Titel: Ueber Lastenhebmaschinen; von Prof. H. Gollner in Prag.
Autor: H. Gollner
Fundstelle: Band 264, Jahrgang 1887, S. 465
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Ueber Lastenhebmaschinen; von Prof. H. Gollner in Prag. (Patentklasse 35. Fortsetzung des Berichtes S. 305 d. Bd.) Mit Abbildungen auf Tafel 7, 12, 18 und 27. H. Gollner, über Lastenhebmaschinen. Nach dem Engineer, 1884 Bd. 57 * S. 3 sind im Arsenale zu Portsmouth zwei 40t-Preſswasserkrahne als Schmiedekrahne in Verwendung, welche von der Hydraulic Engineering Company in Chester geliefert wurden. Die Hauptabmessungen des in Fig. 1 und 2 Taf. 27 dargestellten Krahnes sind: Höhe vom Boden bis zu den Schienen am Schnabel 6m, Entfernung von Schnabelmitte bis Mitte des Hebecylinders Z, wenn sich dieser in seiner äuſsersten Lage befindet, 8m,5, Weg für den Hebecylinder Z längs des Auslegers 4m,5. Das Krahngerüst besteht aus der versenkten Krahnsäule, welche in den Auslegerschnabel übergeht; beide sind als Träger mit kastenförmigem Querschnitte ausgeführt. Der Ausleger theilt sich in seinem vorderen Theile in zwei parallele Träger, auf welchen Schienen zur Aufnahme des beweglichen Hebecylinders angebracht sind. Der obere Theil der versenkten Krahnsäule lehnt sich gegen die in einen Guſsrahmen versenkt gelagerten Reibungsrollen; der untere Theil ist mit einem Guſsstücke versehen, dessen breite Flansche sich gleichfalls gegen ein System von Reibungsrollen preſst, um die passiven Widerstände bei der Drehung des Gerüstes zu verringern. Behufs Aufhebung des mächtigen wagerechten Schubes gegen die Grundplatte ist das Fuſsende der Säule mit einem entsprechend gelagerten Spurzapfen versehen. Das obere Rollengehäuse und die versenkte Grundplatte sind in der Entfernung von 7m,75 durch einen dickwandigen Cylinder aus Guſseisen von 2m,45 Durchmesser abgesteift und centrirt, andererseits durch Grundschrauben mit einander fest verbunden. Die viertheilige cylindrische Ringplatte am oberen Ende der Krahnsäule, deren wagerechten Schub die Reibungsrollen im Rollengehäuse aufzunehmen haben, ist zu einer Kettenrolle ausgebildet. Zu beiden Seiten des Krahnauslegers sind nach rückwärts zwei Treibcylinder befestigt, deren Treibkolben in Verbindung mit den eingeschalteten Flaschenzügen und unter Anwendung einer Gliederkette, welche um die erwähnte Kettenrolle geschwungen wird, die Drehung des Krahnes um 90° vermitteln, wenn die Schmiedestücke vom Schweiſsofen zum Dampfhammer getragen werden sollen. Der am Ausleger fahrbar eingerichtete Hebecylinder Z hat 0m,403 Bohrung und 2m,5 Hub; vermöge der angebrachten Kugelsitzfläche kann sich derselbe gegen das Laufwagengestell allseitig verdrehen. Zur Verschiebung des auf dem Laufwagen ruhenden Hebecylinders dienen zwei wagerechte Treibcylinder am Ausleger, deren Kolben bezieh. Kraftrollen je eine Treibkette aufnehmen, um die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Hebecylinders zu vermitteln. Von den am vorderen und rückwärtigen Ende der wagerechten Strecke des Auslegers angeordneten Kettenleitrollen gehört je eine zum rechts- und linksseitig angebrachten Treibcylinder. Das Preſswasser flieſst von den Accumulatoren durch eine Reihe von Röhren; die mit dem Hebecylinder Z verbundene Röhre ist gelenkig eingerichtet. Die Anordnung der Steuerung wie der Rohre für die einzelnen Treib- wie für den Hebecylinder ist unmittelbar aus Fig. 1 zu ersehen. Die Accumulatoren zur Lieferung des Preſswassers