Ueber Hanfseiltriebe. K. Keller bez. Gollner, über Hanfseiltriebe. In der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1885 * S. 669 ff. ist ein Vortrag von Prof. K. Keller in Karlsruhe über „Seiltransmissionen“ veröffentlicht, in welchem die neueren Erfahrungen und Anschauungen über gröſsere Triebwerksanlagen für gegenseitig in unveränderlicher Lage befindliche Wellen besprochen sind. Der Vortragende stellt fest, daſs sich seit der Zeit der Einführung der Hanfseiltriebe durch die Gebrüder Pearce in Dundee (vgl. 1876 220 189. 221 * 411) die Verhältnisse der ersteren hinsichtlich der Gröſse der Arbeitsübertragung sowie in Bezug auf die zulässige Inanspruchnahme der Seile selbst wesentlich geändert haben, und hebt die der damaligen Zeit entstammende Regel hervor, nach welcher „ein Seil von 50mm Durchmesser bei 10m Umfangsgeschwindigkeit eine Leistung von 10 Pferd“ zu übertragen vermag. Daraus findet sich unter der Voraussetzung, daſs die Längsspannung im treibenden Seiltrume gleich dem doppelten Werthe der Umfangskraft ist, eine thatsächliche Inanspruchnahme des Seiles von 75at; wobei zu bemerken ist, daſs der eben angegebene Verhältniſswerth für die Längsspannung und Umfangskraft nur im Allgemeinen annähernd zutreffen wird und daher wohl auch nicht einschlägigen besonderen Rechnungen ohne Weiteres zu Grunde gelegt werden kann. Der Vortragende weist auf die Ergebnisse der Zerreiſsproben mit Triebseilen in der kgl. Versuchsanstalt in Berlin hin, durch welche für Manilahanfseile eine mittlere Festigkeitsgrenze für Zug von K2 = 700at nachgewiesen wurde. Diesem Zahlenwerthe können noch folgende vom Referenten angeschlossen werden: Nach Versuchen des Hauses Felten und Guilleaume in Köln wurden für Manilahanf-Triebseile eine mittlere Zugfestigkeit von 588at und eine Streckung an der Festigkeitsgrenze 100(Δl : l) = 16 Proc., für Seile aus badischem Schleiſshanfe die bezüglichen Werthe 598at und 11 Proc. gefunden. Nach Erfahrungen desselben Hauses ist der Manilahanf weniger für die Seilerzeugung geeignet, da er bei allerdings groſser Tragkraft von zu harter Faser ist und sich weniger leicht zu guten Fäden verspinnen läſst. Beim Spinnen selbst verbinden sich dessen Fasern unvollkommener, daher die gröſsere Längung der Litzen und Seile, welche Erscheinung unter Umständen groſse Uebelstände im Gefolge haben kann. Der badische Schleiſshanf hat erfahrungsgemäſs bei groſser Festigkeit eine bedeutende Biegsamkeit bei geringerer Längung; dessen Faser ist ziemlich grob und widersteht in feuchten Räumen der Fäulniſs am besten. Das genannte Haus hat sich nach seinen reichen Erfahrungen für die Verwendung des badischen Kern-Schleiſshanfes zur Erzeugung von Triebseilen entschlossen. Prof. Keller berechnet weiter die Bruchsicherheit der Hanfseile mit etwa 90 und stellt diesem Werthe jenen für Trag- und Förderhanfseile gegenüber, welcher sich bei der Inanspruchnahme dieser Seile mit 100at auf etwa 7 stellt. Die nach Keller's Angaben sich ergebende ungewöhnlich groſse Bruchsicherheit der Hanf-Triebseile gegenüber jener der Hanf-Förderseile, nämlich das Verhältniſs dieser Sicherheiten von rund 90 : 7, ist mit Berücksichtigung der gerade für Triebseile eintretenden auſserordentlichen Gesammt-Inanspruchnahme von sehr veränderlicher Gröſse wenigstens für die Zeit der Einführung dieses neuen Arbeit übertragenden Mittels wohl begründet. Denn die gefährliche Gesammt-Inanspruchnahme des Hanfseiles für Triebzwecke überhaupt wird keineswegs