Titel: Elektrisch betriebene Hebezeuge.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1899, Band 313 (S. 33–40)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj313/ar313010

Elektrisch betriebene Hebezeuge.

Von Chr. Eberle in Duisburg.

1. Allgemeines.

Kaum ein Zweig des Maschinenbaues hat sich die Vorteile der elektrischen Kraftübertragung in so weitgehendem Masse zu nutze gemacht als der Hebezeugbau. Die Gründe dazu sind so naheliegend, dass es kaum erforderlich ist, darauf hinzuweisen. Alle Hebezeuge arbeiten mit grossen Unterbrechungen; in vielen Fällen ist die Zuführung mechanischer Kraftleitungen sehr umständlich (Laufkrane, fahrbare Drehkrane), da das Windwerk wandert; schliesslich werden Hebemaschinen sehr häufig da gebraucht, wo sonstiger Antrieb nicht erforderlich ist, somit Anlage besonderer Transmissionen notwendig wird. Alle diese Schwierigkeiten entfallen bei der Wahl des elektrischen Antriebes.

Elektrisch betriebene Hebezeuge lassen sich in zwei Gruppen einteilen, je nachdem ein stets im gleichen Sinne umlaufender Motor sämtliche Bewegungen einleitet oder für jede Bewegung ein besonderer, mit dem Räderwerk festgekuppelter Motor vorgesehen ist. Im ersten Falle läuft der Motor auch in den Arbeitspausen durch und die Schaltung der einzelnen Bewegungen geschieht durch Bedienung von Kuppelungen oder Wendegetrieben; bei den Hebemaschinen der zweiten Gruppe indessen sind die einzelnen Motoren den gewünschten Bewegungen entsprechend zu steuern; mit dem Abstellen irgend einer Bewegung ist auch Stillstand für den zugehörigen Motor bedingt.

Für alle Arten von Hebezeugen lehnt sich die erste Gruppe an den mechanischen Antrieb, sei es durch Transmission, Seil, Welle oder Dampfmaschine, an; dort wird fast stets nur eine Welle stets im selben Sinne angetrieben und von dieser durch Wendegetriebe die Bewegungen abgeleitet; so ist der Antrieb der Transmissionsaufzüge, der mechanisch angetriebenen Laufkrane, der Dreh- und Velozipedkrane mit Seilantrieb und der mit direktem Dampfbetriebe ausgerüsteten Uferkrane. Es lag am nächsten, bei den bekannten und bewährten Kranausführungen die antreibende Kraftquelle durch einen Elektromotor abzulösen; besonders aber musste dies von den Konstrukteuren erwartet werden, die, seit Jahren im Kranbau thätig, von ihren erprobten Einzelheiten nicht abgehen wollten; und es kann festgestellt werden, dass unsere bedeutenden älteren deutschen Fabriken bis in die letzte Zeit mit ziemlicher Beharrlichkeit am Einmotorsystem festgehalten haben. Die Anforderungen desselben an den elektrischen Teil sind sehr geringe und nur wenig höher als die an jeden Transmissionsmotor zu stellenden. Der Motor hat nur in einem Sinne, sehr schwach belastet und selten anzulaufen, da er bei kleinen Unterbrechungen durchläuft; die Anlassapparate werden die denkbar einfachsten und billigsten.

Die Elektromotoren, welche man hier verwendet, sind bei Gleichstrombetrieb fast ausschliesslich solche mit Nebenschlusswickelung, welche den Vorteil besitzen, bei Entlastung die Umlaufszahl auf einige Prozente einzuhalten. Der Nachteil des Nebenschlussmotors, dass er nur eine geringe Anzugskraft liefert, ist hier belanglos, da das Anlaufen fast unbelastet geschieht; aus demselben Grunde können auch Wechselstrommotoren bequem Verwendung finden.

2. Wendegetriebe.

Zur Uebertragung der Bewegung auf die einzelnen Wind werke dienen im allgemeinen Wendegetriebe und in den weitaus meisten Fällen Kegel- oder Stirnräderwendegetriebe mit Kegelreibungs- oder Schubkeilkuppelung. Die ursprüngliche und auch heute noch vielfach verwendete Kegelreibungskuppelung hat der zweitgenannten gegenüber den Nachteil geringerer Elastizität, wodurch das Haupterfördernis – stossloses Einrücken – wesentlich beeinträchtigt werden kann.