haben 300mm Bohrung und 3m,65 Hub, zwei Dampfmaschinen von 270mm Bohrung und 1400mm Hub erhalten die Accumulatorpressung auf rund 50at. Ueber Preſswasserkrahne für Bessemer-Stahlwerke liegen Mittheilungen in Stahl und Eisen, 1883 * S. 667 von R. M. Daelen und von F. Wrightson nach Vorträgen vor, welche von den Genannten auf der Versammlung des Iron and Steel Institute zu Middlesborough gehalten wurden. Insbesondere behandelt R. M. Daelen „die verschiedenen Systeme von hydraulischen Krahnen für Stahlwerke“. Die in solchen Anlagen verwendeten Preſswasserkrahne sollen folgende Bestimmungen erfüllen: als sogen. Mittelkrahn zur Förderung der Gieſspfanne zur Birne, zum Tragen der gefüllten Gieſspfanne zu den einzelnen Formen, welche im Guſsraume aufgestellt sind; als sogen. Blockkrahn zum Einsetzen und Ausheben der Guſsformen, zum Ausheben der erzeugten Guſsblöcke, endlich zu verschiedenen Nebendiensten für die Einrichtung der Bessemerhütte. Der Dienst des Mittelkrahnes erfordert: Leichtigkeit im Drehen und Raschheit wie Sicherheit im Anhalten der Gieſspfannen in der Mitte jeder Guſsform. Die Verläſslichkeit der Arbeit hängt in erster Linie von der Sicherheit der Construction ab, welche Frage eine entscheidende Bedeutung hat. R. M. Daelen spricht sich weiter dahin aus, daſs durch die Anordnung von Gegengewichten bei Mittelkrahnen sehr wohl eine Entlastung des Preſskolbens erreicht werden kann, daſs aber auch zugleich die zu beschleunigenden Massen des Krahnes erheblich zunehmen, wodurch die Leichtigkeit wie Raschheit der einzelnen Bewegungen beeinträchtigt wird, wie deren rasche Einstellung Schwierigkeiten verursacht. Da die Hubzahl eines Mittelkrahnes bei jeder Hitze nur 2 bis 3 beträgt, also in 24 Stunden höchstens 150 erreicht, so ist auf den Mehrverbrauch von Preſswasser für Mittelkrahne wegen des Gegengewichtes um so weniger Rücksicht zu nehmen, als die Druckfläche bezieh. der Durchmesser des Preſskolbens in erster Linie aus Festigkeitsrücksichten ausreichend bemessen werden muſs und mit alleiniger Rücksicht auf die zu fördernde Lastgröſse wesentlich kleiner ausfallen würde. Als Hauptbedingungen für die Construction von Blockkrahnen, deren Hubzahl in 24 Stunden 1000 bis 2000 erreichen kann, welche weiter bei gröſseren Hüben eine groſse Aufgangs- wie Niedergangsgeschwindigkeit des Gerüstes besitzen müssen, haben zu gelten: Leichtigkeit des Drehens für Handbetrieb, sparsamer Wasserverbrauch, Einfachheit, Sicherheit. Der in Fig. 7 Taf. 27 dargestellte Blockkrahn besitzt die gröſste Verbreitung, obschon er die gestellten Bedingungen nur in mangelhafter Weise erfüllt und zwar wegen des groſsen Eigengewichtes im Verhältnisse zur Nutzlast, des unverhältniſsmäſsigen Wasserverbrauches in Folge groſser Reibung des Kolbens M und der bedeutenden Eigenlast. Bessemer hat nach Fig. 8 Taf. 27 zuerst die Anordnung des Differentialkolbens M, M1 vorgeschlagen, allerdings dadurch eine Ersparniſs an Preſswasser erzielt, hingegen eine schwer zugängliche Stopfbüchse T anordnen müssen, welche wohl die Hauptursache ist, daſs diese Form weniger Verbreitung fand. Im J. 1871 construirte R. Daelen sen. den in Fig. 4 und 5 Taf. 27 dargestellten Differential-Blockkrahn, dessen Vortheile in Folgendem bestehen: Verkürzung der Länge der Krahnsäule A, Vergröſserung der Gesammtlänge der Führungen, erhöhte Sicherheit durch Fassung des oberen Endes der Krahnsäule mittels Zugstangen, günstige Lage beider Stopfbüchsen