Titel: Maschinen zum Heben und Senken.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1896, Band 300 (S. 125–130)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj300/ar300028

Maschinen zum Heben und Senken.

(Fortsetzung des Berichtes S. 106 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

R. Waygood's directer Kolbenpersonenaufzug mit Niederdruckwasserbetrieb.

Eine bemerkenswerthe Anlage mit zwei von einander unabhängigen hydraulischen Kolbenfahrstühlen ist im Lichthof der Liverpool and London and Globe Insurance Company in London aufgestellt, welche von R. Waygood und Co. gebaut wurde. Wegen der geringen Spannung (4,55 k/qc) der Wasserleitung und der bloss 95 mm starken Treibkolben konnten die für 12,47 m Hubhöhe berechneten Fahrstühle nur mittels eingeschalteter Zwischendruckübersetzer betrieben werden.

Diese in Fig. 40 bis 43 nach Industrie, 1889 Bd. 7 S. 537, dargestellte Anlage ist in einem 7,6 m tiefen Schacht von elliptischem Querschnitt untergebracht, der sich in einem ebenfalls elliptischen 3 m tiefen Brunnen fortsetzt, in welchem die unteren Enden der beiden 13,26 m langen Cylinder a sich stützen, die in 1463 mm Abstand angeordnet sind und von dem jeder aus vier Rohrtheilen zusammengesetzt ist. Eigentlich sind diese beiden Cylinder an zwei oberen T-Eisenquerbalken b mittels Füsse c aufgehangen, so dass die untere etwas nachgiebige Sockelstützung nur zur Sicherung bei eintretendem Rohrbruch vorgesehen ist. An den Cylinderköpfen sind ferner Stossbuffer d zur sanften Auflage der Fahrgehäuse vorhanden. In diesen Cylindern a bewegen sich die beiden 13,44 m langen Treibkolben e, welche je ein Fahrgehäuse f von viertelkreisförmigem Querschnitt tragen, von denen jedes Raum für vier Fahrgäste und den Führer gewährt. Während die beiden Fahrstuhlkolben in der kleinen Achse des elliptischen Schachtquerschnittes liegen, sind in der Längsachse desselben die beiden Druckübersetzer angelegt. Jeder derselben besteht aus einem unten offenen Cylinder g, welcher durch vier Säulen h mit der Grundplatte i verbunden ist, auf der ein nach oben gerichteter Kolben k befestigt ist. Ueber diesen Kolben k schiebt sich ein mit Gewichten l belasteter Cylinder, der wieder ein Kolben im Cylinder g ist.

Nun sind am rechtsseitigen Cylinder g je ein Steuerorgan m für jeden der beiden Cylinder g vorgesehen, an dem die Zuleitungen n und die Ablaufrohre o, sowie ein Verbindungsrohr z zum linksseitigen Cylinder g angeschlossen sind. Wenn nun für einen Cylinder g die Zuleitung durch den mit Druckwasser bethätigten Steuerhebel q geöffnet ist, so wird der gewichtbelastete Cylinderkolben l gehoben, was ein Niedergehen des entsprechenden Arbeitskolbens e mit dem Fahrgehäuse zur Folge hat.

Weil nun die im Arbeitscylinder a enthaltene Pressflüssigkeit durch den Kolben k in den Cylinderkolben l hin und zurück fliesst, so wird im Hochgange des Gewichtskolbens l. der Fahrstuhlkolben e niedergehen müssen, sobald der Gewichtskolben l gehoben wird. Wenn daraufhin der Steuerkolben m umgelegt und die Ableitung o des Cylinders g geöffnet wird, so muss durch die Wirkung des überschiessenden Gegengewichtes l der Arbeitskolben sammt der Verkehrslast gehoben werden, was einen Ueberdruck im Accumulator voraussetzt.