Textabbildung Bd. 313, S. 33

Beim Einschalten einer Bewegung besitzen Motor und Wendegetriebewelle bereits ihre normale Umlaufszahl, welche das Triebwerk erst allmählich erlangen soll; die herzustellende Reibungsverbindung soll also zunächst unter Gleiten vor sich gehen, um so die Beschleunigungsdauer zu vergrössern. Ein Wendegetriebe mit Kegelreibungskuppelung liegt bei einer der folgenden Ausführungen vor und kann deshalb hier unerörtert bleiben; Schubkeilkuppelungen wurden in den letzten Jahren wesentlich vervollkommnet und werden für Wendegetriebe jetzt fast ausschliesslich benutzt. In der ursprünglichen Form wurde in einen Hohlcylinder ein aufgeschnittener Gusseisenring durch einen in den Schlitz des Ringes einzuschiebenden Keil angepresst. Die Nachteile dieser Konstruktion sind:

Auf den Keil muss eine bedeutende Kraft ausgeübt |34| werden, welche in achsialer Richtung auf den Ring und auch auf die Zahnräder wirkt, wodurch besonders bei grossen Rädern Ecken und unruhiger Gang entsteht. Diese Kraft muss wirken, solange das Getriebe eingerückt ist, bedingt also auch eine grosse Spurzapfenreibung für die Wendegetriebe welle. Da der Keil in den Ring eingespreizt wird, sitzt er bei grösseren Kuppelungen weit von der Achse entfernt und bedingt grossen Durchmesser der Kuppelungsmuffe. Der Ring steht mit der Kuppelungsmuffe nicht in zwangsläufiger Verbindung, der Keil presst ihn lediglich an den Hohlcylinder an, während die Aufhebung der Reibung der Elastizität der Ringe überlassen bleibt. Das Wendegetriebe der Maschinenfabrik Gebr. Scholten in Duisburg, Fig. 1 bis 3, besitzt bereits nennenswerte Verbesserungen gegenüber der oben skizzierten Konstruktion.

Die Anpressung des Ringes c an das Rad a geschieht nicht direkt durch den Keil k, sondern durch den Hebel f in tangentialer Richtung. Auf das Kegelrad wird eine Achsialkraft nicht ausgeübt und durch die Hebelübersetzung die Verstellungskraft der Muffe vermindert. Da der Keil nahe bei der Achse liegt, kann die Muffe m stets kleinen Durchmesser erhalten. Beim Zurückziehen der Muffe und des Keiles folgt der Ring infolge seiner Elastizität. Dieser Unvollkommenheit, welche sich nachteilig bemerklich machen kann, wenn die Ringe ihre Federkraft einzubüssen anfangen, hat die Duisburger Maschinenbau-Aktiengesellschaft, vormals Bechern, und Keetmann, Duisburg, durch die Schubkeilkonstruktion D. R. P. Nr. 86116 Kl. 47 abzuhelfen gesucht; der Keil zieht beim Zurückgehen den Ring zusammen.

Textabbildung Bd. 313, S. 34

In vollständige Zwangsverbindung bringt E. Meyer in Sterkrade den Kuppelungsring mit der Verstellungsmuffe durch sein Wendegetriebe D. R. P. Nr. 92320 Kl. 47, wovon die Fig. 4 und 5 eine neue Ausführung darstellen. Der gusseiserne Ring a wird durch eine Schraubenspindel mit Links- und Rechtsgewinde b angepresst. Die Drehung der Spindel bewirkt eine Zahnstange d, die durch die Kuppelungsmuffe f bewegt wird. Da der Ring durch die Steuerung unbedingt beherrscht wird, ermöglicht diese Kuppelung sehr genaue Einstellungen; unterstützt wird die Regulierfähigkeit durch das gleichzeitige Bewegen beider Ringenden, wodurch neben der Anpressung auch der Umspannungsbogen sehr wirksam verändert wird. Wie der Verfasser sich durch Versuche überzeugte, können mit der Kuppelung die einzelnen Bewegungen nicht nur absolut stosslos eingeschaltet werden, sondern es lassen sich die Beschleunigungsperioden derart verlängern, dass das am Krane montierte Ampèremeter beim Einschalten der einzelnen Bewegungen nicht über die beim normalen Ganqe ablesbare Stromstärke ausschlägt. Auch zeigten Versuche, dass mit der Kuppelung kleinere Geschwindigkeiten erzielt werden können, wobei die Kuppelungshälften teilweise gleiten.

Bei der dargestellten Ausführung, welche zu einem 30000 kg-Laufkrane gehört, werden beide Zahnstangen d durch Muffe f, bezw. den Keil e bewegt. Zur bequemen Nachstellung bei Abnutzung der Ringe besitzen d und e Zahnungen, wodurch beide Stangen leicht verstellt werden können. Eine gute, das Ecken ausschliessende Lagerung beider Kegelränder wird erzielt durch Anordnung doppelseitiger Lager.

In der „Gutehoffnungshütte“ in Sterkrade werden zur Zeit in eine grössere Zahl von Kranen solche Wendegetriebe eingebaut, nachdem dieselben sich seit etwa 1½ Jahren an verschiedenen Kranen und Hobelmaschinen vorzüglich bewährt haben. Besonders für letzteren Zweck mag die Konstruktion empfohlen werden, da sie sich gegenüber dem Riemenwendegetriebe sehr einfach und wesentlich billiger in der Unterhaltung stellt. Die Vorteile der oben dargestellten Kuppelung (Fig. 1 bis 3) besitzt die Meyer'sche auch, abgesehen von einer kleinen Achsialkraft auf den Ring, die oben wegfällt, indem hier die am Zahnrädchen wirkende Umfangskraft als Achsialkraft auf den Ring wirkt. Die Verminderung der Verstellungskraft kann durch die Schraube noch wesentlich wirksamer als durch den Hebel erreicht werden und schliesslich kann bei selbsthemmender Schraube die Kraft an der Muffe nach dem Einrücken aufhören, so dass während der Bewegung ein Achsialdruck nicht besteht.

