Titel: Moderne Lade- und Transporteinrichtungen für Kohle, Erze und Koks.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1903, Band 318 (S. 72–75)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj318/ar318019

Moderne Lade- und Transporteinrichtungen für Kohle, Erze und Koks.

Von Georg v. Hanffstengel, Ingenieur in Stuttgart.

(Fortsetzung von S. 55 d. Bd.)

Uebersicht der Hochbahnkrane mit feststehender Winde.

Im Wettbewerb mit den soeben beschriebenen Kransystemen stehen die Hochbahnkrane mit feststehender Winde, deren Ursprungsland Amerika ist, und die dort in sehr vielen eigenartigen Formen ausgebildet sind. In Fngland hat sich vor allem die Temperley-Transporter-Co. mit grossem Erfolg auf dieses Gebiet geworfen. In Deutschland ist die Sache noch so neu, dass die bisher ausgeführten Anlagen wohl mehr als Versuche zu gelten haben und noch kaum eine Firma dazu gelangt ist, sich auf Hochbahnkrane zu spezialisieren. Bei weitem am meisten Absatz hat bisher Pohlig gefunden mit seinen Huntschen Elevatoren“ und automatischen Bahnen, doch haften diesem sehr einfachen und hübsch ausgedachten System gewisse Mängel an, die in Zukunft zu einem scharfen Wettbewerb der anderen, bisher weniger bekannten Konstruktionen führen dürften.

Auf den ersten Blick scheint die Anordnung der Winde an einem festen Punkte wesentliche Vorteile zu bieten, namentlich darin, dass infolge des geringen Gewichtes der Laufkatze die bewegten Massen und die Belastung der Eisenkonstruktion wesentlich vermindert werden. Der letztere Punkt hat indessen nicht so grossen Einfluss, wie es scheint. Bei der grossen Spannweite von 50–70 m, die Verladebrücken meistens haben, verlangt nämlich die Rücksicht auf Winddruck und Eigengewicht so kräftige Ausführung,dass die Grösse der Einzellast keinen entscheidenden Einfluss mehr ausübt. Ausserdem ist eine Vermehrung des Eisengewichtes um 10000 kg, die bei den heutigen Preisen etwa 2500–3000 M. ausmacht, bei einem Gegenstand von 70–80000 M. Gesamtpreis sicher nicht ausschlaggebend, wenn sich damit grössere Einfachheit der Gesamtanlage, grössere Betriebssicherheit und ähnliche Vorteile erreichen lassen.

Dagegen ist es keine Frage, dass die Fahrgeschwindigkeit dieser leichten Laufkatzen sehr viel höher genommen werden kann. Während 1,5–2 m i. d. Sekunde im ersten Falle wohl die obere Grenze bilden, da sonst beim Anfahren und Anhalten das Gerüst zu stark beansprucht wird, sind hier Geschwindigkeiten bis zu etwa 3,5 m ausgeführt, amerikanische Kataloge sprechen sogar von 5–6 m. Schwierigkeiten macht bei so schneller Fahrt das starke Schwanken des Fördergefässes, besonders, wenn die Last nicht fest in die Katze eingehakt ist, sondern frei herunterhängt. Auch gehören starke Motoren dazu, um die grosse Beschleunigung beim Anfahren hervorzurufen. Wohl aus diesem Grunde benutzen alle elektrisch betriebenen Anlagen dieser Art, entgegen den sonst anerkannten Grundsätzen des modernen Kranbaues, den wegen der hohen Hubgeschwindigkeit meist sehr starken Windenmotor zugleich für den Antrieb des Fahrwerks. Dabei mag freilich auch der Grund mitspielen, dass man sich an Vorbilder aus Amerika hielt, wo Dampfbetrieb noch immer vorherrscht.