Soll aber die Verkehrslast mit dem Fahrgehäuse niedergehen, so muss der Gewichtskolben l durch eine Kraft gehoben werden, welche der Nutz- oder Verkehrslast entsprechend ist. Ist daher H die Förderhöhe des Fahrstuhles, P die Nutzlast, f der Querschnitt des Arbeitskolbens e, F der Querschnitt des Accumulatorkolbens k, sowie p1 die Spannung der Pressflüssigkeit bezieh. der Wasserleitung, welche auf die Ringfläche F1 des gewichtbelasteten Cylinderkolbens l wirkt, dessen Hub h ist, so |126| muss im Aufgange der Nutzlast P die Arbeit des Uebergewichtes Q gleich der Arbeit der Nutzlast P, also

hQ = H . P

sein, woraus

Q = (H : h)P

folgt.

Textabbildung Bd. 300, S. 126

Weil aber die Wasserpressung in beiden Cylindern gleich ist, so folgt ferner

p . F = Q und pf = P

also

F = (H : h)f

woraus

(F : f) = (H : h )

folgen wird.

Wenn nun das Gewicht des Arbeitskolbens sammt dem Fahrgehäuse durch ein Gegengewicht l vollständig entlastet ist, so wird darauf nur ein Uebergewicht Q nothwendig sein, durch welches die Verkehrslast P und die Reibungshindernisse des Arbeitskolbens überwunden werden. Da ferner in der Hochstellung des Fahrstuhles die Wasserpressung um den Betrag der Förderhöhe H bezieh. um den Auftrieb am Kolben kleiner ist als in der Tiefstellung des Fahrstuhles, so müssen diese Verhältnisse im Aufhube für die grösste Verkehrslast in der Hochstellung, und im Niedergange für die kleinste Verkehrslast in der Tiefstellung des Fahrgehäuses bemessen werden.

Mit einer Wasserzuleitung von p1 = 4,5 k/qc Spannung muss für jeden vollen Niederhub des Fahrgehäuses das Uebergewicht Q um die Höhe h gehoben werden, es muss daher

p1 . F1 . h = P . H

sein, woraus

als untere Ringkolbenfläche im Cylinder g entsteht. Da aber in der Tiefstellung des Fahrstuhles das abwärts treibende Gewicht um den Auftrieb des Arbeitskolbens e, also um

sich abmindert, so würde bei einer Verkehrslast Null und einem vorhandenen constanten Uebergewicht Q ein weiteres Niedergehen unmöglich werden, sobald das Uebergewicht grösser als

wäre. Mit Rücksicht auf den Niedergang des Fahrstuhlkolbens bei kleiner Verkehrslast und nicht steigerungsfähiger Flüssigkeitspressung p1 im Arbeitscylinder g wird daher die Ringkolbenfläche

sein, sobald d in cm, H in m und Q in k eingesetzt wird.

Da aber

sein muss, so wird auch

und

als Uebergewicht sein dürfen.

Zur Ergänzung der Zwischendruckflüssigkeit sind je ein Belastungsventil r vorgesehen, welches an das Hauptzuleitungsrohr n angeschlossen ist, während ein Rohr nach dem Verbindungsrohr t führt, woselbst ein Speiseventil angebracht ist, das mit der Stange v an den Gewichtshebel v der oberen Füllpumpe angelenkt ist. Zudem ist an jedem Verbindungsrohr t noch ein Sicherheitsventil x vorgesehen, welches durch die Leine y gelüftet werden kann.

R. Waygood's directer Kolbenfahrstuhl mit Hochdruckwasserbetrieb.

Wird das treibende Uebergewicht nicht wie vorher in das Gegengewicht l, sondern in die todte Last des Fahrgehäuses a und des Arbeitskolbens b gelegt, so muss für den Aufhub des Fahrstuhles der gewichtbelastete Accumulatorkolben durch das Presswasser niedergedrückt werden. |127| Die Anlage eines directen Kolbenfahrstuhls für Hochdruckwasser ist nach The Engineer, 1894 I Bd. 77 S. 420, in Fig. 44 vorgeführt, wobei nach Carey's Patent (Fig. 45) eine Anordnung zum Wassersparen bezieh. für Anpassung der Betriebswassermenge an die Verkehrslast Anwendung gefunden hat.

