Titel: Neuere mechanische Kraftübertragungen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1892, Band 284 (S. 217–221)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj284/ar284053

Neuere mechanische Kraftübertragungen.

Mit Abbildungen.

I. Treibriemen.

In dem Wettbewerb der verschiedenen Materialien zur Verwendung als Treibriemen scheint im grossen und ganzen dem Leder der Sieg zuzufallen, von denjenigen Fällen abgesehen, in welchen der Riemen der Nässe oder der Einwirkung von angreifenden Gasen ausgesetzt ist. An den Baumwollenriemen tadelt man vielfach die zu geringe Elasticität, die den Betrieb derselben hart macht. Der frühere Einwand, dass sich nur eine ziemlich niedrig begrenzte Kraft mit Lederriemen übertragen lasse, ist hinfällig geworden, seitdem man nach amerikanischem Vorgange Lederriemen bis zu 550 mm – der grössten Breite des Kernleders – angefertigt hat; wobei noch alle weichen und wenig zuverlässigen Theile der Haut, die Halsseiten und Bauchtheile wegfallen. Bei doppelten Riemen ist es bei Anwendung der nöthigen Sorgfalt auch zu erreichen, dass die Spannung im Riemen ziemlich gleichmässig wird. Auf diese Weise ist es erreicht worden, eine Leistung von 500 anstandslos mittels Riemen zu übertragen.

Gutes Kernleder erträgt eine Belastung von 400 bis 600k/qc, für den Betrieb rechnet man 25 bis 35k/qc.

Die Wahl der Stärke eines Riemens geschieht gewöhnlich nach praktischen Regeln; und in Rücksicht darauf, dass einem massig belasteten Riemen eine verhältnissmässig viel längere Dauer beschieden ist, als einem stark belasteten, fällt der Riemen meist etwas reichlich aus.

Zur Erleichterung der Auswahl hat Carl Tostmann in Mainz eine Tabelle entworfen, in welcher unter Voraussetzung mittlerer Betriebsverhältnisse alle einschlägigen Grössen sorgfältig berechnet sind. Wir lassen dieselbe umstehend folgen.

Zur Erläuterung der Tabelle macht Tostmann nachstehende Angaben:

»Gebrauch der Tabelle:

Man multiplicirt den Scheibendurchmesser (in Centimeter) mit der minutlichen Umdrehungszahl und dividirt das erhaltene Product durch die Zahl der zu übertragenden Pferdestärken. Das Ergebniss wird in der Tabelle in der ersten Spalte unter „Zahlen“ aufgesucht und dann unmittelbar rechts daneben die Breite des Riemens für mehrere Lederstärken abgelesen. Man kann sich hierbei an die Regel halten, dass die Dicke des Riemens 1/100 des Scheibendurchmessers nicht übersteigen soll. Die Scheibe soll 10 bis 15 Proc. breiter sein als der Riemen. Dünne Riemen laufen besser als dicke, doch sind den einfachen Riemen über 300 mm Breite entsprechende Doppelriemen vorzuziehen.

Der Verfasser der Tabelle bemerkt weiter:

Bei der Spalte „Umfangskraft für 1 qc Querschnitt“ wird es auffallen, dass die kleineren Riemen nur mit verhältnissmässig geringeren Kräften beansprucht werden als die grossen, was sich daraus rechtfertigt, dass bei kleinen Maschinen die Widerstände im Allgemeinen stärker schwanken, häufig auch zu klein angegeben werden. Bei letzteren stehen die üblichen Riemenberechnungen in grossem Widerspruch mit der Praxis. Während in manchen Fällen theoretisch ein dünnes Treibschnürchen genügen müsste, findet man selten Riemen unter 4 bis 5 cm Breite in Anwendung. Auch sind in Fachwerken die Angaben über die für die Querschnittseinheit zulässige Umfangskraft sehr verschieden; sie schwanken zwischen 10 bis 15 k für 1 qc Querschnitt. Ingenieure, die vorzugsweise mit leichteren Transmissionen zu rechnen haben, pflegen die Beanspruchung des Riemens niedriger zu nehmen als solche, die hauptsächlich schwere Maschinen construiren.

