Titel: | Schraubengetriebe mit selbsttätiger Druckregulierung. |
Autor: | Wilh. Rehfus |
Fundstelle: | Band 325, Jahrgang 1910, S. 296 |
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Schraubengetriebe mit selbsttätiger
Druckregulierung.
Von Dr. Wilh. Rehfus,
Kiel.
(Fortsetzung von S. 277 d. Bd.)
Schraubengetriebe mit selbsttätiger Druckregulierung.
III. Senksperrbremsen für
Handbetrieb.
Die Klemmbremse mit Schraubengewinde hat auch an Hebezeugen für Handbetrieb in den
verschiedenartigsten Ausführungen Verwendung gefunden. Es seien daher auch hier der
Vollständigkeit wegen einige der wichtigsten erwähnt.
Die Elsässische Maschinenbau-Ges. Grafenstaden verlegte
die Bremse, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, ohne
Aenderung direkt an die Befestigungsstelle der Handkurbel auf der Welle (vergl. Pickersgill, Lasthebe-Maschinen Taf. 4, Fig. 12). Fig. 21
zeigt eine derartige Konstruktion. a bedeutet die
Kurbelwelle, b und d die
beiden Klemmscheiben, wobei b auf der Welle und d an der Kurbel befestigt ist. Zwischen beiden sitzt
die Sperrscheibe c.
Diese Bremse läßt sich zwar sehr kompendiös bauen und besteht nur aus einigen
wenigen einfachen Teilen, aber es ist immerhin sehr gewagt, sie ohne weiteres aus
dem Kranbau mit Motorenbetrieb, wo sie auch schon bedeutende Mängel aufweist, an
Triebwerke mit Kurbelantrieb zu übertragen.
Obgleich der Motor bestrebt ist, stets gleichmäßig treibend zu wirken, so treten auch
dort schon, wie erwähnt, leicht harte Stöße auf.
Der Antrieb der Handkurbel ist dagegen sehr viel ungleichmäßiger, weshalb zu erwarten
ist, daß diese Bremse Neigung hat, stoßweise zu arbeiten.
Wesentlich günstiger gestalten sich diese Verhältnisse durch den Austausch der Kurbel
mit dem Haspelrad. Statt der Kurbel mit ihrem einseitig wirkenden Gewicht ist dann das Haspelrad
mit seinen ausgeglichenen Massen vorhanden und der Zug an der Haspelkette ist schon
meist gleichmäßiger als die Kraft am Handgriff der Kurbel.
Derart sind die sogenannten Schnellflaschenzüge der Düsseldorfer Maschinenbau-A.-G. vorm. J. Losenhausen,
Düsseldorf-Grafenberg, und von Gebr. Bolzani, Berlin,
ausgerüstet, wie Fig. 22 zeigt (vergl. Pickersgill, Listhebemaschinen, Taf. 32, Fig. 5 und 6).
Textabbildung Bd. 325, S. 296
Fig. 21.
In der Mitte des Flaschenzuges sitzt eine Kettennuß auf dem Gewinde der vom Haspelrad
angetriebenen Welle und auf beiden Seiten der Kettennuß ist eine Klemmbremse
angebracht, wovon die eine bei rechtsdrehendem, die andere bei linksdrehendem
Niedergang der Last in Tätigkeit tritt. Die Last kann also an beiden Enden der über
die Kettennuß gelegten Kette gehängt werden.
In den meisten Fällen wird an dem Ende der Antrieb welle, welches dem Haspelrad
gegenüberliegt, ein ziemlich schweres, gewissermaßen als Schwungrad wirkendes
Gußstück angeschraubt, wodurch die Unregelmäßigkeiten der Antriebskraft ausgeglichen
werden sollen.
Viel elastischer ist jedoch die Bremswirkung bei der Sicherheitskurbel von Gebr. Bolzani, Berlin, deren Konstruktion in Fig. 23 zu erkennen ist (vgl. Ernst, Hebezeuge, 4. Aufl., Bd. I, S. 293).
Textabbildung Bd. 325, S. 296
Fig. 22.
Auf der Kurbelwelle a sind die zwei Scheiben b1 und b2 durch Feder und Nut
in der Achsenrichtung verschiebbar angebracht. Beide werden durch eine kräftige
Schraubenfeder an die Scheiben c1 und c2 gepreßt, welche auf der Welle lose gelagert sind
und gemeinsam ein geschlossenes Gehäuse bilden. Die Scheibe ist durch in
entsprechende Schlitze des Trommelgehäuses eingreifende Fortsätze gezwungen, sich
immer gemeinsam mit c1
zu drehen, besitzt aber die Möglichkeit, sich um einen bestimmten Betrag s in achsialer Richtung zu verschieben. Am äußeren
Umfang der Trommel befindet sich eine Klinkensperrung, die beim Niedergang der
Last die beiden Scheiben c1 und c2
festhält.