Textabbildung Bd. 300, S. 127

Im Cylinder a verschiebt sich der Arbeitskolben b mit dem Fahrgehäuse c unter dem Einfluss des durch das Rohr d vom Zwischenaccumulator gelieferten Presswassers. Dieser letztere besteht aus der Grundplatte e mit aufrecht stehendem Rohrkolben f, über den der mit Gewicht l belastete Cylinder g gestülpt ist. An der quadratischen Kopfplatte k dieses Cylinders sind in umgekehrter Anordnung zwei kleinere Cylinder i, in Fig. 44 nicht sichtbar, eingehangen, während ein dritter Cylinder in die mittlere Längsachse des grossen Cylinders g eingeordnet ist, so dass derselbe in das Kolbenrohr f einsetzen kann. Diese drei Cylinder i schieben sich über die drei am oberen Holm p frei eingehängten Taucherkolben m, m und w, welche eine axiale Bohrung besitzen, durch welche die Pressflüssigkeit geleitet wird. Je nach der im Fahrstuhl befindlichen Lastgrösse wird Presswasser entweder bloss durch den mittleren Kolben n oder durch beide Seitenkolben m, oder durch alle drei Kolben für die grösste Last eingeleitet.

Um diese Kräfte gehörig aufzufangen, ist die Grundplatte e durch Zugstangen o mit dem Holm p fest verbunden, worauf die im Schaubild in Fig. 45 vorgeführte Regulirvorrichtung r Aufstellung findet, welche mit dem Steuerventil s (Fig. 44) durch die Rohrleitung t in Verbindung steht, während die Wasserpressung im Arbeitscylinder durch das schwache Röhrchen u als Widerstand am Regulirkolben functionirt. Dieser Schieberkolben besitzt in seiner äusseren Fortsetzung zwei Haken zahne v, in welche ein Hebelzahn w einlegt, der durch das Gegengewicht aus-, mittels des Regulatorachsenstabes aber eingeklinkt wird, sobald bei einer grösseren Umlaufgeschwindigkeit die hochfliegenden Regulatorkugeln den Gewichtshebel niederdrücken. Bethätigt wird dieser Regulator durch eine über Leitrollen geführte, am Fahrgehäuse befestigte Doppelleine, die über eine Seilrolle x geführt ist, durch welche die Regulatorspindel mittels Stirn- und Winkelräderwerke betrieben wird.

Textabbildung Bd. 300, S. 127

Nun entsprechen diesen Hakenzähnen drei Stellungen des Schieberkolbens, wodurch entweder ein oder zwei oder alle drei Kolben m, m und n des Druckübersetzers mit Presswasser belegt werden können,

Weil es aber wahrscheinlich ist, dass während der Fahrt in jeder Haltestelle eine Laständerung eintritt, so müssen die Cylinderräume von m und n stets mit Wasser nachgefüllt werden. Hierzu dienen drei Rohre, die mittels je eines Rückschlagventils y (Fig. 44) zu einem Hochbehälter leiten, aus welchem während des Saugens die nöthige Wassermenge frei nachfliessen kann, welche durch die niederfahrende Verkehrslast weggetrieben wird.

Carey's hydraulischer Rollenzug für Hebewerke.

Um die Wassertriebkraft der lothrecht zu bewegenden Last entsprechend anzupassen und dadurch gleichzeitig mit Erzielung einer gleichförmigeren Bewegung auch Presswasser zu sparen, ist die Anordnung mit drei Arbeitskolben getroffen, durch welche die Rollenköpfe verschoben und die Tragseile gespannt werden. Diese Einrichtung besteht darin, dass der Lastgrösse angemessen entweder in alle drei oder bloss in die zwei äusseren, oder auch bloss in den einen mittleren Cylinder Presswasser eingeleitet wird, wodurch die Kraftstärken wie 3:2:1 sich verhalten.

