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sich sodann die gesamte Durchbiegung, elastisch und durch Spielräume in den Bolzenlöchern verursacht, zu

Omax == 115/3a”

gegenüber der gröfsten Durchbiegung von nur 9/16" bei dem Portalständer von gleicher Höhe. Dieses überraschende Ergebnis leitet Grimm darauf zurück, dass die Portalständer durch den sehr steifen obersten Querriegel angenähert in die statisch günstige Form eines Dreieckständers übergeführt werden.

Der Portalständer wurde neben der analytischen auch einer graphischen Untersuchung unterworfen, wobei etwa wie in Fig. 31 angedeutet verfahren wurde. Die zeichnerische Lösung, der die Annahme zugrunde liegt, dass die Wendetangentenpunkte mit den Stabmitten zusammenfallen, ist so einfach, dass sie kaum einer Erläuterung bedarf. In Fig. 31 ist die Ermittlung der Achsial- und Querkräfte für das unterste Stockwerk gezeigt. Die äufseren Kräfte sind durch ein Seileck zur Mittelkraft, 24,8 t, vereinigt. Die Mittelkraft ist nach den beiden punktirten Richtungen zerlegt. Eine weitere Zerlegung der Seitenkräfte in Richtung der Säulenachse und senkrecht dazu liefert Q = 3,9 t. Somit ergiebt sich

einer festen Einspannung des Säulenfufses der Wirklichkeit nahekommt, ist eine offene Frage. Jedenfalls erfüllen zwei Bolzen von 38 mm Dmr. in der vorher beschriebenen Anordnung besonders bei einem Säulenfufs, der auf Rollen gelagert ist, den beabsichtigten Zweck nur in unvollkommener Weise. Auffällig ist ferner, dass der Einfluss der untersten Querriegel ohne weiteres in der Rechnung vernachlässigt worden ist, und dass für die Berechnung der einander überkreuzenden Schrägen in den Längsseiten der Türme die willkürliche Annahme gemacht ist, die Momentenfläche wechsle in halber Turmhöhe das Vorzeichen.

Neben der konstruktiven Bedeutung der besprochenen Portaltürme ist es schliefslich auch die vom ästhetischen Standpunkt aus unleugbar günstigere Wirkung des schrägenlosen Fachwerkes, welche das Bauwerk beachtenswert macht.

Ein abschliefsendes Urteil über Kosten und Zweckmässigkeit der neuen Kinzua-Brücke lässt sich nur anhand einer erschöpfenden Gewichtberechnung und eines darauf fufsenden Kostenanschlages aufgestellt unter gleichen Bedingungen für den zur Ausführung gelangten Entwurf einerseits und für eine Brücke mit Fachwerktürmen bewährter Bauart anderseits fällen. Solche Unterlagen stehen mir nicht zur Verfügung. Trotz der oben angeführten günstigen Durchbiegungsberechnungen kann ich mich jedoch schon aufgrund rein statischer Ueberlegungen nicht der Auffassung zuneigen, der Portalständer zeige im Vergleiche mit dem Schrägenfachwerk überlegene Eigenschaften in solchem Mafse, wie sie der Schöpfer dieses genial gedachten Entwurfes ihm beigelegt und in einem Vortrage1) vor der bedeutendsten fachwissenschaftlichen Körperschaft der Vereinigten Staaten zu vertreten versucht hat.

Berlin, im September 1901.

1, Vergl. C. R. Grimm, Transactions American Society of Civil En gineers 1901 Nr. 899.

Die Figuren 22 bis 39 zeigen, in welcher Weise diese Fördermaschinenart konstruktiv ausgebildet werden kann.

Schon bei der Besprechung der Anlagekosten war erwähnt, dass es möglich sei, die kleineren Maschinen, d. h. Maschinen mit einer Wagenzahl bis zu 4 pro Hub, unmittelbar in dem Fördergerüst unterzubringen. Zwei solcher Maschinen, für eine Doppelförderung bestimmt, sind in Fig. 22 bis 25 und 26 bis 29 dargestellt. Das Fördergerüst hat 2 Geschosse. Oben sind die beiden Antriebmotoren, welche frei fliegend unmittelbar je eine Treibscheibe tragen, angebracht, während in dem unteren Geschoss das Förderseil aus der Ebene der einen Scheibe in die der andern übergeführt wird.