und geringeres Eigengewicht für die zu hebenden Krahntheile. Diesen Vortheilen steht erfahrungsgemäſs der wesentliche Nachtheil des raschen Verschleiſses des Dichtungsmaterials der unteren Stopfbüchse an der Krahnsäule in Folge Staubes u.s.w. gegenüber, welcher Nachtheil nur durch Verkleinerung des Säulendurchmessers, d. i. durch Herstellung von Säulen aus Schweiſs- und Fluſseisen, theilweise behoben werden kann. Die Firma Tannet Walker und Comp. in Leeds hat den in Fig. 9 Taf. 27 dargestellten Blockkrahn construirt, durch welchen eine wesentliche Ersparniſs an Preſswasser erzielt und weiter erreicht werden soll, daſs der aus Festigkeitsrücksichten erforderliche Querschnitt der Krahnsäule unabhängig vom Querschnitte des Hebekolbens (Treibkolbens) bestimmt werden kann. Die Krahnsäule A wird zu diesem Zwecke in der Mitte des Krahncylinders B geführt, erhält aber keinen Preſswasserdruck, welcher nur auf die beiden seitlichen Treibkolben C und D einwirken kann. Die Art der Uebertragung dieser Drucke auf das zu hebende Krahngerüste ist aus der Figur zu ersehen. Der Treibkolben C steht mittels der Krahnsteuerung, der Treibkolben D unmittelbar mit dem Accumulator in Verbindung, so daſs nur der Durchmesser bezieh. die Querschnittsfläche und der Hub des Treibkolbens C für den Verbrauch an Preſswasser maſsgebend sind, weil der durch den Kolben D beim Aufgange bedingte Preſswasserverbrauch durch den Niedergang desselben aufgehoben wird. Der Treibkolben C hat die Nutzlast sowie einen Theil des Eigengewichtes des Krahnes, der Treibkolben D den übrigen Theil desselben zu überwinden. Die Vertheilung des Eigengewichtes des Krahnes auf die Druckflächen von C und D wird in der Weise durchgeführt, daſs für den Niedergang (Entlastung) von C noch die nöthige Niedergangsgeschwindigkeit des Krahnes gesichert ist. R. M. Daelen leitet aus der eben beschriebenen Einrichtung folgende Hauptbedingungen für die Preſswasser-Blockkrahne ab: 1) Möglichkeit der Bestimmung der Treibkolbenfläche mit alleiniger Rücksicht auf die Förderlast, also unabhängig von der Festigkeit der Krahnsäule, 2) möglichste Verminderung der Eigenlast, 3) solche Anordnungen von Stopfbüchsen, daſs dieselben leicht und sicher zugänglich und möglichst entfernt von der Bodenfläche sind, 4) möglichst geringe Reibungen durch die wagerechten Schübe unter Anwendung passender, die Reibung vermindernder Einrichtungen. Die in Fig. 3 Taf. 27 dargestellte amerikanische Anordnung soll hier noch den gestellten Bedingungen am besten entsprechen. Das Wesentliche derselben liegt in der Anwendung einer zweiten oberen Lagerstelle für die Krahnsäule, wodurch eine wünschenswerthe Entlastung derselben erreicht ist. Die Lagerung muſs sicher und starr ausgeführt sein, wenn sie von Nutzen sein soll, d.h. wenn das Gegengewicht für Last und Ausleger erspart und eine Entlastung der Stopfbüchse erreicht werden soll. Um nun eine zweite Führung der sich hebenden und senkenden Krahnsäule B (Treibkolben) unabhängig vom Dachstuhle des Werkraumes zu erreichen, wurde nach Fig. 9 bis 11 Taf. 27 folgende Anordnung gewählt: Der Treibkolben B ist mit Rücksicht auf Förderlast sowie Eigenlast der zu fördernden Krahngerüsttheile bemessen und geht in den schrägen Arm C über, welcher einerseits den Ausleger D mit dem Krahnwagen O aufnimmt und an den Enden je zwei Führungsrollen E trägt, die sich gegen die Flanschen zweier senkrechter I-Träger F stützen; diese Träger sind unten mit der