferner eine Ausflussöffnung J im Standrohre vorhanden, aus welcher das
Presswasser entweicht, sobald der die Liderung haltende Kolbendeckel H diese Oeffnung J in
der Höchstlage überschreitet. (Englisches Patent Nr. 4742 vom 26. März
1890.)
Huck's Sicherheitswinde.
An den von der Bielefelder Winden- und
Werkzeugmaschinenfabrik Huck und Co. in Bielefeld, Westfalen, gebauten
eisernen
Winden (Englisches Patent Nr. 4918 vom 12. März 1892), Fig. 32 und 33, ist zur
Verhütung eines unbeabsichtigten Zurückschlagens der Kurbel eine selbsthätige
Bremsvorrichtung (Fig.
34 und 35) angebracht (D. R. P. Nr. 10256). Am Vierkant der Getriebswelle F ist neben der Kurbel noch eine Spiralfeder
gesteckt, welche beim Hochwinden der Last die auf der Getriebwelle F lose gehende gezahnte Kapsel a durch Reibung mitnimmt, während der Sperrkegel
von Zahn zu Zahn ausgehoben wird.
Textabbildung Bd. 292, S. 229Huck's Sicherheitswinde. Beim Halten der Last wird eine Linksdrehung der Kurbel durch die mit
dem Sperrkegel gehaltene Kapsel verhindert, während beim Lastsenken die Kurbel
bei eingelegtem Sperrkegel nach links gedreht und die zwischen Spiralfeder und
Kapsel auftretende Reibung überwunden werden muss.
Textabbildung Bd. 292, S. 229Huck's Sicherheitswinde. Die Hauptsicherung dieser Winde besteht aber in den bekannten
vierzähnigen Sperrgetrieben A, C, E (Fig. 32 und 33) des Triebwerkes,
welche während der Lastruhe sich in eine Lage einstellen, in welcher die
Zahndiagonale dieser Getriebe schräg gegen die Verbindungslinie der
Radmittelpunkte steht, so dass je zwei Zahnköpfe der Räder D oder B auf die
Zahnflanken der entsprechenden zwei Getriebszähne E,
G auftreffen. Dagegen zeigt Fig. 32 dieses
Rädertriebwerk in freier Lage während des Lasthebe- oder -Senkbetriebes.
Grafenstaden's Zahnstangenwinde mit
Sicherheitskurbel.
Nach dem D. R. P. Nr. 59374 vom 19. Februar 1890 besteht diese Sicherung in einer
Büchse B (Fig. 36 und 37), welche ein
viereckiges Zapfenloch zum Aufstecken auf die Getriebswelle, einen Seitenbord
und grobes Aussengewinde besitzt. An dem Seitenborde ist frei drehbar ein
Sperrad C aufgeschoben, in welchem beständig die
Klinke D sich einlegt und deren Ausheben durch den
Stift F verhindert wird.
Textabbildung Bd. 292, S. 229Grafenstaden's Sicherheitskurbel. Auf das Aussenende dieser Büchse ist ferner ein Stellring E aufgeschraubt, der durch einen Schliessenstift
versichert ist. Zwischen diesem Stellring E und dem
Sperrade C ist die Handkurbel A auf die Büchse aufgeschraubt und dabei die
Einrichtung getroffen, dass beim Lastheben die Kurbel A sich aufschraubt und das Sperrad C an
den Seitenbord der Büchse B klemmt, so dass dieses
Sperrad mitgenommen wird.
Bei Lastruhe bleibt dieses Sperrad C festgeklemmt,
während beim Lastsenken die Kurbel A etwas
rückwärts gedreht und dadurch das Sperrad C
gelüftet wird. Sobald aber die Kurbel gehalten wird, findet unverzüglich ein
Aufschrauben und ein Festklemmen des Sperrades C
statt. Um aber das Abschrauben der Kurbel beim Lastsenken zu verhindern, dient
als Anschlag der Stellring E.
Foccroulle's Zahnstangenwinden mit
Sicherheitskurbel.
Ein Sperrad F (Fig. 38 bis 41) ist am Lagerauge
des Windenschildes fest, während die Kurbel A das
Triebwerk bethätigt. Um einen Mittelzapfen D des
Kurbelhebels schwingt ein Hebel CB unter der
Einwirkung einer Doppelfeder e (Fig. 41). Nun ist
der obere Hebeltheil B als Sperrklinke
ausgebildet, welcher sich in das feststehende
Sperrad F einlegt, sobald das untere als Grifftheil
C geformte Hebelende freigelassen wird.