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Als ein sehr wesentlicher Nachteil ist die schwierige und komplizierte Seilführung und die damit zusammenhängende rasche Abnutzung der Seile zu bezeichnen. Dass das Seil in verschiedenen Richtungen gebogen wird, lässt sich schon bei der allereinfachsten Anordnung nicht vermeiden. Kompliziert wird die Seilführung in den meisten Fällen dadurch, dass die Winde unterhalb der Katzenfahrbahn steht, die Seile also nur mit Hilfe verschiedener Leitrollen nach oben geführt werden können. Die Anwendung von Ketten verbietet sich ohne weiteres, weil dieselben zu schwer sind und wegen der fehlenden Elastizität den plötzlich auftretenden Beschleunigungswiderständen gegenüber nicht die nötige Sicherheit bieten. Dieser Umstand fällt namentlich dann ins Gewicht, wenn mit Selbstgreifer gearbeitet werden soll. Deshalb lassen sich, wie es scheint, die meisten amerikanischen Firmen auf die Konstruktion von Verladebrücken mit Greiferbetrieb nur ungern ein. Die deutschen Ausführungen dieser Art, die den Greifer durch ein Seil bethätigen, weisen dagegen, soweit ich näheres in Erfahrung bringen konnte, einen sehr hohen Seilverschleiss auf. Häufig müssen die Seile nach je 3–4 Wochen Betriebszeit ausgewechselt werden, volle Beschäftigung des Kranes vorausgesetzt. Auch dadurch wird die Verwendung von G reifern erschwert, dass die Einführung eines besonderen Oeffnungsseiles die Anordnung wieder komplizierter machen würde, so dass man sich in der Regel mit einseiligen Greifern begnügt, die nur in bestimmter Höhe entleert werden können.

Natürlich ist es nicht möglich, dass der Führer die Last von seinem Standpunkt aus ebenso gut verfolgt, wie wenn er die Katze begleitet. Die Verständigung mit dem Bedienungspersonal wird schwieriger und macht unter Umständen einen Signalmann notwendig, der die Vorgänge im Schiff beobachtet und den Maschinisten verständigt, ganz ähnlich, wie es bei Bergwerksfördermaschinen üblich ist. Ist das Personal gut eingearbeitet, so geht der Betrieb in dieser Weise mit völliger Sicherheit vor sich. Dem Deutschen, der an ein solches automatenhaftes Ineinandergreifen menschlicher Thätigkeit nicht gewöhnt ist, fällt es allerdings etwas schwer, sich damit anzufreunden. Zu berücksichtigen ist auch, dass die grösste Anspannung von Körper- und Geisteskräften dazu gehört, um die Arbeit mit der erforderlichen Schnelligkeit durchzuführen. Bei dem Lohnsystem, wie es bei uns üblich ist, lassen sich aber nicht solche Leistungen von dem Personal erwarten, wie sie die amerikanische, ziemlich hohe Akkordzahlung hervorbringt.

Nach Berichten aus Amerika hat man mit Förderkübeln von ca. 1000 kg Inhalt die grössten Leistungen erzielt, doch dürfen die dortigen Erfahrungen aus den eben berührten Gründen nicht ohne weiteres auf deutsche Verhältnisse übertragen werden, da die Leistungsfähigkeit der Bedienungsmannschaft eine zu bedeutende Rolle spielt. Bei so geringen Einzellasten sind natürlich grosse Arbeitsgeschwindigkeiten nötig, die sich mit diesen Kranen, wie schon hervorgehoben wurde, verhältnismässig leicht erreichen lassen.

Einzelne der hier aufgeführten Hauptgesichtspunkte werden bei Gelegenheit noch nähere Besprechung finden, zunächst soll eine Zusammenstellung der wichtigsten Systeme nach schematischen Skizzen gegeben werden.1)

Die Aufgabe, eine Last von einer festen Winde aus durch Seile oder Ketten zu heben und zu verfahren ist schon früher bei den Einmotorenlaufkranen, Giessereikranen, Ueberladekranen mit Handbetrieb u.s.w. aufgetreten und hat ihre Lösung gefunden durch die in Fig. 125 skizzierte allbekannte Anordnung. Das Hubseil ist an einem Ende des Auslegers befestigt und trägt die Last in loser Rolle, erfährt somit keine Verlängerung oder Verkürzung, wenn die Katze durch das Fahrseil verschobenwird. Bei dieser Anordnung wird der Fahr wider stand durch die Biegungswiderstände des Hubseils beträchtlich erhöht, was bei dem geringen Katzenweg der genannten Krane schon unvorteilhaft erschien, sich aber bei grosser Fahrgeschwindigkeit in ganz anderem Masse geltend macht. Dazu kommt der Umstand, dass das Hubseil durch das andauernde Biegen beim Fahren ebenso stark mitgenommen wird, wie wenn es selbst in Thätigkeit wäre. Die Anordnung nach Fig. 125 ist daher für Hochbahnkrane mit grösserer Fahrbahnlänge nicht zweckmässig. Bei kurzem Katzenweg erscheint dagegen ihre Verwendung nicht ausgeschlossen.

