Die Hebemaschinen auf der Weltausstellung in Brüssel 1910. Von K. Drews, Oberlehrer an der Kgl. höheren Maschinenbauschule zu Posen. (Fortsetzung von S. 628 d. Bd.) Die Hebemaschinen auf der Weltausstellung in Brüssel 1910. Elektrisch betriebener Laufkran von Zobel, Neubert & Co. in Schmalkalden.Elektrische Ausrüstung von den Bergmann-Elektrizitäts-Werken A.-G. in Berlin. (Fig. 1–4.) Für Montagezwecke ist in der Kraftmaschinenhalle der deutschen Abteilung von der Firma Zobel, Neubert & Co. ein elektrisch betriebener Viermotoren-Laufkran aufgestellt worden, der namentlich in seinem elektrischen Teil manches Bemerkenswerte zeigt. Die Hauptdaten des Kranes sind folgende: Spannweite 23 m Tragkaft großer Hakenkleiner Haken 307,5 tt Motoren 2 Hubmotoren zu jeKatzefahrmotorKranfahrmotor 351250 PS„„ bei„„ n n n === 525525560 Geschwindig-keiten beiHöchstlast Heben mit Hauptwinde     „      „   Hilfswinde.KatzefahrenKranfahren 3,212,8 m/Min.„„„ Betriebsspannung 220 Volt Gleichstrom. Krangerüst. Dieses besteht aus vier parallelen Fachwerkträgern mit parabolischem Untergurt, innen die beiden Hauptträger, außen die beiden Seitenträger. Je ein Haupt- und ein Seitenträger bilden einen kräftigen Fachwerk-Kastenträger von großer seitlicher Steifigkeit. Diese Kastenträger sind oben mit gelochtem Blech abgedeckt und bilden Galerien, von denen aus die Laufkatze gut bedient werden kann, außerdem nehmen sie den Kranfahrmotor mit Längswelle und das später zu besprechende Steueraggregat auf. Die vier Stahlgußlaufrollen sind in zwei kräftigen, aus Walzeisen zusammengenieteten Radkästen gelagert. Der Radstand beträgt 3,2 m Der Führerkorb hängt an dem einen Ende des Krangerüstes; er ist an der dem Lasthaken zugewandten Seite offen, so daß der Führer einen ungehinderten Ausblick auf das Arbeitsfeld des Hakens hat. Der Kranfahrmotor a, ein gekapselter Hauptstrommotor, überträgt seine Leistung mittels eines in Oel laufenden Stirnrädervorgeleges b auf die Längswelle, von der dann mittels eines weiteren Räderpaares je ein Laufrad an beiden Enden angetrieben wird. Das Motorritzel aus geschmiedetem Stahl sitzt nicht unmittelbar auf der Ankerwelle, sondern auf einer besonderen, in zwei Ringschmierlagern ruhenden Welle, die mit jener durch eine elastische Lederkupplung verbunden ist. In der Nähe des Führerkorbes sitzt auf der Längswelle eine kräftige Bandbremse c zum genauen Einstellen und schnellen Anhalten des Kranes; sie wird mittels eines in Fig. 4 erkennbaren Gestänges von dem Führer mit dem Fuß betätigt. Laufkatze. Der Rahmen der Katze besteht aus genieteten schmiedeeisernen Trägern. Der Radstand beträgt 2,15 m, die Spurweite 1,9 m. Der Fahrmotor d treibt mittels eines Schneckengetriebes und eines geteilten Stirnradvorgeleges zwei Laufräder an. Die Laufkatze trägt zwei Hubwinden, die Hauptwinde für 30 t höchster Hakenlast und die Hilfswinde für Lasten bis 7,5 t. Das Zugorgan ist bei beiden ein Gußstahldrahtseil. Der Hubmotor e der Hauptwinde überträgt seine Bewegung mittels eines Schneckengetriebes und je eines Räderpaares auf die beiden Trommeln mit gegenläufigen Rillen. Die Last hängt an sechs Seilsträngen; die beiden losen Enden sind je an einer der Trommeln befestigt. Das Seil geht von der einen Trommel abwechselnd über die drei Rollen in der Unterflasche und die beiden im Rahmen der Katze zwischen den Trommeln gelagerten Leitrollen zur anderen Trommel; die Seilführung ist wie gewöhnlich so, daß die Last beim Heben und Senken nicht wandert, sondern sich nur in senkrechter Richtung