Text-Bild-Ansicht Band 326

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Schmierung und sehr niedrigen Flächendrucken der Reibungskoeffizient annähernd umgekehrt proportional zum Flächendruck ist, also bei gleichem Druck mit der Größe der Reibfläche wächst (vergl. Engineer 1884, Bd. 58, S. 57 und folg.). Dieser Fall lag bei der Versuchsbremse vor, die deshalb ohne Schmierung arbeitete. Während man früher meist mäßige Fettschmierung anwandte, läßt man neuerdings die Bremsscheiben in ein Oelbad eintauchen. Nach Kammerer kann dann der Reibungskoeffizient bei Metallreibflächen im Mittel μ = 0,1, das Produkt aus zulässigem Flächendruck f und Gleitgeschwindigkeit c f • c bis zu 30 kg/qcm-m/Sek. gesetzt werden. Diese Werle enthalten eine genügende Sicherheit gegen übermäßiges Erwärmen der Bremse.

Bezüglich der Anzahl der Sperrscheiben soll man grundsätzlich eine Sperrscheibe mehr anordnen als Lamellenscheiben, wobei die beiden Stirnflanschen der Bremse weder als Sperr- noch als Lamellenscheibe mitzuzählen sind. Mit einer einzigen Sperrscheibe wird man in der Regel nur bei kleineren, von Hand betriebenen Hebezeugen auskommen. Bei größeren Ausführungen und motorischem Antrieb muß man mehrere Sperrscheiben anordnen; man erhält sonst zu große Abmessungen für die Reibflächen. Mit der Größe der Reibflächen wächst aber die Schwierigkeit, den Druck gleichmäßig über die ganze Fläche zu verteilen und die Gleitgeschwindigkeit innerhalb der zulässigen Grenzen zu halten. Andererseits vergrößert selbst eine große Sperrscheibenzahl die achsiale Ausdehnung der Bremse nicht bedeutend, da die einzelnen Scheiben nur eine geringe Dicke zu erhalten brauchen. Im Interesse einer gleichmäßigen Druckverteilung wird man auch den kreisförmigen Bremsflächen keine große Breite geben.

Als Material für die Gewindeteile nimmt man am besten Stahl auf Bronze. Die Schmierung muß mit Rücksicht auf zuverlässiges Arbeiten der Bremse und wegen des Verschleißes stets reichlich sein. Hierzu verwendet man meist Fett, das durch eine Bohrung der Welle zentral zugeführt wird. Zweckmäßig schützt man das Gewinde gegen das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit. Der Reibungskoeffizient tg φ wird dann selbst bei nicht ganz sorgfältiger Wartung keinen großen Schwankungen unterliegen, da sich das Fett in den Gewindegängen lange hält. Im Mittel kann man bei guter Fettschmierung setzen tg φ = 0,1 und φ = 5° 50'. Für die Flächenpressung lassen sich die für Bewegungsschrauben gültigen Werte anwenden. Für Stahl auf Bronze kann man also nach von Back bei guter Schmierung mit dem Flächendruck bis zu 100 kg/qcm gehen. Das Gewinde erhält quadratischen, rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt und wird bei kleinen Ausführungen in die Bremswelle, das Muttergewinde in das auf der Bremswelle sitzende Lastritzel eingeschnitten. Den Kerndurchmesser der Schraube nimmt man dann gewöhnlich ebenso stark wie den der Bremswelle. Bei größeren Konstruktionen setzt man auch wohl das Schraubengewinde als besonderen Teil auf die Bremswelle auf.