Die für Wendegetriebekuppelungen in Verwendung kommenden Materialien sind für die Ringe Gusseisen, für die Hohlcylinder ebenfalls Gusseisen, mitunter Bronze; Stahlguss hat sich absolut nicht bewährt infolge seiner ungleichmässigen Dichte.

Die spezifische Flächenpressung zwischen den Kuppelungshälften schwankt im allgemeinen zwischen 6 und 10 kg/qcm im Mittel. Wird nur ein Ringende angepresst, wie bei Fig. 1 bis 3, so ist bei dem in Fig. 2 eingezeichneten Drehsinne das Ende I anzupressen, wobei die Kraft um die Umfangskraft kleiner ist als bei dem Ende II. Schmierung der Gleitflächen ist allgemein üblich, um Festbrennen zu verhindern.

3. Schneckenantriebe.

Ein besonders wichtiger Teil der elektrisch betriebenen Hebezeuge überhaupt, nicht nur dieser Gruppe, ist die erste Uebersetzung vom Motor aus. Während man früher aller Art Reibungsgetriebe verwendete, ist heute der Zahnräderbetrieb zur Regel geworden und wird ausgeführt als Stirnräderpaar oder Schraube mit Schraubenrad. Bei ersterem benutzt man häufig für das kleine Rad Rohhaut, Vulkanfiber oder dergl., um das Geräusch zu dämpfen, oder man macht beide Räder aus Metall und setzt sie in ein dicht abgeschlossenes Gehäuse, welches gleichzeitig als Oelbad dient. Für die Berechnung dieser Räder ist in erster Linie die Abnutzung massgebend; grosse Zahnbreiten und grosse Zähnezahlen der kleinen Räder tragen dem Wunsche nach möglichster Verminderung derselben Rechnung.

Schraube und Schraubenrad finden heute schon vielfache Verwendung für die erste Uebersetzung. Die Ausgiebigkeit derselben und deren Geräuschlosigkeit machen sie oft unentbehrlich, besonders aber bei den Mehrmotorenkranen, wo für jeden Motor die Umlaufszahl Verminderung zu bewirken ist und der Raum für Räderübersetzungen nicht reicht, auch wurden bereits zahlreiche Erfahrungen gesammelt und günstige Wirkungsgradsergebnisse erzielt. In den meisten Fällen arbeitet eine Stahlschnecke auf einem Bronzerad; die Schnecke nach dem Schneiden gehärtet und geschliffen, das Rad mit einer Wurmfräse genau geschnitten. |35| Wo man auf den Vorteil der Selbsthemmung nicht besonderen Wert legt, wird die Schraube mehrgängig mit grossem Steigungswinkel. Die Gleitgeschwindigkeit der Schnecke beträgt 2 bis 6 m, in diesen Grenzen ändert sich nach Stribeck's Versuchen der Wirkungsgrad nur unwesentlich.

Textabbildung Bd. 313, S. 35

Das allgemeine Interesse, welches dieser Maschinenteil heute findet, rechtfertigt die Darstellung einiger bewährter Ausführungen. Fig. 6 bis 8 zeigen einen Schneckenantrieb, der für 10 bei ca. 960 Minuten-Umdrehungen von der Nürnberger Maschinenbau-Aktiengesellschaft wiederholt ausgeführt wurde. Die dreigängige Stahlschnecke ist auf die Welle aufgekeilt und arbeitet in dem Bronzezahnkranz, der auf eine gusseiserne Scheibe aufgesetzt ist. Die Bemessungen sind:

Textabbildung Bd. 313, S. 35
t = 34,56 mm (11 π)
z = 3 (dreigängig);
Z = 36; b = 70 mm;
Durchmesser der Schnecke = 90 „.

Es berechnet sich:

Umfangsgeschwindigkeit der Schnecke:

Steigungswinkel:

α = 20° 10';

Umfangsgeschwindigkeit des Rades:

Gleitgeschwindigkeit:

Zahndruck:

In die Formel P = k . bt die Werte der Ausführung eingesetzt, gibt:

452 = k . 7 . 3,456;
k = 18,7;
|36|

Die Schneckenwelle ist in langen Rotgussschalen gelagert, die mit Ringschmierung versehen sind. Der Achsialdruck der Schraube wird durch Kugeln aufgenommen, die zwischen gehärteten Stahlplatten laufen.

Das Gussgehäuse ist vollkommen geschlossen und dient als Oelbad.