Textabbildung Bd. 292, S. 229Foccroulle's Zahnstangenwinde. Wenn nun beim Aufwinden dieser Grifftheil an den Kurbelstift gepresst
wird, so tritt die Klinke B aus dem Sperrad F. Während der Lastruhe wird der Grifftheil und die Kurbel
frei, beim Lastsenken muss dagegen die Kurbel rückwärts gedreht werden. Wird
aber eine vollständige freie Lastsenkung gewünscht, so braucht man bloss den
Ueberwurfring G (Fig. 39) über den
Hebelgrifftheil zu schieben, wodurch die Hebelklinke aus dem Sperrade
heraustritt.
Arthur Rigg's Wasserkraftmaschine zu Windwerken.
Um den Presswasserbetrieb wirthschaftlicher zu gestalten, müssen die
Wasserkraftmaschinen mit veränderlicher Wassermenge arbeiten, so dass bei
wechselnder Last die Arbeit des Kraftmittels sich dieser Lastarbeit anpassen
kann.
Während bei einem elastisch flüssigen Kraftmittel sich diese Anpassung durch
Veränderung des Füllungsgrades bezieh. des Expansionsgrades leicht ausführen
lässt, ist dieses bei einem flüssigen, unelastischen Kraftmittel wie das
Presswasser schwierig zu erreichen. Namentlich ist bei gleichbleibender Spannung
des Presswassers ein wirthschaftlich günstiges Verhältniss zwischen Leistung der
Kraft zur Leistung der Last bei wechselnder Lastgrösse sehr schwer, wenn nicht
unmöglich zu erzielen, weil die Kraftmaschinen in ihren Abmessungen nicht
veränderbar zu machen sind.
Textabbildung Bd. 292, S. 230Rigg's Wasserkraftmaschine zu Windwerken. Es bleibt daher ein Ausweg, die Abänderung des Kolbenhubes, übrig,
welche bei Maschinen mit kreisender Kurbelwelle nicht ohne weiteres anwendbar
ist, weil die schädlichen Räume gleichzeitig dabei zunehmen.
Arthur Rigg in London hat nach The Engineer, 1891 Bd. 52 * S. 325, die Lösung
dieser Aufgabe, einen veränderlichen Kolbenhub, in sinnreicher Weise
durchgeführt und dabei den weiteren Vortheil einer bequemen Umkehrung der
Umlaufsrichtung gewonnen.
Auf der Grundplatte a (Fig. 42 bis 44) ist ein
Lagerbock b für die Kurbelschwungscheibe c aufgeschraubt, deren Welle d irgend eine Windentrommel trägt. Diese
Kurbelschwungscheibe c hat vier Kurbelzapfen e1 bis e4, welche in einem
zur Welle d mittelpunktsgleichen Kreise und in
einem winkelrechten Achsenkreuz der Scheibe liegen. An diese Kurbelzapfen e sind vier Taucherkolben f lagerartig angelenkt, welche in vier Cylinder g sich einschieben, die mit ihren Böden einen
gemeinschaftlichen feststehenden Mittelzapfen h
derart umschliessen, dass jeder einzelne Cylinder unabhängig vom anderen um den
Zapfen h schwingen kann.
Ausgeführt scheint dies in der Weise zu sein, dass die ringförmigen Bodentheile
der Cylinder g so schmal sind, dass alle vier
Augenringe neben einander auf dem Mittelzapfen h
Platz finden. Da nun diese vier Cylinder g nicht
nur um den feststehenden Mittelzapfen h schwingen,
sondern auch denselben mit der Schwungscheibe c
umkreisen, so kann dieser Zapfen sehr bequem als Steuerungsglied benutzt
werden.
Jeder einzelne Cylinder hat an seinem Bodenring eine Oeffnung, die sich über zwei
Ringschlitze des Zapfenumfanges von h bewegt. Von
diesen gegensätzlich gestellten Ringschlitzen mündet einer in die Zuleitung, der
andere in das Ablaufgefäss, was auch mit allen vier Ringschlitzenpaaren für die
übrigen Cylinder der Fall ist.