weder durch die statische Längsspannung desselben für sich, noch durch die hinzutretende und für die in den Rillen der Seilscheibe augenblicklich gelagerten Seiltrume maſsgebende statische Biegungsspannung hervorgerufen: dieselbe wird hauptsächlich durch die zuweilen groſse Veränderlichkeit der ersteren Inanspruchnahme in Folge schlechter Spleiſsung des Seiles, ferner unter dem Einflüsse des Wogens und der beständigen Querpendelung des Seiles erzeugt, so daſs derart dasselbe auf Arbeitsfestigkeit beansprucht wird. Wird noch der Einfluſs des Drehens, der Klemmung, des Schlupfes des Seiles beachtet und festgehalten, daſs durch letztere Erscheinungen ein unmittelbarer Angriff auf die Construction und die widerstehenden Querschnitte des Seiles erfolgen muſs, so ist wohl klar, daſs die Erfinder des Hanftriebes zur Zeit die rechnungsmäſsige sogen. zulässige statische Gesammt-Inanspruchnahme ihres Triebmittels möglichst verminderten, in welcher Zeit die Triebseilfabrikation erst so zu sagen geschaffen und ausgebildet werden muſste, in der aber schon erkannt wurde, daſs ein Hanf-Triebseil bestimmt nicht statisch, sondern in entschieden ungünstiger Weise dynamisch beansprucht wird. Was die oben ermittelte Bruchsicherheit der Hanf-Förderseile anbelangt, so ist zu bemerken, daſs dieselbe eben nur als ein Mittelwerth anzusehen sein wird, da die Grenzwerthe der in Rede stehenden Bruchsicherheit je nach der Art und Verwendungsweise der Hanf-Förderseile ziemlich weit von einander gelegen sind. Nach vorliegenden Versuchsergebnissen mit fertigen Hanf-Förderseilen ist sichergestellt, daſs dünne, „schwache“ Hanfseile eine entschieden höher gelegene Festigkeitsgrenze erreichen als dicke, „starke“ Seile oder gar Seiltaue. So wurden Hanfseile guter Fabrikation und ⅛ Zoll (3mm,2) äuſseren Durchmesser bei einer Inanspruchnahme von 731at zerrissen, während Hanftaue von 3 Zoll (76mm,2) äuſseren Durchmesser nur eine absolute Zugfestigkeit von 585at nachwiesen; diese Zahlen lassen weiter annähernd noch einen Schluſs auf die Zerreiſsfestigkeit des Hanfes an sich ziehen, wenn eine zweckentsprechende Erzeugungsmethode für die Seile vorausgesetzt wird. In jedem Falle konnte z.B. für das ⅛zöllige Hanfseil ursprünglich nur Hanf von vorzüglicher Güte verwendet werden, da im Gegenfalle dasselbe Seil schon während der Erzeugung voraussichtlich über die Bruchfestigkeit des Hanfes beansprucht und zerstört worden wäre. Zur Beurtheilung der zulässigen Inanspruchnahme bezieh. Sicherheit eines Hanf-Förderseiles ist überhaupt die volle Rücksichtnahme auf dessen Verwendungsweise sowie auf die Art der Vorbereitung für diese nothwendig. Man verwendet bekanntlich als sogen. „laufende“ Seile solche im trockenen (weiſsen), sowie solche im getheerten, nassen Zustande. Die zulässige Inanspruchnahme solcher Seile ist sehr verschieden und zwar für den ersten Fall 111at,0, im letzteren etwa 85at,0.Stehende Hanfseile können in denselben Zuständen mit 200at bezieh. 