Fig. 30 und 31 zeigen die Ausbildung der Maschine für eine grofse Förderung mit 6 oder 8 Wagen. Hier ist die dritte Umführscheibe, die das Seil von der einen zu der andern Treibscheibe bringt, schräg gelegt. Die Maschine ist so ausgebildet, dass sie ohne weiteres für jedes Fördergerüst verwendet werden kann, dessen Seilscheiben, entsprechend der Seilführung bei einer Trommelmaschine, neben einander liegen. Natürlich ist diese Ausführungsform auch anwendbar bei über- und hinter einander liegenden Seilscheiben, wie sie insbesondere bei einfachen Koepe-Scheiben angeordnet werden.

Fig. 32 bis 34 und 37 bis 39 stellen kleinere, durch Drehstrommotoren betriebene Fördermaschinen dieser Bauart dar; sie unterscheiden sich von den bisherigen Konstruktionen dadurch, dass für den getrennten Antrieb der beiden Treibscheiben nicht je ein besonderer Motor vorgesehen ist, sondern ein einziger Drehstrommotor, dessen beide Teile, sowohl der induzirte wie der induzirende, sich drehen. Es liegt auf der

Hand, dass sich alsdann ein unabhängiger Antrieb ergiebt und die Umlaufzahl der beiden Treibscheiben beliebig eingestellt werden kann. Die Maschine Fig. 32 bis 34 entspricht in ihrer Scheibenanordnung ungefähr der in Fig. 30 und 31, währead bei der Maschine Fig. 37 bis 39 alle drei Scheiben in eine Ebene gelegt sind und die Drehung des einen Teiles des Motors unter Zuhülfenahme von Kuppelstangen auf die zweite Treibscheibe übertragen wird.

Es sei übrigens bemerkt, dass die Treibscheiben in den verschiedensten Zusammenstellungen angeordnet werden können. Nur muss immer dafür gesorgt werden, dass der Seillauf theoretisch durchaus richtig ist, damit das Seil nicht gegen die Spurkränze der Scheibe anläuft. betont, dass auch die Anordnung in Fig 37 bis 39, bei der Vor allem sei alle drei Treibscheiben in einer Ebene liegen, ohne weiteres auch für die schwersten Fördermaschinen anwendbar ist, und zwar auch bei getrenntem Antriebe je einer der beiden Treibscheiben durch einen besonderen Elektromotor.

Bei der Ausbildung der Konstruktionen Fig. 22 bis 25, 30 und 31 sowie 32 bis 34 ist besonders darauf geachtet worden, dass das Förderseil stets nach einer Seite gebogen wird, da ja eine Biegung nach verschiedenen Richtungen, wie sie übrigens bei jeder Trommelmaschine und bei jeder Koepe-Maschine vorkommt, die Lebensdauer des Seiles ungünstig beeinflusst.

Man erhält allerdings bei diesen Konstruktionen eine gewisse Schränkung des Seiles, d. h. eine Bewegung des Seiles bei der Ueberführung von der einen Scheibe zu der andern in einer schraubenförmigen Fläche. Diese Schränkung ist weniger stark bei der Anordnung im Turm, als bei der An

Zeits deutscher

Schnitt a-b

Schnitt c-d

ordnung zu ebener Erde; denn hier findet eine Schränkung um 90° statt.

Diese Schränkung des Seiles ist, wie Versuche mit der in Fig. 40 bis 42 dargestellten Einrichtung gezeigt haben, durchaus nicht von Einfluss auf die Lebensdauer des Seiles. Dies geht übrigens auch sofort aus einer einfachen Ueberlegung hervor. Die Mittellinie des Flachseiles wird zwischen den beiden Scheiben, zwischen denen die Schränkung stattfindet, die kürzeste Verbindung herstellen, während die Aufsenkante des Flachseiles die Hypothenuse eines rechtwinkligen Dreiecks bildet. Die eine Kathete dieser rechtwinkligen Dreiecke ist nun aber so klein, dass die Hypothenuse von der andern Kathete kaum verschieden ist. Rechnet man praktische Verhältnisse durch, so findet man diesen Unterschied je nach Gröfse der Maschine und je nach dem Abstand der Scheiben zu 1/10 bis höchstens 1 mm. Berechnet man aus dieser Länge aufgrund der Deformation die zusätzliche Seilbeanspruchung,