Steht nun dieser Mittelzapfen h achsenrichtig zur
Kurbelwelle d, so hört jede einseitige Verschiebung
der Kolben e und deshalb auch bei offener Zuleitung
jede Bethätigung der Kurbelscheibe auf, weil die Längsachsen der einzelnen
Cylinder in das vorerwähnte winkelrechte Achsenkreuz hineinfallen. Wenn aber der
Mittelzapfen h einseitig verstellt wird, wenn also
dieser Zapfen excentrisch zu c, d steht, so folgt
eine Knickung der Achsrichtung zweier gegenüberstehenden Cylinder, die nach
Maassgabe der Verstellung Hebelarme von entsprechender Grösse hervorrufen. Weil
aber immer einer der Gegencylinder g über dem
Einlaufe, der andere über dem Auslaufe steht, so entsteht bei gespanntem
Zuflusswasser ein Kraftüberschuss in tangentialer Richtung zum
Kurbelzapfenkreis, durch welchen die Kurbelscheibe in diesem Sinne gedreht und
dabei ein tangentialer Widerstand überwunden wird.
Steht wie in Fig. 42
das andere Cylinderpaar achsenrichtig gegenüber, also in ihrer sogen.
Todtpunktstellung, so hebt sich diese Ueberkraft als Zapfendruck vollständig
auf, was mit Beginn der Einströmung in g1 und Beginn der Ausströmung in g3 übereinstimmt,
woraus folgt, dass g2 mit voller Kraft linksdrehend wirkt und in g4 Auslauf herrscht, während in jeder
Mittelstellung die Tangentialkräfte zweier in Wirkung tretenden Kolben sich
ergänzen. Weil aber die Füllung der Cylinder g
durch diese Excentricität bedingt ist, so folgt auch ohne weiteres die
Veränderlichkeit der treibenden Tangentialkraft, sowie bei einer Verlegung des
Zapfens h auf die linke Seite nach h1 die Umkehrung
der Umdrehungsrichtung von der Links- in eine Rechtsdrehung.
Eine besondere Ausführung erhält der mittlere Steuerzapfen h, welcher fächerartig ausgebildet und an einem
Kolbenschlitten i winkelrecht angegossen ist, der
in zwei ungleich grosse, am Ständerkasten k
angeschraubte Cylinder l und m eintaucht, eine Scheidewand n besitzt, in welcher zwei Ventile o und p sitzen, die eine Verbindung
zwischen Einlauf q bezieh. Cylinder l und m und durch
Ventil p zwischen Cylinder m und Auslauf r herstellen.
Wird beispielsweise Ventil o mit dem Handstellzeug
s geöffnet, so strömt Presswasser vom Cylinder
l nach m, was in
Folge des Ueberdruckes an grösseren Kolben eine Bewegung des Kolbenschlittens
i von rechts nach links bedingt, die so lange
andauert, bis das Ventil o geschlossen wird. Wird
aber bei geschlossenem Ventil o das Ventil p eröffnet, so fliesst aus m Wasser ins Freie, was eine Rechtsbewegung des Kolbenschlittens i veranlasst. Bei Verschluss beider Ventile bleibt
der Kolbenschlitten i mit dem Mittelzapfen h in fester Lage.
Textabbildung Bd. 292, S. 231Fig. 45.Hohenstein's Dampfwinde. In einem Steinbruch in North Wales ist eine solche Maschine zum
Aufwinden von Eisenbahnwagen über Fig. 45, eine
schiefe Ebene von 45° Steigung im Betrieb, welche mit einer Wasserpressung von
15 k/qc
arbeitet, wobei das Windenseil mit 2 t Zugkraft belastet ist. Die
Arbeitscylinder haben bei 16,5 cm Durchmesser eine Kolbenfläche von 214 qc und
einen grössten Kolbenhub von 22,8 cm, was eine Cylinderfüllung von 4,8 l ergibt,
und da für jede Umdrehung vier Cylinder gefüllt werden müssen, so entspricht
dies einem Wasserverbrauch von 4,8 . 4 = 19,2 l für jede Umdrehung. Da nun bei
dieser Belastung diese Kurbelscheibe 60 minutliche Umläufe macht, also 19,2 l
Wasser in jeder Secunde verbraucht, welches bei 15 at Spannung einem Gefälle von
150 m entspricht, so würde diese A. Rigg'sche
Maschine einen Roheffect von
19,2 . 150 = 280 mk/Sec.
hervorbringen.
Unter Umständen kann aber diese Maschine als Bremse bezieh. Pumpwerk wirken,
wobei der Effect einer sinkenden Last in Nutzarbeit verwandelt, d. i. freies
Wasser in hochgespanntes Wasser übersetzt wird.
Hohenstein's Dampfwinde.
Bemerkenswerth sind bei dieser von Ingenieur Hohenstein in Wegesack bei Bremen gebauten Winde für 5 t Zugkraft die
Anordnung und Abmessungen, welcheweche nach Der praktische
Maschinen-Constructeur, 1891 Bd. 24 Nr. 4 * S. 27, in Fig. 45 und 46 zur
Ansicht gebracht sind.