150at beansprucht werden. Die Ermittelung des Sicherheitsgrades der Hanfseile mit Beziehung auf die Festigkeitsgrenze derselben ist wohl nicht sachgemäſs, allein dermalen nicht zu umgehen, nachdem die Elasticitätsverhältnisse derselben Fabrikate nicht genügend sichergestellt sind. Die von Prof. Keller im Weiteren als durchschnittlich geltend angegebene Regel: „Ein Seil von 50mm Durchmesser überträgt bei 40m Geschwindigkeit 20 Pferd, bei einer Materialanstrengung von 15at“, gründet sich auf Erfahrungen über neuere und mitunter im groſsartigen Maſsstabe ausgeführte Seiltriebanlagen, unter welchen Erfahrungen offenbar jene über die Wahl des Materials und die Herstellung der Hanf-Triebseile als maſsgebend zu erkennen sind, – Angaben, von denen weiter die Wahl der Seilgeschwindigkeit sowie des Keilwinkels für die Seiltrumen u.s.w. wesentlich abhängig waren. Das heutige Bestreben, eine gröſsere Seilgeschwindigkeit einzuführen, um sparsamere Triebe zu erhalten, ist voll gerechtfertigt und auch schon mit entschiedenem Erfolge bethätigt worden, sobald Seile von vorzüglicher Güte und tadelloser Spleiſsung auf genau angearbeitete Seilscheiben von zweckmäſsiger Gröſse gelegt wurden.Die Seilgeschwindigkeit beträgt z.B. für die bezüglichen Triebeinrichtungen: 12m in der Weberei von H. Smith, in Bradford (N = 240 Pferd), 15m in Nicoll's Jutespinnerei zu Dundee (N = 400 Pferd), 19m,12 in Samugur's Jutespinnerei in Calcutta (N = 1000 Pferd), 22m,4 in Heyerdahl's Segeltuchfabrik in Christiania (N = 270 Pferd), 20m in Crespi's Spinnerei zu Mailand (N = 290 Pferd), 20m in der neuen Augsburger Spinnerei (N = 400 Pferd) u.s.f. Felten und Guilleaume erwähnen gleichfalls, daſs nach zahlreichen eigenen Beobachtungen eine Seilgeschwindigkeit von 15m,0 bei einem Seilscheibendurchmesser von mehr als 1m,5 und einem Scheibenabstande von 10 bis 12m (im wagerechten Sinne) vorzügliche Ergebnisse lieferte; mit dieser Angabe stimmen gleichfalls jene Seilgeschwindigkeiten sehr gut überein, welche bei Seiltrieben von sehr abweichender Anlage ermittelt wurden, die von der bezeichneten Firma zur Ausführung kamen. Auſserordentliche Seilgeschwindigkeiten konnten allerdings bei den Anlagen in der Verzinkerei zu Mühlheim a. Rh. (27m), ferner im Drahtwalzwerke daselbst (49m), im Walzwerke zu Hammerau (35m,5) u.s.w. erhoben werden; diesen der groſsen Seiltrieb-Praxis entnommenen Werthen der Seilgeschwindigkeit sei noch jene Ziffer der Seilgeschwindigkeit gegenüber gestellt, welche sich rechnungsmäſsig unter der Bedingung ergibt, daſs die durch einen Hanfseiltrieb zu übertragende mechanische Arbeit unter Berücksichtigung des Einflusses der Centrifugalkraft, ferner unter Voraussetzung mittlerer Reibungsverhältnisse und Eigengewichte des Seiles am gröſsten wird. Es berechnet sich unter obigen Voraussetzungen für PV = Max die Geschwindigkeit V = 25m,0. Prof. Keller ermittelt weiter für die letzt gegebene Regel den durchschnittlichen Werth des Verhältnisses T : γ = y, d. i. der gröſsten Längsspannung im treibenden Seiltrume zu seinem laufenden Gewichte und y = 150m, ferner die Anzahl (A) der erforderlichen Treibseile, um bei der Seilgeschwindigkeit (Vm), der äuſseren Seilstärke (dcm) eine Arbeit (N Pferd) zu übertragen, mit A=1250\,\frac{N}{d^2\,V} wenn obige Regel als maſsgebend erkannt wird. – Es sei hier noch angefügt, daſs der Werth y = 150m die Ordinate jenes Punktes der Schwerpunktslinie des nach einer Pseudokettenlinie sich frei hängenden Seiles bedeutet, für welchen die gröſste Längsspannung des Seiles eintritt. Im Weiteren wird auf den wesentlichen Einfluſs der Centrifugalkraft auf die Seilspannung hingewiesen und bemerkt, daſs nach englischen Regeln die zweckmäſsigste Seilgeschwindigkeit etwa 20 bis 25m und selbst 30m zu betragen habe. Die durch den Einfluſs der Centrifugalkraft bedingte Mehrspannung des Seiles wird nach der begründeten Regel t_1=\gamma\,\left(\frac{V^2}{g}\right)=\frac{T}{y}\ \left(\frac{V^2}{g}\right) ermittelt; dieselbe