Fig. 32 bis 34.

wie sie sich bei Verwendung von Flachseil ergiebt, sondern auch, da man ja in vielen Fällen bei dem bewährten Rundseil und bei gröfserem Scheibendurchmesser bleiben wird, hauptsächlich in der gröfseren Reibung, die flotteres Manövriren, schärferes Anfahren und schärferes Bremsen ermöglicht. Als weiterer Vorteil ergiebt sich ein stets durchaus richtiger und daher zuverlässiger Gang des Teufenzeigers, der zweckmäfsig mit der dritten zur Umführung des Seiles dienenden, im übrigen aber leer laufenden Scheibe verbunden wird. Da nämlich diese Scheibe weder angetrieben noch gebremst wird, so wird die an ihr vorhandene Reibung stets für die Mitnahme durch das Seil ausreichen. Es ist also nicht zu befürchten, dass sich diese Scheibe, wie es ja bei den angetriebenen Scheiben bei zu scharfem Bremsen und dergl. vorkommen kann, gegenüber dem Seil verschiebt. Eine Berichtigung des Teufenzeigers, wie sie besonders bei kaltem Wetter und einziehenden Schächten, wo sich das Seil mit einer Eisschicht umgiebt, sehr häufig nötig wird, ist also bei der Anordnung von zwei Treibscheiben nicht erforderlich.

Fig. 40 bis 42.

Weiter kann man die Umlaufzahl der Antriebmotoren dadurch erhöhen, dass man das Förderseil über eine lose Rolle, die am Förderkorb selbst angebracht ist, führt, wie in Fig. 35 und 36 dargestellt ist. Es ergiebt sich alsdann eine doppelt so grofse Seilgeschwindigkeit und dementsprechend die doppelte Umlaufzahl des Antriebmotors, unter Umständen sogar eine noch höhere Umlaufzahl, wenn man mit Rücksicht auf das nunmehr den halben Querschnitt erhaltende Seil den Durchmesser der Treibscheibe noch weiter vermindert. Diese Anordnung ist aber nur für kleinere Förderungen durchführbar, da im allgemeinen nicht genügend Raum im Schacht zur Verfügung steht, um die lose Rolle an dem Förderkorb unterzubringen; auch muss darauf Bedacht genommen werden, dass das Seil nicht an die Einstriche anschlägt. Auch hier wirkt die Verwendung

eines Flachseiles wiederum günstig. Bei Verwendung einer losen Rolle ergiebt sich übrigens noch der grofse Vorteil, dass die Förderkörbe in sehr bequemer Weise durch Auf- und Abwickeln eines freien Endes des Seiles gegeneinander verstellt werden können, sodass sogar eine Förderung aus verschiedenen Sohlen mit Koepe-Scheibe ermöglicht wird.

Bei Koepe-Förderungen wird im allgemeinen nur ein Es empfiehlt sich desFörderkorb auf die Caps aufgesetzt. halb, in die Förderkörbe für sich frei bewegliche besondere Böden einzufügen, die von den Caps beim Abziehen der Wagen gefasst werden. Das eigentliche Fördergerüst bleibt im Seil hängen. Diese beweglichen Förderböden haben den weiteren Vorteil, dass man durch entsprechende Anordnung der Caps die Schienen, welche die Förderwagen tragen, schräg stellen kann, sodass die Wagen bedeutend leichter abgezogen werden können.

-7400

Verluste im Schacht und im mechanischen Teil der eigentlichen Fördermaschine,

Verluste in den antreibenden Elektromotoren,

Verluste beim Anfahren und Auslaufenlassen der Maschine und ferner beim Einfahren in die Caps und beim Umsetzen der Maschine, um von den verschiedenen Etagen des Förderkorbes abziehen zu können;

alsdann weiter:

Verluste, die bei Bethätigung der Bremse entstehen, die wohl im allgemeinen mit Druckluft betrieben wird, Verluste, die in der Leitung zwischen Primärstation und Maschine auftreten,

7200

Verluste, die durch

1500

Federdynamometer

für 1000 kg

die etwa eingefügte Batterie verur-
sacht werden, und zum Schluss

Verluste in den Primärdynamos.