Textabbildung Bd. 318, S. 73

Sehr viel günstiger gestalten sich dagegen die Verhältnisse, wenn die hochgezogene Last, wie in Fig. 125 punktiert angedeutet, in die Hochbahnkatze eingehängt und so beim Fahren das Hubseil entlastet wird. Damit werden Verschleiss und Fahr wider stände bedeutend herabgesetzt, so dass diese Anordnung zu weiter Verbreitung gekommen ist. Allerdings erfordert die Laufkatze eine besondere Einrichtung, die es ermöglicht, die Unterflasche einzuhängen und durch Anziehen des Tragseiles beliebig wieder zu lösen.

Für den Betrieb ist das feste Einhängen insofern von Vorteil, als es schnelles Anfahren gestattet, ohne dass die Last allzusehr pendelt. Dagegen ist nachteilig, dass die Hubbewegung vollendet sein muss, ehe die Fahrbewegung beginnt, und dass das Einhängen sowie Auslösen immer etwas Zeit in Anspruch nehmen. Dies macht sich namentlich geltend, wenn Kohle transportiert wird, die keinen Sturz verträgt, denn man hat nur die Wahl, entweder das Material von oben fallen zu lassen, oder durch Ausklinken, Senken, Heben und Wiedereinriegeln der Last Zeit zu verlieren und die Förderleistung zu verringern. Nach Beobachtungen an einem derartigen Kran nehmen Ein- und Aushängen je 5–10 Sekunden in Anspruch, was bei dem Schnellbetrieb, auf den die Konstruktion zugeschnitten ist, einen nicht unwesentlichen Verlust bedeutet.

Textabbildung Bd. 318, S. 73

Die genannten Uebelstände vermeidet die Anordnung Fig. 126, bei der Fahrseil und Hubseil den gleichen Zug erhalten. Die beiden Trommeln sind auf den durch Stirnräder verbundenen Wellen lose laufend gedacht und können durch Reibkuppelungen einzeln oder gleichzeitig eingerückt |74| werden. In der Ausführung wird man einfacher beide Trommeln auf derselben Welle laufen lassen. Zum Heben ist Trommel I allein, zum Katzenfahren sind beide Trommeln gleichzeitig anzutreiben. Daneben besteht die Möglichkeit, durch Anziehen des Fahrseiles allein die Last nach einer schrägen Linie, wie in der Skizze strichpunktiert angedeutet, zu bewegen. Falls der Antriebsmotor konstante Tourenzahl besitzt, ist hier die Fahrgeschwindigkeit doppelt so gross als die Hubgeschwindigkeit, kommt dagegen ein Hauptstrommotor zur Anwendung, so wird sich seine Tourenzahl bei der geringeren Belastung erhöhen und die Fahrgeschwindigkeit grösser werden, auch lässt sich durch Anwendung einer drei- oder mehrfachen Flaschenzugsübersetzung das Verhältnis von Hub- und Fahrgeschwindigkeit ändern. Die lose Rolle fortzulassen wäre an sich möglich, aber der geringen Fahrgeschwindigkeit wegen, die sich dann ergäbe, schwerlich von Vorteil. Doch könnte diese Anordnung unter Umständen, bei kurzem Horizontaltransport, den Betrieb mit Greifer erleichtern, da auch ein Oeffnungsseil verhältnismässig leicht anzubringen wäre.

Hauptvorteil der Anordnung Fig. 126 ist, dass Vertikal- und Horizontalbewegung insofern unabhängig von einander sind, als die Katze bei jeder beliebigen Laststellung verfahren werden kann. Bei grossen Geschwindigkeiten wird es sich vielleicht empfehlen, die Last durch Aufziehen bis zur Katze gegen übermässiges Schwanken zu sichern. Demnach scheint diese Anordnung für mässige Transportwege besondere Vorteile zu bieten. Dass das Triebwerk der Fahrtrommel ebenso stark sein muss wie das der Hubtrommel, ist wohl kaum als schädlich zu bezeichnen. Dagegen ist es offenbar nachteilig, dass beide Seile beim Verfahren durch den Lastzug beansprucht sind, was vermehrten Fahrwiderstand und Verschleiss herbeiführt, wenn auch nicht in dem Masse wie bei der Anordnung Fig. 125. Man wird daher darauf bedacht sein müssen, die Anzahl der Leitrollen so gering wie möglich zu halten und ihnen grosse Durchmesser zu geben.

