Der Kraftverbrauch von elektrischen und hydraulischen Hebezeugen.') Von P. Eilert, Maschinendirektor der Hamburger Freihafen-Lagerhaus-Gesellschaft. Hiernach stellt sich der Kohlenverbrauch für die gleichen Kraftmengen an der Verbrauchstelle bei elektrischem Betrieb um 36,27 vH günstiger als bei hydraulischem. 0,647 100 1,784 Wenn also die elektrische Kraft wirtschaftlicher erzeugt werden kann als diejenige von Druckwasser, so ist weiter zu untersuchen, welches Ergebnis die Ausnutzung in den elektrischen und den hydraulischen Hebezeugen liefert. Elektrische Aufzüge. Zum Vergleich ist der elektrische Aufzug, Fig. 1, in einem Kontorhause der Hamburger Freihafen-Lagerhaus-Gesellschaft zugrunde gelegt. Die Tragkraft des Aufzuges entspricht dem Gewichte von 6 Personen einschließlich des Führers; die Förderhöhe beträgt 18,7 m. Der Aufzug wird durch eine viergängige Schnecke angetrieben. Das Kabinengewicht G von rd. 1200 kg und die Hälfte der Nutzlast sind durch ein 1425 kg schweres Gegengewicht G1 ausgeglichen. Durch eine Hebelsteuerung wird der Umkehranlasser betätigt; die Geschwindigkeit der Kabine kann bis zu 1,25 m/sk gesteigert werden. Der Elektromotor mit Wendepolen leistet 12,5 PS. Mit diesem Aufzuge hat man bei Belastungen zwischen 50 und 450 kg je 10 Doppelfahrten ausgeführt und dabei den Stromverbrauch durch zwei hintereinander geschaltete geeichte Zähler verschiedener Bauart gemessen. Die Mittel der Ablesungen sind in der nachstehenden Zahlentafel enthalten. Auf eine Doppelfahrt sind demnach im Mittel 64,75 +54,72 + 52,77 +48,99 + 51,70 + 54,67 verbraucht worden. = 54,6 W-st und auf eine Einzelfahrt = 27,3 >> } 0,935 } 64,75 50 49,75 Da bei diesen Versuchen stets die ganze Hubhöhe von 18,7 m von der Kabine durchlaufen wurde, im praktischen Betrieb aber auf einer Fahrt wesentlich kürzere Strecken zurückgelegt werden, so wurden zur Bestimmung dieser mittleren Wegstrecken während eines vierwöchigen Betriebes außer dem Meßgerät für den Stromverbrauch auch noch ein Seilwegmesser und ein Fahrtenzähler eingeschaltet. Aus diesen Messungen ergibt sich, daß im Durchschnitt täglich 650 Einzelfahrten von 9,8 m Hub gemacht und dafür 17725 W-st verbraucht wurden. In diesem Stromverbrauch ist der Verbrauch für die Beleuchtung der Kabine und der Stockwerkanzeiger ebenfalls enthalten. Er sei mit 1800 W-st für eine 8 stündige Betriebzeit in Abzug gebracht. 17 725-1800 650 15 925 = 24,5 W-st und der Stromverbrauch für 1 m Fahrt auf 24,5 2,50 W-st. 9,8 Hydraulische Aufzüge. Fig. 2. Hydraulischer Aufzug für 450 kg Die von einem hydraulischen Aufzuge von der Leistungsfähigkeit des beschriebenen elektrischen bei den gleichen Belastungen und Betriebsverhältnissen verbrauchten Druckwassermengen sollen nunmehr bestimmt und mit dem Verbrauch an elektrischer Kraft verglichen werden. Für die Berechnung des hydraulischen Aufzuges sei angenommen, daß der Betriebsdruck im Kraftwerk 50 at, derjenige im Schieberkasten 50 · 0,94 = 47 at beträgt. Der Wirkungsgrad eines hydraulischen Aufzuges bei 8 facher Rollenübersetzung und zwei weiteren Ablenkrollen kann mit 50 vH angenommen werden. Der Kabinenhub beträgt wie beim elektrischen 18,7 m, s. Mithin haben wir für eine Auffahrt der Kabine 153,94 233,75 35983 ccm oder rd. 36 ltr Druckwasser nötig. Der hydraulische Aufzug, der ohne Lastabstufung gedacht ist, verbraucht bei den Auffahrten der Kabine, ganz gleich, ob mit einer oder mit sechs Personen belastet, immer die gleiche Druckwassermenge, dagegen wird für alle Abwärtsfahrten der leeren oder belasteten Kabine kein Wasser verbraucht. Mithin beläuft sich der Wasserverbrauch für eine Aufund Abfahrt von je 18,7 m bei einer Belastung in den Grenzen zwischen 0 und 450 kg stets auf 36 ltr. 56. Nr. 1912 wobei sich die Einzelfahrten auf Auffahrt und Abfahrt gleichmäßig verteilen, da die Seilwege auf- und abwärts einander gleich sein müssen. Es stehen also bei den hydraulischen und elektrischen Aufzügen für die gleichen Arbeitsleistungen 6129 ltr Druckwasser und 15 925 W-st einander gegenüber, und