Einen willkommenen Ausweg bietet hier die von Prof. Lincke in Darmstadt nach praktischen Ausführungen aufgestellte, in der Tabelle bis zu etwa 200 k Umfangskraft angewendete Formel: , wobei b die Riemenbreite in Millimeter für 5 mm dicke Riemen und P die Umfangskraft bedeutet.

Beispiel: Die Scheibe habe 140 cm Durchmesser, mache 110 Touren in der Minute und übertrage 18 :

Diese Rechnung wird durch Anwendung der Tabelle wesentlich vereinfacht, wie aus vorstehendem Beispiel hervorgeht.

Bei schwereren einfachen Riemen ist die Umfangskraft für 1 qc Querschnitt constant mit 15 k (gleichbedeutend mit 1000 qc Riemenabwickelung in der Secunde und für 5 mm dicke Riemen) angenommen, eine Beanspruchung; die erfahrungsgemäss nicht überschritten werden sollte und welche bei dem in der Praxis allgemein empirisch angenommenen Anspannungsmodul 2 eine Spannung von 30 k für 1 qc Querschnitt (15 k für die Umfangskraft, 15 k für die Selbstspannung) ergibt, also immer noch eine hohe Sicherheit gegen Zerreissen in Anbetracht eines Bruchmoduls des Leders von 290 k für 1 qc Querschnitt.

Für Doppelriemen empfiehlt man gewöhnlich 0,7 mal die Breite des einfachen Riemens, der die gleiche Kraft übertragen würde. Nach neueren Ermittelungen genügt jedoch 0,65 mal die Breite des einfachen Riemens, so dass sich für die meisten Doppelriemen die Umfangskraft für 1 qc Querschnitt auf 11,5 stellt, wie in der Tabelle gilt.

Von der Berechnung 8 mm dicker Riemen ist Abstand genommen, da bei dieser Dicke das Leder oft geschwellt ist und nur geringe Zugfestigkeit aufweist.

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Zahlen

Einfache Riemen

Doppelte Riemen

Treibende
Kraft P am
Scheibenumfang
(Umfangskraft)
Umfangskraft
auf 1 qc
Querschnitt
bei einfachen
Riemen
Dicke in mm Dicke in mm
4 5 6 7 10 12 14
Riemenbreiten in mm k k
20000–16400 40 32 8,0 5,00
16400–13800 45 36 9,5 5,28
13800–11900 50 40 11,2 5,60
11900–10000 55 44 12,9 5,86
10000–8530 50 41 36 15,6 6,24
8530–7450 55 46 39 18,0 6,54
7450–6570 60 50 43 20,5 6,82
6570–5850 65 54 47 23,1 7,10
5850–5250 70 58 50 25,9 7,40
5250–4750 75 63 54 28,7 7,66
4750–4330 80 67 57 31,7 7,92
4330–3950 85 71 61 34,5 8,12
3950–3650 90 75 64 37,5 8,34
3650–3360 95 79 68 41,1 8,65
3360–3000 100 83 71 44,2 8,84
3000–2620 110 91 79 51,2 9,31
2620–2320 120 100 86 58,1 9,68
2320–2060 130 110 93 65,5 10,08
2060–1850 140 117 100 73,4 10,48
1850–1680 150 125 107 81,2 10,82
1680–1530 160 133 114 89,4 11,18
1530–1400 170 141 121 98 11,54
1400–1280 180 150 129 107 11,88
1280–1190 190 158 136 116 12,20
1190–1110 200 166 143 125 12,50
1110–1030 210 175 150 134 12,76
1030–961 220 183 157 144 13,00
961–901 230 191 164 150 154 13,40
901–846 240 200 171 156 164 13,68
846–796 250 209 179 162 175 14,00
796–752 260 216 186 170 185 14,24
752–711 270 225 193 175 196 14,54
711–674 280 233 200 182 151 207 14,80
674–647 290 241 207 188 157 218 15,00
647–616 300 250 214 195 162 225
616–579 320 266 230 208 173 150 240
579–546 340 283 243 221 184 158 255
546–516 360 300 257 234 195 167 270
516–490 380 316 271 247 205 176 285
490–466 400 333 286 260 216 186 300
466–445 420 350 300 273 228 195 315
445–425 440 366 314 286 238 204 330
425–406 460 383 329 299 250 214 345
406–390 480 400 343 312 260 223 360
390–372 500 416 357 325 270 232 375
372–354 440 377 343 286 245 396
354–339 460 394 360 300 256 414
339–325 480 411 374 312 267 432
325–307 500 430 390 325 280 450
307–290 460 420 350 300 483
290–278 480 437 364 312 504
278–266 500 455 380 325 525 Bei Doppel-
riemen
266–255 480 400 343 552 11,50
255–242 500 417 357 575
242–231 440 377 607
231–221 460 394 635
221–212 480 411 662
212–205 500 429 690
205–198 440 708
198–189 460 740
189–181 480 773
181–174 500 805