Ein normaler Schneckenantrieb der Benrather Maschinenfabrik A.-G. für 12 bei 700 Umdrehungen ist durch die Fig. 9 bis 11 dargestellt.

Die Schnecke ist aus einem Stück mit ihrer Welle. Die Hauptabmessungen sind:

t = 44 mm (14 π);
z = 2 (zweigängig);
Z = 30; b= 100 mm;
Durchmesser der Schnecke = 91 mm;

Umfangsgeschwindigkeit der Schnecke:

Steigungswinkel:

α =17° 10';

Umfangsgeschwindigkeit des Rades:

Gleitgeschwindigkeit:

Bei Uebertragung von 12 bei 700 Minuten-Umdrehungen ist der Zahndruck:

Die Formel ergibt für k:

Auch hier ruht die Schneckenwelle in Ringschmierlagern mit Rotgussbüchsen; die Achsialdrucke werden durch der Firma gesetzlich geschützte Kugellager aufgenommen. Die Kugeln liegen zwischen je zwei vollkommen ebenen gehärteten Stahlplatten in zwei konzentrischen Kreisen, um die Abnutzungsfläche zu vergrössern. Gehalten werden die Kugeln durch einen zweiteiligen Messingring, in welchen sämtliche Kugeln eingelegt sind; durch diese Konstruktion ist dem Zusammenrollen derselben vorgebeugt.

4. Kranmotoren.

Auf weitere Einzelheiten der Einmotorkrane werden die Ausführungen zurückzukommen Gelegenheit geben, weshalb zunächst die Mehrmotorkrane einer kurzen Besprechung unterworfen werden sollen. Es wurde bereits betont, dass für fast alle Kranarten das Einmotorprinzip durch die bis zur Anwendung des elektrischen Antriebes gebräuchlichen Ausführungen gegeben erschien. Erst als der Elektromotorbau bedeutende Fortschritte zu verzeichnen hatte und die Preise derselben wesentlich heruntergegangen waren, so dass sich der Preisunterschied zwischen beiden Systemen vermindert hatte, ging man an verschiedenen Stellen zur allgemeineren Einführung des Mehrmotorsystemes über; bahnbrechend wirkten dabei einzelne elektrotechnische Firmen, die den Kranbau als Spezialität aufnahmen. Die Anforderungen, welche der Mehrmotorkran an den elektrischen Teil stellt, sind wesentlich verschieden von dem, was ein normaler Transmissionsmotor zu leisten hat, und wenn ein Betrieb damit in Vergleich gestellt werden kann, so ist es der der elektrischen Bahnen.

Während die Strassenbahnmotoren dem Schmutz, Staub und der Feuchtigkeit in der freien Natur ausgesetzt sind, arbeiten die Kranmotoren in russigen Giessereihallen u. dgl. oder ebenfalls im Freien; es ist deshalb sehr zu begrüssen, dass man ebenso wie für den Bahnbetrieb auch besondere Kranmotoren zu bauen anfing, die sich äusserlich von dem normalen Motor dadurch sehr vorteilhaft unterscheiden, dass alle wesentlichen Teile vollkommen abgeschlossen sind. Vorangegangen sind in Deutschland die Union-Elektrizitäts-Gesellschaft Berlin, welche für die verschiedenen Motorgrössen besondere Modelle ausgebildet hat. Die Elektrizitäts-Aktiengesellschaft vormals Schuckert und Co. in Nürnberg, welche vor ca. 3 Jahren den Kranbau energisch in die Hand nahm und bereits sehr nennenswerte Erfolge im Hafenkranbau erzielte, bildete ebenfalls einige Modelle für diesen Sonderzweck aus. Fig. 12 stellt die Ausführungsform letzterer Firma dar; wie die bequem zu handhabenden Verschlussdeckeln zeigen, ist nicht nur auf guten Abschluss, sondern auch auf leichte Zugänglichkeit grosser Wert gelegt. Ein geschlossener Motor von Siemens und Halske in Berlin ist durch Fig. 13 dargestellt.

Textabbildung Bd. 313, S. 36

Beschränken wir die nächsten Betrachtungen auf Gleichstrom, so ist zunächst die Frage nach dem zu wählenden Schaltschema, ob Reihen-, Nebenschluss- oder Verbundwickelung, zu beantworten.

Textabbildung Bd. 313, S. 36

Am billigsten und betriebssichersten ist der Hauptstrommotor, der ausserdem den Vorteil hat, grosse Anzugskraft bei verhältnismässig geringer Anlaufstromstärke zu liefern; seine Umlaufszahl ändert derselbe mit der Belastung. Nach Angabe von Siemens und Halske beträgt die Zugkraft bei anderthalbfacher Anlaufstromstärke das Doppelte der normalen. Die Eigenschaft, dass der Motor mit abnehmender Belastung seine Umlaufszahl steigert, macht denselben da unbrauchbar, wo Leerlauf und damit gefährliche Erhöhung derselben möglich ist; also auch für die Einmotorkrane, weil hier nach Abstellen der Wendegetriebe |37| nur noch ein kurzes Wellenstück mitläuft. Für den Mehrmotorkran dagegen ist diese Eigenschaft häufig willkommen und trägt oft wesentlich zur Vereinfachung des Windwerkes bei, indem für kleine Lasten durch die steigende Umlaufszahl schon das erzielt wird, was man sonst durch Räderwechselgetriebe erstreben müsste.