Die mechanischen Verluste im Schacht und in der eigentlichen Fördermaschine werden sich von denen, die bei Dampfförderunge auftreten, kaum unterscheiden. Lei der Treibscheibenförderung mit mehreren Scheiben werden allerdings an den drei Scheiben und ihren Lagern etwas gröfsere Verluste auftreten, die aber an sich nur gering sein werden. Wird die Maschine im För derturm selbst aufgestellt, so werden diese Verluste durch die alsdann fortfallenden Verluste der Seilscheiben im Fördergerüst ausgeglichen.

Die Verluste in den antreibenden Motoren werden um so geringer, je schneller diese umlaufen; denn der Wirkungsgrad der Elektromotoren nimmt mit steigender Umlaufzahl zu. Die Verringerung der Treibscheibendurchmesser verbilligt also nicht nur die Maschine, sondern verkleinert auch die Verluste.

Besondere Beachtung ist den Verlusten zu schenken, die beim Anfahren, also beim Beschleunigen der sehr beträchtlichen Massen entstehen, ferner denen beim Auslaufen der Fördermaschine, beim Einfahren in die Caps mit kleinerer Geschwindigkeit und beim Umsetzen der Maschine. Auch spielt das Einhalten einer bestimmten verringerten Geschwindigkeit für Personenfahrt bei diesen Verlusten eine gewisse Rolle.

Verwendet man das bei Elektromotoren allgemein gebräuchliche Anlassverfahren, während des Anlassens Widerstände einzuschalten, damit nicht die Ströme zu sehr anwachsen, so erreichen die Verluste bei hohen Fördergeschwindigkeiten eine sehr bedeutende Gröfse. Mafsgebend für die Höhe dieser Verluste ist die lebendige Kraft, die bei jedem Zuge in den bewegten Massen aufgespeichert wird. Man kann sich schnell ein ungefähres Bild von der Gröfse dieser Verluste verschaffen, wenn man anhand der Kurvenschar, Fig. 43, bestimmt, in welchem Verhältnis bei einem bestimmten Massenverhältnis die jeweilig aufgespeicherte lebendige Kraft zu der gesamten bei einem Zuge geleisteten theoretischen Nutzarbeit, bestimmt durch Nutzlast N und Hubhöhe H, steht. Das in der Figur angeführte Massenverhältnis giebt das Verhältnis der Masse der Nutzlast N zu den gesamten zu bewegenden Massen, die auf die Geschwindigkeit der Nutzlast bezogen sind, an. Dieses Massenverhältnis kann übrigens bei Verwendung einer Koepe-Scheibe gut bis auf 8, sogar bis auf 7 herabgedrückt werden, während

10

30

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es bei schweren Trommelmaschinen leicht eine Gröfse von 12 bis 14 erreicht.

Nimmt man nun den für die Verluste in der Anfahrzeit günstigen Fall einer vollkommenen Seilausgleichung, z. B. durch Unterseil, an, und setzt man ferner fest, dass das zur Beschleunigung erforderliche zusätzliche Drehmoment ebenso grofs sein soll wie das Drehmoment zum Heben der Nutzlast (statisches Drehmoment), so ergiebt sich, dass die Anlassverluste doppelt so grofs sind wie die lebendige Kraft. Man ersieht also aus Fig. 43, dass bei Fördergeschwindigkeiten von 15 bis 18 m/sk die Verluste in den Anlasswiderständen sehr leicht einen Betrag von 40 bis 50, ja anch 60 vH

UH Mv2: NH

50

Fig. 43.

765

durch Verminderung der Geschwindigkeit durch Widerstände entstehen.

Auch zur Erzielung der verringerten Geschwindigkeit für Personenfahrt, die im allgemeinen die Hälfte der gröfsten Geschwindigkeit sein kann, bietet diese Schaltung eine gute Handhabe, da eben bei Personenfahrt nur die halbe Batterie eingeschaltet wird, und zwar bei Hochfahrt in einem Trum die eine Hälfte und bei Hochfahrt im andern Trum die andere Hälfte.

Ein weiteres Mittel, die zum Entladen erforderliche Gleichstromspannung allmählich von null bis auf den gröfsten Wert zu bringen, bietet jede Gleichstrommaschine, deren Magnetfeld durch einen Nebenschluss-Regulirwiderstand zwischen null und seinem Höchstwert verändert werden kann. Es ist allerdings erforderlich, der Ausbildung solcher Maschinen besondere Sorgfalt zuzuwenden, da sie bei stark geschwächtem Magnet

Fig. 44 und 45.