Vorstehende Regeln sind das Ergebniss vieler Erfahrungen und Erkundigungen des Verfassers auf seinen Reisen. Die Tabelle kann bei allen einigermaassen normalen Transmissionsanlagen benutzt werden. Sie gibt Auskunft über Riemenbreiten unter Berücksichtigung der Lederdicke, des Verhältnisses der doppelten zu den einfachen Riemen, sowie der grösseren Schwankungen bei kleinen Maschinen und es bedarf dazu nur einer Multiplication |219| bezieh. Division von Durchmesser, Tourenzahl und Anzahl der Pferdekräfte.

Die „Zahlen“ in der ersten Colonne sind folgendermaassen ermittelt:

Wenn P die Umfangskraft in Kilogramm; N die Zahl der zu übertragenden Pferdekräfte; D den Scheibendurchmesser in Centimeter; n die Tourenzahl in der Minute bedeutet, so gilt:

Letzteren Werth repräsentiren die „Zahlen“ bezieh. das arithmetische Mittel derselben.« –

Ein Riemen von ungewöhnlich grossen Abmessungen ist nach der Elektrotechnischen Zeitschrift vom 30. October 1891 von Domange, dem Nachfolger der Riemenfabrik E. Scellos, auf Bestellung Cosserat's in Amiens hergestellt worden. Der Riemen ist zur Uebertragung von 1000 bestimmt. Er setzt sich zusammen aus einer Menge auf die hohe Kante gestellter Lederstreifen, die mittels besonders hergestellter starker Schnüre mit einander verbunden werden. Seine Länge beträgt 37 m, seine Breite 2,10 m, seine Dicke 2 cm, sein Gewicht 1400 k. Derselbe wird über ein Schwungrad von 6,75 m Durchmesser und ein kleineres Rad von 2,54 m Durchmesser geführt werden. Seine Geschwindigkeit soll 20,18 m in der Secunde betragen.

Textabbildung Bd. 284, S. 219
Bezüglich der Querschnittsform macht in American Machinist vom 15. August 1889 J. Müller den Vorschlag – in Betracht der Vortheile, die ein gesäumter Riemen dadurch bietet, dass er eine stärker gewölbte Riemenscheibe zulässt –, die Form des in Fig. 1 dargestellten Riemens in eine solche nach Fig. 2 umzuändern. Die Form würde in flachliegendem Leder wohl nicht vortheilhaft auszuführen sein, wohl aber in Kautschuk oder in Fasermaterial, als Wolle, Baumwolle, Jute, Aloe u. dgl. Der Vortheil dieser Riemen soll in dem gleichmässigen Anliegen auf der ganzen Riemenscheibenfläche und in dem zuverlässigeren Halten der Richtung liegen. Ausführungen dieses Vorschlages sind von der Rossendale Belting Co. versucht worden.