erreicht für V = 10m....40m bezieh. (t1 : T) = 0,06.....1,01. Wie hieraus hervorgeht, würde unter dem Einflüsse der Centrifugalkraft bei unveränderter Inanspruchnahme des Seilmaterials bei einer Seilgeschwindigkeit von 40m die der Seilspannung entsprechende Adhäsion vollständig aufgehoben werden. Die in Folge eines lothrechten Höhenunterschiedes der Anlauf- und Ablaufstellen im treibenden Seiltrume (bei den schrägen Seiltrieben) nothwendige Mehrspannung des Seiles wird unter Beachtung obiger Regel mit 0,7 Proc. auf 1m Höhenunterschied ermittelt und endlich auf die Wichtigkeit der eben entwickelten zweifachen Berichtigungen der Seilspannung bei gröſserer Seilgeschwindigkeit und Höhenabweichung der Seilscheiben hingewiesen und erörtert, daſs sich die einschlägigen Verhältnisse bei Verwendung von Baumwollseilen wegen ihres geringeren Eigengewichtes, ihrer sicheren Spleiſsung und besseren Schmiegsamkeit entschieden günstiger stellen, daher auch Baumwollseile (bei einer Geschwindigkeit von 20 bis 23m) neuerdings eine hervorragende Anwendung bei groſsen Triebanlagen finden.Die Baumwollseile von James Taylor in Oldham, Hick und Comp. in Bolton haben ein laufendes Gewicht für:dmm=35384451vongk=0,7300,9201,0001,070.Nach Felten und Guilleaume erreichen die aus badischem Schleiſshanf erzeugten Hanf-Triebseile ein Gewicht für:dmm=25303540455055vongk=0,510,710,921,161,411,672,00. Prof. Keller erörtert ferner folgende für die Seiltriebe in der That wichtigen und oftmals beobachteten Erscheinungen und sucht nach deren Begründung. Zunächst handelt es sich um den Fall des Seilbruches in Folge innerlicher Zerstörung des Seiles. Thatsächlich wurden Hanf-Triebseile in verhältniſsmäſsig kurzer Zeit zerrissen, welche sich im Inneren völlig zu Staub zerrieben zeigten. Als Ursache werden angegeben: 1) Mangel im Material und in der Seilfabrikation, 2) ungenügende Trocknung der Triebseile vor der Spleiſsung, 3) zu geringer Durchmesser der Seilscheiben. – Es wäre an dieser Stelle noch als mögliche Ursache dieser Erscheinung anzuführen: 4) der Einfluſs der für die Triebseile maſsgebenden Inanspruchnahme auf Arbeitsfestigkeit innerhalb oft weit entfernt gelegener Grenzen, wodurch eine wiederholte, sehr veränderliche Aufdrehung (Streckung, Kürzung) der Seile eintreten muſs, welcher die selbst zunächst der Litzenachsen wie der Seilachse gelegenen Materialfasern nicht widerstehen können. Prof. Keller führt die erwähnte Erscheinung unmittelbar auf den Einfluſs der Drehung der Seile um ihre Achsen zurück. Eine zweite in Betracht gezogene Erscheinung an Seiltrieben ist: der unruhige Gang, Schlagen, Ueberspringen der Seile. Mit Recht werden diese bedenklichen Erscheinungen auf die oftmals unvollkommene Ausführung des Seilspleiſses zurückgeführt und in dieser Richtung empfohlen, die Spleiſslänge 2,5 bis 3m,5 auszuführen, welche Regel auch von bewährten Seilfabriken beachtet wird. Die dritte hervorgehobene Erscheinung bezieht sich auf die Drehung der Seile um ihre eigenen Achsen während ihrer Verwendung als Arbeit übertragende Mittel. Erfahrungsgemäſs findet selbst bei normal hergestellten Seilen aus Hanffasern (und Drähten) stets eine achsiale Drehung derselben bei Einwirkung einer Längsspannung statt; doch erreicht dieselbe bei einer auch aus anderen Gründen zweckmäſsigen Streckung der Seile sehr rasch ihre Grenze. Prof. Keller bespricht die mögliche Ursache der erwähnten achsialen Drehung und weist auf den Umstand hin, daſs die äuſseren Theile