bewegt. Die Hilfswinde wird von dem Motor f in derselben Weise angetrieben. Die Last hängt hier an vier Strängen, wovon wieder zwei auf die mit gegenläufigen Rillen versehene Trommel auflaufen. Beide Lasthaken sind in ihren Gehängen drehbar auf gehärteten Stahlkugeln gelagert. Das Halten der hochgewundenen Last sowie das Regeln der Senkgeschwindigkeit wird bei beiden Winden in derselben Weise bewirkt. Auf den Schneckenwellen sitzt je eine Bremsscheibe g für eine von den Elektromagneten h betätigten gewichtsbelasteten Bandbremse. Diese dient nur zum Halten der Last; wird der Hubmotor ausgeschaltet, so fällt der Magnetanker ab und das auf dem Bremshebel sitzende Gewicht zieht die Bremse fest. Die Regelung der Senkgeschwindigkeit und die Abkürzung des Nachlaufweges der bewegten Massen geschieht mittels Senkbremsschaltung der Hubmotoren; d.h. diese arbeiten unter dem Antrieb der Last oder der bewegten Massen als Dynamomaschinen. Der erzeugte Strom bewirkt entweder eine gleichförmige, aber durch Regulierwiderstände veränderliche Senkgeschwindigkeit oder eine Verzögerung der bewegten Massen bis fast zum Stillstand. Der Laufkran bietet in der Gerüstkonstruktion und in dem mechanischen Teil eigentlich nichts Neues; es ist ja schon früher erwähnt worden, daß die Durchbildung normaler Laufkrane als abgeschlossen zu betrachten ist. Anders liegt die Sache indes bei dem elektrischen Teil; hier kann man noch mancherlei Neuerungen erwarten. Und eine solche weist auch der Ausstellungskran von Zobel, Neubert & Co. auf. Textabbildung Bd. 325, S. 722 Fig. 1. Elektrisch betriebener Laufkran von Zobel, Neubert & Co. Die Neuerung besteht darin, daß die Hubmotoren ihren Strom nicht unmittelbar, sondern unter Zwischenschaltung eines rotierenden Umformers aus dem Leitungsnetz des Kraftwerkes erhalten, und daß das Anlassen sowie die Veränderung der Umlaufzahl nicht durch Vor- oder Abschalten von Widerstand im Ankerstromkreis, also durch Abdrosseln der Netzspannung geschieht, sondern durch Spannungsänderung an der Dynamo des Umformers, also durch verlustlose Aenderung der Ankerspannung des Hubmotors. Man nennt diese Art der Steuerung von Motoren Leonard-Schaltung. Ich habe sie schon früher in meiner Arbeit „Der gegenwärtige Stand des Fördermaschinenbaues“, D. p. J. 1909, S. 161 u. f., eingehend besprochen. Da ich außerdem auf die I Bedeutung dieses Steuersystems für den Kranbetrieb in einem späteren Artikel über Geschwindigkeitsregelung genauer eingehen werde, so kann ich mich hier auf eine kürzere Besprechung beschränken. Das Steuersystem der Bergmann-Elektrizitätswerke A.-G. in Berlin besteht aus einem Umformer und dem Hubmotor. Der Umformer bildet sozusagen ein besonderes Kraftwerk für die Hubwinde des Kranes. Im vorliegendem Falle steht der Umformer U in der Mitte der Kranbrücke auf der einen Galerie. Er besteht aus dem Antriebsmotor und der Steuerdynamo. Beide sind normale Nebenschluß-Wendepolmaschinen; sie laufen bei allen Belastungen funkenfrei. Fig. 5 zeigt eine Prinzipskizze der Schaltung. Textabbildung Bd. 325, S. 722 Laufkatze zum Laufkran von Zobel, Neubert & Co. Der Umformermotor A M, der seinen Strom aus der Hauptleitung erhält, treibt die Steuerdynamo mit bei allen Belastungen nahezu unveränderlicher Umlauf zahl an. Das Feld der Dynamo S D wird ebenfalls durch Strom aus der Hauptleitung erregt. Es kann mittels eines Feldregulators F R von Null bis zu einem Höchstwerte nach beiden Stromrichtungen geändert werden. Die Klemmenspannung der Dynamo ist aber bei unveränderlicher