Die Zeitschrift Dampf macht auf die Segeltuchriemen und Elevatorgurte der Firma C. F. Wallroth in Berlin aufmerksam, welche grosse Festigkeit, Geschmeidigkeit und geringe Dehnbarkeit besitzen soll. Bei den angestellten Zerreissungsversuchen hat sich der Segeltuchtreibriemen haltbarer als Leder-, Baumwollen- und Kameelhaartreibriemen erwiesen; derselbe ist daher für schwere Betriebe besonders zu empfehlen. Vor allem braucht dieser Riemen nicht nachgespannt zu werden. Ausserdem hat sich der Segeltuchriemen, der sich sehr gut für Gabellauf eignet, gegen jede Temperatur als unempfindlich bewährt und bleibt stets geschmeidig, während er gegen Fäulniss durch eine besondere Imprägnation widerstandsfähig gemacht wird. Der Riemen stellt sich wesentlich billiger als andere Fabrikate.

Nachfolgend eine Vergleichungstabelle über die Zerreissungsversuche mit verschiedenen Treibriemen, angestellt durch Kirkaldy in London. Die nachbenannten Riemen rissen bei der in der Tabelle angegebenen Belastung:

6'' (150 mm) breit doppelt prima Kernleder 2985 k
6'' (150 mm) „ „ „ Helvetia-
Kronleder

3821

6'' (150 mm) breit 8fach E. Hagen und Co.
Baumwolltuchtreibriemen

5485

6'' (150 mm) breit 8fach Tullis amerik. 5600
6'' (150 mm) breit 8fach Gandy-Baumwoll-
patenttreibriemen

5976

6'' (150 mm) breit 8fach Reddaways-Baum-
wollpatenttreibriemen

8133

6'' (150 mm) breit 8fach Segeltuchtreibriemen
der obenbenannten Firma riss erst laut
Zerreissungsversuch des Magdeburger
Dampfkesselvereins bei einer Belastung
von




12852




Die Riemen von Kameelhaaren scheinen in Amerika eine zahlreiche Verwendung zu finden. Zur Herstellung derselben ist nach einer Mittheilung des Engineering and Mining Journals von der Rossendale Belting Company in Newark, N.-J., eine grössere Fabrikanlage errichtet, welche mit einer Betriebsmaschine von 150 ausgerüstet 12 Webstühle treibt, die für eine Riemenbreite von 100 bis 1020 mm eingerichtet sind. Bei den Riemen besteht die Kette aus Kameelhaaren, der Einschlag aus Baumwolle. Nach dem Weben wird der Riemen mit „Antifriction“ getränkt und durch ein Bad von Eisenoxyd und Oel geleitet; das Imprägnirungsverfahren wird als Fabrikgeheimniss betrachtet. Bei Versuchen sollen sich die Riemen als wetterbeständig und unempfindlich gegen Wärme, Kälte und Nässe gezeigt haben. Bezüglich der Tragfähigkeit werden von der Rossendale Belting Company folgende Angaben gemacht:

Riemenbreite Belastung in Pfund/Quadratzoll
Kameelhaarriemen Lederriemen
2'' 2490 968
3'' 3740 1452
6'' 7480 2904
10'' 12460 4840

Als Beispiel für die Verwendbarkeit wird angegeben, dass ein solcher Riemen von 12'' Breite, 60' Länge die Leistung einer 150 Corlissmaschine überträgt.

Nach Revue Industrielle vom 28. Februar 1891 hat Michelin einen Kautschuktreibriemen angegeben, welcher von den Uebelständen derartiger Riemen frei ist und die doppelte Leistung des Lederriemens ergibt. Die Angaben der Quelle sind indess etwas dunkel.