Textabbildung Bd. 313, S. 37

Ein Bild von dem Zusammenhang der erwähnten Grössen geben die folgenden Diagramme ausgeführter Kranmotoren. Fig. 14 gilt für einen Nebenschlussmotor von Siemens und Halske A.-G. in Berlin, die übrigen Figuren (15, 16 und 17) für Reihenmotoren von Siemens und Halske, Union und Schuckert. Dargestellt sind in den Figuren die Beziehungen zwischen Drehmoment, Leistung in Pferdestärken, Stromstärke, Wirkungsgrad und Umlaufszahl.

Für den Nebenschlussmotor wurde eine Umlaufszahlkurve nicht eingezeichnet, da dieselbe praktisch als konstant und gleich 750 bezeichnet werden kann.

In allen Fällen ist die Nennleistung des Motors so normiert, dass hei derselben der Wirkungsgrad am günstigsten ist; es ist sonach Motor Fig. 14 40pferdig, Fig. 15 6,5pferdig, Fig. 16 hat eine Nennleistung von 18 , während der durch Fig. 17 dargestellte Schuckert-Motor nominell 26 leistet.

Ist diese Bemessung auch für Hebezeugmotoren am Platze? Diese Frage muss im allgemeinen entschieden mit „Nein“ beantwortet werden, denn nur selten werden Hebezeuge gebaut, die gewöhnlich ihre Maximallast heben; vielmehr werden durchschnittlich kleinere Lasten gehoben und höchst selten die Maximallast. Es läge also viel näher, den günstigsten Wirkungsgrad für die am häufigsten zu hebende Last zu fordern und für die Maximallast mit einem ungünstigeren Verhältnisse vorlieb zu nehmen, wobei natürlich zu beachten ist, dass dann der Motor gleichzeitig eine Ueberlastung erfährt. Würde man den Transmissionselektromotor, dessen Nennleistung nach obiger Regel bestimmt wurde, dauernd überlasten, so wäre eine etwa gefahrdrohende Erwärmung die Folge. Dauerbelastungen sind aber hier gänzlich ausgeschlossen, und damit dürfte sich als eine sehr nützliche Regel etwa folgende ergeben: Die Motoren sind so zu bemessen, dass beim Bewegen der Maximallast bedenkliche Erwärmungen nicht eintreten können.

Die Folgerungen aus diesem Satze sind sehr weitgehende. Erfahrungsgemäss gestatten alle elektrotechnischen Werke für ihre Motoren kurz andauernde Ueberlastungen bis zu 100% und mehr; durch Versuche ist dargethan, dass minutenlange Ueberlastungen von Gleichstromreihenmotoren um 50% keinerlei Bedenken haben. Beachten wir ferner, dass Arbeitsperioden von 2 bis 3 Minuten im Hebezeugbetrieb schon zu den Seltenheiten gehören, so liegt der Schluss sehr nahe, für das Bewegen der Maximallasten wesentliche Ueberlastungen der Motoren zuzulassen, d.h. Motoren zu verwenden, die ihre Nennleistung schon bei einer wesentlich unter der Maximallast liegenden Belastung geben. Beim Heben der letzteren sinkt die Umlaufszahl der Motoren bedeutend unter die normale, somit wird auch die vom Motor zur getriebenen Achse erforderliche Uebersetzung eine wesentlich kleinere; das Räderwerk wird also gleichzeitig mit dem Motor kleiner und billiger. Belaste ich beispielsweise den durch Diagramm Fig. 15 dargestellten, nominell 26pferdigen Motor bei der Maximallast mit 39 , so sinkt seine Umlaufszahl von 700 auf 530, die Uebersetzung von der Last zum Motor vermindert sich sonach auch im gleichen Verhältnis

Nebenschlussmotoren finden für Mehrmotorkrane heute nur noch da Verwendung, wo auf genaues Einhalten der Umlaufszahl Wert gelegt wird; Motoren mit Verbundwickelung haben für den Hebezeugbetrieb gar keine Bedeutung und bergen in ihrer Wickelung für Hebezeugmotoren beim Anfahren die Gefahr der Ummagnetisierung der Schenkel durch die Hauptstromwickelung.

Bei den Mehrmotorkranen kann jede Bewegung für sich reguliert werden durch entsprechende Schaltung des betreffenden Motors.

Die zu den einzelnen Bewegungen gehörigen Räderwerke sind vollständig unabhängig voneinander, wodurch die Gesamtanordnung im allgemeinen sehr übersichtlich wird.