Umlaufzahl der Feldstärke verhältnisgleich; ebenso hängt die Richtung ihres Ankerstromes von der Richtung des Stromes in der Erregerwicklung ab. Der Hubmotor M M der Laufkatze erhält nun seinen Betriebsstrom von der Steuerdynamo, deren jeweilige Spannung auch die Betriebsspannung des Hubmotors ist und ebenso wie jene durch von Null bis zu einem Höchstwert unveränderlich ist. Der Hubmotor ist bei diesem Steuersystem nicht wie sonst üblich ein Hauptstrommotor, sondern er besitzt Fremderregung aus einer Stromquelle von unveränderlicher Spannung, hier aus der Hauptleitung. Der Betrieb geht nun wie folgt vor sich. Zunächst wird der Umformer angelassen und auf seine normale Umlaufzahl gebracht; die Klemmenspannung der Steuerdynamo ist dabei gleich Null. Soll nun der Hubmotor H M. zum Lastheben angelassen werden, so steigert der Kranführer jene Spannung je nach der gewünschten Hubgeschwindigkeit bis auf ihren Höchstwert, und zwar mittels des Feldregulators. Dieser besitzt ebenso wie die gewöhnlichen Kran-Steuerapparate die Kontrollerform. Seine Handhabung mittels Handrades oder Hebels ist genau dieselbe wie dort. Textabbildung Bd. 325, S. 723 Fig. 5. Die Regelung der Lastsenkgeschwindigkeit geschieht bei durchziehenden Lasten auf elektrischem Wege, indem die niedergehende Last den Hubmotor als Dynamo antreibt. Da die Verbindung mit dem Umformer bestehen bleibt, so geht der erzeugte Bremsstrom über jenen in die Hauptleitung zurück. Kleinere Lasten, die das Hebewerk nicht mehr genügend beschleunigen können, werden mit Strom gesenkt. Die Umkehr der Drehrichtung des Hubmotors geschieht durch Aenderung der Stromrichtung in der Erregerwicklung der Steuerdynamo mittels des Feldregulators F R. Das Halten der freischwebenden Last geschieht, wie schon oben erwähnt, durch eine von einem Elektromagneten betätigte Bandbremse. Mittels eines Umschalters kann die Steuerdynamo Wechselweise sowohl mit dem Hubmotor der Haupt- wie mit dem der Hilfswinde verbunden werden. Im besonderen ist noch folgendes zu bemerken: Die minutliche Umlaufzahl des Steueraggregates beträgt 525; sie ist also verhältnismäßig niedrig angenommen, um einen möglichst geräuschlosen Gang zu erzielen. Es liegt natürlich nichts im Wege, höhere Umlaufzahlen, d.h. billigere Typen zu wählen, namentlich bei schweren Brückenkonstruktionen. Die Klemmenspannung der Steuerdynamo kann mittels des Führerkontrollers von 0 bis ± 400 Volt eingestellt werden. Bei 400 Volt erreicht der Hubmotor seine höchste Umlaufzahl, und da er ein Nebenschlußmotor ist, so würde sich diese bei allen Belastungen nur wenig ändern. Dies würde jedoch im allgemeinen nicht den Bedingungen des Kranbetriebes entsprechen; man wünscht hier größere Lasten mit kleinerer und kleinere Lasten mit größerer Geschwindigkeit zu heben und zu senken. Der bei der gewöhnlichen Steuerungsniethode verwandte Hauptstrommotor tut dieses ja auch von selbst. Will man also bei der Bergmann-Schaltung eine solche Geschwindigkeitsabstufung haben, so darf bei größeren Hakenbelastungen die Spannung des Hubmotors nicht bis 400 Volt gesteigert werden, weil er und das Steueraggregat sonst zu stark belastet werden würde. Um das sachgemäße Einstellen der Spannung bezw. Umlaufzahl aber nicht der Willkür des Führers zu überlassen, ist in dem vorliegenden Fall an dem Führerkontroller eine selbsttätige Sperrvorrichtung angeordnet worden, die es verhindert, daß von einer bestimmten Last an aufwärts die Spannung des Hubmotors 220 Volt überschreitet. Die Spannungen von 220 bis 400 