Die Einführung der Dynamomaschinen für die Beleuchtung hat den Treibriemen die Aufgabe gestellt, möglichst gleichmässigen Gang zu liefern, da der geringste Schlag das elektrische Licht zucken macht. Zu diesem Betriebe kommen die geleimten Treibriemen immer mehr in Anwendung, da sie, wie Metallarbeiter mittheilt, „äusserst |220| geräuschlos arbeiten, nicht schleudern, sondern schnurgerade laufen; sie bedürfen auch geringer Ausbesserungen, weshalb sie auf die Dauer billig werden. Leimt einmal ein Ende auf, was sehr selten vorkommt, oder will man einem geleimten Riemen ein Stück ansetzen, so benutze man folgende Mischung, die sich sehr gut bewährte. 100 Th. gewöhnlicher Leim werden in Wasser aufgeweicht und das aufgesaugte Wasser nach Verlauf von 100 Stunden abgegossen, worauf der Leim über gelindem Feuer nicht gekocht, sondern nur geschmolzen wird. Dann folgt ein Zusatz von 2 Th. Glycerin und 3 Th. doppelt-chromsauren Kalis; das Ganze wird noch einmal zusammengeschmolzen und warm verwendet. Die Riemenenden oder aufgeleimten Stellen sind mit einer Holzraspel aufzurauhen und die geleimten Partien zwischen zwei harte Brettstücke in die Hobelbank zu spannen oder mit Schraubenzwingen zusammenzupressen. Der Leim trocknet etwa in 20 bis 24 Stunden.“

Textabbildung Bd. 284, S. 220
Textabbildung Bd. 284, S. 220
Für den Betrieb der Dynamomaschinen sind schwere Riemenschlösser nicht zu verwenden, da mit denselben das Schlagen des Riemens unvermeidlich verbunden ist. Zwei leichte Riemenverbindungen sind in den beistehenden Figuren dargestellt, die wohl ohne weiteres Eingehen auf ihre Verwendung verständlich sind. Die erste derselben (Fig. 3a und 3b) rührt von W. H. Bristol in Waterbury bezieh. von J. W. Phillips in London her; die Spitzen werden auf einer Unterlage von weichem Holz eingeschlagen und an den etwa vortretenden Enden umgenietet.

Die andere Riemenverbindung (Fig. 4a, b, c) ist von Marcel Boudard erfunden und von den Peveril Works in Nottingham zur Anfertigung übernommen. Die Verbindungsstücke sind von Stahl.

Von den Riemenverbindungen erwähnen wir die von H. Hering in Dortmund (D. R. P. Nr. 56159 vom 21. August 1890), welche, wie Fig. 5 und 6 zeigen, eine seitliche Klemmung des Riemens auf der hohen Kante durch Anziehen zweier Klemmbacken a mittels der Schraube b bewirkt. Im Mittelstück d sind geriffelte Sperrklinken gg gelagert, welche durch Stellschrauben f gegen die Riemenfläche gedrückt werden und den Riemen um so fester spannen, je stärker der Riemenzug wird.

Textabbildung Bd. 284, S. 220
Eine Riemenverbindung, die nach Engineer vom 12. October 1888 in England eine grosse Verbreitung gefunden hat, ist das in Fig. 7 und 8 dargestellte Sargent's selbsthätige Riemenschloss, welches von Adams und Co. in Northampton angefertigt wird. Der Riemen wird bei dieser Verbindung nicht von Durchlochungen o. dgl. geschwächt und spannt sich durch den Riemenzug.

Ueber die Stahldrahtriemen von Gustav Pickhardt in Bonn theilt Uhland's praktischer Maschinenconstructeur Folgendes mit:

Die Stahldrahtriemen sind nicht unmittelbar als Riemen für Transmissionen geeignet, vielmehr für Aufzüge bestimmt.