Nach The Engineer, 1894 I Bd. 77 S. 420, ist in Fig. 46 ein solcher umgekehrter Rollenzug für lothrechte Aufstellung dargestellt. In das mittlere Querhaupt a sind drei Cylinder b, b und c eingesetzt, an dessen Endstutzen die Querrohre d und e angeschraubt sind, welche mittels |128| Knierohren Anschluss an das vorbeschriebene Regulirventil (vgl. Fig. 45) erhalten. An die Endstutzen der drei Cylinder ist das Rollenlager f in fester Lage angeschraubt, dessen Rollen g mit den Rollen h des beweglichen oberen Lagerkopfes i durch die Tragseile r in Beziehung treten. Dieser bewegliche Rollenkopf ist zwischen Rundstäben l geführt, die das mittlere Querhaupt a mit dem oberen Tragrahmen k verbinden und die eigentlichen Tragstangen der Rollenzugvorrichtung sind. Um nun im Lastniedergang und bei leicht gespanntem Lastseil ein sicheres Zurückführen der Kolben m zu ermöglichen, dient das Gegengewicht n, das ein Pufferholz o trägt, um den Anschlag zu mildern. Indem nun das letzte Seiltrumm p am Rollenkopf befestigt ist, läuft das freie Ende q über Leitrollen nach irgend einer beliebigen Hebevorrichtung. So ist in Fig. 47 ein Drehkrahn s gezeigt, der von einem Carey'schen Rollenzug t und u bethätigt wird, dessen Steuerung von der Bühne v aus besorgt werden kann. Zur Drehbewegung des Krahnausladers s dient ein kleiner Rollenzug w von gewöhnlicher Ausführung, während das Steuerventil x unter dem festen Rollenlager angeordnet erscheint.

Textabbildung Bd. 300, S. 128

Otis' Fahrstühle mit Rollenzugübersetzung und Druckwasserbetrieb.

In öffentlichen Gebäuden, Hotels, namentlich aber in den vielstöckigen Häusercolossen in New York und Chicago sind Personenaufzuge unentbehrlich.

Von der Otis Elevator Company in New York und London bezieh. von Otis Brothers and Co. in Yonkers, New York, sind auch die beiden Personenaufzüge zur zweiten Plattform im Eiffelthurm (vgl. D. p. J. 1889 274 * 402), der grosse dreifache Personenaufzug in Hoboken, New Yersey (vgl. 1894 292 * 275), sowie der elektrische Aufzug im Aussichtsthurm der Frankfurter Ausstellung von der American Elevator Company in London (Otis Brothers, New York) (vgl. 1894 292 293) geliefert worden.

Als bemerkenswerthe Ausführungen sollen in den folgenden Figuren die Personenaufzüge in den 20 Stockwerk besitzenden Manhattan Insurance Buildings in New York vorgeführt werden.

Textabbildung Bd. 300, S. 128

Nach The Engineer, 1895 II Bd. 80 * S. 498, dienen vier hydraulische Aufzüge (Fig. 48) für alle einzelnen, bis zum 16. Stockwerk in 70 m Höhe, während ein Fahrstuhl den durchgehenden (Schnellzugs-) Verkehr vom Flur bis zum 17. Stockwerk in 73,76 m Höhe besorgt. Vom 17. bis zum 20. Stockwerk in (73,76 + 13,4) = 87,16 m Höhe, wo in einem Eckthurm die Wetterwarte (Weather Bureau of the U. S. Government) untergebracht ist, stellt ein elektrischer Aufzug von Otis (Fig. 49) mit 11,15 m Hub die Verbindung bis zum 20. Stockwerk her.