Ein elastisches Abstützen der Bremse hat den Vorteil sanfter Bremswirkung, da es ein allmähliches Abstufen des Bremsmomentes ermöglicht. Außerdem begünstigt es das Einstellen der Bremse auf den mittleren Bremsdruck beim Lastsenken. Die elastische Abstützung erreicht man am besten durch Einschalten einer Feder. Die Feder ist so stark zu wählen, daß sie bei Vollast etwa das Doppelte des mittleren Druckes beim Lastsenken aufnehmen kann. Sie wirkt zwar um so günstiger, je größer ihr Hub f. d. Belastungseinheit ist, jedoch darf ihr Gesamthub nur so groß bemessen werden, daß das exakte Anhalten der Last dadurch nicht zu sehr beeinflußt wird. Der Federhub darf also um so größer sein, je näher die Bremse am Motor liegt. Ein allzu starkes Zusammendrücken der Feder, wie es für die angegebene Federstärke beim Anheben der Vollast meist eintreten wird, läßt sich durch einen Anschlag verhindern. Die Verwendung von Lederscheiben zur elastischen Abstützung der Bremse ist nicht zu empfehlen, da Leder für diesen Zweck nicht hinreichend nachgiebig ist und seine Elastizität auch auf die Dauer ganz verliert.

Der Konstruktionsteil, der erforderlichenfalles beim Lastsenken die Kupplung zwischen Motor und Last vermitteln soll und zugleich das Lüftspiel begrenzt, ist bei der Versuchsanordnung als Stellring ausgeführt worden. Für den praktischen Betrieb indessen ist diese Konstruktion unzweckmäßig, weil sich das Lastritzel auf der Bremswelle, besonders wenn die Bremsschraube geringe Steigung hat, leicht an dem Stellring festklemmt und so die Bremse außer Tätigkeit setzt. Das Festklemmen läßt sich mit Sicherheit dadurch vermeiden, daß man die Kupplung nach Art einer Klauenkupplung mit tangentialen Anschlägen ausführt (vergl. die Konstruktion Fig. 3–4 und 5–6).

Die Sperrwerkseinrichtung der Bremse muß selbstverständlich geräuschlos sein. Die Sperrzahnteilung macht man klein, damit die Last möglichst in jeder Stellung gehalten werden kann. Praktische Erfahrungen haben ergeben, daß eine einzige Sperrklinke nicht hinreichend betriebssicher ist; man hat daher mindestens zwei Klinken mit versetzter Teilung anzuordnen, was außerdem den Vorteil hat, daß die Sperrzahnteilung entsprechend größer sein darf. Statt Sperrverzahnung und Klinke wendet man auch wohl Differentialbandbremsen an.

Der Gang der Berechnung einer Senksperrbremse ist etwa folgender: Man bestimmt zunächst Größe und Anzahl der Bremsflächen. Diese werden beim Lastsenken, bei dem sie ständig aufeinander reiben, am ungünstigsten beansprucht und müssen daher nach ihrer Beanspruchung beim Lastsenken berechnet werden. Hierzu benutzt man Gleichung 17b,

Nach der Lage der Bremse im Hubwerk und der Maximallast ergibt sich das an der Bremse angreifende Lastmoment

. Dann macht man Annahmen über die Durchmesser der Reibflächen. Mit dem äußeren Durchmesser ε1 wird man, um eine gleichmäßige Druckverteilung zu erhalten, nicht über 25–30 cm hinausgehen; der innere Durchmesser ε2 ist durch die Dicke der Bremswelle begrenzt. Aus den Annahmen über ε1 und ε2 ergibt sich der mittlere Hebelarm der Reibung an den Bremsflächen
. Aus der Oberfläche der Reibflächen
und dem zulässigen Flächendruck erhält man den höchst zulässigen Bremsdruck beim Lastsenken = Pm. Der Flächendruck p und der Reibungskoeffizient μ richten sich nach dem Material, der Schmierung und der Gleitgeschwindigkeit c der Reibflächen (für Metall auf Metall in Oelbad: f • c < 30 kg/qcm /Sek.; μ = 0,1). Die Größe von r tg(α + φ) kann man in erster Annäherung = 0 setzen, da sie im Verhältnis zu μ ρ (2 y – 1) klein ist. Durch Einsetzen der Werte in Gleichung 17b findet man dann die Anzahl der Sperrscheiben.

Die Gewindesteigung ergibt sich aus den beiden Gleichungen

R tg (α + φ) < μ ρ1. . . . . . . . 20)

(Bedingung für das Festhalten der schwebenden Last) und