drehbaren Krahnhülse G, oben durch ein Querstück verbunden, welches den Zapfen J aufnimmt, dessen Lagerung im Vereinigungspunkte der Zugstangen K erreicht ist. Der Krahncylinder A ist mit seiner Grundplatte gegen den Unterbau der ganzen Maschine mittels Grund schrauben befestigt und dient noch als Stützpunkt für die Reibungsrollen H, welche in der Krahnhülse G gelagert sind. Auſser dem Ausleger D kann unter Umständen noch ein Gegenausleger L zur Aufnahme des Gegengewichtes G1 angeordnet sein. R. M. Daelen stellt folgende Vorzüge der eben vorgeführten Construction auf: Beanspruchung des Treibkolbens nur im lothrechten Sinne (auf Druck), geringes zu bewegendes Eigengewicht, Aufhebung der Seitenreibungen zwischen Treibkolben und Cylinder, mögliche Verbindung des Krahnes mit dem Gebäude ohne Benutzung des Dachstuhles. Für die verschiedenen Formen der Blockkrahne ergeben sich folgende Verhältnisse: Wasserpressung = 20 bis 25at, Nutzlast = 3t, Ausladung = 6m, Hub = 2m,5, todte Last zwischen 1,1 bis 4t,4 je nach der Form, Wasserverbrauch für den Hub = 78,5 bis 211l. Die in Fig. 7 dargestellte Anordnung ist sowohl hinsichtlich der Gröſse der Eigenlast, wie des Preſswasserverbrauches für den Hub am ungünstigsten, die Construction Fig. 9 bis 11 nach beiden Hinsichten die vortheilhafteste. F. Wrightson behandelt seine Construction eines Mittelkrahnes für Bessemerhütten, welche den Zweck verfolgt, bei gröſserer Ausladung des Krahnes eine vermehrte Sicherheit der Construction zu erreichen; er verwendet einen feststehenden Kolben mit nach oben verlängertem und gelagertem Gestänge und einen mit wirksamer Ringkolbenfläche versehenen beweglichen Treibcylinder, welcher den vorzüglich versteiften und hinsichtlich seiner Eigenlast gut ausgeglichenen Ausleger aufnimmt. Derart ist in der That eine Vermehrung der Ausladung bei erhöhter Sicherheit der Construction zulässig. Im Anschlusse an diese Mittheilungen von R. M. Daelen bezieh. F. Wrightson bespricht R. Bredt in Wetter a. d. R. einige verwandte Systeme von Bessemerkrahnen, welche die gemeinsame Eigenschaft besitzen, daſs die Krahnsäule vom Treibcylinder und dessen Kolben unabhängig ist. Die Krahnsäule kann nach frei gewählten Querschnittsformen mit beliebiger Sicherheit ausgeführt werden; der Treibkolben wird nur nach Maſsgabe der Nutzlast, des geringen Eigengewichtes des Auslegers bei gegebener Pressung des Kraftwassers zu bestimmen sein. Es ist kein Biegungsmoment für den Treibkolben und dessen Cylinder wirksam, wodurch auch die bedeutenden Seitenreibungen vermieden werden. Durch diese Verhältnisse wird auch der Verbrauch an Preſswasser für jeden Hub auf das geringste Maſs herabgemindert. Auſser den Preſswasserkrahnen als reine Drehkrahne wurden auch rollende Dreh- und Uebertragkrahne, als Preſswasserkrahne eingerichtet, versucht. Im Génie civil, 1885 Bd. 6 * S. 363 ist schon ein solcher Krahn für 10m Ausladung und 13m Höhe des Auslegerendes über der Fahrbahn beschrieben, ebenso im Engineer, 1884 Bd. 58 * S. 91 ein Preſswasser-Ueberladkrahn von W. L. Williams und H. Adams in London, wobei das Entladen von Waaren über ein Schiff hinaus mit Hilfe von ausstreckbaren Auslegern erfolgt. Ueber die neuen Erweiterungen der Dockseinrichtungen und der Maschinen der Kohlenschiffahrt der Bute Bocks in Cardiff liefert der Engineer, 1884 Bd. 58 * S. 98 einen eingehenden Bericht, welchem im Wesentlichen Folgendes entnommen ist: Die ersten Preſswasserkrahne zu