Textabbildung Bd. 318, S. 74

Eine mit der zuletzt besprochenen verwandte Anordnung, die z.B. Pohlig für seine horizontalen Verladebrücken wählt, giebt Fig. 127 wieder. Die beiden Trommeln können sich entweder im gleichen oder im entgegengesetzten Sinne drehen, was sich mit Wendegetrieben und Reibungskuppelungen erreichen lässt. Im ersten Falle wickeln beide Trommeln Seil auf, haben also die Last, während im zweiten Fall die eine Trommel ebensoviel Seil hergiebt, wie die andere aufwickelt, sodass die Katze verfahren wird. In der Skizze ist angenommen, dass die Trommeln durch Stirnräder verbunden sind. Sind die Trommeln mit den grossen Eadem gekuppelt, so drehen sie sich entgegengesetzt, während Einrücken des Zwischenrades R gleichsinnige Bewegung zur Folge hat. Da beide Seile dauernd belastet sind, ergiebt sich ähnlich wie bei Fig. 125 der Nachteil, dass der Seilwiderstand beim Katzenfahren verhältnismässig gross wird. Doch zeichnet sich die Anordnung ebenso wie jene durch Einfachheit aus.

Bei der Ausführung Fig. 128, die von J. Jaeger, Duisburg, für 2 Erzverladekrane der Rheinischen Stahlwerke in Meiderich bei Duisburg gewählt ist, geschieht das Katzenfahren auf die gleiche Weise. Die Last hängt an einem endlosen Seil und wird bei Drehung der Fahrtrommel in der einen oder anderen Richtung verschoben. Für die Hubbewegung ist eine zweite Trommel vorhanden, welche die Leitrolle R verschiebt und so das Tragseil verkürzt. Die Einrichtung hat den Nachteil etwas geringerer Einfachheit, dagegen den Vorzug, dass Hub- und Fahrbewegung von einander vollkommen unabhängig sind.

Textabbildung Bd. 318, S. 74

Alle bisher besprochenen Systeme erforderten Winden mit mehreren Trommeln, die bei Anwendung eines einzigen nicht umsteuerbaren Antriebsmotors jede mit Reibungskuppelung und Bremse, eventuell noch mit Wendegetrieben auszurüsten waren. Das Bestreben, die Winde nach Möglichkeit zu vereinfachen, führte zu Konstruktionen, die nur mit einem Seil arbeiten, wie Fig. 129 darstellt. Wenn man hier die Katze bei anhängender Last sich selbst überliesse, so würde der Zug des Lastseiles den Fahrwiderstand überwinden und die Laufkatze in Bewegung setzen, während die Last sich senkte. Durch eine sehr komplizierte mechanische Einrichtung wird deshalb bei diesen Ausführungen die Katze an der Fahrbahn festgeriegelt und erst dann gelöst, wenn der Haken ganz aufgezogen ist und sich, wie in Fig. 125, in die Katze eingehängt hat. Der weiterwirkende, natürlich bedeutend verringerte Zug des Hubseils verfährt nun die Katze, die nach Entleerung des Förderkübels auf der geneigten Bahn selbstthätig zurückläuft. Um die Katze festriegeln zu können, sind in einer unter dem Fahrbahn träger befestigten Schiene in kurzen Abständen Ausschnitte a angebracht. Der Maschinist muss, wenn die Katze an der betreffenden Stelle angekommen ist, anhalten, die Katze über den Ausschnitt zurückziehen und wieder nachlassen, worauf der Riegel einschnappt. Dabei wird zugleich die Last frei und kann abgelassen werden.

Textabbildung Bd. 318, S. 74

Zur Ausbildung dieser Konstruktionen hat zum Teil das Bestreben beigetragen, eine geeignete Einrichtung für die Bekohlung von Schiffen zu schaffen, für die eine gewöhnliche Schiffswinde genügen sollte.

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Um den Rücklauf genügend schnell einzuleiten, ist eine ziemlich starke Neigung des Trägers im Verhältnis von etwa 1 : 4, nötig, da das ganze Seil mitgeschleppt werden muss. Wenn die Verhältnisse eine solche Neigung unmöglich machen, – und dass wird bei grosser Fahrbahnlänge meistens der Fall sein – wird zur Beschleunigung des Rücklaufs ein an einem Flaschenzug aufgehängtes Gegengewicht benutzt, wie in Fig. 129 angedeutet.