es soll nunmehr der Kohlenverbrauch für die von den beiden Aufzügen beanspruchten Kraftmengen bestimmt werden. Nach den Ergebnissen des ersten Versuches beträgt der mittlere Verbrauch des elektrischen Aufzuges bei den verschiedenen Belastungen und dem vollen Kabinenhub von 18,7 m für eine Auf- und Abfahrt 54,6 W-st. Da, wie eingangs festgestellt, zur Erzeugung von 1363 Wattstunden 1,784 kg Kohlen notwendig sind, so ergibt sich z. B. für 650 Doppelfahrten mit 18,7 m Hub ein Kohlenverbrauch von 650 54,6 1,784 1363 = 46,45 kg. Kabine am geringsten ist und mit abnehmender Fahrtlänge steigt. Bei Fahrten mit kleinen Hubhöhen tritt kaum ein Beharrungszustand ein; durch Verminderung der Geschwindigkeit würde, wenn das bei den vorliegenden Verkehrsverhältnissen zulässig wäre, der Aufzugbetrieb wirtschaftlicher gestaltet werden können. Von den Stromkurven ist ein Teil mit dem Kinematographen, der andre Teil mit einem von Siemens & Halske bezogenen Funkenschreiber aufgenommen. Bei der Aufnahme durch den Kinematographen wurde ein aperiodischer Strommesser in die Stromzuführleitung des Aufzuges eingeschaltet, von dessen Zeigerausschlägen während der etwa 20 sk dauernden Fahrt 14 Aufnahmen in der Sekunde, also insgesamt rd. 280 Aufnahmen für die Fahrt gemacht wurden. Die von den einzelnen Photographien abgelesenen Stromstärken wurden dann der Reihe nach als Ordinaten der Stromkurven aufgetragen. durch Bei dem Funkenschreiber wurden die Kurven einen Funkenstrom aufgezeichnet, der von dem Zeiger eines stark gedämpften Strommessers auf den durch Uhrwerk betätigten Papierstreifen übergeleitet wurde. Obwohl die Stromkurven an zwei verschiedenen Fahrstühlen aufgenommen worden sind, zeigen sie doch große Uebereinstimmung. Elektrische Speicherwinden. Für den Vergleich ist eine für die landseitige Luke Nr. 3 des Blockes R beschaffte elektrische Winde herangezogen, die 750 kg Tragfähigkeit bei etwa 1 m/sk Hub- und Senkgeschwindigkeit hat, Fig. 4. Die Winde wird durch eine Kohlen erforderlich sind. Bei denselben Betriebsverhältnissen braucht der hydraulische Aufzug 6129 ltr Druckwasser, oder demnach arbeitet der hydraulische Aufzug um 5,94 100 14,9 günstiger als der elektrische. Dieses Ergebnis, wonach der elektrische Aufzug bei Versuchsfahrten mit 18,7 m Kabinenhub im Kraftverbrauch dem hydraulischen überlegen ist, ihm aber bei dem sich während der werktäglichen Benutzung ergebenden Kabinenhub von 9,8 m nachsteht, und die Erscheinung, daß der Verbrauch bei den kürzeren Fahrtstrecken des werktäglichen Betriebes nicht proportional geringer ausfällt, als bei den Versuchen mit vollem Kabinenhub von 18,7 m er mittelt worden ist, finden ihre Erklärung aus den in Fig. 3 (S. 1064,65) dargestellten Stromkurven. Daraus ist zu ersehen, daß, wie bekannt, für das Anfahren der Kabine, also für die Beschleunigung der von der Kabine und dem Gegengewicht herrührenden Massen, erhebliche Strommengen erforderlich sind, die in einzelnen Fällen, je nachdem mehr oder weniger vorsichtig gesteuert wird, die Stromstärke im Beharrungszustand um ein vielfaches übersteigen. Hieraus ergibt sich, daß die mittlere Stromstärke für eine Einzelfahrt beim größten Hub der III. Stever stange ·28560· zweigängige Schnecke angetrieben, deren Achsdruck durch Kugellager aufgenommen wird. Die stählerne Schnecke ist aus dem Vollen geschnitten, und das unmittelbar auf der Trommelwelle sitzende Schneckenrad hat einen Zahnkranz aus Bronze. Der Verbund-Elektromotor mit Wendepolen, der mit der Schneckenwelle durch eine Kupplung verbunden ist, leistet 16 PS. 60 Amp 50 50 80 A Versuch 1 70 301 50 kg 50 40 401 Abfahrt. 