Volt können dann nur bei kleineren Lasten bezw. beim Heben des leeren Hakens eingestellt werden. Diese Sperrvorrichtung besteht aus einer Kombination von Strom- und Spannungsspule, die bei einer bestimmten Stromstärke einen Eisenkern anzieht, wodurch die Steuerwalze gegen Weiterdrehen im Sinne höherer Spannungen gesperrt wird. Wie schon oben erwähnt, kann die Steuerdynamo wechselweise auf den Motor der Haupt- und der Hilfswinde geschaltet werden; beide werden natürlich mittels desselben Kontrollers gesteuert. Dieser Umschalter legt auch das Feld des betr. Motors sowie den Bremsmagneten h der arbeitenden Winde ans Netz. Ein Sperrmagnet verhindert, daß die Umschaltung nur dann stattfinden kann, wenn der Führerkontroller sich in Nullstellung befindet, also keinen Strom führt. Die Vorteile der Bergmann-Schaltung für den Kranbetrieb bestehen in der größeren Regulierfähigkeit bei jeder Last, in der Handlichkeit der Steuerapparate selbst bei sehr großen Motorleistungen und in der wirtschaftlichen Geschwindigkeitsregelung. Da die Kontakte des Steuerapparates nicht wie bei der gewöhnlichen Steuermethode den vollen Ankerstrom des Hubmotors, sondern nur Stromstärken von 1 – 2 Amp. zu führen haben, so fällt er entsprechend klein aus und ist leicht zu bedienen. Es lassen sich hier daher auch leicht 30 Geschwindigkeitsstufen wie in dem vorliegenden Fall anordnen, während man bei den gewöhnlichen Krankontrollern in der Regel nicht über zehn Stufen hinausgehen kann. Bei dem neuen Steuersystem verwendet man, wie schon oben erwähnt, als Hubmotoren keine Hauptstrommotoren, sondern solche mit unveränderlicher Fremderregung, die sich wie Nebenschlußmotoren verhalten, d.h. bei allen Belastungen von Leerlauf bis Höchstbelastung ihre Umlaufzahl nur wenig ändern. Der Nebenschlußmotor hat aber den Nachteil, daß er ein kleineres Anlaufmoment als ein gleichgroßer Hauptstrommotor entwickelt, auch fehlt ihm die Selbstregulierung des letzteren, die ja im allgemeinen erwünscht ist. In vielen Fällen können jedoch die Forderungen des schnelleren Anfahrens und der Selbstregulierung zurücktreten gegenüber der Forderung der sicheren Manövrierfähigkeit; in dieser Beziehung ist nun aber der Nebenschluß- dem Hauptstrommotor überlegen. Bei dem neuen Steuersystem ist die Hubgeschwindigkeit bei allen Hakenbelastungen nahezu die gleiche. Einer bestimmten Stellung des Steuerhebels entspricht auch eine ganz bestimmte Geschwindigkeit sowohl bei unbelastetem wie bei vollbelastetem Haken. Das ist aber z.B. bei Gießerei- und Montagekranen, wo auch kleinere Lasten um geringe Beträge sicher gehoben und gesenkt werden müssen, eine sehr wertvolle Eigenschaft des neuen Steuersystems. Diese und die leichte Handhabung des Hubkontrollers erleichtern dem Kranführer seine Aufgabe ganz wesentlich, erhöhen also auch die Betriebssicherheit. Die Art und Weise des Anlassens bei der Bergmann-Schaltung bewirkt auch, daß die Stromstöße beim Anfahren in ihrer Wirkung auf das Netz weniger heftig sind als bei der gewöhnlichen Methode; zudem wirken die rotierenden Massen des Umformers als Buffer. Der Umformer wird nur in längeren Betriebspausen stillgesetzt. Die Motoren für die beiden Fahrbewegungen sind Hauptstrommotoren; sie werden in der gewöhnlichen Weise durch Widerstände im Ankerstromkreis gesteuert. Der Laufkran legt mit seiner soliden Ausführung, der geschickten Anordnung seiner einzelnen Teile und der Exaktheit seiner Bewegungen das allerbeste Zeugnis von der Leistungsfähigkeit seiner Erbauer ab. (Fortsetzung folgt.)