40

20

-(schalter

Anlassen

der Nutzarbeit erreichen können. Diese Verhältnisse gehen übrigens auch sehr deutlich aus dem ersten Diagramm in Fig. 11 (S. 706), hervor, in welchem das kreuzweise schraffirte Dreieck die Anlassverluste darstellt.

Das Bestreben muss nun dahin gehen, diese Verluste, also dieses Dreieck, nach Möglichkeit ganz fortzuschaffen. Hierzu bietet sich vor allem bei Gleichstrom Gelegenheit, und zwar dadurch, dass man die schon früher erwähnte Sparschaltung anwendet, bei welcher die dem Motoranker zugeführte Spannung nicht in Widerständen abgedrosselt, sondern in irgend einer Weise während des Anlassens nach und nach erhöht wird.

Ein Mittel hierzu liefert die bei Gleichstromanlagen an sich schon sehr zweckmäfsige Akkumulatorenbatterie, und zwar in folgender Weise. Die Batterie wird in mehrere: zwei, vier oder noch mehr, Teile zerlegt. Soll angefahren werden, so wird zuerst ein Teil der Akkumulatoren batterie eingeschaltet, hierauf der zweite und so fort, bis der Motoranker die volle Spannung besitzt. Wollte man nun immer bei der gleichen Seite der Akkumulatorenbatterie beginnen, so würde sich, da die ersten Gruppen länger eingeschaltet bleiben als die letzten, eine ungleichmässige Entladung ergeben. Aber gerade bei Fördermaschinen bietet sich eine günstige Gelegenheit, diese ungleichmäfsige Entladung zu umgehen, und zwar dadurch, dass man die Batterie beim Hochfahren in einem Trum in der einen Richtung und beim folgenden Hochfahren im andern Trum in der andern Richtung benutzt. Fig. 44 zeigt diese Schaltung, und das beigefügte Diagramm, Fig. 45 lässt erkennen, dass sich eine gleichmässige Beanspruchung der einzelnen Batteriegruppen ergiebt, da schon nach zwei Zügen die Summen der Beanspruchungen in jeder einzelnen Gruppe einander gleich sind.

Es ist auch durchaus nicht erforderlich, die einzelnen Gruppen der Batterie gleich grofs zu machen. Zweckmässig ist es sogar, die beiden Gruppen an den beiden Enden der Batterie nur mit kleiner Spannung auszustatten, damit die Geschwindigkeit beim Einfahren in die Hängebank, beim Umsetzen der Maschine sowie auch bei Seil- und Schachtrevisionsfahrten möglichst gering ist und keine Verluste mehr

Fordermotor

felde den gröfsten Anfahrstrom führen müssen, also zu befürchten wäre, dass der Kommutator bei normaler Ausführung der Maschine Funken gäbe. Auch kann man die Maschine sich nicht selbst erregen lassen, sondern muss sogenannte Aufsenerregung, unter Umständen durch eine besondere Erregermaschine, herbeiführen. Anlagen nach dieser Bauart, der sogenannten Leonardschen Schaltung, sind schon verschiedentlich ausgeführt, jedoch immer in der Weise, dass man für jede Fördermaschine eine besondere Primärdynamo mit einer besonderen Antriebmaschine vorgesehen hat.

Dieses Anlassverfahren, das neben der Vermeidung von grofsen Anlassverlusten den weiteren Vorteil besitzt, dass die Schaltvorrichtungen verhältnismäfsig gedrängt, ausfallen, und dass jede gewünschte Geschwindigkeit ohne Energieverlust dauernd eingestellt werden kann, wäre besonders dann wertvoll, wenn es bei unveränderlicher Netzspannung, also bei Entnahme der Energie für die Fördermaschine aus einem allgemeinen Netz, durchgeführt werden könnte. Dies ist dadurch möglich, dass man zum Anlassen eine der bekannten Spannungsteilmaschinen verwendet, wie sie in Dreileiteranlagen allgemein üblich sind. Diese Maschine wird so gebaut, dass die Spannung jedes einzelnen Ankers zwischen null und dem gröfsten Wert geändert werden kann. Der anzulassende Anker wird