Diesen Vorteilen des Mehrmotorsystems gesellen sich bei einzelnen Ausführungen, sowie auch bei ganzen Krangruppen für die Einleitung einzelner Bewegungen (z.B. für die Katzenbewegung bei Laufkranen) noch weitere zu; indessen sind auch einige Schattenseiten nicht unerwähnt zu lassen.

Textabbildung Bd. 313, S. 37

Zu jeder Bewegung müssen die Motoren aus dem Stillstand anlaufen unter Belastung. Der hierdurch bedingte Stromstoss kann bei Anlagen mit kombinierter Licht- und Kraftzentrale sehr empfindlich werden. Durch reichlich bemessene Anlasswiderstände lässt sich die Anlaufstromstärke wohl sehr vermindern; das plötzliche Ansteigen der Stromstärke wird aber stets wesentlich grösser als beim Einmotorkran sein; während hier nur ein Teil des Räderwerkes zu beschleunigen ist, muss dort dem ganzen Windwerke einschliesslich Motor seine Geschwindigkeit erteilt werden. Das gleiche gilt für das Abstellen einer Bewegung, wobei der Motor des Mehrmotorkranes ebenfalls angehalten werden muss. Die Energievernichtung geschieht durch mechanische oder elektrische Bremsung.

Nachdem auch der mehrphasige Wechselstrommotor, |38| besonders der Drehstrommotor, vollbelastet anläuft und durch besondere Schalt- und Anlasseinrichtungen die Stromstärke dabei in massigen Grenzen gehalten werden kann, steht auch der Verwendung dieser Stromart für den Mehrmotorkran kein Hindernis im Wege. Es sei hier besonders an die der Firma Siemens und Halske A.-G. in Berlin patentierte Gegenschaltung erinnert (D. R. P. Nr. 82016 Kl. 21) und die zugehörige selbstthätige Bedienung dieser Vorrichtung durch Schwungkraftregler (D. R. P. Nr. 91135).

Textabbildung Bd. 313, S. 38

Die Firma Siemens und Halske A.-G. in Berlin teilt mit, dass Drehstrommotoren bei nur einige Minuten andauernder Belastung um 50% , beim Anlauf auf 150% ihrer normalen Belastung beansprucht werden dürfen. Da beim Hebezeugbetrieb Belastungen, die mehr als einige Minuten dauern, wohl ausgeschlossen sind, so gilt für die Bemessung der Motoren das oben Gesagte.

5. Elektrische Hilfsapparate.

Dass die Anlass- und Regulierapparate für die Kranmotoren eine ganz besondere Ausbildung erfahren mussten, folgt aus den Betriebsverhältnissen. Wie erwähnt, können letztere in vieler Hinsicht mit denen der Strassenbahnen verglichen werden und lehnte man sich im allgemeinen bei der Konstruktion der Apparate an die Strassenbahnregulatoren an; mitunter findet man diese direkt verwendet auf Kranen. Besondere Erwähnung verdienen die von Siemens und Halske in höchst vollkommener Weise ausgebildeten Wendeanlasser mit Kohlenkontakten, die für Kranbetriebe unter sehr schwierigen Verhältnissen sich bewährt haben und u.a. auf allen von dieser Firma ausgerüsteten Hafenkranen (Düsseldorf, Mannheim, Rotterdam, Dresden u.s.w.) zu finden sind.

Durch Fig. 18 geben wir das Schaltschema eines der Rotterdamer Hafenkrane (gebaut von Nagel und Kamp in Hamburg mit Siemens und Halske). Zum Heben dient ein Nebenschlussmotor M1, zum Drehen der Hauptstrommotor M2. Der Strom gelangt durch einen Hauptausschalter, der ebenfalls mit Widerständen und Kohlenkontakten, sowie einem Magnetfunkenlöscher ausgerüstet ist, zu den Anlassapparaten. Bei Bewegung des Steuerhebels aus der Mittellage nach rechts oder links wird zunächst der Endausschalter a geschlossen; dieser liegt zwischen den Polen eines Elektromagneten b (Funkenlöscher). Wird der Schalthebel H nach links gelegt, so berührt er die Kontakte cc zunächst und der Strom durchläuft im Sinne des Pfeiles den Anker, Ausschalter a und sämtliche Widerstände. Durch Weiterbewegen des Hebels in der angefangenen Richtung werden allmählich sämtliche Widerstände kurzgeschlossen und auch der Funkenlöscher ausgeschaltet, so dass schliesslich der Strom nur den Ankerwiderstand findet. Beim Schalten des Hebels H nach rechts wiederholt sich der Vorgang in ähnlicher Weise und der Strom fliesst dann durch den Anker in umgekehrter Richtung, während der Magnetstromkreis durch die Schaltung nicht beeinflusst wird und stets im gleichen Sinne läuft. Beim Abstellen wird der Nebenschlusskreis nicht unterbrochen; dagegen wird durch Oeffnen des Ausschalters d ein Widerstand e in denselben gelegt, in welchem der Induktionsstrom verläuft. Zum Abstellen wird Hebel H aus der äussersten Stellung rasch in die Mittellage zurückbewegt, wobei sämtliche Widerstände und der Funkenlöscher eingeschaltet werden und schliesslich der Endausschalter a geöffnet wird.