Weniger praktisch im Gebrauch, aber einfacher in Konstruktion und Handhabung, wird diese Anordnung, wenn man an der Stelle der Fahrbahn, wo das Hakengeschirr von der Katze gelöst werden soll, einen Anschlag anbringt, Durch den Anprall beim Gegenfahren wird das Hebelwerk der Katze so verschoben, dass die Last frei wird und gleichzeitig der Anschlagbügel die Katze am Rücklauf hindert. Wird dann die Last wieder hochgezogen, so führt der Anstoss des Hakens die Hebel in ihre ursprüngliche Stellung zurück, sodass die Last festhängt und die Katze frei wird. Die Konstruktion leidet an dem Uebelstande, dass der Maschinist die Katze nicht an beliebiger Stelle festhalten kann und das Versetzen des Anschlags etwas umständlich ist.

Eine dritte Möglichkeit ist die, die Katze in ein endloses Seil einzuhängen, das über eine Bremstrommel geführt wird, und sie damit an beliebiger Stelle festzuhalten. Diese Ausführung ähnelt dem auf S. 10 d. Bd. beschriebenen Drehkran von Bleichert (vgl. auch die folgende Skizze).

Die allereinfachste Anordnung eines Hochbahnkranes, die z.B. von J. Pohlig für seinen Huntschen Elevator benutzt wird, stellt Fig. 130 dar. Der Haken ist an einer losen Rolle aufgehängt und die Fahrbahn unter etwa 30° geneigt, sodass dem in Richtung der Bahn wirkenden Seilzug ½ Q eine gleich grosse Lastkomponente entgegenwirkt, die Aufwärtsfahren der Katze verhindert. Neigt man die Bahn noch ein wenig stärker, so ist die Katze vielmehr bestrebt, bergab zu laufen. Man muss sie daher durch einen Anschlag auf der Bahn feststellen. Solange die Last gesenkt und gehoben wird, bleibt die Katze stehen und wird erst mitgenommen, wenn das Hakengeschirr beim Hochziehen darunter stösst und die Winde weiterläuft. Gesenkt werden kann die Last nur dann, wenn die Katze sich gegen den Anschlag stützt. Diese Stellung ist in der Figur gezeichnet.

Einen Träger von grösserer Länge unter der Neigung von 30° zu verlegen, wird natürlich nur in den seltensten Fällen möglich sein, und Pohlig benutzt daher den Elevator in der Regel nur dazu, die Kohle aus dem Schiff ans Ufer zu fördern und in einen Füllrumpf zu schütten, von wo automatische Bahnen oder andere Transportmittel die Weiterbeförderung übernehmen.

Ihre ausserordentliche Einfachheit hat der Konstruktion grosse Verbreitung verschafft. Bei Verladung von Kohle auf Lagerplätze ist indessen die Umladung und vor allem der Sturz von dem Wagen der automatischen Bahn auf den Lagerplatz dem Material schädlich, sofern es sich um stückige Kohle handelt, in anderen Fällen kann die Staubentwickelung unangenehm sein. Für solche Fälle empfiehlt deshalb Pohlig seine nach Fig. 127 angeordnete Verladebrücke.

Textabbildung Bd. 318, S. 75
Textabbildung Bd. 318, S. 75

Wenn man mit einfachem Seil, ohne lose Rolle, arbeiten will, wie es bei Greiferbetrieb erwünscht sein kann, so lässt sich das Seil nicht mehr parallel der Bahn führen. Setzt man die Winde jetzt etwa in den Punkt A (Fig. 131), so ergiebt sich aus der Bedingung, dass sich die Komponenten in Richtung der Bahn aufheben, oder was dasselbe heisst, die Resultierende senkrecht zur Bahn stehen soll, eine Kurve bestimmter Form. Wie aus Fig. 131 leicht ersichtlich, ist dies eine Parabel mit A als Brennpunkt. Wegen der grösseren Steigung verwendet Pohlig indessen diesen parabolischen Ausleger nur in seltenen Fällen.

Falls bei der Anordnung Fig. 130 die Möglichkeit gegeben werden soll, die Katze an beliebiger Stelle festzuhalten, so kann dies, wie punktiert angedeutet, durch Einschalten eines über eine Bremstrommel geführten endlosen Seiles geschehen.

(Fortsetzung folgt.)

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Vergl. Kammerer, Die Lastenförderung unter dem Einfluss der Elektrotechnik. Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure 1902, S. 1423 ff. Dort finden sich u.a. für die meisten der im folgenden besprochenen Anordnungen die Fahrwiderstandsdiagramme für die Katzenbewegung.

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