Diese Seilaufzüge laufen mit der ganz ungewöhnlichen Geschwindigkeit von 2,54 m/Sec. und werden durch einen umgekehrten sechsfachen Rollenzug betrieben, dessen untere Rollenschere |129| mittels eines 381 mm weiten, an zwei Kolbenstangen hängenden Kolbens bewegt wird, der sich in einem 12,19 m langen Cylinder verschiebt. Bei einer mittleren nutzbaren Kolbenfläche F = (1134 – 34) = 1100 qc wird bei 7 bis 8 k/qc Spannung des Presswassers eine Nutzlast von 1000 k gehoben, während das an vier 20 mm starken Drahtseilen hängende Fahrgehäuse durch Gegengewichte zum Theil entlastet ist, welche an den Kolbenstangen und an dem unteren Rollenlager angebracht sind. Zur Steuerung dient ein über Rollen q und r geführtes ruhendes, parallel hängendes Drahtseil s, welches über eine Seilrolle t geführt ist, durch welche der Steuerkolben angetrieben wird. Um nun dieses Steuerseil s zu bethätigen, dient ein am Fahrgehäuse lagerndes, zwischen den beiden Steuerseilen geführtes Rollenpaar u, welches mittels eines Handsteuerhebels v nach einer Seite gestellt werden kann. Dadurch wird das betreffende Seiltrumm in Berührung mit dem fahrenden Gehäuse a gebracht und bewegt.

Textabbildung Bd. 300, S. 129
Textabbildung Bd. 300, S. 129

Aufschluss über die allgemeine Anwendung dieser Otis'schen Personenaufzüge gibt die beistehende Fig. 48. Das in T-Eisen geführte Fahrgehäuse a hängt mittels Fangvorrichtungen an vier Drahtseilen b, welche über die erste feste Rolle c geführt sind, zur unteren Rolle d der beweglichen Schere und nach der zweiten festen Rolle e leiten, von wo aus die zweite Scherrolle f und die dritte feste Rolle g umspannt werden. Von dieser führen sich die Seile um die dritte Scherrolle h, deren letzte Enden an dem Balken i ihre Befestigung finden.

In der Schere k, in welcher die Seilrollen d, f und h lagern, ist das regelbare Gegengewicht l angebracht, während am Querhaupt die beiden Kolbenstangen m angesetzt sind, an deren Kolben n ebenfalls ein Gegengewicht o angeschlossen ist. An dem Arbeitscylinder p sind die Zuleitungsrohre, sowie die Steuerungsorgane angebracht, für deren ältere Einrichtung auf die vorher angeführten Beschreibungen (vgl. 1889 274 * 402 und 1894 292 * 275) verwiesen wird. Weil es nun bei der Niederfahrt des leeren Fahrgehäuses an einer entsprechenden Triebkraft fehlen würde, so darf die Entlastung der todten Last mit Einschluss des Steuermanns nicht ganz durchgeführt werden. Dagegen wird zum Heben des leeren Fahrgehäuses genau dieselbe Menge an Pressflüssigkeit erforderlich sein, wie bei der grössten zulässigen Verkehrslast. Dieser Umstand setzt den Wirkungsgrad der Anlage herab und schliesst einen beträchtlichen Mangel in sich.

Dieser Uebelstand wird durch die neueren, in Fig. 50 bis 53 nach dem Bulletin de la Société d'Encouragement, 1894 Bd. 93 Nr. 107 S. 777, gezeigten sinnreichen Steuerungseinrichtungen fast vollständig beseitigt.

Im Arbeitscylinder a (Fig. 50) bewegt sich im Aufhube des Fahrstuhles der Kolben b nach abwärts, so dass seiner Tieflage die Höchststellung des Fahrgehäuses entspricht. Dagegen bewegt sich im Niedergange des Fahrstuhles der Kolben b nach aufwärts, indem zwischen dem oberen Knierohr c und dem unteren Ansatzrohr d eine Verbindung herbeigeführt worden ist, welche in der Tieflage des Kolbenschiebers e erfolgt, wodurch der Cylinderraum oberhalb des Kolbens b mit dem Haupteinströmungsrohr f bezieh. mit der Pressleitung und zugleich mit dem Cylinderraum unter dem Kolben b in Beziehung gebracht wird, so dass hierdurch ein vollständiger Druckausgleich stattfindet, sofern die Fahrgeschwindigkeit die vorgeschriebene Grenze einhält.