Ganz ähnlich ist die Einrichtung des Hauptstrommotoranlassers. Beim Umlegen von H werden die Kontakte geschlossen, der Strom durchfliesst den Funkenlöscher und die Widerstände, sowie Anker und Magnete. In der äussersten Stellung sind alle Widerstände und der Funkenlöscher kurzgeschlossen. Beim Umschalten auf Rücklauf behält der Magnetstrom seine Richtung, der Ankerstrom wird umgekehrt.

Textabbildung Bd. 313, S. 38

Von nicht geringerem Interesse sind die speziell für Mehrmotorkrane konstruierten Anlasser der Union-Elektrizitätsgesellschaft Berlin (D. R. P. Nr. 79424 und Nr. 80485, System Essberger-Geyer). Zweck der Konstruktion ist, zwei Motoren, also zwei Bewegungen mit einem Hebel zu steuern, und ist anzunehmen, dass man zunächst an Drehkrane, für welche die Konstruktion auch die erste ausgiebige. Anwendung fand, dachte. Jetzt sind die Apparate auch für Laufkrane, die zwei Anlassapparate erhalten, besonders ausgebildet worden und dient einer zur Steuerung des Lasthebens, ein zweiter zur Regelung des Längs- und Querfahrens; Fig. 19 stellt den letzteren darin zwei Kästen, ähnlich den Strassenbahnregulatoren, sind die Schaltwalzen für beide Motoren untergebracht. Das |39| Drehen derselben wird durch den auf einem Kugelgelenk gelagerten Hebel h bewirkt, der in wagrechter, lotrechter und jeder zwischenliegenden Ebene bewegt werden kann. Steht der Hebel, wie gezeichnet, senkrecht nach oben, so sind beide Motoren stromlos. Wird er in der Richtung I-I bewegt, so dreht er den Kegelradsektor s1 und damit die Schaltwalze des rechts gezeichneten Anlassers. Drehen in der Richtung II-II bewirkt Antrieb des Sektors s2 und damit Schaltung des zweiten Apparates. Verstellt man den Hebel in Zwischenlagen, so werden beide Apparate, somit auch beide Motoren beeinflusst. Durch entsprechende Anordnung des Führerstandes lässt sich erreichen, dass die Hebel und Kranbewegungsrichtungen übereinstimmen, wodurch Irrtümern des Führers vorgebeugt wird.

Textabbildung Bd. 313, S. 39

Selbstthätige Anlassapparate haben besonderen Wert für alle die Hebezeuge, deren Windwerke von einem entfernten Punkte zu steuern sind, somit in erster Linie für Aufzuge. Es besteht eine reiche Auswahl solcher Einrichtungen, die sich dem Grundgedanken nach, auf dem sie beruhen, einteilen lassen in drei Gruppen:

1. Das Kurzschliessen der Anlasswiderstände geschieht mit Zunahme seiner Geschwindigkeit durch den Motor selbst, bezw. einen von ihm angetriebenen Apparat.

Textabbildung Bd. 313, S. 39

Ein vorzüglicher sehr verbreiteter Vertreter dieser Gruppe ist der Anlasser mit Zentrifugalregulator von Siemens, und Halske in Berlin.

2. Der Widerstandsausschalter wird durch die Handsteuerung zunächst freigegeben, beginnt infolge seiner Schwere oder einer Federkraft die Kurzschlussbewegung, in welcher er durch ein Hemmwerk geregelt wird.

Der Selbstanlasser der Allgemeinen Elektrizitätsgesellschaft Berlin arbeitet nach diesem Prinzip.

3. Durch die Bewegung des Handeinschalters wird ein Hilfsmotor in Gang gesetzt, welcher den ganzen Widerstand ausschaltet und sich dann selbstthätig abstellt.

Durch D. R. P. Nr. 74378 Kl. 21 liess sich die Elektrizitätsgesellschaft vormals Schuckert und Co. einen derartigen Selbstanlasser schützen.