Cardiff zum Zwecke der Förderung der Kohle unmittelbar vom Kohlenwagen in das Schiff bestanden aus vier Hebmaschinen, von rund 5m und 7m,5 Hub und wurden von W. G. Armstrong und Comp. geliefert. Die letzten zwei im J. 1880 ausgeführten Preſswasserkrahne erhielten einen Hub von rund 9m. Seit dem J. 1874 bestehen die Einrichtungen zum Verschiffen der Kohle aus einer Druckwasser-Kohlenwippe von Brown Brothers in Edinburgh, aus den Preſswasser-Wippen No. I und III, Umänderungen von Parfitt und Jenkins in Cardiff, aus zwei solchen am Ostufer des Flusses Taff, endlich aus einem beweglichen Preſswasserkrahn für 25t Belastung. Die a. a. O. beschriebene Einrichtung der Trockendocks, der sogen. Caissonpumpen (Kreisel- und Kolbenpumpen) u.s.w. übergehend, sei nur der hervorgehobene bewegliche Preſswasserkrahn in Betracht gezogen. Mit Rücksicht auf die Verwendung der Dampfschiffe statt der Segelschiffe für Kohlenfrachten wurde die Beschaffung beweglicher Krahne statt der bisher angewendeten feststehenden Drehkrahne erforderlich. Westmacott construirte zum Zwecke der raschen Kohlenverladung seinen Kohlenschlitten S (Fig. 12 Taf. 27); derselbe besteht aus einer leichten, auf Ketten hängenden Bühne, welche einen Bestandtheil, den sogen. „Antifrictionsbügel“ aufnehmen, durch welchen die Verdrehung des Schlittens mit aufgeladenen Kohlenwagen leicht erfolgen konnte. Die Wippketten, welche früher beim Einschiffen jedes einzelnen Eisenbahnwagens ein- und ausgehakt werden muſsten, gehen hier durch die Mitte der Bügelbefestigung und sind stets mit dem Kohlenschlitten S in Verbindung. Der Krahn K besteht aus einem Gerüste von quadratischer Grundform mit einer Säule, deren Grundplatte auf 4 Rädern ruht, welchen eine Geleisweite von etwa 8m entspricht. Die Förderlast wird von 4 Preſswasser-Hebzeugen aufgenommen, welche auch jede Bewegung des Krahnes verhindern, da die Förderlast nicht auf die Laufräder übertragen wird. Die Krahnsäule wird aus zwei Blechträgern gebildet, zwischen welchen der Hebecylinder angeordnet ist, dessen Kette über das äuſsere Ende des Auslegers A geleitet und mit der Bühne S verbunden ist. Ein zweiter Hebecylinder am Rücken der Krahnsäule vermittelt das Kippen der hängenden Wagen durch Verkürzung der Kippkette k1; der zweite Ausleger A1 wird durch den dritten Treibkolben, dessen Cylinder C an dem geneigten Träger D befestigt und gegen A1 abgesteift ist, in bestimmter Lage erhalten. Der Cylinder C dient als Gegengewicht für die Förderlast. Die Verdrehung der Krahnsäule und der Ausleger erfolgt in gewöhnlicher Weise mittels zweier Treibcylinder und Anwendung einer Treibkette. Alle Krahnbewegungen können leicht und sicher durch einen Mann eingeleitet werden und zwar von einer der zwei Ventilkammern aus, welche auf entgegengesetzten Seiten des Krahnes angeordnet sind. Der Krahn erhält sein Druckwasser durch bewegliche Gelenkröhren, welche an den Wasserhähnen angesetzt werden können. Ein Hilfskrahn von Chas. Hunter trägt den Kegeldeckel E als Bodenstück der cylindrischen Kohlengosse G. Ein Wagen kann in 2½ bis 3 Minuten geladen werden. Auf dem Royal Albert Dock in London sind 90 solcher Krahne ausgeführt. Die Anzahl der Kohlenwippen zum Verladen der Kohle in den Bute Docks beträgt 42. Diese Docks vermögen in Folge der Einrichtung mit Hebzeugen 12 Mill. Tonnen Kohle im Jahr zu verladen. Nach der gleichen Quelle 1885 Bd. 59 * S. 32 sind auch für das Bostoner Dock Kohlenaufzüge und Krahne mit