Textabbildung Bd. 284, S. 220
Der Riemen besteht aus einem Geflecht, das im Wesentlichen aus Drahtspiralen von flachem rechteckigen Querschnitt zusammengesetzt ist. Diese Drahtspiralen, deren Länge der Breite des Treibriemens gleich sein muss, sind je eine mit der folgenden in einander geschraubt, und zur Ausfüllung der Hohlräume der dabei entstandenen Gelenke ist zwischen je zwei Spiralen ein Stift hindurchgeschoben. Unsere Abbildung Fig. 9 zeigt das Drahtgeflecht in äusserer Ansicht. In der uns vorliegenden Probe haben die Drahtspulen einen Querschnitt von etwa 25 × 5 mm, eine Länge (= Riemenbreite) von 75 mm bei einer Drahtstärke von 1,5 mm. Die am meisten verwendeten Sorten haben jedoch grössere Breite, von 100 bis 1000 mm, und eine entsprechende Drahtstärke von 2 bis 4 mm. Dadurch, dass die einzelnen Glieder des Riemens in einer so zweckmässigen Weise verbunden werden, dass sie gegen einander vollkommen leicht drehbar sind, ist dem Ganzen eine Biegsamkeit und Geschmeidigkeit gesichert, wie sie einem Lederriemen von gleicher Stärke nicht besser eigen ist. |221| Die scharfen Enden der durchgesteckten Drähte, sowie der Spiralen selbst sind dergestalt nach innen gebogen, dass eine Verletzung durch Berührung des Riemens mit der Hand unmöglich ist. Diese Stahldrahtriemen haben gegen die sonst zu gleichem Zwecke zu Transport- und Verladebändern, zu Aufzuggurten u. dgl. verwendeten Baumwoll- oder Hanfgurte ganz wesentliche Vorzüge. Vor allem gewähren sie vermöge ihrer ausserordentlichen Festigkeit eine unbedingte Sicherheit gegen die Möglichkeit des Zerreissens. Für Elevatoren sind die Schraubenlöcher zur Befestigung der Becher in den Gurten durch Eintreiben eines spitzen Dornes leicht und sicher anzubringen, ohne dass ein Ausreissen der Löcher oder wegen der Schwächung gar ein Reissen des Gurtes befürchtet werden müsste. An jeder beliebigen Stelle lassen sich die Gurte ohne Schwierigkeiten öffnen, verkürzen oder verlängern und wieder verbinden; die stumpf gegen einander stossenden Enden der Gurte können mittels runder Spiralen durchaus zuverlässig und unbemerkbar verbunden werden. Der Betrieb mit diesen Gurten ist in Folge der mathematisch genauen Arbeit durchaus gleichmässig und die Abnutzung derselben ausserordentlich gering. Zieht man die grosse Dauerhaftigkeit der Drahtgurte in Berücksichtigung, so ist auch das Preisverhältniss derselben gegenüber Hanf- oder Baumwollgurten ein sehr günstiges. Durch Anwendung von verzinktem Draht oder durch öfteres Einölen werden die Gurte vor der nachtheiligen Einwirkung von Nässe und Feuchtigkeit vollständig geschützt.

Textabbildung Bd. 284, S. 221
Ein solcher Stahldrahttreibriemen von ungewöhnlicher Grösse wurde kürzlich im Auftrage der Maschinenfabrik Hohenzollern, Actiengesellschaft für Locomotivbau in Düsseldorf-Grafenberg, aus 3,4 mm starkem verzinkten Stahldraht angefertigt, als grösstes Exemplar, welches bis jetzt von der Fabrik hergestellt worden ist. Derselbe ist als Briquetteverladeband für die Zeche Zollverein bei Altenessen bestimmt und besitzt eine Länge von 104 m und eine Breite von 600 mm; das Gewicht desselben beträgt über 2000 k, der Preis 3400 M.

(Fortsetzung folgt.)

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