401 Auch mit dieser Winde wurden nach Beendigung des Probebetriebes eingehende Versuche angestellt, wobei während mehrerer Tage der Stromverbrauch durch geeichte Zähler, die Zahl der Hübe und die zurückgelegten Hakenwege durch Seilwegmesser und Hubzähler festgestellt wurden. Nach diesen Beobachtungen ergab sich, Durchschnitt täglich daß im 70 Amp 60 60 Versuch 3 a 200 kg 100 Amp 90 80 80 70 70 40 50 30 30 10 10 betrug Wegstrecke 1477,8 m und der Kraft 1477,8 30 443 50 6. Juli 1912. die Warenballen aus den Wasserfahrzeugen oder von den Wagen an der Landseite nach den einzelnen Böden aufgenommen werden, muß vorerst die Schlinge soweit angehoben werden, daß sie frei schwebt. Erst nach kurzer Hubunterbrechung kann die Schlinge weiter aufwärts bewegt werden. Dasselbe geschieht auch beim Absetzen der Waren aus den Speicherböden nach den Fahrzeugen. Nachdem die Warenschlinge angehoben und aus den Speicherluken herausgeschwenkt ist, muß zur Beruhigung der Schlinge erst eine kleine Pause eintreten. Da diese kurze Unterbrechung aber vielfach nicht genügt, um das Pendeln der Warenschlinge vollständig zu beseitigen, so kommt es vor, daß die Fahrt nach abwärts oder aufwärts vor dem Landen der betreffenden Warenschlinge nochmals unterbrochen wird. Auch beim Einholen der vor der Luke frei schwebenden Warenschlinge nach den Speicherböden werden nur ganz kurze Wegstrecken beim Senken des Hakens Außerdem zurückgelegt, die etwa 0,5 bis 0,75 m betragen. entstehen noch Hubunterbrechungen durch genaues Einstellen der Warenschlinge vor den Speicherluken oder kurz über den Land- und Wasserfahrzeugen, wo die Schlingen genau auf den von den Führern dieser Fahrzeuge bestimmten Stellen gelandet werden müssen. Alle diese kurzen Hubunterbrechungen werden vom Hubzähler als Hübe mitgezählt, wodurch die geringe mittlere Hubhöhe von 3,33 m zustande kommt. Ebenso erklärt sich der ungleich größere Stromverbrauch der elektrischen Winde gegenüber den Aufzügen durch die Eigenart des Speicherbetriebes. Während die Aufzüge durch besonders angestellte Führer gesteuert werden, die für jede vorschriftswidrige Handhabung zur Verantwortung gezogen werden können, muß die Steuerung der Winden in den Speichern in die Hände der stets wechselnden Speicherarbeiter gelegt werden, die sich um die gegebenen Bedienungsvorschriften der Winden vielfach gar nicht kümmern. Das stellt außerordentlich hohe Anforderungen an die Betriebsicherheit und Einfachheit in der Handhabung dieser Hebezeuge, und es ist nicht zu erreichen, daß die Arbeiter das Ein- und Ausschalten der Winden mit der erforderlichen Vorsicht ausführen. Hierdurch, sowie durch die vielen Unterbrechungen des Hubes und das häufige Wiederanheben Auffahrt vom nach dem IV. Stock (8m Hub) Mittel: 12,0 Amp Abfahrt vom E Stock nach dem Keller (10,7m Hub) Abfahrt vom IV. nach dem I Stock (8m Hub) der Lasten entstehen starke Stromstöße, und es entfällt deshalb auf die mittleren Wegstrekken des Hakens ein ungewöhnlich hoher Stromverbrauch. Ueber die Stromverbrauch-Diagramme bei verschiedenen Belastungen dieser Winde gibt Fig. 5 Auskunft. Auf die Bestimmung der innerhalb der Versuchszeit bei den einzelnen Windenhüben geförderten Gewichtmengen ist, weil zu schwierig, verzichtet worden. Hierdurch kann bei dem vorzunehmenden Vergleich der Kraftverbrauch der elektrischen Winde insofern nur im günstigsten Sinne beeinflußt werden, als im werktäglichen Betriebe die im Durchschnitt bei den einzelnen Hüben geförderten Lasten bei weitem nicht die höchste Tragfähigkeit der Winde erreichen, während die hydraulische Winde bei diesen verschiede nen Belastungen stets die gleiche der Höchst-Tragfähigkeit entsprechende Druckwassermenge verbraucht, die nach den Wegstrecken und Hüben der elektrischen Winde berechnet werden soll. Hydraulische Speicherwinden. Für den Vergleich ist eine sogenannte Normalspeicherwinde, wovon eine große Zahl in den verschiedenen Lagerhäusern der Hamburger Freihafen-Lagerhaus-Gesellschaft aufgestellt ist, Fig. 6, gewählt. Die Winde hat 185 mm Kolbendurchmesser, 10 fache Rollenübersetzung und ist, bei 47 at Druck im Schieberkasten, der elektrischen Winde bezüglich Tragfähigkeit sowie Hub- und Senkgeschwindigkeit mindestens ebenbürtig. Diese Winde verbraucht bei 443 Hakenhüben täglich und 3,33 m mittlerem Hakenhub, wenn Q die Druckwassermenge in ltr, i die Anzahl der Hakenhübe, F den Kolbenquerschnitt in qdm, L den Kolbenhub in dm bezeichnet, an Druckwasser 33.3 10 2 |