Diese Scheiben ersetzen also das Sperrad der früheren Konstruktionen, und die
Scheiben b1 und b2 die sonst mit b bezeichnete Mutterscheibe.
Auf der Außenseite von Scheibe c2 liegt die Nabe der Kurbel an, welche mutterartig
auf das äußere Ende der Welle gesetzt ist.
Das Lüftspiel beim Senken der Last gleicht dem der vorerwähnten Konstruktionen.
Das Trommelgehäuse mit den beiden Scheiben c1 und c2 wird durch die einfallende Klinke festgehalten.
Beim Zurückdrehen der Kurbel werden dann die Scheiben b2 und c2 nach außen geschoben, die Feder entlastet und
daher die Bremskraft verkleinert. Die nacheilende Last schraubt aber die Kurbel
wieder nach innen, vergrößert die Federspannung und bringt sich auf diese Weise
wieder selbst unter die Gewalt der Bremse.
Im Vergleich mit den anderen angeführten Konstruktionen, z.B. mit Fig. 3, ist eine vollkommene Uebereinstimmung der
einzelnen Teile zu beobachten, wenn man die Scheiben b2 und c2 und die Kurbel d
allein in Betracht zieht. Der kennzeichnende Unterschied besteht nur darin, daß
diese Teile in Fig. 23 verschiebbar angeordnet sind
und mit der Verschiebung proportional die Federspannung und die Bremsmomente
geändert werden.
Textabbildung Bd. 325, S. 296
Fig. 23.
Auf diese Weise wird die außerordentliche Elastizität der Bremswirkung erreicht, die
für ein sanftes Arbeiten an einer Kurbel auch erforderlich erscheint.
Außerdem ist die zweite Scheibe b1 vorhanden, welche ebenfalls unter dem Druck der
Feder steht. Dadurch wird das Mutterreibmoment M2 noch vergrößert gegenüber dem Kopfreibmoment M4 an der Kurbel, was
immer, nach früherer ausführlicher Erklärung, erhebliche Vorteile mit sich
bringt.
Im vorliegenden Fall ist
M_2={M_2}'+{M_2}''=2\,.\,\frac{N}{2}\,.\,m,
M_4=\frac{N}{2}\,.\,k,
wobei in
m = μ2
(R2 + r2)
die Radien der Bremsflächen an den gleich großen Scheiben b1 und b2 und in
k = μ4
(R4
+ r4)
die Radien der Bremsflächen an der Kurbelnabe einzusetzen
sind.
Es ergibt sich daher das Moment M5 an der Kurbel zum Ablassen der Last aus
\frac{M_5}{M_1}=\frac{\frac{M_4}{\frac{N}{2}}-s}{\frac{M_2}{\frac{N}{2}}+s}=\frac{k-s}{2\,.\,m+s}.
Die Federspannung ist derart zu bestimmen, daß beim Niedergang der Maximallast die Ansätze von Scheibe c2 sich noch nicht am Trommelgehäuse
anlegen.
Beim Aufwinden der Maximallast wird dagegen das Moment
der Kurbel größer sein als beim Niederlassen; es wird dann die Kurbel die Scheiben
b2 und c2 um den Betrag s nach innen schieben, bis die Ansätze von Scheibe c2 an dem
Trommelgehäuse anliegen, und eine weitere Verschiebung unmöglich machen. Es bildet
sich dann zwischen Kurbel und Welle eine starre Kupplung, welche des Moment der
Kurbel auf die Welle überträgt.
Eine in verschiedener Hinsicht interessante Konstruktion ist die Senksperrbremse von
Mohr & Federhaff in Mannheim, obgleich sie
keinen neuen Grundgedanken, sondern nur mehrere vereinfachende Abänderungen der
ursprünglichen Klemmbremse darstellt (vergl. Ernst,
Hebezeuge, 4. Auflage, Bd. I, S. 291, D. p. J. 1906, S. 161, Fig. 38, Pickersgill,
Lasthebemaschinen, I. Aufl., Taf. 7, Fig. 1).
Textabbildung Bd. 325, S. 297
Fig. 24.
Abweichend von den vorhererwähnten Konstruktionen werden die beiden Klemmscheiben b und d in Fig. 24 durch den Gewindedruck nicht nach innen,
sondern nach außen an die gehäuseartig sie umschließenden Scheiben des Sperrades c gedrückt. Ferner ist das Gewinde nicht auf der Welle
eingeschnitten, sondern die Stirnflächen der Klemmscheiben, womit sie sich berühren,
sind schraubenförmig ausgebildet, so daß bei einer relativen Drehung der Scheiben
eine achsiale Verschiebung erfolgt.