Preſswasserbetrieb ausgeführt. Die ersteren sind für eine Last von 20t und eine Hubhöhe von 10m eingerichtet. Die Entleerung der Kohlenwagen erfolgt durch Drehung der Aufzugsbühne sammt Wagen um 45°. Die beiden Treibkolben haben 254mm und 178mm Durchmesser; der kleinere Treibkolben ist bestimmt, der Bühne durch Gegendruck das Gleichgewicht zu halten, wenn diese gesenkt werden soll. Die Preſswasserkrahne bestehen aus einem schmiedeisernen Gerüste für Lasten von 4 bis 15t, welche auf 13m Höhe zu fördern sind, bei einer Ausladung der Krahne von etwa 10m; ein ähnlicher Krahn ist für Lasten von 1,5 bis 3t bestimmt, zwei Krahne von 1t,5 Tragfähigkeit sind auf guſseisernen Säulen am Rande des Ufers befestigt. Die Krahne mit Faserseiltrieb kommen als rollende Drehkrahne und als sogen. Laufkrahne (ohne Drehbewegung eines Gerüsttheiles) zur Anwendung. Diese etwa 25 Jahre alten Constructionen wurden von Ramsbottom, Whitworth, Armstrong, Stuckenholz u.a. mechanisch sehr vervollkommnet und zu Förderungen in gedeckten Werkräumen, wie Ausrüstungshallen, Drehereien u.s.w. empfohlen. Das Faserseil ist entweder ein Baumwoll- oder ein Drahtseil; ersteres für eine Geschwindigkeit bis 25m bestimmt, letzteres als Ersatz des ersteren angenommen, um die groſsen Seilgeschwindigkeiten zu vermeiden. Die Seile werden in stark gespanntem Zustande angewendet, erhalten eine selbstthätige Spannvorrichtung mit reichlich bemessener „Spannfreiheit“ und werden derart zu und längs bestimmten Zwischeneinrichtungen der Krahne geleitet, daſs durch diese die sämmtlichen Bewegungen der Last und des Krahnes selbst vermittelt werden können. Der Faserseiltrieb wird durch eine besondere Betriebsmaschine entweder beständig, oder nur nach Bedarf in Betrieb erhalten. Seilkrahne als Dreh- oder feste Krahne mit Querbewegung eines Laufwagens, bei welchen das einzige Faserseil unmittelbar zur Förderung der Last in lothrechter und wagerechter Richtung verwendet wird, gehören in eine besondere Gruppe der Seilkrahne für die im Allgemeinen eine geringe Seilgeschwindigkeit kennzeichnend ist. Solche Krahne werden in Fabriken für Waarenlager, auf Schiffsdecken u.s.w. verwendet; als Beispiel hierfür mag der im Engineer, 1885 Bd. 60 * S. 314 beschriebene Hebe- und Schiebekrahn von Thwaite und Neville in Liverpool dienen. Fielding und Platt in Gloucester entwarfen einen  Laufkrahn mit Seilbetrieb unter Anwendung des sogen. „Gürtelgetriebes“ zur Erreichung der Hauptbewegungen der Förderlast wie des Krahngerüstes und wird diesbezüglich auf die kurzen Mittheilungen im Engineering, 1884 Bd. 37 * S. 522 hingewiesen. Armengaud's Publication industrielle, 1883/84 Bd. 29 * S. 453 bringt eine ausführliche Beschreibung eines rollenden Drehkrahnes mit Seilbetrieb nach dem Systeme Ramsbottom für 6t Förderlast, ausgeführt von der Schweizerischen Gesellschaft für die Construction von Locomotiven und Maschinen in Winterthur. Dieser rollende Krahn befindet sich in den Werkstätten der Nordbahn zu Hellemmes-Lille. Der Antrieb erfolgt mittels eines Baumwollseiles von 15mm Durchmesser, welchem eine secundliche Geschwindigkeit von 17m ertheilt wird. Die mechanische Einrichtung dieses Werkstättenkrahnes ist sehr vollkommen und durch die Anwendung von Riemenvorgelegen gekennzeichnet, welche vom Seiltriebe bethätigt zur Einleitung sämmtlicher Bewegungen der Last wie des Krahnes verwendet wird. Die Geschwindigkeit der senkrechten Lastförderung beträgt 0m,5 in der Secunde.