der Seile, welche gewundenen Seilelementen angehören, gegen die divergirenden Wandungen der Seilrillen gepreſst werden. Dieser Umstand wird nicht als maſsgebend für die beobachtete Erscheinung anerkannt; vielmehr erscheint es wahrscheinlich, daſs das abweichende Verhalten der verschiedenen Seile auf derselben Seilscheibe als Hauptursache anzusehen sein wird, da sich erfahrungsgemäſs die beobachtete Erscheinung weder auf alle Seile eines Triebes überhaupt, noch auf alle Seile desselben in gleichem Maſse erstreckt, worüber ein einfacher Versuch, bestehend in der Markirung sämmtlicher Triebseile im Ruhezustande und in einem gemeinsamen Querschnitte, in kurzer Zeit genügende Aufklärung gibt: Die ursprüngliche gemeinsame Marke an sämmtlichen Triebseilen (in einem Normalschnitte gelegen) wird nämlich je nach der Gröſse der Verschiebung der einzelnen Seile gegen den Scheibenumfang in Theilmarken für die einzelnen Seile zerlegt, welche verschiedene Entfernungen von einander nach derselben Arbeitszeit annehmen, wobei gleichzeitig in Folge der eingetretenen Verschiebung der Seile eine Drehung derselben erfolgen muſs. Je ungleichförmiger die Spleiſsung der Seile, je ungenauer die Profilirung der Seilrillen am Scheibenumfange, je ungleichartiger der Zustand der in Anspruch genommenen Flächenelemente der Rillen und Seile, desto störender wird die in Rede stehende Erscheinung auftreten und wirken, bezieh. desto rascher der Verschleiſs der Triebseile selbst und zwar sowohl in ihren arbeitenden Flächen, wie im Inneren derselben eintreten müssen. Es ergeben sich sonach die für die Erhaltung der Hanf-Triebseile wesentlichen Regeln: 1) gutes Rohmaterial, 2) zweckmäſsige Herstellung der Seile, 3) vollkommene Trocknung derselben, 4) entwickelte Spleiſslänge bei tadelloser Ausführung des Spleiſses selbst, 5) vollständig genau übereinstimmende Profilirung der Seilrillen, hergestellt durch Special-Arbeitsmaschinen unter Anwendung von Fräsen, 6) gleichmäſsige Lagerung und Spannung aller Triebseile für den Ruhezustand des Seiltriebes, nachweisbar durch die Einsenkungen der Seile, 7) Anwendung eines zweckmäſsigen Schmiermaterials für die Seile selbst, 8) Streckung der Seile vor ihrer Spleiſsung, um alle Querschnitte sofort möglichst gleich widerstandsfähig zu machen, 9) groſse Durchmesser der Seilscheiben (mindestens 40mal dem Seildurchmesser), 10) genaue Centrirung und Lagerung derselben, um die wechselnde Inanspruchnahme der Seile möglichst zu vermindern, 11) Bedachtnahme auf Ersatz-Triebseile. Endlich erwähnt der Vortragende noch jener besonderen Anlagen von Seiltrieben, in denen ein einziges endloses Triebseil angeordnet ist, welches die Umfange der Hauptscheiben sowie jenen der Spannscheibe umfaſst. Es werden weiter Beispiele von bei solchen Anlagen üblichen Seilführungen angegeben, aus welchen die Verwendung des Triebseiles sofort ersichtlich ist. Die Anwendung eines Triebseiles hätte unleugbare Vortheile gegenüber dem mehrseiligen Trieb; allein der Bruch dieses einen Seiles bedingt die Betriebseinstellung der ganzen Anlage, worin ein wesentlicher praktischer Nachtheil liegt. Die gleichartige Lagerung, der regelmäſsige An- und Ablauf der Seile an den Umfangen der Haupt- und Hilfsscheiben ist entschieden schwieriger durchzuführen, wobei die Inanspruchnahme des Triebseiles unvermeidlich eine gefährlichere wird, besonders wenn Scheiben von verschiedenen Durchmessern (wie üblich) in den Trieb aufgenommen werden. Prof. H. Gollner.