Weiter ist die Vereinfachung getroffen, daß beim Heben der Last die Mutterscheibe und
das an ihr angegossene Lastritzel von der Kurbelwelle g
mitgenommen, die Verklemmung der Scheiben aufgehoben und die Bremse vollständig
geöffnet wird. Das Sperrad c kann daher auch beim Heben
der Last in derselben Lage bleiben, wie beim Senken, bedarf keiner Klinkensperrung
und kann infolgedessen direkt an das Krangerüst befestigt werden.
Das Mitnehmen der Klemmscheiben b und d geschieht durch eine in der Kurbelwelle eingelassene
Feder e. Die Klemmscheiben, welche lose auf der
Kurbelwelle sitzen, haben Nuten mit ziemlich großem Spielraum für die Feder. Ihre
gegenseitige Lage ist bei festgezogener Bremse aus Fig.
25 zu erkennen.
Wenn die Last gesenkt werden soll, legt sich die Feder e
an die Kopfscheibe d und lüftet die Bremse in der
bekannten Weise; beim Heben dagegen legt sie sich an die Mutterscheibe und
nimmt zuerst diese, und nachdem die Bremse geöffnet ist, auch die Kopfscheibe d mit.
Eine Gefahr zum Abstürzen der Last ist bei dieser Konstruktion nicht ausgeschlossen,
wenn sich die geöffnete Bremse nicht sofort nach der Bewegungsumkehr zum Senken
wieder selbsttätig schließt. Dieser Fall ist möglich, sobald die Kopfscheibe d die Lage gegenüber der Mutterscheibe b behält, die sie beim Lastaufgang eingenommen hat und
sich mit der Kurbelwelle zurückdreht ohne die Wandung des Gehäuses zu berühren.
Textabbildung Bd. 325, S. 297
Fig. 25.
Um diesen Fall auszuschließen, sind zwischen den Klemmscheiben die Schraubenfedern
f eingesetzt, welche beide Klemmscheiben mit ihren
Reibflächen an das Gehäuse leicht andrücken, so daß nach Beendigung des Lasthubes
schon beim ersten Zurückdrehen der Kurbelwelle die Kopfscheibe durch den
Reibungswiderstand am Gehäuse zurückgehalten wird und den Schluß der Bremse
veranlaßt.
Es entsteht dadurch zwar ein Reibungsmoment in der Bremse, welches während der ganzen
Dauer des Lasthubes wirksam bleibt und dadurch den Reibungswiderstand des gesamten
Triebwerkes etwas erhöht. Gegenüber letzterem ist jedoch das Moment sehr klein und
kann daher nicht als nachteilig betrachtet werden.
Die beiden Teile, aus welchen das Gehäuse c besteht,
sind durch Schrauben mit federnder Unterlage zusammengehalten, um starre Klemmungen
zu vermeiden und auch die Bremswirkung etwas elastischer zu gestalten.
In dieser Hinsicht scheint sie aber gegenüber der Bolzanischen Konstruktion doch zurückzustehen, sie besitzt dagegen den
Vorzug der größeren Einfachheit in der Ausführung.
Textabbildung Bd. 325, S. 297
Fig. 26.
Die Bremse von Mohr & Federhaff hat eine sehr große Aehnlichkeit mit der Westonschen Haspelwinde, welche mit Klemmbremse ausgestattet, als älteste
Konstruktion mit selbsttätiger Druckregulierung gilt. (Vergl. Z. d. V. d. J. 1882,
S. 194, u. D. p. J. 1908, Bd. 323, S. 81.)
Mit Fig. 24 verglichen ist die Lasttrommel in Fig. 26 mit der Mutterscheibe b, das Haspelrad mit Kopfscheibe d und die
Scheiben c1 und c2 mit dem
Sperradgehäuse c identisch.
Haspelrad und Lasttrommel sind an ihrer Berührungsstelle ebenfalls
schraubenartig ausgebildet, so daß sie unter der Einwirkung der Last durch die
schiefe Ebene der Schraubenfläche an die Scheiben c1 und c2 gedrückt werden.
Die Wirkungsweise stimmt genau mit der der übrigen Konstruktionen überein, läßt aber
in verschiedener Hinsicht, besonders in bezug auf sanfte und elastische Bremswirkung
viel zu wünschen übrig.
Das erforderliche Moment zum Niederlassen der Last ist nach der Hauptgleichung:
M_5=M_1\,\frac{k-s}{M+s}=M_1\,\frac{\mu_4\,(R_4+r_4)-d\mbox{ tg
}(\alpha+\rho)}{\mu_2\,(R_2+r_2)+d\mbox{ tg }(\alpha+\rho)}
bei sinngemäßer Anwendung der Bezeichnungen analog den
früheren Fällen.
Es existiert noch eine große Zahl derartiger Senksperrbremsen für Handbetrieb, die
aber mehr oder weniger von den angeführten typischen Konstruktionen in
nebensächlichen Teilen abweichen.
(Fortsetzung folgt.)