6. Bremsen.

Besondere Anforderungen ergeben sich mit Einführung des elektrischen Antriebes für die Bremsen. Die durch die grossen Umlaufszahlen bedingten bedeutenden Massenkräfte verlangen beim Mehrmotorsystem, wobei Motor und Windwerk festgekuppelt sind, besondere Bremseinrichtungen zur raschen Abstellung, d.h. zur Vernichtung der im Augenblicke des Abstellens vorhandenen bedeutenden Bewegungsenergie. Man benutzte bis jetzt meistens auf der Motorwelle montierte Backenbremsen mit Gewichtsbelastung, die beim Anlassen ausgelöst werden entweder durch die Steuerung oder durch Elektromagnete, die im Stromkreise der Motoren eingeschaltet sind und deren Wirkung mit dem Abstellen des Stromes aufhört. Dienen mehrphasige Wechselstrommotoren zum Antrieb, so können mehrere Magnete, die in den verschiedenen Stromphasen liegen, angewendet werden oder man hilft sich durch Anordnung kleiner Hilfsmotoren, die beim Anlassen eingeschaltet werden und das Bremsgewicht anheben. Das plötzliche Einfallen der Magnetbremsen hat vielfach zu Störungen Anlass gegeben, die durch Luftpuffer, Oelkatarakte u. dgl. beseitigt werden können. Auch wurde früher wohl allgemein der Bremsmagnet bei Reihenschlussmotoren an den Hauptstromkreis gelegt, was bei schwacher Belastung des Motors die üble Folge hatte, dass die Bremse gar nicht oder nur schwach gelüftet wurde, indem der schwache Ankerstrom nicht die genügende Magneterregung erzeugte. Heute ordnet man allgemein die Bremse in einem Nebenschluss an und mit bestem Erfolg. Auf die Eigenschaft, als Senkbremse zu dienen, können diese Arretierungsbremsen keinen Anspruch machen. Ist das Windwerk mit einem Nebenschlussmotor gekuppelt, durch welchen die Hub- und Senkbewegung geregelt wird, so ist eine weitere Bremse meistens überflüssig. Für Windwerke mit Hauptstrommotoren indessen dürfte, abgesehen von den Fällen, in welchen das Windwerk selbsthemmend ist, im allgemeinen eine besondere Senkbremse erforderlich werden. Findet der Führer seinen Stand auf dem Windwerk, so können hierzu die gewöhnlichen Band- und Differentialbremsen, die verschiedenen Konstruktionen der Sperrrad- und Reibungsklinkenbremsen Verwendung finden. Verändert jedoch das Windwerk dem Führer gegenüber seine Lage, so sind dieselben, da sie eine mechanische Bethätigung verlangen, nicht mehr am Platze, indem letztere dann nur noch durch kompliziertere Hebelverbindungen oder Seilzüge bewirkt werden kann. Mit vielem Erfolg werden hier die Lamellenbremse in den verschiedensten Ausführungsformen und andere Spezialkonstruktionen, wie z.B. die Mohr'sche Sicherheitsbremse (D. R. P. Nr. 30391) benutzt. Diese Bremsen verlangen für die Senkbewegung motorischen Antrieb, indem sie dem Rückwärtsdrehen ein bestimmtes Moment entgegensetzen. Die Besprechung der einzelnen Ausführungen wird Gelegenheit geben, auf diesen Gegenstand zurückzukommen. In den letzten Jahren ersetzte man wiederholt mit |40| bestem Erfolg die oben erwähnten Backenbremsen in ihrer Anwendung als Haltbremsen durch die elektrische Bremsung, indem man die bekannte und auch im Strassenbahnbetrieb längst verwendete Eigenschaft der Elektromotoren, als Dynamo geschaltet Arbeit zu verzehren, benutzt. Der Hauptstrommotor wird bei Kurzschluss als Dynamo gefährdet, während die Nebenschlussmaschine nahezu stromlos wird. Durch Einschalten regelbarer Widerstände in den Stromkreis kann in beiden Fällen die Arbeitsfähigkeit des rotierenden Ankers und der übrigen Windwerksteile, eventuell des Kranes selbst (bei Fahr- und Drehbewegungen) durch den Bremsstrom aufgebraucht werden.

Textabbildung Bd. 313, S. 40

In erster Linie ist natürlich zu beachten, dass der Bremsstrom eine Gefährdung des Motors nicht zur Folge hat: ausserdem ist bei Anordnung der Schaltung Sorge zu tragen, dass mit der Bremsung keine Umpolarisierung der Magnete verbunden ist. Die Elektrizitäts-Aktiengesellschaft vormals Schuckert und Co. hat in sehr gelungener Weise die elektrische Bremsung an den von ihr in den letzten 2 Jahren ausgerüsteten Hafenkranen angewendet; es werden sowohl die Hub- als die Drehmotoren beim Abstellen als Dynamo mit regelbarem Widerstand geschaltet. Fig. 20 stellt das Schaltschema des Hubmotors dar. In Stellung 0 des Steuerhebels H ist die Magnetwickelung kurzgeschlossen; in den Stellungen 1 bis 5 läuft der Motor an mit allmählicher Ausschaltung sämtlicher Widerstände, während die Schaltungen 6 und 7 geschwächtes Magnetfeld und damit erhöhte Umlaufszahl ergeben. Zum Abstellen wird Hebel H rasch in die Nullstellung und sodann in „l“ gebracht, in welcher der Motor mit einigen Widerständen kurzgeschlossen ist und wobei zur Vermeidung der Umpolarisation der Magnete die Ankerpole vertauscht sind. Weiteres Zurücklegen des Hebels H in Stellung a hat Lösen der Senkbremse zur Folge.

(Fortsetzung folgt.)

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