In einem Achsenabstande von 1200 mm lagern zwei Kettentrommeln a von 700 mm Grunddurchmesser und 700 mm
Trommellänge in Lagerböcken b von 1143 mm
Mittelentfernung. Jede der 113 mm starken Trommelwellen c trägt nächst der Kettentrommel a eine
70 mm breite und 870 mm grosse glatte Druckscheibe d, welche mit der 330 mm grossen Mittelscheibe e auf der Triebwelle in Berührung tritt, um die Zapfenlager für die
Trommelwelle c von Druck zu entlasten. Zu
demselben Zwecke sind die Seitenborde jedes Zahnrades f am Theilkreise glatt gedreht, so dass diese mit den dazu passenden
Bordscheiben des mittleren Getriebes g in Berührung
treten und so die Lagerentlastung auch auf der linken Ständerseite herbeiführen.
Auf der 100 mm starken Mittelwelle sitzt das grosse Schneckentriebrad h, in welches die auf der Dampfmaschinenkurbelwelle
k sitzende Schnecke i eingreift.
Die mittels Kolbenschieber l gesteuerten und mittels
eines Mittelschiebers n durch Dampfwechsel
umkehrbaren Zwillingsdampfmaschinen m haben bei d = 17 cm Durchmesser bezieh. f = 227 mm im Mittel 220 qc Kolbenfläche, einen Hub
von 0,2 m, was bei 260 minutlichen Umläufen einer mittleren
Kolbengeschwindigkeit von 1,72 m/Sec. entspricht.
Da nun bei 23 mm starken Ketteneisen das Mittel der Zugkettenachse den Halbarm an
der Windentrommel annähernd um 50 mm vergrössert, so würde als theoretischer
Durchmesser derselben 700 + 100 = 800 mm zu setzen sein.
Es hat nun ferner das grosse Schneckenrad bei 55 mm Theilung 38 Zähne und das
Rädertriebwerk bei 65 mm Theilung und 130 mm Zahnbreite die Uebersetzung 42 :
16, so dass in der Winde eine Gesammtübersetzung
\frac{42}{26}\,.\,\frac{38}{1}\,.\,\frac{200}{800}=\frac{Q}{T}
herrscht, wenn Q = 5000 k die
Zugkraft und T die mittlere Tangentialkraft im
Kurbelkreis ist, woraus
T=\frac{8}{2}\,.\,\frac{1}{38}\,.\,\frac{16}{42}\,Q
folgt, was für
T=\frac{1}{25}\,Q
ergibt.
Textabbildung Bd. 292, S. 231Fig. 46.Hohenstein's Dampfwinde. Weil nun die mittlere Kolbenkraft von beiden Cylindern aufgebracht
wird und da die Kolbenkraft P = ⊓ . T ist, so wird
dieselbe auch
P=\frac{\pi}{25}\,Q\,\sim\,\frac{1}{8}\,Q
und für jeden Kolben die Hälfte davon, also
\frac{1}{16}\,Q, betragen müssen.
Hieraus folgt ein mittlerer Dampfüberdruck am Kolben:
p=\frac{1}{16}\,.\,Q\,.\,\frac{1}{f}
oder
p=\frac{1}{16}\,.\,\frac{1}{220}\,.\,Q=\frac{5000}{16\,.\,220}
Wird aber der gesammte Wirkungsgrad der Dampf winde auf
0,5 angesetzt, so würde zur Ueberwindung der Last mit sämmtlichen
Reibungshindernissen ein mittlerer Dampfüberdruck am Kolben von
1,4 . 2 = 2,8 ∾ 3,0 k/qc
zureichend sein, so dass bei 6 k/qc absoluter
Dampfspannung ganz wohl eine genügende Expansion zulässig wäre.
Das Verhältniss der Umlaufszahlen zwischen Kurbelwelle und Trommeln stellt sich
auf
\frac{n_1}{n}=\frac{1}{38}\,.\,\frac{16}{42}\,\sim\,\frac{1}{100}
und für n = 260 wird n1 = 2,6 minutlich
werden.
Nun ist bei 0,8 m Trommeldurchmesser der Umfang des Kettenkreises 2,5 m, hiernach
die Kettengeschwindigkeit
c=\frac{2,5\,.\,2,6}{60}=\frac{6,5}{60}=0,11\
m/Sec.
(Fortsetzung folgt.)