Textabbildung Bd. 300, S. 129

Zu diesem Zweck ist zwischen dem Knierohr c und dem Kolbenschiebergehäuse g ein Doppelinjector, ein Strahlrohr h eingeschaltet, in welchem eine feste Rohrdüse i mit den Ventilen h und l und eine stellbare Rohrdüse m mit den beiden Ventilen n und dem Ventil o vorhanden sind, sowie diese Düse m mit dem Regulirventil p, welches vom Druckkolben q bethätigt wird, ausgerüstet ist. Zudem ist noch ein Verbindungsrohr r (Fig. 53) vorhanden, durch welches der eigentliche Ueberlauf ermöglicht wird.

Das vom steigenden Kolben b vorgetriebene Wasser strömt nun durch das Knierohr c und die Rohrdüse i in das mittlere Strahlrohr h und aus diesem durch die bewegliche Rohrdüse m in das Ueberlaufrohr r (Fig. 53) und von diesem in den Kanal s durch den Kolbenschieber e und den unteren Einströmkanal t in den Cylinderraum unter dem Arbeitskolben b. Wird der Steuerkolben e in die Mittelstellung (Fig. 50 und 51) gebracht, so hört jede |130| Ueberströmung auf, was den sofortigen Stillstand des Fahrgehäuses zur Folge hat. Wenn aber der Steuerkolben e in die Hochlage gebracht wird, wenn also Presswasser nur von f durch den Kanal s und durch das Ueberlaufrohr r (Fig. 53) in die Düse m, das Strahlrohr h und bei überstarker Pressung auch durch das seitliche Ventil k nach dem Knierohr c strömen kann und den Cylinderraum oberhalb des Kolbens füllen wird, muss gleichzeitig das unterhalb des Kolbens befindliche Wasser durch den Kanal d und das Ablaufrohr u nach dem Behälter v abfliessen können, welches durch das Rückschlagventil l mit dem Kegelraum im Strahlrohr h in Verbindung steht.

So lange die Arbeit der Last der Arbeitsleistung der Pressflüssigkeit gleicht, so lange wird Pressflüssigkeit in gleicher Menge dem Arbeitscylinder a nach oben zu- und von unten abfliessen. Wenn aber in Folge der Minderbelastung des hochgehenden Fahrstuhls durch die am Kolben b überschüssige Triebkraft eine Beschleunigung der Fahrbewegung eintritt, entsteht im unteren Abströmrohr d durch den gehemmten Abfluss des Wassers ein Ueberdruck, welcher ein Oeffnen der Ventile n veranlasst, wodurch ein Theil des im unteren Cylinderraum vorhandenen Wassers durch den Injector in den oberen Cylinderraum übertritt.

Da nun dieser Ueberdruck im Ablaufrohr d mit zunehmender Kolbengeschwindigkeit wächst, so wird durch Einwirkung dieses Ueberdrucks auf den Kolbenregulator q das Regulirventil p den Einlauf schliessen, so dass um so mehr Ablaufwasser durch die beiden Ventile n bezieh. durch das Ventil o als Triebkraft in der Art nutzbar gemacht wird, dass es durch den Injector h in den oberen Cylinderraum geleitet wird.

Wenn aber im Gegensatz hierzu die Last im niedergehenden Fahrstuhl gross ist, so wird durch das Ventil l aus dem Hochbehälter v in Folge der Saugwirkung der festen Düse i so viel Wasser nachfliessen, als der untere Cylinderraum um den Betrag der beiden Kolbenstangenvolumen grösser ist als der obere Cylinderraum, eine Wassermenge, die sonst von der Hauptdruckleitung f geliefert werden müsste.

(Fortsetzung folgt.)

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